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關(guān)鍵詞:單相短路 短路容量 斷路器 箱式變電站 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng) 光源
中圖分類號(hào):TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(a)-0123-02
改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)的城市照明發(fā)展很快,對(duì)完善城市功能,改善城市環(huán)境,提高人民生活水平發(fā)揮了積極作用。作為城市道路照明設(shè)計(jì)現(xiàn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》CJJ45-2006對(duì)照明標(biāo)準(zhǔn)、光源和燈具的選擇、照明設(shè)計(jì)、照明供電和控制以及節(jié)能措施等方面做了較詳盡的規(guī)定和要求,標(biāo)準(zhǔn)提出“安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約能源、維修方便”五項(xiàng)設(shè)計(jì)原則。本文就城市道路照明電氣設(shè)計(jì)中遇到的幾個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題的探討對(duì)修訂工作能起到一點(diǎn)幫助。
1 電纜選擇—— 電壓降引起的照明質(zhì)量下降與單相短路電流不滿足電氣保護(hù)靈敏度要求對(duì)電纜截面選擇孰輕孰重。
(1)在道路照明配電中,由于配電線路較長(zhǎng),配電線路零序阻抗較大,同時(shí)引起電壓偏移和單相接地(零)短路電流相對(duì)較小兩個(gè)問(wèn)題。電壓偏移將對(duì)照明質(zhì)量產(chǎn)生直接影響,根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,燈具的端電壓允許電壓偏移值不超過(guò)額定電壓的105%,對(duì)于道路照明,低壓照明線路的末端電壓不應(yīng)低于額定電壓的90%或不應(yīng)低于始端電壓的95%。而對(duì)于單相接地(零)短路電流相對(duì)較小的問(wèn)題,現(xiàn)有的熱磁式自動(dòng)開(kāi)關(guān)瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器的整定電流值一般較難滿足開(kāi)關(guān)可靠動(dòng)作的靈敏性要求。單相電流短路危害電流危害,主要在于短路電流小,使得電氣保護(hù)元件不能技術(shù)切斷短路電流,從而造成電纜發(fā)熱燃燒,甚至產(chǎn)生局部電弧放電引起火災(zāi),嚴(yán)重危害電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行。所以合理選擇電纜配電長(zhǎng)度和電纜截面,對(duì)于路燈照明供電設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
由于單相接地電流較小,現(xiàn)有的熱磁式斷路器瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器的整定電流值最小為3倍脫扣器額定電流,一般較難滿足靈敏性的要求。如用過(guò)電流長(zhǎng)延時(shí)脫扣器做后備保護(hù),容易使電纜長(zhǎng)時(shí)間過(guò)電流,輕則燒毀電纜,重則引起火災(zāi)。由于道路配電屬于單相配電,即使配電中盡量使三相平衡,零序電流仍較大,也不能使用另加零序保護(hù)裝置的措施。按“JB1284-73”的規(guī)定,非選擇型配電用斷路器的瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器的整定電流值為10倍脫扣器額定電流(可調(diào)式為3~10倍),只具有瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器的斷路器,其脫扣器整定電流值為1~3倍或3~8倍脫扣器額定電流。遺憾的是,至今尚未查到如上面規(guī)定提到的只具有瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器的熱磁式斷路器產(chǎn)品,包括像ABB,Schneider,Moeller等國(guó)外大公司也無(wú)此類產(chǎn)品。目前解決這個(gè)問(wèn)題的辦法:(1)加大電纜截面,降低配電線路的零序電阻和電抗,一般道路照明設(shè)計(jì)中,線路電壓降都能滿足規(guī)范要求,在不影響投資和施工難度的情況下,這不失為一個(gè)好辦法。(2)使用電子式脫扣器,其保護(hù)短路時(shí)磁脫扣可最小做到1.5倍脫扣器額定電流。能滿足保護(hù)要求。(3)減小配電距離,以滿足電氣保護(hù)可靠性,具體做法可參照根據(jù)單相短路電流確定配電最小距離的相關(guān)資料。
(2)電壓降計(jì)算。在長(zhǎng)距離配電設(shè)計(jì)中,電壓降引起的照明質(zhì)量下降與單相短路電流電氣保護(hù)靈敏度要求相比,對(duì)電纜截面選擇決定性的影響也較大。如果考慮高壓鈉燈加裝電容器進(jìn)行無(wú)功功率就地補(bǔ)償,單相短路電流電氣保護(hù)靈敏度要求的問(wèn)題尤其突出。所以,二者統(tǒng)籌合理,才能做到設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理。
2 配電設(shè)備選擇
(1)短路電流與計(jì)算電流相結(jié)合,同時(shí)應(yīng)考慮相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范,正確選擇配電斷路器。
現(xiàn)在一般道路大多采用斷路器保護(hù),本文也只考慮斷路器保護(hù)。對(duì)于道路照明配電斷路器的選擇,主要應(yīng)結(jié)合短路電流與計(jì)算電流進(jìn)行選擇。
通常,道路照明供電電源由電力公網(wǎng)引高壓電源到照明專用變壓器,變壓器的容量不大,一般在80kVA~250kVA之間,即使高壓電力系統(tǒng)短路容量按照無(wú)限大考慮,變壓器低壓側(cè)短路電流也不大。假設(shè)以下兩個(gè)條件:1.10kV側(cè)線纜阻抗忽略不計(jì),短路容量無(wú)窮大,這樣短路電流大小僅取決于前級(jí)變壓器容量的大小。2.04kV側(cè)的變壓器保護(hù)主斷路器和低壓母線上的阻抗也不加考慮,使低壓母線三相短路電流也僅取決于10/0.4kV變壓器容量的大小。低壓側(cè)短路電流可按下式估算。
Id=100Ie/Uk%其中Ie=Se/(1.732xUe)
計(jì)算結(jié)果如表1。
根據(jù)短路電流,在滿足電氣保護(hù)的要求下,合理選擇斷續(xù)器類型,如適當(dāng)選用微型斷路器,而不是一味采用塑殼斷路器,可以大大節(jié)省設(shè)備投資。
(2)美式箱變與歐式箱變的選擇及注意的問(wèn)題。
>> 基于HCPL-316J的IGBT驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 基于ACPL-38JT的IGBT驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 基于SKHI22AH4R的IGBT驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 基于IR22141的IGBT驅(qū)動(dòng)及保護(hù)電路設(shè)計(jì) 一種基于PWM技術(shù)的微機(jī)械陀螺閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 基于EMCCD的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 一種新型LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 一種基于數(shù)字灰度的微顯OLEDos的片上電路設(shè)計(jì) 一種基于FX589的位同步提取電路設(shè)計(jì) 一種基于包絡(luò)檢測(cè)的ASK調(diào)制解調(diào)電路設(shè)計(jì) 一種基于單片機(jī)控制的逆變電源電路設(shè)計(jì) 一種基于單片機(jī)的PSD數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì) 一種基于單片機(jī)的節(jié)能斷電保護(hù)電路設(shè)計(jì) 一種基于TM1638的智能儀表鍵盤(pán)顯示電路設(shè)計(jì) 一種232轉(zhuǎn)紅外的電路設(shè)計(jì) 基于CPLD的面陣CCD驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 基于HSI模型的全彩LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 基于集成芯片的ABS驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 基于CPLD的直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 一種車載IGBT驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì) 常見(jiàn)問(wèn)題解答 當(dāng)前所在位置:
關(guān)鍵詞:HCPL-316J;IGBT驅(qū)動(dòng)電路;故障保護(hù)
引言
光耦驅(qū)動(dòng)芯片HCPL-316J是Agilent公司[編者注:2014年8月更名為keysight(是德)公司]生產(chǎn)的柵極驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)品之一,可用于驅(qū)動(dòng)150A/1200V的IGBT,開(kāi)關(guān)速度為0.5μs,有過(guò)流檢測(cè)和欠電壓封鎖輸出,當(dāng)過(guò)電流發(fā)生時(shí),能輸出故障信號(hào)(供保護(hù)用),并使IGBT軟關(guān)斷。近年來(lái),HCPL-316J的應(yīng)用研究得到了重視,從目前公開(kāi)發(fā)表的文獻(xiàn)來(lái)看,研究主要側(cè)重于輸出電路部分,重點(diǎn)是過(guò)流軟關(guān)斷的原理、工作過(guò)程和實(shí)用電路設(shè)計(jì),對(duì)故障信號(hào)反饋端和控制信號(hào)輸入端的應(yīng)用研究不多。在文獻(xiàn)中均提到將故障信號(hào)反饋給主控芯片,但沒(méi)有深入的研究如何充分利用該信號(hào)端提高驅(qū)動(dòng)電路的整體性能。
光耦HCPL一316J的過(guò)流保護(hù)具有自鎖功能,并可設(shè)定保護(hù)盲區(qū),能有效防止IGBT在工作中瞬時(shí)過(guò)流而使保護(hù)誤動(dòng)作。當(dāng)過(guò)流是由故障引起的,驅(qū)動(dòng)電路將故障信號(hào)反饋給主控DSP,主控芯片接收到故障信號(hào)后,封鎖系統(tǒng)中所有驅(qū)動(dòng)芯片的控制信號(hào),實(shí)現(xiàn)故障保護(hù)。但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,某些系統(tǒng)的主控程序復(fù)雜,運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng),造成故障信號(hào)發(fā)出后,系統(tǒng)不能及時(shí)封鎖所有IGBT的驅(qū)動(dòng)電路,部分IGBT模塊仍然強(qiáng)行工作,引發(fā)嚴(yán)重的后果。
本文針對(duì)上述問(wèn)題設(shè)計(jì)了一種IGBT驅(qū)動(dòng)電路,不僅具備可靠的過(guò)流軟關(guān)斷功能,而且故障保護(hù)響應(yīng)及時(shí),不受主控程序運(yùn)行時(shí)間延滯的影響。
1 應(yīng)用電路設(shè)計(jì)
1.1設(shè)計(jì)思路
HCPL-316J有Vin+、Vin-兩個(gè)控制信號(hào)輸入端。常見(jiàn)的應(yīng)用思路是將PWM信號(hào)從其中一個(gè)輸入端引入,另一個(gè)輸入端的電平始終保持不變,如圖1所示。這樣,只要主控芯片有PWM信號(hào)輸出,HCPL-316J就能驅(qū)動(dòng)IGBT工作。這種應(yīng)用方式實(shí)際上是在兩個(gè)輸入端中選擇一個(gè)使用,另一個(gè)端子的功能沒(méi)有得到充分的利用。
本文設(shè)計(jì)的IGBT驅(qū)動(dòng)電路,PWM信號(hào)從Vin-輸入,Vin+輸入端與HCPL-316J的故障報(bào)警反饋端相連,如圖2所示。HCPL-316J的故障報(bào)警是低電平有效,正常工作時(shí),故障報(bào)警輸出端是高電平,Vin+端也是高電平,PWM信號(hào)能從Vin-輸入到HCPL-316J內(nèi)音B。當(dāng)HCPL-316J檢測(cè)到故障時(shí),故障報(bào)警反饋端輸出低電平,Vin+端電平被拉抵,PWM信號(hào)不能從Vin-輸入到HCPL-316J內(nèi)部。
1.2應(yīng)用電路實(shí)現(xiàn)
圖3為IGBT驅(qū)動(dòng)電路原理圖,圖中兩個(gè)光耦芯片各自驅(qū)動(dòng)一個(gè)IGBT模塊,當(dāng)有更多個(gè)光耦芯片時(shí),參照此圖進(jìn)行連接。以其中的HCPL-316J(1)芯片為例,其輸出電路主要分為以下三個(gè)部分:R3、R4、R5、Ql、Q2組成的柵極推挽驅(qū)動(dòng)電路;R2、D2組成的過(guò)流檢測(cè)電路:D3、C2、C3、C4組成的保護(hù)電路。輸出電路主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT的推挽驅(qū)動(dòng)和過(guò)流檢測(cè),相關(guān)原理和應(yīng)用在文獻(xiàn)中已有詳細(xì)介紹,這里不再贅述。
原理圖中的PWM控制信號(hào)由主控芯片DSP生成,從光耦的Vin一端輸入,同時(shí),所有光耦使用同一個(gè)復(fù)位信號(hào)RESET。每個(gè)光耦的故障信號(hào)輸出反饋端接一個(gè)鉗位二極管(如圖3中的Dl、D4),鉗位二極管陰極接光耦輸出端,所有鉗位二極管的陽(yáng)極連接成一點(diǎn),作為驅(qū)動(dòng)模塊總故障信號(hào)FAULT。FAULT信號(hào)線又連接到所有光耦的Vin+端,同時(shí)經(jīng)限流電路Rl接+5V電源。系統(tǒng)正常工作時(shí),光耦的Vin+端和FAULT信號(hào)線均呈現(xiàn)高電平,鉗位二極管處于截止?fàn)顟B(tài),PWM控制信號(hào)從Vin-端輸入到光耦內(nèi)部,光耦在DSP的控制下驅(qū)動(dòng)IGBT工作。
當(dāng)某一個(gè)光耦芯片檢測(cè)到故障時(shí),其故障輸出反饋端呈現(xiàn)低電平,端子上的鉗位二極管導(dǎo)通,總故障信號(hào)FAULT變低,向主控芯片發(fā)出故障報(bào)警信號(hào),同時(shí)所有光耦芯片的Vin+端被鉗定在低電平,Vin -端子上的PWM信號(hào)無(wú)法輸入到光耦內(nèi)部,在第一時(shí)間封鎖所有光耦的輸入,IGBT失去驅(qū)動(dòng)信號(hào)而停止工作,實(shí)現(xiàn)了對(duì)IGBT模塊的故障快速保護(hù)功能。顯然,在主控芯片封鎖PWM控制信號(hào)之前,驅(qū)動(dòng)電路已經(jīng)阻止PWM信號(hào)的輸入,這樣就解決了主控程序運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)對(duì)故障保護(hù)時(shí)效性的影響。
2 實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)電路中主控DSP選用的是TMS320F2812, IGBT選用FS100R12KT3模塊,推挽電路中的NPN管選用MJD44H11G,PNP管選用MJD45H11G.其它元件參數(shù)配置如下:R1=R2=R6=lOk Q,R3=R4=R5=R7=R8=R9=10 Q.C1=C5=330pF ,C2=C3=C6=C7=0.1μF,C4=C8=lOOpF。
為驗(yàn)證過(guò)流保護(hù)的時(shí)效應(yīng),在HCPL-316J(1)芯片DESAT端突加一個(gè)電壓信號(hào),模擬系統(tǒng)過(guò)流故障狀態(tài),在4通道示波器D SOX2004A上觀察到的實(shí)驗(yàn)波形如圖4所示。當(dāng)VDESAT1>7V時(shí),HCPL-316J(1)芯片進(jìn)入過(guò)流軟關(guān)斷的工作過(guò)程,將自身驅(qū)動(dòng)的IGBT(1)軟關(guān)斷,同時(shí)發(fā)出故障報(bào)警信號(hào),VFAULT信號(hào)由高變低。一旦VFAULT變?yōu)榈碗娖?,HCPL-316J(2)芯片的輸出VGE2電壓信號(hào)立即下降為零,第一時(shí)間關(guān)斷IGBT(2),實(shí)現(xiàn)故障快速保護(hù),而主控DSP在經(jīng)過(guò)2μs后才封鎖控制信號(hào)PWM2。
3 結(jié)論
關(guān)鍵詞:PCB;無(wú)線射頻;RF電路;設(shè)計(jì)
1引言
射頻(RF)PCB設(shè)計(jì),在目前公開(kāi)出版的理論上具有很多不確定性,常被形容為一種“黑色藝術(shù)”。通常情況下,對(duì)于微波以下頻段的電路(包括低頻和低頻數(shù)字電路),在全面掌握各類設(shè)計(jì)原則前提下的仔細(xì)規(guī)劃是一次性成功設(shè)計(jì)的保證。對(duì)于微波以上頻段和高頻的PC類數(shù)字電路。則需要2~3個(gè)版本的PCB方能保證電路品質(zhì)。而對(duì)于微波以上頻段的RF電路.則往往需要更多版本的:PCB設(shè)計(jì)并不斷完善,而且是在具備相當(dāng)經(jīng)驗(yàn)的前提下。由此可知RF電設(shè)計(jì)上的困難。
2RF電路設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題
2.1數(shù)字電路模塊和模擬電路模塊之間的干擾
如果模擬電路(射頻)和數(shù)字電路單獨(dú)工作,可能各自工作良好。但是,一旦將二者放在同一塊電路板上,使用同一個(gè)電源一起工作,整個(gè)系統(tǒng)很可能就不穩(wěn)定。這主要是因?yàn)閿?shù)字信號(hào)頻繁地在地和正電源(>3V)之間擺動(dòng),而且周期特別短,常常是納秒級(jí)的。由于較大的振幅和較短的切換時(shí)間。使得這些數(shù)字信號(hào)包含大量且獨(dú)立于切換頻率的高頻成分。在模擬部分,從無(wú)線調(diào)諧回路傳到無(wú)線設(shè)備接收部分的信號(hào)一般小于lμV。因此數(shù)字信號(hào)與射頻信號(hào)之間的差別會(huì)達(dá)到120dB。顯然.如果不能使數(shù)字信號(hào)與射頻信號(hào)很好地分離。微弱的射頻信號(hào)可能遭到破壞,這樣一來(lái),無(wú)線設(shè)備工作性能就會(huì)惡化,甚至完全不能工作。
2.2供電電源的噪聲干擾
射頻電路對(duì)于電源噪聲相當(dāng)敏感,尤其是對(duì)毛刺電壓和其他高頻諧波。微控制器會(huì)在每個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期內(nèi)短時(shí)間突然吸人大部分電流,這是由于現(xiàn)代微控制器都采用CMOS工藝制造。因此。假設(shè)一個(gè)微控制器以lMHz的內(nèi)部時(shí)鐘頻率運(yùn)行,它將以此頻率從電源提取電流。如果不采取合適的電源去耦.必將引起電源線上的電壓毛刺。如果這些電壓毛刺到達(dá)電路RF部分的電源引腳,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致工作失效。
2.3不合理的地線
如果RF電路的地線處理不當(dāng),可能產(chǎn)生一些奇怪的現(xiàn)象。對(duì)于數(shù)字電路設(shè)計(jì),即使沒(méi)有地線層,大多數(shù)數(shù)字電路功能也表現(xiàn)良好。而在RF頻段,即使一根很短的地線也會(huì)如電感器一樣作用。粗略地計(jì)算,每毫米長(zhǎng)度的電感量約為lnH,433MHz時(shí)10toniPCB線路的感抗約27Ω。如果不采用地線層,大多數(shù)地線將會(huì)較長(zhǎng),電路將無(wú)法具有設(shè)計(jì)的特性。
2.4天線對(duì)其他模擬電路部分的輻射干擾
在PCB電路設(shè)計(jì)中,板上通常還有其他模擬電路。例如,許多電路上都有模,數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)或數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)。射頻發(fā)送器的天線發(fā)出的高頻信號(hào)可能會(huì)到達(dá)ADC的模擬輸入端。因?yàn)槿魏坞娐肪€路都可能如天線一樣發(fā)出或接收RF信號(hào)。如果ADC輸入端的處理不合理,RF信號(hào)可能在ADC輸入的ESD二極管內(nèi)自激。從而引起ADC偏差。
3RF電路設(shè)計(jì)原則及方案
3.1RF布局概念
在設(shè)計(jì)RF布局時(shí),必須優(yōu)先滿足以下幾個(gè)總原則:
(1)盡可能地把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放大器(LNA)隔離開(kāi)來(lái),簡(jiǎn)單地說(shuō),就是讓高功率RF發(fā)射電路遠(yuǎn)離低功率RF接收電路:
(2)確保PCB板上高功率區(qū)至少有一整塊地,最好上面沒(méi)有過(guò)孔,當(dāng)然,銅箔面積越大越好;
(3)電路和電源去耦同樣也極為重要;
(4)RF輸出通常需要遠(yuǎn)離RF輸入;
(5)敏感的模擬信號(hào)應(yīng)該盡可能遠(yuǎn)離高速數(shù)字信號(hào)和RF信號(hào)。
3.2物理分區(qū)和電氣分區(qū)設(shè)計(jì)原則
設(shè)計(jì)分區(qū)可以分解為物理分區(qū)和電氣分區(qū)。物理分區(qū)主要涉及元器件布局、方向和屏蔽等;電氣分區(qū)可以繼續(xù)分解為電源分配、RF走線、敏感電路和信號(hào)以及接地等的分區(qū)。
3.2.1物理分區(qū)原則
(1)元器件位置布局原則。元器件布局是實(shí)現(xiàn)一個(gè)優(yōu)秀RF設(shè)計(jì)的關(guān)鍵.最有效的技術(shù)是首先固定位于RF路徑上的元器件并調(diào)整其方向,以便將RF路徑的長(zhǎng)度減到最小,使輸入遠(yuǎn)離輸出。并盡可能遠(yuǎn)地分離高功率電路和低功率電路。
(2)PCB堆疊設(shè)計(jì)原則。最有效的電路板堆疊方法是將主接地面(主地)安排在表層下的第二層,并盡可能將RF線布置在表層上。將RF路徑上的過(guò)孔尺寸減到最小,這不僅可以減少路徑電感,而且還可以減少主地上的虛焊點(diǎn),并可減少RF能量泄漏到層疊板內(nèi)其他區(qū)域的機(jī)會(huì)。
(3)射頻器件及其RF布線布局原則。在物理空間上,像多級(jí)放大器這樣的線性電路通常足以將多個(gè)RF區(qū)之間相互隔離開(kāi)來(lái),但是雙工器、混頻器和中頻放大器/混頻器總是有多個(gè)RF/IF信號(hào)相互干擾.因此必須小心地將這一影響減到最小。RF與IF跡線應(yīng)盡可能十字交叉,并盡可能在它們之間隔一塊地。正確的RF路徑對(duì)整塊PCB的性能非常重要,這就是元器件布局通常在蜂窩電話PCB設(shè)計(jì)中占大部分時(shí)間的原因。
(4)降低高/低功率器件干擾耦合的設(shè)計(jì)原則。在蜂窩電話PCB上,通??梢詫⒌驮胍舴糯笃麟娐贩旁赑CB的某一面,而將高功率放大器放在另一面,并最終通過(guò)雙工器把它們?cè)谕幻嫔线B接到RF端和基帶處理器端的天線上。要用技巧來(lái)確保通孔不會(huì)把RF能量從板的一面?zhèn)鬟f到另一面,常用的技術(shù)是在二面都使用盲孔??梢酝ㄟ^(guò)將通孔安排在PCB板二面都不受RF干擾的區(qū)域來(lái)將通孔的不利影響減到最小。
3.2.2電氣分區(qū)原則
(1)功率傳輸原則。蜂窩電話中大多數(shù)電路的直流電流都相當(dāng)小,因此,布線寬度通常不是問(wèn)題。不過(guò).必須為高功率放大器的電源單獨(dú)設(shè)定一條盡可能寬的大電流線,以將傳輸壓降減到最低。為了避免太多電流損耗,需要采用多個(gè)通孔來(lái)將電流從某一層傳遞到另一層。
(2)高功率器件的電源去耦。如果不能在高功率放大器的電源引腳端對(duì)它進(jìn)行充分的去耦,那么高功率噪聲將會(huì)輻射到整塊板上,并帶來(lái)多種的問(wèn)題。高功率放大器的接地相當(dāng)關(guān)鍵,經(jīng)常需要為其設(shè)計(jì)一個(gè)金屬屏蔽罩。
(3)RF輸入,輸出隔離原則。在大多數(shù)情況下,同樣關(guān)鍵的是確保RF輸出遠(yuǎn)離RF輸入。這也適用于放大器、緩沖器和濾波器。在最壞情況下,如果放大器和緩沖器的輸出以適當(dāng)?shù)南辔缓驼穹答伒剿鼈兊妮斎攵?,那么它們就有可能產(chǎn)生自激振蕩。在最好情況下,它們將能在任何溫度和電壓條件下穩(wěn)定地工作。實(shí)際上。它們可能會(huì)變得不穩(wěn)定,并將噪音和互調(diào)信號(hào)添加到RF信號(hào)上。
(4)濾波器輸入,輸出隔離原則。如果射頻信號(hào)線不得不從濾波器的輸入端繞回輸出端,那么,這可能會(huì)嚴(yán)重?fù)p害濾波器的帶通特性。為了使輸入和輸出良好地隔離。首先必須在濾波器周圍布置一圈地。其次濾波器下層區(qū)域也要布置一塊地,并與圍繞濾波器的主地連接起來(lái)。把需要穿過(guò)濾波器的信號(hào)線盡可能遠(yuǎn)離濾
波器引腳也是個(gè)好方法。此外,整塊板上各個(gè)地方的接地都要十分小心,否則可能會(huì)在不知覺(jué)之中引入一條不希望發(fā)生的耦合通道。
(5)數(shù)字電路和模擬電路隔離。在所有PCB設(shè)計(jì)中,盡可能將數(shù)字電路遠(yuǎn)離模擬電路是一條總的原則,它同樣適用于RFPCB設(shè)計(jì)。公共模擬地和用于屏蔽和隔開(kāi)信號(hào)線的地通常是同等重要的,由于疏忽而引起的設(shè)計(jì)更改將可能導(dǎo)致即將完成的設(shè)計(jì)又必須推倒重來(lái)。同樣應(yīng)使RF線路遠(yuǎn)離模擬線路和一些很關(guān)鍵的數(shù)字信號(hào).所有的RF走線、焊盤(pán)和元件周圍應(yīng)盡可能多地填接地銅皮.并盡可能與主地相連。如果RF走線必須穿過(guò)信號(hào)線,那么盡量在它們之間沿著RF走線布置一層與主地相連的地。如果不可能,一定要保證它們是十字交叉的.這可將容性耦合減到最小,同時(shí)盡可能在每根RF走線周圍多布一些地,并把它們連到主地。此外。將并行RF走線之間的距離減到最小可使感性耦合減到最小。
關(guān)鍵詞:民用建筑;電氣設(shè)計(jì);常見(jiàn)問(wèn)題;設(shè)計(jì)措施
中圖分類號(hào): TD229 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
引言
隨著我國(guó)建筑工程行業(yè)的不斷發(fā)展,建筑工程的總數(shù)正在不斷增加,建筑水平也越來(lái)越高,建筑物的使用功能也在向著多樣化的方向發(fā)展。與此同時(shí),建筑物居民對(duì)建筑工程的要求也越來(lái)越高,這就給我們建筑工程企業(yè)提出了更高層次的挑戰(zhàn)。電氣工程作為現(xiàn)代建筑工程的有機(jī)組成部分之一,擔(dān)負(fù)著改善人民生活、方便居民起居的重要職責(zé),其安全和質(zhì)量性能也受到了相當(dāng)程度的關(guān)注。
一、民用建筑電氣設(shè)計(jì)的基本原則
隨著現(xiàn)代建筑的快速發(fā)展,人們的生活水平有了顯著的提高。人們對(duì)建筑物中的電氣設(shè)計(jì)的要求也有所提高,并提出新的要求。提出新的要求主要是基于安全的考慮,給人們生活品質(zhì)的要求提供保障,同時(shí)這也是建筑物的經(jīng)濟(jì)型和節(jié)能型的要求,所以在進(jìn)行民用建筑電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程,必須要嚴(yán)格遵守以下幾條基本原則:
1、建筑物實(shí)用性和安全性要求
建筑物的一個(gè)最為基本的要求就是建筑物一定要滿足最為基本的實(shí)用性和安全性的要求。尤其是民用建筑,里面居住的人員很多,實(shí)用性和安全性是最基本的要求。一個(gè)建筑物的實(shí)用性將在某種程度上決定著建筑物內(nèi)人員工作環(huán)境的舒適程度,建筑物的安全性就是滿足建筑物內(nèi)部人員的生命財(cái)產(chǎn)安全,這也是民用建筑電氣設(shè)計(jì)的原則。
2、建筑物的經(jīng)濟(jì)型要求
建筑物的節(jié)能型是現(xiàn)今建筑的一個(gè)重要要求,由于在剛剛興起的民用建筑中,能量的消耗和浪費(fèi),不僅會(huì)給家庭帶來(lái)一定的損失,同時(shí)也還會(huì)給社會(huì)帶來(lái)巨大的損失。為此在進(jìn)行家庭電氣設(shè)計(jì)的時(shí)候需要實(shí)現(xiàn)考慮到建筑物節(jié)能的屬性。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,必須要滿足我國(guó)現(xiàn)今的一些具體情況,需要對(duì)建筑物事先進(jìn)行最為常規(guī)化的節(jié)能設(shè)計(jì)。這樣在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的時(shí)候才能夠有效的控制成本,使得所需的費(fèi)用最低。
3、建筑物的功用性要求
民用建筑的主要用途就是文人們提供居住的地方,解決人們的住房問(wèn)題,為此建筑物在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要滿足建筑的基本要求。對(duì)于民用建筑而言,首先需要滿足的就是建筑物內(nèi)的照明問(wèn)題和空調(diào)的溫度問(wèn)題,這樣在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)的時(shí)候才能夠更好的滿足用戶的要求,給人們提供一個(gè)舒適的居住環(huán)境,滿足人們的各類要求。
二、民用建筑電氣設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題
1、不符合規(guī)范的設(shè)計(jì)深度
建筑電氣工程施工是具有一定特殊性與危險(xiǎn)性的工程,我國(guó)相關(guān)部門(mén)對(duì)建筑電氣工程的設(shè)計(jì)施工都作出了相應(yīng)的詳細(xì)規(guī)范條例和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),以約束建筑電氣設(shè)計(jì)人員與施工人員的作業(yè)行為。尤其是對(duì)于建筑電氣設(shè)計(jì)工作,建設(shè)部更是頒布了關(guān)于建筑電氣設(shè)計(jì)深度的相關(guān)規(guī)定。但是從目前我國(guó)的建筑電氣設(shè)計(jì)現(xiàn)狀來(lái)看,很少有建筑電氣的施工設(shè)計(jì)方案能夠達(dá)到設(shè)計(jì)深度要求。造成這種現(xiàn)象的主要原因是建筑電氣設(shè)計(jì)人員并沒(méi)有對(duì)電氣工程的施工環(huán)境進(jìn)行實(shí)地考察,也沒(méi)有考慮到設(shè)計(jì)方案在建筑電氣工程施工中的可行性,就根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)盲目進(jìn)行設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)雖然符合電氣設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)設(shè)計(jì)技術(shù)方法的要求,但卻不一定能夠符合建筑電氣工程的設(shè)計(jì)要求。很多時(shí)候會(huì)出現(xiàn)實(shí)際進(jìn)行電氣施工安裝時(shí),按照設(shè)計(jì)方案會(huì)增大施工難度,或浪費(fèi)更多電氣工程材料,而修改設(shè)計(jì)方案又會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間,影響施工進(jìn)度,極大的影響了建筑電氣工程的整體施工質(zhì)量。
2、民用電氣設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)思路不夠合理
現(xiàn)階段的民用電氣在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,有很多的問(wèn)題都是由設(shè)計(jì)層面引起的。在電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中,沒(méi)有考慮到電氣線路的材料選擇和回路設(shè)計(jì)問(wèn)題,但這些問(wèn)題都能夠引起家用電路中的很多與之相關(guān)的問(wèn)題,嚴(yán)重的還可能帶來(lái)安全隱患。
3、忽視電氣節(jié)能設(shè)計(jì)
隨著我國(guó)城市化的加速以及我國(guó)的人民生活水平的不斷提高,我國(guó)的建筑物以及設(shè)備也迅速的增加,建筑物的能耗問(wèn)題也成為了現(xiàn)在我國(guó)一個(gè)比較大的問(wèn)題。而目前的很多建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)問(wèn)題一直沒(méi)有得到比較好的解決。建筑設(shè)計(jì)上雖然已經(jīng)對(duì)電氣節(jié)能的問(wèn)題有所重視,但是由于自身的設(shè)計(jì)水平的問(wèn)題,設(shè)計(jì)者對(duì)室內(nèi)的節(jié)能問(wèn)題還是沒(méi)有很好的處理。
4、電氣設(shè)計(jì)中的防火設(shè)計(jì)不夠合理
近些年來(lái),在我國(guó)民用建筑的火災(zāi)發(fā)生原因中,因?yàn)槊裼秒姎庠O(shè)計(jì)問(wèn)題引起的火災(zāi)在我國(guó)民用住宅火災(zāi)中占有很大的比例。目前在民用電氣防火設(shè)計(jì)中存在著以下問(wèn)題:電氣的設(shè)計(jì)不夠完善,存在著很多的缺陷,再加上在施工的過(guò)程中沒(méi)有完全的按照國(guó)家的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)和規(guī)范。這樣就會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的安全問(wèn)題,甚至造成火災(zāi)。
三、加強(qiáng)民用建筑電氣設(shè)計(jì)措施
1、加強(qiáng)民用建筑電氣設(shè)計(jì)的深度
在建筑電氣工程的施工設(shè)計(jì)中,必須要根據(jù)具體的建筑工程特點(diǎn)進(jìn)行電氣施工設(shè)計(jì),并且要不斷的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行嚴(yán)格審查,改正其中存在的常識(shí)性錯(cuò)誤,增大建筑電氣設(shè)計(jì)的深度,確保建筑電氣設(shè)計(jì)的可行性與科學(xué)性。例如在進(jìn)行照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,必須要嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計(jì)深度的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)電氣設(shè)備與材料進(jìn)行合理的選擇,并且在設(shè)計(jì)圖紙中詳細(xì)標(biāo)注所使用的設(shè)備或材料的型號(hào)、規(guī)格、編號(hào)等,以保證建筑電氣施工效果能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期效果。
2、在設(shè)計(jì)層面嚴(yán)格要求
在設(shè)計(jì)層面出現(xiàn)問(wèn)題將會(huì)直接影響到后期的電氣安裝問(wèn)題,在建筑設(shè)計(jì)的層面上,必須要對(duì)建筑物的電氣設(shè)計(jì)有一個(gè)整體性的清晰思路。在施工的過(guò)程中。相關(guān)的設(shè)計(jì)人員和施工單位需要對(duì)電氣設(shè)計(jì)的一些相關(guān)性內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格的審查,對(duì)設(shè)計(jì)中的不合格設(shè)計(jì)要進(jìn)行指出和限期性的修改,在修改好后在進(jìn)行復(fù)核,這樣才能夠從設(shè)計(jì)層面上杜絕電氣設(shè)計(jì)中的安全隱患問(wèn)題,保章居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。
3、選擇切實(shí)可行的節(jié)能措施
民用建筑功耗問(wèn)題已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),為了有效的降低民用建筑的功耗,在進(jìn)行建筑電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中,需要進(jìn)行與之相關(guān)的節(jié)能措施的電氣設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)可以利用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬居民用電的負(fù)荷,看選用什么樣的材料才能既滿足節(jié)省材料,又滿足安全設(shè)計(jì)的需要。最終達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)的目的。另外需要在計(jì)量裝置的設(shè)計(jì)中,根據(jù)家庭用電的要求進(jìn)行合理的布置,同時(shí)在電線和照明控制方式的細(xì)節(jié)方面,都應(yīng)該進(jìn)行合理的布置,特別要注意照明方式的控制,要避免照明不到位的現(xiàn)象,同時(shí)還要滿足不浪費(fèi)能源的要求,大膽選用節(jié)能環(huán)保新產(chǎn)品新設(shè)備,這樣才能達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)的目的,降低建筑能耗。
4、強(qiáng)化電氣設(shè)計(jì)中的防火設(shè)計(jì)意識(shí)
為了有效的避免火災(zāi)的發(fā)生,在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,需要嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)規(guī)范,對(duì)那些技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行仔細(xì)的研究和認(rèn)真的處理,有效的預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。在民用電氣防火設(shè)計(jì)中,需要設(shè)計(jì)相關(guān)的保護(hù)措施,一般都需要設(shè)計(jì)有漏電保護(hù)功能的斷路器。另外在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還需要考慮到電路中的負(fù)載問(wèn)題,需要避免由于長(zhǎng)期的運(yùn)行和電氣的運(yùn)行負(fù)載過(guò)大而引起的火災(zāi)。在電路設(shè)計(jì)的選材上,需要使用正規(guī)廠家生產(chǎn)的電線,不能夠?yàn)榱斯?jié)省成本,采用一些不合的電線,這有確保以上幾點(diǎn)問(wèn)題的要求,才能夠有效的避免因電氣防火設(shè)計(jì)不合理而造成的家用電氣火災(zāi)的發(fā)生。
結(jié)束語(yǔ)
目前,建筑電氣的建設(shè)逐漸向自動(dòng)化、節(jié)能化、信息化和智能化方向發(fā)展,這些方面必然對(duì)電氣設(shè)計(jì)有許多新的要求,使建筑電氣的設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)范圍不斷擴(kuò)大,技術(shù)要求越來(lái)越高。一個(gè)設(shè)計(jì)的合理性直接影響電氣設(shè)備的成本,以上只是討論了較大系統(tǒng)方面的影響,而在實(shí)際的細(xì)部設(shè)計(jì)中還有許多值得探討的關(guān)于更安全、更可靠、更好的節(jié)約成本的問(wèn)題,只有經(jīng)過(guò)仔細(xì)的設(shè)計(jì),根據(jù)實(shí)際情況,即為將來(lái)發(fā)展留出裕量又節(jié)省投資,這樣才是一個(gè)合理的設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
[1]肖奇志.電氣施工圖審查常見(jiàn)問(wèn)題綜述[J].建筑電氣,2007.
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關(guān)鍵詞:產(chǎn)品開(kāi)發(fā);EMC;設(shè)計(jì);整改
DOI:10.3969/j.issn.1005-5517.2015.10.013
引言
電子技術(shù)正朝著智能化方向飛速發(fā)展。對(duì)于智能化的高科技產(chǎn)品,需要集成多個(gè)功能模塊,而這些模塊之間的兼容性就是當(dāng)前電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重中之重。電磁兼容性是目前電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中比較困難的一項(xiàng)工作,目前國(guó)際對(duì)電磁兼容性方面非常嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)證機(jī)構(gòu)也有嚴(yán)格的產(chǎn)品上市管理體系,這就需要在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中就融入EMC設(shè)計(jì),只有做到這一點(diǎn)才能夠更加高效的完成一個(gè)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。
體系管控形成質(zhì)變
傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程分為5個(gè)環(huán)節(jié),產(chǎn)品的需求分析、方案評(píng)審、設(shè)計(jì)階段、調(diào)試階段、驗(yàn)證階段。按照此開(kāi)發(fā)流程,在調(diào)試階段才會(huì)進(jìn)行EMC測(cè)試,首次對(duì)產(chǎn)品的EMC性能進(jìn)行判定,一旦測(cè)試合格,就進(jìn)行項(xiàng)目結(jié)案,此流程缺點(diǎn)是不清楚產(chǎn)品究竟優(yōu)點(diǎn)在哪里;一旦產(chǎn)品出現(xiàn)問(wèn)題,也只能在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行修補(bǔ)。真正的要想做好產(chǎn)品,必須從產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)初期就將EMC考慮進(jìn)去。
在需求分析階段,對(duì)產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行評(píng)估,包括產(chǎn)品的未來(lái)考慮的市場(chǎng)范圍,對(duì)應(yīng)市場(chǎng)的基本要求。尤其是產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境,特定環(huán)境產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)要重點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估、考量;產(chǎn)品的方案評(píng)審階段需要對(duì)產(chǎn)品具體的指標(biāo)如何在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行考量,包括實(shí)現(xiàn)方式是裸機(jī)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)?還是應(yīng)用電路實(shí)現(xiàn)?需要將這些具體的指標(biāo)進(jìn)行明確:在設(shè)計(jì)階段需要對(duì)硬件電路、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝安裝、接地設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合評(píng)估。傳統(tǒng)的思維模式認(rèn)為只需要設(shè)計(jì)好電路就可以解決EMC問(wèn)題,其實(shí)工藝安裝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、接地設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品整機(jī)EMC性能的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電路本身。逐個(gè)考慮這些環(huán)節(jié)的EMC問(wèn)題,并在這個(gè)階段把所有的風(fēng)險(xiǎn)都預(yù)估出來(lái),同時(shí)要有對(duì)策保障,只有做到這一點(diǎn)才能夠在下個(gè)環(huán)節(jié)“調(diào)試階段”處理地得心應(yīng)手;調(diào)試階段必須對(duì)產(chǎn)品立項(xiàng)階段制定的指標(biāo)一一進(jìn)行驗(yàn)證,對(duì)于出現(xiàn)的問(wèn)題再利用設(shè)計(jì)階段中設(shè)計(jì)的措施進(jìn)行調(diào)整,這樣就可以系統(tǒng)的解決問(wèn)題,收尾驗(yàn)證就按照行業(yè)要求進(jìn)行認(rèn)證上市。
細(xì)節(jié)決定成敗
2.1端口電路設(shè)計(jì)
供電端口電路有必不可少的三部分:安全防護(hù)、濾波電路及電源轉(zhuǎn)換,關(guān)于這三部分的布局設(shè)計(jì)必須遵守走直線的原則。如果按照?qǐng)D2(1)設(shè)計(jì),當(dāng)輸入端口的瞬時(shí)脈沖輸入,這種瞬時(shí)脈沖存在高頻分量(如圖3),會(huì)形成走線和走線之間的耦合,從而導(dǎo)致濾波電路失效,甚至隔離電源隔離產(chǎn)生的穩(wěn)定直流電壓也會(huì)受到影響,實(shí)現(xiàn)不了原有的設(shè)計(jì)功能。要把電路的設(shè)計(jì)功能落實(shí)到實(shí)際的應(yīng)用中,就如上面所講,必須按照走直線的原則如圖2(2)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2.2I/O口電路設(shè)計(jì)
I/O口電路的設(shè)計(jì)同樣受到PCB布局及接地設(shè)計(jì)的影響。如圖4(1)的端口防護(hù)器件的接地和后端被保護(hù)IC的地進(jìn)行共地設(shè)計(jì),這種設(shè)計(jì)一旦瞬態(tài)脈沖被鉗位卸放到地上面,由于這個(gè)地同時(shí)也是IC的參考地,很容易導(dǎo)致IC地電位抬高而出現(xiàn)異常;改善方案主要有兩種:如果系統(tǒng)是兩線制設(shè)備(無(wú)地線)系統(tǒng)外殼也是非金屬材質(zhì),此地線設(shè)計(jì)也必須將IC的參考地和防護(hù)器件的地分開(kāi),不能共用在一起,但是由于此系統(tǒng)屬于無(wú)地線系統(tǒng),可以采用這兩個(gè)部分分別鋪設(shè)不同的接地區(qū)域,然后使用Y電容將兩個(gè)區(qū)域的地線連接在一起。另外一種是系統(tǒng)有設(shè)計(jì)地線或者外殼屬于金屬外殼,這種情況就可以將防護(hù)器件的接地直接連到外殼地或者通過(guò)Y電容連接到外殼地,但是一定要和IC的參考地分開(kāi)。
上面提到的PCB走線的設(shè)計(jì)導(dǎo)致防護(hù)電路失效的問(wèn)題,通過(guò)圖5就可以看到端口設(shè)計(jì)了TVS管防護(hù)ESD,但是如果布線按照?qǐng)D5(1)這樣走線,極易導(dǎo)致IC損壞,但是TVS管還沒(méi)有動(dòng)作的,主要是由于現(xiàn)有的ESD或者EFT都是高頻干擾,走線阻抗常大,所以對(duì)于端口的防護(hù)電路設(shè)計(jì)一定要遵守靠近端口的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)PCB。
2.3EMI電路設(shè)計(jì)
金升陽(yáng)電源在電磁干擾方面內(nèi)部增加了濾波電路、屏蔽措施等,保證符合承諾的各項(xiàng)指標(biāo)要求,但是電源在應(yīng)用方面還是難免出現(xiàn)電磁干擾超標(biāo)的問(wèn)題;此時(shí),很多設(shè)計(jì)工程師都會(huì)認(rèn)為問(wèn)題的根源在于電源,這種其實(shí)是有誤區(qū),因?yàn)殡姶鸥蓴_傳導(dǎo)騷擾測(cè)試項(xiàng)目,主要是針對(duì)電源端口,那么電源端口就成了其傳輸路逕,所有的電磁干擾都會(huì)經(jīng)過(guò)電源端口到達(dá)被測(cè)設(shè)備,測(cè)試設(shè)備測(cè)試到的電磁干擾除了來(lái)自電源本身外,主要還包括整機(jī)中的其他部分產(chǎn)生的電磁干擾,以及設(shè)備內(nèi)部寄生參數(shù)的諧振產(chǎn)生的電磁干擾。電源內(nèi)部的濾波器無(wú)法對(duì)這類電磁干擾進(jìn)行抑制,這些電磁干擾就通過(guò)電源端口耦合到測(cè)試設(shè)備。為了應(yīng)對(duì)千差萬(wàn)別的應(yīng)用環(huán)境,電源廠家設(shè)計(jì)濾波器時(shí),除了抑制電源內(nèi)部干擾,還會(huì)考慮到濾波器衰減特性及頻譜特性,盡量預(yù)留最大的設(shè)計(jì)余量。那么這就要求整機(jī)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)電源前端時(shí)候,一定要按照電源廠家推薦的應(yīng)用電路進(jìn)行設(shè)計(jì),例如:LH15產(chǎn)品應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)EMI超標(biāo)問(wèn)題(見(jiàn)圖6)。
圖6為金升陽(yáng)電源LH15-13805傳導(dǎo)騷擾測(cè)試結(jié)果,此結(jié)果符合EN55022/CISPR22的CLASS B要求,而且余量非常充分。
圖7為金升陽(yáng)電源LH15-13B05的電源應(yīng)用到某品牌產(chǎn)品上面后,整機(jī)測(cè)試傳導(dǎo)騷擾結(jié)果,此結(jié)果無(wú)法符合EN55022/CISPR22的CLASS B要求,甚至連CLASS A都無(wú)法滿足要求,更不用說(shuō)設(shè)計(jì)余量。
所以電源即使內(nèi)部電磁干擾設(shè)計(jì)等級(jí)再高,在應(yīng)用過(guò)程中一定要留應(yīng)用部分,具體參數(shù)可參考具體產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的規(guī)格書(shū)。
結(jié)語(yǔ)
整機(jī)電磁兼容設(shè)計(jì)其實(shí)是一個(gè)系統(tǒng)性工程,任何一個(gè)點(diǎn)設(shè)計(jì)不到位都可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)失敗,甚至?xí)冻龀林氐某杀敬鷥r(jià)。目前,行業(yè)內(nèi)對(duì)于這方面的設(shè)計(jì)失敗原因局限于電源方面,而忽視PCB設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及接地設(shè)計(jì)等方面。有效解決EMC問(wèn)題,需要在設(shè)計(jì)初期就充分評(píng)審指標(biāo)定位、應(yīng)用環(huán)境;在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分評(píng)審電路圖設(shè)計(jì)、原材料選型、PCB繪制、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝安裝等各方面,不斷地優(yōu)化開(kāi)發(fā)流程,實(shí)現(xiàn)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中考量所有問(wèn)題。
參考文獻(xiàn):
[1]IEC 61000-6-2-2005通用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)環(huán)境的抗擾度標(biāo)準(zhǔn)
[2]IEC 61000-6-4-2007通用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)環(huán)境發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)
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