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加油站| 电容击穿表现为短路?MOS管导通损耗和什么有关?(大疆硬件岗)

妮mo 达尔闻说 2021-01-17

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本期加油站解析题目来源大疆硬件岗,共2道多选题,涉及知识点包含:电容相关知识、MOS管导通损耗。

 

NO1

 以下对于电容的说法正确的是();

A 钽电容击穿表现为短路B 电容器件的阻抗频率曲线的左边取决于电容分量,右边取决于ESL分量C X7R类型的电容比NPO类型的陶瓷电容温度稳定性更好D  铝电解电容容量大,耐压高,但温度稳定性差、精度差,适用于低频滤波解析:电容在使用过程中遇到的击穿情况、阻抗频率曲线、不同电容种类的温度特性、铝电解电容特点及应用场合。关于选项A:电容的电介质承受的电场强度是有一定限度的,当被束缚的电荷脱离了原子或分子的束缚而参加导电,就破坏了绝缘性能,这一现象称为电介质的击穿。电容器被击穿的条件达到击穿电压。击穿电压是电容器的极限电压,超过这个电压,电容器内的介质将被击穿。额定电压是电容器长期工作时所能承受的电压,它比击穿电压要低。电容击穿后则相当于短路,原因是当电容接在直流上看为开路,接在交流电上时看为短路,电容有个性质是通交隔直,击穿一词在电工的理解是短路,击穿形成的原因主要是外界电压超过其标称电压所导致的永久性破坏,叫做击穿。关于选项B:电容的简单等效电路为ESR、C、ESL串联组成,特征阻抗-频率曲线如下图,表现成一个V字形(最低点为谐振点SRF,即阻抗和ESR相等的点)。曲线的左边体现的是容性,右边是感性,所以选项B是正确的。

关于选项C:X7R和NPO是电容的两种分类,在之前的硬件题目解析中我们分别介绍了其优点,点击这里查看(插超链)。电容根据容量的温度稳定性可以分为两类,即Ⅰ类陶瓷电容器和Ⅱ类陶瓷电容器。Ⅰ类陶瓷电容器,介质损耗小、绝缘电阻高、温度特性好。特别适用于振荡器、谐振回路、高频电路中的耦合电容,以及其他要求损耗小和电容量稳定的电路,或用于温度补偿。Ⅰ类陶瓷的温度容量特性(TCC)非常小,单位往往在ppm/℃。NPO便属于Ⅰ类陶瓷电容器。Ⅱ类陶瓷电容器的电容大,电容量随温度呈非线性变化,损耗较大,常在电子设备中用于旁路、耦合或用于其它对损耗和电容量稳定性要求不高的电路中。X7R属于Ⅱ类,其容值随温度的变化为±15%。因此C中所说X7R类型的电容比NPO类型的陶瓷电容温度稳定性更好是错误的。关于选型D:电解电容是唯一一种带有液体的元器件,在所有的电容器中,相同尺寸下,铝电解电容的CV值最大,即能存储的电荷最多,价格最便宜。但是铝电解电容的电解液挥发后漏电流增大、ESR值增高,所以存储的寿命短,多为2-3年。并且铝电解电容受温度影响很大,温度稳定性能差,精度不高,适合用在电源滤波或者低频电路中。所以选型D是正确的。在使用铝电解电容时,我们要考量的两个基础参数是容量和耐压。容量越大的铝电解电容充电电流就越大,充电时间就会越长,并且成本和体积有可能会上升。在滤波电路中,电容的耐压值不要小于交流有效值的1.42倍。希望大家在使用时,综合多种因素考量。


NO2

 MOSFET做功率开关的损耗主要分为开关损耗和导通损耗,其中导通损耗受()影响。

A  工作电压B  工作电流C MOSFET导通电阻D MOSFET开关频率解析:MOS管的损耗计算。在功率系统中,MOSFET被看成电气开关。以N沟道MOSFET为例,当栅极和源极间加上正电压时,其开关导通。导通时,电流可经开关从漏极流向源极。漏极和源极之间存在一个内阻,称为导通电阻RDS(ON)。RDS(ON)的存在,势必MOSFET即存在损耗。导通损耗指在MOSFET完全开启后负载电流(即漏源电流)IDS(on)(t)在导通电阻RDS(on)上产生之压降造成的损耗。导通损耗计算是先通过计算得到IDS(on)(t)函数表达式并算出其有效值IDS(on)rms,再通过如下电阻损耗计算式计算:Pon=IDS(on)rms2×RDS(on)×K×Don说明:计算IDS(on)rms时使用的时期仅是导通时间Ton,而不是整个工作周期Ts;RDS(on)会随IDS(on)(t)值和器件结点温度不同而有所不同,此时的原则是根据规格书查找尽量靠近预计工作条件下的RDS(on)值(即乘以规格书提供的一个温度系数K)。根据上面的公式可得知,导通损耗受电流和导通电阻的影响,所以应选择BC

以上2道题的解析,如有小伙伴认为答案有误,或有更好的解释,可在评论区留言告知大家,共同探讨。

下周二,加油站求职解析继续带大家做大疆通用硬件岗的笔试题。

END

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