Question

关于模拟电路的问题

其他情况不变，在电容C增大的时候，导通角变小，峰值变大。
我现在这样分析：
由于电容C的增大，充放电常数会增大，充放电速度变慢，即充放电曲线会比图上的高一点，平坦一点(充放电曲线是图中实线部分)，在字幕“2.二极管导通角”的下面第一张图中虚线部分是变压器的电压值，实线是电容电压，也就是说，在二极管导通过程中虚线与实线的差值就是二极管上的电压，
我刚刚假设C增大，推出充放电曲线变高，这样的话，虚线与实线的差值，即二极管上的电压会变小，得出的结论是导通角变小，并且峰值也变小。。这好奇怪啊？请大侠解释一下

Answer 1

课件上的图太夸大充放电时间常数的作用了，也使得你很重视他的存在，这一般情况下是对的，但变压器的电阻实在太小了，而实际电路中电容的容量通常却不很大，也就是说实际电路中除了用于无功补偿的电容器组外，由变压器输出电阻与该电路中负载电容等效到交流侧的电容形成的时间常数，相比较50Hz交流电的一个周期（0.02秒）来说应该太小太小了。“充放电常数会增大，充放电速度变慢”是正确的理论结论，但事实上由于该时间常数很小很小，变长一点还是很小很小。

如果质疑理论分析中电容的容量不该受到限制，那么我说，既然理论分析，那么理想变压器的输出电阻是0 。

追问

电容C增大，充放电常数增大，充放电速度变慢，即充放电曲线会比图上的高一点，平坦一点(充放电曲线是图中实线部分)，第一张图中虚线部分是变压器的电压值，实线是电容电压，也就是说，在二极管导通过程中虚线与实线的差值就是二极管上的电压，
我刚刚假设C增大，推出充放电曲线变高，这样的话，虚线与实线的差值，即二极管上的电压会变小，得出的结论是导通角变小，并且峰值也变小。
你怎么反驳我这个推导过程呢？

追答

嗯，技术问题就赞成这样探讨。
“假设C增大，推出充放电曲线变高，这样的话，虚线与实线的差值，即二极管上的电压会变小，得出的结论是导通角变小” 是正确的，但“峰值也变小”就有问题了。这里的峰值是电流的峰值，不是电压的峰值。由于电容增大了，所以同样的压差下电流峰值也大了。你已经推出压差随电容增大而变小的正确结论，所以需要进一步考虑压差变小和电容变大哪个起决定作用。

其实我的回答想强调，在小功率整流电路中充电时间几乎可忽略，并不像这个课件所绘出的曲线那样。放电时间才受制于整流后电容电阻的时间常数。

追问

假设C增大，推出充放电曲线变高，虚线与实线的差值，即二极管上的电压会变小

认可这句话后，二极管电压和电流是有如图所示的对应关系，二极管电压的峰值变小直接会导致二极管的输出电流峰值减小。二极管电压峰值可以直接从问题上面的图中虚线与实线的最大差值得到。这个推导关系肯定有问题，但我不知道问题出在哪   

你说的很有道理，从二极管的电流=负载电阻电流+滤波电容电流来分析。看问题角度不同，我没办法反驳你。   

追答

其实换个角度思考就可以回答压差变小和电容变大哪个起决定作用的问题了，那就是交流电每个周期电源提供的能量等于负载消耗的能量。导通角变小时，假定负载电阻不变负载的功耗也不变，那么导通期间的平均电流也会上升的，况且 电容变大会使输出纹波减小，输出电压增高，导致负载电阻上消耗的能量增大。

追问

“压差变小和电容变大哪个起决定作用”，这个不是一个问题的两个方面啊，压差变小的话，通过二极管的U-I特性就可以看到二极管的电流也是变小的啊？（电压和电流有着一一对应关系的，知道二极管的峰值电压大小就可以直接从图中得出峰值电流的大小）。二极管是不可能违背特性曲线的图的。你觉得呢？

追答

你的分析逻辑上没问题，但分析的基础建立在课件上所绘制的波形是正确的基础上了，这里出了问题。实际上在电源正弦波0-pai/2期间，当电源电压上升到上高于电容器电压后，电容器上的电压几乎立即跟随电源电压上升，二者差值就是二极管压降。这期间二极管压降从0到最大压降之间的过度时间相对于50Hz 的 1/4 周期来说是很短很短的，之后的波形是按电源电压减去二极管最大压降进行跟踪的，直到电源正弦波进入pai/2-pai期间，电容电压不再跟随电源电压，开始按自身及负载的约束而放电。

追问

那你就是认为图应该画的和我下面叙述的差不多：
在电容变大的情况下，充放电曲线会抬高，变平坦，但是由于充放电曲线变得平坦后，使得电源电压与充放电差的最大值变大了，表现在宏观方面就是导通角变小，而峰值变大。
你认为的图应该是这样画的吧？

追答

理解上还是有不一致的地方。我画不出图不好说明。你再仔细揣摩一下吧 。

Answer 2

“即二极管上的电压会变小，得出的结论是导通角变小，并且峰值也变小”，“峰值也变小”的结论是根据什么原理得出的？
负载功率不变时，二极管导通角减小，即二极管导通时间减少，则峰值电流必然增大,否则能量就不平衡了。

追问

由于电容C的增大，充放电常数会增大，充放电速度变慢，即充放电曲线会比图上的高一点，平坦一点(充放电曲线是图中实线部分)，第一张图中虚线部分是变压器的电压值，实线是电容电压，也就是说，在二极管导通过程中虚线与实线的差值就是二极管上的电压。
我刚刚假设C增大，推出充放电曲线变高，这样的话，虚线与实线的差值，即二极管上的电压会变小，得出的结论是导通角变小，并且峰值也变小。
这是一整个的。理由是上面第一段

追答

充电的时间常数与放电的时间常数是不一样的，充电的最高电压是：E * RL / （RL+r），r 是电源等效内阻，充电时间常数的 R = RL // r ；而放电时间常数的 R = RL ，二者差别很大，充电时间很短的，而且二极管是非线性器件，要在理论上探讨不是这样几句话就可以说清楚的，到此为止。

追问

充放电的时间常数和你所说的一样，这是因为充放电时间常数中的电阻不同
但是，你并没有反驳我的推导过程啊。。

Answer 3

在字幕“2.二极管导通角”的下面第一张图中虚线部分是变压器的电压值，实线是电容电压，这不错。二级管导通的电压是个恒定值，每一只都是0.7V，并不是虚实线的差值。二极管的导通角与电路的时间常数和电源电压有关。在电压不变的情况下，增大了时间常数，导通角就在变小，反之则增大。

追问

你说的0.7V是ube导通电压降，在导通的时候随着电流的增大，二极管上的电压也会跟着增大。。

你仅仅是理想化的把曲线的右半部分变成一根垂直于横轴的线了。。所以才认为导通后的压降是0.7V.           

追答

非也，看到没有，右边的曲线极其陡峭，电压增加一丁点，电流就增加极大，所以，可以认为不变的0.7V