導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電源設(shè)計(jì)需求，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

當(dāng)前國內(nèi)外對電力需求響應(yīng)的概念理解多樣，本文在總結(jié)電力需求響應(yīng)的本質(zhì)需求、需求響應(yīng)與電力需求側(cè)管理的關(guān)系認(rèn)識基礎(chǔ)上，闡述用戶側(cè)能源管理對需求響應(yīng)能力提升的作用，并進(jìn)而提出了一種電力需求響應(yīng)系統(tǒng)的實(shí)施架構(gòu)，以及中國現(xiàn)有電力體制下已有政策如何應(yīng)用?；诟拍罾斫夂驮O(shè)計(jì)，提出已有政策在技術(shù)層面的推廣和應(yīng)用途徑，充分發(fā)揮用戶側(cè)能源協(xié)調(diào)控制對負(fù)荷曲線的調(diào)節(jié)能力，為需求響應(yīng)的實(shí)施提供架構(gòu)支持。

【關(guān)鍵詞】電力需求響應(yīng) 電力需求側(cè)管理 電力市場 價(jià)格激勵(lì) 有序用電

1981年，美國EPRI正式提出了電力需求側(cè)管理的概念，提出引導(dǎo)電力用戶優(yōu)化用電方式，提高終端用電效率。上世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)不時(shí)召開電力需求側(cè)管理的研討會(huì)，對如何開展電力需求側(cè)管理進(jìn)行了探討。隨著技術(shù)發(fā)展，美國又進(jìn)而提出了”需求響應(yīng)”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(cè)管理城市綜合試點(diǎn)工作中央財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)資金管理暫行辦法》，提出對通過實(shí)施能效電廠和移峰填谷技術(shù)等實(shí)現(xiàn)的永久性節(jié)約電力負(fù)荷和轉(zhuǎn)移高峰電力負(fù)荷，東部地區(qū)每千瓦獎(jiǎng)勵(lì)440元，中西部地區(qū)每千瓦獎(jiǎng)勵(lì)550元；對通過需求響應(yīng)臨時(shí)性減少的高峰電力負(fù)荷，每千瓦獎(jiǎng)勵(lì)100元。需求響應(yīng)已成為電力科研、生產(chǎn)運(yùn)行的一個(gè)新的熱點(diǎn)，如何在電力需求側(cè)管理的研究和實(shí)踐基礎(chǔ)上，研究、實(shí)施和推廣需求響應(yīng)，是擺在我國電力工作者面前的一道重要課題。

1 需求側(cè)管理與需求響應(yīng)

1.1 電力需求側(cè)管理

2000年，美國投入15.6億美元實(shí)施DSM項(xiàng)目，節(jié)電537億kwh，減少高峰負(fù)荷2200萬kw。電力需求側(cè)管理一般包括技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和行政手段三種方式。

技術(shù)手段主要是采用先進(jìn)的節(jié)電技術(shù)及其與之相適應(yīng)的設(shè)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(jī)、降低線損、建筑絕熱，還可利用蓄冰蓄熱設(shè)備來達(dá)到移峰填谷，或利用負(fù)荷控制技術(shù)直接削減高峰用電等。

經(jīng)濟(jì)手段則主要指電力公司利用價(jià)格杠桿引導(dǎo)用戶需求，主要包括峰谷分時(shí)電價(jià)、兩部制電價(jià)、可中斷負(fù)荷電價(jià)、高可靠性電價(jià)等。

行政手段是在我國電力負(fù)荷高速增長階段，單純依靠技術(shù)、經(jīng)濟(jì)手段難以滿足電網(wǎng)供需平衡情況下，由政府協(xié)調(diào)電力用戶實(shí)施有序用電，進(jìn)行錯(cuò)峰用電和限電，對需求側(cè)用電行為進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓芾砗鸵龑?dǎo)。

1.2 電力需求響應(yīng)

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

1.3 兩者的辨析

本文認(rèn)為實(shí)施推廣需求響應(yīng)是需求側(cè)管理工作在時(shí)代和技術(shù)發(fā)展過程中工作視角的變化，兩者之間并不能存在本質(zhì)性的差別，只要能通過合理途徑達(dá)到經(jīng)濟(jì)、可靠維持電網(wǎng)供需平衡，并不需要嚴(yán)格區(qū)分。綜合國內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，電價(jià)引導(dǎo)、激勵(lì)補(bǔ)償、行政協(xié)調(diào)，均是開展需求響應(yīng)和需求側(cè)管理的有效手段。電力需求響應(yīng)是電力系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展過程的必然，其與電力需求側(cè)管理在本質(zhì)上是相通的，主要區(qū)別在于看問題的出發(fā)點(diǎn)和角度不同，電力需求響應(yīng)的實(shí)施必須結(jié)合各國能源態(tài)勢和電力體制，通過電價(jià)、激勵(lì)、政策、技術(shù)等關(guān)鍵手段予以支撐；實(shí)施機(jī)構(gòu)模式可以靈活采用基于現(xiàn)有調(diào)度中心的架構(gòu)等模式

2 需求響應(yīng)系統(tǒng)架構(gòu)

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(xiàng)目（ECP）”框架下開展了“需求響應(yīng)系統(tǒng)試點(diǎn)和可行性研究”項(xiàng)目，選擇部分樓宇和工業(yè)用戶進(jìn)行了試點(diǎn)，但項(xiàng)目只是驗(yàn)證了用戶側(cè)負(fù)荷削減的潛力和可行性，缺乏可推廣、可復(fù)制的的政策和支持。本文提出了在現(xiàn)有電網(wǎng)負(fù)荷管理中心的體制基礎(chǔ)上，引入用戶側(cè)能源管理系統(tǒng)，提高用戶負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，從而提出一種可以支撐需求響應(yīng)開展的實(shí)施架構(gòu)。

2.1 整體架構(gòu)

現(xiàn)有電力負(fù)荷管理系統(tǒng)主要實(shí)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(jìn)行遠(yuǎn)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(fù)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(xì)化的用電響應(yīng)策略，從而構(gòu)建由系統(tǒng)主站、通信網(wǎng)絡(luò)、負(fù)荷管理終端、用戶能效管理系統(tǒng)組成的電力需求響應(yīng)系統(tǒng)。架構(gòu)如圖1所示。

2.2 電網(wǎng)負(fù)荷管理中心

在現(xiàn)有電力負(fù)荷管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自動(dòng)需求響應(yīng)的運(yùn)行理念，通過對主站、負(fù)控終端的升級，提供一種可靠、友好的電力負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)。既可向用戶提供一種自動(dòng)、智能的負(fù)荷控制手段；又可以向負(fù)荷調(diào)節(jié)主站上傳可控制電力負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)，便于電網(wǎng)公司掌握調(diào)度區(qū)域內(nèi)的可調(diào)負(fù)荷容量，對負(fù)荷進(jìn)行更好的協(xié)調(diào)控制，保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，提高供電可靠性和服務(wù)水平。

2.3 需求響應(yīng)交互終端

交互終端主要功能在已有的負(fù)荷控制終端基礎(chǔ)上擴(kuò)展，主要增加的功能是作為電網(wǎng)負(fù)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(fù)荷管理中心下發(fā)的負(fù)荷調(diào)節(jié)指令和各種信號轉(zhuǎn)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(fù)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(shí)現(xiàn)根據(jù)電網(wǎng)需求信號進(jìn)行設(shè)備的精細(xì)化管理與控制。一方面從交互終端獲取電網(wǎng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)需求，從而按照預(yù)先配置的運(yùn)行策略調(diào)節(jié)用電。

3 需求響應(yīng)政策的應(yīng)用

本文認(rèn)為需求響應(yīng)，從字面理解可以認(rèn)為是“需求方請求、響應(yīng)方提供資源”，能夠?qū)㈦娋W(wǎng)的需求信息通過合理、可行的技術(shù)手段向用戶方實(shí)現(xiàn)構(gòu)成了需求響應(yīng)實(shí)施的基礎(chǔ)。

3.1 峰谷電價(jià)政策的應(yīng)用

電價(jià)作為調(diào)動(dòng)用戶響應(yīng)的有效措施，也是需求響應(yīng)兩種項(xiàng)目中的一種主要形式，由于電價(jià)調(diào)整存在風(fēng)險(xiǎn)，目前電價(jià)政策相對固定，時(shí)段調(diào)整較少，用戶一般可根據(jù)電網(wǎng)公司的電價(jià)表，手動(dòng)調(diào)節(jié)用電，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，但實(shí)施難度和不確定性較大，因此本文提出可以將電價(jià)表下發(fā)用戶管理系統(tǒng)，由用戶管理系統(tǒng)按照預(yù)先配置的策略自動(dòng)調(diào)整用電，提供技術(shù)基礎(chǔ)。

3.2 激勵(lì)補(bǔ)償政策的應(yīng)用

激勵(lì)信號是彌補(bǔ)用戶調(diào)整用電成本的一種措施，也是需求響應(yīng)兩種項(xiàng)目中的一種，一般稱為“可中斷負(fù)荷”。國內(nèi)存在兩方面的問題：

（1）很長時(shí)間內(nèi)缺乏有效的削減用電補(bǔ)償；

（2）缺少自動(dòng)化技術(shù)措施，調(diào)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(cè)管理城市綜合試點(diǎn)工作中央財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)資金管理暫行辦法》，對通過需求響應(yīng)臨時(shí)性減少的高峰電力負(fù)荷，每千瓦獎(jiǎng)勵(lì)100元。本文提出在以上需求響應(yīng)系統(tǒng)和政策基礎(chǔ)上，將激勵(lì)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(shí)間段（2012.01.01 13點(diǎn)-15點(diǎn)）內(nèi)削減用電的補(bǔ)償價(jià)格（100元/kWh）。

用戶側(cè)管理系統(tǒng)在收到激勵(lì)信號后，可以自動(dòng)識別激勵(lì)內(nèi)容，并按照系統(tǒng)內(nèi)預(yù)先配置的響應(yīng)策略實(shí)施調(diào)節(jié)用電，從而提供用戶參與需求響應(yīng)的技術(shù)支撐手段。

4 結(jié)語

近年來電力需求側(cè)管理試點(diǎn)城市已開展了需求響應(yīng)試點(diǎn)，IEC PC118“需求響應(yīng)”標(biāo)準(zhǔn)的制定也離不開與實(shí)際系統(tǒng)的相互驗(yàn)證和總結(jié)，因此，在現(xiàn)有政策環(huán)境下，開展電力需求響應(yīng)技術(shù)支持系統(tǒng)構(gòu)建和應(yīng)用極為必要。本文通過對需求響應(yīng)概念的理解和現(xiàn)有技術(shù)、政策基礎(chǔ)，提供了搭建需求響應(yīng)實(shí)施架構(gòu)的參考方案，希望對需求響應(yīng)的系統(tǒng)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)研究和推廣實(shí)施有所借鑒。

參考文獻(xiàn)

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

作者單位

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TI智能電池技術(shù)保護(hù)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(hù)功能。器件集成了精確的電池電量檢測計(jì)技術(shù)，具有極其高效的電池平衡、短路檢測以及電池保護(hù)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(shè)計(jì)工藝，滿足不間斷電源與各種應(yīng)用的需求，如無繩電動(dòng)工具、電動(dòng)助力自行車以及便攜式醫(yī)療與測試設(shè)備等。

ST軟開關(guān)非對稱半橋拓?fù)浼煽刂破餍酒?/p>

意法半導(dǎo)體(ST)推出首款為零壓開關(guān)非對稱半橋拓?fù)潆娫崔D(zhuǎn)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(jī)還是全負(fù)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(shè)計(jì)變得更加緊湊。L6591用于離線電源，集成了控制軟開關(guān)半橋轉(zhuǎn)換器所需的全部功能模塊，零壓開關(guān)可消除導(dǎo)通開關(guān)損耗，使EMI輻射降到最小限度，還實(shí)現(xiàn)了高達(dá)500kHz的開關(guān)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(shí)現(xiàn)-0.1V至+28V的寬共模輸入范圍。采用獨(dú)立的+2.5V至+5.5V電源供電時(shí)，靜態(tài)電流僅為20uA，理想用于電池供電的手持式設(shè)備。這種獨(dú)特的架構(gòu)能夠在同一個(gè)IC中實(shí)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(dòng)力汽車應(yīng)急電源的超級電容非常有用。

IR可擴(kuò)展輸出功率D類放大舞參考設(shè)計(jì)

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(shè)計(jì)，適用于包括家庭影院設(shè)備、樂器和汽車娛樂系統(tǒng)等應(yīng)用。其功率范圍25W～500W，為單層PCB提供了高度的擴(kuò)展性。120W雙通道、半橋式設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)120W 8歐姆D類音頻放大器91％效率，在1 kHz60W 8歐姆時(shí)THD+N為0.005％(均為典型)。它結(jié)合了許多關(guān)鍵保護(hù)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(qū)動(dòng)級-B參考的+12V電源(vcc)。

NS新時(shí)鐘抖動(dòng)濾除器無需壓控晶體攝蕩器模塊

美國國家半導(dǎo)體公司(NS)推出業(yè)界首個(gè)能提供超低噪聲時(shí)鐘的全新時(shí)鐘抖動(dòng)濾除器系列LMK04000，可以免去系統(tǒng)加設(shè)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(gòu)，其均方根抖動(dòng)不超過200fs，可以有效改善系統(tǒng)的性能及準(zhǔn)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(zhuǎn)換器、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器及其他高性能元件提供“清潔”時(shí)鐘，廣泛用于無線基站設(shè)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(kuò)展步進(jìn)電機(jī)設(shè)計(jì)電流范圍和靈活性

安森美半導(dǎo)體(ON Semicond-uctor)擴(kuò)展雙極步進(jìn)電機(jī)控制系列，推出兩款新的串行外設(shè)接口(SPI)版本電機(jī)驅(qū)動(dòng)器-AMIS-30511和AMIS－30512，能夠提供達(dá)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(gè)嵌入式H橋，能夠以高達(dá)400mA的持續(xù)峰值電流以及高達(dá)800mA最大電流短時(shí)間驅(qū)動(dòng)兩相步進(jìn)電機(jī)。

茂達(dá)電子新款高效能PWM同步降壓穩(wěn)壓IC

茂達(dá)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(guān)，具備更高效能并節(jié)省電路板空間，固定1.3MHz的開關(guān)切換頻率，可以在設(shè)計(jì)時(shí)使用較小型濾波組件，非常適合輕薄小巧的可攜式裝置。當(dāng)輸出負(fù)載過大時(shí)，內(nèi)部的限流電路及與過熱保護(hù)機(jī)制啟動(dòng)以保護(hù)系統(tǒng)，電流回授模式的架構(gòu)提供快速的輸入電壓及負(fù)載瞬時(shí)響應(yīng)。

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(shè)計(jì)的需求，開發(fā)了豐富的可供模擬電路設(shè)計(jì)的器件選擇，Deep NweU既可用于低噪聲設(shè)計(jì)，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(guān)電路，客戶編程等多種設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)以及POC(PADOn Circuit)的應(yīng)用需求。

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關(guān)鍵詞：直接數(shù)字驅(qū)動(dòng)功放模塊；射頻信號；故障分析

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

1 前言

直接數(shù)字驅(qū)動(dòng)功放模塊采用數(shù)字芯片技術(shù)直接對射頻信號進(jìn)行放大，不需要提前對送到模塊的射頻信號進(jìn)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(qū)動(dòng)芯片直接對射頻信號放大來驅(qū)動(dòng)MOS場效應(yīng)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(qū)動(dòng)功放模塊在我臺研制的MF200多頻中波廣播發(fā)射機(jī)上得到很好的應(yīng)用，性能穩(wěn)定，現(xiàn)在已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行上千小時(shí)，電聲指標(biāo)均達(dá)到了國家規(guī)定的甲級標(biāo)準(zhǔn)。雖然Thomcast公司生產(chǎn)的M2W中波發(fā)射機(jī)與Harris公司生產(chǎn)的3DX中波發(fā)射機(jī)上也使用了直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)，但驅(qū)動(dòng)方式有很大區(qū)別，設(shè)計(jì)思路也不盡相同，維護(hù)方式也相應(yīng)不同。

2 直接數(shù)字驅(qū)動(dòng)功放模塊結(jié)構(gòu)

直接數(shù)字驅(qū)動(dòng)功放模塊主要功能電路分為以下幾個(gè)部分[1]：一是射頻預(yù)處理電路，對輸入到模塊的平衡信號進(jìn)行平衡轉(zhuǎn)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(jìn)行后續(xù)處理；二是電源轉(zhuǎn)換電路，直接數(shù)字驅(qū)動(dòng)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(guān)電源電路轉(zhuǎn)換成所需各種電源；三是射頻隔離和驅(qū)動(dòng)技術(shù)，采用硅隔離技術(shù)的MOS場效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)芯片Si8233，可以很好地對信號進(jìn)行隔離，利用驅(qū)動(dòng)芯片IXDN604對IRFP460直接驅(qū)動(dòng)，滿足直接數(shù)字驅(qū)動(dòng)功放模塊的設(shè)計(jì)需求。

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

2.1 射頻預(yù)處理部分故障分析

射頻預(yù)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(yù)處理電路圖1所示。

2.2 電源轉(zhuǎn)換電路故障分析

直接數(shù)字驅(qū)動(dòng)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(guān)，測試平臺驅(qū)動(dòng)電流表顯示的單塊模塊驅(qū)動(dòng)電流約為0.30A左右，若電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于該0.30A或?yàn)榱?，測量保險(xiǎn)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(yīng)保險(xiǎn)。更換保險(xiǎn)后，合低壓，若驅(qū)動(dòng)電流表顯示依然為零，則要進(jìn)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(huì)導(dǎo)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(shí)間大約為1S左右，則可能是變壓器T1次級整流電路中，有個(gè)別整流二極管開路或者性能不好，導(dǎo)致次級電流增大，進(jìn)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(gè)或者多個(gè)開路。以保險(xiǎn)F9為例，F(xiàn)9為電源+VD的通路提供保護(hù)，為隔離芯片U1和場效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)芯片U6提供電源。當(dāng)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(yuǎn)遠(yuǎn)低于該值，則說明電源對地隔離度不夠，更換該芯片，同時(shí)測量二極管CR6和CR21是否短路，如短路則更換。其余保險(xiǎn)開路可按照F9方法找出故障點(diǎn)。（3）F5，F(xiàn)6，F(xiàn)7，F(xiàn)8和F9均正常。若更換保險(xiǎn)開路保險(xiǎn)后，測量F5，F(xiàn)6，F(xiàn)7，F(xiàn)8和F9均正常，驅(qū)動(dòng)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(diǎn)。例1：假設(shè)U15-1和U15-2輸入波形沒有或者頻率不對，則應(yīng)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(diǎn)；例2：U15-16的電壓為零，說明開關(guān)電源沒有啟動(dòng)，這時(shí)需測量二極管CR54兩端電壓，正常情況下正端為+12V，負(fù)端為11.3V左右，在實(shí)際過程中，碰到過幾次電阻R47和二極管CR54開路現(xiàn)象，導(dǎo)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(guān)斷，輸出磁環(huán)上的感應(yīng)高電壓將模塊損壞，擊穿場效應(yīng)管；例3：當(dāng)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(qū)動(dòng)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(yīng)管擊穿故障分析

直接數(shù)字驅(qū)動(dòng)功放模塊利用射頻隔離驅(qū)動(dòng)器SI8233芯片對射頻驅(qū)動(dòng)信號進(jìn)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(shè)計(jì)需求，而且IRFP460輸入電容小，所需驅(qū)動(dòng)功率低，柵極只要2.6V左右電壓就可以導(dǎo)通，輸出波形好[3]。用驅(qū)動(dòng)芯片IXDN604對IRFP460直接驅(qū)動(dòng)，省去了預(yù)驅(qū)動(dòng)等復(fù)雜部件，方便設(shè)計(jì)和維護(hù)。IRFP460驅(qū)動(dòng)原理圖3所示。

導(dǎo)致場效應(yīng)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(jìn)行分析。首先對+250V電源保險(xiǎn)進(jìn)行測量，看是否有250V電源保險(xiǎn)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(xiǎn)對應(yīng)的四個(gè)場效應(yīng)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(yīng)管，但不要急著更換該管，應(yīng)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(gè)場效應(yīng)管Q1/Q3和Q5/Q7也正常，則要向前級查找故障點(diǎn)，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(jìn)行故障處理。

3 總結(jié)

本文簡要講述了直接數(shù)字驅(qū)動(dòng)功放模塊在日常維護(hù)中碰到的幾種典型故障及對故障的簡要分析。在實(shí)際設(shè)計(jì)和維護(hù)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(hù)心得能給予相關(guān)研究人員。

參考文獻(xiàn)

[1]肖秋華.直接數(shù)字驅(qū)動(dòng)功放模塊的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].廣播電視信息，2014（12）：74-77.

篇4

1．1電氣設(shè)備的配置地點(diǎn)不當(dāng)

電氣設(shè)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(diǎn)，要根據(jù)電氣設(shè)備的配置以及詳細(xì)的特點(diǎn)，進(jìn)行單獨(dú)分析和設(shè)計(jì)。要考慮電氣設(shè)備的具體場所，例如潮濕場所、腐蝕性較強(qiáng)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(shè)計(jì)風(fēng)格和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，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(dāng)?shù)慕^緣材料，導(dǎo)致老化或漏電的問題，就會(huì)引起電路設(shè)計(jì)的隱患，產(chǎn)生一系列的問題。電氣設(shè)備要避免這樣存在隱患的配置，科學(xué)處理電路設(shè)計(jì)線路，要避免水污染和腐蝕的可能性，在配置存在苦難時(shí)，要根據(jù)電氣設(shè)備的功能和特點(diǎn)，以及運(yùn)用的具體地點(diǎn)，采用各種功能齊備的電路設(shè)計(jì)方式。還要加裝漏電保護(hù)裝置。

1．2電線的配置方式不當(dāng)

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(jié)合具體的線路配置場所和道路規(guī)劃問題進(jìn)行電線配置的處理，當(dāng)電線配置存在問題時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致線路局部壓力過大。

1．3電線接觸不良的問題

電路設(shè)計(jì)本身需要注意接觸的問題，根據(jù)電源線路經(jīng)常性的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)信息與技術(shù)的協(xié)調(diào)問題。電氣設(shè)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(jìn)行匹配，一旦發(fā)生相互連接的狀況，連接的方式要杜絕因?yàn)槟z帶拆繞過多導(dǎo)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(dǎo)致絕緣的問題，造成銅線外露的情況要及時(shí)進(jìn)行保護(hù)，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(yīng)對方式。

1．4電路設(shè)計(jì)極性連接相反問題

電器箱開關(guān)的具體設(shè)置與連接，要注意連接反向?qū)е聰嗦返膯栴}，連接端口要盡量避開容易導(dǎo)電的物體，保證保護(hù)套的絕緣效果，在帶電端口的部位漏出時(shí)，要給予及時(shí)的修補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)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(zāi)的發(fā)生幾率降低到最小。

1．5安全保護(hù)裝置選擇不當(dāng)

電路設(shè)計(jì)過程中，安全保護(hù)裝置選擇不當(dāng)會(huì)對電路設(shè)計(jì)產(chǎn)生問題，在線路安裝和電流保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)常因?yàn)殡娐吩O(shè)計(jì)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(jìn)行安全保護(hù)裝置的全新設(shè)計(jì)。在長時(shí)間的持續(xù)用電過程中，線路壓力較大，導(dǎo)致電路設(shè)計(jì)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(xiǎn)裝置，會(huì)造成接地故障和安全保護(hù)障礙，導(dǎo)致絕緣熔化和短路現(xiàn)象的電線走火事故。電路設(shè)計(jì)的故障會(huì)引起保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)存在隱患，例如漏電斷路器，其額定感應(yīng)電流非采用高感應(yīng)型（30mA以下）及快速（0．1秒以內(nèi)）斷路器，達(dá)不到防止感應(yīng)漏電的目的。

2電路設(shè)計(jì)需要注意的安全事項(xiàng)

2．1線路按規(guī)定選用

電路設(shè)計(jì)線路與具體注意事項(xiàng)的第一條就是要根據(jù)線路規(guī)定和相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電源線路或電路上設(shè)計(jì)的定位，按照要求連接具體電路設(shè)計(jì)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(zhì)，保持線路的傳輸效果達(dá)到最佳，讓絕緣效果可以更好的推動(dòng)電氣設(shè)備運(yùn)行。電路設(shè)計(jì)根據(jù)電源本身的特點(diǎn)和耐磨損的特點(diǎn)，抗腐蝕等特點(diǎn)，按照規(guī)定選擇較為有效的電路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，針對性的防護(hù)電路設(shè)計(jì)，例如在耐腐蝕、耐酸、耐高溫、耐低溫等特點(diǎn)上做到有效保護(hù)，將電源線路和電氣設(shè)備的使用進(jìn)行科學(xué)結(jié)合，在電源線路中，按照連接的規(guī)定方式進(jìn)行施工。要符合電源線路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和電路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，按照規(guī)定采用銅套管線連接標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)電路設(shè)計(jì)特點(diǎn)，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(shí)現(xiàn)緊密連接的緊致電路設(shè)計(jì)風(fēng)格，達(dá)到緊密連接不脫落的電路設(shè)計(jì)安全建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。另外PVC電源線路要保證PVC絕緣線路纏繞的連續(xù)性設(shè)計(jì)，絕緣帶寬度要保持在二分之一重疊的位置，煙壺電路設(shè)計(jì)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(hù)

在電源連接處，端口的絕緣保護(hù)一定要盡量做好，在電氣設(shè)備外部，機(jī)械結(jié)構(gòu)的連接端口要盡量保證接觸開關(guān)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(dāng)絕緣保護(hù)效果的電路設(shè)計(jì)，讓電路設(shè)計(jì)保持安全度。按照規(guī)定，電氣設(shè)備的帶電部位與電熱器的工作原理，利用電熱器的機(jī)體部分的使用，結(jié)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(shè)計(jì)的化學(xué)特性防護(hù)

電路設(shè)計(jì)的化學(xué)特性防護(hù)指的是根據(jù)電路設(shè)計(jì)本身的通路和電路設(shè)計(jì)的地域特性，結(jié)合電路設(shè)計(jì)的具置與通路使用的具體配置進(jìn)行操作，在線路設(shè)計(jì)中絕緣電線和移動(dòng)電線設(shè)計(jì)的各項(xiàng)設(shè)施，要采用金屬管理配線的使用。按照規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，電路設(shè)計(jì)的化學(xué)特性，要保持電路設(shè)計(jì)的接觸有效性，積極配合線路移動(dòng)與電氣使用標(biāo)準(zhǔn)，維護(hù)設(shè)備的起電安全保護(hù)，防止電力線路的老化問題。另外，電路設(shè)計(jì)要避免設(shè)計(jì)存在危害。電路設(shè)計(jì)的化學(xué)特性是要注意電路設(shè)計(jì)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(shí)，也應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施（例如加裝漏電斷路器等）。

3結(jié)束語

篇5

關(guān)鍵詞：微型彈藥接口；AEIS；多路復(fù)用；隔離網(wǎng)絡(luò)

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(duì)作戰(zhàn)的先進(jìn)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(yùn)載系統(tǒng)技術(shù)迅猛發(fā)展。近年來，微小型無人機(jī)技術(shù)已日趨成熟。這些小型無人機(jī)在戰(zhàn)術(shù)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(jìn)的數(shù)據(jù)鏈，戰(zhàn)術(shù)型無人機(jī)還掛載智能微型靈巧彈藥。小型無人機(jī)在多國已實(shí)現(xiàn)批產(chǎn)和裝備部隊(duì)。微型彈藥發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力來自滿足戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)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(shù)無人機(jī)使用，如美國的“短柄斧”微型制導(dǎo)彈藥、“毒蛇出擊”反坦克導(dǎo)彈。為了提高飛機(jī)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(jī)/懸掛物電氣連接系統(tǒng)接口要求》，國內(nèi)參照該標(biāo)準(zhǔn)頒布了GJB1188[2]。借鑒上述兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，隨著微型彈藥及作為其運(yùn)載平臺的無人機(jī)系統(tǒng)的種類及數(shù)量的不斷增多，開展微型彈藥接口標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用技術(shù)的研究工作需求迫切且意義重大。

1飛機(jī)/懸掛物電氣連接系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)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(jī)/懸掛物電氣連接系統(tǒng)（Aircraft/StoreElectricalInterconnectionSystem，AEIS）接口標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)準(zhǔn)就是為了適應(yīng)微型靈巧彈藥及小型化運(yùn)載平臺的迅猛發(fā)展而產(chǎn)生的。20世紀(jì)80年代初，美國機(jī)動(dòng)車工程師協(xié)會(huì)（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(yùn)載平臺的應(yīng)用需求，SAE又補(bǔ)充了AS5725《小型任務(wù)懸掛物接口》標(biāo)準(zhǔn)[4]（最新版本為B版）和AS5726《微型彈藥接口》標(biāo)準(zhǔn)[5]（最新版本為A版）。三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)共同組成常規(guī)、小型和微型互相搭配的飛機(jī)/懸掛物電氣連接系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)簇。三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)規(guī)定的三種標(biāo)準(zhǔn)電氣接口信號規(guī)模依次減小，既有繼承也有演進(jìn)。三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)分別應(yīng)用于指導(dǎo)不同級別的懸掛物和運(yùn)載系統(tǒng)的開發(fā)與驗(yàn)證[6]。圖1三種標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)載系統(tǒng)一側(cè)的電氣接口稱為微型彈藥運(yùn)載系統(tǒng)接口（MicroMunitionsHostInterface，MMHI）。處于微型彈藥一側(cè)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(wù)懸掛物接口。IMM主要包括數(shù)字?jǐn)?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(fù)用的，為微型彈藥提供工作用電源和上行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線接口。工作電源用于微型彈藥內(nèi)部電子設(shè)備基本操作和非安全關(guān)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(luò)》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(fù)用的，為微型彈藥提供工作用電源和下行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線接口。安全允許電源用于微型彈藥安全關(guān)鍵，提供28VDC±5%電源。安全使能電源單次應(yīng)用的最大持續(xù)時(shí)間不超過2秒。DFC滿足AS5653B《MIL-STD-1760用高速網(wǎng)絡(luò)》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(yùn)載系統(tǒng)和微型彈藥確認(rèn)彼此的電氣接口匹配狀態(tài)。當(dāng)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(shí)，運(yùn)載系統(tǒng)認(rèn)為兩者是匹配的。當(dāng)微型彈藥的工作電源接口和內(nèi)部電源交叉點(diǎn)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(shí)，微型彈藥認(rèn)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(guān)鍵聯(lián)鎖條件。當(dāng)且僅當(dāng)安全允許離散為有效狀態(tài)時(shí)，微型彈藥才能夠執(zhí)行來自DFC的安全關(guān)鍵性控制指令。

3微型彈藥接口新特性分析

AS5726是飛機(jī)/懸掛物電氣連接系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)簇中時(shí)間最晚且適用對象更加強(qiáng)調(diào)小型化、低功耗和低成本的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。因此，微型彈藥接口與1760標(biāo)準(zhǔn)接口、小型任務(wù)懸掛物接口相比，呈現(xiàn)出以下幾個(gè)獨(dú)有的特點(diǎn)：1）直流功率信號與高頻數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號復(fù)用。為了減少信號線數(shù)量，采用頻分復(fù)用的方式使得直流電源信號與高頻的數(shù)字?jǐn)?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(luò)與光纖驅(qū)動(dòng)器和工作電源接口連接。2）采用FC作為唯一的數(shù)字?jǐn)?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?jǐn)?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(yīng)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(dú)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(dāng)給II類接口提供28V工作電源時(shí)，II類微型彈藥可當(dāng)作I類微型彈藥使用，可實(shí)現(xiàn)其全部或部分功能。當(dāng)I類微型彈藥連接到II類運(yùn)載系統(tǒng)上時(shí)，應(yīng)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(hù)。4）采用模擬信號實(shí)現(xiàn)匹配控制。在小型懸掛物接口中，使用兩個(gè)不同方向的單向數(shù)字開關(guān)信號完成運(yùn)載系統(tǒng)和懸掛物之間的匹配確認(rèn)。而在微型彈藥接口中，通過圖4所示的兩個(gè)串聯(lián)電阻分壓，運(yùn)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(rèn)。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(gè)新特性均體現(xiàn)了接口規(guī)模最小化的設(shè)計(jì)原則，很好地契合了微型彈藥和小型運(yùn)載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求。

4微型彈藥接口應(yīng)用技術(shù)

針對AS5726定義的標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)技術(shù)，應(yīng)著重考慮以下幾項(xiàng)特殊的設(shè)計(jì)問題。4.1隔離網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與分析。頻分復(fù)用是一種典型的多路復(fù)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(fù)合信號采用銅纜傳輸。圖3所示的隔離網(wǎng)絡(luò)由高通濾波器和低通濾波器構(gòu)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(fù)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(gè)高頻扼流電感線圈組成，利用其通直流且阻交流的特性實(shí)現(xiàn)低通濾波。圖3中的高通濾波器是一種工程中廣泛應(yīng)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(dāng)R1=R1=75Ω時(shí)，由式（3）計(jì)算可得，C1=C2=212pF。此時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)滿足標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)。當(dāng)微型彈藥與運(yùn)載系統(tǒng)連接后，匹配狀態(tài)接口對運(yùn)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(zhuǎn)換采集電壓或電壓比較器兩種設(shè)計(jì)方案。由于匹配狀態(tài)接口的標(biāo)準(zhǔn)電壓值偏高，故需要使用運(yùn)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(gòu)微控制器芯片LPC2294。當(dāng)采用模/數(shù)轉(zhuǎn)換方案時(shí)，使用12位ADC芯片AD7892，控制CPU根據(jù)匹配狀態(tài)接口上實(shí)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(jié)果。當(dāng)采用電壓比較器方案時(shí)，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(shè)計(jì)。在向微型彈藥工作電源接口施加實(shí)際電源之前，標(biāo)準(zhǔn)中允許在工作電源接口暫時(shí)施加3～12VDC的低電壓電源，該臨時(shí)電源僅用作匹配狀態(tài)的確認(rèn)。一旦確認(rèn)了匹配狀態(tài)，即可施加正常的工作用電。之后，運(yùn)載系統(tǒng)就可以完成微型彈藥的識別、初始化、準(zhǔn)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(jié)束語

篇6

關(guān)鍵詞：液晶電視；開關(guān)電源；拓?fù)洌粎⒖荚O(shè)計(jì)

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(wù)帶動(dòng)更先進(jìn)電視需求以及2008年北京奧運(yùn)會(huì)將刺激消費(fèi)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(yù)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(jì)數(shù)據(jù)，2007年上半年中國大陸液晶電視產(chǎn)量達(dá)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(shè)計(jì)，根據(jù)面板尺寸和功率等級的不同，需要采用不同的開關(guān)電源拓?fù)?，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(guān)電源采用反激式拓?fù)?/p>

對于小尺寸液晶電視而言，其功率通常低于70 W，這個(gè)數(shù)值低于大多數(shù)諧波含量標(biāo)準(zhǔn)對功率的要求，因此無須使用功率因數(shù)校正(PFC)技術(shù)。在這種情況下，使用的是一個(gè)開關(guān)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(biāo)準(zhǔn)和行為準(zhǔn)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

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(fèi)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(dǎo)體推出的NCP1606就是一個(gè)適合的選擇。

中等尺寸液晶電視的兩種開關(guān)電源結(jié)構(gòu)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(dá)180 w，這種應(yīng)用應(yīng)該遵從歐盟IEC1000-3-2 D類標(biāo)準(zhǔn)或類似區(qū)域性諧波含量標(biāo)準(zhǔn)，必須使用PFC技術(shù)。

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(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。第一種結(jié)構(gòu)采用關(guān)電源，如圖1所示。這兩個(gè)開關(guān)電源都采用反激式拓?fù)洌渲幸粋€(gè)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(gè)負(fù)責(zé)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(jī)模式。

與第一種結(jié)構(gòu)不同，第二種結(jié)構(gòu)采用單個(gè)主開關(guān)電源結(jié)構(gòu)，如圖2所示。在這種結(jié)構(gòu)中，主開關(guān)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(gè)主開關(guān)電源，還有一個(gè)專用的待機(jī)開關(guān)電源；而在待機(jī)模式下，主開關(guān)電源完全關(guān)斷。待機(jī)開關(guān)電源在正常模式下提供10 w功率，而在待機(jī)條件下的電流消耗僅為500 mA。

在第二種結(jié)構(gòu)中，為了適應(yīng)更高的輸出功率，主開關(guān)電源的拓?fù)洳粦?yīng)該還是單開關(guān)反激，而應(yīng)該采用關(guān)反激。當(dāng)然，這個(gè)區(qū)域也采用了一個(gè)半橋諧振雙電感加單電容(LLC)轉(zhuǎn)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(zhǔn)諧振模式，這種模式憑借減小開關(guān)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?fù)涞膬?yōu)勢十分突出，所以，這種模式會(huì)引導(dǎo)設(shè)計(jì)人員采用半橋諧振LLC轉(zhuǎn)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?fù)湎啾?，其輸入電壓范圍和?fù)載范圍更寬，

?諧振槽元件可以集成在單個(gè)變壓器內(nèi)，從而減少元件數(shù)量；

?在所有負(fù)載條件下用于原邊開關(guān)的零電壓開關(guān)(ZVS)；

?所有重載條件下用于負(fù)邊開關(guān)的零電流開關(guān)(ZCS)。

這兩種結(jié)構(gòu)比較起來，各有其優(yōu)勢所在。對于采用關(guān)電源的第一種架構(gòu)而言，它使得功率得到更好的平衡，允許兩個(gè)開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器采用同一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；此外，它消除了背光數(shù)字調(diào)光所可能導(dǎo)致的交叉調(diào)節(jié)問題，而且它的待機(jī)性能出色，雖然比起專用待機(jī)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(jìn)行解耦，這樣就能夠在需要新的背光技術(shù)(如外置電極熒光燈EEFL、平面熒光燈FFL、發(fā)光二極管LED)時(shí)簡化技術(shù)方案的演進(jìn)。

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

大尺寸液晶電視中PFC電源需采用CCM拓?fù)?/p>

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(dá)可達(dá)220W；對40～42英寸的液晶電視而言，功率最高達(dá)300 w，而46英寸的功率更高達(dá)330W。在這類功率級別，輸入電壓達(dá)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(guān)電源和單一主開關(guān)電源加專用待機(jī)開關(guān)電源這兩種結(jié)構(gòu)。不過，雖然關(guān)電源結(jié)構(gòu)擁有明顯優(yōu)勢，但在高達(dá)220 W功率范圍下，設(shè)計(jì)人員必須考慮到輕載性能變得越來越重要，因?yàn)镃AVIO的功率容量增加了。不僅如此，采用反激等傳統(tǒng)拓?fù)淠軌驅(qū)崿F(xiàn)的功率密度在這里則成為一個(gè)問題。其它能夠提高能效、減小尺寸和改善交互調(diào)節(jié)狀況的拓?fù)浔仨氂枰钥紤]。例如，大多數(shù)設(shè)計(jì)人員已經(jīng)選擇半橋諧振LLC解決方案來實(shí)現(xiàn)這些性能改善目標(biāo)。

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(jié)構(gòu)也是主開關(guān)電源加專用待機(jī)開關(guān)電源，其中主開關(guān)電源采用半橋諧振拓?fù)?，能夠同時(shí)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(dǎo)電模式(CRM)不再實(shí)用，必須轉(zhuǎn)用連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)。而且在待機(jī)模式中，PFC電源也和主開關(guān)電源一樣被關(guān)閉，以降低總體功率消耗。對于這個(gè)等級液晶電視的PFC而言，安森美半導(dǎo)體的NCP1653/NCP1654是改善傳導(dǎo)干擾和管理較大功率的最佳解決方案。

開關(guān)穩(wěn)壓器在CAVIO系統(tǒng)電源中的應(yīng)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(guān)電源結(jié)構(gòu)以及相關(guān)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(jìn)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(fù)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(guān)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(guān)效率和熱的因素，在CAVIO電源中，開關(guān)穩(wěn)壓器的應(yīng)用日益增多。

開關(guān)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(guān)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(shè)計(jì)以及內(nèi)核電壓朝低于1 V方向邁進(jìn)的趨勢。

而就開關(guān)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(guān)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(guān)電源中，主開關(guān)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(guān)電源和逆變器集成在一起，形成所謂的高壓型的結(jié)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(zhuǎn)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(dǎo)體的NCP1653/NCP1654 PFC控制器，這兩款器件采用CCM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，非常適用于改善傳導(dǎo)干擾，及管理大尺寸液晶電視中超過200 W的功率。而在開關(guān)電源方案，可以采用一個(gè)專門用于處理CAVIO的開關(guān)電源以及一個(gè)專用的待機(jī)開關(guān)電源。

從發(fā)展趨勢來看，一般預(yù)計(jì)，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(biāo)準(zhǔn)開關(guān)電源(LLC)等不同方案。

Green Point液晶電視電源參考設(shè)計(jì)

安森美半導(dǎo)體推出了尺寸為130×200×25 mm為GreenPoint系列電源參考設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)針對極為纖薄的液晶電視機(jī)殼進(jìn)行了優(yōu)化，具有極高的能效和極低的待機(jī)能耗，可以滿足客戶的應(yīng)用設(shè)計(jì)需求。圖4展示的是GreenPoint電源參考設(shè)計(jì)功能結(jié)構(gòu)圖。

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

篇7

關(guān)鍵詞：多傳感器；機(jī)電一體化；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；融合方案

機(jī)電一體化技術(shù)屬于機(jī)械電子工程技術(shù)，融合機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、微電子技術(shù)等多種實(shí)用技術(shù)。隨著社會(huì)信息技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)械工程行業(yè)的自動(dòng)化需求逐年增多。在現(xiàn)今自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用廣泛的大背景下，將機(jī)械工程行業(yè)和自動(dòng)化技術(shù)手段有機(jī)結(jié)合，是發(fā)展機(jī)械工程行業(yè)的絕佳機(jī)會(huì)[1]。多傳感器信息融合下的機(jī)電一體化系統(tǒng)是近年來新興的機(jī)電一體化技術(shù)。多傳感器信息融合技術(shù)可以融合多種信息數(shù)據(jù)并進(jìn)行自動(dòng)分析，可以在設(shè)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(dá)到優(yōu)化機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)效果的目的。因此，有必要對多傳感器信息融合下機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)的軟件、硬件設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行深入分析。

1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)是多傳感器信息融合下機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，主要包括傳感器裝置啟動(dòng)與復(fù)位電路設(shè)計(jì)、傳感器裝置電源設(shè)計(jì)兩個(gè)方面。

1.1傳感器裝置啟動(dòng)與復(fù)位電路設(shè)計(jì)

復(fù)位電路在機(jī)電一體化系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制終端具有不可或缺的重要地位。傳感器裝置的啟動(dòng)與復(fù)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(shè)定手動(dòng)復(fù)位電路，當(dāng)電路在特殊時(shí)刻被觸發(fā)時(shí)，可通過及時(shí)復(fù)位初始值，避免對機(jī)械生產(chǎn)過程產(chǎn)生影響。可見，機(jī)電一體化系統(tǒng)對傳感器啟動(dòng)與復(fù)位電路設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)程度需求較高，這也是多傳感器融合技術(shù)所需硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。對于機(jī)電一體化系統(tǒng)中的啟動(dòng)及復(fù)位部分電路設(shè)計(jì)要求十分嚴(yán)格，尤其是遠(yuǎn)端控制的系統(tǒng)，具有更高的設(shè)計(jì)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(chǔ)單元內(nèi)部模塊相互映射形成。在傳感器啟動(dòng)與復(fù)位裝置設(shè)計(jì)過程中，需要進(jìn)行引腳模塊設(shè)計(jì)，以便明確機(jī)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(fù)位規(guī)律不同進(jìn)行優(yōu)化選擇，電路會(huì)進(jìn)入不同的啟動(dòng)/復(fù)位模式，通過存儲(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果確定存儲(chǔ)裝置是否被當(dāng)作啟動(dòng)模式的開啟節(jié)點(diǎn)，由于數(shù)值演算不同，開啟位置同樣可以在內(nèi)部存儲(chǔ)裝置中，隨后進(jìn)行復(fù)位部分電路的運(yùn)行控制。

1.2傳感器裝置處電源設(shè)計(jì)

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(xì)調(diào)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(dú)芯片—電源匹配配置設(shè)計(jì)，通過串聯(lián)后為對應(yīng)芯片模塊提供對應(yīng)電壓，完成傳感裝置處電源設(shè)計(jì)，便于進(jìn)行精準(zhǔn)化的電路切換。但是受到不同傳感芯片型號的影響，正常運(yùn)行時(shí)所需電壓也不同，因此利用相應(yīng)裝置儀器進(jìn)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(dòng)[3]。很多時(shí)候?yàn)闈M足多傳感器信息融合需求，需要重新設(shè)計(jì)芯片模塊電壓，以保障信息融合的精準(zhǔn)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(jìn)行信息融合，并且設(shè)計(jì)電源無法完全避免各個(gè)芯片間無差別電壓，也無須保證各個(gè)芯片間工作過程中電壓完全一致。傳感器裝置電源設(shè)計(jì)中具體選擇的裝置與儀器需要視具體情況而定，相應(yīng)地要隨情況變化而設(shè)計(jì)，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(shí)現(xiàn)電源保護(hù)。在重新開啟電源裝置后，裝置儀器會(huì)重新正常運(yùn)行，避免在整體實(shí)驗(yàn)中使芯片裝置受到諸如電源等硬件運(yùn)行穩(wěn)定性的影響，保障芯片正常運(yùn)行。通過傳感裝置區(qū)域的設(shè)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(dá)到傳感器裝置處電源設(shè)計(jì)目的。

2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在多傳感器信息融合下，機(jī)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(jī)械工程制造行業(yè)發(fā)展更具智能化。在硬件設(shè)計(jì)條件的支持下，進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)合模型的建立，對多傳感器裝置的配置效果展開實(shí)驗(yàn)。數(shù)據(jù)結(jié)合模型的建立本質(zhì)上是為了進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理分析，進(jìn)行不同方面和級次的信息整合。這些信息主要包含機(jī)械產(chǎn)品及機(jī)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(bǔ)或重合情況。多傳感器信息融合技術(shù)模型的構(gòu)建便是通過規(guī)則限定對多傳感器的感知信息進(jìn)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(jī)電一體化系統(tǒng)技術(shù)的特點(diǎn)對數(shù)據(jù)結(jié)合步驟加以構(gòu)建。以信息收集時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行多傳感器裝置信息結(jié)合的分類，從而達(dá)到將信息序列整合到不同時(shí)間域的目的，利用滑動(dòng)彈框的功能達(dá)到精準(zhǔn)降噪的目的。同時(shí)，軟件系統(tǒng)需要對屬性變化的具體規(guī)律進(jìn)行探究，利用時(shí)間數(shù)據(jù)多余信息結(jié)合的技術(shù)將頻域特點(diǎn)加以引導(dǎo)。在機(jī)電一體化系統(tǒng)測量位置中進(jìn)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(diǎn)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(jié)后的向量數(shù)據(jù)，通過多傳感器數(shù)據(jù)結(jié)合手段進(jìn)行空間位置的數(shù)據(jù)整合，在此基礎(chǔ)上用結(jié)合信息布置決策命令。根據(jù)以上過程敘述，研究設(shè)計(jì)情形。在滑動(dòng)窗口單元模塊中設(shè)定含有多個(gè)信息數(shù)據(jù)，并設(shè)定在不同傳感裝置中，其中部分裝置所構(gòu)成的信息序列，包括裝置內(nèi)部信息，依據(jù)滑動(dòng)窗口單元模塊將諸多信息序列模塊加以分割，并將其認(rèn)定為機(jī)電一體化系統(tǒng)的處理基礎(chǔ)模塊[4]，用以確保信息內(nèi)互相聯(lián)結(jié)時(shí)不同時(shí)間窗口單元里裝置測量信息的精確性。進(jìn)行傳感裝置的實(shí)際控制時(shí)發(fā)現(xiàn)，收集信息包括不同的聲音信息，如真實(shí)信息與雜音信息。此時(shí)通過假設(shè)方法，計(jì)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(shí)間模塊的特點(diǎn)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(diǎn)。在進(jìn)行賦值公式的計(jì)算測量后，得到傳感裝置真實(shí)信息的具體規(guī)律，以此達(dá)到機(jī)電一體化系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)效果。

3模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

進(jìn)行機(jī)電一體化系統(tǒng)的軟件與硬件設(shè)計(jì)分析之后，再進(jìn)行假設(shè)裝置齊全時(shí)所能操作的模擬實(shí)驗(yàn)思路探析，以檢驗(yàn)此次研究機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路的可行度。模擬實(shí)驗(yàn)的具體數(shù)據(jù)可以用來與通過文中設(shè)計(jì)思路得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，以直觀地認(rèn)定實(shí)驗(yàn)成功與否[5]。通常在模擬實(shí)驗(yàn)中，需要利用機(jī)械工程作業(yè)進(jìn)行布置模擬，放置真實(shí)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(chǔ)上添加適度雜音數(shù)據(jù)，進(jìn)行信號變化波動(dòng)規(guī)律的探析，得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)[7]。此時(shí)，可以通過繪制線形表格進(jìn)行信號數(shù)據(jù)變化波動(dòng)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(yùn)用相關(guān)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(rèn)最終成果。在機(jī)電一體化系統(tǒng)目標(biāo)追蹤的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行測量后可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，時(shí)間導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常增大，此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，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(jī)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(jié)束語

在多傳感器信息融合技術(shù)的輔助下進(jìn)行機(jī)電一體化系統(tǒng)硬件單元與軟件單元兩個(gè)部分功能的設(shè)計(jì)，在硬件上進(jìn)行了啟動(dòng)部分電路與復(fù)位部分電路設(shè)計(jì)的探討以及供電電源的設(shè)計(jì)，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(jié)合模型的建立，提高了數(shù)據(jù)降噪的精準(zhǔn)控制能力，真正利用了不同傳感裝置的數(shù)據(jù)結(jié)合技術(shù)。結(jié)合模擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路證實(shí)，通過多傳感器融合技術(shù)指導(dǎo)下的機(jī)電一體化系統(tǒng)硬件、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能夠減少機(jī)電一體化系統(tǒng)雜音數(shù)據(jù)，對提升傳感器信息的精準(zhǔn)度具有促進(jìn)作用。多傳感器信息融合技術(shù)與傳統(tǒng)單傳感器信息技術(shù)相比，更貼近數(shù)據(jù)的真實(shí)情況，參考價(jià)值更高。

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篇8

關(guān)鍵詞：單片機(jī) 應(yīng)用系統(tǒng) 設(shè)計(jì)

一、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程

1、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)組成

硬件和軟件構(gòu)成了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)兩大基本組成部分。CPU、存儲(chǔ)區(qū)、若干I/O接口及設(shè)備等組成了硬件部分。其中，單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，能運(yùn)行程序和處理數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)單片機(jī)程序及數(shù)據(jù)，I/O接口是單片機(jī)與外部被控對象的信息交換通道。

實(shí)時(shí)軟件和開發(fā)軟件構(gòu)成了單片機(jī)系統(tǒng)的軟件。針對不同單片機(jī)控制系統(tǒng)功能所編寫的軟件為實(shí)時(shí)軟件，在開發(fā)、調(diào)試控制系統(tǒng)時(shí)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(diào)試軟件、編程下載軟件等。

2、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

對單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)侯，首先選用可靠性高的元器件，以免系統(tǒng)的可靠運(yùn)行被損壞，同時(shí)要排除電路中的不穩(wěn)定因素。其次，在設(shè)計(jì)的過程中系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要模塊化、規(guī)范化，控制開關(guān)不能太復(fù)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(shè)計(jì)，簡化硬件電路，使系統(tǒng)的操作順序簡單明了，必要的時(shí)候考慮軟件是否要設(shè)置加密功能，使固化到單片機(jī)內(nèi)的用戶程序不被非法復(fù)制。

3、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的一般可分為五個(gè)階段，第一階段的任務(wù)是確定總體設(shè)計(jì)方案，需要完成用戶需求分析與方案的調(diào)研，目的是通過對市場及用的了解明確應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)機(jī)技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)需求分析與方案調(diào)研進(jìn)行可行性分析。第二階段的主要任務(wù)是系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與制作，主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計(jì)需求，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件電路原理圖，并初步設(shè)計(jì)印制電路板等。第三階段是仿真調(diào)試，分為硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)三個(gè)過程。硬件調(diào)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(guān)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(diào)試時(shí)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(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過程。系統(tǒng)聯(lián)調(diào)是指讓用戶系統(tǒng)的軟件在其硬件上實(shí)際運(yùn)行，并進(jìn)行軟、硬聯(lián)合調(diào)試。第四階段的任務(wù)是程序固化及獨(dú)立運(yùn)行。第五階段的任務(wù)是文件編制階段，文件應(yīng)包括任務(wù)描述；設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想及設(shè)計(jì)方案論證；性能測定及現(xiàn)場試用報(bào)告與說明。

二、單片機(jī)的選型

1、單片機(jī)的性能指標(biāo)

目前的單片機(jī)有4位機(jī)、8位機(jī)、16位機(jī)及32位機(jī)等幾種。單片機(jī)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(jī)處理數(shù)據(jù)的能力就越強(qiáng)。單片機(jī)的運(yùn)行速度取決于外部晶振或外部時(shí)鐘信號的頻率。如89C51的外部時(shí)鐘頻率可達(dá)24MHz。單片機(jī)運(yùn)行速度高則執(zhí)行速度塊，但功耗也會(huì)相應(yīng)地增加。單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)類型主要有ROM和RAM。在一些自動(dòng)監(jiān)測儀表及電池供電的產(chǎn)品中，低功耗是主要的技術(shù)指標(biāo)，通常采用HCMOS工藝的單片機(jī)在低電壓下工作單片機(jī)的封裝一般有DIP、QFP、PLCC等類型，應(yīng)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(jī)的選型原則

單片機(jī)的選型一般有三個(gè)原則，一是單片機(jī)的系統(tǒng)適應(yīng)性，它是指能否用這個(gè)單片機(jī)完成應(yīng)用系統(tǒng)的控制任務(wù)。主要考慮的因素有：是否有合適的計(jì)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(shí)器？是否有所需的I/O端口數(shù)？二是單片機(jī)的可開發(fā)性，開發(fā)工具的使用時(shí)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的必須手段，是選擇單片機(jī)的一個(gè)重要依據(jù)。主要考慮的因素有：開發(fā)環(huán)境、調(diào)試工具、在線BBS服務(wù)及應(yīng)用支持。三是制造商歷史及可購買性，要考慮產(chǎn)品的性價(jià)比是否可靠？所以，依據(jù)這三個(gè)原則，應(yīng)該可以選擇出最適用于具體應(yīng)用系統(tǒng)的單片機(jī)。

三、單片機(jī)的抗干擾技術(shù)

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(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)過程中，我們經(jīng)常碰到一個(gè)很棘手的問題，即在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下系統(tǒng)運(yùn)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(shè)計(jì)不全面，導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)的工作不可靠。引起單片機(jī)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(guān)的通斷、電機(jī)和大的用電設(shè)備的啟停都會(huì)使供電電網(wǎng)發(fā)生波動(dòng)，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(shù)

常用的硬件抗干擾技術(shù)主要有隔離技術(shù)、接地技術(shù)、去耦技術(shù)、濾波技術(shù)及屏蔽技術(shù)。在單片機(jī)系統(tǒng)中，為了提高供電系統(tǒng)的質(zhì)量，防止竄入干擾，建議采用單片機(jī)輸入電源與強(qiáng)電設(shè)備動(dòng)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(dú)立功能塊單獨(dú)供電，并用集成穩(wěn)壓塊實(shí)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(shí)系統(tǒng)輸入、輸出以及單片機(jī)之間進(jìn)行信息傳輸?shù)穆窂健Ｓ捎谳斎胼敵鰧ο笈c單片機(jī)之間連接線長，容易竄入干擾，必須抑制。

3、軟件抗干擾技術(shù)

單片機(jī)應(yīng)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(shè)計(jì)也是防止和消除應(yīng)用系統(tǒng)故障的重要途徑。一旦單片機(jī)因干擾而使得程序計(jì)數(shù)器PC偏離了原定的值，程序便脫離正常運(yùn)行軌道，出現(xiàn)操作數(shù)數(shù)值改變或?qū)⒉僮鲾?shù)當(dāng)作操作碼的“跑飛”現(xiàn)象。此時(shí)，可采用軟件陷阱和“看門狗”技術(shù)使程序恢復(fù)到正常狀態(tài)。所謂軟件陷阱，是指可以使混亂的程序恢復(fù)正常運(yùn)行或使“跑飛”的程序恢復(fù)到初始狀態(tài)的一系列指令。如NOP指令、LJMP指令等。程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)又稱“看門狗”?！翱撮T狗”就是一個(gè)劍士跟蹤定時(shí)器，應(yīng)用“看門狗”技術(shù)可以使單片機(jī)從死循環(huán)中恢復(fù)到正常狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：民用飛機(jī) 電傳飛控 需求定義 試驗(yàn)驗(yàn)證

中圖分類號：V241 文獻(xiàn)標(biāo)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(jī)先進(jìn)性的重要標(biāo)志之一，它為提高飛機(jī)的性能、改善飛機(jī)的飛行品質(zhì)、減輕駕駛員的工作負(fù)荷、增強(qiáng)飛機(jī)的安全性、可靠性、維修性以及實(shí)現(xiàn)機(jī)載分系統(tǒng)的綜合控制等，提供了必要的技術(shù)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(fù)雜度，同時(shí)，也增大了系統(tǒng)研制錯(cuò)誤和不良或非預(yù)期影響的風(fēng)險(xiǎn)。為了實(shí)現(xiàn)飛機(jī)設(shè)計(jì)要求和目標(biāo)，滿足適航、安全性、可靠性、維修性、客戶等要求，需要驗(yàn)證飛機(jī)飛控系統(tǒng)各子系統(tǒng)、部件之間及相關(guān)系統(tǒng)之間接口的正確性和兼容性，驗(yàn)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(yàn)驗(yàn)證，保證研發(fā)進(jìn)度，降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

1 驗(yàn)證過程的組成

驗(yàn)證過程主要由需求定義、系統(tǒng)驗(yàn)證和問題追溯三部分組成。需求定義是對飛機(jī)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(gòu)和開展設(shè)計(jì)工作的基礎(chǔ)。系統(tǒng)驗(yàn)證是對各種設(shè)備、子系統(tǒng)和系統(tǒng)驗(yàn)證活動(dòng)，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(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)提供閉環(huán)反饋，為系統(tǒng)需求、驗(yàn)證活動(dòng)和驗(yàn)證狀態(tài)之間的關(guān)系提供追溯。

2 電傳飛控系統(tǒng)需求定義

建立飛機(jī)級功能及相關(guān)的功能需求，確定與外部物理和運(yùn)行環(huán)境的功能接口，確立合適的飛機(jī)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(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和邊界（包括各設(shè)備的接口需求），最后按照系統(tǒng)架構(gòu)，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(gè)不斷細(xì)化和反復(fù)迭代的過程，主要包括需求定義、文檔形成、確認(rèn)和批準(zhǔn)。

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(shè)計(jì)，再進(jìn)一步到底層需求和設(shè)計(jì)，主要是通過權(quán)衡研究和技術(shù)協(xié)調(diào)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(yīng)的詳細(xì)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(biāo)文件，該文件涵蓋了飛控電傳系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念、定義、設(shè)計(jì)要求、目標(biāo)以及設(shè)計(jì)決策等，闡述了系統(tǒng)的功能、性能、可用性、安全性、隔離、機(jī)組操作和維護(hù)等信息。

2.2 需求確認(rèn)和批準(zhǔn)

根據(jù)民機(jī)研制流程ARP4754A民用飛機(jī)與系統(tǒng)研制指南，需求的確認(rèn)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(yīng)商、維護(hù)人員、局方以及飛機(jī)、系統(tǒng)和項(xiàng)目研制人員的需求。一般通過追溯性、分析、建模、試驗(yàn)、相似性和工程評審等方法開展需求確認(rèn)工作。需求確認(rèn)應(yīng)考慮預(yù)期和非預(yù)期功能，對預(yù)期功能的需求進(jìn)行確認(rèn)時(shí)應(yīng)評估其是否能通過“目標(biāo)通過/失敗準(zhǔn)則”。試驗(yàn)和分析期間應(yīng)注意確定系統(tǒng)非預(yù)期的運(yùn)行和副作用。當(dāng)不能直接確認(rèn)是否存在非預(yù)期功能時(shí)，可通過專門的試驗(yàn)和具有針對性的分析來降低非預(yù)期功能出現(xiàn)的概率。

電傳飛控系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)需求和目標(biāo)由飛控專業(yè)及與其系統(tǒng)相關(guān)的氣動(dòng)、液壓、電源、航電等專業(yè)共同批準(zhǔn)，同時(shí)，該文件的后期更改應(yīng)進(jìn)行控制。系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求與目標(biāo)是系統(tǒng)性能、安全性、維護(hù)性和系統(tǒng)功能等項(xiàng)目設(shè)計(jì)的主要需求來源。

3 系統(tǒng)綜合試驗(yàn)驗(yàn)證

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

飛控系統(tǒng)綜合試驗(yàn)是飛控系統(tǒng)設(shè)計(jì)研制過程中確認(rèn)和驗(yàn)證飛機(jī)級、系統(tǒng)級、子系統(tǒng)級、部件/設(shè)備級設(shè)計(jì)滿足相應(yīng)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)要求的正確性和完整性，通過分析、仿真和試驗(yàn)進(jìn)行確認(rèn)；對于系統(tǒng)和設(shè)備是否完整一致的滿足設(shè)計(jì)要求，將通過各類試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

飛控系統(tǒng)試驗(yàn)確認(rèn)和驗(yàn)證的工作對象為飛控系統(tǒng)研制過程中定義的各項(xiàng)需求。按照主制造商-供應(yīng)商工作模式，系統(tǒng)級設(shè)計(jì)要求的確認(rèn)和驗(yàn)證由主制造商負(fù)責(zé)，供應(yīng)商提供支持。子系統(tǒng)級、組件/設(shè)備級確認(rèn)和驗(yàn)證工作由供應(yīng)商負(fù)責(zé)。飛控系統(tǒng)驗(yàn)證計(jì)劃規(guī)劃了飛控系統(tǒng)的驗(yàn)證活動(dòng)，基于這些驗(yàn)證活動(dòng)，以飛控系統(tǒng)初步試驗(yàn)要求和規(guī)劃作為前期規(guī)劃輸入，通過飛控系統(tǒng)試驗(yàn)方案以及飛控系統(tǒng)集成與驗(yàn)證試驗(yàn)計(jì)劃制定了飛控系統(tǒng)試驗(yàn)的體系架構(gòu)及實(shí)施方案。飛控系統(tǒng)確認(rèn)與驗(yàn)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(yàn)包括供應(yīng)商試驗(yàn)、研發(fā)臺試驗(yàn)、鐵鳥試驗(yàn)、工程模擬器試驗(yàn)、機(jī)上地面功能試驗(yàn)（OATP）、機(jī)上地面試驗(yàn)、飛行試驗(yàn)、適航符合性驗(yàn)證試驗(yàn)等。通過多個(gè)平臺試驗(yàn)的綜合驗(yàn)證來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自下至上的集成，從而逐步完成設(shè)備、系統(tǒng)、飛機(jī)各級設(shè)計(jì)需求的驗(yàn)證工作。

4 結(jié)論

系統(tǒng)綜合試驗(yàn)驗(yàn)證是確保飛控系統(tǒng)的正確運(yùn)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(gè)發(fā)現(xiàn)并消除不希望的非預(yù)期功能的機(jī)會(huì)。

飛控系統(tǒng)集成工作從逐個(gè)的部件功能集成開始，逐步進(jìn)行至系統(tǒng)級集成，最終完成系統(tǒng)的飛機(jī)級集成。由于完全預(yù)測或模擬飛機(jī)環(huán)境存在困難，所以某些驗(yàn)證工作在飛機(jī)上實(shí)施，雖然在飛機(jī)上進(jìn)行系統(tǒng)集成具有較高的有效性，但是通過實(shí)驗(yàn)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(jié)果。在驗(yàn)證過程中，如果發(fā)現(xiàn)不足，則應(yīng)返回到適當(dāng)?shù)难兄苹蛲暾^程（需求捕獲、分配或確認(rèn)、實(shí)施和驗(yàn)證等）中，以尋找解決方法并重新執(zhí)行該過程。當(dāng)所有的迭代工作結(jié)束時(shí)，這一工作的輸出即是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)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(xiàn)

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篇10

【關(guān)鍵詞】電氣控制 線路設(shè)計(jì) 現(xiàn)存問題 注意事項(xiàng)

電氣設(shè)備的研發(fā)和推廣離不開電氣控制線路的設(shè)計(jì)工作。而如今科技帶動(dòng)工業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí)，也使得工業(yè)、農(nóng)業(yè)里電氣設(shè)備的應(yīng)用越加廣泛。電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)是否準(zhǔn)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(shè)備能否完成預(yù)期目標(biāo)，也取決于電氣控制線路設(shè)計(jì)的可靠性與可行性。

1 氣控制線路設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)聯(lián)系起來的關(guān)鍵，通常包括組合開關(guān)、主熔斷、熱繼電氣熱元件與電動(dòng)機(jī)。后者一般是小電流，有控制、照明、信號與保護(hù)4種電路。而控制電路的電氣元件包括保護(hù)電器觸點(diǎn)、熱繼電器觸點(diǎn)、按鈕、接觸器、繼電器線圈和輔助觸點(diǎn)等。進(jìn)行線路設(shè)計(jì)的時(shí)候，通常在左側(cè)畫主電路而右側(cè)畫控制電路。

機(jī)電一體化的廣泛應(yīng)用，要求機(jī)電的設(shè)計(jì)具備更多的基礎(chǔ)知識。一般的設(shè)計(jì)原則如下：

（1）在保證控制效果的同時(shí)，達(dá)到生產(chǎn)的目標(biāo)，使得機(jī)械設(shè)備在電氣控制線路方面的控制和保護(hù)達(dá)到最大化。

（2）采取適當(dāng)?shù)脑骷?，盡量簡化線路且不影響使用要求，具備一定的設(shè)計(jì)創(chuàng)新性與科學(xué)性。

（3）設(shè)計(jì)時(shí)必須盡量采取一些簡便、實(shí)用且經(jīng)過檢驗(yàn)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(hù)工作，重視控制的安全性能，尤其是保護(hù)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(shè)備之間的連接，線路類別以及鋪設(shè)均能夠在電氣接線圖上看到。

機(jī)械設(shè)備控制大多為電力拖動(dòng)裝置控制系統(tǒng)，因此，進(jìn)行生產(chǎn)型機(jī)械電氣控制設(shè)計(jì)時(shí)，有以下幾個(gè)原則：

（1）設(shè)計(jì)電力拖動(dòng)方案。

（2）設(shè)計(jì)機(jī)械電力拖動(dòng)自動(dòng)控制線路。

（3）設(shè)計(jì)相關(guān)的電力設(shè)備。

（4）確定拖動(dòng)電機(jī)和電氣元件，記錄相關(guān)的電氣明細(xì)表。

（5）制定相關(guān)系統(tǒng)的說明書以及設(shè)計(jì)文件。

2 電氣控制路線的設(shè)計(jì)

2.1 電力拖動(dòng)方案確定的原則

通常設(shè)計(jì)生產(chǎn)機(jī)械的電氣控制系統(tǒng)時(shí)，必須要先制定拖動(dòng)方案，而這一般要注意以下幾點(diǎn)：

（1）依據(jù)機(jī)械的調(diào)速要求來確定調(diào)速水平。

（2）按照設(shè)備的工藝及結(jié)構(gòu)組織來確定電動(dòng)機(jī)的需求數(shù)。

（3）重視電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效能，尤其是平衡好它的調(diào)速性能與負(fù)載性能。

2.2 控制方案的確定原則

電氣控制線路的設(shè)計(jì)會(huì)因?yàn)樵O(shè)備的更新而不斷改進(jìn)變化。所以，設(shè)計(jì)者在工作時(shí)一定要注意電氣設(shè)施的實(shí)用性能，盡量做到方案簡便、科學(xué)且具有較高可行性。

2.3 電氣控制路線的設(shè)計(jì)方法

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

3 電氣控制線路設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的問題

3.1 選擇電氣元件時(shí)應(yīng)該注意的問題

要進(jìn)行電氣線路的整體設(shè)計(jì)，首先必須制定設(shè)備電氣控制電路圖，按照這個(gè)圖來規(guī)范控制管理設(shè)備，杜絕所有的偷工減料現(xiàn)象。而在控制設(shè)備時(shí)，應(yīng)該確定諸如操作臺、懸掛式操控箱等電氣控制設(shè)備的類別，繼而確定這些設(shè)備的擺放位置，盡量簡便的將這些電氣設(shè)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(guān)、手動(dòng)控制開關(guān)、電動(dòng)機(jī)以及離合器等，就必須按照設(shè)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(dòng)。如今電氣控制領(lǐng)域發(fā)展的愈來愈快，也使得設(shè)計(jì)者必須及時(shí)學(xué)習(xí)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(shè)計(jì)的要求，且不脫離實(shí)際生活需求。而一個(gè)電氣設(shè)備系統(tǒng)里的元件在設(shè)計(jì)時(shí)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(shè)計(jì)需求的前提下做到高性價(jià)比。

3.2 選擇控制電源時(shí)應(yīng)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(shè)備控制電源用量、最大用電功率，基于國家法規(guī)中的相關(guān)規(guī)定，科學(xué)設(shè)定電壓等級。在控制線路設(shè)計(jì)的過程中，若電氣設(shè)備沒有嚴(yán)格規(guī)范一些特殊要求，就能夠直接選用標(biāo)注規(guī)格的電網(wǎng)。若控制系統(tǒng)中多臺電氣設(shè)備一起運(yùn)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(shí)施控制，采取這種方案時(shí)，要特別注意電壓相關(guān)要求，選擇科學(xué)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(diǎn)器件的整合安裝，且今后的更換與檢修工作更加方便。應(yīng)在安全電壓范圍安裝顯示、報(bào)警及照明設(shè)備，零線不能并接，避免火災(zāi)事故的發(fā)生。若電流較小，電氣設(shè)備能實(shí)現(xiàn)替換，如如接觸器起動(dòng)電動(dòng)機(jī)能被中間繼電器替換，具有安全性。當(dāng)然若電動(dòng)機(jī)在超負(fù)荷情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，電氣設(shè)備不能相互替換的情況也存在。

3.3 使用電氣觸點(diǎn)時(shí)應(yīng)該注意的問題

選用接觸點(diǎn)需要遵循科學(xué)、合理的原則。若控制線路具有一定的復(fù)雜性，就需要合理確定繼電器、接觸器的規(guī)格以及數(shù)量。控制線路的復(fù)雜性會(huì)導(dǎo)致接觸點(diǎn)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(guān)問題發(fā)生。充分準(zhǔn)備設(shè)備的相關(guān)技術(shù)資料與數(shù)據(jù)是科學(xué)展開接觸器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也需要契合多控制線路選擇需求。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，要盡可能減少使用的設(shè)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(jié)語

電氣控制線路設(shè)計(jì)屬于電氣控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對其控制質(zhì)量有著關(guān)鍵影響。在各行各業(yè)電器設(shè)備從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)一直到設(shè)備實(shí)施與運(yùn)行的各個(gè)方面，都產(chǎn)生著或多或少的影響。所以，應(yīng)該優(yōu)化電氣設(shè)備設(shè)計(jì)，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不斷總結(jié)與反思，由此設(shè)計(jì)出更加完善、實(shí)用的電氣設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

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