反馈电路十篇

反馈电路篇1

关键词 电子电路；输出；反馈

中图分类号：TN7 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）05-0175-02

凡是通过一定的方式把电子电路系统输出回路中某一个电量（电压或电流）的一部分或全部，经过一定的电路送回到前面某一级的输入回路中，这种反送过程称反馈。反馈从不同角度来说有不同的含义。如在放大器件内部产生的反馈成为内部反馈；反馈过程是通过外接电路元件来完成的叫外部反馈。如果反馈元件（在输入、输出回路之间起联系作用的元件）上的电量只反映直流成分的叫直流反馈；反馈元件上的电量不仅含有直流成分，还含有交流成分的就称为交流反馈。如反馈信号与输入信号呈串联形态的是串联反馈；反馈信号与输入信号呈并联形态的称为并联反馈。虽然反馈形式多种多样，但从本质上来说，却只有两种：正反馈和负反馈。

1 正反馈电路

如引入反馈后使放大倍数增大的称为正反馈。正反馈在一定程度上提高了放大倍数，而放大器的其它性能则往往因引进正反馈而变坏，故它在电子电路中的应用远不及负反馈普遍。它主要应用在振荡电路中，利用引入正反馈后产生的自激振荡，使放大器变成振荡器，产生高频或低频的正弦波。所谓自激振荡现象，就是即使放大电路中的输入端不加输入信号，在它的输入端也会出现具有一定频率和幅度的输出波形，如正弦波振动器就是一个没有输入信号的正反馈放大器（见图1）。振动器要能自行建立振荡，必须满足丨丨>1的条件。设=A∠，=F∠。当丨丨>1时，接通电源后，由于放大器中存在一定的噪声电压，它的频谱分布很宽广，微弱信号经AF环路的不断放大，使输出信号逐渐由小变大。这样，振动器就能自行起振，或者说能够自激。设置在放大器或反馈网络中的稳幅环节能自动调整振动器的环数放大倍数丨丨，使之随振幅的增大而自动下滑，当丨丨下降到1时，即AF=1，，就能产生持续不断的振荡输出。

现仅从正反馈的角度讨论正弦波振动器能维持振荡的相位平衡问题。这里用常见的图2所示电感三点式振荡器来说明。以为基准，三极管V输出电压与相差180°；即有。在LC支路中产生的回路电流超前90°（因为这个支路的电抗，而，故X为容性）。电流在电感上产生的压降超前90°，这个电压就是反馈电压。由相量图可见和相同，故为正反馈，即，满足相位平衡条件。

2 负反馈电路

如引入反馈后使放大倍数减小的称负反馈。它是电子电路中应用最广泛的一种反馈，是模拟电子线路的重点内容。在放大电路中引入负反馈，虽然牺牲的放大倍数，但可提高放大倍数的稳定性、扩展通频带、改善频率特性、减小非线性失真、抑制干扰和噪声、改善输入输出电阻特性、使放大器带动负载的能力得以提高。

负反馈有直流负反馈和交流负反馈两种，在很多情况下是同时存在的。图3是一个交流负反馈电路，其反馈过程可描述如下：当环境温度升高使三极管的参数如反向饱和电流，电流放大倍数，基级，发射极之间电压发生变化时，引起集电极电压增加，发射极电流也随之增加，发射极电压也必然增加。由于基级是一固定偏置电路，故是定值，将减小，从而使减小，也随之减小，这样就控制了，的增加，使它们基本上不随温度的上升而改变，这里放大电路的输出量是集电极电流，用发射极电流在电阻上产生的压降把输出量反送到放大电路的输出端，改变了，使基本稳定，此处的就是反馈元件。因为在上的压降不仅反映了发射极电流直流成分，而且同时也反映了其中的交流成分，所以此电路为交流反馈电路。若在两端并联有容量相当大的电容，如图3中虚线所示时，因将信号中的交流成分旁路，此时两端压降只反映其中直流成分的变化，这种情况称为直流反馈。

3 四种负反馈连接形式的特点

根据负反馈电路从放大器输出端取样（电流或电压）方式的不同，及反馈信号引回输入端比较（串联或并联）方式的差异，负反馈电路有四种类型，各举一例，例如图4。

对于四种反馈类型，如何判别区分它们呢？对于电压，电流反馈的判别可根据电压反馈和电流反馈的定义来判断；反馈信号（电压或电流）与输出电压成正比例的叫电压反馈；反馈信号（电压或电流）与输出电流成正比例的叫电流反馈。图4中为输出负载。图4的（a），（c）中联系输入，输出回路的反馈元件是、，由于反馈信号从输出电流取样并与之成正比，所以是电流反馈。图（b），（d）中的反馈元件分别是、，由于反馈信号从输出电压取样并与之成正比，所以是电压反馈。

对于串联，并联反馈的判别可直接从电路结构来观察，若取样反馈信号的输入点为基级的一般是并联反馈；若取样反馈信号的输入点为发射极的一般为串联反馈。这很容易看出，图4中图（c），（d）是并联反馈，图（a），（d）是串联反馈。

图1

图2

图3

参考文献

反馈电路篇2

关键词：放大电路；反馈；判断

中图分类号：F40 文献标识码：A

1反馈概念的引入

在电子电路中，信号传输方向一般是从左侧输入端到右侧输出端的，即：左入右出，这是正向传输方向。而反馈就是将输出信号的一部分或全部送回到放大电路的输入回路的过程，是反向传输的。放大电路无反馈时的状态称开环系统，放大电路有反馈时的状态称闭环系统。

2反馈的分类

这种分类方法是针对闭环系统中反向传输的反馈网络分解。掌握分类的方法，能够更好地判断放大电路的反馈组态。

2.1正反馈和负反馈

如果引入的反馈使净输入增大，就是正反馈。如果引入的反馈使净输入减小，就是负反馈。负反馈多用于放大电路中，这也是本文讨论的重点内容。

2.2直流反馈和交流反馈

放大电路是交直流信号共同作用的电路，交直流信号在放大电路中互相依存，缺一不可。其中直流信号是放大电路工作的基础：它既是放大电路的能源，同时又为放大电路设置了一个合适的静态工作点；而交流信号才是放大电路工作的目的：放大电路工作的目的就是要将接收的微弱电信号放大到需要的数值，以推动负载工作，让我们听到动听的音乐，看到优美的画面。若反馈信号中只含有直流成分的就是直流反馈；只含有交流成分的就是交流反馈；既有直流成分又有交流成分的就是交直流反馈了。

2.3电压反馈和电流反馈

在输出端：若放大电路要稳定输出电压值，则引入电压反馈：若放大电路要稳定输出电流值，则引入电流反馈。

2.4串联反馈和并联反馈

在输入端：若反馈信号和输入信号串联，即为串联反馈；若反馈信号和输入信号并联，就是并联反馈。因此，在负反馈放大电路中，可组成四种类型的反馈放大器：电压串联负反馈；电流串联负反馈；电压并联负反馈；电流并联负反馈。以上四种也称为反馈组态。

3反馈类型的判断

3.1识别放大电路中有无反馈的方法

反馈的重要标志是电路中存在着输出与输入之间反向连接的通路，这条通路是由电阻和电容构成的，而且它不经过电源端和接地端。

3.2判断正、负反馈的方法

若反馈信号与输入信号接在同一个电极上：则极性相同，为正反馈；极性相反，为负反馈。

如图1所示：输入信号和反馈信号接在B极上且极性相同，故为正反馈；若将图中A点接在E上时，则输入信号和反馈信号接在B极上且极性相反，故为负反馈。若反馈信号与输入信号不在同一个电极上，极性相同，为负反馈；极性相反，为正反馈。

如图2所示：输入信号接在B极而反馈信号接在E极上且极性相同，故为负反馈；若将图中A点接在E上时，则输入信号接在B极而反馈信号接在E极上且极性相反，故为正反馈。

总结口诀：同极异负，隔极异正。

3.3判断串、并联反馈的方法

若输入信号与反馈信号加在同一个电极上的为并联反馈。若输入信号与反馈信号加在不同电极上的为串联反馈。

如图3所示，输入信号与反馈信号均加在B上，故为并联反馈；若将图中A点接在E上时，输入信号加在B上而反馈信号加在E上，故为串联反馈。

总结口诀：同并异串。

3.4判断电压、电流反馈的方法

若输出信号与反馈信号加在同一个电极上的为电压反馈。若输出信号与反馈信号加在不同电极上的为电流反馈。如图4所示，输出信号与反馈信号均加在C上，故为电压反馈；若将图中A点接在E上时，输出信号加在C上而反馈信号加在E上，故为电流反馈。

总结口诀：同压异流。

3.5判断交流、直流反馈的方法

电容的作用就是隔直通交。如果反馈网络中起反馈作用的电阻两端并联电容，则为直流反馈；如果反馈网络中串联电容，则为交流反馈；如果反馈网络中无电容，则为交直流反馈。因此判断放大电路中的反馈的口诀：同极异负，隔极异正，同并异串，同压异流。

结语

电子电路中常常利用负反馈来改善电路的工作性能。而产生于模拟电子技术领域的反馈理论，在工程领域中获得广泛的应用。几乎所有电子电路自动控制系统都是建立在负反馈基础上的。因此掌握放大电路中负反馈的判断非常重要。

参考文献

反馈电路篇3

关键词：负反馈；放大倍数；波形失真；Multisim 2001

中图分类号：TN253文献标识码：B

文章编号：1004-373X(2008)07-161-02オ

Application of Multisim 2001 Simulation Software in Teaching of the Negative Feedback Circuit

LUO Yingxiang,TANZefu

(Chongqing Three Gorges College,Chongqing,404000,China)オ

Abstract：Using Multisim 2001 software simulation function,with examples of the negative feedback in amplifier can increase magnification in the stability of nonlinear distortion can be improved and band can be expanded,theory and experimental organic combination of teaching,the corresponding simulation waveforms and simulation results are given,so that simulated in the classroom electronic technology teaching more vividly,flexible,closer to the actual project to help students understand theory,the purpose of improving analytical capacity.To improve students′ interest and train the students to creative thinking ability,and comprehensively improve the quality of professionals is of great significance.

Keywords：negative feedback;magnification;waveform distoration;Multisim 2001

模拟电子技术基础课程是电子类专业的一门主干课程，该课程既有较抽象的理论分析又有较具体的实践应用，此门课程教学质量的优劣直接影响到该专业后续课程的学习以及学生的电路理论分析和实践动手能力。传统的教学方法通常为在课堂上通过板书进行理论分析，再到实验室辅以若干个电路实验，但是，在有限的学时内仅仅依靠传统的教学方法和手段，无论对于教师教学还是对于学生学习都是较困难的。教材[1]中引入了计算机辅助分析与设计软件，其中，加拿大Interactive Image Technologies公司的数模混合电路仿真软件Multisim 2001[2]是以Windows为系统平台的电子仿真工具。其仿真环境直观，界面整洁明了，操作方便易于掌握。他提供了大量的仿真元件模型，且仪器仪表种类之多，是很多电子实验室所无法比拟的。因此，他成为了许多高校的首选电子仿真软件。这些软件在模拟电路课堂教学中的应用使得深奥、抽象的理论变得易于理解、形象生动。

本文以模拟电路课程中的负反馈电路为例,介绍如何使用Multisim 2001软件进行负反馈电路的连接、仿真，在课堂上使模拟电子技术教学更形象、灵活、更贴近工程实际，达到帮助学生理解原理，提高分析能力的目的。对提高学生的兴趣、培养学生创造思维能力、全面提高专业素质具有重要的意义。

1 建立电路原理图

启动Multisim 2001后，自动新建一个默认命名为circuit1.msm的文件，把两级电压串联负反馈电路所需相关元器件拖放到工作区中，并连接各线路和设置元件参数(元器件分两种：一种是固定属性、不可修改器件参数，另一种是可修改属性器件)，完毕后保存(可重命名，得该电路原理图(如图1所示)[1,3,4]。

2 负反馈提高放大倍数稳定性的验证

断开负反馈电阻R10，把R11（负载）的值改为3 kΩ,并记下此时示波器显示的波形（如图2左半所示）；再把R11的值改为1 kΩ并记下这时示波器显示的波形（如图2右半所示）。

比较可知,在无负反馈情况下，当负载变重(R11减小)时放大器输出减小，即放大器的放大倍数稳定性差。接上负反馈电阻R10，按上述方法操作，比较R11=1 kΩ与R11=3 kΩ时示波器显示的波形（如图3所示）；从仿真结果可知，此时负载的改变对放大器输出的幅值基本上没有影响，即提高了放大器的放大倍数稳定性。

3 负反馈改善波形失真的验证

使Us=2 mV，断开R10，打开Multisim 2001仿真开关，这时从示波器屏幕上可以看到放大器的输出波形出现了饱和失真（图4上半部分所示），在输出端利用失真度测试仪测试其失真系数为8.530％（图4下半部分所示）。接入R10=3 kΩ，并保持其他条件不变，再次仿真时，可以看到饱和失真已消失（图5上半所示），且由失真度测试仪测试出失真系数为0.044％（图5下半所示）。通过这种动态、实时的仿真，说明了引入负反馈可以改善波形失真。

负反馈扩展通频带的验证

断开负反馈电阻R10与放大电路输出端的连接，把Us设为1 mV。从菜单栏点击仿真（Simulate）中的分析(Analysis)菜单后选择交流频率分析命令，系统会弹出一个对话框，要求用户输入用于交流频率分析的起、止频率和要分析的节点等信息，将输入起始频率定为1 Hz，终止频率为10 GHz，选择节点28(放大电路的输出点)为分析节点，点击仿真按钮，仿真结果(无负反馈时)如图6上半部分所示。引入负反馈，将电阻R10接入电路，保持Us为1 mV；从菜单栏点击仿真（Simulate）中的分析(Analysis)菜单后选择交流频率分析命令，同样的设定后，点击仿真按钮。仿真结果(有负反馈时)如图6下半部分所示。从图中可以看出有负反馈时该放大电路的通频带比无反馈时的通频带明显增宽了。由此说明，放大电路引入负反馈后扩展了通频带，但是，比较图6上下半部分可看到，引入负反馈后放大电路的增益大幅下降，因此验证了负反馈放大电路的频带扩展是以牺牲放大电路的增益为代价的。

5 结 语

Multisim 2001仿真软件功能强大、使用方便、动态逼真，随着人们对其学习和了解的深入，相信这种形象化的教学方法在电子学领域的各门专业课程中都会发挥出更大的作用。

参 考 文 献

［1］华成英,童诗白.模拟电子技术基础［M］.4版.北京:高等教育出版社,2006.

［2］翟卫清，张柳芳，孙小军.Multisim 2001电路仿真软件在《电子技术基础》多媒体教学中的应用［J］.平顶山学院学报，2006，21（2）：68-71.

［3］张小进.EWB仿真软件在模拟电路教学中的应用［J］.北京工商大学学报，2002，20（3）：28-31.

［4］康华光.电子技术基础(模拟部分)［M］.3版.北京:高等教育出版社,1999.

［5］孙晓艳,黄萍.基于Multisim的电子电路课堂教学[J].现代电子技术,2006,29(24):142-144.

反馈电路篇4

PID控制是隔振系统中常用的控制方法，本文主要介绍了一种基于PID控制的隔振系统反馈电路，其主要采用的是PI电路，推导出系统的传递函数，进而分析出系统阻尼、周期和电阻、电容之间的关系，通过对系统电阻、电容的参数进行合适的设置，可以得到所期望的系统阻尼、周期及传递函数。

【关键词】PID控制 隔振 反馈放大

PID控制是一种负反馈控制，是一种比较精确的反馈控制，其具有以下优点：原理简单、使用方便；m应性强，可广泛应用于各种场合；鲁棒性强，其控制品质对被控对象特性的变化不太敏感。因此，PID控制是隔振系统中常用的控制方法。

1 PID控制原理

PID控制电路主要由比例电路（P）、积分电路（I）以及微分电路（D）构成：

1.1 比例环节（P）

比例电路可以成比例的反映控制系统的偏差信号，系统偏差一旦产生，调节器立即产生与其成比例的控制作用，以减小偏差，比例控制反映快，但对于某些系统，可能存在稳态误差，增大比例系数，系统的稳态误差减小，但稳定性可能变差。

1.2 积分环节（I）

用于消除稳态误差，提高系统的无差度，积分作用的强弱取决于积分常数，积分常数越大，积分速度越慢，积分作用越弱，反之则越强，积分环节可以使系统的频带变窄。

1.3 微分环节（D）

微分环节反应偏差信号的变化速率，具有预见性，能预见信号的变化趋势，并能在偏差信号的值变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期的修正信号，从而加快系统的响应速率，减小调节时间。

2 反馈放大电路

本系统中主要采用PI电路，PI电路中比例电路主要影响响应速率，比例参数越大，响应速度越快，但是当比例参数太大时，会引起比较大的超调和振荡，使得整个系统不稳定。积分参数主要影响静态精度，消除静差，当系统处于稳定状态时，积分参数越大，积分速度越慢，在偏差较大时，PI控制主要以提高系统动态响应速度为主。

反馈放大电路图如图1所示，利用三个运算放大器状态变量来实现伺服放大，运算放大器采用OP27。OP27是一款高精度、低温漂运算放大器，其失调电压小且不随温度的变化而变化，常用在精密仪器、弱信号检测等自动控制系统中。第一级和第二级电路为积分电路（I），第三级电路为比例电路（P），共同组成了比例积分（PI）电路。

图1中电路的独特特性在于跟随在第一级放大电路后的节点是反相带通滤波器，而后一个节点是反相低通滤波器，两个节点的传递函数分别为：

由式（7）和（8）可以看出，通过对电阻R和电容C的参数进行合适的设置，可以得到所期望的阻尼、周期以及系统的传递函数，但积分电路（I）中积分系数不宜过大，否则会破坏系统的稳定性，系统的收敛特性将受到影响，甚至趋于发散；比例电路（P）则会改变系统的阻尼系数，系统的振荡周期会相应减小。

3 结语

利用PID控制可以提高系统的稳定性，反馈电路中的积分电路（I），可维持系统的稳定，但积分系数不宜过强，否则将会影响系统的收敛特性；比例电路（P），会减小系统的振荡周期。对系统进行比例、积分控制，并设置合适的参数，可以得到所期望的阻尼、周期及传递函数。

参考文献

[1]蔡璇，闫加胜，梅洁颖.一种应用于温度控制系统的PID控制电路设计[J].电子世界，2014，30（16）：121.

反馈电路篇5

关键词：放大器：反馈类型：反馈类型简单判断方法

反馈是电子技术中的一个重要概念，也是技校、中职学生今后学习电类专业课要用到的重要知识。在放大器中引入负反馈，是改善放大器性能的重要手段．可以提高电路放大倍数的稳定性、改善波形的非线性失真、展宽通频带等以适应实际的需要。

在电子技术教学过程中．反馈类型的判断一直是一个重点和难点内容。学生对于这一部分内容较难理解，不易掌握。通过长期的教学实践．本人总结出以下的简单判断方法．使学生容易理解和掌握。

一、有无反馈的判断

根据反馈的定义：反馈是把放大器输出信号(电压或电流)的部分或全部通过一定的电路．按照某种方式送回到输入端．并影响输入信号的过程。反馈放大器的特征为是否存在反馈元件，反馈元件所在支路是联系放大器的输出回路与输入回路问的桥梁．因此能否从电路中找到反馈支路是判断有无反馈的关键。要特别注意不能直接经电源端和接地端来连接输出回路和输入回路以作为反馈支路．这是初学者应该注意的问题。例如图1是个两级共射放大器．而反馈元件Rf接在T2管的集电极和T1管的发射极之间。它所在支路如同一座桥．将两级放大器的输出回路和输入回路连接起来。

二、反馈信号成分的判断

根据电容“隔直通交”的特点，我们可以判断出反馈信号中的交直流成分。如果反馈支路中并联电容接地，则为直流反馈，其作用为稳定静态工作点：如果反馈支路中串联有电容．则为交流反馈．其作用为改善放大电路的动态性能：如果反馈支路中只有电阻或导线，则为交直流反馈。图1电路中的反馈即为交直流反馈。

三、反馈极性的判断

反馈极性分为正、负反馈。正、负反馈的判断方法：瞬时极性法。瞬时极性法先假设在放大器的输入端引入一瞬时增加的信号，这个信号通过放大器和反馈支路回到输入端，若反馈回来的信号使净输入信号增加则为正反馈，否则为负反馈。在这一步要搞清楚放大器的组态是共发射极、共集电极还是共基极接法。每一种组态放大器的信号输入端和输出端都不一样，其瞬时极性也不一样。共射组态放大器信号由基极输入，集电极输出，其输出信号与输入信号相位相反；而共集组态放大器信号是由基极输入，发射极输出；共基组态放大器信号由发射极输入，集电极输出；它们的输出信号与输入信号相位都相同。同相则瞬时极性相同，反相则瞬时极性相反。(运算放大器电路中也存在反馈问题，其输出端与同相输入端瞬时极性相同．与反相输入端瞬时极性相反)根据以上放大器输入与输出之间的相位关系．从放大器的输入端开始用瞬时极性标示，沿放大器、反馈支路再回到放大器输入端依次标出各点的瞬时极性，然后再由回送回来的反馈信号瞬时极性判断正、负反馈。

在晶体管放大器中，若反馈信号回送到输入极的瞬时极性与原处的瞬时极性相同则为正反馈，相反则为负反馈。其中注意共射极放大器的反馈有时回送到公共极――发射极．此时反馈回送到发射极的瞬时极性与基极的瞬时极性相同为负反馈．相反则为正反馈。图1电路中的瞬时极性判断顺序如下：假设T1基极(+)―T1集电极(-)―T2基极(-)―T2集电极(+)经Rf至T1发射极(+)，此时反馈回送到发射极的瞬时极性与基极的瞬时极性相同，所以电路为负反馈。(在运算放大器反馈电路中，若反馈回来的瞬时极性与同一端的原瞬时极性相同则为正反馈．相反则为负反馈：若反馈回来的瞬时极性与另一端的原瞬时极性相同则为负反馈．相反则为正反馈。)

四、反馈取样信号的判断

反馈是将输出信号(电压或电流)的部分或全部取出通过反馈支路形成反馈信号回送到放大器输入端，因此根据反馈取样信号的不同分为电压反馈或电流反馈。

简易判断方法为：若反馈支路的取样点和放大器的电压输出端接在三极管的同一管脚上为电压反馈，否则为电流反馈。例如图1所示电路，电压输出端为T2管的集电极(电容C2视为短路)，而反馈支路的取样点也接在T2管的集电极上。是同一管脚．所以是电压取样．为电压反馈：图2所示电路中．电压输出端依然是T2管的集电极(电容C3视为短路)，但反馈支路的取样点却接在T2管的发射极上，不是同一管脚，因此是电流取样，为电流反馈。

图2：电流并联负反馈

五、反馈信号的回送连接方式的判断

根据反馈信号回送到放大器输入端，与外加输入信号联接方式的不同分为串联反馈或并联反馈。

简易判断方法为：反馈支路的回送点和放大器的输入端若接在一起则为并联反馈，否则为串联反馈。例如图1电路中，反馈支路的回送点接到T1管的发射极上．而放大器的输入端是T1管的基极(电容C1视为短路)，不在一起则为串联反馈；而在图2电路中，反馈支路的回送点就接在放大器输入端T1管的基极上(电容C1视为短路)，同在一起就是并联反馈。

反馈电路篇6

电流反馈放大器没有基本的增益带宽乘积的局限性，随着信号振幅的增加，带宽损耗依然很小就证明了这一点。由于大信号具有极小的失真，所以在很高的频率情况下这些放大器一般都具有出色的线性度。电流反馈放大器在很宽的增益范围内的带宽损耗很低，而电压反馈放大器的带宽损耗却随增益的增加而增加。因此，准确地说就是电流反馈放大器没有增益带宽积的局限性。当然，电流反馈放大器也不是无限快的。压摆率受制于晶体管本身的速度限制(而非内部偏置电流)。这可以在给定的偏置电流下实现更大的压摆率，而无需使用正反馈和其它可能影响稳定性的转换增强技术。

那么，怎么实现这样一个奇妙的电路呢?电流反馈运算放大器具有一个与差分对相对的输入缓冲器。输入缓冲器通常是一个射极跟随器或类似的器件。非反向输入是高阻抗的，而缓冲器的输出(即放大器的反向输入)是低阻抗的。相反，电压反馈放大器的2个输入均是高阻抗的。

电流反馈运算放大器的输出是电压，且与通过名为跨导阻抗z(s)的复变函数流出或流入运算放大器的反向输入端的电流有关。在直流电情况下，跨导阻抗很高(与电压反馈放大器类似)，并且随着频率的增加而单刀滚降。

解决电流反馈运算放大器灵活性问题的关键在于可调带宽和可调稳定性。因为反馈电阻值会改变放大器的AC环路动态特性，所以会影响带宽和稳定性。除了极高的压摆率和根据反馈电阻调整带宽的能力，还可以获得与器件的小信号带宽很接近的大信号带宽。更好的是，该带宽在宽增益范围内被大量保留。并且，因为固有的高线性度，所以也可以在高频率情况下获得低失真和大信号。

如何找到最佳的RF

由于放大器的AC特性部分取决于反馈电阻，所以能够针对各个独特的应用调整放大器。降低反馈电阻的值能增加环路增益。低增益下，反馈电阻会设成较高的值，以便保持高稳定性和最大带宽。随着增益的增加，环路增益自然就降低了。在需要高增益时，可以通过使用较小的反馈电阻来部分地恢复该环路增益。

从图2可以看出改变反馈电阻时带宽有什么变化。在最右边RF等于147欧姆处，可以看到频率响应正好达到最大值。该曲线还具有最大带宽。将电阻降到远低于147欧姆会导致在脉冲响应时产生振荡，而太低时会发生振荡。RF=300的曲线具有出色的平坦度和增益，而且还具有可与峰值频率响应相媲美的带宽。因此，实现了很高的稳定性，而并未损耗大量带宽。如果应用只需50或60MHz的带宽(高于该值就会产生噪声)，可以通过改变反馈电阻来调节器件的频率响应。使用这类带宽有限的快速放大器的原因是它能够提供出色的信号保真度。

同一器件的数据表如图3所示。给定非反向增益条件下建议使用的反馈电阻如图所示。在增益为2的情况下，推荐使用的反馈电阻为300欧姆，这样可获得最佳的增益平坦度、稳定时间和速度组合。并且，从图上可以看出在增益为1的情况下，需要使用600欧姆的反馈电阻方可获得最优的性能。这是因为环路增益很高，需要大阻值电阻方可实现高稳定性。这是电流反馈架构和电压反馈架构的主要区别。电流反馈放大器不能同短接到反向输入的输出一同使用。

数据表中最常用的电阻是针对增益为2的情况。然而，从图2可以看出，可以根据情况灵活选用电阻。数据表中的推荐值是用于生成性能列表中规定的指标和曲线的值。

在增益为5的情况下，RF低至200欧姆，如图3所示。增益设定电阻现在仅为50欧姆，所以达到了输入缓冲器电阻和增益设定电阻相近的点。这降低了运算放大器的闭环互阻抗，并随着增益的增加而开始限制带宽。在增益为8的情况下，反馈电阻重新回到275欧姆。一旦不能通过降低反馈电阻来增加增益，就得牺牲带宽来获得较高的增益，并且电流反馈放大器的运行方式就和电压反馈放大器类似了。

电路板布局

电流反馈运算放大器(或者是高速产品一般需要考虑的因素)需要仔细考虑的因素之一是板布局。表面贴装、陶瓷电源旁路电容需要距离器件很近，一般不超过3mm。如果需要较大的，则电解电容可以距离电路板稍远一点。通常有一个板上稳压器。这种情况下，除了稳压器供应商推荐使用的那些电容以外，无需添加电解电容。安装在放大器附近的小型陶瓷旁路电容用于驱动放大器的高频响应。根据放大器速度和放大信号的不同，可以使用2个电容值至少相差10倍的陶瓷电容。例如，400MHz的放大器可以并联0．01uF和1nF电容。购买电容时，检查自谐振频率很重要。在接近或高于该频率的频率下，电容不具备任何优势。接地和电源层有助于为接地电流和电源电流提供低阻抗通路。接地和电源层均应从放大器的输入和输出引脚下面以及反馈电阻下面移出。这有助于通过降低不需要的寄生电容来保持放大器的稳定性。

要尽可能地使用表面贴装元件。这些可以提供最高的性能，并且占用的板空间也最小。PC板迹线应尽可能的短，并且其尺寸应能将寄生效应降至最低水平。至于电源迹线，最差的寄生特性是DC电阻和电感，所以电源迹线应尽可能的宽。另一方面，输入和输出迹线传输的电流通常都很小，所以容性寄生现象的危害性最大。对于超过1cm的信号通路而言，最好使用受控阻抗和双端接传输线路。

由于少量的寄生负载是不可避免的，所以电流反馈放大器的反馈电阻能为特殊应用灵活调整放大器性能。虽然板布局实在是极具挑战性，但即使这样，很大的反馈电阻也可能不够。这种情况，还有另外一种方法。

驱动容性负载

通过加入电阻(ROUT)几乎可以在放大器输出端上驱动任何数量的电容，而不会出现稳定性问题，如图4所示。这是运算放大器常用的方法，对电压和电流反馈放大器均起作用。当驱动高速模拟―数字转换器时，这种方法就特别有用。ROUT电阻安装在运算放大器和容性负载(ADC)之间；在板空间允许的情况下，电阻应尽可能靠近放大器。图5中的曲线表明了根据电容尺寸的不同而建议使用的ROUT的电阻值。该图是基于1k欧姆电阻负载而绘制的。如果R1小于该值，则ROUT也可以小于该值。另一种方法是将ROUT放在反馈回路内部(图中未标明)。可以将RF连到 隔离电阻的输出端，而不是把RF连在如图所示的ROUT和放大器之间。这可以保持增益准确度，但是隔离电阻仍然会损失和其它实例电阻等量的电压摆动。虽然这种方法确实有缺点，但还是应该实现。因为电阻和电容形成了一个低通滤波器，所以使用该电路会损失带宽。LMH6738的响应图表如图6所示。正如看到的一样，无论电阻值为多少，电容越高，越难驱动和相应地降低带宽。

降低系统噪声

降低噪声对于构建IP放大器或低频RF滤波器而言非常重要。由于具有电流反馈放大器，虽然看上去互相矛盾，但是增加反馈电阻通常可以降低系统噪声。这是因为频率响应下降的速度比电阻噪声上升的速度快。为了降低放大器之后的电路噪声，应该只使用必要的带宽，这一点很重要。除了使用阻值最合适的反馈电阻，还可以给该电路添加一个滤波器。通常可以利用Sallen-Key滤波器拓扑将滤波器整合到放大器反馈网络中。如果可能，AC耦合也有助于消除低频噪声(常称为1／F噪声)。目的是消除放大的频带以外的所有噪声。系统级考量需要早点把噪声最低、增益最高的模块安装到电路中。越早增加增益，噪声对信号的影响就越小。如果可能，应避免使用大型源电阻。电阻增加的热噪声与电阻值成正比。

结语

当考虑使用电流反馈运算放大器而放弃使用电压反馈运算放大器时，应用意识到在某些领域中电压反馈放大器可能更具优势。对于电流反馈拓扑而言，输入偏置电流不是完全匹配的。非反向输入的阻抗比反向输入的高，一般具有较低的输入偏置电流。反向输入偏置电流通常较大，这会在偏置电流必须流经大阻值电阻时引发输入电压偏置。

电流反馈元件上的失调电压是匹配的，并且值很小，但它们不全为零。因此，它会随工艺和温度的变化而发生更大的变化，而电流反馈运算放大器的典型失调电压则可以做的很好。如果输入失调电压需要极高的精度，那么选择电压反馈放大器通常会更好。电流反馈放大器的缓冲器配置需要反馈电阻，而电压反馈放大器可以使用短路。一般来说这个不成问题，除非在现有设计中替换现有的电压反馈放大器。

反馈电路篇7

关键词：创设情境，电子电路教学，教学方法

 

《电子电路基础》是电子电工专业中一门综合性、实践性很强的专业基础课，而其中放大电路的分析又是重中之重。不少学生认为这门课难学，难掌握，缺乏兴趣，学不好这门课，更谈不上学生学习创新能力的培养。为此我们必须分析目前存在的问题，提出解决问题的思路或途径。。为顺应时代的要求，让学生能更好的理解教学内容及教学模式，以下结合自己在教学中的实际谈谈一些体会和认识。

教学理论和实践都表明，学生既是教育活动的对象，又是教育活动的主体，教学的成败，不仅取决于教师的教学手法，主要还取决于学生主体作用的发挥程度，取决于学生自身的努力，所以采取正确的教学方法才能在电子电路教学中培养学生的创新能力。①

一、 创设情境，激发兴趣

兴趣是人们积极认识事物和关心活动的一种心理倾向，是人们学习活动的动力机制。教育学家乌申斯基说过：“没有丝毫兴趣的强制学习，将会扼杀学生探求真理的欲望。”兴趣是学习的重要动力，也是最好的老师，所以在教学中以创设情境为主线，根据教材的特点、教学的方法和学生的具体学情，把学生引入一种与问题有关的情境中，让学生通过观察，不断积累丰富的感性认识，让学生在实践感受中逐步认知、发展，乃至创造，以提高学生学习电子的兴趣和素质。。②

《电子电路基础》是一门实践性很强的课程。教师可先从实际出发，用学生身边的事例引出本节课的内容，通过演示实验，激发学生的学习兴趣，使学生想参与进来，在愉快和谐的教学气氛中学习。如在“三极管的放大特性”的教学中，可先让学生进行音乐门铃的制作。在制作时先不接三极管，门铃只能发出很小的响声，此时教师向学生提出如何提高音量这一问题，使他们带着问题去学习。在介绍完了三极管的放大特性之后，再让学生在电路中接上三极管，由于三极管的放大作用使音量增加了许多，这样学生就产生了对三极管放大特性的感性认识，提高知识对学生的吸引力，使学生认识到所学知识随时都能得到应用，以激发他们的学习积极性。显然，教师要创设好问题情境，关键要从学生的学习兴趣出发，要从知识的形成过程出发，要贴近学生生活，要带有激励性和挑战性。只有这样，才能激发学生的好奇心和求知欲，促进学生的自主性学习，使学生的认知过程和情感过程统一起来。③

二、紧抓重点，有的放矢

“以学生的发展为本”是新课程理念的最高境界，电子电路学习的关键并不仅仅是让学生记住多少理论知识，更重要的是，要通过各种有效的方法和途径，使学生学会认识电子电路的方法，养成正确的思维习惯。

放大电路是电子电路学习的重中之重。放大电路一般不是单一的直流电路或交流电路，而是交、直流共存一个电路中。放大电路有静态和动态两种工作状态，有直流通路和交流通路，要搞清其中的直流分量和交流分量。三极管是非线性元件，放大电路是非线性电路，电路定量的应用有局限性，在分析计算方法上，更多地采用估算法和图解分析法，具有近似性。

对于教学重点的把握则应在熟悉教材、熟读教学大纲的基础上结合多年的教学实践确定。如在讲授分压式偏置电路的计算时，可对分压式偏置电路与基本放大电路进行类比，得到两者的电路形式和原理虽然有很大的不同，但对交流信号来说，两者几乎完全一致，从而直接得出分压式偏置电路的放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻Ro的计算公式。教师在详细讲解后，需要布置大量的习题，让学生反复练习，加深对重点的掌握。

三、把握方法，拎清概念

放大电路变化复杂，学生学习有较大的困难。针对这种情况，教学中要采取精讲和启发引导相结合的方法，培养学生掌握关键的几个电路，教师要举一反三，由浅入深，由典型到一般，循序渐进地讲解。

有些知识点学生理解起来非常困难，这就需要教师多下工夫，多研究切实可行的办法。例如，在放大电路中的负反馈这一章中，很多学生对反馈的概念及反馈的形成感到模糊。为此，教师可以采用以下几种方法：

(1)概念法。本章的概念多，且抽象不易理解，主要原因是与我们平常所说的不一样。比如教材中“把反馈信号的全部或部分送到输入端”一句话，有些学生认为既然把全部信号反馈到输入端，那肯定没有输出，但实际上不是，主要是对“反馈”和“反馈信号”这两个概念不清楚。在讲课过程中，应注意反馈信号的特点，讲清概念之间的联系。上新课之前可采用提问、提示等手段，帮助学生回忆学过的概念。事实证明，概念掌握越清楚，理解起来越容易。④

(2)总结法。对反馈的判断历来是大多数学生的难点。教师在教学过程中总结出这样一套办法：反馈放大器多数是共发射极放大器，对共发射极放大电路，若反馈至发射极为串联反馈，若反馈到基极为并联反馈；从发射极向前级反馈为电流反馈，从集电极向前级反馈为电压反馈。这样，学生记忆理解起来比较容易。

四、善于总结，完善认知

总结过程是一个思考的过程，是对知识梳理和加工的过程。通过总结，让学生明确这一章节学了什么内容，应该掌握什么内容，与前面章节知识有什么联系和区别。《电子电路基础》中的各种基本放大电路、正弦波振荡电路、功率放大电路，各种复杂的电子电路，总是由多种简单的功能不同的电路组成的。通过总结，我们对各种电路的区别能不断加深印象，从而对各种复杂的电子电路能顺利划分成块，正确分析其电路原理。

要使学生能顺利学好电子电路，需要教与学进行互动。这既要求我们培养学生正确的学习方法，又要求我们有合适的教学方法，好的教学方法还需要我们教师在教学过程中不断地探索和总结。。例如，基本放大电路、负反馈放大器、正弦振荡器和功率放大电路在教材的安排中，都是各自独立成一章。学生在学习过程中，习惯认为它们是相互独立的知识点，学起来感到内容多、繁、难，但是，如果把这四个电路进行概括比较，就可得出“基本放大电路是基础，是核心知识，其它电路都是在这个核心知识的基础上变化而来”这样一个关系。基本放大电路加负反馈网络组成负反馈放大器，两个放大电路之间加耦合器件组成多级放大器，基本放大电路加上选频及正反馈网络就组成正弦波振荡器等。学生自己把它们之间的关系用图表示出来，一目了然，学生就会感到不再难学，也增强了学习的自信心和学习兴趣。

放大电路分析的方法多种多样，教师要根据教学课程标准的要求和实际探究需要，灵活设计教学探究，在教学实践中大胆探索，选准切入点，走自己的路，从而全面提高技工学校电子课程的教学质量和水准。

参考文献：

①苗建宇，刘永昌.推进课程建设深化教学改革.高等理科教育.2005.

②刘重庆.职业教育心理学[M]. 江苏：江苏技术师范学院.1998

③陈晓黎.在实验教学中培养学生的综合能力.成都教育学院学报.2005.

④邵展图.电子电路基础(第三版)[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2003.

反馈电路篇8

关键词：弱馈；纵联保护；动作逻辑；电网调度

纵联保护按照保护动作原理可分为：差动纵联保护（比较两端全量）、纵联方向和纵联距离保护（比较两端逻辑量）。在输电线路投入纵联保护情况下，针对线路单侧有电源而对侧没有电源，或两侧一端为大电源端、一侧为弱电源端的情况下，在线路上发生故障时弱电一侧可能由于无法启动，造成保护拒动。差动纵联保护能解决弱馈线路存在的问题，即在弱馈方式下保护可以正确反映故障并快速切除，因此无所谓弱馈功能；而纵联方向和纵联距离保护的弱馈功能适用于特殊方式下线路的弱电源侧，可确保纵联保护达到全线速动的目的。

1 弱馈保护原理

对于环网运行的电网，正常情况下线路两端都是强电源，如果发生故障，两端都会提供足够大的故障电流，从而使纵联保护能够快速出口切除故障。但如果有一端是弱电源甚至没有电源，线路发生故障，强电源侧保护启动发信，而弱电源侧保护不能启动，所以只能靠对侧远方启动本侧发信。强电源侧保护判为正方向故障则发信，但是由于弱电源侧保护不能感受足够的故障电流，不足以让保护装置明确判断出是否该动作，无法发信，所以弱电源侧无法发信，闭锁了两侧保护出口，使得纵联保护不能出口切除故障。

投入弱馈保护功能，当线路区内故障对侧保护启动发信，由于本侧保护不能启动，所以只能靠对侧远方启动本侧发信。对侧保护判为正方向故障则对侧发信，由于本侧保护不能感受故障分量，正方向元件不能动作，无法实现保护发信，但是由于线路故障会造成本侧母线电压下降，满足了弱馈保护出口条件，强迫发信，两侧保护装置都可收信则跳闸出口，使得故障由纵联保护切除。

2 弱馈保护动作逻辑

弱馈保护逻辑用于当保护装置背后的电源太弱以致无法起动距离保护的情况。比较两端逻辑量的纵联保护按信号类型可分为闭锁式和允许式。下面就对这两种纵联保护动作逻辑分别进行分析。

2.1 闭锁式纵联保护动作逻辑

弱馈侧保护启动时，同时满足以下所有条件时（弱馈侧保护不启动时，满足（1）、（2）），弱馈侧保护快速停信，可以保证强电源侧保护快速出口。

（1）收到闭锁信号5-7ms；（2）至少有一相或相间电压低于0.5Un；（3）保护正方向和反方向元件均不动作。

2.2 允许式纵联保护动作逻辑

弱馈逻辑开放后，收到允许信号同时低电压元件动作且反方向元件不动，则瞬时跳闸，同时将收到的允许信号回送到对侧，以加速对侧跳闸。

弱馈侧保护启动时，同时满足以下所有条件时，弱馈侧保护快速发允许信号，可以保证强电源侧保护快速出口。

（1）收到允许信号5-7ms；（2）至少有一相或相间电压低于0.5Un；（3）保护正方向和反方向元件均不动作。

弱馈侧保护不启动时，无论闭锁式还是允许式，其原理相同，因保护不启动，则根本不流转故障判断程序，也就不所谓正方向和反方向元件的动作情况，但正常程序中可以判断电压降低情况，故可以保证快速切除故障。

3 弱馈保护投入分析

3.1 正常方式下弱馈投入影响分析

（1）线路两侧不允许同时投入弱馈保护。当线路远端区外发生故障时，两侧保护可能正反向元件都不动作，而低电压或电流条件满足，若双端均投入弱馈保护，可能会导致反方向侧保护误停信而使保护误动作。正常情况下，线路单侧投入弱馈保护是没有什么后果的。

如图1，线路AB两侧都投入弱馈，那么若BC线路发生高阻接地或更远电气距离处发生故障，若电流突变均达到AB保护低启动值，未达到高启动值即未进入故障判断程序，那么此时两侧均向对侧发闭锁信号，但由于判断不出正方向和反方向，故满足了弱馈停信的条件，使得误动；若只B侧保护投入弱馈，若发生上述故障，A侧会一直发送闭锁信号，使得两侧均不动作，即不会误动。

（2）一般单回或双回线路的终端站均需投入弱馈保护，双回线投入弱馈的原因为防止其中一条线路临时停运后，另一条线路仍可以保证有足够的灵敏度。对于有一进一出线路的变电站，其进线投入弱馈，其出线一般不投入弱馈。

3.2 线路充电母线状态下弱馈投入影响分析

线路正常运行，两侧开关在合闸位置，一侧空充母线（即无法提供故障电流），若空充母线侧未投入弱馈功能，当发生故障时，强电源侧判断为正方向故障而停信，因为流过弱电源侧的故障电流不再与通常双端电源线路故障时相同，无法提供足够的故障电流，那么在对侧远方启信后会一直向对侧发出闭锁信号，使主保护失去作用，只能靠后备保护实现故障切除。若空充母线侧保护投入弱馈功能，那么发生故障时该弱馈功能能够停信，从而保证故障快速切除。

4 结束语

弱馈保护的功能主要用于解决终端线路故障时，弱电源侧的保护由于故障特征不明显，正方向元件不能动作从而导致两侧纵联保护都不动作的情况，是电力系统继电保护中常见的问题。文章对弱馈保护的原理、动作逻辑和实际投入情况进行了总结，对于电网调度员而言，设备故障时保护动作情况是处理事故最重要的依据之一，熟悉弱馈保护的工作原理，才能在事故处理中正确地把握好处理原则，正确处理事故。

参考文献

[1]林浩明.浅谈弱馈保护及其调试方法[J].科技创新与应用，2014（20）：140.

[2]贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社，2006.

[3]张华贵.一侧大电源一侧小电源线路的继电保护[J].继电器，1993（3）.

[4]李瑞生，张克元，刘千宽.弱电源系统的输电线路保护方案的探讨[J].电力设备，2003（5）.

反馈电路篇9

关键词：内反馈调速电机 控制原理 设计

一、内反馈调速电机的控制原理及特点

根据电动机学的理论，电机的转速与机械功率及电磁转矩成如下关系：

(1)

式中： Ω 为机械转速

PM 为机械功率

T 为电磁转矩

根据能量守恒：

PM=Pem-p2 (2)

所以

(3)

其中：Pem为电磁功率，p2为转子损耗。

公式（2）表明，电机转速可以提供电磁功率或损耗功率两种控制获得调节。电磁功率控制改变的是理想控制转速，调速是高效率的；损耗功率控制振动转速降，调低是低效率的。所有调速方法都归属于功率控制原理之中。这一原理便是内馈调速发明人曲维谦率先提出的“电机调速的功率控制理论“（即P理论）。

内反馈调速是根据功率控制调速理论创建的新型交流调速系 统，通过将转子的部分功率（即电转差功率）移出来，反馈给在电机定子上安装的内反馈绕组，来实现功率控制。转子反馈给内反馈绕组的功率越多，电动机定子消耗的功率就越少，相对转速就越低；反之，转子反馈给内反馈绕组的功率越少，电动机定子消耗的功率越多，相对速度就越高。内反馈调速的工作原理如图1所示。

图1

内馈调速的上述技术原理决定了其具有以下特点：

1.1 不受电机额定电压限制。

1.2 高压电机，低压控制。

1.3 成本、价格较低，投资回报期短。

1.4 可靠性高、维护简单。

与变频调速相比，内反馈调速采用的转子控制，因此避开了定子控制的高压问题，两者同属于高效率的电磁功率控制，并无本质区别。

二、内反馈调速电机的电磁设计

2.1 主电机的计算依据绕线型转子三相异步电动机电磁计算

2.2一般内反馈调速电机要求：定子主绕组为星形接法，反馈绕组为三角形接法，转子为星形接法。

转子开路时：

（1）

式中： Sm 为开路时的转差率

U反 为反馈电压

U转 为转子电压

β一般取30° 则cosβ为0.866

转子闭路时：

（2）

如内反馈电机的调速范围要求为50%～100%

则根据公式（2）可得：

Sm= 0.5=0.75*0.866*U反 ÷U转

因此： U反 ÷U转=0.77

即：U反=0.77* U转 （3）

式中： Co取0.75

根据变压器原理：N主/N反=U主/U反

带入主电机计算出的N主、U主及公式（3）所得U反

即可计算除反馈绕组匝数N反 （4）

计算时：P反≈30%*Pn (5)

式中： P反 为反馈功率

Pn 为主电机额定功率

说明：反馈功率占比不同控制厂家稍有不同，设计时可协商。

依据电机学： P反 =3*U 反*I反 （6）

结合公式（5）与公式（6）即可得出I反（即反馈电流）

最后根据电机一般电密的选择即可求出反馈绕组的线规

至此反馈部分的电压、电流、线规、匝数均已求得，内反馈电机的设计也就完成。

注意事项：在计算内反馈电机时需要注意热负荷的选取应稍微保守些，因为调速使电机速度低时对散热不好而且内反馈电机本身会产生一些谐波，会产生附加的热量。

三． 内反馈电机的应用

该类型的电机已经在电厂、水泵、风机等行业得到应用。在许多企业应用中获得的检测报告一致反应为节电效果明显，运行良好，经济效益可观。

反馈电路篇10

论文摘要：在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中，当电动机所传动的位能负载下放时，电动机将可能处于再生发电制动状态；或当电动机从高速到低速（含停车）减速时，频率可以突减，但因电机的机械惯性，电机可能处于再生发电状态，传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路中。此时的逆变器处于整流状态。这时，如果变频器中没采取消耗能量的措施，这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升。如果当制动过快或机械负载为提升机类时，这部分能量就可能对变频器带来损坏。

一、引言

在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中，当电动机所传动的位能负载下放时，电动机将可能处于再生发电制动状态；或当电动机从高速到低速（含停车）减速时，频率可以突减，但因电机的机械惯性，电机可能处于再生发电状态，传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路中。此时的逆变器处于整流状态。这时，如果变频器中没采取消耗能量的措施，这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升。如果当制动过快或机械负载为提升机类时，这部分能量就可能对变频器带来损坏，所以这部分能量我们就应该考虑考虑了。

在通用变频器中，对再生能量最常用的处理方式有两种：(1)、耗散到直流回路中人为设置的与电容器并联的“制动电阻”中，称之为动力制动状态；(2)、使之回馈到电网，则称之为回馈制动状态（又称再生制动状态）。还有一种制动方式，即直流制动，可以用于要求准确停车的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。

在书籍、刊物上有许多专家谈论过有关变频器制动方面的设计与应用，尤其是近些时间有过许多关于“能量回馈制动”方面的文章。今天，笔者提供一种新型的制动方法，它具有“回馈制动”的四象限运转、运行效率高等优点，也具有“能耗制动”对电网无污染、可靠性高等好处。

二、 能耗制动

利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电机的再生电能的方式称为能耗制动。

其优点是构造简单；对电网无污染（与回馈制动作比较），成本低廉；缺点是运行效率低，特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量且制动电阻的容量将增大。

一般在通用变频器中，小功率变频器（22kW以下）内置有了刹车单元，只需外加刹车电阻。大功率变频器（22kW以上）就需外置刹车单元、刹车电阻了。

三、 回馈制动

实现能量回馈制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件。它是采用有源逆变技术，将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，从而实现制动。回馈制动的优点是能四象限运行，如图3所示，电能回馈提高了系统的效率。其缺点是：(1)、只有在不易发生故障的稳定电网电压下（电网电压波动不大于10%），才可以采用这种回馈制动方式。因为在发电制动运行时，电网电压故障时间大于2ms，则可能发生换相失败，损坏器件。(2)、在回馈时，对电网有谐波污染。(3)、控制复杂，成本较高。

四、新型制动方式（电容反馈制动）

1、主回路原理

整流部分采用普通的不可控整流桥进行整流，滤波回路采用通用的电解电容，延时回路采用接触器或可控硅都行。充电、反馈回路由功率模块IGBT、充电、反馈电抗器L及大电解电容C（容量约零点几法，可根据变频器所在的工况系统决定）组成。逆变部分由功率模块IGBT组成。保护回路，由IGBT、功率电阻组成。

(1) 电动机发电运行状态

CPU对输入的交流电压和直流回路电压νd的实时监控，决定向VT1是否发出充电信号，一旦νd比输入交流电压所对应的直流电压值（如380VAC—530VDC）高到一定值时，CPU关断VT3，通过对VT1的脉冲导通实现对电解电容C的充电过程。此时的电抗器L与电解电容C分压，从而确保电解电容C工作在安全范围内。当电解电容C上的电压快到危险值（比如说370V），而系统仍处于发电状态，电能不断通过逆变部分回送到直流回路中时，安全回路发挥作用，实现能耗制动（电阻制动），控制VT3的关断与开通，从而实现电阻R消耗多余的能量，一般这种情况是不会出现的。

(2) 电动机电动运行状态

当CPU发现系统不再充电时，则对VT3进行脉冲导通，使得在电抗器L上行成了一个瞬时左正右负的电压（如图标识），再加上电解电容C上的电压就能实现从电容到直流回路的能量反馈过程。CPU通过对电解电容C上的电压和直流回路的电压的检测，控制VT3的开关频率以及占空比，从而控制反馈电流，确保直流回路电压νd不出现过高。

2、系统难点

(1)电抗器的选取

（a）、我们考虑到工况的特殊性，假设系统出现某种故障，导致电机所载的位能负载自由加速下落，这时电机处于一种发电运行状态， 再生能量通过六个续流二极管回送至直流回路，致使νd升高，很快使变频器处于充电状态，这时的电流会很大。所以所选取电抗器线径要大到能通过此时的电流。

（b）、在反馈回路中，为了使电解电容在下次充电前把尽可能多的电能释放出来，选取普通的铁芯（硅钢片）是不能达到目的的，最好选用铁氧体材料制成的铁芯，再看看上述考虑的电流值如此大，可见这个铁芯有多大，素不知市面上有无这么大的铁氧体铁芯，即使有，其价格也肯定不会很低。所以笔者建议充电、反馈回路各采用一个电抗器。

(2)控制上的难点

（a）、变频器的直流回路中，电压νd一般都高于500VDC，而电解电容C的耐压才400VDC，可见这种充电过程的控制就不像能量制动（电阻制动）的控制方式了。其在电抗器上所产生的瞬时电压降为，电解电容C的瞬时充电电压为νc=νd-νL，为了确保电解电容工作在安全范围内（≤400V），就得有效的控制电抗器上的电压降νL，而电压降νL又取决于电感量和电流的瞬时变化率。

（b）、在反馈过程中，还得防止电解电容C所放的电能通过电抗器造成直流回路电压过高，以致系统出现过压保护。

3、主要应用场合及应用实例

正是由于变频器的这种新型制动方式（电容反馈制动）所具有的优越性，近些来，不少用户结合其设备的特点，纷纷提出了要配备这种系统。由于技术上有一定的难度，国外还不知有无此制动方式？国内目前只有山东风光电子公司由以前采用回馈制动方式的变频器（仍有2台在正常运行中）改用了这种电容反馈制动方式的新型矿用提升机系列。

随着变频器应用领域的拓宽，这个应用技术将大有发展前途，具体来讲，主要用在矿井中的吊笼（载人或装料）、斜井矿车（单筒或双筒）、起重机械等行业。总之需要能量回馈装置的场合都可选用。