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RMS电压等效方法和方程计算汇总

模拟对话 2019-06-27 17:18 次阅读

正弦波形的RMS或有效值提供与等效直流电源相同的加热效果

在我们关于交流波形的教程中,我们简要介绍了RMS电压正弦波形的值,并表示该RMS值与等效直流功率具有相同的加热效果,在本教程中,我们将通过更详细地查看RMS电压和电流来进一步扩展该理论。

术语“RMS”代表“Root-Mean-Squared”。大多数书籍将此定义为“产生与等效直流电源相同的加热效果的交流电量”,或者沿着这些线路类似的东西,但RMS值不仅仅是这个。 RMS值是瞬时值的平方函数的平均值(平均值)的平方根。用于定义RMS值的符号为 V RMS 或 I RMS 。

术语RMS,仅指时变正弦电压,电流或复杂波形是波形随时间变化的幅度,并且不用于直流电路分析或计算,其幅度始终是恒定的。当用于比较交流正弦波形的等效RMS电压值作为等效直流电路时,RMS值被称为“有效值”,通常表示为: V eff 或 I eff 。

换句话说,有效值是等效的DC值,告诉你,在产生相同功率的能力方面,时变正弦波形等于多少伏特或安培的直流电压。

例如,英国的国内主电源是240Vac 。假设该值表示“240伏特rms”的有效值。这意味着来自英国家庭墙壁插座的正弦均方根电压能够产生与240伏稳定直流电压相同的平均正电压,如下所示。

RMS电压等效值

那么我们如何计算正弦波形的RMS电压。正弦波或复杂波形的RMS电压可以通过两种基本方法确定。

图形方法 - 可以是用于通过在波形上绘制多个中点来找到任何非正弦时变波形的RMS值。

分析方法 -is使用微积分找出任何周期性电压或电流的有效或RMS值的数学过程。

RMS电压图形方法

虽然计算方法相同两个交流波形的一半,在这个例子中,我们只考虑正半周期。通过沿波形采用等间隔的瞬时值,可以以合理的精度找到波形的有效值或均方根值。

波形的正半部分为任意数量的“n”相等的部分或中间坐标以及沿波形绘制的中间坐标越多,最终结果就越准确。因此,每个中坐标的宽度将是 n o 度,每个中坐标的高度将等于此时沿波形的波形的瞬时值。波形的x轴。

图形方法

每个中间值波形(在这种情况下为电压波形)乘以其自身(平方)并加到下一个波形。该方法为我们提供了RMS电压表达式的“square”或Squared部分。接下来,这个平方值除以用于给出RMS电压表达式的平均值部分的中间坐标数,在上面的简单示例中,使用的中间坐标数为12(12) )。最后,发现前一个结果的平方根给出了RMS电压的Root部分。

然后我们可以定义用于描述均方根电压的术语(V RMS )为“电压中点平方 平均的平方根波形“并且这被给出为:

对于上面的简单示例,RMS电压将计算为:

因此我们假设交流电压的峰值电压( V pk )为20伏特和取10个中间坐标值发现变化超过半个周期如下:

RMS电压因此计算如下:

然后使用图形方法的RMS电压值如下: 14.14 Volts 。

RMS电压分析方法

上面的图形方法是一种非常好的方法找到本质上不对称或正弦的交替波形的有效或RMS电压(或电流)。换句话说,波形形状类似于复杂波形。然而,当处理纯正弦波形时,我们可以通过使用分析或数学方法找到RMS值,使我们自己的生活更轻松。

周期性正弦电压是常数,可以定义为 V (t) = V max * cos(ωt),周期为 T 。然后我们可以计算出正弦电压(V (t))的均方根(rms)值:

通过从0到360 o 或“T”的限制进行整合,期间给出:

其中: Vm 是波形的峰值或最大值。进一步划分为ω=2π/ T ,上面的复杂方程最终也会减少:

RMS电压方程

然后RMS电压( V RMS )通过将峰值电压值乘以0.7071来确定正弦波形,这与将其除以2的平方根( 1 /√ 2 )。 RMS电压(也可称为有效值)取决于波形的大小,并不是波形频率或相位角的函数。

从上面的图形示例中,波形的峰值电压( V pk )为20伏特。通过使用刚刚定义的分析方法,我们可以将RMS电压计算为:

V RMS = V pk * 0.7071 = 20x0。 7071 = 14.14V

请注意, 14.14伏的值与上一个图形方法的值相同。然后我们可以使用中坐标的图形方法或计算的分析方法来找出正弦波形的RMS电压或电流值。

注意将峰值或最大值乘以常数 0.7071 ,ONLY适用于正弦波形。对于非正弦波形,必须使用图形方法。

但是,除了使用正弦曲线的峰值或最大值,我们还可以使用峰峰值(V PP )值或平均值(V AVG )值,以查找正弦曲线等效均方根值,如下所示:

正弦RMS值

RMS电压汇总

然后总结一下。当处理交流电压(或电流)时,我们面临着如何表示电压或信号幅度的问题。一种简单的方法是使用波形的峰值。另一种常用的方法是使用有效值,这也是其更常见的均方根表达式或简称为RMS值。

均方根,RMS值正弦曲线与所有瞬时值的平均值不同。电压的RMS值与电压的最大值之比与电流的RMS值与电流的最大值之比相同。

大多数万用表,电压表或电流表,假设纯正弦波形测量RMS值。为了找到非正弦波形的RMS值,需要“真有效值万用表”。

正弦波形的RMS值与相同值的直流电流具有相同的加热效果。也就是说,如果直流电流 I 通过 R ohms 的电阻,则电阻器消耗的直流功率因此将 I 2 R 瓦特。然后,如果交流电流 i max *sinθ流过相同的电阻,则转换为热量的交流电将为: I 2 rms * R 瓦特。

然后在处理交流电压和电流时,除非另有说明,否则应将它们视为RMS值。因此,10安培的交流电流将具有与10安培的直流电流相同的加热效果,最大值为14.14安培。

现已确定交流电压(或电流)波形的RMS值在下一个教程中,我们将研究计算交流电压的平均值, V AVG ,最后比较两者。

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A / LM431SB / LM431SC是可调式三端输出稳压器,在整个工作温度范围内具有热稳定性。通过两个外部电阻,可将输出电压设置为V REF (约2.5V)与36V之间的任何值。有些输出电路提供灵敏的导通特性,使这些器件在许多应用成为齐纳二极管的很好替代品。 。 特性 可编程输出电压(到36 V) 低动态输出阻抗0.2Ω(典型值) 1.0至100 mA的灌电流能力 50ppm /°C典型值的等效全程温度系数 为全额定工作温度范围内的运行进行温度补偿 低输出噪声电压 快速开通响应 应用 本产品是一般用途,适用于许多不同的应用。 电路图、引脚图和封装图...
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LM431SC 可调/ 2.5 V 0.5%容差分流稳压器

KA431S 可调式/2.5V,2%容差分流稳压器

/ KA431SA / KA431SL是在工作温度范围内具有可靠的热稳定性的3端可调式稳压器系列产品。通过两个外部电阻,可将输出电压设置为V REF (约2.5V)与36V之间的任何值这些器件具有0.2Ω的典型动态输出阻抗。有源输出电路提供灵敏的导通特性,使这些器件在许多应用成为齐纳二极管的很好替代品。 特性 可编程输出电压(到36 V) 0.2Ω(典型值)低动态输出阻抗 灌电流能力:1.0 mA至100 mA 50 ppm /°C(典型值)的等效满量程温度系数 为完整额定工作温度范围内的操作进行温度补偿 低输出噪声电压 快速接通响应 应用 此产品是一般用途,适用于许多不同的应用。 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-31 11:02 22次 阅读
KA431S 可调式/2.5V,2%容差分流稳压器

NCV8668 LDO稳压器 150 mA 低压差 低Iq

8是150 mA LDO稳压器,集成了窗口看门狗和复位功能,专用于微处理器应用。其坚固性使NCV8668可用于恶劣的汽车环境。低至0.3μA的低静态电流使其适用于永久连接到需要具有或不具有负载的极低静态电流的电池的应用。 Enable功能可用于进一步降低静态电流,降至1μA。 NCV8668包含保护功能,如电流限制和热关断。 特性 优势 5.0 V,±2%,150 mA 严格的调节限制 非常低的静态电流:Typ 38μA 节省电池寿命 极低压差 维持低输入时的输出电压调节电压(特别是在汽车起动过程中)。 启用功能 对设备的外部控制 重置可调节的上电延迟 禁止微处理器在低电压下执行未请求的任务。 Window Watchdog MPU控制 集成保护功能:电流限制热关机 自我保护 汽车的NCV前缀 符合汽车网站和变更控制& AEC-Q100资格要求。 应用 终端产品 车身控制模块 仪器和群集 乘员保护与舒适 动力总成 汽车 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 18:02 19次 阅读
NCV8668 LDO稳压器 150 mA 低压差 低Iq

NCV8715 LDO稳压器 50 mA 低压差 超低Iq

5是50 mA LDO线性稳压器。它是一种非常稳定和精确的器件,具有超低的接地电流消耗(在整个输出负载范围内为4.7 uA)和宽输入电压范围(高达24 V)。稳压器具有多种保护功能,如热关断和限流。 类似产品: NCV8715 NCV8716 NCV8718 输出电流(A) 0.05 0.08 0.30 PSRR f = 1kHz(dB) 50 50 压差电压(V) 0.230 0.310 0.285 特性 优势 工作输入电压范围:2.5 V至24 V 适合电池供电 1.2 V,1.5 V,1.8 V,2.5 V,3.0 V,3.3 V,5.0 V固定输出电压版本 Design Flexibi lity 低4.7 uA典型静态电流 延长电池寿命 1 kHz时PSRR 54 dB 适用于噪音敏感电路 热关断和当前的Liimit保护 保护产品和系统免受损坏 适用于XDFN6 1.5 x 1.5 mm和SC-70封装 节省空间 应用 信息娱乐,音频 安全系统 通讯系统 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 18:02 74次 阅读
NCV8715 LDO稳压器 50 mA 低压差 超低Iq

NCV33275 LDO稳压器 300 mA 高PSRR

5系列是微功率低压差(LDO)线性稳压器,提供各种输出电压以及封装,DPAK,SOT-223和SOP-8表面贴装封装。这些器件具有极低的静态电流,能够提供高达300 mA的输出电流。输出端存在短路,内部热关断电路提供内部电流和热限制保护。 MC33275可作为MC33375使用,包括开/关控制。 由于低输入至输出电压差和偏置电流规格,这些器件非常适用于需要延长有用电池寿命的电池供电的计算机,消费类和工业设备。 特性 低静态电流(125 mA) 低输入到 - 输出电压差为25 mV,I O = 10mA,260 mV,I O = 300 mA 极其严格的线路和负载调节 稳定2.5 V输出电压的输出电容仅为0.33 mF In内部电流和热限制 应用 电池供电的消费品 HandHeld Instruments 摄像机和相机 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 14:02 12次 阅读
NCV33275 LDO稳压器 300 mA 高PSRR

NCV8768 LDO稳压器 150 mA 低压差 低Iq

8是150 mA LDO稳压器,集成了窗口看门狗和复位功能,专用于微处理器应用。其坚固性使NCV8768可用于恶劣的汽车环境,典型低至31μA的超低静态电流使其适用于永久连接到需要具有或不具有负载的超低静态电流的电池的应用。 Enable功能可用于进一步降低静态电流,降至1μA。 NCV8768包含保护功能,如电流限制和热关断。 特性 优势 5.0 V,±2%,150 mA 严格的调节限制 超低静态电流:典型值31μA 节省电池寿命 极低压差 维持低输入时的输出电压调节电压(特别是在汽车起动过程中)。 启用功能 对设备的外部控制 重置可调节的上电延迟 禁止微处理器在低电压下执行未请求的任务。 Window Watchdog MPU控制 集成保护功能:电流限制热关机 自我保护 汽车的NCV前缀 符合汽车网站和变更控制& AEC-Q100资格要求。 应用 终端产品 车身控制模块 仪器和群集 乘员保护与舒适 动力总成 汽车 电路图、引脚图和封装图...
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NCV8768 LDO稳压器 150 mA 低压差 低Iq

NCP708 LDO稳压器 1 A 低压差 高PSRR 带使能

是一款超低压降稳压器,可提供高达1 A的负载电流,并保持1.5%的出色输出电压精度,包括线路,负载和温度变化。工作输入电压范围为2.4 V至5.5 V,使该器件适用于锂离子电池供电产品以及后调节应用。该产品提供3.3 V固定输出电压选项。可根据要求提供其他电压选项。 NCP708具有完全的过热保护和输出短路保护。小型6引脚UDFN6 3x3封装使该器件特别适用于空间受限的应用。 特性 优势 2.4 V至5.5 V工作输入电压范围 兼容锂离子电池 固定输出电压选项:3.3 V(其他可根据要求提供) 设计灵活性 Typ的低静态电流。 200μA 延长电池寿命 极低压降:最大250 mV。在Iout = 1 A 扩展电池范围 1 kHz PSRR时高70 dB 好噪声敏感电路 内部软启动 限制浪涌电流 ±1.5 %精度超过负载/线路/温度 高输出电压精度 热关断和电流限制保护 保护产品和系统免受损坏 UDFN6 3x3 mm包中提供 应用 硬盘,固态硬盘 服务器,网络设备 电信设备 电池供电应用 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 10:02 69次 阅读
NCP708 LDO稳压器 1 A 低压差 高PSRR 带使能

NCP603 LDO稳压器 300 mA 高性能 具有使能和增强型ESD保护

低压差(LDO)线性稳压器可在固定电压选项下提供300 mA输出电流,或从5.0 V至1.250 V的可调输出电压。它专为便携式电池供电应用而设计,并提供高性能功能例如低功耗操作,快速启用响应时间和低压差。该器件设计用于低成本陶瓷电容器,采用TSOP-5 / SOT23-5封装。 特性 优势 低压差电压 延长电池使用时间。保持更长的监管 3.0%输出电压容差 高性能应用的严格公差 增强型ESD范围(HBM 3.5 kV,MM 400 V) 增强部件抗ESD事件的稳健性 外部电阻可调输出从5.0 V降至1.250 V 快速启用15 us的开启时间 优秀的线路和负载调节 没有旁路电容的50 uVrms的典型噪声电压 摄像机 应用 终端产品 消费者 通讯设备 SMPS后监管 手持式仪器 便携式计算 相机 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 09:02 53次 阅读
NCP603 LDO稳压器 300 mA 高性能 具有使能和增强型ESD保护

NCP605 LDO稳压器 低熔断器 具有增强的ESD保护

/ NCP606低压降(LDO)线性稳压器在固定电压选项下提供超过500 mA的输出电流,或者在5.0 V至1.25 V范围内提供可调输出电压。这些器件专为空间受限和便携而设计电池供电的应用,并提供额外的功能,如高PSRR,低噪音操作,短路和热保护。这些器件设计用于低成本陶瓷电容器,采用DFN6 3x3.3封装。 NCP605的设计没有使能引脚,NCP606设计有使能引脚。 特性 输出电压选项:可调,1.5 V,1.8 V,2.5 V,2.8 V, 3.0 V,3.3 V,5.0 V 外部电阻可调输出,从5.0 V降至1.25 V 电流限制675 mA 低I GND (独立于负载) ±1.5%输出电压容差,适用于所有工作条件(可调) ±2%输出电压容差操作条件(固定) NCP605已修复直接替换LP8345 没有旁路电容的50μVrms的典型噪声电压 增强型ESD额定值:4 kV人体模式(HBM) 400 V Ma中文模型(MM) 这些是无铅设备 应用 终端产品 电池电力电子设备 便携式仪器 硬盘驱动程序 笔记本电脑 电路图、引脚图和封装图...
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NCP605 LDO稳压器 低熔断器 具有增强的ESD保护

NCP571 LDO稳压器 150 mA 超低Iq 低输出

固定低压差(LDO)线性稳压器专为需要1.2 V或更低电压轨的应用而设计。这款LDO非常适用于需要低静态电流的手持通信设备和便携式电池供电应用,因为NCP571系列具有4.0 uA的超低静态电流。该器件集成了电流限制和过温保护电路。 NCP571设计用于低成本陶瓷电容器,需要0.1 uF的最小输出电容。该器件采用TSOP 5或2x2.2mm DFN封装。标准电压版本为0.8 V,0.9V,1.0 V和1.2 V.其他电压选项可根据需要提供。 特性 优势 低静态电流4.0 uA(典型值) 适用于低功率应用和电池供电产品。 最大工作电压12 V Robuse技术制造该器件适用于各种应用。 低输出电压选项低至0.8 V 可为低压处理器和应用提供低于1.2V的电压轨。 应用 终端产品 电池供电仪器 应用ns要求电压轨低于1.2V 摄像机,相机,GPS设备 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 08:02 66次 阅读
NCP571 LDO稳压器 150 mA 超低Iq 低输出

NCP5504 LDO稳压器 250 mA 双输出 低噪声

4是一款双输出低压差(LDO)线性稳压器,在工作温度范围内具有+/- 2.0%的精度。它具有3.3 V的固定输出电压(适用于其他固定输出电压选项的工厂触点)和可调节输出,范围为1.25 V至5.0 V.它采用5引脚DPAK无铅封装。 NCP5504 LDO线性稳压器提供低噪声工作,无需旁路电容用于固定输出。该器件的纹波抑制为75 dB,250 mA时的压差为250 mV。 NCP5504适用于后调节和功率敏感的电池供电应用。 特性 一个固定输出和一个可调节输出 可调输出电压从1.25 V到5.0 V 低压差250 mV典型值250 mA 低静态电流370μA 75 dB的纹波抑制 温度范围-25°C至+ 85°C 温度2.0%的准确度 热保护和电流限制 应用 视听设备 电池供电的消费类产品 仪器仪表 计算与网络国王申请 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 07:02 97次 阅读
NCP5504 LDO稳压器 250 mA 双输出 低噪声

NCP1117LP LDO稳压器 1 A 固定和可调 正

7LP低压降(LDO)线性稳压器是流行的NCP1117系列低压差稳压器的低功耗版本,具有降低的静态电流。它主要用于0到125度温度范围内的大批量消费应用。该系列产品能够提供超过1 A的输出电流,在1 A全电流负载下具有1.3 V的压差,该系列包括1.5 V,1.8 V,2.5 V,3.3 V的可调和五种固定电压版本, 5.0 V。 特性 优势 输出电流超过1.0 A 1A输出电流 应用 终端产品 电视和监视器 电视和监视器 设置顶盒和娱乐设备 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 07:02 18次 阅读
NCP1117LP LDO稳压器 1 A 固定和可调 正

MC79L 线性稳压器 100 mA 5 V 负极

0负线性稳压器是一款价格低廉,易于使用的器件,适用于需要高达100 mA电流的众多应用。与功率更高的MC7900系列负调节器一样,该线性稳压器具有热关断和电流限制功能,使其非常坚固耐用。在大多数应用中,无需外部元件即可运行。 MC79L00线性稳压器适用于卡上调节或需要适度电流水平的稳压负电压的任何其他应用。与常见的电阻/齐纳二极管方法相比,该稳压器具有明显的优势。 规格: MC79L00AB MC79L00AC 容差 4% 4% 温度范围 -40°C到+ 125°C 0°C至+ 125°C 封装 SOIC-8,TO-92 SOIC-8,TO-92 特性 无需外部组件 内部短路电流限制 内部热过载保护 低成本 提供的互补正稳压器(MC78L00系列) 无铅封装是Av ailable 电路图、引脚图和封装图...
发表于 07-30 06:02 45次 阅读
MC79L 线性稳压器 100 mA 5 V 负极

NCP1594A 同步DC-DC降压转换器 集成 2.9至5.5 V 4A 开关频率高达2 MHz

4A提供了极大的灵活性,可以进行设计优化。该部件能够优化尺寸与效率之间的权衡和可调节性,以满足各种POL应用。可调功能包括软启动时序,开关频率,输出电压和工作模式(固定CCM模式或DCM / CCM操作)。附加功能包括REFIN输入,允许使用外部参考,可用于DDR终端应用。可通过两个输入选择九个输出电压,或者可通过两个外部电阻在外部调节该部件.NCP1594A具有过流,欠压和热故障保护功能。该部件在-40C至85C之间完全指定。 特性 优势 2.9 V至5.5V的操作 允许从3.3V或5V总线轨操作 可调频率从500 kHz到2 MHz 优化总体规模与效率的权衡 9固定输出电压或外部可调低至0.6V 节省外部电阻和/或提供设计灵活性 欠压,过流和过温保护 保护IC免受故障 可调节软启动 设置受控输出斜坡上升时间 安全启动到prebias输出 防止来自输出电容器的反向电流 外部参考输入 允许更改输出并可用于DDR终止应用程序 逐周期过流 防止过流情况 可调开关频率从500kHz到2MHz 在规模和效率方面优化设计 REFIN输入 允许在...
发表于 07-30 04:02 88次 阅读
NCP1594A 同步DC-DC降压转换器 集成 2.9至5.5 V 4A 开关频率高达2 MHz

LV5762QA 降压型开关稳压器

QA是一个1ch降压电压开关稳压器。 特性 1ch降压开关稳压控制器 与负载无关的软启动电路 频率折返功能 开/关功能 内置逐脉冲OCP电路。通过使用外部MOS的导通电阻进行检测。 电路图、引脚图和封装图
发表于 07-29 21:02 83次 阅读
LV5762QA 降压型开关稳压器