老師上課給的問題，請高手幫忙解答一下

~豪~ㄟ~

對於轉換式電源供應器而言，為何開關切換頻率越高，磁性元件的體積可以越小。(以Fraday's Law說明)


老師上課出了這個題目，說要手寫一份報告下禮拜要交，可是我不會，請問有大大可以幫忙解答嗎?

kazima

首先，我先強調一下，我不太了解你所指的磁性元件指的是什麼，在交換式電源供應器中，我唯一想到的是電感，所以我是以電感的角度去看的(好像也只有電感會要用到法拉第定理吧......)

我不會把我想到的結論跟你說，這樣你的老師出題目給你的意義就喪失了，但是我給你幾個方向，這個東西很簡單，相信你自己去網路上面搜尋一下就會了解了

1.交換式電源供應器的原理
    主要是了解電感元件在其供應器中的扮演的角色

2.PWM的意義
    PWM在交換式電源供應器中所扮演的角色很重要，他的頻率也就是題目中所指的開關切換頻率

3.電感元件在低頻以及高頻的工作特性
    這跟你的題目有直接關係，眾所皆知的，在高頻電路中，相較於低頻電路，電阻會變的不像電阻，電容會變的不像電容，電感會變的不像電感。

4.法拉第右手定則
    這跟電感的工作原理有直接關係，也是倒是在高頻電路中，電感不像電感的原因.....

大致上就以上四大方向，要是我，隨便掰再加上圖，三張A4不是問題......

妳們老師不錯，懂得出這種題目給你們動動腦袋去思考，比大部分只會填鴨式僵化教育的老師好太多了，建議你好好珍惜和這位老師的相處時間

駱駝

樓上大大回覆的很好,小弟我沒什麼意見
但其中有點想請教:
3.電感元件在低頻以及高頻的工作特性
    這跟你的題目有直接關係，眾所皆知的，在高頻電路中，相較於低頻電路，電阻會變的不像電阻，電容會變的不像電容，電感會變的不像電感。
為何在低頻的時候電阻不像電阻呢?電阻因該跟頻率高低都沒關係吧!並沒有所謂的j的部分囉!還懇請解答!

~豪~ㄟ~

kazima 大大請問可以給我幾個參考的網站嗎?

因為我上網搜尋很多網站都只是公司網頁或者報導，很少看到理論教學的網頁@@

kazima

原帖由 駱駝 於 2011-5-29 10:06 發表
樓上大大回覆的很好,小弟我沒什麼意見
但其中有點想請教:
3.電感元件在低頻以及高頻的工作特性
    這跟你的題目有直接關係，眾所皆知的，在高頻電路中，相較於低頻電路，電阻會變的不像電阻，電容會變的不像電容，電感會變的不 ...

這位大大，你所說的沒有j的電阻，是在理論中存在的，在現實中，只要是有電流通過的地方，都會有j存在，這邊電流通過的地方，當然也包括電阻器。

另外，根據所謂的趨膚效應來看，只要是有電阻存在，就換產生趨膚效應，所以在相對於低頻電路，高頻電路中的電阻會變的不像電阻。

就像理想中的導體，電阻值為零，但是在實際中的導體呢，還是會有個電阻係數在那邊

原帖由 ~豪~ㄟ~ 於 2011-5-29 11:03 發表
kazima 大大請問可以給我幾個參考的網站嗎?

因為我上網搜尋很多網站都只是公司網頁或者報導，很少看到理論教學的網頁@@

維基百科很好用，另外，像你所提到公司網站，有的會有教學文件，那個也可以作參考，google可以學術搜尋，或是搜尋pdf檔，會比較快且方便

駱駝

原帖由 kazima 於 2011-5-29 11:37 發表


這位大大，你所說的沒有j的電阻，是在理論中存在的，在現實中，只要是有電流通過的地方，都會有j存在，這邊電流通過的地方，當然也包括電阻器。

另外，根據所謂的趨膚效應來看，只要是有電阻存在，就換產生趨膚效應，所以在相對於低頻電 ...

看來k大也是位神人高手!連肌膚效應都沒放過,小弟真是佩服!
只是分享一下在一般R&D設計電路時真的很少考慮到所謂的肌膚效應
頂多是在Layout的時候才會考慮到,但那是幾乎可以忽略的囉
畢竟在"純"電阻的時候肌膚效應真的可以小到忽略不記拉(就算要記也忘了怎麼記)
以上只是小弟我的純分享囉
希望k大能多包含

kazima

原帖由 駱駝 於 2011-5-30 08:51 發表


看來k大也是位神人高手!連肌膚效應都沒放過,小弟真是佩服!
只是分享一下在一般R&D設計電路時真的很少考慮到所謂的肌膚效應
頂多是在Layout的時候才會考慮到,但那是幾乎可以忽略的囉
畢竟在"純"電阻的時候肌膚效應 ...

高手之名不敢當，小弟只是比較會查找資料而已。

一般在低頻電路是不會去考慮到電阻的J是沒有錯的，但是現在很多東西的工作頻率越來越高，RF電路算是最典型的，台灣2.4GHz幾乎已經算是泛濫了，至於一些其他像是MCU的工作頻率等等，幾乎都已經算是高頻電路了

我會提到在你提出的問題後以趨膚效應解答，主要是開板大提到交換式電源供應器，我在查找資料的過程中有某一篇文件有提到，交換式電源供應器的PWM頻率越高，電源供應器的效率也會越好，也越不會干擾到負載的運作，另一方面也是我在大學時有上有關EMC和EMI的課程，當時的教授就有提到相關的效應，後來，在工作中，公司有一台機台的控制器都會被高轉速主軸的變頻器干擾，後來也是查找資料，改換了同軸電纜才解決(原本的是普通的絞線電纜)，所以我後來就對於一些小細節會比較注意。

但是那也是少數啦，大部分在玩時也是不會去注意到趨膚效應，畢竟高頻的東西也不是常常會遇到.......

Zigzap

PWM當然在SWITCHING MODE 中重要,   Faraday's Law   也是考試常考的範圍!