暫態

當過程變數或變數已經改變並且系統尚未達到穩定狀態時,系統被稱為處於瞬態狀態,又稱為暫態。電路從一個穩定狀態變為另一個穩定狀態所需的時間稱為瞬態時間。 瞬態分析KVL和KCL與包含能量存儲元件的電路導致差分。

暫態是一個變數隨時間變化的過程。

瞬態分析包含能量存儲元件的L和研究電路導致差分。 瞬態過程研究。

基本介紹

  • 中文名:暫態
  • 外文名:Transient state
  • 學科:電子
  • 本質:變數隨時間變化的過程
  • 別稱:瞬態
  • 相關名詞:暫態回響
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分類

暫態過程有兩種,一種是電力系統中轉動元件,如發電機和電動機,其暫態過程由於機械轉矩或電磁轉矩之間不平衡引起的,通常稱為機電暫態;另一種是電壓器、輸電線等原件中,並不牽涉角位移‘角速度等,其暫態過程稱為電磁暫態。

實例

化學

當化學反應器投入運行時,濃度,溫度,物質組成和反應速率隨時間而變化,直到操作達到平衡狀態,其間的過程都屬於暫態。

電氣工程

當開關在包含電容器或電感器的適當電路中翻轉時,組件分別引出電壓或電流分別導致的變化,導致系統花費相當長的時間達到新的穩定狀態。
我們可以定義一個瞬態,即當數量處於靜止或均勻運動,時間發生變化時,改變現有狀態,就會發生瞬變。
SCR(四層PNPN器件)接通時,由於在再次獲得正常電平之前的點周圍的電流和電壓的高電平的值,出現瞬變的問題。濾波器可以通過以下方式防止SCR損壞:LC濾波器,齊納二極體,變壓器,壓敏電阻。

暫態回響

定義

暫態回響,指系統在某一典型信號輸入作用下,其系統輸出量從初始狀態到穩定狀態的變化過程。暫態回響也稱動態回響過渡過程或瞬態回響。器材對音樂中突發信號的跟隨能力。瞬態回響好的器材應當是信號一來就立即回響,信號一停就戛然而止,決不拖泥帶水

負載暫態

電子電路一般都需要一個即使在負載電流發生瞬變時,輸出電壓也能維持在特定容差範圍內的電壓源,以確保電路的正常工作。設計工程師必須在理解暫態回響原理的基礎上,利用正確的設計思路才能以較低的成本改善電源的暫態回響性能。
暫態定義為“僅維持一段短暫時間的事物”。但是,隨著微處理器工作速度和電流需求量的提高,當負載電流發生暫態變化時,穩壓器在指定範圍內保持輸出電壓的能力成為一個廣泛存在的困擾。典型CPU晶片的電源規範要求,即使負載電流在幾百納秒內發生20或30A的變化,供電電壓仍然要保持穩定,要實現這個性能指標絕非易事。

電壓調節

幾乎所有的電子電路都需要一個穩定的電壓源,它維持在特定容差範圍內,以確保正確運行(典型的CPU電路只允許電壓源與額定電壓的最大偏離不超過±3%)。該固定電壓由某些種類的穩壓器提供。通過電阻分壓器自動檢測輸出電壓,誤差放大器不斷調整電流源從而維持輸出電壓穩定在額定電壓上。
穩壓器必須能夠在負載電流需求量從零上升到滿負荷(大約為20A或更多)時,保持輸出電壓恆定。當負載電流需求量緩慢變化時很容易做到這一點,但是,如果負載電流“階躍”足夠快的話,穩壓器將無法提供完全穩定的輸出電壓。

負載瞬變

為了了解負載瞬變如何發生,下面用一個例子來進行分析。本例中,當負載電流需求量在幾乎零時間內從IL1變化到更大值(IL2)時發生了負載瞬變。在瞬變之前,穩壓器處於穩態運行,這時IREG= IL1,並且輸出電容沒有向外部電路輸出電流。
穩壓器的電流源(IREG)不能立即發生變化,因此在“t = 0+”時刻(也就是負載電流增加到IL2的瞬間),IREG = IL1。通過簡單節點分析得出,此時電流源需要輸出電容:
ICOUT=IL2-IL1
COUT將繼續提供電流直到控制環路把IREG提高到IL2為止。在COUT必須提供電流期間,隨著電容放電,它兩側的電壓將會降低。電容的內部寄生等效串聯電阻(ESR)和等效串聯電感(ESL)同樣也會使COUT兩側的電壓降低。

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