電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)精選(九篇)

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第1篇：電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：電源系統(tǒng)；穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)；阻抗匹配；開關(guān)電源

中圖分類號(hào)：TP302 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2017）06-0-03

0 引 言

隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，航空電子領(lǐng)域機(jī)載計(jì)算機(jī)已得到廣泛應(yīng)用，為航空器帶來便利。機(jī)載計(jì)算機(jī)通常使用開關(guān)電源模塊產(chǎn)品為CPU、接口、總線等負(fù)載模塊供電，并使用EMI電源濾波器降低電磁干擾，但在機(jī)載計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中，開關(guān)電源模塊及組成系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題經(jīng)常被忽視，穩(wěn)定性嚴(yán)重影響機(jī)載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能和安全。

在機(jī)載計(jì)算機(jī)中，開關(guān)電源模塊往往可以單獨(dú)通過穩(wěn)定性評(píng)估及試驗(yàn)驗(yàn)證，例如小信號(hào)穩(wěn)定要求、所用元器件的離散性、高低環(huán)境下電特性等方法進(jìn)行分析。而機(jī)載計(jì)算機(jī)在使用電源模塊組成電源系統(tǒng)時(shí)，卻可能出現(xiàn)電源系統(tǒng)不穩(wěn)定等故障，此類故障經(jīng)常發(fā)生在EMI電源濾波器和電源串聯(lián)使用的模式中。

本文基于EMI源濾波器和電源串聯(lián)使用模式，通過對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)行建模，針對(duì)機(jī)載計(jì)算機(jī)EMI電源濾波器的輸出阻抗、開關(guān)電源的輸入阻抗進(jìn)行分析，確定EMI電源濾波器輸出阻抗對(duì)濾波器及電源系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，并提出機(jī)載計(jì)算機(jī)電源模塊及組成系統(tǒng)的穩(wěn)定性判定標(biāo)準(zhǔn)。

1 穩(wěn)定性分析

為了直觀分析機(jī)載計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定性，將機(jī)載計(jì)算機(jī)的濾波器、電源模塊簡(jiǎn)化為串聯(lián)使用的電源系統(tǒng)模型進(jìn)行阻抗分析。模型A為EMI電源濾波器，模型B為開關(guān)電源模塊，系統(tǒng)模型如圖1所示。

Ta、Tb分別為A、B的傳遞函數(shù)，Zo為A的輸出阻抗，Zi為B的輸入阻抗。那么該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為T：

該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)T分母中的Zo/Zi決定了該系統(tǒng)傳遞函數(shù)的穩(wěn)定性，即EMI電源濾波器的輸出阻抗、開關(guān)電源的輸入阻抗決定了該電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

使用Middlebrook判定方法可有效準(zhǔn)確地判斷系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。該法則可用于電源系統(tǒng)級(jí)聯(lián)穩(wěn)定性分析，主要采用阻抗分析方法，由加州理工學(xué)院的Middlebrook教授提出，其原理是運(yùn)用電源輸出阻抗與負(fù)載輸入阻抗之比來分析開關(guān)電源間的阻抗穩(wěn)定性。Middlebrook判定方法指出，獨(dú)立的功率變換器模塊在級(jí)聯(lián)運(yùn)行時(shí)，其系統(tǒng)的穩(wěn)定性應(yīng)使級(jí)聯(lián)處前級(jí)模塊的輸出阻抗小于后級(jí)模塊的輸入阻抗。

EMI電源濾波器的輸出阻抗、開關(guān)電源的輸入阻抗應(yīng)遵循阻抗失配原則。為保證該電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在全輸入范圍、全頻段范圍內(nèi)EMI電源濾波器的輸出阻抗應(yīng)小于開關(guān)電源的輸入阻抗。

2 阻抗分析

2.1 EMI電源濾波器輸出阻抗

機(jī)載計(jì)算機(jī)廣泛使用EMI電源濾波器進(jìn)行電磁干擾的抑制。EMI電源濾波器最主要的性能參數(shù)就是插入損耗，插入損耗分為共模和差模插入損耗。插入損耗越大，表明該濾波器對(duì)干擾的抑制能力越強(qiáng)。內(nèi)部電路通常采用如圖2所示的濾波器電路圖。

等效EMI電源濾波器的參數(shù)，簡(jiǎn)化為L(zhǎng)C濾波電路。電路模型如圖3所示。經(jīng)計(jì)算，輸出阻抗如公式（2）所示：

Lf為濾波器模型中兩個(gè)差模電感量之和，即LD1+LD2；Cf為EMI電源濾波器內(nèi)Cx電容與電源模塊輸入端濾波電容之和；Rind為濾波器內(nèi)共模電感及兩個(gè)差模電感直流電阻之和，在設(shè)計(jì)、計(jì)算EMI電源濾波器輸出阻抗時(shí)，應(yīng)考慮濾波器的阻尼特性，它決定了LC濾波電路諧振峰的大小。

利用Matlab對(duì)該表達(dá)式進(jìn)行仿真，得到EMI電源濾波器輸出阻抗的典型曲線圖，如圖4所示。

2.2 開關(guān)電源輸入阻抗

開關(guān)電源的輸入阻抗體現(xiàn)了輸入電流變化時(shí)輸入電壓的變化。通常來說，機(jī)載計(jì)算機(jī)常用的降壓DC/DC變換電路在中低頻段表現(xiàn)為電阻特性。DC/DC變換器反饋環(huán)路調(diào)節(jié)輸出特性時(shí)，相對(duì)于輸入端口，DC/DC變換器表現(xiàn)為額定功率負(fù)載，輸入端口等效電阻為負(fù)阻抗。

在設(shè)計(jì)應(yīng)用中，可以使用儀器測(cè)量法對(duì)電源電路進(jìn)行輸入阻抗測(cè)試。儀器測(cè)量法使用噪聲分離設(shè)備分離共模、差模噪聲并計(jì)算阻抗值，但數(shù)學(xué)表達(dá)式較復(fù)雜，該差模阻抗測(cè)量計(jì)算方法很難實(shí)現(xiàn)。

對(duì)電源電路建立模型，推導(dǎo)該電路的傳遞函數(shù)，并根據(jù)傳遞函數(shù)得出該電路的輸入阻抗。以機(jī)載計(jì)算機(jī)中常用的BUCK型降壓DC/DC變換器為例，其簡(jiǎn)化模型如圖5所示。

根據(jù)圖中電路拓?fù)湫问剑撔徒祲篋C/DC變換器的輸入阻抗為：

利用Matlab對(duì)該表達(dá)式進(jìn)行仿真，得到降壓DC/DC變換器輸入阻抗的典型曲線圖，如圖6所示。

將EMI電源濾波器的輸出阻抗、開關(guān)電源的輸入阻抗放置在同一幅頻特性圖中就可以直觀判斷在全頻段范圍內(nèi)，前級(jí)模塊輸出阻抗與后級(jí)模塊輸入阻抗的關(guān)系，并由此得出電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

若EMI電源濾波器的輸出阻抗小于開關(guān)電源的輸入阻抗，并留有6 dB的安全裕量，則電源模塊及組成系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，如圖7所示。反之，若EMI電源濾波器的輸出阻抗大于開關(guān)電源的輸入阻抗，則電源模塊及組成系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。此外，還應(yīng)考慮開關(guān)電源在不同工作狀態(tài)下，輸入電壓、輸入負(fù)載變換時(shí)的輸出阻抗變化。

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

為驗(yàn)證上文阻抗分析，根據(jù)機(jī)載計(jì)算機(jī)工作模式，利用EMI電源濾波器和電源的串聯(lián)接法，通過設(shè)置EMI電源濾波器的輸出阻抗和電源的輸入阻抗搭建系統(tǒng)故障模型，實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的不穩(wěn)定工作狀態(tài)。

按照?qǐng)D2設(shè)置某機(jī)載計(jì)算機(jī)EMI濾波器參數(shù)，Lf=LD1+LD2=400 μH，Cf=70 μF，Rind=RL+RLD1+RLD2=0.14 Ω，并根據(jù)該機(jī)載計(jì)算機(jī)的實(shí)際工作狀態(tài)得出電源的輸入阻抗為27 dBΩ。

將Lf=400 μH，Cf=70 μF，Rind=0.14 Ω代入公式，經(jīng)計(jì)算，濾波器輸出阻抗峰值為33 dBΩ，截止頻率為0.96 kHz，后級(jí)輸入阻抗為27 dBΩ。在0.96 kHz頻率處，存在前級(jí)輸出阻抗大于后級(jí)輸入阻抗的情況，不滿足Middlebrook判定方法，則該系統(tǒng)為不穩(wěn)定系統(tǒng)。濾波器的輸出阻抗、電源模塊的輸入阻抗如圖8所示。

在實(shí)驗(yàn)室中，為該機(jī)載計(jì)算機(jī)提供28 V直流電壓，通過示波器檢測(cè)計(jì)算機(jī)上電過程中濾波器輸出的28 V電源信，發(fā)現(xiàn)此時(shí)該處電壓發(fā)生震蕩，且震蕩最大電壓值為32.1 V，震蕩最小電壓值為24.5 V，振蕩頻率為1.18 kHz，與分析結(jié)果一致。

再次改變EMI電源濾波器參數(shù)，驗(yàn)證系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)。將Lf更改為50 μH，其他參數(shù)不變。從圖9中可以看出，此時(shí)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。通過示波器檢測(cè)計(jì)算機(jī)濾波器輸出，振蕩現(xiàn)象消失，與分析結(jié)果一致。

由分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，要保證機(jī)載計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就要對(duì)組成串聯(lián)級(jí)聯(lián)模式電源系統(tǒng)的EMI電源濾波器、開關(guān)電源產(chǎn)品的輸入輸出阻抗進(jìn)行分析，按照在全頻段范圍內(nèi)，前級(jí)模塊的輸出阻抗須小于后級(jí)模塊輸入阻抗的判定準(zhǔn)則，評(píng)估判定機(jī)載計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4 結(jié) 語(yǔ)

文中探討了濾波器輸出阻抗和開關(guān)電源輸入阻抗匹配的原因，并提出機(jī)載計(jì)算機(jī)電源模塊及組成系統(tǒng)的穩(wěn)定性判定標(biāo)準(zhǔn)，有助于提升開關(guān)電源模塊及組成系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]楊繼深.電磁兼容技術(shù)之產(chǎn)品研發(fā)與認(rèn)證[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[2]謝金明.高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)與噪聲控制技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.

[3]楊旭，裴云慶，王兆安.開關(guān)電源技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[4]楊雷，林開偉，張俊濤.電源系統(tǒng)阻抗對(duì)電路板ESD測(cè)試的影響[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2014，4（11）：43-45.

[5]田育新，孫立萌，孟穎悟，等.熱插拔技術(shù)在機(jī)載計(jì)算機(jī)電源系統(tǒng)中的研究[J].航空計(jì)算技術(shù)，2009，39（5）：104-106.

[6]盧杰，鄺小飛.頻率抖動(dòng)技術(shù)在開關(guān)電源振蕩器中的實(shí)現(xiàn)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2014，4（12）：39-40.

第2篇：電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：電子束曝光機(jī)； 高壓電源； 制版精度； 復(fù)合補(bǔ)償

中圖分類號(hào)：TN710-34； TM46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-373X(2011)24-0014-04

A Precision High-voltage Power Supply with Compound Regulation Mode

CHEN Zhen-sheng1, LIU Bo-qiang2, YIN Shu-xia1, QI Shuang1

(1. Shandong Kaiwen College of Science & Techlology, Jinan 250200, China;

2. Shangdong University, Jinan 250061, China)

Abstract： In order to ensure the high static accuracy and the high dynamic stability of high-voltage power supply used for elctron beam exposure apparatus, two schemes of compound regulation (in combination with direct regulation and indirect regulation) and compound compensation (in combination with centralized compensation and dispersed compensation) are adopted in the high-voltage powe supply. Some reasonable circuit design items and effective processing measures are used to guarantee the achievement of high stabiliy and the low ripple voltage. The testing of the performace indexes and the practical usage show that the power supply can satisfy the high precision requivements of the electron beam exposure apparatus. All of its performance indexes can reach or exceed the original design reqirements.

Keywords： elctron beam exposure apparatus; high-voltage power supply; plate making accuracy; compound compensation

由于電子束曝光機(jī)的高壓電源波動(dòng)對(duì)曝光機(jī)的束流大小、束斑直徑及掃描尺寸都有直接影響，因而提高高壓電源的穩(wěn)定性和可靠性，降低高壓電源的紋波，是保證電子束曝光圖形高精度的必要措施［1］。為了滿足新型電子束曝光機(jī)對(duì)高壓電源高精度的要求，在電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用了直接調(diào)整和間接調(diào)整相結(jié)合的系統(tǒng)調(diào)整方案，還采用了集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償相結(jié)合的系統(tǒng)補(bǔ)償方式，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)采取了針對(duì)性的有效措施，研制出了輸出電壓高達(dá)30 kV的精密高壓穩(wěn)壓電源。

1 主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)

30 kV精密高壓電源原理框圖如1所示。主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 采用交流預(yù)穩(wěn)與直流預(yù)穩(wěn)

如圖1所示，220 V工頻電壓經(jīng)穩(wěn)壓變壓器交流預(yù)穩(wěn)壓后再給高壓電源系統(tǒng)各單元電路進(jìn)行交流供電。穩(wěn)壓變壓器的電壓調(diào)整率小于等于1%，負(fù)載穩(wěn)定度小于等于2%，它對(duì)甚低頻、音頻和高頻干擾都有比較強(qiáng)的抑制作用。穩(wěn)壓變壓器還有過載保護(hù)特性，當(dāng)輸出電流達(dá)到保護(hù)值時(shí)，輸出電壓急聚下降。穩(wěn)壓變壓器的采用，對(duì)電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性、抗干擾性和可靠性起到重要的保證作用。

圖1 30 kV精密高壓電源原理框圖本電源系統(tǒng)有5個(gè)前級(jí)穩(wěn)壓電源，分別為各相應(yīng)單元電路提供直流電源。這些穩(wěn)壓電源必須有足夠高的穩(wěn)定性，才能保證高壓輸出高技術(shù)指標(biāo)要求。其中，基準(zhǔn)電壓源和前置放大器K1的工作電源性能指標(biāo)要求最高，電壓調(diào)整率小于等于2×10-4,負(fù)載調(diào)整小于等于5×10-4,紋波電壓有效值小于等于1 mV,溫度系數(shù)小于等于5×10－5 ℃-1。

1.2 采用復(fù)合調(diào)整方案

復(fù)合調(diào)整方案指直接調(diào)整和間接調(diào)整相結(jié)合的電源系統(tǒng)調(diào)整方案。直接調(diào)整是在高壓回路內(nèi)進(jìn)行的直接調(diào)整方式。它的調(diào)整閉合環(huán)路由圖1中的取樣分壓器、比較放大器（K1，K2，K3）、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)Ⅰ、倍壓整流濾波器和調(diào)整管組成。直接調(diào)整具有調(diào)整速度快，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，可在高環(huán)路增益和具有交流負(fù)反饋的情況下不自激，從而有利于實(shí)現(xiàn)高靜態(tài)精度的要求［2］。間接調(diào)整是調(diào)整器件設(shè)置在低壓側(cè)的調(diào)整方式，調(diào)整閉合環(huán)路由取樣分壓器、比較放大器、補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)Ⅱ、跟隨器、5 kHz振蕩器和倍壓整流濾波電路等組成。間接調(diào)整通過調(diào)整5 kHz正弦振蕩器的輸出幅度，進(jìn)而使倍壓整流濾波器的輸出電壓得到前級(jí)預(yù)穩(wěn)，使直接調(diào)整環(huán)路中調(diào)整管有一個(gè)盡可能低的管壓降設(shè)計(jì)值。這樣既能改善系統(tǒng)性能，又能延長(zhǎng)調(diào)整管的使用壽命。間接調(diào)整環(huán)路是一個(gè)大閉環(huán)系統(tǒng)，為防止自激，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，間接調(diào)整環(huán)路增益應(yīng)適當(dāng)?shù)汀?/p>

1.3 采用復(fù)合補(bǔ)償電路方案

復(fù)合補(bǔ)償是指集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償相結(jié)合的電路結(jié)構(gòu)，其目的是為了解決因直接調(diào)整環(huán)路的高增益設(shè)計(jì)而帶來的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問題。集中補(bǔ)償是通過將放大器K2設(shè)計(jì)為PID放大器而實(shí)現(xiàn)的，電路見圖2所示。為了減小各參數(shù)之間的影響，使C2C1,R1R2,PID放大器的傳輸函數(shù)為［3］：G1(s)≈(T1s+1)(T2s+1)T0s

(1)式中:T1，T2為微分時(shí)間常數(shù)， T1＝C1R1 ，T2＝C2R2；T0為積分時(shí)間常數(shù)，T0＝C1R0。

圖2 PID放大器原理圖分散補(bǔ)償是指在比較放大器的輸出端（K2的輸出端）分別對(duì)兩調(diào)整環(huán)路設(shè)置兩個(gè)電路結(jié)構(gòu)相同，但參數(shù)不同的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，其電路如圖3所示。網(wǎng)絡(luò)的傳輸函數(shù)為:G2 (s)≈T1′s + 1T2′s + 1

(2)式中:T1′為微分時(shí)間常數(shù)，T1′＝R2C ；T2′為積分時(shí)間常數(shù)，T2′＝（R1+R2）C。

1.4 逆變器選用5 kHz正弦振蕩器

通常，高壓電源均采用高效率的飽和式逆變器，但它不適合高精度高壓穩(wěn)壓電源，原因是輸出波形中有大的尖峰脈沖，會(huì)使高壓輸出呈現(xiàn)出很大的紋波電壓［4］ 。為此，采用5 kHz正弦振蕩器，將700 V直流電壓變換為振幅高達(dá)320 V的5 kHz正弦電壓。正弦電壓再經(jīng)升壓變壓器升壓、倍壓整流濾波器后，可獲得33 kV的高電壓。由于正弦振蕩器輸出不存在尖峰脈沖，這就有效地降低了高壓輸出中的紋波電壓。

圖3 分散補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)1.5 采用交流平衡器

為了抑制高壓電源輸出工頻紋波，采用了交流平衡器，它可輸出幅度和相位均可調(diào)的工頻電壓。該電壓經(jīng)比較放大器放大后，傳遞到電源輸出端，可有效地抑制抵消輸出端的工頻紋流電壓。

1.6 采用雙通道放大器作為比較放大器

直流通道由K1，K2構(gòu)成，交流通道由K3，K2構(gòu)成。采用雙通道放大器可兼顧直流增益和交流增益的不同要求，使電源系統(tǒng)既有高的靜態(tài)精度和好的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，又能有效地降低輸出紋波電壓。

2 提高穩(wěn)定度的措施

穩(wěn)壓電源的精密度和穩(wěn)定性主要取決于基準(zhǔn)電壓的精度、比較放大器的增益高低及其穩(wěn)定性、取樣分壓比的穩(wěn)定性［5］。為此，采取了以下針對(duì)性措施。

2.1 比較放大器的增益核定

由于電源系統(tǒng)采取前級(jí)交流預(yù)穩(wěn)和直流預(yù)穩(wěn)，并且比較放大器前置級(jí)和基準(zhǔn)電壓源都置于電磁屏蔽恒溫槽內(nèi)，再加上采樣電阻采用絕緣油冷腳，因此輸出電壓受輸入工頻電壓和溫度的影響可以忽略。這樣放大器的增益僅由電源的負(fù)載效應(yīng)核算即可。根據(jù)直接調(diào)整環(huán)路Ⅰ，可得圖4所示的信號(hào)流圖。

圖4 調(diào)整環(huán)路Ⅰ信號(hào)流圖圖中：Rd為調(diào)整管內(nèi)阻；Ri為整流濾波器內(nèi)阻；ΔUo為輸出電壓變化量；μ為調(diào)整管放大系數(shù)；n為取樣分壓比；K為比較放大器增益絕對(duì)值；P為補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的衰減系數(shù)；ΔUg為調(diào)整管柵陰電壓變化量；ΔIh為負(fù)載電流變化量；ΔId為整流電路輸出電流變化量；圖4中，μKnPμ1，RiRd。由圖4可推出：K≈Ri|ΔIh|μnPUo|ΔUo|/Uo

(3) 設(shè)計(jì)要求在|ΔIh|=100 μA時(shí)， |ΔUoUo|≤2×10－5,K應(yīng)滿足下式：K≥Ri|ΔIh|2×10－5μnP|Uo|

(4) 由式（4）計(jì)算出輸出電壓為20 kV的K值應(yīng)滿足K≥3×105。為留有余量，K的設(shè)計(jì)值為6×105。

2.2 比較放大器前置級(jí)設(shè)計(jì)

對(duì)多級(jí)直流放大器來說，零點(diǎn)漂移、噪聲系數(shù)、增益穩(wěn)定性等重要技術(shù)指標(biāo)主要由前置級(jí)決定，并且前置級(jí)增益越高，其決定作用就越強(qiáng)［6-7］。因此前置級(jí)放大器的精密度對(duì)比較放大器的精度起決定作用。前置放大器電路如圖5所示。電路中運(yùn)算放大器選用目前精密極高的斬波穩(wěn)零集成運(yùn)放ICL7650［8］,其失調(diào)電壓溫漂小于等于0.01 μV/℃,輸入失調(diào)電流大于等于0.5 pA，開環(huán)增益大于等于5×106,共模抑制比小于等于1×106。電路所用電阻均用精度為0.01%的Rx700.5 W型高精密電阻。前置級(jí)增益設(shè)定值應(yīng)盡可能高，設(shè)定值為2×104。把前置級(jí)電路置于電磁屏蔽恒溫槽內(nèi)，以減小增益溫漂和電磁干擾。

2.3 采用精密電壓基準(zhǔn)源

采用REF102型高精度電壓基準(zhǔn)源，其輸出電壓10 V，溫漂小于等于2.5 PPM/℃,長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定為10 PPM/100 h，在0.1～10 kHz頻段內(nèi)，噪聲電壓小于等于6 μV［9］。對(duì)REF102的電路進(jìn)行嚴(yán)格的低溫漂、低噪聲設(shè)計(jì)，并將整個(gè)電壓基準(zhǔn)電路設(shè)置在電磁屏蔽恒溫槽內(nèi)，進(jìn)一步減小基準(zhǔn)電壓的溫漂和電磁干擾［10］。

2.4 保證取樣分壓比的穩(wěn)定性

取樣分壓器的高壓臂電阻全部選用4 MΩ，2 W的Rx70型精密電阻，并將其全部鑲?cè)朊芊獾挠袡C(jī)玻璃圓筒內(nèi)，再把圓筒放入絕緣油箱內(nèi)。低壓臂電阻選用0.5 W的Rx70型精密電阻。低壓臂電阻全部放入電磁屏蔽恒溫槽內(nèi)。分壓器高壓端電阻的電暈放電將嚴(yán)重影響分壓比的穩(wěn)定性和可靠性。為防止分壓器電暈放電發(fā)生，在分壓器的高壓端裝有直徑為400 mm,表面光潔度在7以上的橢圓球，使高壓端的最大場(chǎng)強(qiáng)小于2.6 kV/cm。這一措施，切實(shí)有效地消除了電暈放電發(fā)生，保證了分壓比的穩(wěn)定性。

3 技術(shù)指標(biāo)測(cè)試與測(cè)試結(jié)果

測(cè)試電路如圖6所示。圖中負(fù)載電阻RL的電流用來模擬電子束曝光機(jī)電子槍的束流。調(diào)整RL可調(diào)節(jié)高壓電源負(fù)載電流。μA表用來檢測(cè)電源負(fù)載電流；自耦變壓器用來調(diào)整設(shè)定高壓電源工頻輸入電壓。

圖6 性能指標(biāo)測(cè)試電路3.1 技術(shù)指標(biāo)測(cè)試

（1） 紋波電壓測(cè)試

電源輸入電壓Ei維持220 V不變,在額定負(fù)載電流100 μA情況下，高壓輸出經(jīng)過0.035 μF，35 kV的高壓電容隔直后，其交流分量耦合到10 MΩ電阻上，用LM400型示波器測(cè)量其上的紋波電壓。

紋波的主要成份為5 kHz分量，其次是50 Hz分量?？紤]高壓電容的容抗以及示波器的輸入阻抗，根據(jù)上述情況可由測(cè)得的4 MΩ上的紋波電壓換算出輸出紋波系數(shù)。

（2） 電壓調(diào)整率的測(cè)量

維持額定負(fù)載電流100 μA不變，輸入工頻電壓Ei改變±10%。輸出高壓經(jīng)分壓器分壓得一低值電壓。用7位半數(shù)字電壓表HD3455A測(cè)量這一低值電壓。由此可換算出電壓調(diào)整率。

（3） 負(fù)載調(diào)整率的測(cè)量

維持輸入的工頻電源電壓Ei為220 V不變，改變負(fù)載電流100 μA,用數(shù)字電壓表測(cè)量分壓器的輸出電壓，由此換算出負(fù)載調(diào)整率。

（4） 長(zhǎng)期穩(wěn)定度的測(cè)量

維持工頻輸入電壓不變和額定負(fù)載電流不變。用數(shù)字電壓表HD3455A連續(xù)測(cè)量9 h，由此測(cè)算出長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定度。

3.2 測(cè)得技術(shù)指標(biāo)

輸出電壓：20 kV,25 kV,30 kV。

輸出電流：額定值100 μA,最大值300 μA。

電壓調(diào)整率(～220 V＋10%)：

20 kV :≤3.5×106；

25 kV :≤2×106；

30 kV :≤3×106。

負(fù)載調(diào)整率（負(fù)載電流變化100 μA）:

20 kV :≤2×106；

25 kV :≤4×106；

30 kV :≤3×106。

紋波系數(shù)（負(fù)載電流為100 μA）:

P-P/Uo≤5×10－6

長(zhǎng)期穩(wěn)定度（負(fù)載電流為100 μA）:

≤2.5×105／h；

≤4×105／4h。

3.3 高壓電源的實(shí)際應(yīng)用

高壓電源給電子束曝光機(jī)電子槍提供加速電壓。高壓輸出的正級(jí)與電子槍陽(yáng)極相接、負(fù)極與電子槍陰極相接。投入實(shí)際應(yīng)用1年多以來，性能穩(wěn)定，效果良好，提高了電子束曝光機(jī)的制版精度。對(duì)于4 mm×4 mm的掃描場(chǎng)，因高壓電源波動(dòng)引起的掃描場(chǎng)波動(dòng)僅有0.01 μm，精度可達(dá)0.3×105。由于加速電壓的長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，大大提高了電子束曝光機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)的制版合格率。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文提出了既采用直接調(diào)整與間接調(diào)整相結(jié)合，又采用集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，使實(shí)現(xiàn)高壓穩(wěn)壓電源系統(tǒng)既有高靜態(tài)精度，又有高動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的切實(shí)有效的設(shè)計(jì)方案。對(duì)前置級(jí)放大器、基準(zhǔn)電壓源和取樣分壓器的高精度設(shè)計(jì)是提高高壓電源精密度的關(guān)鍵措施。采用交流平衡器、交流負(fù)反饋和交直流前級(jí)預(yù)穩(wěn)，是實(shí)現(xiàn)低紋波輸出的強(qiáng)有力措施。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］ 顧文琪.電子束曝光微納加工技術(shù)［M］.北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社，2004.

［2］ 樊生文，王澤庭，李正熙.基于移相全橋的電子束焊機(jī)高壓電源研制［J］.電力電子技術(shù)，2010,18（3）：84-86.

［3］ 胡壽松.自動(dòng)控制原理［M］.北京：科學(xué)出版社，2007.

［4］ 叢艷娟，李敏遠(yuǎn).基于模糊自整定控制的400 Hz逆變電源系統(tǒng)［J］.電力電子技術(shù)，2011，45（5）：95-97.

［5］ 王增福.新編線性直流穩(wěn)壓電源［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2004.

［6］ 史瑞超，劉紅星，郁健，等. 壓電信號(hào)采集中放大電路前置級(jí)的設(shè)計(jì)［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（10）：179-181.

［7］ 蔡建新，張唯真.生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)［M］.北京：北京大學(xué)出版社，1997.

［8］ 張國(guó)雄.測(cè)控電路［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

［9］ 楊振江，蔡德芳.新型集成電路使用指南與典型應(yīng)用［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2000.

［10］ 管佳偉，吳虹，孫偉峰.無電阻低壓溫漂的CMOS基準(zhǔn)電壓源［J］.電子設(shè)計(jì)工程，2010,18(3):84-86.

作者簡(jiǎn)介: 陳振生 男，1946年出生，山東東平人，教授。從事電子技術(shù)應(yīng)用及精密高壓電源的研究工作。

劉伯強(qiáng) 男，1956年出生，山東棗莊人，博士研究生，教授。從事電工電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的研究工作。

第3篇：電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】 通信工程 電源維護(hù) 穩(wěn)定性

在整個(gè)通信系統(tǒng)當(dāng)中，通信電源占有越來越重要的位置，通信電源的設(shè)計(jì)是為了為通信設(shè)施提供更加穩(wěn)定可靠的能源。隨著社會(huì)的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，通信行業(yè)越來越發(fā)展，人們對(duì)通信的要求越來越高，技術(shù)上的進(jìn)步使通信，系統(tǒng)當(dāng)中對(duì)電源的要求也更加的嚴(yán)格。電源的穩(wěn)定性也都推進(jìn)了通信行業(yè)的整體發(fā)展，因此，如何對(duì)通信當(dāng)中的直流電源進(jìn)行穩(wěn)定性的維護(hù)，有重要意義。

一、通信電源的重要性

通信系統(tǒng)的電源通常由動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)，直流配電系統(tǒng)，交流配電系統(tǒng)，接地與防雷系統(tǒng)構(gòu)成。通信系統(tǒng)對(duì)電源的基本要求是它的穩(wěn)定性與可靠性。如果通信系統(tǒng)當(dāng)中電源一旦發(fā)生了故障，會(huì)使得整個(gè)通信系統(tǒng)全部中斷。而其他通信設(shè)備發(fā)生了故障，不會(huì)使整個(gè)通信系統(tǒng)都受到影響。因此通信電源的安全可靠性和電源的質(zhì)量直接影響到了通信的質(zhì)量和人身安全。因此電源系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)有雙路或多路的輸出，將直流和交流電互為備用。因此，通信電源對(duì)于整個(gè)通信系統(tǒng)來講都具有不可取代的地位。

二、通信電源的現(xiàn)狀及存在的問題

通信電源的設(shè)備品種繁多，組合奇特，如有低壓與高壓的配電設(shè)備，發(fā)電的設(shè)備又包括風(fēng)能太陽(yáng)能，發(fā)電機(jī)，柴油發(fā)電機(jī)、汽油發(fā)電機(jī)等。通信的電源涉及各種專業(yè)的知識(shí)較多。在通信電源的維護(hù)當(dāng)中需要涉及到，通信專業(yè)的技術(shù)，化學(xué)，機(jī)械學(xué)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用等相關(guān)專業(yè)的知識(shí)。對(duì)各個(gè)專業(yè)的高要求使通信電源，涉及各種各樣的專業(yè)學(xué)科專業(yè)性極強(qiáng)。其次，通信消耗的電能源巨大，需要精心的管理。如確保通信機(jī)房的溫度和生產(chǎn)過程當(dāng)中都需要用到電源。因此如何對(duì)這一部分的電源進(jìn)行精心的管理，使得電源的利用率提高，降低電源的成本具有十分重大的意義。在新時(shí)期，電源的維護(hù)、電源穩(wěn)定性安全性的控制。都有更加嚴(yán)格的要求，在維護(hù)的方式上也與傳統(tǒng)的方式有很大的差別，也對(duì)相關(guān)技術(shù)人員的專業(yè)知識(shí)的要求更加嚴(yán)格。而在設(shè)備的看守，等方面則需要進(jìn)入機(jī)械化，因此，維護(hù)好通信電源的責(zé)任相當(dāng)重大。

三、維護(hù)通信電源穩(wěn)定性的措施

3.1通信電源強(qiáng)化管理

在通信電源的強(qiáng)化管理方面，所有的相關(guān)技術(shù)和工作人員都應(yīng)該樹立起通信電源的工作意識(shí)。在工作人員和相關(guān)技術(shù)人員的培養(yǎng)方面應(yīng)該更加注重工作人員的相關(guān)科技知識(shí)。建立一支高水平與高素質(zhì)的維護(hù)隊(duì)伍是必不可少的，具備相關(guān)電源專業(yè)知識(shí)的工作人員，應(yīng)該隨時(shí)能注意到通信電源當(dāng)中的安全隱患，并對(duì)該隱患采取相應(yīng)的措施。同時(shí)培養(yǎng)一批通信電源的管理者，注重通信電源設(shè)施的保護(hù)和能源的節(jié)約，同時(shí)防止小事故的發(fā)生，強(qiáng)化電源設(shè)備與通信電源的有效結(jié)合，并做到組合優(yōu)化。

3.2構(gòu)建通信電源監(jiān)控系統(tǒng)

構(gòu)建通信電源監(jiān)控系統(tǒng)，是科技的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物。對(duì)電源設(shè)備實(shí)際的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程檢測(cè)。對(duì)通信電源存在故障的部件與設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的調(diào)整與處理。對(duì)電力通信系統(tǒng)進(jìn)行逐級(jí)的拆分。拆分后的各個(gè)機(jī)制包括監(jiān)控單元，中心局監(jiān)控中心，監(jiān)控站以及監(jiān)控中心等。這些拆分后的各個(gè)單元實(shí)行統(tǒng)一的集中管理與進(jìn)行實(shí)時(shí)的具體操作。嚴(yán)格的遵守集中維護(hù)、統(tǒng)一管理的原則，將原來的變電站改造成為無人站，將科技的進(jìn)步運(yùn)用到通信電源的維護(hù)和管理當(dāng)中，通信電源和通信設(shè)備都運(yùn)用無人看管的模式。因此，通信電源監(jiān)控設(shè)備本身的可靠性就顯得尤為重要，因此要將通信監(jiān)控系統(tǒng)的控制與監(jiān)督做到統(tǒng)一，要將通信監(jiān)控系統(tǒng)通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的重要性放在第一位。

3.3強(qiáng)化設(shè)備維護(hù)工作

維護(hù)通信電源的關(guān)鍵其實(shí)就是維護(hù)蓄電池。通常所說的閥控式免維護(hù)密封鉛酸蓄電池，指的是無需加水，使用蓄電池的過程中，因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間處于浮充狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生電解液干涸、活性物質(zhì)脫落變形等現(xiàn)象，進(jìn)而降低蓄電池容量。由于一些蓄電池在剛剛投入使用不久就存在故障，其原因除了一些蓄電池在生產(chǎn)過程中就存在缺陷及問題外，還因?yàn)閷?duì)電池沒有科學(xué)、有效地維護(hù)。其檢查措施均為通過對(duì)電池浮充狀態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，并對(duì)比檢查前的數(shù)據(jù)與廠家數(shù)據(jù)，以此確定電池需要更換與否。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 李敏操.提高通電電源穩(wěn)定確保通信系統(tǒng)暢通[J]. 價(jià)值工程，2012（10）：123-124.

第4篇：電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】RTU;電源切換電路;3.3V電源電路;現(xiàn)場(chǎng)儀表供電電路

Abstract：This article briefly introduces the power system of hydrology RTU （Remote Terminal Unit）.For the disadvantages of the power switching circuit，3.3V power supply circuit and field instrumentation supply circuit of the traditional hydrological RTU system，we propose some optimization and improvements respectively.With regard to power switching circuit，we make use of the chip LTC4412 of Liner company to control the MOSFET，this can resolve the ripple when the voltage switches;For the 3.3V power supply circuit，the column inductance is replaced by the magnetic inductance with same value，this can make the magnetic field line focus on magnetic inductance，so avoid the magnetic flux leakage;As to the field instrumentation supply circuit，the electromagnetic relay is replaced by MOSFET to settle the false operation and short mechanical endurance of it.The RTU power supply system is optimized by the former three improvements to enhance the stability of it.

Key Words：RTU;the power switching circuit;3.3V power supply circuit;field instrumentation supply circuit

1.引言

RTU[1]遠(yuǎn)程測(cè)控終端是能自動(dòng)完成水文（水情、水資源）參數(shù)的采集、存儲(chǔ)、傳輸和控制的設(shè)備。在整個(gè)水利信息化調(diào)度中起著中間樞紐的作用，其作用不言而喻，而RTU中的電源系統(tǒng)直接關(guān)系到RTU的穩(wěn)定性;為了實(shí)現(xiàn)RTU對(duì)水文參數(shù)全天候的采集，RTU由主備電源供電，主電源一般是220V交流電經(jīng)開關(guān)電源轉(zhuǎn)換得到的直流電源（本文以15V直流電源為例），備用電源用電池供電（本文以12V鉛酸電池為例）;經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上推出的RTU，電源系統(tǒng)中的電源切換電路不能進(jìn)行無縫切換，電源切換時(shí)產(chǎn)生紋波抖動(dòng)，電源3.3V供電電路在RTU設(shè)備上電期間產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾，現(xiàn)場(chǎng)儀表供電電路中的執(zhí)行器件存在誤動(dòng)作，不能可靠的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的傳感器進(jìn)行供電，所以有必要對(duì)供電系統(tǒng)重新優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高RTU的穩(wěn)定性。

2.RTU電源系統(tǒng)

RTU電源系統(tǒng)如圖1所示，主要包括電源切換電路、3.3V供電電路，現(xiàn)場(chǎng)儀表供電電路。其中RTU電源切換電路實(shí)現(xiàn)的是15V直流電源與電池12V直流電源之間的切換;3.3V供電電路為MCU和一些微控芯片供電;現(xiàn)場(chǎng)儀表供電電路對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不需要實(shí)時(shí)供電的設(shè)備（如光電直讀水表）進(jìn)行控制。

圖1 RTU主控器電源系統(tǒng)

3.電源切換電路優(yōu)化

電源切換電路實(shí)現(xiàn)的主要目的是：主電源15V電壓與備用電源電池12V電壓同時(shí)存在時(shí)，15V電源為RTU主控制器供電，電源切換電路阻斷電池供電;當(dāng)15V直流電源掉電時(shí)，電池12V電源為RTU主控制器供電;如果15V直流電壓恢復(fù)供電，電池供電回路就被阻斷，15V直流電源繼續(xù)為RTU供電。

傳統(tǒng)的RTU電源切換電路采用圖2所示方式，電池（J1）與15V電源電壓（J3）分別與二極管D1、D2相連后，輸出RTU電源（VCC），此種控制方式電路簡(jiǎn)單，成本低，易實(shí)現(xiàn)。但是，由于二極管存在導(dǎo)通時(shí)間，在15V電源（J3）與電池12V電源（J1）切換的過程中，VCC會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，影響RTU電源系統(tǒng)穩(wěn)定性，易使信號(hào)電平發(fā)生反轉(zhuǎn)，導(dǎo)致RTU在采集和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤， 而錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)會(huì)嚴(yán)重影響現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)調(diào)度與決策。

圖2 傳統(tǒng)RTU電源切換電路

圖3 電源切換優(yōu)化電路

圖3是對(duì)傳統(tǒng)的電源切換電路的優(yōu)化，LTC4412芯片（U1）控制一個(gè)P溝道MOSFET晶體管（Q1），根據(jù)P溝道MOSFET晶體管的通斷來選擇RTU的供電電源，LTC4412 Sence引腳監(jiān)測(cè)VCC的電壓，電壓正常時(shí)，LTC4412 Gate拉低至Sence引腳電壓，P溝道MOSFET晶體管斷開，主電源15V（J2）為RTU主控器供電;當(dāng)電壓過低或掉電時(shí)，LTC4412 Gate拉高至Sence引腳電壓，P溝道MOSFET晶體管閉合，供電電源切換為備用電源（J1）;在電源切換時(shí)，MOSFET晶體管快速動(dòng)作，儲(chǔ)能電容C1濾除切換的擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)供電電源的無擾動(dòng)切換;二極管的功耗約為0.7V，在LTC4412控制下，MOSFET晶體管在導(dǎo)通時(shí)，壓降為20mV;此種控制方式簡(jiǎn)單易行，解決了電源在切換時(shí)產(chǎn)生紋波的現(xiàn)象，極大的降低了功耗，優(yōu)化了RTU電源系統(tǒng)，提高了電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.3.3V供電電路優(yōu)化

以LM2596的典型輸出電路[2]為例，介紹3.3V供電電路的優(yōu)化，如圖4所示。

L1為輸出電感，在RTU多數(shù)產(chǎn)品中，會(huì)采用柱狀電感，此種電感在輸出電流比較小時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生太大的漏磁，但在RTU中都會(huì)有集成的DTU通信模塊，此模塊在上電瞬間，所需驅(qū)動(dòng)電流比較大，柱狀電感會(huì)產(chǎn)生較大的漏磁，影響電路板其它模塊的正常運(yùn)行，例如使電磁繼電器產(chǎn)生誤動(dòng)作。本文的改進(jìn)如下：把柱狀電感換成同樣電感值的磁環(huán)電感，在遇到電流較大的情況下，磁力線會(huì)集中在磁環(huán)電感中，避免了漏磁的產(chǎn)生，提高了3.3V供電電路的穩(wěn)定性。

圖4 3.3V供電優(yōu)化電路

圖5 傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)儀表供電電路

5.現(xiàn)場(chǎng)儀表供電電路優(yōu)化

為降低RTU測(cè)控終端的功耗，部分傳感器不需要實(shí)時(shí)供電，只在RTU與其通信時(shí)，才需要供電，目前多數(shù)RTU產(chǎn)品采用如圖5所示的方法，單片機(jī)的I＼O口控制NPN三極管（Q1），三極管控制12V電磁繼電器（KC1），繼電器的常開觸點(diǎn)去控制VCC電源的導(dǎo)通。在這種控制方式下，由于電磁繼電器本身固有的特性，加上RTU所處現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不乏電機(jī)、大型電源控制柜、鎮(zhèn)流器等強(qiáng)電設(shè)備，存在著各種各樣的強(qiáng)電磁干擾[3]，使電磁繼電器容易在復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生誤動(dòng)作;在大壩、水庫(kù)、河道等特殊場(chǎng)合檢測(cè)時(shí)，RTU與傳感器通信的頻率較高，使得電磁繼電器的機(jī)械壽命不能支持足夠的年限，加劇了RTU在現(xiàn)場(chǎng)的不穩(wěn)定性。

在圖6中，對(duì)傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)儀表的供電電路進(jìn)行了優(yōu)化，用單片機(jī)的I＼O口控制NPN三極管（Q2），三極管（Q2）控制P溝道的MOSFET（Q1），MOSFET（Q1）的輸出接著LM7812（M1），三端穩(wěn)壓芯片LM7812（M1）輸出穩(wěn)定12V電壓，驅(qū)動(dòng)500mA以下的傳感器;在這種控制方式，用MOSFET代替電磁繼電器，解決了電磁繼電器誤動(dòng)作和機(jī)械壽命短的問題，現(xiàn)場(chǎng)儀表的供電電路更加穩(wěn)定。

圖6 現(xiàn)場(chǎng)儀表供電優(yōu)化電路

6.結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)RTU系統(tǒng)中的電源切換電路、3.3V供電電路和現(xiàn)場(chǎng)儀表供電電路進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，主備電源間實(shí)現(xiàn)了無擾動(dòng)切換，避免了漏磁的產(chǎn)生，現(xiàn)場(chǎng)儀表的供電電路更加穩(wěn)定可靠，延長(zhǎng)了RTU的壽命，提高了RTU電源系統(tǒng)的在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定性，減少了維護(hù)成本。

參考文獻(xiàn)

[1]王偉，周圣倉(cāng).一種分布式RTU系統(tǒng)：中國(guó)，CN203689117 U，2014.7.2.

[2]Instruments T.LM2596 SIMPLE SWITCHER? Power Converter 150 kHz[J].2013.

第5篇：電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)范文

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關(guān)鍵詞：電能表； 制造工藝； 質(zhì)量穩(wěn)定性； 單板老化

中圖分類號(hào)：

TN71034

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004373X(2012)13

0176

02

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收稿日期：20120221

0引言

電子元器件是組成電子產(chǎn)品的核心［1］，電子元器件質(zhì)量的高低和壽命的長(zhǎng)短直接決定了包括電子式電能表在內(nèi)的所有電子產(chǎn)品的使用壽命。另外，合理的工藝設(shè)計(jì)\[2\]和制造也是影響到產(chǎn)品質(zhì)量的又一個(gè)重要因素。因此，為保證出廠后產(chǎn)品的使用質(zhì)量可靠，必須在產(chǎn)品出廠前驗(yàn)證影響其質(zhì)量穩(wěn)定性\[3\]的因素。有些電表廠家做了整機(jī)通電老化，雖然這種方式可靠性好，但整機(jī)通電老化會(huì)使生產(chǎn)效率大打折扣，并且勞動(dòng)量會(huì)增加很多。

近兩年，隨著電網(wǎng)改造的逐漸完成，電能表更新?lián)Q代也在緊張進(jìn)行中。面對(duì)這個(gè)巨大的市場(chǎng)需求，各個(gè)廠家都在為自己的生產(chǎn)能力不斷擴(kuò)展規(guī)模，引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)線，然而在不斷提高生產(chǎn)能力的同時(shí)，也要考慮生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。以下介紹低成本投入保證高效率的生產(chǎn)的單板老化方式［4］。

1老化對(duì)象

根據(jù)電能表產(chǎn)品的分類，被老化對(duì)象可以分為兩大類：?jiǎn)蜗啾砗腿啾怼＊?/p>

1.1單相表

國(guó)內(nèi)單相表使用電壓統(tǒng)一為AC 220 V,因此可以實(shí)現(xiàn)老化電源的統(tǒng)一。因此要求電能表設(shè)計(jì)一致的電源輸入接口，這樣在電能表電路板單板被老化時(shí)，接口才能統(tǒng)一。

1.2三相表

三相表的設(shè)計(jì)相對(duì)單相表而言稍微復(fù)雜一些。一般情況下三相表要求功能較多，這樣三相表就會(huì)由電源板和邏輯板組合而成，為了實(shí)現(xiàn)電源板和邏輯板生產(chǎn)互不干涉，可以采用兩種單板分開單獨(dú)老化。

由于產(chǎn)品的生產(chǎn)是根據(jù)用戶實(shí)際需求而制作的，因此電源板也根據(jù)產(chǎn)品要求有AC 55.7 V，AC 100 V，AC 220 V和AC 380 V之分。邏輯板的設(shè)計(jì)也受到各地招標(biāo)規(guī)約的限制電源輸入接口不能完全一致，然而為了實(shí)現(xiàn)單板老化的便捷，要求邏輯板設(shè)計(jì)時(shí)需要一致的電源排列順序。

2老化工裝

單板老化架要實(shí)現(xiàn)操作便捷性、可維護(hù)性、使用安全性\[5\]等基本原則。架體組成可分為獨(dú)立老化托盤、多層老化架體、表頭顯示箱等三大組成部分。

獨(dú)立老化托盤根據(jù)單個(gè)托盤所能承載能力［6］，設(shè)計(jì)不同尺寸。托盤根據(jù)尺寸大小設(shè)計(jì)多個(gè)老化工位，為防止單板在托盤上出現(xiàn)互相碰撞，需要再固定上防撞隔斷。

多層老化架體根據(jù)單個(gè)老化架的承載能力、單層托盤間距要求、托盤大小等因素設(shè)計(jì)老化架體的尺寸，當(dāng)然也要受到老化室［7］入口的限制。

表頭顯示箱是老化架體工作時(shí)需要顯示各個(gè)輸入電壓值的指示箱，里面裝載電壓電流表頭，實(shí)時(shí)顯示電壓電流值，對(duì)電源波動(dòng)起到實(shí)時(shí)監(jiān)控的作用。同時(shí)表頭箱又承載電源開關(guān)的功能。

3老化方案

3.1單相表老化方案

由于單相表使用電源的統(tǒng)一性，其單板老化實(shí)現(xiàn)更方便一些，只需提供統(tǒng)一的電源接口，即可完成便捷的單板接線操作。老化是在通電時(shí)進(jìn)行，因此單板老化架與老化托盤之間的連接也是比較關(guān)鍵的問題。這里建議采用暗線方式，老化托盤與架體之間采用彈簧卡子可靠接觸方式實(shí)現(xiàn)。這樣老化托盤在架體軌道上可以方便插拔，不受連接線的限制。單相表電源輸出電路如圖1所示。

3.2三相表電源板老化方案

由于三相表電源板存在多種電源輸入規(guī)格，因此在老化架體取電后需要將其轉(zhuǎn)化成多路輸出的不同值電源電壓［8］，這些不同值的電源電壓可以通過制作多路輸出大功率交流隔離變壓器來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)這些經(jīng)過隔離的電源電壓對(duì)后端的安全也起到了很好的保護(hù)作用。三相表電源板輸出電路如圖2所示。

3.3三相表邏輯板老化方案

三相表邏輯板電源輸入接口一般情況都是直流電源，因此需要做交流變直流的轉(zhuǎn)換，根據(jù)邏輯板直流電源的需求配置不同型號(hào)的開關(guān)電源，通過斷路器開關(guān)單獨(dú)控制電源輸出，同時(shí)輸出電源通過數(shù)顯表顯示，每路電源輸出加大過載的單向二極管［9］，防止電源反串燒壞其他低輸出電源,三相表邏輯極電路如圖3所示。

4結(jié)語(yǔ)

本文論述了電子式電能表單板老化在生產(chǎn)中的實(shí)施方法，該方法設(shè)備投入小，電源轉(zhuǎn)換便捷，能夠很快見效。通電老化工藝符合國(guó)標(biāo)老化規(guī)范［10］并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)合理安排工藝流程。其他電子產(chǎn)品的單板老化同樣可以參照此模式進(jìn)行適當(dāng)更改。

參考文獻(xiàn)

［1］劉潤(rùn)華.現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)［M］.東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)出版社，1998.

［2］高偉堃.現(xiàn)代電子工藝技術(shù)指南［M］.北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2001.

［3］王靜，胡燕，張德勝，等.GJB 548A1996微電子器件試驗(yàn)方法和程序［S］.北京：機(jī)械電子工業(yè)部,1997.

［4］郭曉甫.繼電器保護(hù)裝置單板老化工藝及實(shí)施［J］.電子工藝技術(shù)，2009，30(5)：301304.

［5］孫青，莊奕棋，王錫吉，等.電子元器件可靠性工程［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2002.

［6］牟致忠.機(jī)械可靠性:理論?方法?應(yīng)用［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

［7］曹捷，張國(guó)琦.一種新型高低溫老化房［J］.電子工藝技術(shù)，2002,23(6)：253254.

［8］中國(guó)集成電路大全編委會(huì).中國(guó)集成電路大全：CMOS集成電路［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1985.

［9］張建華.數(shù)字電子技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.

［10］王酣,吳京燕,陳大為.集成電路高溫動(dòng)態(tài)老化系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范［S］.北京：全國(guó)無線電計(jì)量技術(shù)委員會(huì)，2007.

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作者簡(jiǎn)介：

何小輝男，1981年出生，河南許昌人，助理工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。

崔艷華女，1981年出生，河南許昌人，助理工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。

劉靜然男，1967年出生，河南許昌人，工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。

項(xiàng)立衛(wèi)男，1983年出生，河南許昌人，助理工程師。主要從事電力電子、儀器儀表研究工作。

第6篇：電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)范文

航嘉的多核R80系列電源向來以做工、用料扎實(shí)著稱。原本主打高效率，而現(xiàn)在該系列已經(jīng)逐步進(jìn)化為比較全能的產(chǎn)品。特別是針對(duì)主流市場(chǎng)的多核R80　400，其均衡的表現(xiàn)吸引了不少玩家的關(guān)注，甚至不乏玩家自己做評(píng)測(cè)，描述多核R80　400的諸多優(yōu)點(diǎn)，還將其稱贊為主流電源中最得力的小鋼炮。如此榮譽(yù)是否實(shí)至名歸？Mc特地邀請(qǐng)航嘉送測(cè)了這款熱門產(chǎn)品。

航嘉多核R80　400獲得了80PLUS認(rèn)證，這算是秉承TR80系列的高效傳統(tǒng)。其次，寬幅設(shè)計(jì)能讓它在100～240V的大范圍動(dòng)態(tài)電壓下正常工作。這讓玩家們不用擔(dān)心夏季用電高峰時(shí)期的電壓起伏對(duì)主機(jī)產(chǎn)生的影響，也能讓供電原本就不穩(wěn)定的城郊地區(qū)用戶穩(wěn)定地使用PC。不過就總的功率來說，R80　400顯得稍小，額定輸出400W。對(duì)使用單一中端獨(dú)立顯卡或者整合平臺(tái)用戶來說較為合適。當(dāng)然，“質(zhì)量”質(zhì)為先。再加之主流玩家很少配置超過8pin+6pin供電需求的獨(dú)立顯卡，所以就用戶群來說，R80　400的額定輸出功率還算合格。為了保證供電品質(zhì)，R80　400的設(shè)計(jì)和用料還算扎實(shí)。它的功率校正電路采用了主動(dòng)式PFC設(shè)計(jì)，不過跟我們以往在主流產(chǎn)品上看到的主動(dòng)PFC稍有區(qū)別，它更加完整。從高壓電容，到電感線圈、電阻和繼電器都一一具備，這么完整的線路以往只有在1000W級(jí)高定位電源上能夠看到。和同檔次產(chǎn)品相比，它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也算相對(duì)合理，整體采用雙路12V輸出設(shè)計(jì)，保證處理器和顯卡供電的相對(duì)獨(dú)立性和穩(wěn)定性。此外，線材也是很容易被玩家忽略的部分，因此也有不少產(chǎn)品在這上面偷工減料。而R80　400的線材雖未采用模組設(shè)計(jì)，但長(zhǎng)度和材質(zhì)上均未縮水，能夠保障傳輸效率和玩家的長(zhǎng)路線背板走線設(shè)計(jì)。

理論上這樣的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)能獲得不錯(cuò)的供電穩(wěn)定性和高效率，其實(shí)際效率如何呢？接下來就讓我們實(shí)際上機(jī)試試。在220V市電條件下，我們測(cè)試TR80　400的穩(wěn)定性。其+12V、5V、3.3V電壓的波動(dòng)值都在2.5％左右，表現(xiàn)不錯(cuò)。模擬一套總功率300W的平臺(tái)滿載時(shí)的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)R80　400的轉(zhuǎn)換效率竟然接近87％。雖然220V市電測(cè)試環(huán)境比110V的低壓環(huán)境更輕松，但這樣的表現(xiàn)還是值得稱贊，轉(zhuǎn)換效率比肩銀牌認(rèn)證，堪比不少比它定位更高的產(chǎn)品。最后，在噪音測(cè)試中，它的表現(xiàn)依舊出色。在夜間安靜的聽音室（環(huán)境噪音35dB），我們測(cè)得，它的輕載工作噪音僅38.7dB，屬于人耳幾乎聽不到的程度；滿載時(shí)稍高，達(dá)到44.2dB，不過若將它放在機(jī)箱中，即使在夜間，這樣的噪音也幾乎聽不到。

綜上所述，R80　400的綜合表現(xiàn)確實(shí)值得肯定，整體供電穩(wěn)定性、效率和噪音控制能力在同規(guī)格產(chǎn)品中屬一流水平。考慮到價(jià)格因素，它缺乏模塊線材設(shè)計(jì)、LED燈光裝飾等一些流行的元素也算可以理解，畢竟對(duì)用戶來說金玉其中也遠(yuǎn)比金玉其外來得更加實(shí)在。近期有購(gòu)置電源需求的玩家們不妨多多對(duì)比和關(guān)注。

第7篇：電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)范文

1提高電壓穩(wěn)定性需要應(yīng)考慮的現(xiàn)實(shí)問題

盡管電力系統(tǒng)的發(fā)展在全世界范圍內(nèi)得到了廣泛的認(rèn)可和推行，但是其引發(fā)的電力崩潰安全事故也相對(duì)比較頻繁。其發(fā)生的主要原因是由于對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究分析得不夠深入和徹底，使得在發(fā)生小范圍的電壓穩(wěn)定破壞事故后，由于運(yùn)行維護(hù)人員的操作不當(dāng)，使得其發(fā)生惡性連鎖反應(yīng)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的全部崩潰。

1.1電力系統(tǒng)要具有很強(qiáng)的電壓調(diào)節(jié)能力和足夠的無功電源對(duì)于電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高，需要在一些電力負(fù)荷要求比較高的區(qū)段，設(shè)置一定的無功電源保證其電力補(bǔ)償量，使得電壓在正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上保有一定的電壓富余，保證電力系統(tǒng)具有較強(qiáng)的自我電壓調(diào)節(jié)能力，從而保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)營(yíng)。無功電源的設(shè)置要注意一些實(shí)際的維護(hù)問題，在設(shè)置時(shí)應(yīng)避免無功電源長(zhǎng)距離的進(jìn)行無功的輸送，還要使得其保持一定的分區(qū)分層的平衡。另外為了更加有效的保證電壓穩(wěn)定性的控制，應(yīng)該在電力設(shè)計(jì)過程中始終保有高于正常水平的運(yùn)行電壓和足夠的無功電源.

1.2電力系統(tǒng)其本身負(fù)荷特性的影響電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性受到多方面因素的影響，但是電力系統(tǒng)的負(fù)荷特性是所有影響因素中最為重要的。在一般的電壓穩(wěn)定性分析過程中，由于電力系統(tǒng)建設(shè)的本身中有較多的電壓的調(diào)配裝置，還加上電力系統(tǒng)負(fù)荷特性本身的多樣性和時(shí)變性，在實(shí)際的電力運(yùn)營(yíng)過程中，其綜合的負(fù)荷特性更加的繁復(fù)。由于電網(wǎng)在實(shí)際的運(yùn)營(yíng)過程中，電網(wǎng)主要是通過獲取電網(wǎng)中恒定的電流，實(shí)現(xiàn)電力的供應(yīng)，這一恒定的電流即恒電流負(fù)荷，如果無法滿足這一電流的穩(wěn)定提供，就會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)電壓的失穩(wěn)。一定意義上來說恒電流負(fù)荷有比較明顯的強(qiáng)制性，一旦無法實(shí)現(xiàn)，就會(huì)導(dǎo)致電壓的失穩(wěn)。

1.3電力系統(tǒng)輸送電力的穩(wěn)足程度以往我們一般在電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，只是考慮到電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。但隨著電網(wǎng)建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)化和普片化，長(zhǎng)距離大容量的送電模式已經(jīng)越來越多的實(shí)際應(yīng)用，而對(duì)于如何保證長(zhǎng)距離的兩端的電壓穩(wěn)定性，是我們需要更加多的關(guān)注，以保證電力系統(tǒng)輸送電力的穩(wěn)足程度。下文我們主要探究電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性破壞及出現(xiàn)紊亂現(xiàn)象的緣由：其一是在長(zhǎng)距離送電線路輸送過程中，會(huì)伴隨著一些由于控制不夠的電力荷載，使得線路出現(xiàn)明顯的電壓差。如果不能有效的保證和控制送端或受端電壓發(fā)生變化，就會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)輸送電力的穩(wěn)足程度比較低，無法充分滿足用戶的電力需求；其二是由于目前我國(guó)的電力系統(tǒng)的鋪設(shè)過程中主要以電纜作為輸送材料，這就使得我國(guó)的輸電系統(tǒng)出現(xiàn)電力容性的特點(diǎn)，而由于深夜用電負(fù)荷相對(duì)較小，就會(huì)使得受端與送端電壓出現(xiàn)較高的電壓差，一旦不能有效的控制，系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性就會(huì)被破壞，并對(duì)電力設(shè)備產(chǎn)生消極的影響，甚至導(dǎo)致本可避免的的安全事故；其三是由于我國(guó)工業(yè)發(fā)展的規(guī)模化加大，使得企業(yè)對(duì)于用電量的需求也急劇增加，使得大容量負(fù)荷變得更加的集中化，這就使得在用電的高峰和低谷，產(chǎn)生比較兩極化的無功負(fù)荷需求，如果得不到有效控制就會(huì)影響系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性，從而無法保證電力系統(tǒng)輸送電力的穩(wěn)足程度。

2提高電壓穩(wěn)定性的對(duì)策

通過前文對(duì)于系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行詳細(xì)的探究和分析，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)影響電壓穩(wěn)定性的原因相對(duì)比較多，而下文我們主要從設(shè)備和運(yùn)行以及預(yù)案模型的建立三個(gè)方面，提出一些提高電壓穩(wěn)定性的對(duì)策。

2.1提高運(yùn)行方面的對(duì)策為了保證電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，在電力系統(tǒng)的運(yùn)行方面，系統(tǒng)的維護(hù)人員應(yīng)該制定合理有效的運(yùn)行方案，使得系統(tǒng)能夠及時(shí)的調(diào)整設(shè)備來投切電壓和無功功率。在電力系統(tǒng)處于重載情況下時(shí)，在運(yùn)行維護(hù)過程中必須通過有效的控制，使得輸電電壓始終保持在允許的高水平。除了在技術(shù)上的運(yùn)行維護(hù)方面做工作外，還應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)人員不斷進(jìn)行電壓穩(wěn)定性的基本知識(shí)的指導(dǎo)和培訓(xùn)，提高維護(hù)人員的職業(yè)素質(zhì)，為電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性的提高貢獻(xiàn)人員的實(shí)踐科技力量。

2.2電壓安全監(jiān)控系統(tǒng)伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的深入，其已經(jīng)滲透到社會(huì)生活的方方面面，不無例外的也可以應(yīng)用到保證電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性中去。我們可以通過建立電壓安全監(jiān)控系統(tǒng)，更加便捷和合理的調(diào)度電力需求，使得電力的輸送更加符合實(shí)際的電力需求。還可以通過開發(fā)出功能更加強(qiáng)大電壓安全監(jiān)控軟件，從而使得電壓系統(tǒng)的安全監(jiān)測(cè)更加的全面和有效，這樣將會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行起到積極地推動(dòng)作用。使得電力系統(tǒng)更加及時(shí)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致電壓失穩(wěn)的原因，以便及時(shí)的將其排除，從而最大化電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3做好充分預(yù)案準(zhǔn)備由于負(fù)荷特性的多樣性和不確定性，我們必須時(shí)刻關(guān)注系統(tǒng)電壓的實(shí)際變化，通過合理的電力調(diào)配和維護(hù)保證電壓的穩(wěn)定性運(yùn)營(yíng)。在實(shí)際的運(yùn)營(yíng)過程中，我們可以通過對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的負(fù)荷特性進(jìn)行詳細(xì)的分析和規(guī)劃，對(duì)各類可能發(fā)生的電壓失穩(wěn)情況進(jìn)行充分的預(yù)案準(zhǔn)備，建立比較仿真的負(fù)荷數(shù)據(jù)模型，使得電力企業(yè)能夠更加有效的提高電壓穩(wěn)定性

3結(jié)語(yǔ)

第8篇：電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)范文

[關(guān)鍵詞]通信系統(tǒng)；通信電源系統(tǒng)；設(shè)計(jì)方案

中圖分類號(hào)：TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）22-0153-01

在進(jìn)入到二十一世紀(jì)之后，似乎世界上所有的東西都在變得發(fā)展迅速，主要體現(xiàn)在了經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)上，而現(xiàn)代化的通信技術(shù)也是其中較為重要的一項(xiàng)，可以說現(xiàn)代通信技術(shù)已經(jīng)深入的改善了我們的生活和溝通。但是在通信技術(shù)的發(fā)展中，通信電源系統(tǒng)一直是通信技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵，通信技術(shù)在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)需要消耗一定的能量，而現(xiàn)代通信使用的如此頻繁和超高量對(duì)于通信電源系統(tǒng)就提出了更高的要求，因此，對(duì)于通信電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究有著極其重要的意義。

1、常用設(shè)計(jì)方案

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，并且對(duì)于偏于地區(qū)的通信質(zhì)量和信號(hào)要求等，對(duì)于通信電源系統(tǒng)就提出了更高的要求。為了能夠讓信號(hào)進(jìn)行全方位、全地域的覆蓋必須建設(shè)大量的通信基站，而在其電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)建設(shè)中，由于通信技術(shù)的特殊性以及地理位置和環(huán)境的特殊性等，使得通信電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要能夠滿足這些所有條件需要。同時(shí)現(xiàn)代的通信電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還要滿足于信息化、網(wǎng)絡(luò)化的條件，能滿足于時(shí)代的需要，以及在出現(xiàn)相關(guān)故障時(shí)能夠及時(shí)進(jìn)行自檢和上報(bào)等功能。因此嗎，針對(duì)以上相關(guān)的功能要求，對(duì)于通信電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要的要在以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：

1.1 電壓的輸入范圍

電壓的輸入范圍是電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要因素之一。通信電源系統(tǒng)的電壓輸入范圍和常規(guī)的農(nóng)電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓值存在著一定的差距，因此，常用的農(nóng)電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓實(shí)無法滿足于通信電源系統(tǒng)的電壓輸入要求的，將很難保證通信數(shù)據(jù)的傳送質(zhì)量和良好的通信服務(wù)。通常一般都是要求其輸入的電壓值要高于常用農(nóng)電網(wǎng)電壓的30%，同時(shí)在通信電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，還有考慮諸多的外在環(huán)境、氣候等因素，如雷電等問題都會(huì)直接的影響到通信電源系統(tǒng)的輸入電壓，因此需要做好相關(guān)的保護(hù)措施。

1.2 防塵、防潮、放高溫

我們都知道，為了滿足現(xiàn)代人們的及時(shí)通信要求和高質(zhì)量的同要求等，就必須要進(jìn)全方位的覆蓋。因此，自然就會(huì)受到各種環(huán)境因素的影響，這其中關(guān)于溫度、濕度等等方面的要求就需要考慮進(jìn)去。因此，在進(jìn)行通信電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，就要把這些所有的問題考慮進(jìn)去，做好防塵、防潮、防高溫的保護(hù)措施，這些因素都會(huì)極大的影響到我們的通信電源和通信質(zhì)量的正常工作。

1.3 要具備遠(yuǎn)程控制和自我診斷能力

信息化和網(wǎng)絡(luò)化是現(xiàn)代通信電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要手段，智能化的通信電源系統(tǒng)，應(yīng)能夠做到進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制，時(shí)刻知曉當(dāng)前通信運(yùn)行和通信源系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量好壞，是否正常運(yùn)行以及當(dāng)出現(xiàn)問題時(shí)，是否能夠及時(shí)的尋找到問題的原因以及具體出現(xiàn)問題的位置，方便進(jìn)行及時(shí)的診斷和下一步的維修工作。這些都需要整套的通信電源系統(tǒng)能夠保證較高的信息化和智能化，具有一定的遠(yuǎn)程監(jiān)控和自我診斷能力。

2、可靠性設(shè)計(jì)方案

通信電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)除了要滿足于常規(guī)的使用外，還應(yīng)具備相當(dāng)?shù)目煽啃?。相比傳統(tǒng)的通信電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，可靠性的通信電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，又有著更高的要求。主要考慮了在電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上、對(duì)外界的抗干擾、抗影響能力上，因此，對(duì)于可靠性的通信電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案來說，主要的需要注意以下幾點(diǎn)：

2.1 電源模塊交流輸入的電壓范圍

電源模塊是通信電源系統(tǒng)中保持電壓輸入的關(guān)鍵，主要的控制著交流電壓的輸入范圍，對(duì)通信電源系統(tǒng)的穩(wěn)定工作具有關(guān)鍵的作用。在電源模塊的交流電輸入電壓上，同樣是要保證其電壓高于國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的30%以上，這樣才能保證電壓的輸入穩(wěn)定性和可靠性，能夠應(yīng)對(duì)各種的電壓情況在復(fù)雜的環(huán)境之下保證其工作的穩(wěn)定性和可靠性。并且這一電壓輸入范圍和電站網(wǎng)絡(luò)要求的輸入相適應(yīng)。

2.2 電源模塊的冷卻設(shè)計(jì)

我們都要知道在電源流通的過程中比然的會(huì)產(chǎn)生高溫現(xiàn)象，而高溫絕對(duì)是通信電源系統(tǒng)穩(wěn)定工作的障礙，因此，必須做好電源模塊冷卻降溫工作，才能保證通信電源系統(tǒng)穩(wěn)定的運(yùn)行，保證輸入電壓的穩(wěn)定性。在電源冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上可以根據(jù)不同的地區(qū)以及外界環(huán)境等因素進(jìn)行綜合的考慮，來選擇最終適合的冷卻方式。

2.3 智能化的遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)計(jì)

智能化的通信電源基站現(xiàn)在都是沒有人工值守的，大多都是在統(tǒng)一的監(jiān)控中心進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控，因此，在智能化的通信電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，就需要在其各個(gè)關(guān)鍵的點(diǎn)上進(jìn)行監(jiān)控裝置的安裝，保證能夠全體候?qū)ζ溥M(jìn)行監(jiān)控和管理，從而極大的提高通信電源系統(tǒng)的維護(hù)水平和效率。在通信電源系統(tǒng)的日常運(yùn)行中，難免的會(huì)遇到因?yàn)橥饨绲囊蛩厝鐞毫拥奶鞖狻夂蛴绕涫情W電、雷擊對(duì)通信電源系統(tǒng)的穩(wěn)定工作特別容易造成破壞，除了外在的影響因素，自身在運(yùn)行時(shí)的高溫、塵土、潮濕的空氣等都會(huì)對(duì)通信電源系統(tǒng)造成破壞，因此，當(dāng)出現(xiàn)意外時(shí)，我們需要通信電源系統(tǒng)能夠及時(shí)的進(jìn)行自動(dòng)上報(bào)和通知，并且能夠具體找出事故位置以及原因等，只有這樣才能在第一時(shí)間對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)，從而才能夠保證通信系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著通信技術(shù)的全面發(fā)展和普及運(yùn)用，通信電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是其向前持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵點(diǎn)，因此對(duì)于通信電源系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要全方位的考慮好在其運(yùn)行中容易出現(xiàn)的以上相關(guān)問題，并針對(duì)性的做好防護(hù)措施。只有做好通信電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，才能保證通信質(zhì)量和服務(wù)的進(jìn)一步升級(jí)以及通信技術(shù)的不斷向前發(fā)展。本文主要的從常用的通信電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和可靠性的通信電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行入手，分析了各個(gè)方案之間，應(yīng)在哪些方面需要進(jìn)行格外的注意。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋福峰，劉寶昌.通信電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行維護(hù)中節(jié)能方案探討[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2010，03：69-71.

第9篇：電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：LED；單片機(jī)；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；智能；恒流驅(qū)動(dòng)

中圖分類號(hào)：TM923.34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2012）14-0138-02

近數(shù)年來，LED的使用越來越普遍，其擁有環(huán)保、節(jié)能、光電效率高、使用壽命長(zhǎng)、亮度高、安全性、穩(wěn)定等多方面的優(yōu)點(diǎn)。由于其眾多的優(yōu)點(diǎn)，近年來各行各業(yè)的應(yīng)用得以迅速地發(fā)展起來。從一定程度上也說明了LED驅(qū)動(dòng)電路成為了產(chǎn)品應(yīng)用中一大極其關(guān)鍵的因素。從理論上來講，LED的使用壽命是10萬個(gè)小時(shí)以上，但由于種種原因，主要的是在實(shí)際應(yīng)用的過程中，因?yàn)轵?qū)動(dòng)方式的選擇不當(dāng)以及驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)的不周全，致使LED極為容易受到損壞。

1 LED驅(qū)動(dòng)現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，市場(chǎng)上的很多生產(chǎn)商所生產(chǎn)出來的LED產(chǎn)品，大多采用的都是阻容降壓的方式，同時(shí)采用一個(gè)外加的穩(wěn)壓電源，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈的持續(xù)供電，這樣則能有效的降低LED 的成本，但是這種供電方也存在著一定的弊端，對(duì)LED也造成了一定的影響。一方面，這種供電方式的效率驅(qū)動(dòng)效率很低，耗費(fèi)了大量的電能用來實(shí)現(xiàn)降壓點(diǎn)受阻，甚至其產(chǎn)生的電能消耗可能會(huì)超過LED 自身對(duì)電能的消耗，而且電流的驅(qū)動(dòng)也十分有限，當(dāng)電流較大時(shí)則對(duì)于降壓電容產(chǎn)生的需求較大，這樣就會(huì)造成電能的消耗不斷的增加；另一方面，在電壓的穩(wěn)定方面較差，對(duì)于通過LED 的電流無法確保其能夠滿足工作需求，在進(jìn)行LED的產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，需要通過降低LED 兩端的電壓來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，但是這種驅(qū)動(dòng)必須要降低LED產(chǎn)品的亮度才能夠?qū)崿F(xiàn)?？偟膩碚f，使用這種方法來實(shí)現(xiàn)LED產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)，使得LED自身的亮度無法得到有效的保證，流經(jīng)的電源也不夠穩(wěn)定。如果供電源的電壓降低時(shí)，則會(huì)造成LED的亮度降低，只有在電源電壓穩(wěn)定時(shí)，才能夠保證LED的亮度不受影響。

2 LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

LED照明產(chǎn)品是全球主流的節(jié)能產(chǎn)品之一，它將會(huì)成為未來照明發(fā)光產(chǎn)品中的主流趨勢(shì)。LED照明產(chǎn)品在使用的過程中，比傳統(tǒng)的照明產(chǎn)品節(jié)電60%-70%。其具有的眾多優(yōu)勢(shì)讓人們不得不重視LED的發(fā)展前景。LED之所以能維持如此多的優(yōu)點(diǎn)，其還是要靠LED驅(qū)動(dòng)來支撐的。

在進(jìn)行LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)時(shí)，前提是必須清楚的了解LED電流和電壓的特性，因?yàn)樵诓煌腖ED 生產(chǎn)廠家中，生產(chǎn)出來的LED產(chǎn)品也具有不同的規(guī)格，因此在電流和電壓方面也存在著一定的差異，以白光LED典型規(guī)格為例，按照LED的電壓、電流的變化規(guī)律，一般應(yīng)用正向電壓是3.0-3.6 V左右，典型值電壓為3.3 V，電流為20 mA，當(dāng)LED兩端的正向電壓超過3.6 V后，正向電壓只會(huì)有很小的增加，但是LED兩端的正向電流可能會(huì)成倍的增加，致使LED發(fā)光體的溫度升高地過快，從而加快了LED亮光的衰弱，一般程度導(dǎo)致LED的使用壽命的縮短，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)筁ED燒壞。所以，面對(duì)LED使用過程中的多種損耗，對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)提出嚴(yán)格的要求。

3 理想的LED驅(qū)動(dòng)方式

通過對(duì)LED的電壓和電流所產(chǎn)生的不同變化特征進(jìn)行詳細(xì)的觀察和分析，可以發(fā)現(xiàn)，在恒壓方式下對(duì)LED進(jìn)行驅(qū)動(dòng)存在著一定的可行性。雖然在一般情況下，我們使用的穩(wěn)定電壓電路有著一定的弊端和不足，比如電壓不夠穩(wěn)定或者是穩(wěn)流能力較差等問題，但是必須認(rèn)識(shí)到，穩(wěn)壓電路具有一定的精確設(shè)計(jì)，通過穩(wěn)壓電路實(shí)現(xiàn)LED 的持續(xù)供電也是一種較為穩(wěn)定的途徑。根據(jù)相關(guān)的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于LED來說，采用橫流驅(qū)動(dòng)是一種十分理想的方式，這種方式能夠使LED 的正向電壓發(fā)生改變引起電流變化的問題得到很好的解決，同時(shí)也能夠保證LED供電的持續(xù)性和穩(wěn)定性。也可以說，理想的LED 驅(qū)動(dòng)方式，是保證電壓的恒定和穩(wěn)定，通過串聯(lián)實(shí)現(xiàn)多個(gè)LED 同時(shí)供應(yīng)。

4 LED模型

LED模型在建立的過程中，會(huì)引起電流的變化。當(dāng)LED的電壓值超過其恒定的規(guī)定值之外，LED的電流流向會(huì)發(fā)生變化，而且會(huì)隨著正向電壓的增大而不斷的增加，當(dāng)電壓發(fā)生極小的變化時(shí)也容易引起電流的變化。電流對(duì)于電壓的變化是十分敏感的，當(dāng)正電壓的某一個(gè)值小于規(guī)定值時(shí)，則會(huì)使電流發(fā)生變化，LED 的發(fā)光變得極為微弱；而當(dāng)電壓的某個(gè)值大于規(guī)定值時(shí)，則會(huì)使LED 的光變得更強(qiáng)。

5 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

LED的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)于光源運(yùn)行系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率有著直接的影響，同時(shí)也影響著光源運(yùn)行系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用壽命，而本文則主要結(jié)合恒流驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)恒流控制、開關(guān)電源幾種方式來針對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。而在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要運(yùn)用單片控制作為核心程序，通過對(duì)輸出電流進(jìn)行不斷的調(diào)整和反饋，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED 亮度的調(diào)整。同時(shí)，該系統(tǒng)能夠適用于各種使用LED產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，能夠使LED產(chǎn)品性能得到有效的改善，同時(shí)也使得LED 光源不穩(wěn)定的問題得到有效的解決。