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  • 台电T24 Pro慧眼一体机稳定性测评

    台电T24 Pro慧眼一体机稳定性测评

    在这篇文章中,小编将对台电T24 Pro慧眼一体机的稳定性进行测评,和小编一起来了解下吧。 台电T24 Pro慧眼一体机在散热模组方面有着独特的设计,官方称之为蓝鲸散热系统,其背面圆形开孔是散热模组整个风道设计的一部分。另外处理器的散热器采用了三根纯铜热导管,配合散热面积高达50.6mm2的散热鳍片,通过大尺寸风扇将热量吹出去,设计的相对较为合理。 小编使用AIDA64的系统稳定性测试程序进行测试,测试项目为“Stress FPU”,测试时长为30分钟。30分钟之后,处理器核心温度在66°左右,功耗维持在40W,频率则稳定在3.56GHz,性能释放非常稳定。从处理器核心温度来看,蓝鲸散热系统的散热效果是比较不错的。 以上便是小编此次带来的台电T24 Pro慧眼一体机稳定性相关测评,最后,十分感谢大家的阅读。

    时间:2020-06-28 关键词: 台电 稳定性 一体机

  • 微星MEG Z490 ACE主板稳定性测评

    微星MEG Z490 ACE主板稳定性测评

    在这篇文章中,小编将对微星MEG Z490 ACE主板的主板稳定性进行测评,一起来了解下吧。 在1.21V的电压下,将i9-10900K超频到全核5.1GHz,内存则是在BIOS中 XMP设置,然后使用AIDA64 FPU进行烤机测试。 烤机测试进行了9分钟,在全核5.1GHz的情况下,处理器的烤机温度为84.5度,烤机功耗214瓦,主板供电模块的温度只有73度,VRM小风扇的转速为1762RPM。 我们我测试过上一代的MEG Z390 ACE主板,它在使用i9-9900K进行烤机测试时,供电模块的温度达到了91度,从这一点来说,MEG Z490 ACE主板的提升的确是不小。 以上便是小编此次带来的微星MEG Z490 ACE主板的主板稳定性相关测评,最后,十分感谢大家的阅读。

    时间:2020-05-25 关键词: 稳定性 主板 z490

  • 电压跟随器秘笈(九),运放构成电压跟随器的稳定性问题探讨

    电压跟随器秘笈(九),运放构成电压跟随器的稳定性问题探讨

    电压跟随器并非深奥难懂,究其本质而言,电压跟随器即共集电极电路。本文对于电压跟随器的讲解,主要在于介绍运放构成电压跟随器的稳定性问题。此外,文章第一部分将简单介绍何为电压跟随器。如果你对本文涉及的电压跟随器相关内容存在一定兴趣,不妨继续阅读以下正文部分。如果本文内容无法完全填充你对电压跟随器知识的欲望,可翻阅小编往期带来的8篇电压跟随器秘笈。 一、电压跟随器是什么? 电压跟随器是共集电极电路,信号从基极输入,射极输出,故又称射极输出器。基极电压与集电极电压相位相同,即输入电压与输出电压同相,也就是电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。当RF=0,R1=∞,即uo=ui,Auf=1这时输出电压跟随输入电压作形同的变化,称为电压跟随器。 二、使用运放构成电压跟随器的稳定性问题 用运放构成电压跟随器的电路,传统教科书仅是简单的把输出和反相输入端连接起来完事儿,而实际电路要复杂的多,稳定性问题不可忽视_,希望对实际应用有一点帮助。 用电压跟随器使运算放大器保持稳定,须注意哪些问题? A:对于采用负反馈的放大电路,如何减少振荡以保持稳定,目前尚无定论。电压跟随器也不例外。 运算放大器理想的运行状态是输出电压和输入电压为同相,即,当负输入端的印加电压引起输出增大时,运算放大器能够相应地使增加的电压降低。不过,运算放大器的输入端和输出端的相位总有差异。当输出和输出之间的相位相差180°时,负输入与正输入正好相同,原本应该减少的输出却得到了增强。(成为正反溃的状态。)如果在特定频段陷入这一状态,并且仍然保持原有振幅,那么该输出频率和振荡状态将一直持续下去。 FIg1. 电压跟随器和反馈环路 2. 输入输出端出现相位差的主要原因 其原因大致可分为两种: 1,由于运算放大器固有的特性 2,由于运算放大器以外的反馈环路的特性 2.1. 运算放大器的特性 Fig2a 及Fig2b分别代表性地反映了运算放大器的电压增益—频率特性和相位—频率特性。数据手册中也有这两张曲线图。 如图所示,运算放大器的电压增益和相位随频率变化。运算放大器的增益与反馈后的增益(使用电压跟随器时为0dB)之差,即为反馈环路绕行一周的增益(反馈增益)。如果反馈增益不足1倍(0dB),那么,即使相位变化180o,回到正反馈状态,负增益也将在电路中逐渐衰减,理论上不会引起震荡。 反而言之,当相位变化180o后,如频率对应的环路增益为1倍,则将维持原有振幅;如频率对应的环路增益为大于1倍时,振幅将逐渐发散。在多数情况下,在振幅发散过程中,受最大输出电压等非线性要素的影响,振幅受到限制,将维持震荡状态。 为此,当环路增益为0dB时的频率所对应的相位与180o之间的差是判断负反馈环路稳定性的重要因素,该参数称为相位裕度。(Fig2b.) 如没有特别说明,单个放大器作为电压跟随器时,要保持足够相位裕度的。 注:数据手册注明「建议使用6dB以上的增益」的放大器,不可用作电压跟随器。 以上便是此次小编带来的“电压跟随器”相关内容,通过本文,希望大家对什么是电压跟随器具备一定的认知,并对运放构成电压跟随器时造成的稳定性问题具备深刻理解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-01-14 关键词: 稳定性 运放 电压跟随器

  • LED显示屏稳定性概况

    LED显示屏稳定性概况

    在科技高度发展的今天,电子产品的更新换代越来越快,LED灯的技术也在不断发展,为我们的城市装饰得五颜六色。正在运用中的LED显示屏俨然间因信号问题出现乱码,如果是在某次严峻开幕式上,那丢掉是无法弥补的。怎样前进信号传输的可靠性和稳定性便成为工程师不得不面临的课题。信号在传输过程中,随着距离的增大而减弱。传输介质的选择则显得尤为重要。 1、信号的衰减 不难理解,信号不管凭仗何种介质传输,都会在传输过程中发作衰减。我们可以把RS-485传输电缆看成是由若干个电阻、电感和电容联合组成的等效电路。导线的电阻对信号的影响很小,可以忽略不计。电缆的分布电容C主要是由双绞线的两条平行导线发作。信号的丢掉主要是由于电缆的分布电容和分布电感组成的LC低通滤波器。通讯波特率越高,信号衰减也会越大。因此,在传输数据量不是很大,传输速率要求不是很高的情况下,一般我们选用9 600 bps的波特率。 2、通信线路中的信号反射 除了信号衰减之外,影响信号传输的另一个要素是信号反射。阻抗不匹配和阻抗不连续是导致总线构成信号反射的两个主要原因。一、阻抗不匹配,阻抗不匹配主要是485芯片与通讯线路之间的阻抗不匹配。之所以引起反射是由于在通讯线路空闲时,整个通讯线路信号乱七八糟,一旦此类反射信号触发了485芯片输入端的比较器,就会发作差错的信号。我们一般的解决方法是将总线的A、B线加上必定阻值的偏置电阻,别离拉高和拉低,这样就不会出现不可预知的杂乱信号了。 二、阻抗不连续,与光从一种媒质进入另一种媒质时所引起的反射是类似的。信号在传输线结束俄然遇到电缆阻抗很小乃至没有,信号在这个地方就会引起反射。消除这种反射常用的方法,是在电缆的结束跨接一个与电缆的特性阻抗相同大小的终端电阻,使电缆的阻抗连续。由于信号在电缆上的传输是双向的,因此,在通讯电缆的另一端相同要跨接一个相同大小的终端电阻。 3、分布电容对总线传输功用的影响 传输电缆一般多为双绞线,双绞线的两条平行导线之间即会发作电容。电缆和大地之间也相同存在类似很小的电容。由于总线上传输的信号是由很多的“1”和“0”位所组成的,所以当遇到0x01等特别字节时,电平“0”使得分布电容得到满足的时间充电,而当电平“1”俄然来届时,电容集聚的电荷不能在短时间之内放掉,因此导致信号位的变形,然后影响了整个数据传输的质量。 4、拟定简略可靠的通讯协议 当通讯距离较短,运用环境烦扰小的情况下,我们有时只需要简略的单向通讯就能完结项目的全部功用,可是大部分运用环境并非如此志向。项目前期归纳布线的是否专业(比如信号线与动力线要坚持必定的距离)、通讯距离的不可决定性、通讯线路周围烦扰程度、通讯线是否选用双绞屏蔽线等等,这些要素都给系统的正常通讯带来极大的影响。所以,拟定一套完善的通讯协议就显得尤为重要了。以上就是LED技术的相关知识,相信随着科学技术的发展,未来的LED灯回越来越高效,使用寿命也会由很大的提升,为我们带来更大便利。

    时间:2019-12-22 关键词: 信号 稳定性 电源技术解析 led显示屏

  • LED电子屏的稳定效果

    LED电子屏的稳定效果

    随着科学技术的发展,LED技术也在不断发展,为我们的生活带来各种便利,为我们提供各种各样生活信息,造福着我们人类。现如今,透明LED显示屏被广泛应用于各大领域,用以播放商业广告及进行租赁活动等。而为了保障广告的顺利运营及演出等活动的顺利开展,我们需要透明LED电子屏保持一个稳定的工作运行,那么具体应该如何做呢? 下面我们从三个方面来介绍关于透明LED电子屏工作稳定性的解决方案,下面一起来看看: 一、材料选型 决定透明LED显示屏工作稳定性的关键材料有LED灯、驱动IC、电源、电源信号连接器及优秀的结构设计。我们对材料选型的要求为:国际知名品牌,以高于行业标准要求进行相关测试、以及各种保护功能的要求。比如开关电源选型要求:有过热保护,交流输入要支持宽电压、抗浪涌。直流输出要有过压、过流保护。结构设计在保证箱体美观时尚的同时,还要保证良好的散热方式和快速的拼接方式。 二、系统控制方案 系统控制的每个环节都具有热备份功能,包括视频发送、接收设备,信号传输电缆等,它能保证在系统的某个环节出现意外状况时,系统能够自动诊断并以极快的速度切换到备用设备工作,整个切换过程不会对现场的显示效果产生影响。比如:为满足舞台场景的需求,显示屏需要在直播现场进行移动拼接造型。如果由于工作人员疏忽或其它原因,大屏中间的某个显示屏信号输入线发生了松脱,在常规控制方案中,从发生松脱的箱体开始,到信号级联的终点,所有显示屏都将没有信号。如果在控制系统中加入了热备份方案,在信号线松脱的瞬间,热备份功能启动,显示屏依然可以正常工作,不会给直播现场带来任何影响。 三、LED透明屏工作状态监控 电脑实时监控,包括温度、湿度、电压、烟雾、散热风扇的工作状态等等。可以对发生的各种状况进行自动调节处理,对异常提供位置和报警。比如:当某个箱体因为环境或其它因素导致箱体内部温度比较高,那么在没有及时处理的情况下,这个箱体内部的电源随时会发生过温保护。如果在这个情况下进行显示屏工作状态监控,系统会通过智能调节透明LED玻璃屏的工作状态来降低其内部温度。 当智能调节不能把温度降低到设定目标时,系统会通过工作人员设定方式报警,并提供异常箱体位置,通知工作人员及时处理。保证显示屏的正常工作状态。以上就是LED技术的相关知识,相信随着科学技术的发展,未来的LED灯回越来越高效,使用寿命也会由很大的提升,为我们带来更大便利。

    时间:2019-12-15 关键词: 稳定性 透明 电源技术解析 led电子屏

  • LED透明屏的性能解析

    LED透明屏的性能解析

    随着科学技术的发展,LED技术也在不断发展,为我们的生活带来各种便利,为我们提供各种各样生活信息,造福着我们人类。现如今,透明LED显示屏被广泛应用于各大领域,用以播放商业广告及进行租赁活动等。 而为了保障广告的顺利运营及演出等活动的顺利开展,我们需要LED透明屏保持一个稳定的工作运行状态,那么具体怎么做呢?下面我们从三个方面来介绍关于LED透明屏工作稳定性的解决方案。 一、材料选型 决定LED透明屏工作稳定性的关键材料有LED灯、驱动IC、电源、电源信号连接器及优秀的结构设计。我们对材料选型的要求为:国际知名品牌,以高于行业标准要求进行相关测试、以及各种保护功能的要求。比如开关电源选型要求:有过热保护,交流输入要支持宽电压、抗浪涌。直流输出要有过压、过流保护。结构设计在保证箱体美观时尚的同时,还要保证良好的散热方式和快速的拼接方式。 二、系统控制方案 系统控制的每个环节都具有热备份功能,包括视频发送、接收设备,信号传输电缆等,它能保证在系统的某个环节出现意外状况时,系统能够自动诊断并以极快的速度切换到备用设备工作,整个切换过程不会对现场的显示效果产生影响。比如:为满足舞台场景的需求,LED显示屏需要在直播现场进行移动拼接造型。如果由于工作人员疏忽或其它原因,大屏中间的某个显示屏信号输入线发生了松脱,在常规控制方案中,从发生松脱的箱体开始,到信号级联的终点,所有显示屏都将没有信号。如果在控制系统中加入了热备份方案,在信号线松脱的瞬间,热备份功能启动,显示屏依然可以正常工作,不会给直播现场带来任何影响。 三、LED透明屏工作状态监控 电脑实时监控,包括温度、湿度、电压、烟雾、散热风扇的工作状态等等。可以对发生的各种状况进行自动调节处理,对异常提供位置和报警。比如:当某个箱体因为环境或其它因素导致箱体内部温度比较高,那么在没有及时处理的情况下,这个箱体内部的电源随时会发生过温保护。如果在这个情况下进行显示屏工作状态监控,系统会通过智能调节透明LED玻璃屏的工作状态来降低其内部温度。 当智能调节不能把温度降低到设定目标时,系统会通过工作人员设定方式报警,并提供异常箱体位置,通知工作人员及时处理。保证显示屏的正常工作状态。相信在未来的科学技术更加发达的时候,LED会以更加多种类的方式为我们的生活带来更大的方便,这就需要我们的科研人员更加努力学习知识,这样才能为科技的发展贡献自己的力量。

    时间:2019-11-05 关键词: LED 稳定性 显示屏 电源技术解析

  • 反馈电阻对放大器稳定性的影响

    反馈电阻对放大器稳定性的影响

    放大器的内部输入电容可在数据手册规格表中找到,其与RF交互以形成传递函数中的一个极点。如果RF极大,此极点将影响稳定性。如果极点发生的频率远高于交越频率,则不会影响稳定性。不过,如果通过f = 1/(2πRFCin,amp)确定的极点位置出现在交越频率附近,相位裕量将减小,可能导致不稳定。 图1的示例显示小信号闭环增益与 ADA4807-1电压反馈型放大器频率响应的实验室结果,采用同相增益为2的配置,反馈电阻为499 ?、1 k?和10 k?。数据手册建议RF值为499 。 图1.使用不同反馈电阻的实验室结果。VS = ±5 V, VOUT = 40 mV p-p,RLOAD = 1 k?,针对499 ?、1 k?和10 k?的RF值 小信号频率响应中的峰化程度表示不稳定性。RF从499 ?增加至1 k?可稍微增加峰化。这意味着RF为1 k?的放大器具有充足的相位裕量,且较稳定。RF为10 k?时则不同。高等级的峰化意味着不稳定性(振荡),因此不建议。 图2.使用ADA4807 SPICE模型的模拟结果。 VS = ±5 V,G = 2,RLOAD = 1 k?,针对499 ?、1 k?和10 k?的RF值。 在实验室中验证电路不是检验潜在不稳定性的强制步骤。图3显示使用SPICE模型的模拟结果,采用相同的RF值499 ?、1 k?和10 k?。结果与图1一致。图3显示了时域内的不稳定性。 图3.使用ADA4807 SPICE模型的脉冲响应模拟结果。 VS = ±5 V,G = 2,RLOAD = 1 k?,针对499 ?、1 k?和10 k?的RF值 通过在RF两端放置反馈电容给传递函数添加零点,可以去除图4所示的不稳定性。 图4.脉冲响应仿真结果, 使用3.3 pF反馈电容CF。 VS = ±5 V, G = 2, RF = 10 k? , RLOAD = 1 k?。 RF的选择存在权衡,即功耗、带宽和稳定性。如果功耗很重要,且数据手册建议反馈值无法使用,或需要更高的RF值,可选择与RF并联放置反馈电容。此选择产生较低的带宽。

    时间:2019-09-04 关键词: 稳定性 功耗 电源其他电源电路

  • 基于镍基涂层的光热发电

    基于镍基涂层的光热发电

    在现在的生活中,太阳能产品处处可见,人们用太阳能煮饭,还有太阳能热水器等等,无处不见太阳能产品,当然,最重要的还是太阳能发电,但是目前的技术并不能让人们很好利用太阳能发电,目前,美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)正在着手研发一种可用于光热电站的镍基涂层,旨在降低高温熔盐介质对换热器、管道以及储罐的腐蚀。 NREL机械和热工程科学实验室副主任Johney Green表示,这项研究或可为光热电站提供防腐蚀涂层,减轻熔盐对设备的损害,从而提高光热发电系统的经济可行性。 太阳能发电 为实现持续不间断发电,提高电网稳定性,越来越多的光热电站选择耐高温熔盐来作为传热储热介质。但如欲确保商业化光热电站可以使用30年,含有氯化钠,氯化钾和氯化镁的熔盐混合物对光热系统储罐的腐蚀速率必须小于20微米/年才行。 据悉,一位来自NREL的研究员Gomez-Vidal尝试将不同类型的镍基涂层(这些涂层通常用于减少氧化和腐蚀)涂覆在不锈钢表面,最终发现一种化学式为NiCoCrAlYTa的涂层的抗腐蚀效果最佳。其可将不锈钢的腐蚀速度控制在190微米/年,虽没有达到小于20微米/年的理想目标,但相比未涂覆该涂层,腐蚀速度已经降低了96%。这种特殊的涂层在24小时内实现预氧化,在此期间不锈钢表面会形成均匀且致密的氧化铝层,可用于进一步防止不锈钢免受腐蚀。 Gomez-Vidal表示,表面防护特别有望减轻熔盐特别是含氯蒸汽对管壁罐壁表面的腐蚀程度。然而,目前光热发电系统中的熔盐腐蚀速率仍然相当高。此次着重进行了材料耐久性在太阳能发电领域应用中的相关性研究实验。为使光热发电系统腐蚀速率下降到目标值,未来还需进行更多的研发工作,诸如尝试将表面防护方法与对熔盐及周围环境的化学控制方法相结合,以实现协同作用。 未来,NREL还将进行循环变温加热的补充试验以进一步检验和评价涂层性能,并将在试验中引入氧气来增加测试系统的氧化电势。氧的添加可确保保护膜的形成,避免操作过程中有可能出现的裂纹问题带来的影响。如果某一天人们能高效利用太阳能,相信能解决很大的能源问题,毕竟太阳能是符合可持续发展战略的,能保证人类的永续发展,需要我们科研人员更加努力。

    时间:2019-08-07 关键词: 太阳能 稳定性 电源技术解析 镍基涂层

  • 光伏玻璃的一些改进

    光伏玻璃的一些改进

    随着社会的进步,科技的发展,人们对能源的需求越来越大,而现有的能源有限,需要人们不断发展新能源,而光能就是一个不错的选择,人们开始大力发展太阳能发电,上海电力学院研究人员在世界上首次设计并制备出一种“热致变色太阳能电池”器件。该器件结合光伏发电和热致变色的特征,使智能光伏玻璃的应用成为可能。 智能光伏玻璃是在光伏玻璃基础上发展而来的,是一种具有很大应用前景的绿色科技。它既可以通过感知外界环境太阳光的强弱,自发地改变其颜色实现可调的可见光透过率,也可以同时产生电能供室内的负载使用,具有双重功能。 太阳能发电站 该校与合作者经过材料的筛选和研发,发现在目前最热门的新型太阳能电池材料——卤化物钙钛矿中存在一类纯无机的钙钛矿材料,在这种材料中可实现稳定的可逆结构相变。分子动力学模拟揭示了钙钛矿晶格中空位辅助的相变机理。这种相变可导致其巨大的晶体结构变化,使得无机钙钛矿拥有两个截然不同的态,其中一个态具有很高的可见光透过率,确保大部分可见光透过,作为普通玻璃透光;而另外一个态则具有很强的光吸收,光透过率降低,作为光伏玻璃能够产生电能。通过选择合适的器件结构和电极材料,可保持整个器件在重复的相转变循环过程中的环境稳定性。 这类智能光伏玻璃提供了一种未来智能建筑的理想解决方案——可以控制光的透过率,同时可以合理地利用太阳光的能量,有望作为建筑物的玻璃、屋顶,以及移动通信设备、显示元件、汽车玻璃和车顶等。以上就是太阳能发电的相关知识,目前太阳能还未能更好被人类利用,需要科研人员不断努力,研究出更高效地产品,这样才能保证我们人类的能源够人类发展所需。

    时间:2019-08-07 关键词: 稳定性 电源技术解析 光伏玻璃 透过率

  • 数字电源取代模拟电源的决定因素

    数字电源取代模拟电源的决定因素

     数字电源比模拟电源更加简单实用,下面简单介绍几点数字电源取代模拟电源的原因。数字电源电路图如下: 数字电源电路图 (1)瞬态响应:控制机制极大影响了系统的瞬态响应。例如,与电流模式相比,磁滞控制器的瞬态响应会有很大不同。每种控制模式都既有优点,也有缺点。数字解决方案让你能无缝地从一种模式转换到另一种模式,以提供最优的瞬态响应。虽然模拟解决方案可以提供很好的点方案,但极少出现足够静态的工作状况,让你能实现所设想的点方案。 (2)调节精度:一般来说,调节精度是根据线电压、负载和温度来定义的,因为这些条件中的每一个都会影响调节精度。数字控制器可以监视这些条件,并采取控制措施,在整个工作条件范围内进行优化。 (3)稳定性:数字控制能够提供比模拟方案更好的补偿(更好地调用极点和零点),因此在稳定性上的控制要好很多。另外,补偿能够随着条件的变化而变化,使系统能在很宽范围的条件下实现最佳的稳定性。模拟控制器的补偿是固定的,而数字控制可提供可调的甚至是自适应的补偿。 (4)故障响应:数字电源控制器提供了大量故障响应的选项。每种故障都有唯一的响应特性,可根据用户的需求进行调整。模拟控制器一般只有一个固定的故障响应(如断电/断续/过载),用户也只能选择用或者不用。数字控制还能提供滤波器功能,降低虚假故障的可能。 (5)效率:许多控制结果都会影响到效率,包括死区时间、开关频率、栅极驱动等级、二极管仿真、加相和缺相等。针对这些因素,当前数字控制所提供的数字控制算法在整个工作条件范围内进行了优化。因此,在某个工作点下,你也许能将模拟控制器调整到很高的效率,但数字控制器却可对所有的工作点进行优化。 (6)可靠性:减少元件数量、降低工作温度(通过效率优化)是数字电源提高系统可靠性的两个途径。此外,灵活的故障响应和探测元器件参数微小变化的能力,可以大幅减少停机时间。 一般情况下,对大多数简单的设计和基本要求来说,数字控制可能有点大材小用。当然,数字电源控制的灵活程度足以应付这些简单的应用,其功能可能超出实际所需。因此,数字控制器显然是备受欢迎的解决办法。 一般来说,数字电源的集成度更高,适用于各种场合,技术灵活。

    时间:2019-07-19 关键词: 稳定性 电源技术解析 数字电源 模拟电源

  • 如何确保电流反馈放大器的稳定性?

    如何确保电流反馈放大器的稳定性?

    由于高增益峰值及其他各种原因,电流反馈(CFB)放大器可能变的不稳定,极端情况甚至进入振荡状态。 放大器不稳定的原因有两个,反馈电阻值过低以及引入对地的寄生输入、输出电容。小电容会导致放大器的频率响应在高频时达到峰值,同时高电容值会迫使器件进入自持振荡,忽略任何输入信号的激励。本文将介绍如何确保放大器稳定性的设计技巧,包括须知与禁忌,无需深入研究基本数学原理即可设计出稳定的放大器电路。最大限度降低寄生电容对放大器稳定性影响的方法主要有三种:1.良好的布线技术,以最大限度减少寄生电路板和探头电容。2.使用CFB放大器厂商规定的反馈和增益电阻值,保证提供足够的相位裕度以承受较小的寄生电容。3.利用补偿技术,最大限度降低频率响应峰值和脉冲响应过冲。电路板布线技巧优化电路性能,使CFB放大器效果达到最佳,需特别注意:电路板布线寄生、外部元件类型和电阻值。以下建议有助于优化电路性能(参考图1和图2):·使用去耦电容对电源引脚进行低频和高频缓冲。对于高频,并联使用100nF和100pF电容,并将它们安置在距离电源引脚不到6mm的位置。对于低频,使用6.8μF钽电容,可距离放大器更远,并允许在其它设备间共享。避免使用窄电源和接地走线,尽量减少走线电感,特别是电源引脚和去耦电容间的走线电感。·由于放大器的输出和反相输入引脚对寄生电容最敏感,因此将输出电阻RS(如需要)靠近输出引脚处,反馈和增益电阻(RF和RG)靠近反相输入,将各自引脚与所有走线电容隔离。·在非反相输入处增加RIN和CIN占位符,以补偿由反相输入端的寄生电容(CPI)引起的增益峰值。·确定是否需要输出隔离电阻。低寄生电容负载(<5pF)通常不需要RS。此外,更高的寄生输出电容可在没有RS的情况下驱动,但需要更高的闭环增益设置。·保持输入和输出引脚周围无接地层和无电源层的区域,尽量减轻交流接地相关电容的积聚。在电路板的其它地方,接地层和电源层应保持完好。·通过100Ω电阻将每个测试点连接到要测量的走线,并隔离探针电容示波器与信号走线。图1 具备寄生电容和补偿元件RS,、RIN及CIN 的CFB放大器图2无接地窗口的双层PCB推荐布线使用既定RF值CFB放大器厂商通常指定多个RF值,每个RF值对应不同的增益设置。使用推荐的电阻值可确保最佳性能,而不会带来(或造成很小幅度的)峰值增益或带宽损失;偏离这些值则会改变放大器性能。图3中显示了在信号增益为2时使用不同RF值的情况,可见,当指定值RF=1.1kΩ时达到最佳性能。但当RF提高至1.5kΩ时,出现带宽损失,而当RF降低到600Ω时,会产生增益峰值(图4)。因此,要获得最佳性能,请遵循厂商建议的RF值。图3,使用数据表中指定的RF值可确保最佳性能图4,偏离指定的RF值会导致增益达到峰值或降低带宽补偿寄生电容的影响为区分输入端(CPI)和输出端(CPO)的寄生电容,可进行脉冲响应测试。CPI通常小于CPO,并会导致短暂信号过冲;而CPO通常会造成信号振铃现象延长(图5)。当然,若CPI>CPO,情况则会反转;然而这种情况很少发生。图5 CPI引起的信号过冲与CPO导致的信号振铃现象寄生输入电容CPI反相输入端(CPI)的寄生电容通常较小(0.5至5pF),由布线杂散电容和表面贴装电阻RG的固有分流电容组成。CPI、RF、RG共同在放大器反馈路径中形成低通特性,在放大器传递函数VO/VI中转换为高通特性。这种高通特性可在非反相放大器输入端用R-C低通滤波器进行补偿。为此,非反相输入端的输入电容须与反相输入端的寄生电容相匹配(CIN=CPI),且RIN值必须等于反馈和增益电阻的并联值(RIN=RF||RG)。图6,通过RIN-CIN消除增益峰值图7,通过RIN-CIN减少过冲图6和图7显示了图1中电路的频率和脉冲响应。当放大器以G=2运行时,其中RF=RG为厂商规定的最佳性能电阻值。图6和图7中的其它观察结果包括:·当CPI=0时,黑色曲线所示的频率和脉冲响应既未出现增益峰值也未出现过冲。对于10MHz的±100mV测试输入,标称增益为6dB,脉冲幅度为±200mV。·当CPI=5pF时,红色曲线所示的频率和脉冲响应显示增益峰值接近21dB,过冲为±1V。·在补偿情况下(蓝色曲线),当CIN=CPI=5pF,且RIN=RF||RG=RF/2时,频率和脉冲响应分别显示增益峰值和过冲降低至0.5dB和±45mV。寄生输出电容CPO放大器输出端(CPO)寄生电容还包含布线杂散电容,但大部分通常来自较大的负载电容,例如瞬态抑制器和电流导引二极管的结电容、电缆电容,模数转换器及其它放大器的输入电容。因此,CPO的总值可低至20pF,也可能达到几个100pF。综上所述,通常较小的寄生输出电容对传递函数几乎没有影响,但较大的CPO值会导致高增益峰值,并且脉冲响应会延长振铃。图8和图9显示了输出电容为20pF的影响,其增益峰值小于1dB,且仅出现低于30mV的小过冲。若需要补偿CPO,则稍微提高RF、RG值即可。图8,利用较高RF值补偿较小CPO值图9 补偿结果显示几乎无法区分的脉冲响应与此相反,补偿较大的输出电容十分必要。图10和图11显示了在未进行补偿的情况下,传递函数达到约15dB的增益峰值,且CPO为500pF时(红色曲线)脉冲响应中的长时间信号振铃。即使提高RF、RG电阻值,改善效果也十分有限(蓝色曲线)。不过,安置串联电阻(RS)可将放大器输出与容性负载隔离(参见图1电路)。在此模拟中,需要一个仅为3.9Ω的小RS值将增益峰降至0.5dB以下,同时将信号过冲从±400mV降低到±50mV。图10,高CPO值需要额外的隔离电阻RS图11,通过RS补偿显著改善脉冲响应结论本文中重点探讨的设计以确保放大器的稳定性,总结如下:·首先,应用良好的布线技术将寄生电容降至最低·使用6.8μF、100nF和100pF电容器为电源电压提供低频和高频缓冲·在测试点和待测量走线间插入100Ω电阻,隔离探针电容与信号走线·使用数据表中指定的电阻值·进行初始脉冲响应测试,以区分寄生输入和输出电容·通过R-C低通滤波器补偿非反相信号输入端的寄生输入电容·提高RF和RG值,补偿较小寄生输出电容·插入低值隔离电阻RS,补偿较大的寄生输出电容

    时间:2019-07-01 关键词: 稳定性 放大器 寄生输出电容

  • 模拟电路设计届的九层妖塔

    模拟电路是指用来对模拟信号进行传输、变换、处理、放大、测量和显示等工作的电路。模拟信号是指连续变化的电信号。模拟电路是电子电路的基础,它主要包括放大电路、信号运算和处理电路、振荡电路、调制和解调电路及电源等。 模拟电路设计的九个级别,类似下围棋的段位。从一段到九段都看完了,你就知道自己是哪个阶段的水平了。值得一看哦。 一层 你刚开始进入这行,对PMOS/NMOS/BJT什么的只不过有个大概的了解,各种器件的特性你也不太清楚,具体设计成什么样的电路你也没什么主意,你的电路图主要看国内杂志上的文章,或者按照教科书上现成的电路,你总觉得他们说得都有道理。你做的电路主要是小规模的模块,做点差分运放,或者带隙基准的仿真什么的你就计算着发文章,生怕到时候论文凑不够。总的来说,基本上看见运放还是发怵。你觉得spice是一个非常难以使用而且古怪的东西。 二层 你开始知道什么叫电路设计,天天捧着本教科书在草稿纸上狂算一气。你也经常开始提起一些技术参数,Vdsat、lamda、early voltage、GWB、ft之类的。总觉得有时候电路和手算得差不多,有时候又觉得差别挺大。你也开始关心电压,温度和工艺的变化。例如低电压、低功耗系统什么的。或者是超高速高精度的什么东东,时不时也来上两句。你设计电路时开始计划着要去tape out,虽然tape out看起来还是挺遥远的。这个阶段中,你觉得spice很强大,但经常会因为AC仿真结果不对而大伤脑筋。 三层 你已经和PVT斗争了一段时间了,但总的来说基本上还是没有几次成功的设计经验。你觉得要设计出真正能用的电路真的很难,你急着想建立自己的信心,可你不知道该怎么办。你开始阅读一些JSSC或者博士论文什么的,可你觉得他们说的是一回事,真正的芯片或者又不是那么回事。你觉得Vdsat什么的指标实在不够精确,仿真器的缺省设置也不够满足你的要求,于是你试着仿真器调整参数,或者试着换一换仿真器,但是可它们给出的结果仍然是有时准有时不准。你上论坛,希望得到高手的指导。可他们也是语焉不详,说得东西有时对有时不对。这个阶段中,你觉得spice虽然很好,但是帮助手册写的太不清楚了。 四层 你有过比较重大的流片失败经历了。你知道要做好一个电路,需要精益求精,需要战战兢兢的仔细检查每一个细节。你发现在设计过程中有很多不曾设想过的问题,想要做好电路需要完整的把握每一个方面。于是你开始系统地重新学习在大学毕业时已经卖掉的课本。你把能能找到的相关资料都仔细的看了一边,希望能从中找到一些更有启发性的想法。你已经清楚地知道了你需要达到的电路指标和性能,你也知道了电路设计本质上是需要做很多合理的折中。可你搞不清这个“合理” 是怎么确定的,不同指标之间的折中如何选择才好。你觉得要设计出一个适当的能够正常工作的电路真的太难了,你不相信在这个世界上有人可以做到他们宣称的那么好,因为成都网站制作聪明如你都觉得面对如此纷杂的选择束手无策,他们怎么可能做得到?这个阶段中,你觉得spice功能还是太有限了,而且经常对着“TIme step too small”的出错信息发呆,偶尔情况下你还会创造出巨大的仿真文件让所有人和电脑崩溃。 五层 你觉得很多竞争对手的东西不过如此而已。你开始有一套比较熟悉的设计方法。但是你不知道如何更加优化你手头的工具。你已经使用过一些别人编好的脚本语言,但经常碰到很多问题的时候不能想起来用awk或者perl搞定。你开始大量的占用服务器的仿真时间,你相信经过大量的仿真,你可以清楚地把你设计的模块调整到合适的样子。有时候你觉得做电路设计简直是太无聊了,实在不行的话,你在考虑是不是该放弃了。这个阶段中,你觉得spice好是好,但是比起 fast spice系列的仿真器来,还是差远了;你开始不相信AC仿真,取而代之的是大量的transient仿真。 六层 你开始明白在这个世界中只有最合适的设计,没有最好的设计。你开始有一套真正属于自己的设计方法,你会倾向于某一种或两种仿真工具,并能够熟练的使用他们评价你的设计。你开始在设计中考虑PVT的变化,你知道一个电路从开始到现在的演化过程,并能够针对不同的应用对他们进行裁减。你开始关注功耗和面积,你tape out的芯片开始有一些能够满足产品要求了。但是有时候你还是不能完全理解一些复杂系统的设计方法,并且犯下一些愚蠢的错误并导致灾难性后果。你开始阅读 JSSC时不只是挑一两片文章看看,或许把JSSC作为厕所读物对你来说是一个不错的选择。在这个阶段中,你觉得spice是一个很伟大的工具,你知道如何在spice中对精度和速度做合理的仿真,并随时做出最合适的选择。 七层 你开始真正理解模拟电路设计的本质,无论对于高精度系统还是高速度系统都有自己独有的看法和经验。你可以在系统级对不同的模块指标进行折中以换取最好的性能。你会了解一个潜在的市场并开始自己的产品定义,并且你知道只要方法正确,你设计出的产品会具有很好的竞争力。你可以从容的从头到脚进行整个电路的功能和指标划分,你了解里面的每一个技术细节和他们的折中会对于你的产品有怎样的影响。你开始关注设计的可靠性。在这个阶段中,你觉得spice是一个很实用的工具,并喜欢上了蒙特卡洛仿真,但你还是经常抱怨服务器太慢,虽然你经常是在后半夜运行仿真。 八层 这个时候成功的做出一个芯片对你来说是家常便饭,就象一名驾驶老手开车一样,遇到红灯就停、绿灯就行。一个产品的设计对于你来说几乎都是无意识的。你不需要再对着仿真结果不停的调整参数和优化,更多时候之需要很少量的仿真就可以结束一个模块的设计了。你能够清楚地感觉到某一个指标的电路模块在技术上是可能的还是不可能的。你完全不用关心具体模块的噪声系数或者信噪比或者失真度。你只需要知道它是可以被设计出来就可以了,更详细的技术指标对你来说毫无意义。你开始觉得JSSC上的东西其实都是在凑数,有时候认为JSSC即使作为厕纸也不合格(太薄太脆)。你觉得spice偶尔用用挺好的,但是实在是不可靠,很多的时候看看工作点就差不多够了。 九层 这时候的你对很多电路已经料如指掌,你可以提前预知很多技术下一轮的发展方向。一年你只跑上几次仿真,也可能一仿真就是几年。你很少有画电路图的时候,多数时间你在打高尔夫或是在太平洋的某个小岛钓鱼。除了偶尔在ISSCC上凑凑热闹,你从不和别人说起电路方面的事,因为你知道没人能明白。

    时间:2019-04-30 关键词: 高精度 稳定性 模拟电路

  • 单片机系统在测控领域的稳定性探讨

    近年来单片机系统在工业测控领域的应用越来越广泛,而对于环境恶劣的工业现场,这种新型的微控制器的可靠性,安全性就成为了一个大的问题。在实验室运行正常的程序到了工业现场却不能运行,或者出现运行不稳定经常死机等。在这里我们主要讨论一下如何通过软件技术来增强系统的稳定运行。  当系统的CPU部位受到干扰信号的作用时,将使系统失控。最典型的故障是破坏程序计数器PC的状态值。导致程序在地址空间内“乱飞”,或者陷入死循环。而我们对这种情况的处理主要有这么几种方法:  1、指令冗余技术;  2、软件陷阱技术;  3、看门狗技术。  我们以MCS-51单片机来做以说明。  一、指令冗余技术  我们知道,指令由操作码和操作数组成,操作码指明CPU要完成什么样的操作,而操作数是操作码的对象。单字节指令只有操作码,隐含操作数;双字节指令,第一个字节是操作码,第二个字节是操作数;三字节指令第一个字节是操作码,后二个字节是操作数。CPU在取指令的时候是先取操作码再取操作数,如何判断是操作码还是操作数就是通过取指令的顺序。而取指令的顺序完全由指令计数器PC来控制,因此,一旦PC受干 扰出现错误程序便会脱离正常轨道,出现“乱飞”,这样就会使得把操作数当作操作码,或者把操作码当作操作数的情况。但只要PC指针落在单字节指令上程序就可纳入正轨,所以为了快速的将程序纳入正轨,我们应该多用单字节指令,并在关键的地方人为的插入一些单字节指令NOP,或将有效的单字节指令重写,这就称之为指令冗余。  常用的方法就是在一些双字节,三字节指令后面插入两个单字节指令NOP,或在一些对程序的流向起决定作用的指令前面插入两条NOP指令。还可对一些重要的指令进行重复放置。  但采用指令冗余技术将程序纳入正轨的条件是:乱飞的PC必须指向程序运行区。  二、软件陷阱技术  当乱飞的程序进入非程序区的时候, 我们就可设定软件陷阱对乱飞的程序进行拦截从而将程序引向一个固定的位置。这样我们就可将捕获的程序重新纳入正轨。  软件陷阱主要就是把程序从新引入它的复位入口处,也就是说我们在适当的地方设置这样的指令:  NOP  NOP   LJMP 0000H  对于软件陷阱的安排,我们主要安排在这样一些区域,未使用的中断区,未使用的EPROM空间及非EPROM空间。程序运行区,及中断服务程序区。在这里我们主要来看前三种:  1、未使用的中断区  如果对于未使用的中断因干扰而开放的话,我们可以把中断服务程序这样来写:  NOP   NOP  POP D1 ;将原来的错误断点弹出  POP D2 ;将原来的错误断点弹出  PUSH 00H  PUSH 00H ;将断点地址重写为0000H  RETI  2、 未使用的EPROM区  假设我们用了一片2764,但并没有用完整个存储区。这时候就可在未用的区域里填充上020000数据,这样当程序飞入其中时就会很快的走入正轨。这条指令其实是“LJMP 0000H”的机器码。  3、 非EPROM空间  单片机系统的程序空间是64K,正常情况下我们所使用的EPROM不会占用所有的空间,假设我们现在的EPROM占用16K的空间那么剩下的48K空间就被闲置不用了。当乱飞的PC落入这些空间时,读入的数据将为FFH,这是 :MOV R7,A 指令的机器码,将修改R7的内容。因此,当程序乱飞入非EPROM芯片区后,不仅无法导入正规,面且破坏了R7的内容。  我们知道,当CPU读程序存储器的时候,伴随着会产生一个PSEN信号,我们就可利用这个信号,再加上一个非EPROM区的地址译码信号,构成一个选通信号来起动一个空闲的中断,再用软件陷井的方法从中断程序中把程序导入正规。我们可看下面的一个图:  INT0  PSEN  非EPROM地址选通信号  我们也可通过硬件的方法用一个缓冲器直接给数据线写一个值,其原理与上述方法相同。  三、 软件看门狗技术  我们知道看门狗的作用就是防止程序发生死循环,或者说程序跑飞。硬件看门狗是利用了一个定时器,来监控主程序的运行,也就是说在主程序的运行过程中,我们要在定时时间到之前对定时器进行复位如果出现死循环,或者说PC指针不能回来。那么定时时间到后就会使单片机复位。  软件看门狗技术的原理和这差不多,只不过是用软件的方法实现,我们还是以51系列来讲,我们知道在51单片机中有两个定时器,我们就可以用这两个定时器来对主程序的运行进行监控。我们可以对T0设定一定的定时时间,当产生定时中 断的时候对一个变量进行赋值,而这个变量在主程序运行的开始已经有了一个初值,在这里我们要设定的定时值要小于主程序的运行时间,这样在主程序的尾部对变量的值进行判断,如果值发生了预期的变化,就说明T0中断正常,如果没有发生变化则使程序复位。  对于T1我们用来监控主程序的运行,我们给T1设定一定的定时时间,在主程序中对其进行复位,如果不能在一定的时间里对其进行复位,T1 的定时中断就会使单片机复位。在这里T1的定时时间要设的大于主程序的运行时间,给主程序留有一定的的裕量。而T1的中断正常与否我们再由T0定时中断子程序来监视。这样就够成了一个循环,T0监视T1,T1监视主程序,主程序又来监视T0,从而保证系统的稳定运行。

    时间:2019-03-26 关键词: 系统 稳定性 领域 单片机 嵌入式处理器

  • 试探影响真空自耗电极熔炼炉供电直流电源稳定性的因素

    试探影响真空自耗电极熔炼炉供电直流电源稳定性的因素

      1.引言  直流真空熔炼是稀贵金属及高等级合金钢必定要采用的工艺,这种工艺配套的设备从大的方面分为真空熔炼炉和给其供电的直流电源两大部分,随着是铸造产品和炼锭子的不同,真空熔炼炉分为以化锭子为主要目的的真空自耗电极熔炼炉和以浇铸模型件的真空浇铸凝壳炉两大类别,而它们的供电电源又分为整流变压器一次高压侧饱和电抗器交流调压、整流变压器二次侧整流管整流和整流变压器一次侧晶闸管可控调压、整流变压器二次侧整流管整流及整流变压器二次晶闸管一次调压三种方案,在国内由于整流变压器一次侧晶闸管交流调压,需要增加先将6kV或10kV甚至35kV降为晶闸管可以承受的几百伏电压后进行交流调压,然后再将调压后的电压经整流变压器降为几十伏,由整流管整流,使用中需要两级降压变压器,且随着近年真空熔炼炉单炉可熔化金属重量的不断增大,对直流电源的输出容量要求越来越大,由此决定了国内使用的直流供电电源基本状况可分为三个阶段:即1997年前,整流变压器二次侧晶闸管一次调压的方案几乎在国内没有使用,当时主要使用整流变压器一次侧饱和电抗器调压、整流变压器二次侧二极管整流;1997年~2004年之间,整流变压器二次侧晶闸管一次调压和整流变压器一次侧饱和电抗器调压、整流变压器二次侧二极管整流两种方案混合使用,2005年以后整流变压器二次侧晶闸管一次调压的方案可以说挤占了近95%的市场份额,由于饱和电抗器调压与晶闸管调压两种方案的响应时间相差近100个数量级,它们对供电直流电源输出电压电流稳定性有很大影响的坩埚比的敏感程度会有很大的不同,本文结合我们采用整流变压器二次侧晶闸管一次调压方案,为某研究院提供的65kA/80V直流电源与凝壳炉配套调试时,不同坩埚比的实验数据分析合理的坩埚比与弧压及弧流稳定性的关系,以期抛砖引玉,与同行探讨。  2.直流真空熔炼炉的工作过程和对直流电源的要求  无论是真空自耗电极熔炼炉还是凝壳炉,其工作流程的相同点就是工作时自耗电极,工作过程分起弧、熔炼阶段,而不同之处在于以熔化炼锭子为目的的自耗电极熔炼炉为提高化料成品率需要有化成品锭熔化快结束时的补缩工艺,且额定电流下工作时间长达1小时至数小时,而以精密铸造为目的的凝壳炉有熔化时间短一般几分钟~十几分钟,熔化需要电流密度大,熔炼过程中有凝壳的不同点,但他们的工作过程都可以图1所示原理来说明。图中1为要熔化的锭子称作电极,2为坩埚(又称为结晶器),3为水套,4为炉室密封盖,5为冷却水,6为抽真空管道,7为稳弧线圈,8为熔化时的电弧,9为已熔化后的金属溶液。系统工作过程为:在炉内的真空度达到不致被熔炼金属氧化的前提下,系统投入运行,直流电源输出在正负极之间有一定的电压通常为空载电压,随着操作人员的控制升降机构使电极杆下降,当电极杆下降到与坩埚底部的距离小到一定程度时,吊在电极杆下部的要熔化材料与放于坩埚底部的起弧料之间发生电离而产生电弧,电极开始熔化,随着时间的推移要熔化的金属变为液体流入坩埚中,坩埚内的液态金属高度不断增加,而要熔化的金属电极长度逐渐减小,为了保证熔化时由被熔化电极下端而与坩埚中液态金属上表面之间距离所决定的弧压相对恒定,需要此弧压不要大范围波动,另一方面为保证在同样的时间内被熔化掉的金属量基本相同,又需要流过被熔化金属与液态金属之间的直流电流高度恒定,由于在熔化过程中一但发生被熔化金属熔液成流动柱形短接被熔化金属与已熔化后位于坩埚中的金属溶液(行业内称为掉块)形成直流电源输出短路,需要直流电源具有很好的挖土机特性,即自动迅速把输出直流电压降低,保持输出电流不变。再应看到,由于两种炉型铜坩埚之外都是冷却水,为防止过高的瞬态功率加到坩埚壁与被熔化金属之间形成侧弧击穿坩埚使冷却水进入坩埚内,在高温下电解水引起氢气爆炸,不希望弧压太高,且被熔化锭子与坩埚内壁之间要留有合适的距离,综上的分析,直流真空熔炼炉对直流供电电源的要求有以下几点:  1)要有合适空载起弧电压,最早国内应用了德国人的起弧电压为82V的数据,这几年我们经不断的改进与总结,对自耗炉已降为50V,对凝壳炉已降为65V。  2)要有很硬的稳流特性,在稳流时输出直流电压波动不能过大。  3)要有快速的保护性能。  3.影响直流电源输出电压电流大小与稳定性的因素分析  从图1所示的工艺过程示图可以看出,影响直流熔炼炉供电电源输出电压与电流稳定性的关键因素有:  1)直流供电电源自身的闭环调节性能; 2)弧压的高低;  3)坩埚的内径与被熔化金属锭子外径之差的大小;  4)炉内真空度的高低;  5)坩埚冷却水温的高低;  6)稳弧电流的大小。  根据我们对近百台真空熔炼炉与电源的调试体会,上述因素对直流电源电压电流稳定性的影响表现在:  (1)直流电源自身调节性能首先取决于所用供电直流电源的方案,采用整流变压器一次饱和电抗器一次侧调压,整流变压器二次侧晶闸管相控整流的方案,因属电磁调节,调节响应时间为秒级,因而直流电流的稳定性不可能做的很高,表现出应用时输出直流电压与电流的波动都比较大,采用整流变压器二次侧晶闸管可控整流的方案,因闭环调节器的响应时间为毫秒级,因而在闭环调节器的参数整定好后,具有很好的快速调节性能,当弧压波动较大时,它可以提供很好的稳流特性,但需直流电源输出电压快速变化来保持电流稳定。  (2)炉内真空度越高,被熔化电极与已熔化完的金属之间电阻的影响越小,电流的波动就越小,真空度不好与波动可视同等效为该等效电阻波动,所以电压与电流就波动。  (3)坩埚冷却水温的高低虽然不直接参与影响直流电源输出电压与电流的稳定性,但却影响熔化时所需的电流大小,由于熔化时被熔化金属溶为液态流入坩埚中,坩埚外为流动的冷却水,水温过低靠近坩埚内壁的金属冷却的快,而远离坩埚内壁的金属溶液冷却的慢,对自耗电极熔炼炉有可能导致锭子外壁气孔增大,使用时剥皮较多,对凝壳炉水温太低将导致较厚的凝壳,而要解决此问题,则需要加热功率大于冷却功率,也就是说需要较大的熔化电流,在水温较低时需要保证靠近坩埚外壁的金属溶液散热速率要慢。由此可见,并非坩埚的冷却水温越低越好,一般建议冷却水温进口温度不低于+5℃,而出口水温不高于60℃。  (4)所谓弧压是指熔化过程中加在被熔化电极已熔化位于坩埚中的金属溶液上端面之间电压的高低,同样的电流下弧压越高熔化功率越大,熔化速率越快;另应看到,弧压越高,则等效电弧长度越长,图2给出了熔炼时电弧的分布断面示意图,同时标出了要熔化金属锭子外沿与坩埚内壁之间的距离δ,同时画出了有稳弧线圈且通有稳流电流时,金属溶液在磁场作用下旋转造成的中心低靠近坩埚部分液面高的形状,从此图可见,弧压越高,则熔化速度越快,要求被熔化锭子下降的速率越快,由于电极杆升降一般由伺服电机拖动,所以伺服电机不断启停,很难100%保证熔化速度与电极杆的下降速率完全匹配保证弧压稳定,造成弧压相对波动较大,引起电流变化,因而弧压越高电流就易波动,对闭环稳流的调节性能要求就要迅速。  另应看到,在图2中δ一定时,过高的弧压将会造成图3所示的侧弧,有可能使坩埚熔化导致严重事故,因而正确的熔炼要求是短弧熔炼,低弧压大电流熔炼,据此应保证弧长L小于图2中的δ。  (5)稳弧线圈与稳弧电流的大小,为了保证不出现图3所示的问题,炉体设计中采用稳弧线圈中以直流电流产生磁场来约束电流的方向,稳弧线圈一般绕在水套外壁使电弧不要分散,图2中同时给出了稳弧线圈与通过电流的流动方向,显见其产生的磁场方向与图中电流方向一致,所以可约束电弧的发散,自然稳弧电流越大,其对电弧的束缚力就越大,过大的稳弧电流有可能造成电极杆出现控心熔炼,即图2中的ΔL很大,造成弧长太长反而不利于电流稳定,但过小的稳弧电流有可能在δ一定时,使图2中ΔL为负值,产生图3中那样人希望的侧弧。  4.坩埚比与熔炼用直流电源电压电流稳定性的关系分析与实验  坩埚比指真空熔炼炉要熔炼金属锭子的直径与坩埚内径之比,若以d1表示锭子直径,d2表示坩埚内径,σ表示坩埚比,则坩埚比可表示为  σ=d1/d2(1)  参考图2坩埚比近似表示了σ的大小,σ越小,则δ越大。  4.1 坩埚比对电压电流稳定性的影响分析  同样稳弧电流与熔化电流条件下,坩埚比越小,则图2中的δ越大,由于坩埚外为冷却水,坩埚均由铜金属材料制成,在δ的空间内为空气,从温度场的分布来看,图2中弧区中心温度最高越靠近坩埚温度越低坩埚温度最低,所以δ越大,一则坩埚自身散热,二则由于熔化时为保持熔炼炉内的高度真空度与炉体配套的真空系统中几台泵在不停的抽真空,更加速了δ区间内的散热,由此导致了锭子靠近坩埚的外部区域温度低,而锭子中心内部温度高,引起锭子中心熔化速度快,而外壁熔化速度慢,使图2中的ΔL变的较大,导致熔化过程中形成了一个类似于下端面为倒放碗状的锭子,当有稳弧线圈时,已熔化的金属溶液沿稳弧线圈作用的磁场旋转,形成一个正放的碗状溶池。其刨面图如图4所示,间接导致电流闭环调节器调节速度快调节特性硬时,尽管可以稳定电流,但弧压大范围波动,当电流闭环调节器调节速度慢,调节特性软时,虽可使弧压在波动范围降低,但电流稳定度不够,弧压的大范围波动将使操作人员无法判断有否侧弧产生,对安全生产造成很大危害,另应看到,这种状况不论对凝壳炉还是自耗炉都会影响弧光颜色,由于此时看到的仅是从图4中两个相对扣的碗状球面缝隙中透出的很小一部分弧光,而不是真正的弧,影响操作人员对弧压的判断且无法压低弧压进行低弧压熔炼,其原因在于尽管中心弧长很长,但稍以压弧边上便短路,使弧压无法压低。  4.2 实验验证  为了验证上述分析,我们应用研制的国内首套60kA/80V凝壳炉电源,针对不同的坩埚比在500kg和150kg凝壳炉中进行了试验,该电源系统应用四台15kA的6脉波可控整流直流电源并联构成24脉波,由两套独立的12脉波电源构成,图5与图6分别给出了多次实验中通过计算机采集系统采集的最有代表性的典型电压电流波形,其中图5应用锭子外径为Φ280,坩埚内径为Φ460,坩埚比σ为0.6087,而图6应用锭子外径为Φ350,坩埚内径为Φ460,坩埚比σ为0.761,使用电流前者为30kA,而后者为30kA、35kA、40kA 3个台阶,弧压前者平均值为48V,且大范围波动,而后者平均值仅42V,波动范围小,所用模拟电压前者波动频率很高,而后者虽有波动但频率很低,电流闭环调节器的参数又完全相同,实验验证  5.结论  综上分析,我们可得下述几点结论:  1)真空熔炼用直流电源以整流变压器二次相控整流电流闭环控制的方案效果最好。  2)影响真空熔炼用直流电源输出电压与电流稳定性的因素很多,坩埚比对弧压和电流稳定性的影响很  大,国内以往的坩埚比范围数据为0.6~0.75,从节能及稳定输出角度考虑应靠近0.75来选取。  3)无论是自耗炉还是凝壳炉,锭子外沿至坩埚内壁的间距应以50~60mm为较佳值。  参考文献  [1] 李宏 浅谈我国真空熔炼用直流电源的发展(J),电源技术应用,2010,NO.  [2] 李 宏著 常用电力电子变流设备的调试与维修基础(M),北京,科学出版社,2011  [3] 马开道 稀有金属熔炼工艺及装备(M),北京,冶金工业出版社,2011  作者简介:  李宏,男,现年52岁,西安石油大学电子工程学院教授,发表论文200多篇,出版专(编)著15部,获中国人民解放军空军科技进步三等奖1项。现兼任中国电工技术学会电力电子学会理事、中国电工技术学会电气节能研究会理事、中国电源学会特种电源专业委员会常务委员、中国电工技术学会电力电子学会学术委员会委员、陕西省电源学会常务理事、主要研究方向为电力电子技术、电气传动技术、特种电源技术及专用集成电路的开发和应用技术。主持设计与电力电子有关的工程项目近110个,研制开发的电力电子成套装置380多台套,运行于国内电力、冶金、化工、石油、机械、电子、核工业、军工等行业,并已出口到东南亚,还装备了中国人民解放军空军导弹部队及陆军科研所,开发的晶闸管、GTR、IGBT专用驱动控制板累计在全国销售15000多块,主编的实用电力电子技术资料在全国28个省市销售近30000多册

    时间:2019-03-18 关键词: 稳定性 直流电源 电源技术解析

  • 性能稳定性设计实例

    ;;; 固体钽电容器是用于许多大型系统设备中的重要元件。在钽SLA4070电容器的参数中,漏电流是“敏感性”参数,也是主要的失效模式。研究固体钽电容器漏电流变化的速率6值和电压、温度之间的关系是十分重要的。试验研究表明:漏电流的变化(△J。%)在各观测点的分布是遵循对数正态规律的,即属于Y=a+b lg t(b>0)类型的曲线。在开始阶段△IR%值的变化速度较大,随着时间£的增长,变化速度减慢。通过多次试验可获得相应的常数n、6值,即在85℃额定电压下(CA-25V-lOtiF):a= -857. 93;b= 980. 93;y=0. 95。所以;;; AIR%一- 857. 93+980. 931gt;;; 用漏电流相对变化率△k%可以直观地评价钽电解电容器性能稳定性。凡漏电流相对变化速率高的产品,则寿命短,可靠性差。电流的变化速率与电压的关系是:当试骏温度不变时,漏电流的变化速率和电压的关系近似于抛物线规律。当试验电压不变时,在85℃~+145℃范围内,温度每升高10℃,漏电流的变化速率平均增大1. 19倍。由此可推算85℃~+145℃范围内的漏电流值,通过作图处理分析,即可求出低于85℃或高于+145℃的漏电流值,以评价漏电流的稳定性。

    时间:2019-03-01 关键词: 性能 稳定性 设计实例 设计教程

  • 分析自动平衡式交流稳流电源设计与应用

    分析自动平衡式交流稳流电源设计与应用

    自动平衡式交流稳流电源是由自动平衡式交流稳压电源衍生而来的。自动平衡式交流稳压电源是利用输出电压采样来控制输出电压的偏离;而自动平衡式稳流电源则利用电流采样,对输出电流的偏离进行补偿。稳流电源通常采用双层绕组。线圈的有效部分包含左、右两个有效边。放在槽内且靠近槽口的有效边叫上层边,靠近槽底的有效边叫下层边。同一槽中上下层间用绝缘纸隔开。同一线圈上下两有效边沿圆周方向的距离即为线圈的跨距,通常用槽距(两相邻槽间距离)的倍数表示。跨距约等于一个极距(相邻两磁极的距离,也常用槽距的倍数表示)。 直流电枢绕组分叠绕组、波绕组和蛙绕组3种。每个线圈的两个出线端连接到换向器的两个换向片上,两者在换向器圆周表面上相隔的距离称为换向器节距,用Ys表示。不同形式的绕组具有不同的换向器节距。1稳流电源的主要技术指标(1)输出电流范围单相交流稳压电源输出电压通常固定在220V,有些电源能作少许微调,数值也不大。但对稳流电源的输出电流,用户往往希望根据需要作较大范围的改变。本项指标是指在不稳流情况下,输出电流可以调节的范围,例如输出额定电流Io=2A,△Io=1A,则其可调范围为1.5~2.5A.当然,相对于IO来说,偏离量也可能不是上下对称的,即不是±0.5A,可能上限值大于下限值,也可能相反,比如1.8A≤IO≤2.8A.这里定义△Io/Io为恒流率,即S=△Io/Io,本例S=△Io/Io=1/2=0.5.(2)输出电压范围交流稳流电源所提供的输出电压要根据负载性质及其阻抗、电流值等而变化,所以必须确定一个输出电压范围来衡量其性能。(3)输出电流稳流精度它表示输出电流在额定精度内允许电流变化范围ΔI.设输出电流Io为2A,精度为±1%,则表示当用了稳流器后输出电流Io满足1.98A (4)其他指标如不加特殊说明,可借用稳压电源技术指标的定义。有单叠绕组和复叠绕组之分。单叠绕组是将同一磁极下相邻的线圈依次串联起来,构成一条并联支路,所以对应一个磁极就有一条并联支路。单叠绕组的基本特征是并联支路数等于磁极数。各条支路间通过电刷并联。单叠绕组线圈的换向器节距Ys=1.Ys>1者称复叠绕组。比较常用的是Ys=2的复叠绕组,又称双叠绕组。双叠绕组在一个磁极下有两条并联支路。例如一台四极直流电机,采用双叠绕组时,共有8条并联支路。各条支路间也是通过电刷并联。电刷组数等于电机的极数。其中一半为正电刷组,另一半为负电刷组。叠绕组的并联支路数较多,它等于极数或为极数的整倍数,所以又叫并联绕组。2工作原理自动平衡式交流稳压电源原则上均可改为稳流电源,如磁放大器调整式和自耦调压型交流稳压电源等均能方便地加以改造。这里以采用磁放大器调整式的改进型电路组成交流稳流电源为例来加以说明。这种稳流电源的组成结构示意图如图1所示。图1交流稳压电源的一种结构示意图(1)电压/电流转换电路图1中自耦变压器TA对电感参数调整电路提供不同的输入电压Ui,使其有不同的输出电压,从而经隔离变压器TR后,在负载电阻RL上得到所需的电流。隔离变压器TR的初级有两种接法,第一种是接在图1中的BC两端,它的优点是输出波形好,输出电压可以达到很高值,缺点是S较小,ΔI/IO只有1/3左右;第二种接法是将TR初级接于AB两端(如图1所示),这种接法的优点是S较大,如果没有谐波存在,则在TR初级上具有0~60V以下的电压。隔离变压器的次级可以制成多抽头式的,以便为负载提供不同的电压。(2)有效值采样电路有效值采样电路的功能是将交流有效值信号变换成与之成正比的直流信号,有关这方面的电路很多,图2给出其中的一种。从图1所示稳流器交流输出端采样电阻R2上得到的交流电压信号有效值UR2输入图2中运算放大器IC1,其输出为UO1,UO1正比于UR2.图2有效值采样电路(3)电流控制电路电流控制电路的作用是根据使用者的愿望,给驱动电路输入一个给定的直流电压Un,就可以得到所需的稳定交流电流。这种工作方式在生产过程中得到了广泛的应用,比如为空气开关动作电流或热保护器动作电流测试、分档时提供可变的稳定电流值。如果用微机来控制Un,则可自动改变此稳定电流值。(4)驱动电路驱动电路的功能如下:①获得由有效值采样电路得到的直流电压Uf与电流控制电路所给定的直流电压Un比较后的误差电压信号ΔU;②处理电流控制电路给定的直流电压Un,使其与ΔU相加。当ΔU=0时,在Un的作用下,驱动电路使稳流器输出的电流正是使用者所需要的电流IO.ΔU的作用是补偿当输出电流小于IO时,ΔU能使它增加,而当输出电流大于IO时,ΔU则使它减小,最终达到输出电流稳定在IO的目的。3实例如图1所示。设一宽范围交流稳压器,其指标为:输出电压AC220V输入电压范围AC165~255V当改作交流稳流器时,通过变压器TR(初级接在B、C两点)及负载电阻RL得到输出电流IO=2A,如果没用稳流器,则当输入电压为255V时,输出电流IO1=(255/220)×2=2.3A;输入电压165V时,输出电流IO2=(165/220)×2=1.5A.就是说当负载电流在1.5~2.3A范围内变化时,用了稳流器后能保证输出电流稳定在2A.关于上下不对称情况,则可调整机器内部参数来实现。

    时间:2019-01-16 关键词: 稳定性 稳压电源 电源技术解析

  • 单片机多机通信系统稳定性的研究

    单片机多机通信系统稳定性的研究      ; 单片机多机通信系统稳定性的研究 作 者: 辽宁工学院       陈晓英      锦州消防安全仪器总厂  任国臣    摘 要: 列举单片机多机通信系统在使用MAX485芯片作为通信接口时的常见问题;分析传输数据不稳定的因素;介绍提高通信稳定性的有效方法。其中包括RS485芯片的硬件分析和通信协议的软件设计。 关键词:通信协议 异步通信 噪声 概 述   单片机在当今的仪表及工业测控设备上应用非常广泛。其功能强大、外围接口电路简单,在构成分布式系统时,其优越性更显突出。在分布式系统中,分机常采用多机通信方式,由于RS-485(以下简称485)通信接口的传输距离远,连线少,所以被认为是一种很好的通信模式。然而,在实际应用过程中,若使用不当,485接口会出现很多问题:首先是器件经常损坏,有时对电源进行几次连续的开关机操作之后,通信电路就会失控;再有,在通信过程中,数据传输经常出现误码,而且误码率很高。在系统调试过程中,有两次记录可以证明这一点,记录如表1所列。

    时间:2018-12-25 关键词: 通信系统 稳定性 多机 单片机 总线与接口

  • 瑞萨开发出可克服门限值变化影响的稳定性技术

    瑞萨宣布开发出一种有助于采用65nm(65纳米)制造工艺生产的sram(静态随机存取存储器)实现稳定运行的技术。新技术采用了一种直接图形成型布局和读辅助及写辅助电路,以克服采用精细特征工艺技术时由于晶体管固有特性可变性带来的sram不稳定问题。尤其是,该技术解决了与门限电压(vth)有关的诸如晶体管导通或关断时出现的边线电压的重要问题。 采用65nm工艺的全球面积最小(0.494μm2)的存储单元测试芯片包含一个8mbit 6晶体管型sram,利用该芯片对稳定运行能力进行了验证。测试数据显示,利用这种设计方法可以在大批量生产时实现宽泛的整体vth的可变性--与不采用该方法的情况相比产量可提高两倍以上。其应用包括用于微处理器和系统级芯片(soc)器件的嵌入式sram。新的稳定性技术包括三个方面。首先,它可利用直接成型的存储单元布局抑制可变性。第二和第三,在sram阵列上加上两种类型的辅助电路。一个是有利于实现稳定性和高性能兼容的读辅助电路,一个是可提高写速度的写辅助电路。用于使用了更小的特征尺寸,上述电路需要采用更加精细的大规模集成电路制造工艺。此外,由于进一步的小型化将引起晶体管主要特性更大的变化,尤其是门限电压(vth)的变化。本机vth可变性尤其令人关注。这种随机现象是由半导体中的杂质状态的波动造成的,甚至在同样类型的相邻的晶体管中也会出现。这种情形可能引起嵌入式sram的运行不稳定,而且还可能导致系统运行的不稳定,甚至造成系统故障。新的稳定性技术可以实现一种可直接进行芯片布局图形成型的工艺技术,而无需对局部尺寸进行修改。这样就可以简化图形成型过程,而且晶体管的成品尺寸也更加一致。这种对晶体管特性可变性的抑制,有助于改善存储单件电气特性的对称性和稳定性。当vth处于低状态时,读辅助电路将自动控制字线电位,使之降低以增加稳定性;当vth处于高状态时,该字线电位升高,可实现更高的加速性能。即使本机vth可变性增加,导致电气特性的对称性恶化的话,也可以实现稳定性和高超性能之间的兼容性。在一次写操作期间,采用布线电容的写辅助电路可迅速降低存储单元电源线的电压。在短短0.3ns该电压即可下降到大约0.1v,从而提高了sram的写速度。瑞萨指出,新发布的稳定性方法可以解决与工艺小型化有关的基本问题。因此,期待该技术将有助于改进采用更精细半导体工艺节点的未来系统级芯片器件的制造工艺。

    时间:2018-12-10 关键词: 稳定性 技术 嵌入式开发 门限

  • 热像仪助力电源稳定性设计

    热像仪助力电源稳定性设计

    电源是所有电器中都必须具备的重要部分,在电子设备行业中,人们把电源模块比喻为电子设备和电子系统的“心脏”,而且电源也是电器系统中承载功率最大的环节。电源分析近年来电源设备日趋复杂,元器件的品种和数量增加很快,使用环境也变得恶劣多样,而所服务的电子系统又越来越重要和昂贵,特别是军用装备,尤其是航空、航天上的元器件及系统可靠性的要求就更高了。电器系统中的电源其任务就是为电器系统中的各种电路提供电能,由于电路的类型各自功能有别,因此对电源按照供给方式的不同,可以分为:UPS电源、EPS电源、稳压电源、变频电源、净化电源 、特种电源、发电机组、开关电源(AC/DC) 、逆变电源(DC/AC)、模块电源(DC/DC)以及其他电源等。热像仪在电源中有哪些应用?电源的温度控制,是提高电源模块及系统可靠性及使用寿命的重要途径。在电源的设计和应用中,选择合适的元器件,即减少电路损耗,提高模块转换效率,与选择合理的冷却方式是保证电源可靠稳定工作的关键技术,将二者有机结合,会使得电源具有对环境适应性更强、寿命长、成本低、维护方便等技术优势。热像仪能提供清晰的电源电路及其整个电源系统温度场分布的图像和准确的温度测量。1)电子元器件电源是一种电能转换设备,在转换过程中本身需要消耗掉一些电能,而这些电能则被转化为热量释出。电子元件工作的稳定性与老化速度是和环境温度息息相关的。每当环境温度升高10℃时,主要功率元件的寿命减少50%,这就要求电子元器件应该工作在相对稳定和较低的温度范围内。热像仪可以提供给工程师电路中各元器件的工作时发热情况热图,帮助工程师分析元器件对整个电源电路温度的影响,同时也能够帮助工程师选择合适负载能力的转换模块。2)变压器变压器是电源工作得主要部件,其发热温度有限制的,目前国内的3C 认证将变压器温度限制在120℃内,欧洲UL认证将变压器温度限制在115℃内。电源的主要发热源也是变压为器,而铁芯损耗和铜线损耗变压器工作产生温升的主要原因。 另外,由于变压器工作温度升高,必然造成铁芯负载减弱,和线圈老化,当其绝缘性能下降后,导致抗市电的冲击能力减弱。这时若有雷击或市电浪涌出现时,在变压器的初级出现的高反压会将变压器击穿,使电源失效,同时还有高压串入主设备,造成主设备损坏的危险。热像仪可以通过迅速、简便的操作,提供准确的变压器温度。3)电路热分布同一块电路板的器件应尽可能的按其发热量大小及散热程度分区排列,采用合理的器件排列方式,可以有效的降低印制电路的温升,从而使器件及设备的故障率明显下降。热像仪可以通过提供的红外热图,帮助工程师分析出整块线路板的温度分布,完善工程师的设计和应用。 4)电源冷却电源冷却技术是满足行业各项技术性能要求的基本手段。目前各个电源模块常用的冷却方式有自然冷却、纯风扇冷却、自然冷却和风扇冷却相结合三种。电源产品中有很大的一个变压器,还有些大的电容,这些都是大热源,这些热源可能会给您的产品内部一些其它电路及其元器件的稳定性、使用寿命都会带来很大影响。利用红外热像仪,可以非常直接的测量出三种情况下的发热和散热情况,工程师改善设计,在实际应用使用合理的冷却手段,提高电源的可靠稳定性,减少设备的故障率。5) 工艺改进电源设备在加工时,容易在接头处以及压线处出现工艺问题,利用热象仪可以较为简便、直观、安全地发现故障点,帮助生产人员、质检人员更好的发现并解决问题,提高产品质量。热像仪在电源企业的应用部门,除研发部门,还主要有:品管部门、售后服务部及设备维护等部门。红外热像仪的独特应用1、现有的温度分析工具对于电源在研发和应用中,由于其特殊性,许多工程师都会抱怨现有的手段难以支持他们进行一个细致而全面的温度场描绘,同时操作不方便、而且可能改变原温度场分布,如:目前在电源开发和应用中,温度分析的工具是数据采集器,但使用数据采集器可能会遇到如下问题:电路板断电,贴片热电偶不够多,操作不方便,反应时间较慢(30秒至1分钟),使用数据采集器还将改变所测器件的散热状况,同时也无法分析整个电源的温度场分布及散热分析等。2、热像仪温度分析优点红外热像仪和数据采集器、红外点温仪相比较,有自身的优点:a)通过红外线热像仪检测目标电路时,不需要断电,操作方便,同时非接触测量使原有的温度场不受干扰;b)反应速度较快,小于1毫秒;c)利用配套的红外分析软件,用户可以不需要在现场,对所获得的电源温度数据进行详细而全面的分析,同时生成一个完备的温度报表。本文小结热像仪在电源行业可以发挥其优越性,由于它所具有独特的优点,能补充传统检测手段的不足。但是还有很多工作需要在今后的实践中进一步改进和提高,使得红外热像技术在电源行业中的应用更加广泛和科学,有效地提升电源产品质量,提高电能转换效率、以及提高系统性能水平。

    时间:2018-10-22 关键词: 稳定性 电源技术解析 热像仪 助力电源

  • 电子稳定性控制系统ESC解决方案

      电子稳定性控制系统(ESC)帮助驾驶员保持对于汽车的控制。通过采用一个微控制器,一套用于测量汽车辆横向和纵向加速度、偏航角速度、轮速和转向角的传感器以及防抱死系统中的执行器,单个车辆的系统性事故有望降低34%,而单个SUV的系统性事故将降低59%。  双核32位MCU实现了对于每个车轮上制动力的单独控制。如果检测到丧失了转向控制,ESC能够控制制动和主动悬挂系统功能来稳定车辆。  另外,通过增加ESC系统的计算能力,可以共同采用主动和被动安全系统。  飞思卡尔电子稳定性控制系统框图  用于电子稳定性控制的产品

    时间:2018-10-12 关键词: 电子 控制系统 稳定性 嵌入式开发 解决方案

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