当过程变量或变量已经改变并且系统尚未达到稳定状态时,系统被称为处于瞬态状态,又称为暂态。电路从一个稳定状态变为另一个稳定状态所需的时间称为瞬态时间。 瞬态分析KVL和KCL与包含能量存储元件的电路导致差分。
暂态是一个变量随时间变化的过程。
瞬态分析包含能量存储元件的L和研究电路导致差分。 瞬态过程研究。
简介
当过程变量或变量已经改变并且系统尚未达到稳定状态时,系统被称为处于瞬态状态,又称为暂态。电路从一个稳定状态变为另一个稳定状态所需的时间称为瞬态时间。 瞬态分析KVL和KCL与包含能量存储元件的电路导致差分。
暂态是一个变量随时间变化的过程。
瞬态分析包含能量存储元件的L和研究电路导致差分。 瞬态过程研究。
分类
暂态过程有两种,一种是电力系统中转动元件,如发电机和电动机,其暂态过程由于机械转矩或电磁转矩之间不平衡引起的,通常称为机电暂态;另一种是电压器、输电线等原件中,并不牵涉角位移‘角速度等,其暂态过程称为电磁暂态。
实例
化学
当化学反应器投入运行时,浓度,温度,物质组成和反应速率随时间而变化,直到操作达到平衡状态,其间的过程都属于暂态。
电气工程
当开关在包含电容器或电感器的适当电路中翻转时,组件分别引出电压或电流分别导致的变化,导致系统花费相当长的时间达到新的稳定状态。
我们可以定义一个瞬态,即当数量处于静止或均匀运动,时间发生变化时,改变现有状态,就会发生瞬变。
暂态响应
定义
负载暂态
电子电路一般都需要一个即使在负载电流发生瞬变时,输出电压也能维持在特定容差范围内的电压源,以确保电路的正常工作。设计工程师必须在理解暂态响应原理的基础上,利用正确的设计思路才能以较低的成本改善电源的暂态响应性能。
暂态定义为“仅维持一段短暂时间的事物”。但是,随着微处理器工作速度和电流需求量的提高,当负载电流发生暂态变化时,稳压器在指定范围内保持输出电压的能力成为一个广泛存在的困扰。典型CPU芯片的电源规范要求,即使负载电流在几百纳秒内发生20或30A的变化,供电电压仍然要保持稳定,要实现这个性能指标绝非易事。
电压调节
几乎所有的电子电路都需要一个稳定的电压源,它维持在特定容差范围内,以确保正确运行(典型的CPU电路只允许电压源与额定电压的最大偏离不超过±3%)。该固定电压由某些种类的稳压器提供。通过电阻分压器自动检测输出电压,误差放大器不断调整电流源从而维持输出电压稳定在额定电压上。
负载瞬变
为了了解负载瞬变如何发生,下面用一个例子来进行分析。本例中,当负载电流需求量在几乎零时间内从IL1变化到更大值(IL2)时发生了负载瞬变。在瞬变之前,稳压器处于稳态运行,这时IREG= IL1,并且输出电容没有向外部电路输出电流。
稳压器的电流源(IREG)不能立即发生变化,因此在“t = 0+”时刻(也就是负载电流增加到IL2的瞬间),IREG = IL1。通过简单节点分析得出,此时电流源需要输出电容:
ICOUT=IL2-IL1
COUT将继续提供电流直到控制环路把IREG提高到IL2为止。在COUT必须提供电流期间,随着电容放电,它两侧的电压将会降低。电容的内部寄生等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)同样也会使COUT两侧的电压降低。