
【电】 three-quarter bridge
三象限电桥(Three-Quadrant Bridge)是一种用于测量复杂阻抗的电子测量装置,其名称源于其能够在复平面内覆盖电阻、电感和电容三个象限的测量能力。它结合了传统电桥的平衡原理与多参数检测技术,主要应用于电力系统、通信工程和材料科学研究中。
三象限电桥通过调节可变电阻、电抗器及相位控制器,建立电压与电流的平衡关系,公式表示为: $$ Z_x = frac{Z_2 cdot Z_3}{Z_1} $$ 其中$Z_x$为被测阻抗,$Z_1$、$Z_2$、$Z_3$为标准阻抗元件。通过切换测量模式,可分别获取电阻(实部)、电感/电容(虚部)在不同象限的数值。
该装置的技术规范详见国际电工委员会IEC 60477标准文件,其设计原理在麻省理工学院《电路与系统》课程中有系统阐述。
“三象限电桥”是一种特殊类型的电桥电路设计,主要用于开关模式电源等领域,其核心特点是通过控制不同象限的工作状态来优化电能转换效率或适应负载需求变化。以下是详细解释:
电桥是一种通过比较法测量电阻、电容、电感等电气参数的电路,通常由四个支路(臂)组成,分为直流电桥和交流电桥两类。而“三象限电桥”在此基础上引入了多象限控制功能,扩展了传统电桥的应用场景。
这里的“象限”通常指电路在不同电压-电流方向组合下的工作区域。传统电路中可能涉及四个象限(如正/负电压和正/负电流),但三象限电桥通过旁路开关设计,优化了部分工作状态:
主要用于开关模式电源(SMPS),特别是需要高效率、宽负载范围调节的场景。例如:
传统电桥多用于静态参数测量(如惠斯通电桥测电阻),而三象限电桥强调动态控制能力,属于功率电子领域的主动电路设计,更注重能量转换效率和适应性。
如果需要进一步了解具体电路拓扑或控制算法,可参考电力电子领域关于多象限变换器的文献。
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