發(fā)布時間：2023-09-27 09:25:50
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的電子電源技術樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
本文探討電子產(chǎn)品中的能量損耗并探討用于減少能量損耗的技術。如果廣泛應用這些技術，潛在的能源支出將節(jié)省達到每年600億美元。如果你是電源電子產(chǎn)業(yè)的專才，這就是你躋身“綠領”的機會。一些實據(jù) 如今，美國每年的碳排放量是27.5億噸。如果延續(xù)當前的軌跡，到2050年將增加超過40％。這排放的一大來源便是烘烤和烹調(diào)系統(tǒng)、照明、電器和電子設備中所使用的電力。電源電子工程師在保護地球?qū)氋F的資源中能夠發(fā)揮重要的作用。下面是一個簡要分析。
1 美國所有電力應用中的6％～10％是在電源從交流(AC)轉(zhuǎn)換到直流(DC)。
2 由于現(xiàn)有電源效率欠佳，美國所有電力消耗的3％～4％是在電源內(nèi)部消耗的。
3 以更好的設計、使用IC控制器、場效應管(FET)和二極管等最新的電子元器件來增加電源的效率，能節(jié)省美國所有電力消耗的1％～2％，也就是每年30～60億美元的節(jié)省潛能。
上述分析提供了電源轉(zhuǎn)換機會的寬泛估計，但缺乏必要的詳細數(shù)據(jù)，那么，就讓我們研究得更深一點……
住宅用電部分
美國每年的住宅電能消耗總量達13000億kWh。其中，17％來自“插頭負載(plug load)”，耗電量達到2210億kWh。這部分的電能消耗可劃分為占31.1％(687億kWh)的信息技術產(chǎn)品，占41.3％(913億kWh)娛樂產(chǎn)品，“其他”占27.6％(610億kWh)。圖1顯示了這種電能消耗劃分。
如果只計算IT和娛樂產(chǎn)品的話，其電能消耗就是1600億kWh。按照每0.1美元／kWh計算，每年的電能支出就是160億美元。將這些用電設備的效率提升20％(務實的目標)，就能夠節(jié)省32億美元，可與早前30～60億美元的數(shù)字相比，而后者還包含了商業(yè)用電部分。
商業(yè)用電部分
美國每年的商業(yè)部分電能消耗為12300億kWh，其中9％(1107億kWh)來自辦公設備。假設辦公設備的電能消耗能夠降低15％，潛在的電能節(jié)省達166億kWh，以0.10美元／kWh計算，就接近17億美元。
將不同部分的節(jié)省潛能相加
對于美國而言，如果提升常見電子產(chǎn)品的電源效率，結(jié)合住宅和商業(yè)用電部分能夠節(jié)省總額達49億美元的電能開支。更高效的產(chǎn)品工作模式設計所帶來的節(jié)省還能夠產(chǎn)生更多的效益。
功率是如何損耗的，針對功率損耗采取了什么措施
在電子設備，功率損耗分為兩部分，分別是待機損耗和工作損耗。待機損耗在設備(計算機、電池充電器、電視機等)關閉時出現(xiàn)，這時設備仍在消耗功率；而工作損耗則是由通常在電源中的電源轉(zhuǎn)換階段的低效所導致。在家庭應用中，待機損耗預計占到總損耗的25％，而工作損耗占余下的75％。
近年來，所做的很多工作都旨在提升公眾對電能節(jié)省的興趣，而世界各國政府啟動了很多自愿性和強制性的項目來促進更高效產(chǎn)品的設計和電能更被善用。在美國，最成功的一個例子就是“能源之星”(ENERGY STAR)，這是一個自愿性項目，旨在推廣更高效的產(chǎn)品，并鼓勵消費者來購買這些產(chǎn)品?！澳茉粗恰表椖康幕就緩绞钦{(diào)查現(xiàn)有產(chǎn)品，并設定一個產(chǎn)品要獲得ENERGY STAR標簽所必須符合的閾值，如圖2所示。
另外一個例子：80 PLUS計劃
如省略/網(wǎng)站上所述，“80 PLUS計劃是一個開創(chuàng)的平臺，聯(lián)合電力公用機構(gòu)、計算機產(chǎn)業(yè)和消費者，在計算機和服務器應用中，以突破性的方法來推廣高能效電源?！边@規(guī)范要求在滿載的20％、50％和80％下都具有80％或更高的電源效率，并具有0.9或更高的功率因數(shù)。這個計劃啟動于2004年，由美國的Ecos Consulting管理。如今，超過450款臺式電腦電源已經(jīng)獲得80PLUS標簽認證。此后世界各地出現(xiàn)了越來越多的類似規(guī)范。
功率因數(shù)校正
除了低待機能耗和高工作效率，第三個要求――高功率因數(shù)，通常也非常重要，80 PLUS規(guī)范對此就有要求。在大多數(shù)國家，在連接至主電源的輸入功率為75W或更高的產(chǎn)品中需要低輸入電流諧波。在開關電源中，這個要求通常以增加功率因數(shù)校正(PrC)升壓預穩(wěn)壓器來實現(xiàn)。這種升壓預穩(wěn)壓器改變輸入電流，來匹配輸入電壓。這就將輸入諧波減到最少，并降低了輸入電流的均方根(rms)值。這就節(jié)省了電力公司生產(chǎn)無功功率的成本，并將電力基礎設施高昂的擴展成本減到最小，為電網(wǎng)提供更大的電流。
電源電子設計人員面對的三重挑戰(zhàn)
在待機能耗和工作效率要求之外再增加PFC要求，就構(gòu)成了當今節(jié)能型電源轉(zhuǎn)換的景象。如今的電子產(chǎn)品包括電源的設計人員，必須洞悉這三項要求，并且隨時準備在設計的時候?qū)⑵淇紤]在內(nèi)。僅就清楚這三項要求而言就是一項挑戰(zhàn)，因為世界各地圍繞這些要求的規(guī)范標準正不斷涌現(xiàn)。
為了符合這些不斷演進的要求所面對的挑戰(zhàn)，電源管理制造商協(xié)會(PSMA)，省略，已經(jīng)開發(fā)出一個交互式能量規(guī)范數(shù)據(jù)庫，方便電源設計人員快速地瀏覽不同地區(qū)、應用、國家或機構(gòu)的規(guī)范。如今，隨著不同規(guī)范易于獲知，設計人員已經(jīng)準備好為拯救地球展開工作!
電源能效設計
【關鍵詞】電子脈沖 高壓滅菌 脈沖電源
液體食品（飲用水、飲料、啤酒、牛奶）的滅菌是食品工業(yè)的重要加工工序，高壓脈沖電子滅菌和傳統(tǒng)上普遍使用的巴氏滅菌法相比，因其除仍保持有不改變液體成分的優(yōu)點外，還有設備小、成本低、消費少、易操作、滅菌強度可控、環(huán)保等著多優(yōu)點，是滅菌方法的技術革新主方向。
高壓脈沖電子滅菌是在食品處理設備中的傳輸液體食品的管道中設置高壓電極，高壓電極上加上高壓電脈沖，使流經(jīng)電極腔的液體內(nèi)的細菌在瞬態(tài)的高壓、大功率電擊下死亡。
食品工業(yè)管道內(nèi)的液體食品因為種類不同、懸浮物顆粒濃度及體積不同、離子種類及濃度不同而導致其電導不同，對滅菌高壓脈沖的功率要求不同；管道內(nèi)的液體食品需殺滅的細菌不同，對高壓滅菌脈沖的電壓要求不同；管道內(nèi)的液體食品的流速及流量不同、對脈寬和脈沖頻率要求也不同。這就是脈沖變壓器直接升壓式的電子滅菌高壓脈沖電源不能滿足工業(yè)滅菌實用要求的原因，新的滅菌高壓脈沖電源要有足夠的高壓功率（瞬態(tài)）輸出，要有一定寬度的高壓可調(diào)范圍，要有可調(diào)的放電脈沖寬度。
1 工作原理
該電子滅菌高壓脈沖電源由電源電路部分、高壓儲能電路部分與高壓脈沖放電電路部分及電腦控制部分構(gòu)成。
1.1 電源電路
電源電路見圖1所示。電路由整流電路（Z）、穩(wěn)壓控制器（K）、開關管Q、高頻變壓器（B）構(gòu)成。整流電路（Z）先將220V交流整流為310V左右的直流，再經(jīng)頻率是30K的脈寬調(diào)控式穩(wěn)壓控制器（K）控制開關管Q，受到調(diào)控的電流經(jīng)高頻變壓器（B）的初級繞組L，高壓由高頻變壓器（B）的次級高壓繞組L1-Ln多路輸出，其輸出電壓的穩(wěn)定值大小由穩(wěn)壓控制器（K）根據(jù)電腦指令控制開關管Q導通角實現(xiàn)。Lp是取樣繞組，給穩(wěn)壓控制器（K）提供穩(wěn)壓調(diào)控參數(shù)。
1.2 高壓儲能電路
高壓儲能電路見圖2。高壓儲能電路元件包括高頻變壓器（B）的次級繞組Ln，高壓整流二極管Dn，高壓電容Cn（n=1，2…n-1，n）。Ln、Dn、Cn串聯(lián)成環(huán)路，Ln上輸出的高壓經(jīng)Dn整流后給電容Cn充電，在2脈沖內(nèi)充電達到飽和并被高壓電容儲存。高頻變壓器（B）的次級繞組有n組等電壓輸出級，分別給n個高壓電容沖電，滅菌的放電電壓則是所有高壓電容上的電壓之和。
1.3 高壓脈沖放電電路
高壓脈沖放電電路見圖2。電路由放電三極管Qn、偏壓阻尼二極管Dbn、限流電阻Rn、 放電脈沖耦合變壓器（B1）的次級Lin（n=1，2…n-1，n）構(gòu)成。偏壓阻尼二極管Dbn和三極管Qn的發(fā)射結(jié)反向并聯(lián)，三極管Qn的基極通過限流電阻Rn和Lin一端相連，Lin另一端接Qn發(fā)射極。工作時，放電脈沖形成與控制電路產(chǎn)生的放電脈沖信號經(jīng)脈沖耦合變壓器（B1）初級Li耦合給次級Lin（n=1，2…n-1，n），經(jīng)Rn、Dbn產(chǎn)生正向偏壓使Qn導通，n個導通的三級管使得n個相應的存儲著高電壓的電容得到疊加級聯(lián)，疊加后的n倍高壓直接釋放到滅菌放電電極上實現(xiàn)滅菌的功效。當三極管Qn關斷時，Lin中的反向電壓被偏壓阻尼二極管Dbn所釋放。
1.4 控制電路
該電子滅菌高壓脈沖電源的電源電路和放電電路均由電腦控制，電腦依據(jù)各種傳感器獲取的參數(shù)和操作者輸入的參數(shù)運算出合適的滅菌脈沖電壓峰值和脈沖寬度及脈沖頻率。電腦通過穩(wěn)壓控制電路控制滅菌脈沖電壓峰值的大小，以確保滅菌脈沖電壓大于被滅菌的電壓耐壓值。電腦通過放電脈沖形成與控制電路控制著滅菌脈沖的寬度和頻率，是針對不同滅菌溶液的流量變化和電導變化。
2 結(jié)論
本文所設計研究的電子滅菌高壓脈沖電源采用了高壓電容級聯(lián)進行能量儲存，使用電子開關進行放電控制，極大降低了高壓脈沖電源的輸出內(nèi)阻，增加了高壓脈沖的瞬態(tài)輸出功率，是高壓脈沖滅菌有效的高壓電源，其可調(diào)控的輸出高壓值對不同種類的細菌確保有可靠且穩(wěn)定的滅菌率，其脈寬脈頻的可調(diào)性則加強了滅菌設備對不同食品液體和處理量要求不同的適應。
參考文獻
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作者簡介
陳愛群（1956-），男，漢族，山東省泰安市人，本科，副教授。主要研究方向：電子應用技術研究。
【關鍵詞】自備電源；不間斷電源系統(tǒng)設計；技術分析
一、自備應急柴油發(fā)電機組
為了保證一級負荷別重要的負荷用電，或中斷供電將會造成重大損失時，應設置自備應急柴油發(fā)電機組。
1.機房
自備應急柴油發(fā)電機組的機房應包括發(fā)電機房、控制及配電室、燃油準備及處理間等。
機房應設置在靠近一級負荷或變電站的地方，可布置在坡屋、裙房的首層或附屬建筑內(nèi)，也可位于地下層，但應避開主要出口通道。
2.容量
發(fā)電機組的容量與臺數(shù)應根據(jù)應急負荷大小、投入順序以及單臺電動機最大啟動容量等因素綜合考慮確定。機組總臺數(shù)不宜超過兩臺。初步設計時可按變壓器容量的10%一20%估算柴油發(fā)電機組的容量。施工設計時可根據(jù)一級負荷、消防負荷以及某些重要的二級負荷容量，按穩(wěn)定負荷、最大單臺電動機或成組電動機啟動容量以及電動機啟動時母線允許的電壓降來計算發(fā)電機的容量。
3.選型
當選用多臺機組時，應選擇型號、規(guī)格和特性相同的成套設備，所用燃油性質(zhì)應一致。
一般應選用高速柴油發(fā)電機組和無刷型自動勵磁裝置，選用的機組應裝設快速自動啟動及電源自動切換裝置及連續(xù)三次自動啟動功能。
4.機房設備布置
自備應急柴油發(fā)電機組機房設備布置應符合機組運行工藝要求，力求緊湊、經(jīng)濟合理、保證安全及便于維修。
5.發(fā)電機的中性點接地
（1）單臺機組的發(fā)電機中性點應直接接地；（2）當有兩臺機組并列運行時，在任何情況下至少應保持一臺發(fā)電機中性點接地。發(fā)電機中性點經(jīng)電抗器與中性線連接，也可采用中性線經(jīng)刀開關與接地線連接；（3）中性線刀開關可根據(jù)發(fā)電機允許的不對稱負荷電流及中性線上可能出現(xiàn)的負荷電流選擇。在各相電流均不超過額定位的情況下，發(fā)電機允許各相電流之差不超過額定值的20%；（4）采用裝設中性線電抗器這種方法時，應考慮既能使中性線諧波電流限制在允許范圍內(nèi)，又能保證中性點電壓偏移不太大。電抗器的額定電流可按發(fā)電機額定電流的25%選擇，阻抗值按通過額定電流時端電壓小于10v選擇。
6.柴油發(fā)電機組的保護和控制
（1）柴油發(fā)電機組應設短路、過載、接地故障及過、欠電壓保護裝置；（2）當兩臺機組并列運行且無人經(jīng)常值班時，應設逆功率保護；（3）機組控制方式有機旁控制、控制室集中控制和自動控制三種?？刂葡到y(tǒng)按功能可分為起停裝置、并車裝置、額載調(diào)書裝置、總體邏輯控制、事故處理和報警裝置、附有系統(tǒng)控制裝置及電源控制裝置等。具體配置按機組自動化等級確定；（4）柴油發(fā)電機組嚴禁與電力系統(tǒng)電源并網(wǎng)運行，應設置防止誤并網(wǎng)的可靠連鎖，包括雙電源互投開關的機械、電氣連鎖和供配電監(jiān)控管理系統(tǒng)的軟管理；（5）機組的機旁控制應滿足機旁人工啟動、調(diào)速、停機的要求；機房與值班室（或消防控制室）間應設必要的聯(lián)絡信號；也可裝設自期待裝置；（6）機組的控制室集中控制除應滿足機旁控制的要求外，還應能在控制室或配電室控制或監(jiān)視以下全部或部分功能，同時應單獨設置蓄電池組作為控制電源，并設整流充電設備。
二、不間斷電源
1.不間斷電源設備的選擇
（1）不間斷電源設備輸出功率，應按下列條件選擇：1）不間斷電源設備對電子計算機供電時，其輸出功率應大于電子計算機各設備額定功率總和的1.5倍；對其他用電設備供電時，為最大計算負荷的1.3倍；2）負荷的最大沖擊電流不應大于不間斷電源設備的額定電流的150%。
（2）不間斷電源裝置配套的整流器容量，應大于或等于逆變器需要容量與蓄電池直供的應急負荷之和。
（3）不間斷電源的過壓保護除應符合GD/T 3886.1—2001《半導體電力變流器》關于過電壓保護的規(guī)定外，對沒有輸出電壓穩(wěn)定措施的不間斷電源，應有輸出過電壓的防護措施，以使負荷免受輸出過電壓的損害。
（4）不間斷電源的過電流保護應能保證在負荷發(fā)生短路或電流超過允許的極限時及時動作，使其免受浪涌電流的損傷。
（5）不間斷電源設備用的不間斷電源開關類型的選擇，可根據(jù)供電連續(xù)性的要求，選用機械式、電子式自動的和手動的開關。
（6）不間斷電源正常運行時所產(chǎn)牛的噪聲，不應超過80dB，對于額定輸出電流在5A及以下的小型不間斷電源，不應超過85dB。
2.不間斷電源系統(tǒng)的交流電源
（1）不間斷電源系統(tǒng)宜采用兩路電源供電。當備用電源為柴油發(fā)電機組時其機組不應做旁路電源；（2）當不間斷電源設備交流輸入側(cè)電壓多不能滿足要求時，宜采用有載調(diào)壓變壓器或其他調(diào)壓措施；（3）不間斷電源系統(tǒng)的交流電源不宜與其他沖擊性負荷出同一的變壓器及母線段供電；（4）不間斷電源系統(tǒng)的輸入、輸出回路宜采用電纜。
3.蓄電池
（1）蓄電池組容量應根據(jù)停電后由其維持供電時間長短的要求選定。不間斷電源系統(tǒng)用的蓄電池需在常溫下能瞬時啟動，宜選用堿性或酸性蓄電池；（2）蓄電池的額定放電時間宜按下列條件確定：
1）不間斷電源系統(tǒng)在交流輸入發(fā)牛故障后，為保證用電設備按照操作順序進行停機時，其蓄電池的額定放電時間可按停機所需最長時間來確定，一般可取8—15m2）當有備用電源時，不間斷電源系統(tǒng)在交流輸入發(fā)生故障后，為保證用電設備供電連續(xù)性，并等待備用電源投入，其蓄電池額定放電時間的確定，一般可取10一30mm；2）如有特殊要求，其蓄電池額定放電時間可根據(jù)負荷特性來確定。
4.對不間斷電源的監(jiān)測及諧波污染的治理
（1）對不間斷電源的下列運行狀況、參數(shù)及報警信號應進行實時監(jiān)測：
1）逆變器工作電壓、電流及過載、過流、過壓、過溫等報管信號；2）電池電壓、電流、浮充、均充以及預告警、故障等信號；3）對于容量較大、可靠性要求高的不間斷電源的電池還應實時監(jiān)測每塊單體電池的內(nèi)阻，以及時發(fā)現(xiàn)電池是否失效或即將失效；4）整流器工作以及關閉、鎖定、高溫等報警信號；5）靜態(tài)開關狀態(tài)（市電正常、市電帶載、逆變器帶載）靜態(tài)開關鎖定等報警信號；6）維修旁路斷路器狀態(tài)信號等。
（2）不間斷電源的整流及逆變設備都會產(chǎn)生高次諧波，對電源造成諧波污染。誰污染誰治理的原則，應對其進行治理。鑒于不間斷電源的諧波次數(shù)及含量相對固定，可采用由LC諧振回路構(gòu)成的無源濾波器進行吸收或補償。
參考文獻
【關鍵詞】電子技術 電路原理圖 技校 識讀教學
【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2012）24-0178-02
一 針對技校學生學習現(xiàn)狀，激發(fā)學識圖興趣
技校學生入學時，多數(shù)學習基礎差，理論學習能力較低，缺乏學習動力，對理論知識的學習有一種抵觸和畏難情緒，尤其是遇到電子技術中的電路圖更是無從下手。針對這一現(xiàn)狀和這門課的實際教學情況，在教學中可以選擇一些生活中常見的電路圖實例，如擴音器、直流穩(wěn)壓電源、助聽器、簡易數(shù)字鐘、門鈴、收音機等，通過展示這些產(chǎn)品和相應的電路圖，告訴學生：通過學習，掌握基本電子元件和電路原理圖的識讀，弄清原理，這些產(chǎn)品都可以通過自己動手制作出來。從而激發(fā)學生的學習興趣，使他們從開始的厭學到想學再到主動去學。
二 采用模塊式教學，讓學生容易接受
電子技術基礎一體化教學主要有模擬電子和數(shù)字電子兩大模塊。在電子制作項目中學生對識讀電路原理圖有困難，因此，有必要提高他們在識圖技巧方面的能力?？梢园才乓欢ǖ恼n時對其進行電路原理圖識讀技能訓練。根據(jù)一體化教學課程安排的特點，本文對電路原理圖識讀教學分以下三部分進行探討。
1.模擬電路原理圖的識讀
電子產(chǎn)品制作課題中元器件較多，教學中一般不要求學生進行定量計算，而是要求學生進行定性分析。從這一點看，教學上要讓學生了解交流信號的傳輸線路，知道交流信號經(jīng)過的具體元器件及受到的處理，明白經(jīng)過一個單元電路后信號幅度是增大還是減小。識讀電路原理圖應從以下幾方面來進行教學安排。
第一，分析放大器類型。單級放大器類型有三種，分別是共射極放大器、共基極放大器和共集電極放大器。共射極放大器能放大電流和電壓，這種放大器應用最廣泛；共集電極放大器只能放大電流不能放大電壓，應用也很廣泛；共基極放大器的頻寬很大，通常用來做高頻放大器。放大器類型的判別方法簡單，以共射極放大器為例，基極是信號輸入電極，集電極是信號輸出電極，而共用發(fā)射極的，就是共射極放大器。
第二，分析直流電路。有源電路需要直流電壓才能工作，振蕩器也需要能量的補充，如放大器和變頻器。由于電容器具有隔直特性，將電路圖中的所有電容器看成開路；由于電感器具有通直特性，將所有電感器看成短路。直流電路的識圖方向從右到左，再從上向下。
第三，分析信號傳輸過程。信號傳輸過程分析就是信號在該單元電路中如何從輸入端傳輸?shù)捷敵龆?，信號在這一傳輸過程中受到怎樣的處理，是放大還是衰減。信號傳輸?shù)淖R圖方向一般是從左到右。
第四，分析元器件作用。元器件作用分析就是電路中各元器件各起什么作用，有時不必對各個元器件進行詳細分析，比如掌握耦合電容的作用后，在進行元器件作用分析時只要判斷出某些電容是耦合電容即可。
第五，分析耦合電路。一級放大器的放大量是有限的，實用電路往往采用多級放大器，級間用耦合電路來連接。耦合電路不僅用于兩級放大器之間，還用于信號源與第一級放大器之間、最后一級放大器與負載之間的耦合。耦合電路有RC耦合電路、直接耦合電路、LC耦合電路和變壓器耦合電路等。
第六，分析電路故障。電路故障分析就是假設電路中元器件出現(xiàn)開路、短路、性能變劣后，對整個電路工作造成的不良影響，使輸出信號出現(xiàn)故障現(xiàn)象，比如沒有輸出信號、輸出信號小、信號失真、有噪聲等。掌握電路工作原理后，元器件的故障分析將會變得簡單。
2.數(shù)字電路原理圖的識讀
中職技校的數(shù)字電子技術一體化教學涉及門電路、編碼器、譯碼器、觸發(fā)器、分頻器、計數(shù)器、比較器和555定時器等。電子制作中，它們一般以集成塊的形式出現(xiàn)，一個集成塊里有一個或多個完整的單元電路。數(shù)字電路的識圖是電路原理圖分析中的一個重點。識圖方法可以從以下幾個方面來分析：
第一，分析集成塊特點。一般情況下集成塊的內(nèi)電路不需要分析，它具有規(guī)律性，在掌握了它們的共性后，可以方便地分析許多功能相同而型號不同的集成塊。一個集成塊在電路原理圖里通常是一個方框加多個引腳，許多學生初學時覺得原理圖大而繁，比起分析分立元器件的電路來更困難而不敢下手。實際上識圖也好、檢修也好，集成電路比分立元器件電路更為簡單。
第二，分析集成塊引腳類型。集成塊引腳一般有以下幾種類型：一是電源引腳。通常電源引腳只有兩個，一個接電源的正極，用VCC來表示，一個接電源的負極，用GND來表示。大部分集成電路的電源正極引腳編號最大，電源負極引腳編號是電源正極引腳編號的一半。電源引腳接直流電源為內(nèi)電路提供工作能量，電子制作中一定不能漏接。二是輸入輸出引腳。電路原理圖中一般輸入引腳在集成電路的左側(cè)，輸出引腳在集成電路的右側(cè)。三是控制類引腳?？刂祁愐_的作用是控制集成電路的工作狀態(tài)，影響輸出信號，比如使能、清零、滅燈引腳等。此外，還有一種沒用到的引腳，符號一般記為NC。
第三，分析集成電路引腳小圓圈表示的功能。電路原理圖中集成電路輸入端有小圓圈，輸出端也有小圓圈，許多學生幾個電路做下來對此更是迷惑不解，因此有必要進行分析。左側(cè)的小圓圈表示的功能為：輸入端的小圓圈表示低電平有效，高電平時無效（不起作用）；控制端的小圓圈表示低電平有效，執(zhí)行控制功能，高電平時無效。右側(cè)的小圓圈表示的功能為：互補輸出時表示兩個輸出反相；單端輸出時表示輸出與輸入反相；譯碼器中表示低電平輸出有效。
第四，數(shù)字電路原理圖的分析。數(shù)字電路原理圖主要是信號傳輸過程的分析。與模擬電路原理圖信號傳輸過程一樣，要掌握信號在電路中如何從一個單元電路傳輸?shù)较乱粋€單元電路，了解經(jīng)過一個單元電路后信號波形的變化。信號傳輸?shù)淖R圖方向也是從左到右。
3.復雜電路原理圖的識讀
電子制作中往往會遇到元器件較多的項目，給學生理解及分析造成極大的不便，通常把復雜電路原理圖簡化成原理方框圖來表示。原理方框圖是一種用方框和連線來表示電路工作原理和構(gòu)成概況的電路圖。講解和分析原理方框圖要讓學生了解以下幾個方面：
第一，原理方框圖表示了電路原理圖各單元電路之間的信號傳輸方向，包含了各單元電路之間的傳輸次序。
第二，根據(jù)原理方框圖中所標出的電路名稱可以知道信號在這一單元電路中的處理過程。
第三，方框圖粗略地表達了電路的組成，通常給出復雜電路的主要單元電路名稱、位置，以及各部分單元電路之間的連接關系。
參考文獻
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[2]李萍.電子電路識圖[M].北京：化學工業(yè)出版社，2011
【關鍵詞】電力自動化系統(tǒng)；直流供電電源；監(jiān)控技術
為了保證電力系統(tǒng)的安全可靠性，發(fā)電廠、變電所、開閉站（所）內(nèi)的保護裝置、繼電器、跳合閘開關等的工作電源均采用有蓄電池貯能的直流電源。該直流電源發(fā)生一點接地時，電力行業(yè)規(guī)程規(guī)定必須盡快找出接地線路與接地點；否則，若發(fā)生第二點接地，可能造成繼電器或保護裝置誤動作或拒動作，釀成重大事故。因此，直流系統(tǒng)絕緣在線監(jiān)測，對直流系統(tǒng)及整個電力系統(tǒng)的正常運行，起著至關重要的作用。由于直流系統(tǒng)接線復雜、分支多，給接地選線造成一定困難。在中國，電力行業(yè)有關研究人員做了大量工作，已研制出一些自動監(jiān)控裝置。直流供電系統(tǒng)故障在線監(jiān)測裝置工作原理，主要分為兩種方法。第一種方法是用歐姆定理直接計算，這種方法比較理想化，不需向直流系統(tǒng)注入信號，且不受線路對地電容的影響，但易發(fā)生剩磁變化，導致監(jiān)測裝置零點漂移。第二種方法采用直流母線上注入低頻交流信號的方法，這種方法受線路對地電容的影響較大，而很多廠家在電源與大地間接抗干擾電容，使得支路電容增大，造成這種方法監(jiān)測不準。電力自動化系統(tǒng)中直流供電電源的分布式監(jiān)控技術的工作原理為第一種方法。
1.直流供電電源的分布式監(jiān)控的作用
在電廠及變電站等電力設施的的二次系統(tǒng)中，為了給控制、保護、自動裝置、事故照明等設備用電，必須有可靠的直流電源。直流電源的作用是：正常時為變電站內(nèi)的斷路器提供合閘直流電源；故障時，當廠、站用電中斷的情況下，為繼電保護、斷路器跳合閘、載波通訊提供直流電源，其穩(wěn)定運行直接影響著電力系統(tǒng)的安全可靠運行。電力設施直流電源通常主要由以下四個部分組成：蓄電池系統(tǒng)、充電模塊部分（分為交流整流及穩(wěn)壓整流）、微機監(jiān)控部分、調(diào)壓模塊部分。目前，現(xiàn)代直流電源的發(fā)展正以高頻開關技術為基礎，并兼?zhèn)涓哳l化、高效率、大功率、無污染和模塊化等特點。在管理方式上，結(jié)合計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，形成多級計算機網(wǎng)絡的集中監(jiān)控管理系統(tǒng)。電力自動化系統(tǒng)中直流供電電源的分布式監(jiān)控系統(tǒng)是整個電力設施監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，它主要通過選用智能傳感器，用于多支路接地故障選線，而軟件交流磁調(diào)制檢測法則可靈活地避免剩磁引起零點漂移的問題。
2.裝置的工作原理
目前通信程控機房及無人值守中繼站、電站控制操作機構(gòu)的直流備用電源等都采用蓄電池組作為直流備用電源。而避免采用直流電源的相關裝置發(fā)生意外，產(chǎn)生事故就是分布式監(jiān)控技術監(jiān)控的主要項目。該技術采用軟件磁調(diào)制工作原理，軟件自動跟蹤傳感器輸出電流的變化，進行及時校正。首先，通過檢測正、負母線電壓值，判斷系統(tǒng)工作狀態(tài)。若系統(tǒng)母線電壓出現(xiàn)異常，裝置內(nèi)平衡電阻橋失去平衡，裝置自動啟動，開始巡檢各智能傳感器輸出的數(shù)字信號。智能傳感器用于檢測各支路不平衡負載電流，采用軟件磁調(diào)制技術，傳感器輸出直流信號，經(jīng)內(nèi)部放大電路對直流信號進行放大。設有雙重振蕩電路，對傳感器一側(cè)受電流沖擊后的剩磁進行消磁。通過DSP數(shù)字傳輸技術把模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后與主機進行傳輸。傳感器套穿在各路主流回路的正負母線上。當回路絕緣水平正常時，穿過傳感器的直流電流大小相等，方向相反。此時傳感器中的合成直流磁場為零，其輸出也就為零，當回路中出現(xiàn)合成直流電流時，輸出就不為零。因此，主機通過巡回檢測各回路傳感器的輸出是否為零，來判定直流系統(tǒng)接地故障回路。通過傳感器檢測數(shù)據(jù)進行故障識別后，完成故障信息處理與報警。
3.基于TMS320F240的系統(tǒng)硬件設計
3.1 系統(tǒng)組成
直流系統(tǒng)自動化監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)采用TMS320F240、PSD813F組成主控電路，程序RAM和數(shù)據(jù)RAM均選用CY7C199（32K）。采用霍爾效應傳感器檢測兩段母線的四路母線電壓，由256個智能傳感器檢測256路支路負載的工作狀態(tài)，主機與各智能傳感器通過RS485總線網(wǎng)相連接。在通信模塊，主控電路通過M（）DEM與公共交換線PSEN連接，實現(xiàn)遠程通信。同時，主控電路還通過485總線與監(jiān)控中心主機交換數(shù)據(jù)。此外，該技術還擴展一個觸摸式3×3陣列按鍵、漢字液晶顯示控制接口芯片、實時時鐘芯片、報警電路、檢測控制電路、顯示燈電路、手動復位電路等。觸摸式按鍵用于菜單選擇和手工輸入設置參數(shù)。漢字液晶顯示控制接口芯片選用T6963C，可顯示240×128點陣。實時時鐘芯片選用DSl302串行時鐘芯片，可對秒、分、時、日、周、月以及帶閏年補償?shù)哪赀M行計數(shù)。報警電路用于對直流供電系統(tǒng)出現(xiàn)的一段母線或二段母線過壓、欠壓、接地等6種情況進行及時報警。檢測控制電路用于選擇兩段母線4路A/D信號中的兩路A/D信號。顯示燈電路共有12個顯示燈，分別顯示一、二段母線過壓、欠壓、接地、裝置運行正常、裝置有故障、裝置處于通信狀態(tài)、系統(tǒng)接地、裝置內(nèi)電源正常、傳感器電源正常等12種狀態(tài)。手動復位電路使用戶可通過觸摸式薄膜按鍵方便地對裝置進行復位操作。
3.2 DSP與RAM的接口
TMS320F240是TI公司專為數(shù)字電機控制應用而推出的高性能16位定點運算數(shù)字信號處理（DSP）芯片[，包含看門狗定時器、實時中斷定時器和串行通信接口（SCI），并集成了兩組8路10位的A/D轉(zhuǎn)換器和事件管理模塊等設備。該技術利用DSP的雙通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器同時進行兩段母線電壓的檢測，并設有雙通道測試口，以提高裝置的可靠性。DSP外接程序RAM和數(shù)據(jù)RAM芯片CY7C199。DSP的SCI通信口用作與RS485、RS242通信。DSP的定時器不僅對裝置進行不同的定時，也為串并轉(zhuǎn)換通信接口電路提供了不同的時鐘。另外，DSP芯片還直接控制漢字液晶顯示芯片和實時時鐘芯片。
3.3 PSD控制器
WSI公司的可編程單片機通用接口芯片（PSD）將單片機所需的多個器件集成在一個芯片中，與單片機實現(xiàn)所謂無縫連接，顯著提高了系統(tǒng)的可靠性。作為PSD系列中的新成員，PSD813的閃速存儲器和可編程邏輯具有在線可編程特性，集成了優(yōu)化的“微控制器宏單元”邏輯結(jié)構(gòu)，并允許系統(tǒng)地址/數(shù)據(jù)總線與PSD內(nèi)部寄存器直接相連，簡化了MCU和其外部器件之間的通信。
PSD813用于實現(xiàn)DSP電路功能，選用PSD813進行I/O重建、擴展控制器地址空間、外部芯片選擇、邏輯組合實現(xiàn)DSP中斷等以往較為復雜的電路設計。PSD813芯片通過Abel語言進行編程設計。該技術在PSD813硬件的基礎上，采用專用的開發(fā)軟件PSDsoft進行系統(tǒng)開發(fā)。PSDsoft是一套在Windows環(huán)境下運行的軟件工具，運用可視化技術進行編程，具有方便的人機交互功能。在PSDsoft軟件環(huán)境下，PSD813器件的開發(fā)主要包括Abel文件的編寫、硬件特性的配置以及目標文件的寫入等。結(jié)合Abel文件，其Abel語言實現(xiàn)功能如下：PSD的PA口作為數(shù)據(jù)口；通過PSD的PB El，該技術擴展了一個觸摸式功能按鍵．可使用戶方便地進行菜單選擇和參數(shù)設置，按鍵處理采用中斷方式；8251發(fā)送和接收數(shù)據(jù)也采用中斷方式；PSD還提供了數(shù)據(jù)RAM、8251、LCD的片選信號以及I/O口。
3.4 通訊電路
3.4.1 智能傳感器總線網(wǎng)
智能傳感器與絕緣監(jiān)測裝置通過485總線網(wǎng)相連接。485總線的串行數(shù)據(jù)線接DSP的SCI串行通訊口，由DSP的I/O口控制收發(fā)。1個收發(fā)芯片的A1、B1可連接32個智能傳感器，4個收發(fā)芯片至多連接256個智能傳感器。
3.4.2 與監(jiān)控中心主機的通訊
監(jiān)控中心主機與絕緣監(jiān)測裝置通過422總線網(wǎng)相連接。在DSP主控板電路中，用8251串并轉(zhuǎn)換芯片實現(xiàn)DSP并口1數(shù)據(jù)與1482串行數(shù)據(jù)的交換，由MAXl482實現(xiàn)422總線收發(fā)驅(qū)動。
4.系統(tǒng)軟件設計
4.1 系統(tǒng)軟件流程
系統(tǒng)軟件工作流程如下：開機時，對整個監(jiān)控裝置進行全面自檢。在運行過程中，定時插入自檢子程序，自動判別硬軟啟動工作狀態(tài)。該系統(tǒng)軟件流程技術設計中，按鍵處理采用中斷方式。當出現(xiàn)母線電壓異常時，啟動智能傳感器工作，由主機采用分時查詢方式讀取各智能傳感器所檢測的各分支供電線路的狀態(tài)信息。
4.2 有關計算公式
絕緣電阻計算公式如下：R+=U+/I+；R—=U一/I—。其中R+為母線正極對地絕緣電阻，R—為母線負極對地絕緣電阻；U+為母線正極對地電壓，U—為母線負極對地電壓；I+為測得母線正極對地電流，I—為測得母線負極對地電流。
5.技術設計優(yōu)點
該技術設計的優(yōu)點為：選用PSD芯片，具有很高的集成度和很強的在線編程功能；無需在直流系統(tǒng)中注入任何信號，因此對直流系統(tǒng)無任何影響；抗直流供電系統(tǒng)對地大電容的干擾；直流傳感器抗電流沖擊后的剩磁影響，保證了傳感器長期的穩(wěn)定性；傳感器與主機采用數(shù)字信號傳輸，使傳感器與主機的接線少，并且抗干擾能力強，連接使用方便；采用漢字液晶顯示，操作采用圖形菜單；可記憶接地故障及報警信息，裝置掉電后信息不丟失，故障信息可遠程傳送，能實現(xiàn)遠程監(jiān)控，如圖1所示。
6.小結(jié)
總之，電力自動化系統(tǒng)中直流供電電源分布式監(jiān)控系統(tǒng)，是一種用于監(jiān)測多支路直流供電系統(tǒng)中接地、過壓、欠壓等故障的技術。裝設直流供電電源分布式監(jiān)控系統(tǒng)后，可實時監(jiān)控直流電源設備的運行情況，及時發(fā)現(xiàn)事故隱患，實現(xiàn)前瞻式管理，確保后備電源系統(tǒng)可靠、安全、高效運行，并且可以減少人工檢測因誤操作可能引起的設備損害。電力自動化系統(tǒng)中直流供電電源分布式監(jiān)控系統(tǒng)的應用將大幅度提高直流電源設備的管理和維護。通過對該技術設備的研究設計，筆者希望對保證我國電力系統(tǒng)的安全可靠性，加強對直流系統(tǒng)絕緣在線監(jiān)測，確保直流系統(tǒng)及整個電力系統(tǒng)的正常運行，避免釀成重大事故，切實確保廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全，促進我國經(jīng)濟社會的安全穩(wěn)定發(fā)展做出有益貢獻。
參考文獻
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作者簡介：
1．優(yōu)化教學內(nèi)容，提高教學質(zhì)量
考慮到針對物理專業(yè)的課程學時數(shù)少，但內(nèi)容多，重點和難點多，而學生動手能力較弱，過于注重理論公式的推導等情況，整合了“模擬電子技術”課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)，逐步減少理論學時，增加實驗學時，使二者比例達到一個最合理值。刪減部分陳舊知識，融入新技術的應用，以理論為基礎，強調(diào)應用，將理論與實踐、技術與應用較好的融合在一起。
2．教材與參考書目選用應符合物理師范生專業(yè)特點
全國各大高校都陸續(xù)出版了許多優(yōu)秀的教材。但是每一本教材的側(cè)重點和難易程度也各不相同。選用較多的是高等教育出版社出版、由康華光主編的教材，由童詩白主編的教材以及楊拴科等主編的教材。根據(jù)物理師范生注重公式的邏輯推理的思維特點。所以選取更側(cè)重于基本概念的講解，邏輯性強，知識點豐富，學生需要掌握的內(nèi)容多，由童詩白主編的教材更加適合西部師范院校物理專業(yè)的學生。
3．核心突出內(nèi)容的取舍
模擬電路就是處理模擬電壓和電流的電路，而由于現(xiàn)實生活中大多信號較為微弱的模擬信號，所以要進行信號的放大，這也是模擬電子技術課程的核心部分。所以本課程的核心內(nèi)容自然非放大電路莫屬。與此同時，現(xiàn)實生活中相關器件的供電電源很多為直流電源，所以必然需要一種將電廠的交流電轉(zhuǎn)為直流的電路，此電路就是直流穩(wěn)壓電源。由此可知，主講內(nèi)容就是放大電路和直流穩(wěn)壓電源，尤其是放大電路部分。
二、教學方法和教學手段改革
1．教學方法多元化
在選擇教學方法的時候，要特別注意培養(yǎng)學生的感性認識，以調(diào)動學生的主觀能動性為目的。比如在講授“反饋”概念時，我們可以運用類比教學法。教師可以以常見的冷暖空調(diào)的溫度調(diào)節(jié)過程為例。另外在教學過程中，也需多運用啟發(fā)式教學法，教師只有善于提出問題，才能更好地啟發(fā)學生進行積極的思考，變被動接收為主動學習。
2．充分利用仿真軟件
因為師范生最在意教學形式，如果僅僅在課堂平白地傳授復雜的模擬電路理論知識，枯燥的形式會讓師范生認為理論與實際相差太遠，進而對電子類課程失去興趣。所以在講授理論課時，利用計算機仿真技術，將虛擬電子實驗引入課堂教學中，可以隨時進行電路連接、仿真和測量，增強了教學的直觀性、形象性和生動性，有助于加強課堂互動，激發(fā)和調(diào)動學生的學習興趣，從而實現(xiàn)了理論教學和實踐教學的有機結(jié)合。
三、實踐教學環(huán)節(jié)
1．實驗準備
首先在開展實驗之前，在理論課堂上通過多媒體課件，使學生們對常用電子儀器、半導體元器件、實驗箱等有直觀認識，并進行演示實驗，以激發(fā)其興趣。其次針對不同的實驗教學內(nèi)容，采取不同的實驗指導形式。
2．模塊實驗
摘 要：電子技術基礎是技工院校電氣類專業(yè)的專業(yè)基礎課程，學習難度較大。本文結(jié)合筆者的學習及教學實踐經(jīng)驗，探討如何幫助學生掌握正確的學習方法，堅定學習的信心，提高學習質(zhì)量。
關鍵詞 ：技工院校 電子技術基礎 學習 方法
電子技術基礎是技工院校電氣類專業(yè)的專業(yè)基礎課程，它包含了模擬電子技術和數(shù)字電子技術兩大部分內(nèi)容，理論性、實踐性較強，涉及的電路多、概念多、原理分析多，內(nèi)容極為抽象。而技工院校以初中生為主要生源，這部分學生知識層次相對較低，學習基礎相對較弱，學習此課程的難度很大，學習效果不理想，久而久之，他們甚至失去了學習的信心。要讓學生學好這門課程，為今后專業(yè)的拓展奠定堅實的基礎，除了教師要使出渾身解數(shù)，精心備課，認真講解，創(chuàng)新教學方式等之外，作為學習主體的學生更應注意做到以下幾個方面，方能有所成效。
一、培養(yǎng)學習興趣，激發(fā)學習熱情
學生要靜下心來想一想，放眼望去，生活中有大量的電子產(chǎn)品，沒有一個不與電子技術有著密切的關系。這些電子產(chǎn)品給我們的生活帶來了極大的方便，但是它們一旦罷工，便會給我們帶來煩惱及經(jīng)濟上的損失。如果懂得電子技術，對它們的工作原理了如指掌，出現(xiàn)故障時就能夠輕松地解決，既能享受成功的喜悅，又能夠減少開支。即便是將來到企業(yè)就業(yè)，學生也應該想到，現(xiàn)在絕大多數(shù)機床設備都已采用了以單片機、PLC及電腦為主的自動控制系統(tǒng)，因此，電氣專業(yè)的學生如果不能很好地掌握電子技術，將來它們出現(xiàn)故障時，自己又該如何應對呢？如果學生明白了這些，還有什么理由不去對電子技術產(chǎn)生興趣呢？所以要學好電子技術，教師就要讓學生從培養(yǎng)自身的興趣做起，讓興趣成為敲門磚，讓興趣開啟智慧之門，一旦有了興趣，便會有了學習的熱情。
二、扎實掌握專業(yè)基礎理論知識
要想學懂學好電子技術基礎，必須先學好專業(yè)基礎理論知識，如電工基礎課中所講到的直流電、交流電的特性，電阻器、電容器、電感器的作用與工作原理，弄明白電磁感應現(xiàn)象、電容充放電現(xiàn)象、自感現(xiàn)象，掌握自感、互感電動勢極性的判斷，熟知串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)電路的基本常識，熟練電路的基本計算。在學習過程中，學生要嚴格要求自己，深入細致，不能走馬觀花、似懂非懂，要知其然，更要知其所以然。否則學習將無法繼續(xù)下去。例如，當不理解正弦交流電的幅度、頻率、相位的關系，弄不明白互感、自感現(xiàn)象，不能正確判斷感應電動勢的方向，就不容易明白晶閘管調(diào)壓調(diào)速電路，振蕩、變頻電路、開關穩(wěn)壓電源電路、PWM脈寬調(diào)制電路的原理。原理搞不懂，對于分析查找電路的故障則會難上加難?？偠灾罅康膶嵺`證明，學習電子技術基礎，沒有什么捷徑可走，急功近利、小成即滿都是行不通的，只有腳踏實地，一步一個腳印，先學好專業(yè)理論知識，并持之以恒，才能學有所成。
三、要勤于動手實踐
眾所周知，電子技術基礎是一門實踐性很強的學科，不以大量的動手實踐來驗證所學的理論知識，那么學習便是紙上談兵。在學習中，很多學生只顧啃書本，力求掌握很多知識，弄懂許多原理，就是不愿去動手。真到了實際操作時，就感覺無從下手。即便是每個學校都有專門的實習課，但由于條件及課時時間所限，只能對專業(yè)對應的少數(shù)電子產(chǎn)品進行實踐，有很大的片面性和局限性，不能滿足整個課程及學生就業(yè)后的專業(yè)拓展需要。因此在平時學習理論的同時，學生可自行購置一些電子小制作方面的書籍及常用的電子元器件，進行制作實踐，如穩(wěn)壓電源、聲光控燈、臺燈調(diào)光器、電扇調(diào)速器等；也可以從維修身邊觸手可及的小電子產(chǎn)品入手，如調(diào)光臺燈、電飯鍋、節(jié)能燈中的電子鎮(zhèn)流器、手機和電動車的充電器等。利用這些實踐，來驗證、加深理解所學的理論知識，并在一次次的實踐中享受成功的喜悅，堅定學習的信心。
四、邊學邊干，邊干邊學，相互促進，循序漸進
對初學電子技術基礎學生的來說，抽象、枯燥的理論太多，學習難度很大，會產(chǎn)生一定的畏懼心理，這在所難免。通過不斷的學習和實踐，學生就會認識到學習電子技術最重要的還是實踐，理論可以有選擇地進行學習，十分抽象和難理解的內(nèi)容可以“先不求甚解”。事實上現(xiàn)在要動手修理任何一個電子產(chǎn)品，都不可能先在動手之前看一大堆書，等什么都弄明白了才去操作。
教師要讓學生明白，大量較為抽象和枯燥的電子技術理論知識時刻考驗學習毅力和自信心，如果一直去鉆這個牛角尖，會將你的興趣消磨殆盡。所以完全可以邊學邊干、邊干邊學，等自己的動手實踐能力達到了一定水平時，再回過頭去對先前沒有理解的理論知識進行深入學習和研究，許多難點便會迎刃而解；同時對電子技術理論的深刻理解反過來又能更好地指導實踐，促進實踐能力的提高。學干交替，相互促進，循序漸進，才會學有所用。當嘗到了一點一滴地弄懂電路原理，一步一步地掌握操作技術的甜頭，學生就會有更強烈的提高理論知識水平的欲望，學習的主動性和自覺性會得到進一步的激發(fā)，學習的動力也就更加強大。理論與實踐的相互促進，良性循環(huán)，會使學習不斷向更高的高度邁進。
五、廣泛學習，勤于積累
要學好電子技術基礎，僅僅依靠一兩本教材是遠遠不夠的?！峨娮訄蟆贰稛o線電》及《家電維修》等報刊是學習的好助手。報刊里結(jié)合實際的理論分析及實際經(jīng)驗，都是可以從中汲取現(xiàn)成營養(yǎng)的“盤中餐”，一定要注意自覺學習，從專門的文章和實例分析中汲取豐富的營養(yǎng)，借鑒經(jīng)驗，隨手記錄，積累資料，這樣就會對學習電子技術基礎起到事半功倍的成效。
六、緊跟時代，深入鉆研，堅持不懈
現(xiàn)代電子技術的發(fā)展突飛猛進，新技術、新器件、新產(chǎn)品大量涌現(xiàn)，技術門檻不斷提高，僅僅依靠電子技術基礎課堂的學習是肯定不夠的，知識需要不斷更新。例如過去常用的直流電源，絕大多數(shù)采用變壓器降壓再整流穩(wěn)壓，效率低，功耗大。而現(xiàn)在凡是用到直流電源的地方基本都以開關電源取代，如手機、電動車充電器，電視機、計算機、PLC的電源，其體積小、功耗小、效率高。越接觸實踐操作，會越深刻地感到電子技術理論的重要性。學生必須不斷努力，在深入學習電子技術基礎課程的同時，還要深入鉆研，堅持不懈，學習和掌握更多更新的電子技術知識，來彌補現(xiàn)用電子技術基礎課程中知識的不足，還要不斷提高實踐動手能力，才能在將來的職業(yè)生涯中更好地適應電氣行業(yè)飛速發(fā)展的需要。
參考文獻：
［1]郭斌.電子技術基礎[M].北京:中國勞動社會保障出版社,2007.
【關鍵詞】Saber軟件 脈沖電源 射頻開關
Saber是美國Analogy公司開發(fā)現(xiàn)由 Synopsys公司經(jīng)營的系統(tǒng)仿真軟件，為復雜的混合信號設計與驗證提供了一個功能強大的混合信號仿真器，兼容模擬、數(shù)字、控制量的混合仿真，現(xiàn)已成為混合信號、混合技術設計和驗證工具的業(yè)界標準，可用于不同類型系統(tǒng)構(gòu)成的混合系統(tǒng)仿真，與其他電路仿真軟件相比，其具有更豐富的元件庫和更精確的仿真描述能力，仿真真實性更好，便于分析產(chǎn)品設計可能遇到的問題，對于降低開發(fā)費用、縮短開發(fā)周期等十分有用。
射頻開關是射頻通信中常用的鏈路切換器件，其頻率范圍從DC到40GHz可以做到全覆蓋，除了其射頻性能以外，驅(qū)動方式及其性能也是其重要指標之一；在進貨檢驗或初次使用時，都要對其做一個全面的考核；為了精確測量評估射頻開關驅(qū)動性能，要求提供脈沖電壓幅度、寬度和頻率可調(diào)的精密脈沖電源；本文提出了一種用于射頻開關驅(qū)動性能測量評估的高精度數(shù)字可調(diào)脈沖電源的解決方案，并把利用saber軟件的仿真參數(shù)移植到脈沖電源樣機設計，實驗結(jié)果達到了預期效果。
1 脈沖電源技術指標
本文介紹的用于射頻開關供電的數(shù)字可調(diào)脈沖電源的主要設計指標：
輸入電壓：AC（220±10%）V /（50±10%）Hz；
脈沖輸出電壓范圍： 0V～35V；
脈沖輸出電壓調(diào)節(jié)分辨率：0.1V；
脈沖輸出電壓紋波：≤50mV；
脈沖輸出電流：≤450mA；
脈沖電壓頻率：0Hz～1kHz；
脈沖電壓上升/下降延遲時間：≤45?s。
2 脈沖電源解決方案
自高頻開關電源問世以來，已在電子、通信、電氣、能源、航空航天、軍事以及家電等領域作為解決方案廣泛應用，并隨著電力電子器件的不斷發(fā)展，高頻開關電源以效率高、體積小和快速響應等特點逐步取代了線性電源，但在某些對直流電壓紋波要求極高的場合，線性電源以低紋波、電磁干擾小等特點具有很大優(yōu)勢。
由于脈沖電源輸出電壓紋波要求高，為滿足設計指標要求，本文采取了線性電源和微控制器方案來實現(xiàn)。原理框圖見圖1所示。
從圖1可以看出，脈沖電源按照線形電源原理設計，其工作原理為：首先PC機下發(fā)脈沖電壓幅值和脈沖寬度，MCU接收到控制指令后，根據(jù)脈沖電壓幅值選擇變壓器匝比，為三端穩(wěn)壓芯片提供合適的輸入電壓（5-40V），同時下發(fā)脈沖電壓幅值指令給D/A芯片，D/A輸出電壓與三端穩(wěn)壓芯片輸出端反饋電壓通過運放比較，從而驅(qū)動三極管來調(diào)節(jié)線形穩(wěn)壓器LDO（LM317HV）調(diào)整端，形成閉環(huán)控制回路使線性LDO穩(wěn)壓器的輸出電壓達到PC機下設的脈沖電壓幅值。其次MCU根據(jù)PC機設置的脈沖寬度控制PWM口驅(qū)動NMOS管，輸出滿足射頻開關要求的脈沖電壓幅值和寬度。
3 仿真模型搭建
Saber軟件中具有很大的通用模型庫和較為精確的具體信號器件模型，本系統(tǒng)依據(jù)脈沖電源解決方案，在Saber中選擇方案中具體選型器件搭建仿真模型，仿真器件如表1所示。
3.1 仿真模型搭建
按照設計解決方案，利用saber軟件搭建了仿真模型，如圖2所示：主要包括LM317HV輸出電壓調(diào)節(jié)電路、NOMS管浮地驅(qū)動電路、輸出電壓采樣電路和閉環(huán)控制器三部分。
3.2 LM317HV輸出電壓計算、D/A選擇以及反饋電阻計算
電壓輸出模塊主要采用 LM317HV 芯片完成轉(zhuǎn)換輸出。由于LM317HV芯片的輸入電壓一般要比輸出電壓高3V（即有3V的壓降），輸出端的最小電壓為1.25V，為了使脈沖電源能輸出0-35V電壓，要求其輸入Vin接 40V 的電壓，同時把LM317HV芯片的ADJ 端口引入閉環(huán)反饋環(huán)路，通過D/A轉(zhuǎn)換器芯片的輸出電壓Vda與反饋采樣電壓進行比較，使LM317HV的輸出端電壓降為0V。輸出電壓取決于閉環(huán)回路中三極管Q1集電極電壓Vc，計算公式為：Vdc=1.25+Vc。詳細電路如圖3所示。
由于本設計輸出的電壓為0V 到35V 之間，步進電壓為0.1V，為了保證調(diào)節(jié)精度，選用5V/12位DAC7802作為基準參考，考慮噪聲干擾因素，按照10位的有效精度考核，最小分辨率為0.00244V，即滿足系統(tǒng)0.1V調(diào)節(jié)精度要求，反饋電阻精度0.01%，當R1采用1.8歐時，R2=6R1，即R2為10.8歐，滿足脈沖輸出35V電壓要求。
3.3 仿真和樣機實驗結(jié)果
本文針對額定電壓為12V/450mA的射頻開關，對輸出0.1V和12V的仿真結(jié)果和樣機實驗結(jié)果進行了對比。
圖4為仿真輸出0.1V/100ms脈沖電壓，脈沖幅值為0.10025V，上升沿為12.175us，下降沿為8.4626us，脈沖寬度為0.099986s。
圖5為樣機實驗輸出0.1V/100ms脈沖電壓，脈沖幅值為0.09725V，上升沿為31.2us，下降沿為26.9us，脈沖寬度為0.09999s。
圖6為仿真輸出12V/100ms脈沖電壓，脈沖幅值為11.99V，上升沿6.0126us，下降沿為4.8586us，脈沖寬度為0.099988s。
圖7為樣機實驗輸出12V/100ms脈沖電壓，脈沖幅值為11.99V，上升沿為43.93us，下降沿為42.13us，脈沖寬度為0.1000s。
該樣機在帶額定電壓為12V/480Ma的射頻開關時，輸出的100ms的脈沖電壓符合設計要求，已成功用于某射頻開關測試設備產(chǎn)品。
4 結(jié)束語
本文根據(jù)某射頻開關測試產(chǎn)品的要求，設計了一種射頻開關供電脈沖電源。利用saber庫中元器件建立了脈沖電源電路仿真模型，并以同樣參數(shù)元器件設計了實驗樣機，仿真和實驗結(jié)果基本一致，脈沖電壓的動態(tài)響應和精度都達到了預期效果。采用saber仿真輔助產(chǎn)品設計，減少了實驗樣機開發(fā)輪次，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，同時降低了設計成本?？梢妔aber輔助仿真建模是未來開關電源設計必不可少的軟件工具之一。
參考文獻
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作者簡介
王生范（1980-）， 男，工程師。
