時間：2023-10-15 15:34:41
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電源電路設計技巧，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】電子電路調試方法調試技巧
隨著科技水平的不斷進步,電子產品日新月異，各種成熟的電子電路多不勝數。任何一臺電子設備在使用前，必須要通過調試，使電路能夠滿足規定的各項技術指標要求，這樣電子設備才能正常安全的運行。這就要求調試者既要十分清楚電子電路的工作原理，又要有一定的科學實驗方法。因此，電子電路的調試占有重要地位，這也是理論聯系實際的重要環節。另外，電子設備在長期運行中，會發生故障，需要維修。這些技術工作均離不開電子電路的調試工作，因此電子電路調試技術十分重要。
一、電子電路調試原則
調試電子電路時要遵守“檢查確認、先靜后動、先分后整、由零到滿”的調試原則。
1.檢查確認：調試前不加電源的檢查過程。對照電路圖和實際線路檢查元件安裝位置是否正確、牢固；連線是否正確，有無虛接；插接件是否接觸良好；元器件引腳之間有無短路，電源極性、信號源連線是否正確；確認無誤后，可轉入靜態檢測與調試。
2. 先靜后動：電子電路先要進行靜態調試后再進行動態調試。靜態調試是電子電路接通直流電源后測量各關鍵點直流電壓是否在正常狀態下。動態調試是在靜態調試的基礎上進行的，調試的方法是在電路的輸入端加上所需的信號源，并循著信號的流向逐級檢測各有關點的波形、參數和性能指標。
3. 先分后整：先對每個單元電路進行調試，沒有問題后，在進行整體電路調試。
4. 由零到滿：先不帶負載調試，再帶輕載調試，最后帶滿載調試。
二、電子電路調試方法及技巧
電子電路的調試方法很多，目的都是為達到電路設計指標，要經過“測試一判斷一調整一再測試” 反復進行的過程。電路測試和調試是電子設備的一個重要環節。通過調試，可以發現和糾正電子電路設計方案的不足、安裝的不合理，通過采取一定的改進措施，使電路達到設計技術指標的要求。在工作中積累了一些電子電路調試的方法及技巧，具體的的調試步驟如下：
1. 調試前的準備工作：調試前先要按照調試要求準備好儀器儀表及工具。調試常用的儀表儀器有萬用表、穩壓電源、示波器、信號發生器等。
2. 接線檢查：電路安裝完成后，不能急于通電，先要認真檢查電路接線是否正確。
3. 檢查元件安裝正確性：調試前除了檢查接線的正確性之外，還要對照電路圖和實際線路檢查元件安裝正確性，用萬用表電阻檔檢查焊接和接插是否良好；元器件引腳之間有無短路，連接處有無接觸不良，二極管、三極管、集成電路和電解電容的極性是否正確；電源供電包括極性、信號源連線是否正確；電源端對地是否存在短路（用萬用表測量電阻）。若電路經過上述檢查，確認無誤后，可轉入下一步驟靜態檢測與調試。
4. 靜態檢測與調試：通電而在不加輸入信號的狀態下，對電路進行一些數據的測量和狀態驗證。如電路中有集成電路芯片插座，首先不要插入集成電路芯片，接通電源，檢查電源電壓是否正常，電路中有無冒煙，異常氣味，元器件有無發燙等現象。如發現異常情況，立即切斷電源，排除故障。這些都通過以后，用萬用表檢查集成電路插座的電源端，檢查該電源端電壓是否正確。這是很重要一步，因為一般集成電路芯片只要電源不接錯，內部的自帶保護電路就可以正常工作，集成電路芯片就很不容易損壞。
如果電源正常，就可以斷開電源，將集成電路芯片插入插座，然后繼續通電，分別測量各關鍵點直流電壓，如靜態工作點、數字電路各輸入端和輸出端的高、低電平值及邏輯關系、放大電路輸入、輸出端直流電壓等是否在正常工作狀態下，如不符，則調整電路元器件參數、更換元器件等，使電路最終工作在合適的工作狀態。
5. 動態檢測與調試：動態檢測順序一般按信號流向進行，這樣可把前面調試過的輸出信號作為后一級的輸入信號，為最后聯調創造有利條件。動態調試是在靜態調試的基礎上進行的，在電路的輸入端加上所需的信號源，并循著信號的流向逐級檢測電路中各有關點的波形、參數和性能指標是否滿足設計要求，如有必要，就要對電路參數作進一步調整。調測試完畢后，要把靜態和動態測試結果與設計指標加以比較，經深入分析后對電路參數進行調整，使之達標。
6. 整體電路聯調：在以上調試的過程中，因是逐步擴大調試范圍的，實際上已完成某些局部電路間的聯調工作。在整體電路聯調前，先要做好各功能塊之間接口電路的調試工作，再把全部電路連通，然后進行整體電路聯調。整體電路聯調就是檢測整個電路動態指標及各項功能。調試中，把各種測量儀器及系統本身顯示部分提供的信息與設計指標逐一對比，找出問題，然后進一步修改、調整電路的參數，直至完全符合設計要求和實現功能為止。
三、調試時應注意的事項
在調試過程中，出現故障時要認真查找原因，根據電路原理找出解決問題的辦法，發現器件或接線有問題，需更換修改，更換完畢，經認真檢查后，排除故障，才可繼續重新通電，最終排除電路中可能存在問題的點，排除故障使電路工作正常。在信號較弱的輸入端，盡可能使用屏蔽線連線，屏蔽線的外屏蔽層要接到公共地線上。
調試過程中自始至終要有嚴謹細致的科學作風，不能存在僥幸心理，調試過程中，不但要認真觀察和測量，還要認真做好記錄，包括記錄觀察的現象、測量的數據、波形及相位關系，必要時在記錄中要附加說明，尤其是那些和設計不符的現象，更是記錄的重點。依據記錄的數據才能把實際觀察到的現象和理論預計的結果加以定量比較，從中發現設計和安裝上的問題，加以改進，以進一步完善設計方案。只有這樣才能通過調試，收集積累第一手材料，對積累豐富自己的感性認識和實踐經驗起到的積極作用。
電子電路調試是我們電子設備使用前必不可少的過程，調試的過程是將電路中元器件工作在相互匹配的最佳狀態，使電路的各項性能指標達到要求，電子設備使用效果更好，電子設備系統能夠正常安全的運行。
參考文獻
[1]李杰. 電子電路設計、安裝與調試完全指導. 化學工業出版社，2013年
關鍵詞：印制電路板；實用性；可制造性
前言：對于電子產品設計人員來說，線路板的設計可以說是整個設計中的重點，在很多情況下，即便電子產品的設計原理圖沒有問題，如果印制電路板的設計不合理，同樣會在很大程度上影響電子設備的生產可靠性。與此同時，電子產品的可制造性也是設計師必須考慮的重要因素，如果設計出來的線路板無法滿足生產所需要的可制造要求，便會使生產效率大大降低，從而提升成本。所以，在進行印制電路板設計的過程中，需要掌握相關設計技巧，更應該注意運用正確的設計方法。
一、印制電路板設計的布局技巧
在進行印制電路板設計的過程中，布局是其中非常重要的一個環節，對后期的布線效果會產生很大影響，所以，能否對印制線路板進行合理布局是設計成功與否的關鍵。一個產品的設計需要內在質量與外在美觀兼顧，兩者的完美結合才是一個成功的產品。在此基礎上，印制電路板設計的還需要注意以下幾方面的問題：
第一，印制電路板布局的根本原則是要將布通率盡可能提升，如果需要對相關器件進行移動，一定要保證連接飛線，并且將存在連線關系的器件集中起來，從而將走線盡可能縮短。第二，在印制電路板布局的過程中，還需要將模擬器件與數字器件分離，并且將距離盡可能拉長，從而避免器件之間產生干擾[1]。第三，去耦電容要離器件的電源越近越好。第四，在器件放置的過程中，一定要充分考慮整體性的后期焊接，散熱問題也是不可忽視的，因此器件的放置不能過于密集。第五，充分利用設計軟件中所提供的數組與聯合等功能，提升印制電路板設計的布局效率。
二、印制電路板設計的布線技巧
一般情況下，印制電路板的設計軟件都會提供非常強大的手工布線功能，而自動布線則是由全自動布線器中的布線引擎進行控制，布線時常常會將兩種方法聯合起來，一般采用先手工，再自動，再手工的方式。
（一）布線技巧
在印制電路板設計的過程中，布線也是其中的重點環節，一切前期準備活動全部都是圍繞布線進行的，布線也是整個設計過程中最為精細、限定最高的一個步驟。印制電路板的布線主要分為單面、雙面、多層三種，其布線方式則主要分為交互式與自動式[2]。對于要求湘桂較高的布線作業，可以在進行自動式布線時，先運用交互式布線，在這個過程中，輸出與輸入兩端的邊線需要保證不平行或相鄰，從而降低產生反射干擾的可能性。
（二）電源與地線的相關處理
另外，即便能夠良好的完成印制電路板中的布線工作，如果電源與地線的處理沒有達到要求，還是會產生一定的干擾，從而在一定程度上降低產品性能，更有甚者，還有可能降低產品的成功率。因此，在處理電源與地線的過程中，需要加上去耦電容。與此同時，還要盡可能的加寬電源與地線，使信號線、電源線、地線三者的寬度呈遞增關系，以降低其產生的噪音干擾，從而保證產品質量。
在使用大面積同層作為地線時，需要在印制板上將未使用的部分與地相連接，將其作為地線進行公分利用，也可以將其作為多層板，讓地線與電源兩者各占用一層，從而避免干擾。
（三）模擬與數字兩種電路的共地處理
當前，絕大多數的印制電路板都不是傳統單一的功能電路，都是由模擬與數字兩種電路組成的，所以在進行布線的過程中就需要綜合考慮，避免兩種電路之間的相互干擾，尤其是地線上所產生的噪音干擾。
三、相關可制造性研究
在當前條件下，絕大多數電子電路產品的生產都以表面組裝技術為依托，所以，在進行產品設計的過程中，就一定要將表面組裝技術的制造過程充分考慮進去，只有這樣，才能保證設計出更加符合生產要求的電子電路產品。本文便以多功能燈為例進行相關分析：
（一）表面組裝技術
多功能燈主要由燈頭、燈頭支臂、外殼、充電電池、導線、電源插座、控制按鈕以及主體控制板等裝置組成。在表面組裝技術的生產流程中，一般情況下都會將表面組裝技術分為錫膏支撐與掛膠支撐兩部分[3]。兩者的區別主要體現在貼片前后：貼片前，前者使用的是焊錫膏，后者使用的是貼片膠；貼片后，前者通過回流爐的方式來完成焊接，后者雖然也過回流爐，但其作用只是固定，真正焊接時還要過波峰焊。除此之外，在對主控板進行設計與選擇時，還需要注意陰陽板在拼版過程中的使用、陰陽板的優缺點、使用拼版的個數等方面。
（二）拼版方案
通過對具體情況以及設計生產分析，多功能燈的主體控制板主要運用的是雙面錫膏回流焊接工藝。所以通過選擇多功能燈主體控制板元件，可以對配置圖中的頂面線路層和地面線路層進行分析，并設計出預支相對應的拼版圖[4]。設計時可以采取正面與背面同方向，或正面與背面相交叉兩種拼版方案。
由于主體控制板正面的元件相對較多，如果采取正面與背面同方向的拼版設計，便會產生元件分布不均的問題，元件分布過于集中會造成局部區域散熱不良，溫度升高過快，從而使主體控制板在進入回流焊接的過程中形成板子翹曲[5]。因此，采用正面與背面相交叉的拼版方式更加合理。
（三）拼版方案選擇原因及優勢
選擇正面與背面相交叉拼版方式主要有以下三方面原因：其一，能夠將表面組裝技術的長線優勢充分發揮出來，從而提升打件效率；其二，能夠有效節省網版；其三，如果將其做成單面板，需要運用手工方式進行元器件焊接，在一定程度上降低了生產效率。
采用正面與背面相交叉拼版方式的優點在于以下四方面：其一，能夠有效節省生產成本；其二，采用這種方式在程序編制初期便可以有效節省程序優化時間，相當于將兩面程序當做一個程序進行編制，只需要針對一個程序進行優化條件的考慮；其三，對于一部分產品來說，采用這種方式可以在很大程度上節省輔料，還能夠減少附加工具的使用頻率，如能夠少做一片鋼網等；其四，采用這種方式能夠有效提升生產產量，其原因在于在生產過程中不用經常換產，節省生產時間，另外，這種方式實際上是一種裝貼程序，與兩面程序相比，能夠減少一半的基板搬運時間。
結論：
以上技巧在進行印制電路板設計學習的過程中常常會被忽視，但作為一個專業人員來說，卻是必須要掌握的基本技能，因此，在學習與運用過程中，都需要重視電子電路的實用性設計，以提升電子產品的生產效率，降低生產成本。
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涉及可視化仿真工具的應用工作主要圍繞MATLAB進行細化設計，避免繁瑣繪圖以及計算流程的牽制效應，最終挖掘直觀、快捷的電流變換電路的創新存在模式。因此，本文具體聯合負荷升降要求的變換裝置進行現場情景演練，將內部拓撲結構以及電感參數設計要求劃分清晰，同時完整論述該類系統的規范原理，穩定必要結構疏通潛力。
【關鍵詞】直流斬波 電路樣式 MATLAB 模擬技術 細化流程
直流斬波電路強調疏通可調電壓環境下的直流電形態，穩定輸入與輸出流程的銜接績效。技術人員為了有效穩固該電路性能，從中挖掘適當的提升方式，同時對開發原理以及性能提升要領進行同步規劃。需要注意的是，其中實際斬波裝置的工作模式存在兩類，包括脈沖與頻率調試技巧。
1 斬波電路的工作原理論述
直流斬波電路主要功能就是結合直流電調試轉換特性進行結構延展，透過對機理布置特征的觀察，涉及不同樣式的控制方式具體可以延展為時間比例、瞬時值以及二者混合構建途徑。此類電路主張使用某類權控器件，途中聯系IGBT以及相關器件進行總體流程延展；控制環節中若采用晶閘管，技術人員需設置晶閘管關斷的輔助電路。整體電路以及相關電流規劃流程中為了穩定管制績效，有關設計人員專門設置了續流二極管部件。這類斬波電路的典型用途之一就是應用拖動式直流電動機，同時積極帶動蓄電池負載功能；不足之處在于這類布局體系中都將出現反電動勢狀況。在現實電路設計流程中主要運用開關器件、阻性負載以及協調電壓管理，并且內部電壓數值主要借助開關張合狀態表現。
2 直流斬波電路的建模與仿真操作技術研究
2.1 借用IGBT搭建的直流降壓斬波電路以及規范參數設置
按照特定直流變換裝置仿真模擬操作技巧分析，有關默認格式下的參數設計與緩沖電路管理工作需要滿足同步跟進條件。在留有升降功能的非隔離式變換裝置空間之下，有關變換器之間的正負極性輸出機理形態十分復雜，必須全程依靠儲能電感疏通。整個流程下來，必定造成變換器的耗能數量增加結果，影響實際工作協調質量。在實際項目開展過程中，技術人員最好全面摒棄不同變換器既定工作理念，同時采用新型技術指標要求規范開關電源結構，爭取從中獲取優良的使用價值。IGBT具體結合高壓應用與快速終端設備進行垂直功率的自然進化調整；因為內部源漏通道電阻附加效應影響，IGBT開始針對結構功率缺陷進行應對。盡管創新模式的MOSFET設備將RDS特性全面規整，但是在高平電環境中的功率導通損耗現象仍然十分緊張；為了穩固IGBT結構，需要貫徹標準雙極器件與VCE同步調用實效，將高電流密度瓶頸限制全面克服。
2.2 變換器控制系統的實現流程分析
在系統設計環節中主要采取模擬控制與數字調節兩種途徑，本文就是重點結合變換器交互式系統進行雙重規整。為了穩定變換器降壓與升壓工作模式需求，不同電路疏通信號應該主動與最新電路設計標準進行優良匹配，保證將邏輯控制下的分配問題全面肅清。按照這種原理分析，技術人員開始將變換器與主變換電路開關電源進行智能匹配，后期結論內容具體如下所示：新型變換器拓撲結構比較簡單，各個節點工作交流模式也相對明確一些，能夠穩定數字化模擬操作的動機需求。
2.3 直流斬波電路的建模與仿真操作
2.3.1 仿真模型以及相關參數匹配
結合IGBT直流降壓電路建模以及參數設置條件進行科學分析，有關直流變換器仿真模型與默認參數設置條件已經齊全，為了迎接緩沖電路的消極化影響挑戰，在設計仿真操作流程中主要遵循以下細化工序要求：將參數調試界面打開，選取固定算法之后設置相對誤差標準，直接點擊進入仿真模擬流程，其中各類脈沖周期統一穩定在0.001s左右，有關后期的仿真控制結果要做到精準提??；可在固定窗口位置建立全新模型結構，并將工具箱電力模塊與IGBT模塊等資源依次打開，按照默認值要求實施必要參數規劃，同時將內部緩沖電路取消；之后將電源模塊打開，將必要直流電壓模塊灌輸并打開參數設置條框，將電壓源設置為200V；后續可將必要部件與接地模塊組打開，并直接復制串聯樣式的規劃窗口，將內部電阻設置為10Ω；透過MATLAB輸入源模塊，同時在buck窗口環境中復制脈沖發生器模型，必要時可實現輸出結果與IGBT門極的匹配目標。
2.3.2 直流升降壓斬波電路的仿真操作
結合IGBT元件以及電路仿真模擬流程進行長遠觀察，涉及默認參數以及電路緩沖效應必須及時得到制定。尤其在電感支路與仿真動作同步延展條件下，為了主動迎合升降壓斬波理論的精準規范要求，在直流變換電路設計過程中主要運用電控基準作為開關節點，保證電路接通與斷開時機的科學管控。適當應用SIMU LINK對降壓斬波電路與升降壓斬波的仿真結果進行詳細分析，并做好與常規電路設計方案的對比準備，確保輸出電壓波形的穩定狀態，最終全面驗證仿真結果的精準效應。
3 結語
綜上所述，運用MATLAB對降壓斬波電路仿真模擬操作流程進行細致分析，同時采取常規電路歸控結果進行同步檢驗，進而全面肯定創新操作流程的積極效用。這種模擬操作手段有效杜絕了傳統分析模式中的繁瑣繪圖與計算流程，進而靈活改變參數組合搭配樣式，適應科學調試的現實狀況，爭取為后期電子技術與多元內涵整合奠定雄厚基礎。
參考文獻
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關鍵詞 ZPW-2000A；自動閉塞；光電耦合器；抗干擾；信號；聯鎖；區間
中圖分類號：U22 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）19-0026-02
我國電氣化鐵路接觸網采用25 kV單相交流供電，牽引電流最高可以達到上千安培以上，電力機車的牽引變壓器在工作過程中產生大量的諧波成分和電磁干擾，設備的可靠性和抗干擾能力對整個信號系統的安全和穩定運行有著重要影響。隨著鐵路信號設備數字化程度的推進，傳統的模擬控制系統已經很難滿足鐵路現場的要求。為了能更有效地監控軌道電路現場設備的工作狀態，使信號設備避開電磁波等干擾，設計了通過線性光電耦合器實現單片機對電信號的精確采樣，通過光電耦合器和固態繼電器實現單片機對信號設備的有效控制。
1 光電耦合器的基本電路
光電耦合器（簡稱光耦），是一種把發光元件和光敏元件封裝在同一殼體內，中間通過電光電的轉換來傳輸電信號的半導體光電子器件。光電耦合器可根據不同要求，由不同種類的發光元件和光敏元件組合成許多系列的光電耦合器。目前應用最為廣泛的是發光二極管和光敏三極管組合成的光電耦合器。光電耦合器的基本工作原理是：光電耦合器件中的發光二極管為輸入端，當正向輸入電流流向其PN結時，發光管發光，從而形成一個光源，發光的強度隨電流的增加而增加。輸出端為光敏器件，其作用是將光信號檢測后變為電流輸出。該光源照射到光敏三極管表面上，使光敏三極管產生集電極電流，該電流的大小與光照的強弱，亦即流過二極管的正向電流的大小成正比。由于光耦合器的輸入端和輸出端之間通過光信號來傳輸，因而兩部分之間在電氣上完全隔離，沒有電信號的反饋和干擾，故性能穩定，抗干擾能力強。發光管和光敏管之間的耦合電容?。? pf左右）、耐壓高（2.5 kV左右），故共模抑制比很高。輸入和輸出間的電隔離度取決于兩部分供電電源間的絕緣電阻。此外，因其輸入電阻?。s10 Ω），對高內阻源的噪聲相當于被短接。因此，由光耦合器構成的模擬信號隔離電路具有優良的電氣性能。
光耦的基本電路如圖1所示。圖1（a）的負載電阻RL接在發射極及地之間，圖1（b）的負載電阻RL接在電源與集電極之間。
在圖1（a）中，輸入端加上輸入電壓，經限流電阻R1后，有一定的電流IF流經紅外發光二極管，IF與輸入電源、發光二極管的正向壓降VF及R1的關系為：IF=（Vcc-VF）/R1式中的VF取1.3 V。IF的最大值查手冊得出（一般情況下工作時IF≤10 mA）。
從圖1（b）可以看出，輸入端不加輸入電壓，二極管截止，無光電流產生，輸出端電壓是集電極電壓。輸入端加了Vcc電壓，負載得電，二極管導通，產生光電流，輸出端電壓為0 V，這個功能相當于“反相器”。如果在輸入端加幅值為5 V的脈沖，輸出端集電極電壓是12 V，RL=10 kΩ，則輸出的脈沖幅值接近12 V，從這功一能來看，相當于“變壓器”；若輸入電壓從0躍變到+5V，輸出則從0躍變到接近12 V，它又可用作電平“轉換器”。
2 光電耦合管在ZPW-2000A自動閉塞系統中的設計及應用
ZPW-2000A自動閉塞設備中，一方面要實現對現場數據的采集、處理，從而控制現場電路狀態。系統通過檢測電流、電壓幅值是有效值信號，再通過光電耦合器配合運放電路轉換為單片機的最佳采樣區間；另一方面要接收并執行來自單片機的命令：包括設置參數、傳輸歷史數據、清除歷史數據等。光電耦合器主要應用于隔離放大電路、取樣電路、檢測邏輯電路、控制電路及電平轉換電路等。
2.1 低壓電路之間的隔離線性放大器電路設計應用
在ZPW-2000A無絕緣軌道電路衰耗器的移頻報警電路中，應用電路如圖2所示。光電耦合管5起到兩個低壓電路間的隔離和放大作用。若各區間信號點的發送器和接收工作正常，報警光耦導通，Kz24V的電源經過R1和光耦5的二極管及報警光耦回到負極，使光耦5導通，它的射極輸出控制三極管V7導通，控制YBJ吸起。
2.2 編碼條件讀取中的光電隔離電路設計應用
在ZPW-2000A發送器低頻和載頻編碼條件讀取時，考慮故障—安全，電路中設置了讀取光耦、控制光耦。消除配線干擾，保證模擬信號和數字信號的隔離，采用“功率型”電路。
如圖3所示，根據GJ的狀態控制“編碼條件電源”（+24V）接入。
由B點送入由CPU控制產生的方波信號，當GJ時，+24V編碼條件電源接通，即可從“讀取光耦”受光器A點獲得與B點相位相同的方波信號，送回到CPU。當GJ時，+24V編碼條件電源斷開，受光器A點不能獲得與B點相位相同的方波信號，實現編碼條件的讀取。
“控制光耦”與“讀取光耦”的設置，實現了對外界干擾信號和電路元件故障的動態檢查。任一光耦的發光源，受光器發生短線或擊穿等故障時，或各種電磁干擾信號等“讀取光耦”A點都得不到動態的脈沖信號。
另外，采用光電耦合器也實現了外部編碼控制電路與微機數字電路的隔離。
2.3 脈沖檢測電路中光電隔離電路設計應用
在發送器的安全與門電路中，采用相互獨立的兩路非“故障—安全”數字電路，該電路由統一外控微機輸出條件控制，每路數字電路對信息執行結果判斷符合要求后，各自送出一組連續方波動態信號。專門設計兩個光電耦合管對兩組連續方波動態信號進行檢查。只有在確認兩組動態信號同時存在條件下，方可驅動執行繼電器，其原理電路如圖4所示。
兩個脈沖動態信號分別是由CPU1、CPU2單獨送出。“光耦1”、“光耦2”用于檢測兩個脈沖信號是否存在，驗證功出的檢測結果，并實現數字電路與模擬電路間的隔離。
變壓器B1將“光耦1”接收的方波信號讀出，經“整流橋1”的整流及電容C1的濾波后，在負載R2上產生一個獨立的直流電源U0。該獨立電源反映了CPU1上輸出了脈沖信號，并做為執行電路開關為“光耦2”管提供了集電極電源。
“光耦2”接收“CPU2”信號，通過射極輸出控制開關三級管的導通與截止。變壓器B2將“光耦2”接收的方波信號讀出，經“整流橋2”的整流及電容C2的濾波后，輸出直流控制FBJ。FBJ的吸起必須檢測“方波1”、“方波2”同時存在的條件下。
3 結論
系統通過線性光電耦合器的精確傳輸，實現了單片機對強電側信號的精確采樣，進而通過光電耦合器和固態繼電器實現對執行、表示、計算機等設備的控制。和以往的系統相比，由于采用光電傳輸，抗干擾性好，并且容易操作；采用數字系統使體積減小，成本較低；并且由于新型單片機的強大功能，使得系統功能有很好的擴展性。
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關鍵詞：電子 制圖 驅動
隨著電子技術、電子產品更新換代的周期不斷加快，傳統的職業院校電子專業課程已遠遠不能滿足企業對電子專業技能人才的要求。從筆者學院近幾年畢業的電子專業學生的跟蹤反饋中，我們發現企業迫切需要職業院校加快課程體系的建設。為此，筆者學院根據企業調研的結果，在學院的電子類相關專業增設了電子工程制圖課程。為使課程教學真正貫徹落實“堅持以就業為導向，深化職業教育教學改革”的原則，筆者學院組織電子教研室與計算機教研室具有豐富教學經驗的一線教師共同開展專項教改課題研究，力求使課堂內容貼近教學實際，滿足學生成才與企業電子專業崗位群的需要。經過幾年的教學實踐，筆者學院已逐步將該課程建設成有特色、實用性強的精品課程。
一、職業院校電子工程制圖教學任務
電子工程制圖作為職業院校電子類相關專業必修的一門專業基礎課程，在教學中首先必須把握住課程的教學任務。根據企業崗位群的需要，我們將該課程的教學任務定位于使學生掌握運用相關軟件完成電路原理圖的繪制、電路仿真、PCB板的設計、設計規則的檢查、輸出文檔報表等一系列的技能，對學生進行職業意識培養和職業道德教育，提高學生的綜合素質與職業能力，增強學生適應職業變化的能力，為學生職業生涯的發展奠定基礎。
二、職業院校電子工程制圖教學內容
通過近幾年的教學實踐與摸索，筆者學院逐漸建立起一套適應學院實際教學狀況的教學模式。首先在教學軟件的選擇上，不盲目追求“品牌”，而是選擇最適合學院職校生當前知識、能力素質的軟件。經過多方比較、試用、反饋，特別是征求企業一線電子技術工程師的意見，最終決定采用Protel DXP 2004軟件。該軟件是基于Windows操作平臺的一款支持中文操作的電子電路設計軟件，它具有強大的設計功能，能夠滿足電子電路設計的需要，為用戶提供全面的設計解決方案，也是目前用戶群最大、實際工程應用最廣泛的版本。其次在教師隊伍的培養上“走出去，請進來”。筆者學院的許多電子專業教師是大學畢業直接分配進入學校任教的，其中有很多老教師對于電子工程制圖的軟件應用十分陌生，特別是都缺乏企業實踐經歷。為此，學院一方面利用校企合作的模式，鼓勵相關專業教師利用寒暑假去企業第一線調研、培訓，同時聘請企業的電子工程師、技師以及技術人員來校擔任外聘教師，這樣“兩條腿走路”，就使教學真正實現與企業需求的“無縫對接”。
三、職業院校電子工程制圖教學模式
由于學院學生的層次差異較大，因此在教學中必須根據不同層次學生的需求展開教學。為了幫助學生迅速掌握Protel DXP 2004設計系統的使用方法和操作技巧，學院在教學中摒棄傳統的以知識傳授為主線的知識架構，而是以項目為載體，以任務來推動，依托具體的工作項目和任務將有關專業課程的內容逐次展開，這樣才能實現預定教學目標。
1.項目教學，任務驅動
項目教學法已被證明是比較適合于職業院校專業課程教學的一種教學方法。針對電子工程制圖課程的教學特點，我們將整個教學內容分為九個項目，即初識Protel 的發展及作用、繪制串聯型穩壓電源原理圖、生成串聯型穩壓電源原理圖相關報表、制作原理圖元件庫、熟悉PCB設計系統工作環境、制作新的PCB元件庫、制作串聯型穩壓電源電路PCB板、層次原理圖的設計、制作模擬烘 手機顯示與控制電路的PCB板。各個項目設置不同難度的任務，如“繪制串聯型穩壓電源原理圖”項目安排設置串聯型穩壓電源原理圖環境、原理圖元件庫、放置串聯型穩壓電源元件、串聯型穩壓電源的元件布局、放置串聯型穩壓電源的導線、放置電源/接地端口等任務，在每個項目的任務都完成后，教師布置所講授內容的“自我測評”。這樣將完成這些項目任務作為目的精選課堂教學內容，各章節知識點的分布由淺入深，從簡到繁，循序漸進，學生的學習興趣與積極性得到了充分的激發。
2.案例導入，理實一體
關鍵字：FPGA；高速低功耗； 方法措施
FPGA的功耗高度依賴于用戶的設計，沒有哪種單一的方法能夠實現這種功耗的降低，如同其它多數事物一樣，降低功耗的設計就是一種協調和平衡藝術，在進行低功耗器件的設計時，人們必須仔細權衡性能、易用性、成本、密度以及功率等諸多指標。
FPGA設計的總功耗包括靜態功耗和動態功耗兩個部分。其中，靜態功耗是指邏輯門沒有開關活動時的功率消耗，主要由泄漏電流造成的，隨溫度和工藝的不同而不同。靜態功耗主要取決于所選的FPGA產品。
動態功耗是指邏輯門開關活動時的功率消耗，在這段時間內，電路的輸入輸出電容完成充電和放電，形成瞬間的軌到地的直通通路。與靜態功耗相比，通常有許多方法可降低動態功耗。
為提高FPGA的數據處理速度及降低芯片功耗，邏輯電路設計應重點采用以下措施：
（1）采用流水線，降低芯片功耗，提高系統時鐘。流水線是一種設計技巧，它在很長的組合邏輯路徑中插入寄存器，寄存器雖增加了運算周期數，卻能大大減少組合邏輯延時，提高整個系統工作頻率。有流水線電路在占用資源略有增加情況下，工作速度是沒有流水線電路的2倍多，可見，少量資源換來了芯片工作速度的成倍增加。
（2）按面積優化組合邏輯，減小組合邏輯的復雜性，從而減少組合電路需要的邏輯門數量，邏輯門數的減少，意味著芯片功耗的降低。流水線的使用已經保證芯片具有足夠高的處理速度，各個寄存器間的組合邏輯不再以速度為優化目標進行設計，考慮到功耗要求，應以最少的邏輯門數實現該功能。
（3）以原理圖描述功能模塊的數據流，以VHDL語言的行為語句描述控制流。這種邏輯電路設計思想，充分利用原理圖設計直觀、形象和VHDL輸入法簡單明了的優勢，既可以獲得具有高效率流水線結構的同步電路，又能夠大大縮短設計時間。
（4）在電路設計過程中，應使用“自底向上”與“自頂向下”設計相結合、“邏輯設計”與“功能仿真”交替進行的設計技巧，以保證邏輯電路的層次化、模塊化以及功能的正確性。首先把邏輯復雜的功能模塊，分割為幾個相對簡單的小模塊；然后分別設計這些小模塊，進行功能仿真，發現錯誤，修改設計，再仿真……，直到功能完全正確；再實例化小模塊，組成功能復雜的大模塊，依舊重復功能仿真、修改設計的過程；再實例化這些大模塊，構成更上層模塊……，最后獲得功能完全正確的邏輯電路。
（5）在時鐘網絡上減少開關動作也可大幅降低功耗。多數可提供獨立全局時鐘的FPGA是分割為幾部分的，若一個設計間歇地采用部分邏輯，就可關掉其時鐘以節省功耗。最新FPGA中的PLL可禁止時鐘網絡并支持時鐘轉換，因此既可關掉時鐘也可轉換為更低頻率的時鐘。更小的邏輯部分能夠潛在地使用本地/局域時鐘來替代全局時鐘，因此不必使用不相稱的大型時鐘網絡。
（6）對易受干擾的設計而言，減少意外的邏輯干擾可大幅降低動態功耗。意外干擾是在組合邏輯輸出時產生的暫時性邏輯轉換。減少這種效應的一個方法是重新考慮時序設計，以平衡時序關鍵路徑和非關鍵路徑間的延遲。用戶可在軟件工具的幫助下應用這種方法，例如某軟件可通過組合邏輯移動寄存器的位置，以實現平衡時序。另外一種方法是引入流水線結構，以減少組合邏輯深度，流水線還有助于增加速度。第二種方法對無意外干擾設計的效果不明顯，相反還可能增加功耗。
方便快捷的精確功率估算工具，不僅有助于設計工程師對功率進行定量評估，同時也有助于加快產品設計進度。如果在初期功率評估工具和數據表中沒有實際數據，設計工程師就不能在設計階段走得更遠。獲取初期評估數據工具，可使設計人員在設計開始之前就進行功率估算。此外作為設計規劃，工程師可將布局和布線設計加載到更精確的功率評估持續當中，從而得到一個更精準的功耗描述。最好的評估工具可使仿真文件無縫集成到電源工具中，因而能夠獲得開關功率的精確描述；若不能進行仿真，則該工具也能自動給出FPGA設計的評估參數。
參考文獻：
[關鍵詞]可編程序控制器 順序控制 運動控制 過程控制 通信及聯網
中圖分類號：TQ02 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）12-0047-01
在國內的大型化工行業由于DCS能夠很好的完成化工過程的控制，而PLC作為一種典型的邏輯控制系統和很好地第三方通訊能力，同時由于它的結構簡單，搭建容易，很受一些大型機組設備包廠家的青睞，本文將對PLC在大型乙烯化工中重要的機組應用做簡單的介紹并對系統的設計做簡單闡述。
（1）邏輯控制
通過用戶程序組態實現對過程的邏輯控制，是PLC的最大優勢，它取代傳統的繼電器順序控制并能進一步進行更復雜的邏輯運算。比如乙烯化工中在進行聚合反應，對氫氣進行六段吸附的PSA技術，需要氫氣精制的每個階段進行精確而復雜的順序控制，就是PLC在這方面的應用的主要例子。
（2）運動控制
PLC制造商目前已提供了拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。在多數情況下，PLC把描述目標位置的數據送給模塊，模塊移動一軸或數軸到目標位置，當每個軸轉動時，位置控制模塊保持適當的速度和加速度，確保運動平滑。
運動的編程可以用PLC的編程語言完成，通過編程器輸入。操作員用手動方式把軸移動到某個目標位置，模塊就得知了位置和運動的參數，之后操作員可運用PLC編程來改變速度和加速度等運動參數，使運動平滑。在聚乙烯生產的智能碼垛機中機械臂控制就是采用這種設計方式，既操作方便又節省成本。
（3）過程控制
隨著運算模塊運算速度加快，PLC具有了更強的數字處理能力。不僅可以進行復雜的邏輯運算，而且有了更強的模擬量處理能力。如溫度、壓力、速度和流量等化工過程中的主要參數可以通過模擬量輸入模塊轉換成PLC可以處理的數字量，同時PID模塊的提供使得PLC具有閉環控制的功能，也就是說，具有PID控制模塊的PLC系統可以應用于過程控制。
（4）通信和聯網
為了適應國外近幾年興起的工廠自動化（FA）系統、柔性制造系統（FMS）及集散控制系統等發展的需要，首先，必須發展PLC之間、PLC和上級計算機之間的通信功能。PLC之間、PLC和上級計算機之間都采用光纖通信，多級傳遞。I/O模塊按功能各自放置在生產現場分散控制，然后采用網絡聯結構成集中管理信息的分布式網絡系統。
下面簡單介紹PLC系統的硬件和軟件設計：
一、PLC控制系統的硬件設計
硬件設計是PLC控制系統的至關重要的一個環節，這關系著PLC控制系統運行的可靠性、安全性、穩定性。主要包括輸入和輸出電路兩部分。
1、PLC控制系統的輸入電路設計。
PLC供電電源一般為AC85―240V，適應電源范圍較寬，但為了抗干擾，應加裝電源凈化元件；隔離變壓器也可以采用雙隔離技術。PLC輸入電路電源一般應采用DC24V，同時其帶負載時要注意容量，并作好防短路措施，這對系統供電安全和PLC安全至關重要。
2、PLC控制系統的輸出電路設計。
依據生產工藝要求，各種指示燈、變頻器/數字直流調速器的啟動停止應采用晶體管輸出，它適應于高頻動作，并且響應時間短；如果PLC系統輸出頻率為每分鐘6次以下，應首選繼電器輸出，采用這種方法，輸出電路的設計簡單，抗干擾和帶負載能力強。如果PLC輸出帶電磁線圈等感性負載，負載斷電時會對PLC的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對直流感性負載應在其旁邊并接續流二極管，對交流感性負載應并接浪涌吸收電路，可有效保護PLC。當PLC掃描頻率為10次/min以下時，既可以采用繼電器輸出方式，也可以采用PLC輸出驅動中間繼電器或者固態繼電器（SSR），再驅動負載。對于兩個重要輸出量，不僅在PLC內部互鎖，建議在PLC外部也進行硬件上的互鎖，以加強PLC系統運行的安全性、可靠性。
3、PLC控制系統的抗干擾設計。
防干擾是PLC控制系統設計時必須考慮的問題。一般采用以下幾種方式：隔離：由于電網中的高頻干擾主要是原副邊繞組之間的分布電容耦合而成，所以建議采用1：1超隔離變壓器，并將中性點經電容接地。
屏蔽：一般采用金屬外殼屏蔽，將PLC系統內置于金屬柜之內。金屬柜外殼可靠接地，能起到良好的靜電、磁場屏蔽作用，防止空間輻射干擾；布線：強電動力線路、弱電信號線分開走線，并且要有一定的間隔；模擬信號傳輸線采用雙絞線屏蔽電纜。
二、PLC控制系統的軟件設計
在進行硬件設計的同時可以著手軟件的設計工作。軟件設計的主要任務是根據控制要求將工藝流程圖轉換為梯形圖，這是PLC應用的最關鍵的問題，程序的編寫是軟件設計的具體表現。
1、PLC控制系統的程序設計思想。
由于生產過程控制要求的復雜程度不同，可將程序按結構形式分為基本程序和模塊化程序。
基本程序：既可以作為獨立程序控制簡單的生產工藝過程，也可以作為組合模塊結構中的單元程序；依據計算機程序的設計思想，基本程序的結構方式只有三種：順序結構、條件分支結構和循環結構。模塊化程序：把一個總的控制目標程序分成多個具有明確子任務的程序模塊，分別編寫和調試，最后組合成一個完成總任務的完整程序。
2、PLC控制系統的程序設計要點。
PLC控制系統I/O分配，依據生產流水線從前至后，I/O點數由小到大；盡可能把一個系統、設備或部件的I/O信號集中編址，以利于維護。定時器、計數器要統一編號，不可重復使用同一編號，以確保PLC工作運行的可靠性。程序中大量使用的內部繼電器或者中間標志位（不是I/O位），也要統一編號，進行分配。在地址分配完成后，應列出I/O分配表和內部繼電器或者中間標志位分配表。彼此有關的輸出器件，如電機的正/反轉等，其輸出地址應連續安排，如Q2.0/Q2.1等。
3、PLC控制系統編程技巧。
PLC程序設計的原則是邏輯關系簡單明了，易于編程輸入，少占內存，減少掃描時間，這是PLC編程必須遵循的原則。下面介紹幾點技巧。PLC各種觸點可以多次重復使用，無需用復雜的程序來減少觸點使用次數。同一個繼電器線圈在同一個程序中使用兩次稱為雙線圈輸出，雙線圈輸出容易引起誤動作，在程序中盡量要避免線圈重復使用。如果必須是雙線圈輸出，可以采用置位和復位操作（以S7-300為例如SQ4.0或者RQ4.0）。如果要使PLC多個輸出為固定值1（常閉），可以采用字傳送指令完成。
摘要：在電子設備的使用過程中，電路的調試占有重要地位，這是理論聯系實際的重要環節。電路只有通過了調試，各項性能指標都能夠滿足要求，電子設備才能正常的工作，因此我們應該重視電路的調試工作，以及調試過程中的技巧。使之更為完善，這一過程為電子技術在社會生活和實踐應用中發揮巨大作用提供了現實性和可能性。
關鍵詞：調試；測試；精度和可靠性；故障分析與處理
在電子工業中，電子電路的安裝與調試在電子工程技術中占有重要地位，它是把理論付諸于實踐的進程，是把人們的主觀設想轉變為電路和電子設備的過程，是把設計轉變為產品的過程。正是這一過程為電子技術在社會生活和生產實踐應用中發揮巨大作用提供了現實性和可能性。當然，這一過程也是對理論設計做出檢驗、修改，使之更加完善的過程。所謂電子電路的調試，就是以達到電路設計指標為目的而進行的一系列的“測量判斷調整再測量”反復進行的過程。電路測試和調整是電子設備的一個重要環節。通過調試發現和糾正設計方案的不足和安裝的不合理，然后采取措施加以改進，使電子電路或電子裝置達到預定的技術指標。
一、電子電路的調試
一般的測試的步驟和方法如下：
1．不通電檢查。檢查連線電路安裝完畢后，不要急于通電，先認真檢查接線是否正確，包括錯線、少線、多線。多線一般是因接線時看錯引腳，或者改接線時忘記去掉原來的舊線造成的，在實驗中經常發生，而查線時又不易發現，調試時往往會給人造成錯覺，以為問題是由元氣件造成的。例如TTL兩個門電路的輸出端無意中接在一起，引起電平不高不低，人們很容易認為是元器件壞了。為了避免做出錯誤判斷，通常采用2種查線方法：一種方法是按照設計的電路圖檢查安裝的線路，把電路圖上的連線按一定順序在安裝好的線路中逐一對應檢查，這種方法比較容易找出錯線和少線；另一種方法是按實際線路來對照電路原理圖，按照2個元件引腳連線的去向查清，查找每個去處在電路圖上是否存在，這種方法不但能查出錯線和少線，還能檢查出是否多線。
2．通電觀察把經過準確測量的電源電壓加入電路，但信號源暫不接入，電源接通之后不要急于測量數據和觀察結果，首先要觀察有無異?，F象，包括有無冒煙，是否聞到異常氣味，手模元件是否發燙，電源是否有短路現象等。如果出現異?，F象，應立即關斷電源，待排除故障后方可重新通電。然后再測量各元件引腳的電源電壓，而不是只測量各路總電源電壓，以保證元器件正常工作。
3．分塊調試調試包括測試和調整兩個方面。測試是在安裝后對電路的參數及工作狀態進行測量，調整是指在測試的基礎上對電路的參數進行修正，使之滿足設計要求。為了使測試順利進行，設計的電路圖上應標出各點的電位值、相應的波形以及其它數據。測試方法有2種：第一種是采用邊安裝邊調試的方法，也就是把復雜的電路按原理圖上的功能分成塊進行安裝調試，在分塊調試的基礎上逐步擴大安裝調試的范圍，最后完成整機調試，這種方法稱為分塊調試。采用這種方法能及時發現問題，因此是常用的方法，對于新設計的電路更是如此。另一種方法是整個集成電路安裝完畢，實行一次性調試。這種方法適用于簡單電路或定型產品。本文僅介紹分塊調試。分塊調試是把電路按功能分成不同的部分，把每個部分看成一個模塊。比較理想的調試程序是按信號的流向進行，這樣可以把前面調試過的輸出信號作為后一級的輸入信號，為最后的聯調創造條件。分塊調試包括靜態調試和動態調試。
二、系統的精度及其可靠性
測試系統精度是設計電路很重要的一個指標。測量電路的精度校準元件應該由高于測量電路精度的儀器進行測試后，才能作為校準元器件接入電路校準精度。例如，測量電路中，校準精度時所用的電容不能以標稱值計算，而要經過高精度的電容表測量其準確值后，才能作為校準電容。對于正式產品，應該就以下幾方面進行可靠性測試：抗干擾能力；電網電壓及環境溫度變化對裝置的影響；長期運行實驗的穩定性；抗機械振動的能力。四、電子電路的故障分析與處理在實驗過程中，故障常常是不可避免的，分析和處理故障可以提高分析和解決問題的能力。分析和處理故障的過程就是從故障現象出發，通過反復測試，做出分析判斷，逐步找出問題的過程。
三、調試中應注意的事項
在調試過程中，自始至終都必須具有嚴謹細致的科學作風，不能存在僥幸心理，當出現故障時，不要手忙腳亂，要認真查找故障的原因，仔細分析作出判斷，切忌一遇到故障，解決不了問題就要拆掉線路而重新安裝，或者盲目的更換元器件。因為即使重新安裝，線路的問題可能依然存在，何況在原理上，問題并不是重新安裝就能夠解決的。再則，重新安裝而找不出原因，會使自己失去一次分析和解決問題的鍛煉機會，要認真查找故障原因，仔細分析判斷，根據原電路原理找出解決問題的辦法。
在調試過程中，要注意安全，接線、拆線和儀器儀表的連接一定要在斷電的情況下進行，注意儀器儀表電壓電流的量程，徹底杜絕人身事故和儀器儀表損壞事故的發生。
綜上所述，我們即可對于電子設備等進行調試，通過調試過程，使電路的各項性能指標達到要求，使系統能夠正常的工作。
參考文獻
[1]王慧玲.《電子技術實驗低頻、高頻、數字、集成》[M].北京:機械工業出版社．2004.
[2]畢滿清.《電子技術實驗與課程設計》[M].北京:機械工業出版社．2001.
關鍵詞： 光電開關； 計數器； 工業產品； 模塊化設計
中圖分類號： TN29?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）08?0136?02
0 引 言
光電開關屬于光電傳感器的一種，又稱光電接近開關。它由發射器、接收器和檢測電路三部分組成。它發射光束一般來源于發光二級管（LED）和激光器。接收器由光電二極管或光電三極管組成。接收器的前面一般還裝有光學元件如透鏡和光圈等。其后是檢測電路，能濾出有效信號并加以應用[1?2]。
光電開關的輸入電流在發射器上轉換為光信號射出，被檢物對光束遮擋或反射，接收器將接收到光線的強弱變化轉化為電流變化，由同步回路選通電路，來對目標物體進行探測。
利用光電開關，設計出的非接觸式數字電子計數器，一般有直射式和反射式兩種，可通過紅外線發射和接收進行計數，在工業中被廣泛應用于元器件及產品的自動計數，還可用于記錄機械臂的運動次數。這種計數器在工廠的生產流水線上作產品統計，有著其他計數器不可取代的優點。
1 設計方案
1.1 系統總體方案
采用分模塊設計方法，由電源、光電轉換、同步計數及顯示四大部分組成整個計數器系統。如圖1所示。
圖1中，電源為整個系統供電，可提供不同電壓，以供不同部分使用。
光電轉換部分由光電開關及繼電器組成：光電開關（實驗中采用E3F?DS10C1型），設計采用為漫反射型，檢測距離10 cm，輸出形態為NPN常開[3?4]；繼電器為電子控制器件，它具有控制系統（輸入回路）和被控制系統（輸出回路），通常應用于自動控制電路中，是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”，在系統中起著自動調節、安全保護、電路轉換等作用。計數功能模塊思路有多種，本設計原理如圖2所示。
主要采用了NE555、CD4518、CD4511、共陰極數碼管。按照圖2，利用Proteus軟件設計電路并進行了模擬。實際仿真中，可加上一個開關實現通斷，對計數器電路進行驗證。
1.2 電路設計
各模塊設計原理如下：
（1）光電轉換部分設計
發光二極管發出的光照射到光敏三極管上，光電開關內部會有光電流產生，一旦有物體遮擋住發光二極管所發出的光線，在光電開關輸出端，會有一個高低電平的變化，這個變化轉換為脈沖信號經555定時器輸出。
（2）同步計數部分設計
555定時器將脈沖信號輸入同步加計數器CD4518的CLK接口，它的EN端接電源，根據真值表，它會完成一次加計數。為了完成進位計數，需將低位的Q3端接到高位的EN端，高位計數器的CLK接地，這樣就能實現進位計數。
（3）顯示部分設計
經過CD4518完成加計數后，將結果輸入CD4511并進行譯碼，通過共陰極數碼管顯示出計數結果。
1.3 重點問題
仿真過程中，由于無法仿真出光線的變化這一效果，整體電路可通過給計數器一個開關信號來模擬。此外，由于光電開關的工作電壓是12 V，而整體電路工作電壓為6 V，為了將工作電壓統一，可以考慮用一個分壓電路，電源輸出給光電開關12 V，分壓輸出6 V給整個計數電路。在具體實驗中根據設計完成了實際器件的連接，在適當距離有物體通過時，開始記數。經過檢測是完全可行的。
該系統還具有清零及可擴展為多位計數功能。工作人員通過復位開關使兩個數碼管都顯示零，這樣可以方便進行人工操作以及確認計數器是否正常工作；該計數器設計只有2位，但通過級聯可以擴展為4位、甚至多位，以完成更復雜計數器系統的需求。
2 結 語
作為傳感器家族中的重要成員，光電開關具有體積小、硬件少、電路結構簡單、控制簡單、容易操作及廉價等優點，一直都以其卓越的性能而備受青睞。
隨著技術的發展，新一代光電開關產品更是具有延時、展寬、外同步、抗干擾、可靠性高、工作區域穩定和自診斷等智能化功能，被廣泛應用于多個行業中。同時，光電開關也朝著體積更小、功能更多、檢測精度更高、響應時間更短的方向邁進；它的抗光、電、磁等干擾的能力也更為強大[5?6]。很多廠商也開始由單純提品，走向以自己核心產品為核心，向客戶提供基于產品的解決方案之路。本文利用光電開關設計出一種兩位數字計數器，可將機械或人工計數方式變為電子計數，并且采用LED數碼顯示、簡單直觀，可對工業零件進行計數，還可用于其他諸多行業，以滿足現代生產、生活等方面的需求[7?9]。實際實驗的結果也證實了該設計方案是切實可行的，能完全達到實用的目的。
參考文獻
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關鍵詞：EWB；電子電路仿真設計
1 軟件的性能和特點
(1)采用直觀的圖形界面創建電路：在計算機屏幕上模仿真實實驗室的工作臺，繪制電路圖需要的元器件、電路仿真需要的測試儀器均可直接從屏幕上選取。
(2)軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實物相似，可以實時顯示測量結果。
(3)EWB軟件帶有豐富的電路元件庫，提供多種電路分析方法。
(4)作為設計工具，它可以同其它流行的電路分析、設計和制板軟件交換數據。
(5)EWB還是一個優秀的電子技術訓練工具，利用它提供的虛擬儀器可以用比實驗室中更靈活的方式進行電路實驗，仿真電路的實際運行情況，熟悉常用電子儀器測量方法。
2 軟件的操作說明
2.1 元件與信號源
EWB軟件的工作界面具備美觀大方、簡捷明了的特點。在基本工作區上方有菜單欄、工具欄、元件庫欄。從菜單欄可以選擇所需的各種命令，從元件庫欄中根據圖標選擇所需要的的元件或儀表，使用鼠標拖放操作安放元器件到工作平臺，完成實驗電路連接。選中虛擬儀器圖標，通過使用鼠標拖放操作，可以安放儀器儀表，設置好儀器儀表的參數后，按下仿真開關控制電路的運行與停止，即可觀察測試結果，在基本工作區下方是電路描述窗口，可根據需要輸入有關電路的介紹或說明。
EWB提供了豐富的元器件庫，根據不同類型可分成：信號源和電源庫，基本元件庫、二極管庫、三極管庫、模擬集成電路庫、數字集成電路庫、邏輯門電路庫、數字觸發器庫、指示器件庫、控制器件庫、雜元件庫和自定義庫。
在設計電路時，設計人員根據需要從該庫中進行查找與選取元器件，對選中的元件用鼠標左鍵將其拖放到電子平臺工作區，同時可利用旋轉、平翻、直翻調整元件方向。為了使電路便于連線，圖形整齊，還可以通過鼠標操作對元件進行移動、復制與刪除。為了使電路連接簡單明了，還可以將一些常用電路定為子電路，子電路相當于用戶自己定義的小型模塊電路，存放在自己定義的元件圖標庫里，供以后反復調用。
2.2 虛擬儀器儀表的使用
EWB提供七種虛擬儀器，每種只有一臺，在電路設計中，每種儀器只可使用一次，這是其軟件設計的局限性，而目前其升級版本Multisim已將虛擬儀器增加到11個，而且同一種儀器可以多次取用。
模擬儀器儀表主要包括萬用表、函數發生器、示波器、波特圖儀(掃頻儀)以及電壓表、電流表，數字儀器儀表包括數字發生器、邏輯分析儀、邏輯轉換器。這些儀器儀表(除波特圖儀)，在接入電路后，開啟仿真開關，若改變電路的測試點，則顯示的數據和波形也會相應變化，而不用重新啟動電路。EWB的虛擬測試設備能提供快捷簡單的分析，主要包括直接工作點，瞬態，交流頻率掃描，付立葉、噪聲、失真度、參數掃描、零極點、傳遞函數、直流靈敏度、交流靈敏度、最差情況、蒙特卡洛法等14種分析工具，可以在線顯示圖形并具有很大的靈活性。
3 軟件在廣播電視技術工作中的實際應用
3.1 在廣播電視技術培訓工作中的應用
EWB軟件是一款優秀的EAD軟件，推出后得到了社會各界的好評。尤其是在教育領域取得了巨大的成功，許多院校把EWB作為電子類專業課教學和實驗的各種輔助手段，最大限度的滿足了廣大學生和工程技術人員的迫切需求。針對軟件的這種特殊效能，近年來在廣播電視技術領域中，EWB也同樣得到了普遍應用，尤其是許多單位把EWB 軟件應用在了技術隊伍培訓工作中收效顯著。廣播電視高新技術的快速發展，對廣播電視技術從業人員的整體素質提出了更高要求，需要廣泛開展技術培訓工作，但是在職教育和在校學習有著很大的差別，資金、場地、設備、設施等諸多因素制約了技術培訓工作的良性發展，EWB軟件的應用不僅較好的解決了這一問題，而且體現了三個優越特點：(1)節約資金、高質高效；(2)功能強大、直觀形象；(3)操作簡便、方便普及。許多單位還把EWB軟件應用在了廣播電視技術能手競賽中，更是得到了意想不到的效果。通過對軟件的應用不僅克服了客觀條件給技術競賽多形式、多層面開展帶來的制約，同時也可以全面的考查參賽選手的實踐技能，為展示技術人員的綜合技術水平搭建了最佳平臺。
3.2 利用EWB軟件進行電子電路仿真設計
EWB的優越性能為激發廣大技術人員的潛在智能提供了廣闊空間。利用EWB可以設計簡單、復雜、模擬、數字等各式電路。這為廣大技術人員開展技術改造、技術革新工作提供了非常實用的工具。尤其是廣播電視發射設備的固態化、數字化、自動化的發展方向，使計算機輔助設計、測量、維護等在廣播電視技術領域得到廣泛的應用，EWB軟件的出色性能表現，也得到了廣大技術人員的青睞。下面僅以雙音報警器電路的仿真實驗為例，向大家簡單介紹其電路設計與分析。首先設計電路原理圖(見圖1)并根據電路需要選擇所需元件參數。
圖1
用鼠標將元件、儀器拖到電子工作平臺，根據電路原理圖調整元件，儀器布局，并設定元件標值，調整儀器設置的選項，按通仿真開關，即可進行仿真實驗，如果電路設計、連接正確，此時揚聲器應該發出“滴、嘟、滴、嘟”…..的雙聲音，用示波器觀察IC1、IC2的輸出波形，應該是頻率不同的兩個方波(見圖2)，可通過打印機打印出來，進行實際電路的組裝。
圖2
此電路原理主要是應用555時基電路組成兩個多諧振蕩器，用IC1輸出的方波信號通過R5去控制IC2的5腳電平，當IC1輸出高電平時，IC2的振蕩頻率低，當IC1輸出低電平時，IC2的振蕩頻率高，因此IC2的振蕩頻率被IC1的輸出電壓調制為兩種音頻頻率，所以揚聲器發出雙音聲響。此電路可應用在發射臺鐵塔匹配間防盜報警，也可在改進后應用于水箱上水報警等其他方面。
參考文獻
關鍵詞：CMOS;帶隙基準;溫度補償;失調電壓
中圖分類號：TN710文獻標識碼：B
文章編號：1004-373X(2008)07-089-03
Analysis and Design of High Performance Bandgap Refernce
LIU Hong,YIN Yongsheng,DENG Honghui
(Institute of VLSI Design,Hefei University of Technology,Hefei,230009,China)
Abstract：All the major non-ideal factors in CMOS bandgap reference and the ideal compensation techniques are proposed.According to the analysis,a precise bandgap reference based on SMIC 0.35 μm CMOS technology had been designed and post-layout simulation shows that the temperature coefficient of the reference is 3.4 ppm/℃ over -40~125 ℃ and the supply rejection ratio is 85 dB for 3.3 V supply.The proposed bandgap circuit had been applied to a 14 bit D/A converter and the D/A converter had past the test.
Keywords：CMOS;bandgap reference;temperature compensation;offset voltage
1 引 言
在D/A、A/D數據轉換系統中，基準源的性能與轉換器的量化精度緊密相關。隨著D/A、A/D 轉換器精度的不斷提高，精確、穩定的基準源的設計，成為數據轉換系統中的一項關鍵技術。
針對高精度CMOS帶隙基準已經有了一些相關的研究工作[1-3]，但這些研究成果仍有不足。文獻[]的高階溫度補償過于復雜，不利于電路實現；文獻[2,3]雖然詳細介紹了高階溫度補償技術，但是沒有對帶隙基準的主要非理想因素進行分析與補償；文獻[4]雖然對CMOS帶隙基準電路的非理想因素進行了分析，但其沒有考慮帶隙基準電路的高階溫度補償，另外文獻[4]中對失調電壓的補償也不夠充分。
本文在詳細分析了CMOS帶隙基準的各主要非理想因素及其補償方法的基礎上采用SMIC 0.35 μm CMOS工藝設計了一種溫度系數為3.4 ppm/℃(-40~+125 ℃)的帶隙基準電路，并將其成功地應用到了D/A轉換器芯片中。
2 CMOS帶隙基準非理想因素分析
基本帶隙基準電路如圖1所示。在理想條件下，即：VEB=VT•ln(IE/IS);PNP管的β無窮大且基區等效串聯電阻為零；運放的增益無窮大；運放失調電壓為零；I1 = I2 = KI3。那么此帶隙基準的輸出電壓為：
И
VREF=VEB+R2R1•K•ΔVEB[JY](1)
И
由于VEB具有負的溫度系數，而ΔVEB具有正的溫度系數，只要仔細設計系數(R2/R1)K，就可使VREF在T0處的溫度系數為零。И
圖1 基本帶隙基準電路
但在實際的帶隙基準中，存在著一些非理想因素，使得帶隙基準的輸出電壓偏離式(1)，下面就帶隙基準中各主要非理想因素進行理論分析。
2.1 偏置電流隨溫度變化
如圖1所示，在理想情況下I2=VT•(lnn/R1)，I2是與絕對溫度成正比的。實際上由于在CMOS工藝中，電阻具有一定的溫度系數，這樣I2就不再與絕對溫度成正比，于是VEB也就偏離了其理想表達式，而具有如下的修正式[1]:
И
VEB=VT•lnVT•ln nR1(T0)•IS2+VT•lnR1(T0)R1(T)[JY](2)
И
將式(2)第二項進行泰勒展開，則有：
И
VEB[WB]=VEB0-VT•1R1•[JB(]dR1dT[JB)|]T0(T-T0)-
[DW] VT•12R1•[JB(]dR21dT2[JB)|]T0(T-T0)2-…[JY](3)
И
VEB0是T0時刻VEB的值。由式(3)可以看出VEB隨溫度的變化出現了溫度的高階項，因此只對VEB進行一階溫度補償就會出現誤差，若要求電路具有較高的精度就有必要對VEB進行高階溫度補償。И
2.2 運放的非理想性
運算放大器的增益容易做到103~105，那么由于運放有限增益所帶來的誤差就可以忽略不計[5]。在帶隙基準電路中，運放引入的主要誤差是由失調電壓引起的。在圖1中，如果VOS≠0，那么基準輸出電壓將修正為:
И
VREF=VEB+R2R1•K•ΔVEB+R2R1•K•VOS[JY](4)
И
假設VREF的設計目標是1.2 V。當VOS = 0時，調整R1RP1；R2RP2使VREF在T0時達到設計目標且溫度系數為零，此時的基準輸出電壓可表述為：
И
VREF=VEB+RP2RP1•K•ΔVEB[JY](5)
И
當VOS≠0時：
И
VREF[WB]=VEB+RP2RP1-(RP2/RP1)•VOSΔVEBK•VEB
[DW] +RP2RP1•K•VOS[JY](6)
И
那么由于失調電壓所引起的溫度系數誤差為：
И
ΔTCVREF=(RP2/RP1)•K•VOSVREF•T0[JY](7)
И
在實際中，這通常會引起很大的誤差。
2.3 有限β與等效基區串聯電阻
由埃伯斯-莫爾方程[6]可得，當VCB等于零時:
И
VEB=VT•lnIEIS+VT•ln11+β[JY](8)
И
式(8)說明有限的β也會使VEB偏離理想情況。由于CMOS工藝兼容的垂直PNP管的β比雙極型工藝的更低，這就會使該PNP管的基區流過較大的電流， 從而使基區等效串聯電阻對VEB的影響變得更加嚴重。如圖2所示，若基區等效串聯電阻為rb，基區流過的電流為IB，那么由于rb所引起的VEB的電壓誤差為：
И
VERR=Vrb=IE•rb/β[JY](9)
И
這樣VEB就修正為：
И
VEB=VT•lnIEIS+VT•ln11+β+IEβ•rb[JY](10)
И
2.4 工藝失配
由于工藝失配所導致的器件幾何尺寸、MOSFET的閾值電壓以及方塊電阻值的失配影響也不可忽視。消除工藝失配常用的辦法就是對版圖布局進行優化，這將在后面的部分予以說明。
オ
圖2 基區等效串聯電路
圖3 帶隙基準二階溫度補償電阻
3 CMOS帶隙基準非理想因素的補償
3.1 二階溫度補償
由前面的分析可知，垂直PNP管的發射極-基極電壓具有負的溫度系數，且具有一階、二階以及高階溫度項。本文中主要考慮一階和二階溫度的補償。
在圖1中，將ΔVEB與VEB按適當的比例相加，便可實現帶隙基準的一階溫度補償；二階溫度補償目前有多種方法，本文利用兩種不同材料的電阻來實現帶隙基準的二階溫度補償[4]。
如圖3所示，R3是N+注入電阻，R2是P+注入電阻，гSMIC 0.35 μm CMOS 工藝中，他們的一階溫度系數分別為TCndif= 1.6E-03，TCpdif=1.44E-03 ?？紤]電阻的一階溫度系數后，電阻阻值為:
И
R=R(T0)•[+TC(T-T0)][JY](11)
И
其中TC表示電阻的一階溫度系數。當IPTAT=VT•ln n/R1，并流過R3，R2б約PNP管時，其基準輸出電壓為：
這樣就實現了基準輸出電壓的二階溫度補償。
3.2 運放失調電壓補償
運放的失調電壓主要源自電路的非對稱性，為減小運放電路的非對稱性，在設計時，可綜合考慮芯片面積和寄生參數的影響，選擇相對較大的器件尺寸可以有效降低運放的失調電壓。另外，如圖1所示由于：
И
VREF=VEB+(R2/R1)•(ΔVEB+VOS)[JY](19)
И
因此失調電壓所引起的相對誤差為：
И
Error=(R2/R1)•VOSVREF[JY](20)
И
由式(20)可知，可以通過減小(R2/R1)的值來減小失調電壓的影響，但同時為了保證基準輸出電壓的大小不變，需要相對增加ΔVEB的值。
如圖4所示，采用級聯PNP管后就可以使ΔVEB增加一倍，這樣便可實現失調電壓的補償。本文綜合利用上述兩種方法，有效降低了運放失調電壓對基準輸出的影響。
圖4 級聯PNP管
3.3 其他非理想因素補償
PNP管的β值是由工藝所決定的，一般會選擇β值較高的工藝模型。
基區等效串聯電阻主要由基區體電阻，接觸孔電阻和連線電阻組成，他與版圖結構、接觸孔的位置和數量有著密切的關系，所以要有效降低基區等效串聯電阻可采取多打接觸孔，使用寬金屬連線等設計技巧。再考慮到要減小工藝失配的影響，需要對版圖進行精心設計。與圖4相對應，圖5給出了本設計中PNP管與電阻的版圖布局[7]，他們都采用了中心對稱的設計方法，這樣能很好地實現器件的匹配。
4 帶隙基準電路的實現
為驗證上述對帶隙基準中各非理想因素的補償方法，本文采用SMIC 0.35 μm 3.3 V CMOS工藝設計了帶隙基準電路，如圖6所示。圖6(a)中左半部分是啟動電路，右半部分是帶隙基準的核心電路，圖6(b)是帶隙基準核心電路中運放的電路結構。在圖6(a)中，R4,R5,R6補償了鏡像電流源的溝道調制效應，使鏡像電流源按比例提供精確的偏置電流。圖6(b)中Vb1~Vb4 是運放的偏置電壓，由偏置電路提供。圖7是該帶隙基準的版圖實現。И
圖5 PNP管與電阻的版圖布局
圖6 帶隙基準電路
圖7 帶隙基準的版圖實現
對帶隙基準電路的版圖進行寄生參數提取，然后將寄生參數反標回電路節點中并做了電路的后仿真，仿真結果如圖8所示。圖8(a)是經過二階溫度補償后的輸出電壓與溫度的關系曲線，其溫度掃描范圍是-40~+125 ℃，在這個溫度范圍內的電壓變化為0.58 mV，由此可計算出的帶隙基準的溫度系數為3.4 ppm/℃；圖8(b)是帶隙基準中運放的電源抑制比，在低頻時運放的電源抑制比達到了85 dB。芯片后仿真結果表明上述理論分析及補償方法的正確性。
圖8 仿真結果
5 結 語
文中全面分析了帶隙基準源的主要非理想因素，提出了補償非理想因素的方法并將其應用到了具體的電路設計中去。采用SMIC 0.35 μm 3.3 V CMOS 工藝，從電路到版圖設計了一種高性能帶隙基準電路，芯片的后仿真結果表明了上述補償方法的有效性。采用該帶隙基準的一種14位D/A轉換器已經參加MPW流片，并初步測試通過。希望文中對帶隙基準非理想因素的分析、相應的補償方法以及具體電路的設計能夠為高性能帶隙基準電路，尤其是應用于A/D、D/A轉換器中的帶隙基準電路設計提供有益的參考。
參 考 文 獻
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［5］Behzad Razavi.Design of Analog CMOS Integrated Circuits[M].New York:McGraw Hill,2001.
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電源技術百花齊放
電源技術的發展大方向依然是高效、環保，但針對的應用領域不同，具體的技術特點也就不一樣。各大電源廠商為了深耕細分市場，紛紛針對行業特點進行了細致的開發。
德州儀器公司是電源管理行業的領頭者，本次大會上，他們推出了兩個演講題目，一個是“面向手持及低待機功耗器件的DC/DC解決方案”。目前，市場上以手機為代表的小型手持設備對供電提出了更高的要求，必須在更小的外型尺寸內提供效率更高的供電，并且滿足散熱及EMI要求。圍繞市場需求，TI推出了各種滿足低待機功耗要求的方案，面向不用應用的多種器件，包括帶有DC-Control功能的器件、MicroSiP封裝的DC/DC模塊、面向處理器供電的多相DC/DC器件，以及TI新推出的一些具有超低待機功耗的DC/DC器件。其中，DCS-Control是TI推出的一種新技術，它支持優異的瞬態負載調節，可在高負載與低負載（節能）工作間實現無縫轉換。另外，TI推出的MicroSiP封裝的將開關元件、電感以及輸入輸出電容全都集成進去的高集成度DC/DC模塊，可以大大減少整體方案尺寸，簡化工程師的開發工作，同時提供優異的EMI性能，并具有同分立元件一樣的高效率。另外，在演講中，還介紹了針對高功率密度的處理器供電的多相DC/DC，這些多相電源方案可以滿足處理器電源工作電流大、負載變化大的要求，在整個負載范圍內實現高效率。TI不僅提供功能豐富的各類器件，而且針對一些特殊應用還推出具體方案和參考設計，幫助用戶盡快地利用TI的器件完成自己個性化的設計。在TI的另一個演講“基于TI C2000 MCU的3相PFC和APF應用”中，就介紹了一個這方面的案例，TI基于C2000 MCU開發的3相PFC和APF參考設計，可以提供免費的代碼、原理圖、PCB都可以開放給用戶，從而節省用戶的開發時間，把更多的精力用在自己的特色設計上。
英飛凌公司的演講題目是“第五代SIC二極管在開關電源設計中的優勢”。眾所周知，開關電源一直朝著高效率、高功率密度的方向發展，同時，像IEC-610000-3-2、能源之星等行業標準對功率因數的要求也越來越嚴格。傳統的硅二極管在性能上越來越無法滿足這些技術的挑戰，而碳化硅（SiC）這種革命性的功率半導體材料，其物理性能遠優于硅功率器件，其具有標桿性的開關性能，且無反向恢復，開關特性不受溫度影響，這些特性使得碳化硅功率器件有助于提高開關電源能效，縮小解決方案的占板空間，提高開關頻率和大幅降低電磁干擾（EMI）。英飛凌的第五代650V thinQ！ SiC肖特基勢壘二極管具有出色的特性，基于其的PFC電路達到了極高的能效，新一代器件具備更高的擊穿電壓：650V，完美匹配最新的coolMOS技術。對于太陽能逆變器等應用以及具有挑戰性的開關電源環境而言，這種特性可實現更高的安全裕度。此外，第五代產品還具備高浪涌電流耐受性和更豐富的型號――包括具備更高額定電流和采用全新封裝（如TO-247和ThinPAK）的產品。英飛凌第五代產品的目標應用是高端服務器和電信SMPS（開關模式電源）、PC銀盒和照明應用、太陽能逆變器和UPS（不間斷電源）系統等。
安森美半導體公司的演講題目是“低待機能耗電源方案”，在演講中介紹了其增強型PFC控制器NCPl61l的特點及應用。NCPl61l采用電流控制頻率反走（CCFF）架構，工作在臨界導電模式（CrM）/不連續導電模式（DCM）下，帶谷底開關，在寬工作電源范圍下能提供極佳的能效，并且在寬負載范圍下可提供高功率因數以及良好的總惜波失真（THD）性能。相比傳統的標準CrM PFC控制器，采用這種創新架構的NCP16ll的性能得到大大提升，具有更高的故障處理能力、更佳的瞬態響應同時可以靈活支持不同的偏置情形。NCPl61l專門針對平板電視、電源適配器、高能效計算機電源及LED驅動器電源進行了優化，是這些領域應用的理想選擇。
新日本無線公司的電源產品主要是面向汽車、產業、家電等領域的電源IC。本次大會上，其重點介紹了應用在汽車領域的寬輸入范圍電源穩壓器產品。這其中，有驅動外接MOSFET的升壓型開關穩壓器NJW4140，它具有寬工作電壓范圍，最適合于車載電池類型的電源。該產品驅動段的FET是外接形式，所以在大功率應用時，不會發熱，有利于散熱；并且，保證在125℃工作，也能對應絕緣型回掃方式應用，最適合于怠速熄火等各種升壓電路。低壓差穩壓器NJW4184，具有低消耗電流，最適合于持續工作的監視系統用的微處理器電源。此外，針對汽車中開始越來越多應用的鋰電池組，新日本無線也有自己的產品――串聯穩壓器NJW418l，其消耗電流為9μA，采用了小型、薄型的ESON封裝，最適合于電池驅動產品。
鋰電池的應用越廣泛，其安全性也就越發受到重視。精工技術有限公司很早就著眼于這一領域，成功開發了一系列產品。S-8209A/S8209B系列是內置高精度電壓檢測電路和延遲電路的、用于保護鋰離子/鋰聚合物可充電電池的IC。由于配置了通信功能和2種電量平衡功能，它們也級聯來構成多節串聯電池的保護電路。這兩個系列皆可通過外接電容在輸出端子上設定延遲時間，在CTLC、CTLD端子上控制充電、放電和電量平衡，并且配置了充電/放電的2種電量平衡功能。此外，為了不給系統帶來額外的負擔，這兩系列的最大工作電流只有7μA。另外，還有S-8244系列，它是內置高精度電壓檢測電路和延遲電路的鋰離子可充電池二級保護用IC。精工公司的鋰離子電池保護產品已有500余種，它們互相搭配組合，可以實現對絕大多數鋰離子電池組的保護方案。
意法半導體公司為本次大會所做的報告主題是高功率因素的初級感應調節（PSR）LED驅動方案。該報告以意法半導體新近開發的HVLEDS07/815PF為例，專門介紹了目前正在興起的高壓LED的驅動解決方案。HVLED807/815PF都是帶初級感應調節的離線式LED驅動器，兩者的區別在于驅動的LED燈的功率不同。HVLED807最高能驅動7W，而HVLED815則能達到15W。這兩款產品都內置了能耐壓800V的MOSFET，具有3%精度的連續輸出電流，具有ZVSI作模式，具有很高的功率因數（0.9），可進行三端雙向可控硅調光，還能進行LED串的開路和短路管理功能。從報告的內容中可以看出，高壓LED的驅動解決方案已經非常成熟，有助于高壓LED的進一步普及。
降低電子產品的待機功耗是每個電源廠商都在追求的目標，恩智浦公司在本次大會上就介紹了其最新的技術和解決方案。降低傳導損耗、降低開關損耗、提高電源在輕負載下的效率，這些都是恩智浦解決方案的重點。為了降低傳到損耗，他們采取了降低高壓MOSFET的Rdson，降低肖特基二極管的VF的做法；為了降低開關損耗，采取了降低線性頻率，軟開關等技術；而對于提高輕負載下的效率，恩智浦提供了TEAl738，其適用于反激拓撲，工作在峰值電流和頻率控制模式，頻率抖動器可降低EMI。同時，開關模式電源（SMPS）控制器IC TEAl716也在本次大會上得到了介紹，這是業界首款PFC和LLC諧振組合控制器，可在低負載下實現超低待機功耗，并且符合將于2013年生效的歐盟生態設計指令的要求。
益登科技是國內外知名的電子分銷商，這次代表Silicon Labs公司介紹了其最新的隔離產品解決方案。隔離器市場在未來幾年的增長率將大于20%，但是挑戰也與日俱增。為了應對挑戰，Silicon Labs的隔離器方案在技術上做了很多革新。本次大會介紹了最新的數字隔離器Si86xx，其擁有150Mbps數據傳輸速率，通道數最多可達6個，適用于12C和SMBUS總線；增強的隔離等級，工作電壓最高可達1200V，在額定工作電壓下，壽命可達60年以上，通過了UL、CSA以及VDE認證；內部差分信號和窄帶接收器確保了較高的抗電磁干擾能力。該產品基于電容隔離，采用二氧化硅（SIO2）作為絕緣體，使用了可升級、高容量CMOS處理技術；高頻信號通過電容隔離來傳遞信息，采用開關鍵控（OOK）調制技術，確保輸出與輸入完全一致，噪聲非常小。
金升陽公司是本土電源企業的佼佼者。在本次大會上，結合自己的產品和設計經驗，金升陽公司給大家介紹了電源與系統的電磁兼容（EMC）設計和應用技術。報告的開始，以幾個具體的案例，先介紹了電磁兼容的重要性。然后，分析了EMC的基礎架構和標準，再根據開發的要求和對應的標準，詳述了EMC開發過程中的要點。最后，以金升陽的開發案例來剖析電源與系統EMC設計的誤區。從報告當中，可以看出金升陽在電源開發方面的執著和付出。正是通過技術細節的孜孜以求，才使得他們在技術上有了很大的飛躍。這一點，也是值得國內同行所學習的。
很多人都知道瑞薩公司在MCU的市場占有率是第一的，其實，在電源管理方面，瑞薩也有著豐富的產品線。為了實現打造智能社會的目標，瑞薩公司提出了打造智能建筑、智能工廠、智能汽車、智能家居和智能電網的計劃。這些計劃的核心都是MCU，同時配合各種電源管理IC和功率器件，以實現智能化、高效化的解決方案。
瑞薩公司在本次大會上介紹了其數字電源方案。該方案以100MHz主頻的32位MCU RX62T為核心；通過軟件方式實現PFC功能，功率因數可達0.99；MCU內部高性能的PWM發生器可優化PFC及DC/DC電路設計，MCU內部ADC、AMP（帶可編程增益放大器）、CMP（比較器），則能與PWM輸出聯動，可實現高速反饋，及過壓過流、輸出短路等保護功能；內置超低導通壓降的IGBT可以有效提高PFC部分效率，低導通內阻Power MOSFET可以提高DC/DC部分效率。該方案還配有開發套件，非常適合不熟悉數字技術的工程師進行學習。
說數字電源，就不能少了愛立信公司。因為通信行業的需要，愛立信很早就推出了自己的數字電源產品。在本次大會上，愛立信公司介紹了其最新的數字電源產品――BMR457.BMR457包括一個32位ARM核數字微控制器，內嵌愛立信DC/DC能量優化固件。該固件集成了愛立信的一系列知識產權和為工業應用而優化的功能，能持續優化開關參數并降低能量損耗。BMR457有兩個輸入電壓范圍：36～75V輸入，提供的輸出功率為264W；40～60V輸入，可提供300W輸出。通過PMBus命令，輸出電壓可在6.9～13.2V內可調，這使BMR457非常適合動態總線電壓操作，可在系統數據流量小的時候降低能量損耗。
值得一提的是，愛立信公司還專門為數字電源技術編寫了一個手冊，有興趣的工程師不妨上網一看。
用先進的電源測試技術支持電源技術
在歷屆的電源技術研討會上都能看到眾多測試測量廠商的身影。這是因為，電源產品的研發離不開測試測量，工程師要想設計出高效率、高穩定性、低成本的產品，測試測量工具在其中起著關鍵的作用。在本屆電源研討會上，安捷倫、力科、橫河、RIGOL等主流測試測量廠商給與會的觀眾帶來了最新的電源測試方案及產品展示。
安捷倫科技公司已經多次參加電源技術研討會，在本次大會上，其演講題目是“安捷倫電源測試提示幫助您提升研發品質”。對于種類繁多的電源產品，測試需求多種多樣，但對于研發工程師，不管是哪種電源產品，降低成本、提高效率、減小體積、延長工作壽命、提高穩定性并滿足EMC要求，都是研發工程師必須面對的永久挑戰。安捷倫的演講圍繞電源測試中的需求和技巧展開，將其多年從事電源測試的技術積累與應用方案介紹給用戶，其內容包括：電源測試基礎及主要測試參數、開關電源的測試方法、DC/DC電源輸入噪聲和文博仿真和一直測試方法、電磁兼容的測試等。并介紹了安捷倫提供的在電源測試中廣受歡迎的一些測試儀器，例如：53200函數和任意波形發生器、N6705直流電源分析儀、3000X系列總線分析示波器、6000系列總線分析示波器、N9310A信號源、N9320B頻譜分析儀、N9340BHSA手持頻譜分析儀等產品。
北京普源精電科技有限公司也多次參加了電源技術研討會，作為測量儀器領域的后起之秀，他們憑借自主研發和不斷創新，從最初的數字示波器產品不斷擴展，目前成為可以提供通用電子測量儀器、射頻/通信測量儀器以及化學分析儀器的綜合性測量儀器供應商，其中，RIGOL DS6000系列數字示波器獲得有“科技創新奧斯卡”之稱的美國R&D100 2011年度大獎，這是該獎創立以來中國儀器公司首次獲獎，2012年，RIGOL DG4000系列函數任意波形發生器再次獲得R&D100 2012年度大獎。在今年的演講中，RIGOL介紹了電源測試產品如何選型以及RIGOL最新電源測試方案。RIGOL開關電源測試方案包括：DS6/4/2000示波器、電源分析軟件、偏移校正夾具、差分探頭、電流探頭、無源探頭，可以滿足開關電源測試與分析的各種需求。
力科公司演講的題目是“開關電源及小幅電壓紋波信號的測量與分析”，作為一家專注于示波器的廠商，力科在開關電源測試中具有豐富的技術經驗，在演講中詳細介紹了開關電源測試領域的一些重點和難點測試問題，例如：如何進行無參考地測量；如何消除測量誤差源；如何進行開關器件參數測量；如何進行循環控制測量；如何測量輸出紋波；如何進行EMI及開關噪聲分析等，這些電源設計及測試工程師所必須面對的問題，力科都給出了具體的測試方法和測試技巧。另外，作為業界唯一推出12位高精度示波器的廠商，力科還詳細介紹了如何利用12位高精度示波器進行電源紋波測試，幫助工程師解決這一電源測試中的普遍難題。
上海橫河國際貿易有限公司令年的演講題目是“并網光伏逆變器電氣特性的測量”。在演講中介紹了目前光伏逆變器相關的測試標準以及橫河的解決方案，橫河提供了WT3000高精度功率分析儀、DL850示波記錄儀、701260高電壓輸入模塊、Hitec電流傳感器來滿足光伏逆變器相關的各種測試需求，橫河的解決方案具有測量精度高、測試效率高的特點，能滿足最新并網發電機標準的測試需求，橫河的解決方案目前支持IEC61400-21與FGW TR3國際標準。
