端午節(jié)，天太熱，不想出去玩。于是跑龍崗圖書館借了本書《開關(guān)電源故障診斷與排除》。剛看了幾頁就感覺這是本很實(shí)用的書，打算自己買一本留著隨時(shí)翻閱。
書的第三頁，有這么一個(gè)小問題。看圖：
這絕不可能。但是為什么會(huì)這樣，書上沒有說的太明白。直說幾年前就有論壇討論過，還讓我們?nèi)oogle搜索。這讓我等P民情何以堪？算了還是自己做實(shí)驗(yàn)分析吧。
先是用multisim仿真，一開始總是不對勁，檢查發(fā)現(xiàn)是單刀雙擲的開關(guān)非理想器件，但又不能改成理想的，就改的盡可能接近理想吧，看圖：
這樣就好了，仿真開始，開關(guān)轉(zhuǎn)換之前，看圖：
開關(guān)轉(zhuǎn)換之后，奇跡出現(xiàn)了，能量不再守恒了？？？這怎么可能？看圖：
還是不太明白怎么搞的。先不管，上真家伙。找了一節(jié)新的南孚電池，和兩個(gè)10F的超級電容?？磮D：
用示波器連接兩個(gè)電容，監(jiān)視其電壓變化。剛開始時(shí)，兩個(gè)電容的電壓都為0，為了方便討論，我們給兩個(gè)電容規(guī)定一個(gè)編號，A電容，B電容，，示波器藍(lán)色光標(biāo)顯示的是A電壓，黃色光標(biāo)顯示B電壓，萬用表接在B電容上?？磮D：
網(wǎng)上有說，這種情況損失的能量很有可能以電磁波的形式發(fā)射出去了。好吧，一塊檢測一下，拿來我的德生PL660收音機(jī)了，這個(gè)可以說是德生便攜機(jī)里的戰(zhàn)斗機(jī)了。為防止被強(qiáng)電臺信號給壓制，找到一個(gè)沒有電臺信號的頻率，我使用的是AM。暫且不管這樣能不能測出是否有能讓電容能量瞬間損失一半的電磁波發(fā)出。先這樣試一下，萬一放電瞬間收音機(jī)還真有~呲啦一聲響呢？
看圖：
好了，廢話少說，上電，先給A上電，看圖：
萬用表在B上接著呢，此時(shí)當(dāng)然沒有電壓。下一步就是最關(guān)鍵的將兩個(gè)電容并起來，看圖：
看見沒有，奇跡出現(xiàn)了，還真是停在了中間電壓，電池初始電壓是1.6V，現(xiàn)在B上的電壓被充滿電的A電容充到了0.8V！示波器上也顯示兩電容的電壓也重合到了一起。而且收音機(jī)里也沒有出現(xiàn)放電瞬間的噪音。神馬情況？想來想去，只有一條可能，那就是無處不在的電阻。電容，導(dǎo)線都有ESR，是不是一半的能量消耗在了這些電阻上？先繼續(xù)看圖：,看一下單個(gè)電容直接用電池充放電的圖：
很明顯，由于ESR的存在導(dǎo)致放電曲線不是很陡的那種臺階。當(dāng)然充電時(shí)還與電池內(nèi)阻和化學(xué)反應(yīng)速度有關(guān)。現(xiàn)在我覺的肯有可能是這些電阻的原因給消耗掉了。能量才減少了，雖然內(nèi)阻很小。但是電容短路瞬間的電流卻是很大的。多大？自己算去。能量消耗為0.5*R*I*I，當(dāng)然電流不是恒定的。所以計(jì)算起來也就麻煩些，我數(shù)學(xué)學(xué)的不好，至今停留在初中水平。什么微分啊積分啊，求導(dǎo)啊，統(tǒng)統(tǒng)不懂。所以更加科學(xué)全面的計(jì)算過程留給牛人吧。但是我很清楚就是這個(gè)變化的電流和內(nèi)阻把能量給消耗掉了。那么每個(gè)電容的內(nèi)阻都不一樣，導(dǎo)線也不一樣，為什么很多人做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)都是這樣情況呢？只有一個(gè)可能就是與內(nèi)阻無關(guān)。好吧，繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)。我找了兩個(gè)不同的電阻一個(gè)0.1歐姆，一個(gè)270歐姆，分別將這兩個(gè)電阻穿在電容之間，然后試一下電壓還能否回到中點(diǎn)?？磮D：：：
先看用0.1歐姆電阻時(shí)的放電曲線?？磮D：
看只是過程變緩了，電壓又跑到中間了，比剛才小了一點(diǎn)，是因?yàn)檫@10F的電容太耗電了，電池電壓已經(jīng)降低里一些，看圖：
那串個(gè)270歐姆會(huì)是什么情況呢？看圖：：：
注意示波器的時(shí)基，每格10s。我閑太慢，等不急了，干脆在這個(gè)充放電過程中進(jìn)行更換電阻，我直接弄兩個(gè)20歐姆的電阻并成一個(gè)10歐姆的，然后直接并在那個(gè)270歐姆上，會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？看圖：
最終還是回到了中間電壓，這樣就好理解了損失的那一半能量去哪里了——消耗在無處不再的寄生電阻上了。
好了，圖已經(jīng)上傳完了，一個(gè)字一個(gè)字的敲，一張圖一張圖的傳，我手機(jī)USB口還是個(gè)壞的，拍的圖片先從手機(jī)傳到網(wǎng)盤，然后再下載到電腦，文件大傳的慢，還得截圖，再傳。很是辛苦，版主是不是該意思意思呢？比如加個(gè)精啥的？
繼續(xù)討論：
看來理論和現(xiàn)實(shí)往往很近確又很遙遠(yuǎn)。假如，我說假如，電容沒有內(nèi)阻，電線沒有電阻，接觸點(diǎn)也沒有阻抗。一切都是最理想的元件，那么會(huì)發(fā)生什么情況呢？仿真電路里的電容說是可以當(dāng)作理想元件，但是模型里肯定不會(huì)出現(xiàn)電容電壓直接短接的情況，軟件也不允許這么做，你想想，如果用電阻為0的導(dǎo)線接在一個(gè)充滿電的電容上，讓軟件仿真放電電流是多大，它怎么算？電壓除以0電阻。分母是零。電腦還怎么算？電腦要是有思想肯定要罵人了。就算把電阻設(shè)置的很小很小，都可以仿真，電阻小，電流大。那么還是我前面說的，很可能與這個(gè)電阻多大無關(guān)，都會(huì)充放電到中間電壓。現(xiàn)實(shí)無法做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，軟件也無法仿真這個(gè)實(shí)驗(yàn)。那只能一笑了之。我們只需知道問題產(chǎn)生的原因即可。
謝謝大家看完這裹腳布般的長貼。我也是個(gè)剛剛轉(zhuǎn)行做開關(guān)電源的工程師。喜歡電源，喜歡鉆研，喜歡做實(shí)驗(yàn)，更希望能結(jié)交有共同愛好的朋友，一起學(xué)習(xí)，一起探索。公共場合不宜留聯(lián)系方式，有意者請發(fā)站內(nèi)消息。
