導語：如何才能寫好一篇電源設計需求，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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當前國內(nèi)外對電力需求響應的概念理解多樣，本文在總結電力需求響應的本質需求、需求響應與電力需求側管理的關系認識基礎上，闡述用戶側能源管理對需求響應能力提升的作用，并進而提出了一種電力需求響應系統(tǒng)的實施架構，以及中國現(xiàn)有電力體制下已有政策如何應用?；诟拍罾斫夂驮O計，提出已有政策在技術層面的推廣和應用途徑，充分發(fā)揮用戶側能源協(xié)調控制對負荷曲線的調節(jié)能力，為需求響應的實施提供架構支持。

【關鍵詞】電力需求響應 電力需求側管理 電力市場 價格激勵 有序用電

1981年，美國EPRI正式提出了電力需求側管理的概念，提出引導電力用戶優(yōu)化用電方式，提高終端用電效率。上世紀90年代以來，國內(nèi)一些研究機構不時召開電力需求側管理的研討會，對如何開展電力需求側管理進行了探討。隨著技術發(fā)展，美國又進而提出了”需求響應”的概念，并逐步推廣到世界范圍。2012年7月，國家發(fā)改委《電力需求側管理城市綜合試點工作中央財政獎勵資金管理暫行辦法》，提出對通過實施能效電廠和移峰填谷技術等實現(xiàn)的永久性節(jié)約電力負荷和轉移高峰電力負荷，東部地區(qū)每千瓦獎勵440元，中西部地區(qū)每千瓦獎勵550元；對通過需求響應臨時性減少的高峰電力負荷，每千瓦獎勵100元。需求響應已成為電力科研、生產(chǎn)運行的一個新的熱點，如何在電力需求側管理的研究和實踐基礎上，研究、實施和推廣需求響應，是擺在我國電力工作者面前的一道重要課題。

1 需求側管理與需求響應

1.1 電力需求側管理

2000年，美國投入15.6億美元實施DSM項目，節(jié)電537億kwh，減少高峰負荷2200萬kw。電力需求側管理一般包括技術、經(jīng)濟和行政手段三種方式。

技術手段主要是采用先進的節(jié)電技術及其與之相適應的設備來提高終端用電效率或改變用電方式。如節(jié)能照明、高效電機、降低線損、建筑絕熱，還可利用蓄冰蓄熱設備來達到移峰填谷，或利用負荷控制技術直接削減高峰用電等。

經(jīng)濟手段則主要指電力公司利用價格杠桿引導用戶需求，主要包括峰谷分時電價、兩部制電價、可中斷負荷電價、高可靠性電價等。

行政手段是在我國電力負荷高速增長階段，單純依靠技術、經(jīng)濟手段難以滿足電網(wǎng)供需平衡情況下，由政府協(xié)調電力用戶實施有序用電，進行錯峰用電和限電，對需求側用電行為進行適當?shù)墓芾砗鸵龑А?/p>

1.2 電力需求響應

按照用戶不同的響應方式將需求響應劃分為以下2種類型：基于價格的DR（price-based DR）和基于激勵的DR（incentive-based DR）。根據(jù)美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會FERC在2008年底的統(tǒng)計，大約有8%的美國用戶參與了DR項目，所有DR資源總共達到了41GW（約5.8%系統(tǒng)高峰負荷）。2010年，全美高峰削減量達到了32，845MW，較2000年增長了42%。

1.3 兩者的辨析

本文認為實施推廣需求響應是需求側管理工作在時代和技術發(fā)展過程中工作視角的變化，兩者之間并不能存在本質性的差別，只要能通過合理途徑達到經(jīng)濟、可靠維持電網(wǎng)供需平衡，并不需要嚴格區(qū)分。綜合國內(nèi)外的實踐經(jīng)驗，電價引導、激勵補償、行政協(xié)調，均是開展需求響應和需求側管理的有效手段。電力需求響應是電力系統(tǒng)與經(jīng)濟、社會、環(huán)境協(xié)調發(fā)展過程的必然，其與電力需求側管理在本質上是相通的，主要區(qū)別在于看問題的出發(fā)點和角度不同，電力需求響應的實施必須結合各國能源態(tài)勢和電力體制，通過電價、激勵、政策、技術等關鍵手段予以支撐；實施機構模式可以靈活采用基于現(xiàn)有調度中心的架構等模式

2 需求響應系統(tǒng)架構

2012年國家電網(wǎng)公司和美國霍尼韋爾公司在“中美能源合作項目（ECP）”框架下開展了“需求響應系統(tǒng)試點和可行性研究”項目，選擇部分樓宇和工業(yè)用戶進行了試點，但項目只是驗證了用戶側負荷削減的潛力和可行性，缺乏可推廣、可復制的的政策和支持。本文提出了在現(xiàn)有電網(wǎng)負荷管理中心的體制基礎上，引入用戶側能源管理系統(tǒng)，提高用戶負荷調節(jié)能力，從而提出一種可以支撐需求響應開展的實施架構。

2.1 整體架構

現(xiàn)有電力負荷管理系統(tǒng)主要實現(xiàn)到用戶主要供電支路（一般不超過4路）的控制，若直接對某一路支路進行遠程斷電，對用戶的正常用電影響較大。而本文提出基于電網(wǎng)負荷管理中心現(xiàn)有系統(tǒng)，增加用戶能效管理系統(tǒng)，可以配置精細化的用電響應策略，從而構建由系統(tǒng)主站、通信網(wǎng)絡、負荷管理終端、用戶能效管理系統(tǒng)組成的電力需求響應系統(tǒng)。架構如圖1所示。

2.2 電網(wǎng)負荷管理中心

在現(xiàn)有電力負荷管理系統(tǒng)的基礎上，結合自動需求響應的運行理念，通過對主站、負控終端的升級，提供一種可靠、友好的電力負荷調節(jié)系統(tǒng)。既可向用戶提供一種自動、智能的負荷控制手段；又可以向負荷調節(jié)主站上傳可控制電力負荷的運行狀態(tài)，便于電網(wǎng)公司掌握調度區(qū)域內(nèi)的可調負荷容量，對負荷進行更好的協(xié)調控制，保證電網(wǎng)穩(wěn)定運行，提高供電可靠性和服務水平。

2.3 需求響應交互終端

交互終端主要功能在已有的負荷控制終端基礎上擴展，主要增加的功能是作為電網(wǎng)負荷管理中心和用戶能效管理系統(tǒng)的信息交互媒介。一方面電網(wǎng)負荷管理中心下發(fā)的負荷調節(jié)指令和各種信號轉發(fā)到用戶能源管理系統(tǒng)；一方面將用戶的反饋信號上傳電網(wǎng)負荷管理中心。

2.4 用戶能效管理系統(tǒng)

用戶能效管理系統(tǒng)主要實現(xiàn)根據(jù)電網(wǎng)需求信號進行設備的精細化管理與控制。一方面從交互終端獲取電網(wǎng)的負荷調節(jié)需求，從而按照預先配置的運行策略調節(jié)用電。

3 需求響應政策的應用

本文認為需求響應，從字面理解可以認為是“需求方請求、響應方提供資源”，能夠將電網(wǎng)的需求信息通過合理、可行的技術手段向用戶方實現(xiàn)構成了需求響應實施的基礎。

3.1 峰谷電價政策的應用

電價作為調動用戶響應的有效措施，也是需求響應兩種項目中的一種主要形式，由于電價調整存在風險，目前電價政策相對固定，時段調整較少，用戶一般可根據(jù)電網(wǎng)公司的電價表，手動調節(jié)用電，實現(xiàn)削峰填谷，但實施難度和不確定性較大，因此本文提出可以將電價表下發(fā)用戶管理系統(tǒng)，由用戶管理系統(tǒng)按照預先配置的策略自動調整用電，提供技術基礎。

3.2 激勵補償政策的應用

激勵信號是彌補用戶調整用電成本的一種措施，也是需求響應兩種項目中的一種，一般稱為“可中斷負荷”。國內(nèi)存在兩方面的問題：

（1）很長時間內(nèi)缺乏有效的削減用電補償；

（2）缺少自動化技術措施，調節(jié)用電管理成本較高，用戶缺乏積極性。

2012年7月，國家發(fā)改委《電力需求側管理城市綜合試點工作中央財政獎勵資金管理暫行辦法》，對通過需求響應臨時性減少的高峰電力負荷，每千瓦獎勵100元。本文提出在以上需求響應系統(tǒng)和政策基礎上，將激勵信號通過xml協(xié)議文本的形式來完成下發(fā)，表示未來某一時間段（2012.01.01 13點-15點）內(nèi)削減用電的補償價格（100元/kWh）。

用戶側管理系統(tǒng)在收到激勵信號后，可以自動識別激勵內(nèi)容，并按照系統(tǒng)內(nèi)預先配置的響應策略實施調節(jié)用電，從而提供用戶參與需求響應的技術支撐手段。

4 結語

近年來電力需求側管理試點城市已開展了需求響應試點，IEC PC118“需求響應”標準的制定也離不開與實際系統(tǒng)的相互驗證和總結，因此，在現(xiàn)有政策環(huán)境下，開展電力需求響應技術支持系統(tǒng)構建和應用極為必要。本文通過對需求響應概念的理解和現(xiàn)有技術、政策基礎，提供了搭建需求響應實施架構的參考方案，希望對需求響應的系統(tǒng)研發(fā)、標準研究和推廣實施有所借鑒。

參考文獻

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[2]朱成章.電力需求側管理在中國水土不服[J]. 大眾用電，2012..

[3]曾鳴，王冬容，陳貞需求側響應的技術支持[J].電力需求側管理，2010，12（2）：8-9

作者單位

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TI智能電池技術保護和管理鋰離子電池系統(tǒng)

德州儀器(TI)宣布推出三款全新智能電池管理集成電路bq78PL114，支持全面的4節(jié)鋰離子電池系統(tǒng)控制、監(jiān)控以及安全功能，可提高多節(jié)鋰離子電池組的測量與保護功能。器件集成了精確的電池電量檢測計技術，具有極其高效的電池平衡、短路檢測以及電池保護等優(yōu)勢。這種創(chuàng)新型控制器可簡化多節(jié)鋰離子充電電池的設計工藝，滿足不間斷電源與各種應用的需求，如無繩電動工具、電動助力自行車以及便攜式醫(yī)療與測試設備等。

ST軟開關非對稱半橋拓撲集成控制器芯片

意法半導體(ST)推出首款為零壓開關非對稱半橋拓撲電源轉換器專門優(yōu)化的電源管理控制器芯片L6591，可以讓電源的尺寸更小，成本更低，不論是待機還是全負荷工作，能效得到顯著提高，并降低熱量排放和功率損耗，電源的整體設計變得更加緊湊。L6591用于離線電源，集成了控制軟開關半橋轉換器所需的全部功能模塊，零壓開關可消除導通開關損耗，使EMI輻射降到最小限度，還實現(xiàn)了高達500kHz的開關效率。

Maxim寬輸入范圍電流檢測放大器

Maxim推出用于檢測充電和放電電流的低成本、電流檢測放大器MAX9928/MAX9929，采用軌至軌輸入級，可實現(xiàn)-0.1V至+28V的寬共模輸入范圍。采用獨立的+2.5V至+5.5V電源供電時，靜態(tài)電流僅為20uA，理想用于電池供電的手持式設備。這種獨特的架構能夠在同一個IC中實現(xiàn)真正的地電位檢測和高端電流檢測，并具有單向或雙向(充電/放電)電流檢測功能。該特性對于檢測深度放電的電池以及通常用作混合動力汽車應急電源的超級電容非常有用。

IR可擴展輸出功率D類放大舞參考設計

國際整流器公司(IR)推出針對每通道25W以上D類音頻放大器的IRAUDAMP7參考設計，適用于包括家庭影院設備、樂器和汽車娛樂系統(tǒng)等應用。其功率范圍25W～500W，為單層PCB提供了高度的擴展性。120W雙通道、半橋式設計可實現(xiàn)120W 8歐姆D類音頻放大器91％效率，在1 kHz60W 8歐姆時THD+N為0.005％(均為典型)。它結合了許多關鍵保護功能，管理功能包括用于前置放大器模擬信號處理的+5V電源和D類柵極驅動級-B參考的+12V電源(vcc)。

NS新時鐘抖動濾除器無需壓控晶體攝蕩器模塊

美國國家半導體公司(NS)推出業(yè)界首個能提供超低噪聲時鐘的全新時鐘抖動濾除器系列LMK04000，可以免去系統(tǒng)加設外置的高性能壓控晶體振蕩器(vxCO)模塊。該系列采用簡潔的外置晶體及級聯(lián)PLLatinum架構，其均方根抖動不超過200fs，可以有效改善系統(tǒng)的性能及準確度。該產(chǎn)品的高精確性完全可以與昂貴的壓控晶體振蕩器模塊相媲美。LMK0400可為模擬/數(shù)字轉換器、數(shù)字/模擬轉換器及其他高性能元件提供“清潔”時鐘，廣泛用于無線基站設備、測試和測量儀表以及醫(yī)療用超聲波和成像系統(tǒng)。

安森美擴展步進電機設計電流范圍和靈活性

安森美半導體(ON Semicond-uctor)擴展雙極步進電機控制系列，推出兩款新的串行外設接口(SPI)版本電機驅動器-AMIS-30511和AMIS－30512，能夠提供達800毫安(mA)的峰值電流，配以外部微控制器(MCU)的使用，可增加靈活性。新器件消除了使用眾多外部元件的需要，降低系統(tǒng)成本，減少物料清單(BOM)，新的混合信號IC都包含兩個嵌入式H橋，能夠以高達400mA的持續(xù)峰值電流以及高達800mA最大電流短時間驅動兩相步進電機。

茂達電子新款高效能PWM同步降壓穩(wěn)壓IC

茂達電子新推出一款高效能PWM同步降壓穩(wěn)壓ICAPW7102，整合同步切換開關，具備更高效能并節(jié)省電路板空間，固定1.3MHz的開關切換頻率，可以在設計時使用較小型濾波組件，非常適合輕薄小巧的可攜式裝置。當輸出負載過大時，內(nèi)部的限流電路及與過熱保護機制啟動以保護系統(tǒng)，電流回授模式的架構提供快速的輸入電壓及負載瞬時響應。

華虹NEC推出CAS00C模擬工藝平臺

上海華虹NEC電子宣布推出了0.5微米CA500C模擬工藝平臺。CA500C在Logic部分器件特性維持不變的情況下，針對市場與客戶設計的需求，開發(fā)了豐富的可供模擬電路設計的器件選擇，Deep NweU既可用于低噪聲設計，也可支持高放大系數(shù)的NPN器件；還提供了如耗盡型晶體管，Poly fuse，OTP等器件，可以很好的滿足在如開關電路，客戶編程等多種設計需求，提供了多種厚度的頂層金屬布線的選擇，滿足客戶在大功率設計以及POC(PADOn Circuit)的應用需求。

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關鍵詞：直接數(shù)字驅動功放模塊；射頻信號；故障分析

中圖分類號：TN948.53 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）02-0238-03

1 前言

直接數(shù)字驅動功放模塊采用數(shù)字芯片技術直接對射頻信號進行放大，不需要提前對送到模塊的射頻信號進行前級放大，而是把射頻信號直接送到功放模塊，在功放模塊中采用驅動芯片直接對射頻信號放大來驅動MOS場效應管，省去DX200所需的前級放大。模塊采用大量貼片元器件，大大減少了模塊的體積，集成度高，節(jié)省電源耗，提高了電能利用效率[1]。目前，直接數(shù)字驅動功放模塊在我臺研制的MF200多頻中波廣播發(fā)射機上得到很好的應用，性能穩(wěn)定，現(xiàn)在已經(jīng)平穩(wěn)運行上千小時，電聲指標均達到了國家規(guī)定的甲級標準。雖然Thomcast公司生產(chǎn)的M2W中波發(fā)射機與Harris公司生產(chǎn)的3DX中波發(fā)射機上也使用了直接驅動技術，但驅動方式有很大區(qū)別，設計思路也不盡相同，維護方式也相應不同。

2 直接數(shù)字驅動功放模塊結構

直接數(shù)字驅動功放模塊主要功能電路分為以下幾個部分[1]：一是射頻預處理電路，對輸入到模塊的平衡信號進行平衡轉不平衡變換變?yōu)門TL電平，提高信號的抗干_能力，送入可編程邏輯芯片PAL22V10進行后續(xù)處理；二是電源轉換電路，直接數(shù)字驅動模塊通過合成母板得到+12V和+48V電源，再經(jīng)過功放模塊的開關電源電路轉換成所需各種電源；三是射頻隔離和驅動技術，采用硅隔離技術的MOS場效應管驅動芯片Si8233，可以很好地對信號進行隔離，利用驅動芯片IXDN604對IRFP460直接驅動，滿足直接數(shù)字驅動功放模塊的設計需求。

通過我臺自主研發(fā)的直接數(shù)字驅動功放模塊測試平臺，可以很好地對測試點和各芯片輸入輸出波形進行測量，通過測試數(shù)據(jù)來判斷具體故障點[2]。下面就各主要功能電路出現(xiàn)的典型故障進行分析和總結。

2.1 射頻預處理部分故障分析

射頻預處理部分電路比較簡單，出現(xiàn)故障也比較容易查找出，信號發(fā)生器送給兩模塊合成母板的信號頻率為850KHZ，幅度為4.24VPP，占空比為52%的方波信號，經(jīng)過處理后，送到模塊輸入芯片U21。首先用示波器測試芯片U21輸出波形，正常波形為占空比為50%，峰峰值為+5V的方波信號。若輸出波形無、占空比不對或者幅度不對，則測量U21芯片的電源和接地是否正常，輸入信號是否為占空比為50%，峰峰值為1.2V的方波，以及芯片U16是否擊穿，有異常則檢查原因。若上述電路測試都正常，則可判斷為芯片MC100ELT23損壞，更換該芯片即可。射頻預處理電路圖1所示。

2.2 電源轉換電路故障分析

直接數(shù)字驅動模塊通過隔離變壓器將外接+12V和48V電源變換成各芯片所需電源，+12V電源經(jīng)LM317穩(wěn)壓后產(chǎn)生+5.5V電源，+VB、+VA1、+VA2、+VH、+VD由變壓器T1產(chǎn)生，電路原理圖如圖2所示。

正常情況下，合低壓開關，測試平臺驅動電流表顯示的單塊模塊驅動電流約為0.30A左右，若電流遠遠低于該0.30A或為零，測量保險F5，F(xiàn)6，F(xiàn)7，F(xiàn)8和F9，看是否有開路，若存在開路情況，則更換相應保險。更換保險后，合低壓，若驅動電流表顯示依然為零，則要進一步分析原因，分為以下幾種情況。

（1）F5開路，F(xiàn)5，F(xiàn)6，F(xiàn)7，F(xiàn)8和F9正常。測量MOS管Q11和Q12是否擊穿，若柵源級擊穿，則會導致+48V電源對地短路而使得F5燒斷。若電流快速上升直到F5開路，時間大約為1S左右，則可能是變壓器T1次級整流電路中，有個別整流二極管開路或者性能不好，導致次級電流增大，進而使得變壓器初級電流越來越大，從而使F5開路，這種情況要用數(shù)字萬用表二極管檔測量各變壓器T1次級整流電路中的二極管，看是否有短路或者性能不好的，更換有異常的整流二極管。（2）F5正常，F(xiàn)6，F(xiàn)7，F(xiàn)8和F9其中有一個或者多個開路。以保險F9為例，F(xiàn)9為電源+VD的通路提供保護，為隔離芯片U1和場效應管驅動芯片U6提供電源。當F9再次開路，則需檢查芯片U1和U6是否有異常。首先判斷隔離芯片U1是否有異常，測量引腳U1-15和UI-16是否短路，如短路，則可斷定U1有問題，更換U1；若引腳U1-15和U1-16沒有短路，則測量芯片U1電路是否正常，比如各引腳輸入信號是否正常，正常情況下引腳U1-1和U1-2輸入波形為占空比50%，頻率為850KHZ，峰峰值為+5V，相位相反的方波信號，U1-3和U1-8為+5V，U1-4、U1-5和U1-9接地，引腳U1-10和U1-15輸出波形為占空比40%，峰峰值為+16V，相位相反的方波信號。U1輸入信號正常，而沒有輸出，則可判斷芯片U1有異常。U1輸入輸出都正常，則測量芯片U6，正常情況下，U6-6對地電阻阻值為150歐姆左右，若遠遠低于該值，則說明電源對地隔離度不夠，更換該芯片，同時測量二極管CR6和CR21是否短路，如短路則更換。其余保險開路可按照F9方法找出故障點。（3）F5，F(xiàn)6，F(xiàn)7，F(xiàn)8和F9均正常。若更換保險開路保險后，測量F5，F(xiàn)6，F(xiàn)7，F(xiàn)8和F9均正常，驅動電流表依然顯示為零，則需檢查電源處理芯片U15是否工作正常。正常情況下，經(jīng)過四分頻芯片U17處理后，U15-1和U15-2輸入波形為占空比50%，頻率為212KHZ，峰峰值為+5V，相位相反的方波信號，U15-3和U15-8為+5V電源，U15-4、U15-5和U15-9接地，U15-16測量為對地+30V左右懸浮電壓，U15-11為+12V， U15-15輸出波形為占空比48%，頻率為212KHZ，峰峰值為70V左右的方波信號，U15-10輸出波形為占空比48%，頻率為212KHZ，峰峰值為20V左右的方波信號。

下面我們將根據(jù)測量值與上述正常值比較，查找故障點。例1：假設U15-1和U15-2輸入波形沒有或者頻率不對，則應查找前級電路，測量CR29、CR30是否擊穿，R75和R80是否開路，以及分頻電路是否工作正常，一級級往前測量，直到找出故障點；例2：U15-16的電壓為零，說明開關電源沒有啟動，這時需測量二極管CR54兩端電壓，正常情況下正端為+12V，負端為11.3V左右，在實際過程中，碰到過幾次電阻R47和二極管CR54開路現(xiàn)象，導致+12V電源不能通過經(jīng)CR32向模塊提供+VA電源，低邊MOS管Q5/Q7、Q6/Q8也就無法關斷，輸出磁環(huán)上的感應高電壓將模塊損壞，擊穿場效應管；例3：當測得芯片U15輸入信號和電源都正常，MOS管Q11和Q12也正常，合低壓后驅動電流表顯示電流依然為零，則可判斷為U15內(nèi)部可能有故障，更換U15即可。

2.3 場效應管擊穿故障分析

直接數(shù)字驅動功放模塊利用射頻隔離驅動器SI8233芯片對射頻驅動信號進行隔離，MOSFET采用IR公司生產(chǎn)的IRFP460，IRFP460的主要參數(shù)為Rds為0.22Ω，Id為20A，Vds為500V，Vdg為500V，可以很好地滿足設計需求，而且IRFP460輸入電容小，所需驅動功率低，柵極只要2.6V左右電壓就可以導通，輸出波形好[3]。用驅動芯片IXDN604對IRFP460直接驅動，省去了預驅動等復雜部件，方便設計和維護。IRFP460驅動原理圖3所示。

導致場效應管擊穿的原因有很多種，本節(jié)只對維修過程中經(jīng)常出現(xiàn)的故障進行分析。首先對+250V電源保險進行測量，看是否有250V電源保險開路，以F3為例，若測得F3開路，用萬用表二極管檔測量F3保險對應的四個場效應管Q1/Q3和Q5/Q7的柵源、漏源級是否有短路現(xiàn)象，正常情況下二極管檔測量柵源級數(shù)值為480左右，漏源級無窮大，若測得某管的數(shù)值很小或者為零，則說明該管已經(jīng)擊穿，先卸除有異常的場效應管，但不要急著更換該管，應先在模塊測試平臺加低壓，測試IRFP460的柵極波形，正常情況下柵極波形為頻率850KHZ，占空比為42%，峰峰值為16V左右的類方波，若波形不對或者沒有，則需向前級查找原因，一般楦衾胄酒U1損壞，判斷是否為隔離芯片U1異?？梢詤⒖脊收咸幚?.2節(jié)。若F3未開路，四個場效應管Q1/Q3和Q5/Q7也正常，則要向前級查找故障點，看通路中電阻R1和R4是否開路，二極管CR6、CR7、CR8、CR21是否擊穿，芯片U1、U6和U18是否工作正常，芯片電路是否有短路現(xiàn)象等。同理，F(xiàn)4開路也可根據(jù)F3開路的處理步驟進行故障處理。

3 總結

本文簡要講述了直接數(shù)字驅動功放模塊在日常維護中碰到的幾種典型故障及對故障的簡要分析。在實際設計和維護過程中，碰到的問題繁雜眾多，由于篇幅限制，不能一一贅述，希望上述故障維護心得能給予相關研究人員。

參考文獻

[1]肖秋華.直接數(shù)字驅動功放模塊的設計與應用[J].廣播電視信息，2014（12）：74-77.

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1．1電氣設備的配置地點不當

電氣設備的配置要考慮一系列的前期因素和具體使用內(nèi)容及特點，要根據(jù)電氣設備的配置以及詳細的特點，進行單獨分析和設計。要考慮電氣設備的具體場所，例如潮濕場所、腐蝕性較強的場所、溫度較高的場所、寒冰的場所等等一些場合，要掌握具體設計風格和設計標準，采用防潮濕材料、防腐蝕材料、防高溫材料、耐低溫材料等等。如果沒有采取適當?shù)慕^緣材料，導致老化或漏電的問題，就會引起電路設計的隱患，產(chǎn)生一系列的問題。電氣設備要避免這樣存在隱患的配置，科學處理電路設計線路，要避免水污染和腐蝕的可能性，在配置存在苦難時，要根據(jù)電氣設備的功能和特點，以及運用的具體地點，采用各種功能齊備的電路設計方式。還要加裝漏電保護裝置。

1．2電線的配置方式不當

電壓線路的配置，要選擇適合的電線，線路的銅絲直徑?jīng)Q定了電線本身的安全度和使用壽命，根據(jù)電線配置，根據(jù)員工自身的車輛和乘車用具的用電線路要求，結合具體的線路配置場所和道路規(guī)劃問題進行電線配置的處理，當電線配置存在問題時，就會導致線路局部壓力過大。

1．3電線接觸不良的問題

電路設計本身需要注意接觸的問題，根據(jù)電源線路經(jīng)常性的設計規(guī)則保持線路本身的電線接觸問題需要注意。電源線路要經(jīng)常連接，處理好電路設計信息與技術的協(xié)調問題。電氣設備的電源連接問題要根據(jù)電源破損長度與相互連接的要素進行匹配，一旦發(fā)生相互連接的狀況，連接的方式要杜絕因為膠帶拆繞過多導致漏電的問題，開展施工要防止線路松脫，提前防止接觸不良的問題，不要造成纏繞導致絕緣的問題，造成銅線外露的情況要及時進行保護，防止漏電現(xiàn)象。另外還需要處理好連接線路的問題，避免水氣或浸泡在水中產(chǎn)生的問題，掌握好具體的應對方式。

1．4電路設計極性連接相反問題

電器箱開關的具體設置與連接，要注意連接反向導致斷路的問題，連接端口要盡量避開容易導電的物體，保證保護套的絕緣效果，在帶電端口的部位漏出時，要給予及時的修補，實現(xiàn)振動或外力條件下的接觸不良問題的產(chǎn)生，要盡可能的讓電氣火災的發(fā)生幾率降低到最小。

1．5安全保護裝置選擇不當

電路設計過程中，安全保護裝置選擇不當會對電路設計產(chǎn)生問題，在線路安裝和電流保護裝置的設計過程中，經(jīng)常因為電路設計的問題產(chǎn)生一系列的影響和隱患問題。例如線路的安全防范措施需要進行安全保護裝置的全新設計。在長時間的持續(xù)用電過程中，線路壓力較大，導致電路設計的高溫現(xiàn)象越來越大，絕緣和老化問題經(jīng)常發(fā)生，熔絲還未切斷保險裝置，會造成接地故障和安全保護障礙，導致絕緣熔化和短路現(xiàn)象的電線走火事故。電路設計的故障會引起保護裝置的設計存在隱患，例如漏電斷路器，其額定感應電流非采用高感應型（30mA以下）及快速（0．1秒以內(nèi)）斷路器，達不到防止感應漏電的目的。

2電路設計需要注意的安全事項

2．1線路按規(guī)定選用

電路設計線路與具體注意事項的第一條就是要根據(jù)線路規(guī)定和相關要求標準進行電源線路或電路上設計的定位，按照要求連接具體電路設計和電壓定位，根據(jù)電源線路損壞和電力連接效果，提升電壓輸出效果，根據(jù)電壓不能超過24伏特的性質，保持線路的傳輸效果達到最佳，讓絕緣效果可以更好的推動電氣設備運行。電路設計根據(jù)電源本身的特點和耐磨損的特點，抗腐蝕等特點，按照規(guī)定選擇較為有效的電路設計標準，針對性的防護電路設計，例如在耐腐蝕、耐酸、耐高溫、耐低溫等特點上做到有效保護，將電源線路和電氣設備的使用進行科學結合，在電源線路中，按照連接的規(guī)定方式進行施工。要符合電源線路設計標準和電路設計標準，按照規(guī)定采用銅套管線連接標準建設電路設計特點，按照《屋內(nèi)線路裝置規(guī)則》的具體規(guī)定，采用銅套線管壓力接連，壓力連接焊錫等實現(xiàn)緊密連接的緊致電路設計風格，達到緊密連接不脫落的電路設計安全建設標準。另外PVC電源線路要保證PVC絕緣線路纏繞的連續(xù)性設計，絕緣帶寬度要保持在二分之一重疊的位置，煙壺電路設計的絕緣外皮在1．2公分作用。

2．2電源接續(xù)端子的絕緣防護

在電源連接處，端口的絕緣保護一定要盡量做好，在電氣設備外部，機械結構的連接端口要盡量保證接觸開關的帶電特性與絕緣特性，根據(jù)帶電部分的絕緣效果和采取適當絕緣保護效果的電路設計，讓電路設計保持安全度。按照規(guī)定，電氣設備的帶電部位與電熱器的工作原理，利用電熱器的機體部分的使用，結合作業(yè)過程中的接觸效果和具體的隔離場所，禁止非電氣人員的作業(yè)。

2．3電路設計的化學特性防護

電路設計的化學特性防護指的是根據(jù)電路設計本身的通路和電路設計的地域特性，結合電路設計的具置與通路使用的具體配置進行操作，在線路設計中絕緣電線和移動電線設計的各項設施，要采用金屬管理配線的使用。按照規(guī)則和標準，電路設計的化學特性，要保持電路設計的接觸有效性，積極配合線路移動與電氣使用標準，維護設備的起電安全保護，防止電力線路的老化問題。另外，電路設計要避免設計存在危害。電路設計的化學特性是要注意電路設計的環(huán)境問題，避免線路在置于高溫、潮濕、水氣或具有腐蝕環(huán)境的場所，如不得已時，也應采取適當?shù)姆雷o措施（例如加裝漏電斷路器等）。

3結束語

篇5

關鍵詞：微型彈藥接口；AEIS；多路復用；隔離網(wǎng)絡

現(xiàn)代戰(zhàn)爭大多為局部戰(zhàn)爭，且多發(fā)生在人口較為密集的城市之中。用于單兵或小分隊作戰(zhàn)的先進的偵查、監(jiān)視和精確打擊武器裝備需求日益迫切。其中，微型靈巧彈藥[1]及其小型化的無人運載系統(tǒng)技術迅猛發(fā)展。近年來，微小型無人機技術已日趨成熟。這些小型無人機在戰(zhàn)術性能方面，大多具有10～15千米航程、60分鐘以上續(xù)航能力、配備先進的數(shù)據(jù)鏈，戰(zhàn)術型無人機還掛載智能微型靈巧彈藥。小型無人機在多國已實現(xiàn)批產(chǎn)和裝備部隊。微型彈藥發(fā)展的主要驅動力來自滿足戰(zhàn)術無人機精確打擊的作戰(zhàn)需求。目前，國外在研或裝備的微型彈藥主要供戰(zhàn)術無人機使用，如美國的“短柄斧”微型制導彈藥、“毒蛇出擊”反坦克導彈。為了提高飛機與懸掛物的電氣連接系統(tǒng)兼容性，降低武器系統(tǒng)的集成成本，美國頒布了MIL-STD-1760《飛機/懸掛物電氣連接系統(tǒng)接口要求》，國內(nèi)參照該標準頒布了GJB1188[2]。借鑒上述兩項標準發(fā)展的經(jīng)驗和教訓，隨著微型彈藥及作為其運載平臺的無人機系統(tǒng)的種類及數(shù)量的不斷增多，開展微型彈藥接口標準及其應用技術的研究工作需求迫切且意義重大。

1飛機/懸掛物電氣連接系統(tǒng)標準簇

不同重量級別的懸掛物的體積、功耗和成本需求相差很大。因此，需要制定多樣化的飛機/懸掛物電氣連接系統(tǒng)（Aircraft/StoreElectricalInterconnectionSystem，AEIS）接口標準。微型彈藥是指一種懸掛物，其典型特征是重量不超過25千克，且外徑不小于38毫米。微型彈藥接口標準就是為了適應微型靈巧彈藥及小型化運載平臺的迅猛發(fā)展而產(chǎn)生的。20世紀80年代初，美國機動車工程師協(xié)會（SocietyofAutomotiveEngineers，SAE）編制了MIL-STD-1760，截止目前，最新版本已發(fā)展到E版[3]。為了滿足小型及微型武器及運載平臺的應用需求，SAE又補充了AS5725《小型任務懸掛物接口》標準[4]（最新版本為B版）和AS5726《微型彈藥接口》標準[5]（最新版本為A版）。三項標準共同組成常規(guī)、小型和微型互相搭配的飛機/懸掛物電氣連接系統(tǒng)標準簇。三項標準相應規(guī)定的三種標準電氣接口信號規(guī)模依次減小，既有繼承也有演進。三項標準分別應用于指導不同級別的懸掛物和運載系統(tǒng)的開發(fā)與驗證[6]。圖1三種標準接口信號組演變過程Fig.1Processofevolvementonthreestandardizedinterfacesignalset如圖1所示，從電氣接口信號功能的角度分析，信號組規(guī)模不斷縮小。微型彈藥接口在滿足微型武器使用需求的前提下，使信號數(shù)量盡可能地最小化。

2微型彈藥接口組成及要求

2.1接口組成。處于運載系統(tǒng)一側的電氣接口稱為微型彈藥運載系統(tǒng)接口（MicroMunitionsHostInterface，MMHI）。處于微型彈藥一側的電氣接口稱為微型彈藥接口（InterfaceforMicroMunitions，IMM）。AS5726定義了兩類IMM接口：I類接口的工作電源為直流28V；II類接口的工作電源為直流56V。這兩類使用相同型號的連接器。AS5726中的微型彈藥接口信號定義部分繼承了AS5725中的小型任務懸掛物接口。IMM主要包括數(shù)字數(shù)據(jù)總線、離散量和電源三種信號類型，具體的信號定義如圖2所示。2.2工作電源圖。Fig.3Isolationnetworkschematic/UFC接口功能及要求工作電源接口和上行光纖通道（UpFiberChannel，UFC）接口是復用的，為微型彈藥提供工作用電源和上行數(shù)字數(shù)據(jù)總線接口。工作電源用于微型彈藥內(nèi)部電子設備基本操作和非安全關鍵。I類接口通過工作電源接口提供28VDC±5%電源。II類接口通過該接口不僅能提供56VDC±5%電源，還能夠提供28VDC。UFC滿足AS5653B《MIL-STD-1760用高速網(wǎng)絡》要求[7]。2.3安全允許電源。/DFC接口功能及要求安全允許電源接口和下行光纖通道（DownFiberChannel，DFC）接口是復用的，為微型彈藥提供工作用電源和下行數(shù)字數(shù)據(jù)總線接口。安全允許電源用于微型彈藥安全關鍵，提供28VDC±5%電源。安全使能電源單次應用的最大持續(xù)時間不超過2秒。DFC滿足AS5653B《MIL-STD-1760用高速網(wǎng)絡》要求。2.4匹配狀態(tài)接口功能及要求。匹配狀態(tài)接口用于運載系統(tǒng)和微型彈藥確認彼此的電氣接口匹配狀態(tài)。當匹配狀態(tài)接口與工作電源回線之間的電壓超過工作電源電壓值的20%時，運載系統(tǒng)認為兩者是匹配的。當微型彈藥的工作電源接口和內(nèi)部電源交叉點與匹配狀態(tài)接口之間的電壓超過工作電源電壓值的80%時，微型彈藥認為兩者是不匹配的。2.5安全允許離散接口功能及要求。安全允許離散作為微型彈藥的安全關鍵聯(lián)鎖條件。當且僅當安全允許離散為有效狀態(tài)時，微型彈藥才能夠執(zhí)行來自DFC的安全關鍵性控制指令。

3微型彈藥接口新特性分析

AS5726是飛機/懸掛物電氣連接系統(tǒng)標準簇中時間最晚且適用對象更加強調小型化、低功耗和低成本的一項標準。因此，微型彈藥接口與1760標準接口、小型任務懸掛物接口相比，呈現(xiàn)出以下幾個獨有的特點：1）直流功率信號與高頻數(shù)字數(shù)據(jù)信號復用。為了減少信號線數(shù)量，采用頻分復用的方式使得直流電源信號與高頻的數(shù)字數(shù)據(jù)信號共用傳輸線對。每一對信號線兩端通過圖3所示的3端口隔離網(wǎng)絡與光纖驅動器和工作電源接口連接。2）采用FC作為唯一的數(shù)字數(shù)據(jù)總線。在1760接口和小型懸掛物接口中，除了光纖通道還有專門的數(shù)字數(shù)據(jù)總線接口，如1553B總線和10Mb/s1553B總線。在微型彈藥接口中，只能在光纖通道上使用FC-AE-1553協(xié)議傳輸命令和控制數(shù)據(jù)。由于取消了HB3和LB接口，光纖通道上還應能夠使用FC-AV協(xié)議傳輸數(shù)字化的音頻和視頻數(shù)據(jù)。3）不同電源電壓共用工作電源接口。在1760接口和小型懸掛物接口中，不同的電源均采用獨立的接口。而在II類微型彈藥接口中，28V和56V的工作電源是兼容的。當給II類接口提供28V工作電源時，II類微型彈藥可當作I類微型彈藥使用，可實現(xiàn)其全部或部分功能。當I類微型彈藥連接到II類運載系統(tǒng)上時，應確保微型彈藥不被損壞。這就要求微型彈藥上做好過壓保護。4）采用模擬信號實現(xiàn)匹配控制。在小型懸掛物接口中，使用兩個不同方向的單向數(shù)字開關信號完成運載系統(tǒng)和懸掛物之間的匹配確認。而在微型彈藥接口中，通過圖4所示的兩個串聯(lián)電阻分壓，運載系統(tǒng)和懸掛物分別采集匹配狀態(tài)接口上的模擬電壓值，完成匹配確認。減少了一根信號線且匹配起來更加簡單。微型彈藥接口的上述四個新特性均體現(xiàn)了接口規(guī)模最小化的設計原則，很好地契合了微型彈藥和小型運載系統(tǒng)的設計需求。

4微型彈藥接口應用技術

針對AS5726定義的標準微型彈藥接口新的特性，相較于傳統(tǒng)的懸掛物管理系統(tǒng)和懸掛物接口電路設計技術，應著重考慮以下幾項特殊的設計問題。4.1隔離網(wǎng)絡設計與分析。頻分復用是一種典型的多路復用方式。直流電源信號作為低頻分量，光纖數(shù)字信號作為高頻分量，兩者的復合信號采用銅纜傳輸。圖3所示的隔離網(wǎng)絡由高通濾波器和低通濾波器構成。內(nèi)部電源端口處，低通濾波器將高頻分量濾除，剩下的電源信號分量連接到DC電源或負載。內(nèi)部FC端口處，高通濾波器將低頻分量濾除，剩下的光纖數(shù)字信號分量連接到FC發(fā)送器或接收器。圖3中的低通濾波器由一個高頻扼流電感線圈組成，利用其通直流且阻交流的特性實現(xiàn)低通濾波。圖3中的高通濾波器是一種工程中廣泛應用的一階RC無源濾波器[8]，其傳遞函數(shù)為()221jfHfjfπτπτ=+（1）式中，f為頻率，τ=RC。其幅頻特性公式為()()()2212fAfHffπτπτ==+（2）若A(f)=2/2，則截止頻率為12cfπτ=（3）依據(jù)AS5726規(guī)定，高通濾波器的截止頻率為10MHz。當R1=R1=75Ω時，由式（3）計算可得，C1=C2=212pF。此時，即可實現(xiàn)滿足標準要求的截止頻率為10MHz的高通濾波器。4.2匹配狀態(tài)接口電路設計。當微型彈藥與運載系統(tǒng)連接后，匹配狀態(tài)接口對運載系統(tǒng)和微型彈藥匹配電路均呈現(xiàn)的為模擬電壓信號?？刹捎媚?數(shù)轉換采集電壓或電壓比較器兩種設計方案。由于匹配狀態(tài)接口的標準電壓值偏高，故需要使用運放電路將電壓比例衰減。匹配狀態(tài)接口電路的主控制CPU采用飛利浦公司的ARM7架構微控制器芯片LPC2294。當采用模/數(shù)轉換方案時，使用12位ADC芯片AD7892，控制CPU根據(jù)匹配狀態(tài)接口上實際采集到的電壓值與工作電源的20%作比較，即可獲得匹配結果。當采用電壓比較器方案時，使用電壓比較器芯片LM393，控制CPU直接讀取電壓比較器的輸出，獲得匹配狀態(tài)。4.3控制流程設計。在向微型彈藥工作電源接口施加實際電源之前，標準中允許在工作電源接口暫時施加3～12VDC的低電壓電源，該臨時電源僅用作匹配狀態(tài)的確認。一旦確認了匹配狀態(tài)，即可施加正常的工作用電。之后，運載系統(tǒng)就可以完成微型彈藥的識別、初始化、準備和發(fā)射/投放控制[9],[10]。圖5給出了一種典型的微型彈藥控制流程。

5結束語

篇6

關鍵詞：液晶電視；開關電源；拓撲；參考設計

在液晶(LCD)面板平均每英寸的成本越來越低、高清電視(HDTV)廣播服務帶動更先進電視需求以及2008年北京奧運會將刺激消費需求等有利條件的作用下，液晶電視產(chǎn)業(yè)近年來經(jīng)歷了非?？焖俚陌l(fā)展，其速度甚至超越了業(yè)界早前的預期，且其未來幾年的發(fā)展前景持續(xù)看好。以中國大陸為例，根據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部(MII)的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2007年上半年中國大陸液晶電視產(chǎn)量達634.4萬臺，比2006年同期增長65.4％；而在中國大中型城市的銷量中，平板電視占據(jù)了70％，其中八成以上為液晶電視。

一般而言，業(yè)界將尺寸小于21英寸的面板列入小尺寸范疇，而將26至32英寸列入中等尺寸范疇，37英寸則作為較大尺寸面板，而大于40英寸的列為大尺寸范圍。對于液晶電視而言，其面板尺寸越大，功率和功率密度也就越高。為了優(yōu)化液晶電視的設計，根據(jù)面板尺寸和功率等級的不同，需要采用不同的開關電源拓撲，從而為液晶電視中的背光子系統(tǒng)和音頻一視頻信號處理供電。

小尺寸液晶電視開關電源采用反激式拓撲

對于小尺寸液晶電視而言，其功率通常低于70 W，這個數(shù)值低于大多數(shù)諧波含量標準對功率的要求，因此無須使用功率因數(shù)校正(PFC)技術。在這種情況下，使用的是一個開關電源(SMPS)。

此外，市場上也有其它的處理方式，如采用外部電源，適配器遵從各種不同標準和行為準則等。在使用內(nèi)部電源單元和外部電源單元這兩種方式中，通常都采用到了反激式拓撲結構。

如前所述，不同廠商的液晶電視尺寸并不統(tǒng)一，為了給消費者提供更多選擇，也有廠商推出23英寸的產(chǎn)品。為了方便起見，我們也可把它一并劃入小尺寸范疇。與21英寸以下液晶電視無需PFC不同，23英寸產(chǎn)品的功率相對較高(高于75 w)，就需要采用PFC，如安森美半導體推出的NCP1606就是一個適合的選擇。

中等尺寸液晶電視的兩種開關電源結構對比

對于中等尺寸的液晶電視而言，其功率相比小尺寸產(chǎn)品而言大幅增加，超過75 w，最高可達180 w，這種應用應該遵從歐盟IEC1000-3-2 D類標準或類似區(qū)域性諧波含量標準，必須使用PFC技術。

在這種尺寸的液晶電視中，可以考慮采用兩種不同的功率轉換結構。第一種結構采用關電源，如圖1所示。這兩個開關電源都采用反激式拓撲，其中一個提供24 V輸出，專門用于背光，可為面板提供24 V@5A的輸出功率，另一個負責為控制音視頻輸入輸出信號處理(cAVIO)系統(tǒng)供電，可以提供12 V電壓輸出/40 w的功率(某些條件下電壓為5 V)，還能夠用于待機模式。

與第一種結構不同，第二種結構采用單個主開關電源結構，如圖2所示。在這種結構中，主開關電源為LCD面板提供24V輸出，并為CAVIO提供12V輸出，其提供的功率在170 w范圍內(nèi)。除了這個主開關電源，還有一個專用的待機開關電源；而在待機模式下，主開關電源完全關斷。待機開關電源在正常模式下提供10 w功率，而在待機條件下的電流消耗僅為500 mA。

在第二種結構中，為了適應更高的輸出功率，主開關電源的拓撲不應該還是單開關反激，而應該采用關反激。當然，這個區(qū)域也采用了一個半橋諧振雙電感加單電容(LLC)轉換器。需要指出的是，對于功率等級較低的液晶電視(如小尺寸液晶電視)而言，它們通常采用的是準諧振模式，這種模式憑借減小開關損耗而能夠提高能效；而在功率等級更高的液晶電視中，采用諧振拓撲的優(yōu)勢十分突出，所以，這種模式會引導設計人員采用半橋諧振LLC轉換器。具體而言，這里采用半橋諧振LLC的好處體現(xiàn)在：

?與其它諧振拓撲相比，其輸入電壓范圍和負載范圍更寬，

?諧振槽元件可以集成在單個變壓器內(nèi)，從而減少元件數(shù)量；

?在所有負載條件下用于原邊開關的零電壓開關(ZVS)；

?所有重載條件下用于負邊開關的零電流開關(ZCS)。

這兩種結構比較起來，各有其優(yōu)勢所在。對于采用關電源的第一種架構而言，它使得功率得到更好的平衡，允許兩個開關電源轉換器采用同一種拓撲結構；此外，它消除了背光數(shù)字調光所可能導致的交叉調節(jié)問題，而且它的待機性能出色，雖然比起專用待機電源來說還略顯遜色。不僅如此，它還可以對源自信號處理電源(CAVIO電源)的背光信號進行解耦，這樣就能夠在需要新的背光技術(如外置電極熒光燈EEFL、平面熒光燈FFL、發(fā)光二極管LED)時簡化技術方案的演進。

如前所述，第二種結構中采用含有半橋LLC轉換器的單個主開關電源。與采用反激式轉換器相比，采用LLC轉換器能夠提高總體效率，而且也解決了背光數(shù)字調光所導致的交叉調節(jié)問題。此外，由于LLC模式下頻率提高，使得開關電源的尺寸可以更小。值得一指的是，第二種結構中，除了主開關電源外，所采用的專用待機開關電源可以提高待機模式的效率，能夠實現(xiàn)低于1瓦的待機能耗。目前美國和歐盟紛紛出臺有關電視機1瓦待機能耗的法規(guī)。

大尺寸液晶電視中PFC電源需采用CCM拓撲

隨著屏幕尺寸的加大，液晶電視的功率也水漲船高。對于37英寸的較大尺寸液晶電視而言，其功率最達可達220W；對40～42英寸的液晶電視而言，功率最高達300 w，而46英寸的功率更高達330W。在這類功率級別，輸入電壓達到了很寬的90V~264V范圍。

其中，以37英寸液晶電視為例，與前文所述的32至32英寸液晶電視一樣，也可以采用關電源和單一主開關電源加專用待機開關電源這兩種結構。不過，雖然關電源結構擁有明顯優(yōu)勢，但在高達220 W功率范圍下，設計人員必須考慮到輕載性能變得越來越重要，因為CAVIO的功率容量增加了。不僅如此，采用反激等傳統(tǒng)拓撲能夠實現(xiàn)的功率密度在這里則成為一個問題。其它能夠提高能效、減小尺寸和改善交互調節(jié)狀況的拓撲必須予以考慮。例如，大多數(shù)設計人員已經(jīng)選擇半橋諧振LLC解決方案來實現(xiàn)這些性能改善目標。

而對于40英寸及更大尺寸的液晶電視來說，最常見的電源結構也是主開關電源加專用待機開關電源，其中主開關電源采用半橋諧振拓撲，能夠同時輸出24 V和12 V電壓。

總的來看，在37英寸及更大尺寸的液晶 電視中，就PFC而言，臨界導電模式(CRM)不再實用，必須轉用連續(xù)導電模式(CCM)。而且在待機模式中，PFC電源也和主開關電源一樣被關閉，以降低總體功率消耗。對于這個等級液晶電視的PFC而言，安森美半導體的NCP1653/NCP1654是改善傳導干擾和管理較大功率的最佳解決方案。

開關穩(wěn)壓器在CAVIO系統(tǒng)電源中的應用越來越多

前文根據(jù)面板尺寸和功率等級的不同，分析了不同液晶電視所適用的開關電源結構以及相關的最新解決方案。由于液晶電視中的電源主要為背光子系統(tǒng)和控制音視頻信號輸入輸出(CAVIO)供電，接下來我們將分別就CAVIO電源和背光電源作進一步的討論。

對于CAVIO電源而言，這一塊的功率分配正變得越來越復雜，面臨著超來越多的挑戰(zhàn)。例如，芯片組的集成度越來越高，核心處理器的電壓變得更低，而電流卻在提高；此外，各種不同的功能模塊所需要的電壓軌種類越來越多。在這種情況下，如果使用線性穩(wěn)壓器，則必須提高開關電源的功率；另一方面，高集成度的芯片組也在提高電路板的功率密度?；谶@些有關效率和熱的因素，在CAVIO電源中，開關穩(wěn)壓器的應用日益增多。

開關穩(wěn)壓器能夠提高整體能效、減小總占位面積。通過使用開關穩(wěn)壓器，可以較低的輸出電壓和較大的電流來支持深亞微米設計以及內(nèi)核電壓朝低于1 V方向邁進的趨勢。

而就開關控制器而言，它的主要發(fā)展趨勢包括：輸出電壓更低，適用于邏輯控制板，開關頻率更高，能效也更高，輸入電壓范圍更寬廣。

新型方案降低大尺寸液晶電視系統(tǒng)總成本

傳統(tǒng)上，液晶電視的開關電源中，主開關電源和逆變器是分立的。對于大尺寸液晶電視而言，一種新興的方案是將主開關電源和逆變器集成在一起，形成所謂的高壓型的結合方案LIPS。對于大尺寸液晶電視而言，采用LIPS可以消除24 V轉換階段。由于減少了一級電壓變換，這種方案可以帶來不少的好處，不僅節(jié)省系統(tǒng)總功率、減少液晶電視底盤的發(fā)熱量，還可節(jié)省系統(tǒng)總成本。

在大尺寸液晶電視的LIPS方案中，在PFC電源方面，可以采用安森美半導體的NCP1653/NCP1654 PFC控制器，這兩款器件采用CCM拓撲結構，非常適用于改善傳導干擾，及管理大尺寸液晶電視中超過200 W的功率。而在開關電源方案，可以采用一個專門用于處理CAVIO的開關電源以及一個專用的待機開關電源。

從發(fā)展趨勢來看，一般預計，采用LIPS的40英寸或更大尺寸的液晶電視將在2007年底開始面市，而對于32和37英寸液晶電視而言，將可采用LIPS或標準開關電源(LLC)等不同方案。

Green Point液晶電視電源參考設計

安森美半導體推出了尺寸為130×200×25 mm為GreenPoint系列電源參考設計，該設計針對極為纖薄的液晶電視機殼進行了優(yōu)化，具有極高的能效和極低的待機能耗，可以滿足客戶的應用設計需求。圖4展示的是GreenPoint電源參考設計功能結構圖。

圖5顯示的是GreenPoint系列液晶電視電源參考設計滿載時在不同輸入電壓下的能效。從該圖可以看出，該參考設計擁有極高的效率，在中等及以上功率時的能效高于80％，甚至超過90％。此外，從輕載條件下，該參考設計也擁有低于1瓦的待機能耗，這對于降低液晶電視的待機能源消耗具有重要意義。

篇7

關鍵詞：多傳感器；機電一體化；系統(tǒng)設計；融合方案

機電一體化技術屬于機械電子工程技術，融合機械技術、電子技術、微電子技術等多種實用技術。隨著社會信息技術的迅速發(fā)展，機械工程行業(yè)的自動化需求逐年增多。在現(xiàn)今自動化技術應用廣泛的大背景下，將機械工程行業(yè)和自動化技術手段有機結合，是發(fā)展機械工程行業(yè)的絕佳機會[1]。多傳感器信息融合下的機電一體化系統(tǒng)是近年來新興的機電一體化技術。多傳感器信息融合技術可以融合多種信息數(shù)據(jù)并進行自動分析，可以在設定規(guī)則前提下對感知信息加以融合，提高感知數(shù)據(jù)的描述精確度，以便達到優(yōu)化機電一體化系統(tǒng)設計效果的目的。因此，有必要對多傳感器信息融合下機電一體化系統(tǒng)設計相關的軟件、硬件設計技術進行深入分析。

1系統(tǒng)硬件設計

硬件設計是多傳感器信息融合下機電一體化系統(tǒng)設計的重要環(huán)節(jié)，主要包括傳感器裝置啟動與復位電路設計、傳感器裝置電源設計兩個方面。

1.1傳感器裝置啟動與復位電路設計

復位電路在機電一體化系統(tǒng)的遠程控制終端具有不可或缺的重要地位。傳感器裝置的啟動與復位依托于系統(tǒng)控制器。為了避免傳感器內(nèi)部突發(fā)性故障，需要設定手動復位電路，當電路在特殊時刻被觸發(fā)時，可通過及時復位初始值，避免對機械生產(chǎn)過程產(chǎn)生影響。可見，機電一體化系統(tǒng)對傳感器啟動與復位電路設計的精準程度需求較高，這也是多傳感器融合技術所需硬件設計的基礎環(huán)節(jié)。對于機電一體化系統(tǒng)中的啟動及復位部分電路設計要求十分嚴格，尤其是遠端控制的系統(tǒng)，具有更高的設計需求。在微處理裝置中，處理中心裝置的開啟方式及開啟規(guī)律是由微裝置內(nèi)部芯片決定的，通過存儲單元內(nèi)部模塊相互映射形成。在傳感器啟動與復位裝置設計過程中，需要進行引腳模塊設計，以便明確機電一體化系統(tǒng)與傳感器模塊的開啟規(guī)律[2]。根據(jù)開啟與復位規(guī)律不同進行優(yōu)化選擇，電路會進入不同的啟動/復位模式，通過存儲數(shù)據(jù)計算的結果確定存儲裝置是否被當作啟動模式的開啟節(jié)點，由于數(shù)值演算不同，開啟位置同樣可以在內(nèi)部存儲裝置中，隨后進行復位部分電路的運行控制。

1.2傳感器裝置處電源設計

對于傳感器中的不同芯片，為了使其正常工作，最好的辦法是仔細調整電壓，以滿足不同傳感器裝置的供電電壓需要。其中的核心芯片及傳感芯片等需要使用單獨芯片—電源匹配配置設計，通過串聯(lián)后為對應芯片模塊提供對應電壓，完成傳感裝置處電源設計，便于進行精準化的電路切換。但是受到不同傳感芯片型號的影響，正常運行時所需電壓也不同，因此利用相應裝置儀器進行電壓的切換必不可少，這樣做不僅可以保持電壓穩(wěn)定，也可以避免傳感器裝置受電量變化影響，出現(xiàn)電壓異常波動[3]。很多時候為滿足多傳感器信息融合需求，需要重新設計芯片模塊電壓，以保障信息融合的精準程度，防止傳感器內(nèi)部電源對數(shù)據(jù)融合產(chǎn)生影響。無論何種核心芯片或傳感芯片，都需要供電才能進行信息融合，并且設計電源無法完全避免各個芯片間無差別電壓，也無須保證各個芯片間工作過程中電壓完全一致。傳感器裝置電源設計中具體選擇的裝置與儀器需要視具體情況而定，相應地要隨情況變化而設計，如果選擇的穩(wěn)壓器沒有太高的壓差，那么代表電壓的交流大體穩(wěn)定、安全性高，而且可以在出現(xiàn)電壓下降的情況下，終止電源供電，實現(xiàn)電源保護。在重新開啟電源裝置后，裝置儀器會重新正常運行，避免在整體實驗中使芯片裝置受到諸如電源等硬件運行穩(wěn)定性的影響，保障芯片正常運行。通過傳感裝置區(qū)域的設置得知，傳感裝置中各部分電壓需求不盡相同，不過芯片裝置的電源電壓大體處于固定數(shù)值之下，因此可以通過改變穩(wěn)壓裝置中模塊產(chǎn)品的參數(shù)，改變具體電源電壓數(shù)值，達到傳感器裝置處電源設計目的。

2系統(tǒng)軟件設計

在多傳感器信息融合下，機電一體化系統(tǒng)擁有了更好的信息數(shù)據(jù)源，促使我國機械工程制造行業(yè)發(fā)展更具智能化。在硬件設計條件的支持下，進行數(shù)據(jù)結合模型的建立，對多傳感器裝置的配置效果展開實驗。數(shù)據(jù)結合模型的建立本質上是為了進行數(shù)據(jù)的處理分析，進行不同方面和級次的信息整合。這些信息主要包含機械產(chǎn)品及機電工程的信息數(shù)據(jù)等，分別來自不同的信息源，因此不能保證完全避免數(shù)據(jù)互補或重合情況。多傳感器信息融合技術模型的構建便是通過規(guī)則限定對多傳感器的感知信息進行整合歸納，使多來源數(shù)據(jù)的具體信息得到融合化處理，且利用機電一體化系統(tǒng)技術的特點對數(shù)據(jù)結合步驟加以構建。以信息收集時間為標準進行多傳感器裝置信息結合的分類，從而達到將信息序列整合到不同時間域的目的，利用滑動彈框的功能達到精準降噪的目的。同時，軟件系統(tǒng)需要對屬性變化的具體規(guī)律進行探究，利用時間數(shù)據(jù)多余信息結合的技術將頻域特點加以引導。在機電一體化系統(tǒng)測量位置中進行信息序列的再次整合，獲得整合之后的信息。在屬性信息位置上，依據(jù)信息序列本身特點向量數(shù)據(jù)，探尋其內(nèi)外的正向聯(lián)系，并在同位置利用此聯(lián)結后的向量數(shù)據(jù)，通過多傳感器數(shù)據(jù)結合手段進行空間位置的數(shù)據(jù)整合，在此基礎上用結合信息布置決策命令。根據(jù)以上過程敘述，研究設計情形。在滑動窗口單元模塊中設定含有多個信息數(shù)據(jù)，并設定在不同傳感裝置中，其中部分裝置所構成的信息序列，包括裝置內(nèi)部信息，依據(jù)滑動窗口單元模塊將諸多信息序列模塊加以分割，并將其認定為機電一體化系統(tǒng)的處理基礎模塊[4]，用以確保信息內(nèi)互相聯(lián)結時不同時間窗口單元里裝置測量信息的精確性。進行傳感裝置的實際控制時發(fā)現(xiàn)，收集信息包括不同的聲音信息，如真實信息與雜音信息。此時通過假設方法，計算雜音的方差信息與均值數(shù)據(jù)。利用函數(shù)g（s）公式將具有屬性度量的時間模塊的特點變化用數(shù)據(jù)形式展現(xiàn)出來，發(fā)現(xiàn)這種變化的規(guī)律特點。在進行賦值公式的計算測量后，得到傳感裝置真實信息的具體規(guī)律，以此達到機電一體化系統(tǒng)軟件設計效果。

3模擬實驗設計思路

進行機電一體化系統(tǒng)的軟件與硬件設計分析之后，再進行假設裝置齊全時所能操作的模擬實驗思路探析，以檢驗此次研究機電一體化系統(tǒng)設計思路的可行度。模擬實驗的具體數(shù)據(jù)可以用來與通過文中設計思路得出的數(shù)據(jù)進行對比分析，以直觀地認定實驗成功與否[5]。通常在模擬實驗中，需要利用機械工程作業(yè)進行布置模擬，放置真實情況中可能出現(xiàn)的雜音數(shù)據(jù)[6]。在傳感裝置可收集的信號類型的基礎上添加適度雜音數(shù)據(jù)，進行信號變化波動規(guī)律的探析，得出實驗數(shù)據(jù)[7]。此時，可以通過繪制線形表格進行信號數(shù)據(jù)變化波動的直觀展示，以便更好地理解數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)的對比分析處理，運用相關的測量公式檢測波幅起落情況，判斷降噪水平是否有所提高，并通過對比數(shù)據(jù)均值的不同確認最終成果。在機電一體化系統(tǒng)目標追蹤的實驗中進行測量后可能會發(fā)現(xiàn)，時間導致數(shù)據(jù)異常增大，此次設計的系統(tǒng)在正常運行時，數(shù)據(jù)誤差比起舊方法明顯有所減少，通過多傳感器裝置的輔助，機電一體化系統(tǒng)裝置降低了雜音數(shù)據(jù)阻礙能力水平[8]。

4結束語

在多傳感器信息融合技術的輔助下進行機電一體化系統(tǒng)硬件單元與軟件單元兩個部分功能的設計，在硬件上進行了啟動部分電路與復位部分電路設計的探討以及供電電源的設計，減小傳感裝置中元件受到電壓等外部因素的干擾。在軟件方面通過數(shù)據(jù)結合模型的建立，提高了數(shù)據(jù)降噪的精準控制能力，真正利用了不同傳感裝置的數(shù)據(jù)結合技術。結合模擬實驗的設計思路證實，通過多傳感器融合技術指導下的機電一體化系統(tǒng)硬件、軟件系統(tǒng)設計，能夠減少機電一體化系統(tǒng)雜音數(shù)據(jù)，對提升傳感器信息的精準度具有促進作用。多傳感器信息融合技術與傳統(tǒng)單傳感器信息技術相比，更貼近數(shù)據(jù)的真實情況，參考價值更高。

參考文獻：

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篇8

關鍵詞：單片機 應用系統(tǒng) 設計

一、單片機應用系統(tǒng)設計過程

1、單片機應用系統(tǒng)組成

硬件和軟件構成了單片機應用系統(tǒng)兩大基本組成部分。CPU、存儲區(qū)、若干I/O接口及設備等組成了硬件部分。其中，單片機是整個系統(tǒng)的核心部件，能運行程序和處理數(shù)據(jù)。存儲器用于存儲單片機程序及數(shù)據(jù)，I/O接口是單片機與外部被控對象的信息交換通道。

實時軟件和開發(fā)軟件構成了單片機系統(tǒng)的軟件。針對不同單片機控制系統(tǒng)功能所編寫的軟件為實時軟件，在開發(fā)、調試控制系統(tǒng)時使用的軟件稱為開發(fā)軟件，如匯編軟件、編譯軟件、仿真和調試軟件、編程下載軟件等。

2、單片機應用系統(tǒng)設計要求

對單片機應用系統(tǒng)進行設計的時侯，首先選用可靠性高的元器件，以免系統(tǒng)的可靠運行被損壞，同時要排除電路中的不穩(wěn)定因素。其次，在設計的過程中系統(tǒng)的結構要模塊化、規(guī)范化，控制開關不能太復雜，太多，要便于查找故障和排除故障。最后，要優(yōu)化系統(tǒng)設計，簡化硬件電路，使系統(tǒng)的操作順序簡單明了，必要的時候考慮軟件是否要設置加密功能，使固化到單片機內(nèi)的用戶程序不被非法復制。

3、單片機應用系統(tǒng)設計

單片機應用系統(tǒng)開發(fā)的一般可分為五個階段，第一階段的任務是確定總體設計方案，需要完成用戶需求分析與方案的調研，目的是通過對市場及用的了解明確應用系統(tǒng)的設計目標機技術指標。根據(jù)需求分析與方案調研進行可行性分析。第二階段的主要任務是系統(tǒng)的詳細設計與制作，主要包括硬件設計和軟件設計。硬件設計的任務是根據(jù)總體設計需求，設計系統(tǒng)的硬件電路原理圖，并初步設計印制電路板等。第三階段是仿真調試，分為硬件調試、軟件調試和系統(tǒng)聯(lián)調三個過程。硬件調試是利用開發(fā)系統(tǒng)基本測試儀器（萬用表、示波器等），通過執(zhí)行開發(fā)系統(tǒng)有關命令或測試程序，檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。軟件調試時通過對用戶程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法錯誤與邏輯錯誤并加以排除糾正的過程。系統(tǒng)聯(lián)調是指讓用戶系統(tǒng)的軟件在其硬件上實際運行，并進行軟、硬聯(lián)合調試。第四階段的任務是程序固化及獨立運行。第五階段的任務是文件編制階段，文件應包括任務描述；設計的指導思想及設計方案論證；性能測定及現(xiàn)場試用報告與說明。

二、單片機的選型

1、單片機的性能指標

目前的單片機有4位機、8位機、16位機及32位機等幾種。單片機的位數(shù)是由其內(nèi)核CPU的位數(shù)決定的。位數(shù)越多，單片機處理數(shù)據(jù)的能力就越強。單片機的運行速度取決于外部晶振或外部時鐘信號的頻率。如89C51的外部時鐘頻率可達24MHz。單片機運行速度高則執(zhí)行速度塊，但功耗也會相應地增加。單片機的程序存儲器結構類型主要有ROM和RAM。在一些自動監(jiān)測儀表及電池供電的產(chǎn)品中，低功耗是主要的技術指標，通常采用HCMOS工藝的單片機在低電壓下工作單片機的封裝一般有DIP、QFP、PLCC等類型，應從印制板的尺寸、加工手段、購買途徑及成本等方面綜合考慮。

2、單片機的選型原則

單片機的選型一般有三個原則，一是單片機的系統(tǒng)適應性，它是指能否用這個單片機完成應用系統(tǒng)的控制任務。主要考慮的因素有：是否有合適的計算處理能力？是否有所需的端口部件？是否有所需的中斷源及定時器？是否有所需的I/O端口數(shù)？二是單片機的可開發(fā)性，開發(fā)工具的使用時單片機應用系統(tǒng)開發(fā)的必須手段，是選擇單片機的一個重要依據(jù)。主要考慮的因素有：開發(fā)環(huán)境、調試工具、在線BBS服務及應用支持。三是制造商歷史及可購買性，要考慮產(chǎn)品的性價比是否可靠？所以，依據(jù)這三個原則，應該可以選擇出最適用于具體應用系統(tǒng)的單片機。

三、單片機的抗干擾技術

1、干擾的來源

用信號外的噪聲或造成惡劣影響的變化部分的總稱為干擾。在進行單片機應用產(chǎn)品的開發(fā)過程中，我們經(jīng)常碰到一個很棘手的問題，即在實驗室環(huán)境下系統(tǒng)運行的正常，但小批量生產(chǎn)并安裝在工作現(xiàn)場后，卻出現(xiàn)一些不太規(guī)律、不太正常的現(xiàn)象。究其原因主要是系統(tǒng)的抗干擾設計不全面，導致應用系統(tǒng)的工作不可靠。引起單片機控制系統(tǒng)干擾的主要原因有三類，分別是供電系統(tǒng)的干擾、過程通道的干擾和空間電磁波的干擾。電源開關的通斷、電機和大的用電設備的啟停都會使供電電網(wǎng)發(fā)生波動，受這些因素的影響，電網(wǎng)上常常出現(xiàn)幾百伏甚至幾千伏的尖峰脈沖干擾。

2、硬件抗干擾技術

常用的硬件抗干擾技術主要有隔離技術、接地技術、去耦技術、濾波技術及屏蔽技術。在單片機系統(tǒng)中，為了提高供電系統(tǒng)的質量，防止竄入干擾，建議采用單片機輸入電源與強電設備動力電源分開，采用具有靜電屏蔽和抗電磁干擾的隔離電源變壓器，采用獨立功能塊單獨供電，并用集成穩(wěn)壓塊實現(xiàn)兩級穩(wěn)壓。盡量提高接口器件的電源電壓，提高接口的抗干擾能力。過程通道時系統(tǒng)輸入、輸出以及單片機之間進行信息傳輸?shù)穆窂?。由于輸入輸出對象與單片機之間連接線長，容易竄入干擾，必須抑制。

3、軟件抗干擾技術

單片機應用系統(tǒng)的抗干擾性不可能完全依靠硬件解決，軟件抗干擾設計也是防止和消除應用系統(tǒng)故障的重要途徑。一旦單片機因干擾而使得程序計數(shù)器PC偏離了原定的值，程序便脫離正常運行軌道，出現(xiàn)操作數(shù)數(shù)值改變或將操作數(shù)當作操作碼的“跑飛”現(xiàn)象。此時，可采用軟件陷阱和“看門狗”技術使程序恢復到正常狀態(tài)。所謂軟件陷阱，是指可以使混亂的程序恢復正常運行或使“跑飛”的程序恢復到初始狀態(tài)的一系列指令。如NOP指令、LJMP指令等。程序運行監(jiān)視系統(tǒng)又稱“看門狗”?！翱撮T狗”就是一個劍士跟蹤定時器，應用“看門狗”技術可以使單片機從死循環(huán)中恢復到正常狀態(tài)。

參考文獻：

篇9

關鍵詞：民用飛機 電傳飛控 需求定義 試驗驗證

中圖分類號：V241 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（b）-0056-02

電傳飛控系統(tǒng)是現(xiàn)代民機先進性的重要標志之一，它為提高飛機的性能、改善飛機的飛行品質、減輕駕駛員的工作負荷、增強飛機的安全性、可靠性、維修性以及實現(xiàn)機載分系統(tǒng)的綜合控制等，提供了必要的技術手段和工程途徑，在性能、控制、重量和維修性等方面獲得了較大的收益，由于其功能綜合水平的不斷提高，增加了系統(tǒng)的復雜度，同時，也增大了系統(tǒng)研制錯誤和不良或非預期影響的風險。為了實現(xiàn)飛機設計要求和目標，滿足適航、安全性、可靠性、維修性、客戶等要求，需要驗證飛機飛控系統(tǒng)各子系統(tǒng)、部件之間及相關系統(tǒng)之間接口的正確性和兼容性，驗證飛控系統(tǒng)的功能、性能和安全性要求。暴露和排除飛控系統(tǒng)潛在的軟硬件故障，采取糾正措施，增長系統(tǒng)可靠性，確保飛行安全。通過綜合試驗驗證，保證研發(fā)進度，降低技術風險。

1 驗證過程的組成

驗證過程主要由需求定義、系統(tǒng)驗證和問題追溯三部分組成。需求定義是對飛機功能、性能、接口、可靠性、維修性、安全性等需求的確定，是建立系統(tǒng)架構和開展設計工作的基礎。系統(tǒng)驗證是對各種設備、子系統(tǒng)和系統(tǒng)驗證活動，確保它們滿足定義的需求；問題追溯為需求定義和系統(tǒng)設計及實現(xiàn)提供閉環(huán)反饋，為系統(tǒng)需求、驗證活動和驗證狀態(tài)之間的關系提供追溯。

2 電傳飛控系統(tǒng)需求定義

建立飛機級功能及相關的功能需求，確定與外部物理和運行環(huán)境的功能接口，確立合適的飛機功能分組并將這些功能的需求分配到飛控系統(tǒng)，再確立定義到飛控系統(tǒng)設備的系統(tǒng)結構和邊界（包括各設備的接口需求），最后按照系統(tǒng)架構，將系統(tǒng)需求分配到硬件和軟件（包括軟件和硬件接口需求）。需求定義是一個不斷細化和反復迭代的過程，主要包括需求定義、文檔形成、確認和批準。

2.1 需求定義和文檔

采用自上而下方法，由頂層需求定義主要設計，再進一步到底層需求和設計，主要是通過權衡研究和技術協(xié)調分配各種LRU（航線可更換單元）的功能要求和性能要求，定義相應的詳細要求以確保滿足上層需求。

根據(jù)需求定義，形成了飛控電傳系統(tǒng)的要求和目標文件，該文件涵蓋了飛控電傳系統(tǒng)的設計理念、定義、設計要求、目標以及設計決策等，闡述了系統(tǒng)的功能、性能、可用性、安全性、隔離、機組操作和維護等信息。

2.2 需求確認和批準

根據(jù)民機研制流程ARP4754A民用飛機與系統(tǒng)研制指南，需求的確認過程是為了確保所提出的需求足夠正確與完整，并且產(chǎn)品能夠滿足客戶、供應商、維護人員、局方以及飛機、系統(tǒng)和項目研制人員的需求。一般通過追溯性、分析、建模、試驗、相似性和工程評審等方法開展需求確認工作。需求確認應考慮預期和非預期功能，對預期功能的需求進行確認時應評估其是否能通過“目標通過/失敗準則”。試驗和分析期間應注意確定系統(tǒng)非預期的運行和副作用。當不能直接確認是否存在非預期功能時，可通過專門的試驗和具有針對性的分析來降低非預期功能出現(xiàn)的概率。

電傳飛控系統(tǒng)的初步設計需求和目標由飛控專業(yè)及與其系統(tǒng)相關的氣動、液壓、電源、航電等專業(yè)共同批準，同時，該文件的后期更改應進行控制。系統(tǒng)設計需求與目標是系統(tǒng)性能、安全性、維護性和系統(tǒng)功能等項目設計的主要需求來源。

3 系統(tǒng)綜合試驗驗證

系統(tǒng)綜合試驗驗證工作的目的是為了驗證所實現(xiàn)的產(chǎn)品的功能、性能、安全性、可靠性等滿足預定運行環(huán)境的要求。一般通過檢查或評審、分析、試驗或演示、使用/服役經(jīng)驗來驗證。

飛控系統(tǒng)綜合試驗是飛控系統(tǒng)設計研制過程中確認和驗證飛機級、系統(tǒng)級、子系統(tǒng)級、部件/設備級設計滿足相應設計規(guī)范和要求的主要方法。按照要求逐級分解和追蹤，對于設計要求的正確性和完整性，通過分析、仿真和試驗進行確認；對于系統(tǒng)和設備是否完整一致的滿足設計要求，將通過各類試驗進行驗證。

飛控系統(tǒng)試驗確認和驗證的工作對象為飛控系統(tǒng)研制過程中定義的各項需求。按照主制造商-供應商工作模式，系統(tǒng)級設計要求的確認和驗證由主制造商負責，供應商提供支持。子系統(tǒng)級、組件/設備級確認和驗證工作由供應商負責。飛控系統(tǒng)驗證計劃規(guī)劃了飛控系統(tǒng)的驗證活動，基于這些驗證活動，以飛控系統(tǒng)初步試驗要求和規(guī)劃作為前期規(guī)劃輸入，通過飛控系統(tǒng)試驗方案以及飛控系統(tǒng)集成與驗證試驗計劃制定了飛控系統(tǒng)試驗的體系架構及實施方案。飛控系統(tǒng)確認與驗證過程見圖1。

飛控系統(tǒng)從軟硬件級別到系統(tǒng)級開展的試驗包括供應商試驗、研發(fā)臺試驗、鐵鳥試驗、工程模擬器試驗、機上地面功能試驗（OATP）、機上地面試驗、飛行試驗、適航符合性驗證試驗等。通過多個平臺試驗的綜合驗證來實現(xiàn)系統(tǒng)自下至上的集成，從而逐步完成設備、系統(tǒng)、飛機各級設計需求的驗證工作。

4 結論

系統(tǒng)綜合試驗驗證是確保飛控系統(tǒng)的正確運行的重要條件。它提供了滿足系統(tǒng)本身以及與其它系統(tǒng)相互間需求的方法，也提供了一個發(fā)現(xiàn)并消除不希望的非預期功能的機會。

飛控系統(tǒng)集成工作從逐個的部件功能集成開始，逐步進行至系統(tǒng)級集成，最終完成系統(tǒng)的飛機級集成。由于完全預測或模擬飛機環(huán)境存在困難，所以某些驗證工作在飛機上實施，雖然在飛機上進行系統(tǒng)集成具有較高的有效性，但是通過實驗室或模擬環(huán)境常常能夠得到更有針對性或更節(jié)省成本的結果。在驗證過程中，如果發(fā)現(xiàn)不足，則應返回到適當?shù)难兄苹蛲暾^程（需求捕獲、分配或確認、實施和驗證等）中，以尋找解決方法并重新執(zhí)行該過程。當所有的迭代工作結束時，這一工作的輸出即是一個經(jīng)驗證的飛控集成系統(tǒng)，以及證明該系統(tǒng)滿足全部功能需求及安全性需求的資料。

參考文獻

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篇10

【關鍵詞】電氣控制 線路設計 現(xiàn)存問題 注意事項

電氣設備的研發(fā)和推廣離不開電氣控制線路的設計工作。而如今科技帶動工業(yè)迅猛發(fā)展的同時，也使得工業(yè)、農(nóng)業(yè)里電氣設備的應用越加廣泛。電氣設備的設計是否準確合理，直接決定了生產(chǎn)力的高低，而工業(yè)生產(chǎn)所用的設備能否完成預期目標，也取決于電氣控制線路設計的可靠性與可行性。

1 氣控制線路設計的基本原則

一般電氣控制線路包括主電路以及輔助電路。電氣控制線路里的大電流主要流通在前者部分，而它的電氣元件則為將電源與發(fā)動機聯(lián)系起來的關鍵，通常包括組合開關、主熔斷、熱繼電氣熱元件與電動機。后者一般是小電流，有控制、照明、信號與保護4種電路。而控制電路的電氣元件包括保護電器觸點、熱繼電器觸點、按鈕、接觸器、繼電器線圈和輔助觸點等。進行線路設計的時候，通常在左側畫主電路而右側畫控制電路。

機電一體化的廣泛應用，要求機電的設計具備更多的基礎知識。一般的設計原則如下：

（1）在保證控制效果的同時，達到生產(chǎn)的目標，使得機械設備在電氣控制線路方面的控制和保護達到最大化。

（2）采取適當?shù)脑骷M量簡化線路且不影響使用要求，具備一定的設計創(chuàng)新性與科學性。

（3）設計時必須盡量采取一些簡便、實用且經(jīng)過檢驗具備較好安全度的電路，避免出現(xiàn)意外。

（4）電路使用后要注意元件的維修養(yǎng)護工作，重視控制的安全性能，尤其是保護裝置與連鎖環(huán)節(jié)。通常采用電氣接線圖來檢修電路。而電氣控制體系里，各部分的元件和部件以及設備之間的連接，線路類別以及鋪設均能夠在電氣接線圖上看到。

機械設備控制大多為電力拖動裝置控制系統(tǒng)，因此，進行生產(chǎn)型機械電氣控制設計時，有以下幾個原則：

（1）設計電力拖動方案。

（2）設計機械電力拖動自動控制線路。

（3）設計相關的電力設備。

（4）確定拖動電機和電氣元件，記錄相關的電氣明細表。

（5）制定相關系統(tǒng)的說明書以及設計文件。

2 電氣控制路線的設計

2.1 電力拖動方案確定的原則

通常設計生產(chǎn)機械的電氣控制系統(tǒng)時，必須要先制定拖動方案，而這一般要注意以下幾點：

（1）依據(jù)機械的調速要求來確定調速水平。

（2）按照設備的工藝及結構組織來確定電動機的需求數(shù)。

（3）重視電動機的運轉效能，尤其是平衡好它的調速性能與負載性能。

2.2 控制方案的確定原則

電氣控制線路的設計會因為設備的更新而不斷改進變化。所以，設計者在工作時一定要注意電氣設施的實用性能，盡量做到方案簡便、科學且具有較高可行性。

2.3 電氣控制路線的設計方法

電氣控制線路大多是按照主次原則進行設計的，而設計者必須首先確定主電路，繼而確定輔助電路。而方案設計完成之后，要對控制電路進行檢修，保證線路具備一定的可靠性與可行性。除此之外，設計者也要按照實際要求來確定適用的電氣設備型號與規(guī)格，盡量保證設計的準確性與可行性。

3 電氣控制線路設計應該注意的問題

3.1 選擇電氣元件時應該注意的問題

要進行電氣線路的整體設計，首先必須制定設備電氣控制電路圖，按照這個圖來規(guī)范控制管理設備，杜絕所有的偷工減料現(xiàn)象。而在控制設備時，應該確定諸如操作臺、懸掛式操控箱等電氣控制設備的類別，繼而確定這些設備的擺放位置，盡量簡便的將這些電氣設備串聯(lián)成一體。除此之外，還有部分位置特殊的安裝組件，包括按鈕、行程開關、手動控制開關、電動機以及離合器等，就必須按照設備的規(guī)格型號以及使用要求來確定安放處，禁止隨便挪動。如今電氣控制領域發(fā)展的愈來愈快，也使得設計者必須及時學習一些新的科研知識，掌握新型電器元件的使用，滿足現(xiàn)有主流設計的要求，且不脫離實際生活需求。而一個電氣設備系統(tǒng)里的元件在設計時需盡可能做到品種、規(guī)格與制樣的統(tǒng)一，且在能夠滿足設計需求的前提下做到高性價比。

3.2 選擇控制電源時應該注意的問題

要避免控制電源種類多樣化的問題。熟悉電氣設備控制電源用量、最大用電功率，基于國家法規(guī)中的相關規(guī)定，科學設定電壓等級。在控制線路設計的過程中，若電氣設備沒有嚴格規(guī)范一些特殊要求，就能夠直接選用標注規(guī)格的電網(wǎng)。若控制系統(tǒng)中多臺電氣設備一起運行，就需要采用控制變壓器控制電壓，或者是選用直流低電壓方案實施控制，采取這種方案時，要特別注意電壓相關要求，選擇科學的串聯(lián)或并聯(lián)方式。低電壓控制系統(tǒng)能有效節(jié)省安裝體積，利于晶體管無觸點器件的整合安裝，且今后的更換與檢修工作更加方便。應在安全電壓范圍安裝顯示、報警及照明設備，零線不能并接，避免火災事故的發(fā)生。若電流較小，電氣設備能實現(xiàn)替換，如如接觸器起動電動機能被中間繼電器替換，具有安全性。當然若電動機在超負荷情況下運轉，電氣設備不能相互替換的情況也存在。

3.3 使用電氣觸點時應該注意的問題

選用接觸點需要遵循科學、合理的原則。若控制線路具有一定的復雜性，就需要合理確定繼電器、接觸器的規(guī)格以及數(shù)量?？刂凭€路的復雜性會導致接觸點也非常多，如此需要合理規(guī)劃線路，避免電氣元件難以正常使用或者是電路燒毀相關問題發(fā)生。充分準備設備的相關技術資料與數(shù)據(jù)是科學展開接觸器設計的基礎，也需要契合多控制線路選擇需求。設備運轉的過程中，要盡可能減少使用的設備數(shù)量，有效防止線路出現(xiàn)跳閘、短路等問題，也延長元件的使用年限。

4 結語

電氣控制線路設計屬于電氣控制的關鍵環(huán)節(jié)，對其控制質量有著關鍵影響。在各行各業(yè)電器設備從設計、生產(chǎn)一直到設備實施與運行的各個方面，都產(chǎn)生著或多或少的影響。所以，應該優(yōu)化電氣設備設計，結合實踐經(jīng)驗，不斷總結與反思，由此設計出更加完善、實用的電氣設備。

參考文獻

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