功率放大器輸出電壓電流出現相位差如何解決?
不知道各位工程師在使用儀器的時候,當功放接上負載之后,檢測電壓和電流波形,有時會出現一個相位差,角度從-180°~180°不等,那么為什么會出現這個情況呢,又該如何解決呢?今天Aigtek安泰電子就和大家詳細聊聊。

首(shou)先,給大(da)家說明(ming)一(yi)下為(wei)什么會產生相位差
在交流電(dian)路中,電(dian)壓和電(dian)流通常是不同的(de)波(bo)形,當(dang)驅動一些容性(xing)或感性(xing)負載(zai)(zai)時(shi)由于負載(zai)(zai)本身的(de)特性(xing),它(ta)們之(zhi)間會產生一定(ding)的(de)相(xiang)位(wei)差。相(xiang)位(wei)差表示(shi)了兩(liang)者(zhe)之(zhi)間的(de)時(shi)間偏移(yi)量(liang)。在交流電(dian)路中,常用角度方式(shi)來表示(shi)相(xiang)位(wei)差,單位(wei)為(wei)弧度或度。當(dang)電(dian)流波(bo)形領先(xian)于電(dian)壓波(bo)形時(shi),相(xiang)位(wei)差為(wei)正,反之(zhi)為(wei)負。

一般(ban)容(rong)性極板是(shi)電流超前電壓,測試(shi)容(rong)抗時,LCR表的角度值(zhi)一般(ban)為正(zheng)。而電感線圈是(shi)電流滯后于電壓,角度一般(ban)為負。
如果是純容性(xing)負載的話電(dian)壓相位滯后于電(dian)流相位90度。像IT設備比如電(dian)腦,電(dian)視以及(ji)常見的開關電(dian)源此類,都算是容性(xing)負載。
如(ru)果是(shi)純(chun)感(gan)性負(fu)載(zai)的話電壓相位(wei)超(chao)前電流相位(wei)90度(du)。像(xiang)電風扇(shan),空(kong)調電機類的設備(bei)都算感(gan)性負(fu)載(zai)。
那出(chu)(chu)(chu)現(xian)了相位差有(you)什(shen)么影響(xiang)呢,首先功率是會有(you)影響(xiang)的,電(dian)壓(ya)和(he)(he)電(dian)流無法在同(tong)一點出(chu)(chu)(chu)輸出(chu)(chu)(chu)最(zui)大信(xin)號,最(zui)大功率就會減(jian)小,那么如果(guo)出(chu)(chu)(chu)現(xian)了相位差如何進(jin)行消除和(he)(he)處理呢,其(qi)實還是依據電(dian)感(gan)線圈和(he)(he)電(dian)容極板的特(te)性,當負(fu)載為(wei)電(dian)感(gan)線圈時(shi)可以串入或并入一個電(dian)容,將滯(zhi)后的電(dian)壓(ya)重新(xin)拉回來(lai)。當負(fu)載為(wei)容性的時(shi)候(hou),相同(tong)的方(fang)法接(jie)入電(dian)感(gan)線圈,讓超前的電(dian)流推遲(chi),重新(xin)回到(dao)原始狀(zhuang)態。

那(nei)出現了(le)相位差,我們應該如何計算功率呢?
其實很簡(jian)單,公式為P=UIcosα,其中α為電(dian)(dian)壓與電(dian)(dian)流的相(xiang)位差,cosα稱為功率因數。U和(he)I是當前(qian)輸(shu)出(chu)的電(dian)(dian)壓和(he)電(dian)(dian)流,通(tong)過上述公式就可以計算出(chu)當前(qian)輸(shu)出(chu)的功率。
那(nei)么我們(men)ATA-2000系列高壓放(fang)大器的雙通(tong)道儀器,在進行雙通(tong)道輸出時,兩(liang)通(tong)道間是否有相位差(cha)?
答案是否定的(de),經(jing)過實際測量(liang),ATA-2000系(xi)列高壓放大(da)器的(de)雙(shuang)通(tong)道(dao)(dao)(dao)儀器,在(zai)進行雙(shuang)通(tong)道(dao)(dao)(dao)輸(shu)出時,兩通(tong)道(dao)(dao)(dao)間的(de)相(xiang)位與信號(hao)源雙(shuang)通(tong)道(dao)(dao)(dao)直(zhi)連示波器輸(shu)出差幾乎無差別。

帶寬:(-3dB)DC~1MHz
電(dian)壓:400Vp-p(±200Vp)
電流:80mAp
功率:16Wp
10mV/V電壓監測

應用:超(chao)聲(sheng)測(ce)試、無(wu)損檢測(ce)、驅動(dong)壓(ya)電陶瓷(ci)、介電電泳細胞分選、超(chao)聲(sheng)霧化(hua)、超(chao)聲(sheng)聚焦
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