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  • 详解:易到用车如何被黑客“开”走了车

    详解:易到用车如何被黑客“开”走了车

    “无车可用,客服失联,APP也无法定位......易到用车,你是人间蒸发了吗?赔我的充值款啊啊啊!” 26号一大早,黑猫投诉平台累计处理了类似投诉信息共计164008次。投诉原因很简单:易到用车没车可用。 用户们要求易到用车退还3122元的充值款,并要其对于这种欺诈行为给出个说法。 没过多久,说法就如约而至了: 简单概括就是“同志们,不是你们被骗喽,是我被绑架喽!” 值得一提的是,十天前,易到用车刚刚获得数千万元战略投资,投资方为大股东韬蕴资本。 对此,网友在微博下的留言可谓是千奇百怪—;—;服务器啥时候恢复呀、恢复之后数据还能不能找回来呀、核心数据会不会被挪为他用呀、损失大不大呀,等等。 面对这些问题,宅宅找到火绒创始人马刚和腾讯安全云鼎实验室云安全研究员张祖优聊了聊。 广撒网特征,但疑点重重 易到有车事件中,黑客不光加密了核心数据,使其面临巨额勒索,还通过攻击手段使得服务器宕机,才有了上面的大批用户投诉。 张祖优称,一般来说,针对服务器的勒索病毒都是通过广撒网的方式,也就是没有固定目标,一般就是扫描某个网段或者IP列表进行批量化的攻击,利用某个通用漏洞进行入侵和植入勒索病毒并执行,而整个过程的动作一般都是预设好的,所以通常也不会做其他如拖库等行为。 “这次易到的加密勒索从表面上看起来是比较符合这种广撒网的传播方式,特别是最近Windows RDS漏洞的爆发,看起来似乎是比较符合这种情况,每次新漏洞的爆发和Exp的流出总会导致在接下来的一段时间内利用该漏洞的加密勒索或者入侵挖矿等入侵事件增多。” 宅宅从相关人士口中得知,此次事件的确有几处存疑: 1、官方提到的勒索数额巨大,而一般加密勒索一般就是几个比特币,达不到数额巨大的地步; 2、根据易到官方的公告,这次主要是核心数据库被加密,而一般核心数据库的安全防护等级应该是比较高的,通常不应该存在勒索病毒所利用的那些常见的通用漏洞; 3、针对性的入侵利用勒索病毒进行勒索的案例的确存在,因为这种方式相对比直接发邮件勒索更安全; “所以这次的事件还是有很大的可能性是一次定向勒索事件。当然,到底是不是还需要官方公开更多细节和证据来做判断。” 企业勒索事件激增?幻觉! 勒索攻击在我国爆发是在2016年初,起初大家对勒索病毒的直接感知是来源于WannaCry,这就给人种下了个人电脑更容易遭受加密勒索的感觉,但实际情况并非如此。 马刚称,由于个人用户安全级别较低,更加容易撞到枪口上。但是,个人用户一般会将此类邮件列入到“垃圾邮件”的行列(很多人并不觉得自己的信息有多值钱),因此真正能勒索到的也就只有零星几家企业端受害者。 文件被加密了,可以通过爆破解密吗? 对此,有的黑客选择将攻击对象锁定在企业范围当中。针对企业植入勒索病毒通常有四种传播方式: a、通过邮件附件传播,这更多的是针对企业的办公网络,通过批量发送邮件给企业、高校、医院机构等单位,这种类型主要针对那些如企业财务用电脑等有价值的电脑。 b、网站挂马,通过获取了网站的权限,在网页中植入恶意代码,主要是利用IE等浏览器漏洞,企业员工访问网页就会执行恶意代码从而植入勒索病毒。 c、利用系统或服务漏洞,直接执行漏洞Exp从而在目标服务器中执行命令并植入勒索病毒。 d、一些软件供应链,比如通过入侵一些软件的升级服务器替换升级程序为勒索病毒。 张祖优称,对于黑客而言针对企业和个人用户的攻击成本各有优劣,主要取决于攻击方式。而选择攻击前者的成本最终还是取决于企业的安全防护等级高低。 有时候,掏赎金也没用 加密勒索一般分为两种—;—;欺骗式勒索和真实勒索。前者多出现在Linux服务器,黑客在入侵了数据服务后直接删除数据,然后留下勒索信息,要求支付比特币来赎回数据;这种情况黑客就是通过欺骗的方式,看最终有几个上当受骗支付比特币。 马刚将这种行为称作“变态勒索”,他补充道,在之前的案例中,还有情况是勒索信息本身为欺骗信息,受害者不光无法得到数据,甚至连赎金都没地方交。 出现这种奇葩情况,通常会有两种原因:一个是由于勒索攻击过于老旧,攻击者停用了支付绑定的邮箱或者关停了支付流程;另一种则纯为报复性的勒索行为,所谓支付渠道只是个幌子。 张祖优称,近几年入侵后进行加密和挖矿成为了黑客攻击存在的两类主要风险。这与加密勒索的流行、各种漏洞的爆发以及数字货币热潮的来临都不无关系。因此,这可以说是一个综合性因素造成的结果。 “面对几百G的数据,黑客是如何把它们转移走或者全部加密的?答案很简单,你的数据被直接删除了,如果你有备份自然就好办,如果没有,就只能试试磁盘文件恢复的方式了。” 加密勒索易守难攻 “归根结底,企业不重视安全问题是让他们最终陷入困境的源头。” 马刚称,这就好像一位病人,最初的潜伏期往往需要尽快医治,但在他看来并不算事,直到晚期了才找到医生说:求你把我救活吧。加密勒索可谓是易守难攻,一旦遭受攻击,只有极小可能性能够找出密钥,大多情况是束手无策的。 张祖优认为,针对加密勒索,首先,其核心在于数据,所以数据的异地或者异机备份是重中之重。 其次,及时修复系统漏洞(特别是Windows补丁应该及时更新),而针对服务器,建议善用安全组或者防火墙,部署的服务不要使用默认配置,要限制访问来源;而服务器的访问建议Linux使用密钥登录,Windows可以修改默认端口,避免弱口令,如果有条件的话使用堡垒机或者统一跳板机。 再者,加强员工意识培训,不要打开一些未知邮件,也不要用办公电脑去访问一些可疑网站,安装一些未知软件,如果企业有条件的话,可以在企业IT角度做一些安全投入。 以下为安全建议: a、针对合规和安全管理入手,把资产、配置和基线做好,很多漏洞都是属于安全基线范畴。 b、重视并建立安全运营机制,建立漏洞响应和管理机制,及时跟进最新爆发漏洞,及时修复相关安全问题,对于部署上线的业务需要进行安全加固。 c、可以搭载一些外部安全能力,如进行渗透测试,可以有效的发现企业相关的脆弱环节和安全问题,及时进行修补。 d、可以适当采购一些安全产品,不管是研发还是办公体系,通过专业的安全人员运营安全产品构建一定的安全防御体系。 f、重视员工的安全意识培训,很多时候,企业安全这个木桶最短的板往往是员工。

    时间:2019-08-23 关键词: 详解 黑客 易到用车 开走了车

  • 详解PWM开关稳压电源尖峰干扰

    详解PWM开关稳压电源尖峰干扰

      1 引言  PWM(PulseWidthmodulation)型开关稳压电源具有体积小、效率高的优点,作为电源设备在许多领域得到了广泛的应用。但是,开关三极管的工作状态转换持续期短、频谱甚宽的尖峰干扰是其致命弱点,它不仅影响开关电源本身,而且还会干扰邻近的其它电子设备。  开关稳压电源工作时开关三极管和续流二极管(亦可以是另一个开关三极管)总是交替地导通或者截止,图1中KQ和KD并非是理想器件,两种状态的转换需要一定的时间,这就产生了尖峰干扰。在状态转变过程中,该导通的开关没有完全导通,而该截止的开关却又没有截止的瞬间,电源到地有直接的通路,产生瞬态电流Is。该电流跟开关三极管导通时的电流Imax及截止时的电流Icmin的差值、开关KQ和KD同时导通的持续时间等因素有关。由于电路分布参数的影响,在波形上出现振铃振荡。    2 功率开关管瞬时导通的持续时间对尖峰干扰的影响  晶体管的开启和关断时间跟其截止频率成反比。开启、关断时间越短,开关速度就越快。同时导通的持续时间取决于KQ和KD所使用的器件的开关速度。用速度不同的开关器件比较,开关器件的速度越快,同时导通的持续时间越短,尖峰干扰越是宽度窄、幅度大。  3 减小变压器漏感引起的电压尖峰  变压器的漏感越大,电压尖峰越高,射频干扰也就越大。特别是变压器采取屏蔽后,由于耦合差,漏感也相应大一些。一般说,用环型磁芯绕制的变压器产生的漏感要比E型小些。另外,绕线工艺也很重要,较好的绕线方式是先绕初级总圈数的一半,再绕次级的全部圈数,最后再绕初级的剩余一半,即次级线圈在初级线圈的中间。这样初级线圈保持有较好的耦合,使变压器有较小的漏感。  4 功率管的开关波形对尖峰干扰的影响与抑制  开关波形Usr(t)的方正度影响尖峰干扰。矩形波的谐波幅度随频率增加而减小的速率为20dB十倍频程,梯形波则为40dB?十倍频程。有意识地改变矩形波的陡峭程度和两角的钝化程度可抑制高频分量、减小尖峰干扰。故要合理地选择开关三极管和续流二极管的开关速度。  对开关三极管而言,有两种方法可减小尖峰干扰,即增大Vce的上升时间和减小Ic的下降时间。图2电路中,在确定了KQ之后,可从图3看出,增大KD的开启时间、减小关断时间可以减小尖峰干扰。    在开关三极管的CE之间,或者在续流二极管的两端并联RC缓冲电路可使尖峰干扰明显减小。图3中,三极管T关断时,集电极电压上升,通过D和R1对C充电,使其上升速率变缓,选择充电常数CR1的值可以控制上升速率。T导通时,D截止,C对R1和R2放电,限制了导通瞬间的峰值电流。该缓冲电路改变了负载线的形状,减少了开关三极管的损耗。在续流二极管两端并上RC电路也同样有效。图3中,当用3DD11和2CK120C时,可并0.022LF左右的电容器(f=2kHz),该电容的容量有一最佳值,它的作用可以从图4看出。图4(a)是不加C的情况,将其在时间轴上放大后为图4(b)。并上缓冲电容后分别见图4(c)和(d)。      5 在输入电网中,部噪声的抑制方法  开关稳压电源中开关快速通断,didt很大,在供电系统的漏电感上产生幅度很大的瞬态压降,使输入电压源有一个时间很短的瞬时跌落,破坏电网的正常波形、形成干扰。输入电源中的干扰也会影响开关稳压电源。输入滤波器具有一定的隔离作用,通常采用P型LC平衡滤波器,对脉动干扰可以衰减20dB,尖峰干扰也能衰减6dB之多。电感量的计算式:    式中E尖峰是尖峰干扰电压(Vp-p),f尖峰是尖峰干扰的频率(Hz)。还应考虑到流过电感的直流电流值,以免饱和。    Isr是开关稳压电源的最大输入直流电流(A),Usr是输入直流电压(V)。用市电供电的电源系统,滤波器应装在一铝质密封小盒内,小盒放在机箱内,电源线进入孔的旁边,使电源线一进入机箱就到滤波小盒,然后再引出至电源开关、整流器。倘若在整流器之前采用变压器,则应在其初、次级加隔离。  6 输出电容器对尖峰干扰的影响  开关稳压电源的输出电容量大,需用电解电容器。普通电解电容的高频特性不好,存在着较大的等效电感和电阻,故阻抗大,尖峰噪音也大。高频电解电容器是具有优良高频特性的低电感器件,它对脉冲源及输出电压提供了很好的与接地回路的隔离,并提供良好的噪声滤波。  目前有三种高频电解电容器,一种是四端电容器,它的高频特性良好,但是负载电流流过电容器内部使之发热,故电流要限制在10A以下;二是大型高频滤波电解电容器,它有承受大电流的能力但高频特性不及前者好;第三种是高频滤波电解电容器,优点是体积小。不改变电路的其它参数,假若用普通电解电容器时尖峰干扰为150mVp-p,而用四端电容则为50mVp-p。用一定容量的聚碳酸脂电容或高频陶瓷电容跟输出电解电容并联,可以进一步降低尖峰干扰。  7 开关稳压电源布线对尖峰干扰的抑制  开关稳压电源工作时向空间辐射干扰。辐射噪音电平与辐射源的距离成反比。一般离5cm以外布线即可。若结构上不允许则应加屏蔽。电源输入线周围产生很强的电磁场,为减小输入线和输出线之间的电磁耦合,两者必须远离。  流过开关大电流的导线应尽量短,并且不跟其它线交连。降压型开关稳压电源的续流二极管或者升压型的开关三极管的接地端应以最短的引线直接与输出电容的地端相连。图5表示了布线的影响,尖峰干扰通过环路I辐射,故构成这一环路的各段连线的感性耦合必须最小,电容器的引线要短,以减小引线电感。    为减小输出线上的损耗和尖峰干扰,输出到负载的连线应短。图6画出了对三种不同长度的输出线,当负载电流为8A时,在负载端所测得的干扰波形。输出线长,尖峰干扰的幅度大、宽度也宽。相同长度的输出线,线径粗则尖峰干扰幅度大、宽度宽。用双绞线能有效地衰减电磁感应电势,表1说明对感应电势衰减的数值随扭距变短而增大。      输出线的接法对尖峰干扰有很大的影响。用双绞线直接从输出电容器的高端和低端输出,可使正、反向的干扰电流抵消。否则干扰电流流经输出线,会在线上产生一个很大的尖峰干扰电压。当开关稳压电源供几个负载使用时,从输出电容分别用双绞线馈送到各负载为好。实际应用中馈线很长,带有长输出线的开关稳压电源,它的尖峰干扰较大。为此,可在输出端或在负载的输入端加设LC低通平衡滤波器。例如某开关稳压电源输出2m长的馈线到负载,在负载端的尖峰干扰为3Vp-p,若在负载侧加LC滤波器,则下降为100mVp-p。不接电感L,只加电容则尖峰干扰为1Vp-p,可见小电感L是必须的。  8 结语  综上所述,脉冲宽度调制开关稳压电源所产生的噪音的频谱很宽,从几赫兹到几十兆赫兹,根据本文所分析的因素,按照以上所讨论的方法,可以有效地抑制这些噪声中的尖峰干扰。  对于个别电路,则采用其中的若干种进行组合,往往就可奏效。目前,要使开关稳压电源的噪音达到毫伏峰-峰数量级,尚有许多难处。但是,随着元件的进展、工艺水平的提高以及对噪音问题的认识深化,开关稳压电源的输出噪音是可能达到新水平的。

    时间:2019-04-24 关键词: 干扰 详解 嵌入式开发 稳压电源 尖峰

  • 车载信息系统平台详解

      随着现代汽车工业和电子技术的发展,车辆导航、通信、移动办公、多媒体娱乐、安防辅助驾驶和远程故障诊断等功能电子系统可以通过网络技术联网形成车载信息网络系统。未来的汽车仪表系统向着集成化、智能化、全图形化车载信息系统平台的方向发展。 未来的车载信息系统平台将全面超越传统汽车仪表的现有功能,系统主要功能包括:全图形化数字仪表、GPS导航、车载多媒体影音娱乐、整车状态显示、远程故障诊断、无线通信、网络办公、信息处理、智能交通辅助驾驶等等。未来的车载信息平台是人、车、环境的充分交互,集电子、通信、网络、嵌入式等技术为一体的高端车载综合信息显示平台。车载信息系统平台的主要功能至少应该包括以下方面:  仪表显示  主要包含传统仪表的所有功能。以液晶屏(LCD)作为显示终端,所需的大量、复杂的信息能够以图形方式,灵活、准确地显示在LCD屏幕上。基本的要求是高亮度显示图形,高实时性响应,能够接收来自CAN总线和传感器的信号。  车辆监控及远程故障诊断  通过收集的信息进行车辆信息的诊断和分析,更加智能的监控车辆的性能和状况,并给予用户提示,同时通过车载信息平台的GPRS模块将诊断分析数据与诊断服务中心实时双向传递。通过外连GPS模块和通讯模块,并通过监控中心,进行车辆防盗监控和远程控制。  无线上网  通过覆盖全国的GSM/CDMA/GPRS信号,随时随地无线上网,最高速率可达153.6Kbps,可实现E-Mail、FTP、网上聊天、浏览信息、网络游戏、图片下载、移动办公、电子商务等网络功能。速度快、性能稳定、安全可靠。  导航信息  实现完善的导航功能。通过GPS全球定位系统,无论用户在世界的任何角落,都能即时定位和连续定位,除了提供自主导航、信息查询、最佳行车路径计算、轨迹记录和回放等功能之外,还提供交通堵塞预测、停车场停车向导、可与网络连接的地图数据实时更新等高级功能。导航信息系统的显示限于局部区域,应不影响仪表系统的同时显示。  车载电话  采用CDMA无线通信或VOIP网络电话,车载免提与无线耳机无缝切换,保证车主在通话过程中的驾驶安全。  车载娱乐  车载娱乐系统已经由以前的收音机和一个卡带机或CD机进化成可以通过用户和其它车辆通讯,拥有多种娱乐和信息的系统。比许多其它的音频/视频应用,如家电的A/V系统应用要求更丰富。满足人们对汽车娱乐性、舒适性的要求,可进行卫星数字广播接收、车载数字电视接收、CD/DVD播放等,并具有MP3/MP4/IPOD/USB等多媒体播放功能。音视频文件可以通过无线下载,彻底免去使用碟片的种种麻烦。前置中控台或头枕式真彩显示屏和高保真车载音响,更是为用户提供了专业级视听享受。

    时间:2019-04-17 关键词: 详解 平台 信息系统 总线与接口

  • PIC16F84A单片机教程板详解(PCB图和原理图)

    PIC16F84A单片机教程板详解(PCB图和原理图)

    这是一个新的设计,基于流行PIC16F84A单片机教程板 。它具有8个单个的LED,7段显示器,LCD显示器和五个按钮 。这是一个理想的解决方案,为初学者采取/她在微控制器的世界第一的编程步骤。有一个在电路编程(ICP)头,它可以轻松地重新编程,无需拔下单片机每次,提供程序员也支持此功能(如OziPic'er) 。    连接  功能说明  - S1 开关板的开启和关闭。时,LED指示灯LED9点亮  - S2的 复位微控制器。  - S8 开关液晶显示器和关闭  - S9 交换机八个单独的LED和七段显示和关闭。  -按钮 S3,S6对应的RA0 - RA3投入。他们SW2 DIP开关启用或禁用。  - SW1 DIP开关启用或禁用以下特点:  1。连接RB0(作为输出)LED1的。  2。连接RB0(用作中断输入)到S7  3 。启用中断开关S7去抖电路。  4。连接RB0(作为输出),蜂鸣器。  DIP开关必须是1000或0100或0110或0001。  - 7段显示器总是连接到单个LED。它的七个细分对应LED1(RB0)LED2 LED8(RB1到RB7)和小数点。这种对应关系,可以一起工作,它是连接到RB0中断开关S7的7段显示器。  - JP4是一个6螺杆的RA0 - RA4的外部输入接口 。使用时,相应的输入开关S3 - S6必须关闭由SW2的。最后螺丝地面。  - JP2的是一个14针的测试终端 。可连接一个电压表或逻辑分析仪随时监测电路中的信号流量。最后引脚接地  - JP1的是ICP头。在电路编程执行时,董事会必须关闭(S1),以及LCD(S8)和LED(S9)  - JP3是一个14针连接器,液晶显示模块 。对比度可以调整微调R21。  -董事会可以通过一个9V 电池或6-12 V电源供电。  包括原理图和PCB的PDF版本 。董事会已经成功地构建,它是基于以下描述  的照片 :右边的照片显示了在电路编程程序与适当的程序员(像OziPic'er)功能的ICP头帮助。为了程序能够正常工作,液晶显示模块在编程过程中,必须从插座断开 。,任何进一步的想法,意见和 更正大多欢迎billy@ee.auth.gr        

    时间:2019-01-07 关键词: 详解 单片机 原理图 嵌入式处理器 教程

  • 基于MCU和DSP的步进电机控制技术详解

    步进电机也叫步进器,它利用电磁学原理,将电能转换为机械能,人们早在20世纪20年代就开始使用这种电机。随着嵌入式系统(例如打印机、磁盘驱动器、玩具、雨刷、震动寻呼机、机械手臂和录像机等)的日益流行,步进电机的使用也开始暴增。不论在工业、军事、医疗、汽车还是娱乐业中,只要需要把某件物体从一个位置移动到另一个位置,步进电机就一定能派上用场。步进电机有许多种形状和尺寸,但不论形状和尺寸如何,它们都可以归为两类:可变磁阻步进电机和永磁步进电机。本文重点讨论更为简单也更常用的永磁步进电机。 步进电机的构造 如图1所示,步进电机是由一组缠绕在电机固定部件--定子齿槽上的线圈驱动的。通常情况下,一根绕成圈状的金属丝叫做螺线管,而在电机中,绕在齿上的金属丝则叫做绕组、线圈、或相。如果线圈中电流的流向如图1所示,并且我们从电机顶部向下看齿槽的顶部,那么电流在绕两个齿槽按逆时针流向流动。根据安培定律和右手准则,这样的电流会产生一个北极向上的磁场。 现在假设我们构造一个定子上缠绕有两个绕组的电机,内置一个能够绕中心任意转动的永久磁铁,这个可旋转部分叫做转子。图2给出了一种简单的电机,叫做双相双极电机,因为其定子上有两个绕组,而且其转子有两个磁极。如果我们按图2a所示方向给绕组1输送电流,而绕组2中没有电流流过,那么电机转子的南极就会自然地按图中所示,指向定子磁场的北极。 再假设我们切断绕组1中的电流,而按图2b所示方向给绕组2输送电流,那么定子的磁场就会指向左侧,而转子也会随之旋转,与定子磁场方向保持一致。 接着,我们再将绕组2的电流切断,按照图2c的方向给绕组1输送电流,注意:这时绕组1中的电流流向与图2a所示方向相反。于是定子的磁场北极就会指向下,从而导致转子旋转,其南极也指向下方。 然后我们又切断绕组1中的电流,按照图2d所示方向给绕组2输送电流,于是定子磁场又会指向右侧,从而使得转子旋转,其南极也指向右侧。 最后,我们再一次切断绕组2中的电流,并给绕组1输送如图2a所示的电流,这样,转子又会回到原来的位置。 至此,我们对电机绕组完成了一个周期的电激励,电机转子旋转了一整圈。也就是说,电机的电频率等于它转动的机械频率。 如果我们用1秒钟顺序完成了图2所示的这4个步骤,那么电机的电频率就是1Hz。其转子旋转了一周,因而其机械频率也是1Hz。总之,一个双相步进电机的电频率和机械频率之间的关系可以用下式表示: fe=fm*P/2 (1) 其中,fe代表电机的电频率,fm代表其机械频率,而P则代表电机转子的等距磁极数。 从图2中我们还可以看出,每一步操作都会使转子旋转90°,也就是说,一个双相步进电机每一步操作造成的旋转度数可由下式表示: 1 step= 180°/P (2) 由等式(2)可知,一个双极电机每动作一次可以旋转180°/2=90°,这与我们在图2中看到的情形正好相符。此外,该等式还表明,电机的磁极数越多,步进精度就越高。常见的是磁极数在12和200个之间的双相步进电机,这些电机的步进精度在15°和 0.9°之间。 图3给出的例子是一个双相、6极步进电机,其中包含3个永久磁铁,因而有6个磁极。第一步,如图3a所示,我们给绕组1施加电压,在定子中产生一个北极指向其顶部的磁场,于是,转子的南极(图3a中红色的“S”一端)转向了该图的上方。接着,在图3b中,我们给绕组2施加电压,定子中产生一个北极指向其左侧的磁场。于是,转子的一个距离最近的南极转向了图的左方,即转子顺时针转动了30°。第三步,在图3c中,我们又向绕组1施加一个电压,在定子中产生一个北极指向图下方的磁场,从而又使转子顺时针旋转30°到达图3c所示的位置。而在图3d中,我们给绕组2施加电压,在定子中产生一个北极指向定子右侧的磁场,再一次使转子顺时针旋转30°,到达图3d所示的位置。最后,我们再向绕组1施加电压,产生一个如图3a所示的北极指向定子上方的磁场,使得转子顺时针旋转30°,结束一个电周期。如此可以看出,4步电激励造成了120°的机械旋转。也就是说,该电机的电频率是机械频率的3倍,这一结果符合等式(1)。此外,我们从图3和等式(2)也能看出,该电机的转子每一步旋转30°。 如果同时向两个绕组输送电流,还能增大电机的扭矩,如图4所示。这时,电机定子的磁场是两个绕组各自产生的磁场的矢量和,虽然这一磁场每一次动作仍然只使电机旋转90°,就象图2和图3中一样,但因为我们同时激励两个电机绕组,所以此时的磁场比单独激励一个绕组时更强。由于该磁场是两个垂直场的矢量和,因此它等于单独每个场的2×1.414倍,从而电机对其负载施加的扭矩也成正比增大。 电机的激励顺序 既然我们知道了一系列激励会使步进电机旋转,接下来就要设计硬件来实现所需的步进序列。一块能让电机动起来的硬件(或结合了硬件和软件的一套设备)就叫做电机驱动器。 从图4中可以看出我们怎样激励双相电机的绕组才能使电机转子旋转,图中,电机内的绕组抽头分别被标为1A、1B、2A和2B。其中,1A和1B是绕组1的两个抽头,2A和2B则是绕组2的两个抽头。

    时间:2018-12-25 关键词: 详解 技术 MCU 嵌入式处理器 步进电机

  • 变频器的控制方式详解

    变频器的控制方式详解

    变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向,而作为变频调速系统的核心—变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素,除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外,对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。本文从工业实际出发,综述了近年来各种变频器控制方式的特点,并展望了今后的发展方向。变频器简介1)变频器的基本结构变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源,以实现电机的变速运行的设备,其中控制电路完成对主电路的控制,整流电路将交流电变换成直流电,直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波,逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说,有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。2)变频器的分类变频器的分类方法有多种,按照主电路工作方式分类,可以分为电压型变频器和电流型变频器;按照开关方式分类,可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器;按照工作原理分类,可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等;按照用途分类,可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。变频器控制方式选择依据对于控制方式,要根据生产机械的具体要求来进行选择。1、二次方律负载 对于离心式风机、水泵和空气压缩机一类的二次方律负载,一般采用V/F控制方式为宜。因为V/F控制方式有低励磁U/f线,在低频运行时可以更好地节能。矢量控制方式实质上是使电动机始终保持额定磁通的控制方式,不可能实现低励磁。 2.恒转矩负载(1)对于负载率经常变动、调速范围又不很大的负载,一般以选择无反馈矢量控制为好,因为V/F控制方式的“转矩提升量”不易预置得恰到好处,但采用无馈矢量控制方式时,须注意:1)必须进行电动机参数的自测定。2、如最低工作频率在5Hz以下时,需要了解所选的变频器品牌的低频运行特性。部分变频器在无反馈矢量控制方式下低频运行时,常不够稳定。(2)对于负载率稳定不变的负载,可采用V/F控制方式,因为可以选用价格较低廉的没有矢量控制功能的通用型变频器。(3)起重机械采用“有反馈矢量控制”方式,部分变频器可以采用“无反馈矢量控制”方式。  3、恒功率负载(1)卷绕机械可以采用V/F控制方式或“无反馈矢量控制”方式。(2)金属切削机床因为对动态响应要求较高,最好采用“有馈矢量控制”方式。恒转矩负载:P = ML *n/ 9550,ML为转矩恒定,功率与转速成正比 恒功率负载:ML = 9550P/ n,功率P恒定,转矩与速度成反比。变频器的控制方式详解1、变频器控制方式之U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)变频器的SPWM控制方式的特点是控制电路结构简单、成本较低,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较低,转矩受定子电阻压降的影响比较显著,使输出最大转矩减小。另外,其机械特性终究没有直流电动机硬,动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意,且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化,转矩响应慢、电机转矩利用率不高,低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降,稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。2、变频器控制方式之电压空间矢量(SVPWM)变频器的SVPWM控制方式是以三相波形整体生成效果为前提,以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的,一次生成三相调制波形,以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使用后又有所改进,即引入频率补偿,能消除速度控制的误差;通过反馈估算磁链幅值,消除低速时定子电阻的影响;将输出电压、电流闭环,以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多,且没有引入转矩的调节,所以系统性能没有得到根本改善。3、变频器控制方式之矢量控制(VC)方式变频器的VC控制方式的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia、Ib、Ic、通过三相-二相变换,等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1,再通过按转子磁场定向旋转变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流;It1相当于与转矩成正比的电枢电流),然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中,由于转子磁链难以准确观测,系统特性受电动机参数的影响较大,且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂,使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。4、变频器控制方式之直接转矩控制(DTC)方式变频器的DTC控制方式源于1985年,德国鲁尔大学的DePenbrock教授,他首次提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足,并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。目前,该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。5、变频器控制方式之矩阵式交—交方式变频器的矩阵式交-交方式省去了中间直流环节,从而省去了体积大、价格贵的电解电容。它能实现功率因数为l,输入电流为正弦且能四象限运行,系统的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟,但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量,而是把转矩直接作为被控制量来实现的。具体方法是:1)控制定子磁链引入定子磁链观测器,实现无速度传感器方式;2)自动识别(ID)依靠精确的电机数学模型,对电机参数自动识别;3)算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制;4)实现Band—Band控制按磁链和转矩的Band—Band控制产生PWM信号,对逆变器开关状态进行控制。矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应(2ms),很高的速度精度(±2%,无PG反馈),高转矩精度(+3%);同时还具有较高的起动转矩及高转矩精度,尤其在低速时(包括0速度时),可输出150%~200%转矩。当然,看到这里并不是说变频器就可以完全弄明白了,更好地理解变频器工作原理还需要各位在理解上述知识的前提下去分解套用到现实中,再验证才能算是弄明白了变频器的工作原理(传说中的废话:实践出真知)。

    时间:2018-10-31 关键词: 方式 详解 变频器 电源技术解析

  • 关于μClinux的SoPC应用系统设计详解

    电子家园 dzjia.cn   嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用程序四部分组成,其发展主要体现在芯片技术的进步上,以及在芯片技术限制下的算法与软件的进步上。随着芯片制造技术的发展,嵌入式系统的结构也随之发生了重大变革,从基于微处理器的嵌入式系统到基于微控制器的嵌入式系统,继而将可编程逻辑pld(programmable logic device)技术引入到嵌入式系统设计中,进而又发展到soc(system on chip),最终将pld与嵌入式处理器结合而成为sopc(system on programmable chip),使得sopc成为嵌入式系统设计的一个发展趋势。   本文采用sopc内嵌32位的软核处理器nios,实现了一个uart串行口和以太网接口的转换器(以下简称转换器),并基于microtronix公司针对nios处理器移植的μclinux开发了应用程序。   1 基于sopc的嵌入式硬件平台构建   不同于基于处理器或控制器及soc的嵌入式系统,基于sopc的嵌入式系统具有可配置的特点,不会包括任何专用外设,而是可根据需要灵活地在一片fpga中构造外设接口。   基于sopc的嵌入式系统主要由1片核心芯片sopc和片外器件,以及一些相关的接口设备组成。本文所要实现的转换器采用altera公司的 cyclone芯片及外围电路组成,其中外围电路包括2片512 kb的sram、l片8mb的flash、uart电子转换器和1片以太网控制器 lan91c111。   sopc芯片内嵌软核处理器nios。在sopc芯片中,除了cpu外,可配片上rom、内部定时器、uart串行口、sram、flash接口等系统部件。这些部件均以可编程逻辑部件的形式实现,芯片内部部件结构图如图3所示。cpu和所有部件通过avalon总线连接在一起。   sopc芯片内系统模块和avalon总线模块均由sopc builder工具自动生成,利用qualtus ii集成开发环境可实现芯片内的逻辑设计及其引脚定义。经编译生成后缀为.sof的硬件映像文件,通过byteblasterii线缆下载到目标板的cyclone芯片中,或将.sof文件转换成.flash文件,下载到目标板的flash中。这样就完成了转换器的硬件设计。   2 基于μclinux的sopc应用程序开发   应用程序的开发可在硬件平台上直接进行,但需了解所有硬件部件的细节,并编写相应的驱动子程序,其软件设计难度及工作量大,且可移植性差。基于嵌入式操作系统的应用程序,其所有的硬件细节均对用户屏蔽。对硬件进行直接控制的底层驱动程序均封装在操作系统内,通过设备驱动程序接口来完成,用户只需在高层通过操作系统所提供的系统调用进行编程。μclinux是针对控制领域的嵌入式linux操作系统,适合如nios处理器等不具备内存管理单元(mmu) 的微处理器/微控制器。基于操作系统进行开发,需将操作系统加载到硬件平台中,μclinux可以以部件的形式集成到sopc系统中。   2.1 加载μclinux系统的步骤   将μclinux加载到sopc目标板上时需提供一个交叉编译环境,硬件要求具有一个串口的pc工作站、基于nios处理器的sopc目标板和 byteblastermv线缆等。软件需求windowsntv4.0、windows2000或windowsxp、altera nios开发包 ndk 3.0中所提供的nios gnupro工具、ahera nios开发包所提供的cygwin安装,以及quartus ii可编程逻辑开发工具v2.2等。   2.1.1 创建和装载内核映像   创建和装载μclinux映像文件在linux developerbash环境下进行,首先需按下列步骤配置和构建内核。    [linux developer]…μclinux/:cd linux   [linux developer]…linux/:make xconfig   [linux developer]…linux/:make clean   [linux developer]…1inux/:make dep   [linux developer]…linux/:make   [linux developer]…μclinux/:make linux.flash  生成的linux.flash文件即为μclinux内核映像。当sopc目标板加电,片内rom中的germs监控程序运行后,在 [linux developer]…μclinux/:下键入nios-runlinux.flash,即下载linux.flash文件到目标板上,完成内核映像的加载。   2.1.2创建和装载根文件系统   除了装载内核外,还需装载根文件系统。μclinux采用romfs文件系统,这种文件系统相对于一般的ext2文件系统要求更少空间。   在主机上linux的target目录表示在μclinux下的根(root)目录。当前的脚本和工具可将target目录转换成映像文件(romdisk.flash),按如下步骤创建:   [linux developer]…μclinux/:make clean_target  [linux developer]…μclinux/:makeromfs  然后键入以下命令:   [linux developer]…μclinux/:nios-run romdisk.flash  即

    时间:2018-10-23 关键词: 系统 Linux 详解 sopc clinux

  •  256色蓝牙4.0调色灯方案详解

    256色蓝牙4.0调色灯方案详解

    调色灯光是智能家庭的重要组成部分。本方案采用智能LED照明低功耗蓝牙模块,兼容低功耗蓝牙4.0(BLE)协议;配合蓝牙灯APP,即可通过智能手机随心控制LED灯。方案利用蓝牙4.0技术进行调光链接,提供稳定和便捷的操作方式。一、蓝牙调色灯功能特点1.无需控制器,手机直接控制,摆脱距离限制,随心所欲;2.控制色温,根据情景气氛调节色温,更加贴近心情;3.采用TI 蓝牙蓝牙(BLE)芯片CC2541无铅工艺制作;4.蓝牙模组具有蓝牙SIG、美国FCC、欧盟CE、日本MIC等认证;5.支持ios6.3、android 4.3以上版本系统;6.提供苹果(apple)、安卓(android)两大平台灯控app;7.支持无线固件升级功能,随时更新固件;8.支持1对4控制,可同时控制4盏灯;9.支持5路500HZ、PWM 、TTL信号输出;10.支持1路TTL控制信号输出,可用作侧灯开关信号;11.支持R(红)、G(绿)、B(蓝)、CW(暖光)、CC(冷色)5路任意混色控制;12.支持 2763520 种颜色控制;13.支持 100 级的亮度控制;14.支持音乐频谱调色控制;15.支持声音拾音调控;16.支持相片颜色还原控制;17.支持4路闹钟;18.支持多达11种场景模式(渐亮、渐灭、七彩等);19.支持高电平输出控制,驱动电路稳定可靠;二、配置参数:1.IC 选型:TI CC2541(TTC2541):Blue tooth BLE RF+8051 MCU system on Chip (SOC) Transceiver IC, with 256K flash memory & 8KB RAM ;SI 9926:Dual N-Channel MOSFET 2.5V(G-S)/VDS max 20V/ ID (Steady State) 3.8A ;2.PCB 型号:HY-254117 V4 ;3.PCB 板材:FR4 ;4.晶振:32MHz 及32.768 KHz ;5.天线形式:软天线 ;6.通讯协议:IIC ;7.设备模式:从机 ;8.控制组数:4 組(依客戶需求自行哂

    时间:2018-10-23 关键词: 蓝牙 方案 详解 电源技术解析

  • Intersil处理器电源方案详解

    Intersil处理器电源方案详解

    Intersil 的处理器电源产品符合 Intel/AMD 规范并具备 R3/R4 和 EAPP 调制方案,可实现超快负载瞬态响应、所有负载条件下的精确电流平衡以及出色的稳定性。 适用于 VR12.5TM兼容微处理器核心电源Intersil的ISL95816四相降压控制器基于创新设计,不仅能够满足VR12.5英特尔处理器的要求,还提供了业内最佳的动态瞬态响应。其4.6V - 19V宽输入电压范围使设计者能够使用窄VDC(直流电压)或传统适配器。该新器件还提供可与外置驱动器或兼容DrMOS解决方案一起使用的PWM输出,为设计者提供了更大的灵活性。 ISL95816使用Intersil的专有R3调制器,能够提供快速负载瞬态响应,且输出电压受振铃效应的影响最小。R3调制器性能允许在更低开关频率和更小输出电容条件下支持VR12.5规范。这导致了效率更高和占位面积更小的解决方案,有助于减少物料需求 (BOM)。特性和规格可编程开关频率通过允许使用宽范围的输出滤波器提供了设计灵活性集成过电流、过温和过压/欠压保护预防断电 0.5V - 2.3V输出电压调节适用于 Intel IMVP8TM CPU 的 Intersil 电源解决方案 ISL95852是针对IMVP8平台的业内集成度最高的Vcore PMIC。其4mm x 4mm尺寸和高开关频率有助于使用小尺寸外部电感和电容,可比分立解决方案缩小50%的电路板空间。ISL95852集成了控制功能、MOSFET驱动器、功率MOSFET以及对三个同步降压开关稳压器的故障监测与保护功能。这些高效率稳压器可将来自电池或AC适配器的系统电压,转换成核心处理器、图形处理器和系统代理(system agent)需要的三种电压。ISL95852的可编程开关频率是竞争对手解决方案速度的2倍,并可在负载瞬变期间进行调节,最高可至1.3MHz。ISL95521是业内首款Hybrid Power Boost(HPB)和Narrow VDC(NVDC)组合式电池充电器。其充电电流精度为1.2%,比竞争对手解决方案高4倍,并可延长电池续航时间和支持更快的系统测试与校准,以帮助提高生产良率。ISL95521组合式电池充电器可通过引脚配置为HPB或NVDC模式,从而无需重新设计电路。两种配置均支持2单元至4单元锂离子电池以及系统turbo-boost模式,这有助于在系统负载的电力需求超过AC适配器的支持能力时,使电池和AC适配器协同工作,以满足系统负载要求。HPB 充电器配置在turbo模式下可使电池增加对系统总线的供电,而NVDC充电器可快速打开电池BGATE,以帮助适配器提供系统电力。ISL95852 PMIC的主要特性和规格· 用于英特尔IMVP8 CPU的高度集成电源管理 IC· 三个高频集成式 FET 开关稳压器生成核心处理器、图形处理器和系统代理电压轨· 全面的过流、过压、欠压和过温故障保护,提供报警信号· I2C总线允许系统故障监测、启用(enable)控制、可配置 GPIO 和输出电压偏移编程· PROCHOT# 和PSYS监测功能可将来自 AC 适配器或ISL95521电池充电器的系统电源信息,传送至ISL95852 PMIC,然后进行数字化处理并发送至CPUISL95521混合式电池充电器的主要特性和规格· 可通过引脚配置为HPB充电器或NVDC充电器,使AC适配器能够在turbo模式下提供系统电力· 保护功能包括针对系统低电压、适配器过流、电池过流、系统过热、适配器/电池限流的PROCHOT#和PSYS指示灯· 结合适配器/电池电流监测器的SMBus可编程极限设置,以及1.2%高精确度可帮助延长电池续航时间· NFET可主动控制突入电流,以防止FET受损· 防止系统崩溃和内存丢失:当电池组在turbo和学习(learn)模式期间断连时,适配器可立即接管系统负载· 从350kHz至1MHz的16个开关频率选项,有助于使用尺寸更小、成本更低的电感 适用于超级本和平板电脑的高度集成 PMIC ISL9590x PMIC顺应了超极本、平板电脑和二合一笔记本在追求高性能、长待机的同时外形尺寸轻、薄化的趋势。这两款PMIC集成了控制器、功率MOSFET及其驱动器、VTT LDO稳压器、独立的使能信号和power-good(电源良好)指示信号、I2C接口、以及针对八个同步降压稳压器的故障保护/监测等众多功能。它们可提供90%的效率,集成的功能是最接近的竞争产品的两倍多,使设计工程师能够在最大限度减少外围元件数量的同时,更可以拥有选择更小更扁平的电感和电容等外围器件的灵活性。在采用Intersil的ISL9590x 系列器件之后,移动计算OEM厂商只需要三个器件---PMIC、核心电压稳压器和电池充电器---即可为CPU/GPU、电池以及子系统外围设备(包括 flash内存、USB、HDMI、音频、传感器、摄像头模块和Wi-Fi)等供电。ISL9590x是业内唯一支持英特尔和微软Connected Standby(联网待机)标准的单芯片解决方案,提供类似于智能手机的快速开启、始终联网的体验---Connected Standby(联网待机)低功耗模式是指在系统睡眠时保持互联网连接、电子邮件和应用程序的待命状态。这两款PMIC使用了Intersil专有的R4 调制技术,提供很高的轻载效率、超快瞬态响应、和连续模式(CCM)与非连续模式(DCM)之间的无缝切换。ISL95908和ISL95906的主要特性和规格· ISL95908提供IMVP8平台所要的5V、3.3V、1.8V/2.5V、1V、0.975V和0.9V· ISL95906提供VR12.6平台所要的5V、3.3V、1.8V、1.5V、1.05V的VR12.6电压调节· 八个高效的1MHz集成式FET开关稳压器· 内部补偿消除了对设计外部补偿网络的需要· 可编程的VR3和VTT稳压器,支持包括DDR3/L/U、LPDDR3和DDR4在内的系统内存· 符合Connected Standby(联网待机)标准的低功耗模式· 具有警告信号的过流、过压、欠压及过温保护功能· 每个稳压器有独立的power-good(电源良好)指示器· 每个稳压器有独立的使能信号,提供最高的时序控制灵活性· I2C总线支持系统故障监测、使能控制、可配置GPIO和输出电压偏置编程· 用于额外系统编程的配置引脚关于 Intersil 计算电源产品Intersil 的计算电源产品具备高达 ± 0.5% 的高准确率、并联/串行 VID 支持、相位下降、节能型 CCM/DEM 模式转换和 I2C 功能。我们的多相调制技术源于我们在计算领域模拟多相控制器方面的丰富经验。最新的产品支持与处理器的串行通信,用于功率级控制和监测。所有产品均符合 Intel/AMD 规范。Intersil 处理器电源产品具备 R3/R4 和 EAPP 调制方案,已在众多客户设计内得到广泛验证,具备超快负载瞬态响应、所有负载条件下的精确电流平衡以及出色的稳定性。

    时间:2018-10-22 关键词: 处理器 详解 电源 电源技术解析

  • 无线充电原理详解及最新充电技术

    无线充电原理详解及最新充电技术

    每次要帮手机、电脑,或者其他各种电器充电时,总是要接一条充电线,充电线一多,还常常接错,实在非常麻烦。幸好,现在愈来愈多的电子产品,开始使用无线充电的技术了!只要优雅的将手机放在一个小小的、像杯垫一样的东西上面,不必接线就能轻松充电,这么厉害的科技背后有什么原理呢?让我们一起来探究其中奥妙。 电与磁的交互作用一般见到的无线充电,运用的是电流磁效应和电磁感应的原理。1819 年,丹麦科学家厄斯特观察到一段导线上如果通有电流,四周将会产生磁场,可以让指北针偏转。后人则进一步发现,将导线围成环状,甚至绕成线圈,产生的磁场将会更强、更集中,这称为电流磁效应。至于电磁感应,则是在 1831 年由法拉第发现的。让一块磁铁或其他的磁场来源靠近一段没有电流的线圈,线圈上就会产生感应电流,称为电磁感应。值得注意的是,电磁感应的成立要点是磁场要有变化,例如磁铁愈来愈靠近 (愈来愈远离其实也可以)。外加磁场若是一直保持不变,是不会有感应电流的。 总而言之,电流磁效应就是电流的流动在四周产生磁场,电磁感应则是不断变化的外加磁场使线圈产生感应电流。利用电磁感应来充电这两种物理现象同时运用,就可以进行无线充电。目前的无线充电设备,都包含一个充电座,里面其实正是线圈。将充电座接到家用插头后,线圈周围会因为电流磁效应而产生磁场。要充电的电子产品,里面也都有一个线圈,当它靠近充电座时,充电座的磁场将透过电磁感应,在电子产品的线圈上产生感应电流。感应电流导引到电池,就完成了充电座和电子产品间的无线充电。你可能会问,磁场不是要改变才能有电磁感应吗?可是充电座与充电的对象距离却始终保持不变,这样为何会有电磁感应呢?原来,家用插座中流出的电是交流电,也就是说电流的方向不断的交替变化,一会儿顺着流,一会儿反着流。正因为如此,充电座线圈产生的磁场随之不断在变换方向,并非保持不变,符合电磁感应的要件。近来愈来愈多智慧型手机、平板电脑开始提供无线充电的功能,但是不幸的是,它们充电的时候,只要离充电座的距离稍远一些,充电效率就会明显下降。即便是最新的技术,充电距离也不能超过5公分,事实上,目前绝大部分可以无线充电的行动装置,都是要完全平放在充电座上才能进行,和想像中随走随充的无线充电仍有点差别。利用共振拉长充电距离为了增加无线充电的距离与充电效率,科学家正在设法利用磁共振的原理进行无线充电。在电路中加入一些电容、电感等特殊的元件,适当连接后,会形成谐振电路。这就好像乐器行一定会有的调音工具──音叉一样。轻敲音叉一次,它可以持续振动一段时间,同样的,对谐振电路短暂通电,电路中也会产生维持 一段时间的讯号。音叉具有共振这种有趣的物理性质。每支音叉都有自己的发声频率,当一支音叉振动发声时,若附近有另一支发声频率相同的音叉,即使它没有直接受到敲击,也会跟着振动。音叉的共振可以说达成了能量的传递。谐振电路也可以共振,两个振动频率相同的谐振电路放在一起,其中一个开始因为通电而振荡时,另一个电路也会跟着振荡起来,自动产生电流,电能就这样被隔空传送了。这样的现象称为磁共振,用来进行无线充电,可以让充电距离达到数公尺,效率也有所提升。唯一的困难就是,要将两个电路调整到一模一样的频率,并且维持一段时间,并不是容易的事。除了磁共振之外,也有科学家尝试借由雷射光的光能来充电,甚至是将电能透过和家用的 Wifi 网路相近的电波频段来传送。希望这些技术的突破,能让我们未来在充电时更加方便! 以苹果、三星、中兴通讯等为代表的企业在消费电子、电动汽车领域对无线充电的实践应用将加速千亿市场开启。日前,有媒体报道称,虽然此前iphone7拥有无线充电功能的预言没有实现,但2017年的苹果新机将大概率拥有无线充电功能,与此同时,根据目前企业布局无线充电的情况来看,2017年无线充电不仅在消费电子领域有所突破,在国内电动汽车领域,无线充电也将迎来较大发展契机。无线充电前景无限,那么一起来盘点一下无线充电新技术吧! 1、超声波无线充电:有效范围接近5米一家名叫uBeam的公司发明了一种全新的无线充电模式,可以利用超声波将电力隔空输送到15英尺(约合4.6米)外的地方。有了这样的产品,只要使用专用的无线充电套,你就可以在充电的同时拿着手机在屋里走动。尽管uBeam的原型产品还比较笨重,但该公司正在努力缩小体积,尽快推向市场。据悉,已经有多家公司希望与uBeam达成战略合作,为顾客提供这种无线隔空充电服务,以便吸引更大客流,包括星巴克、维珍航空、喜达屋酒店以及多家快餐连锁。除此之外,uBeam还与苹果和三星等硬件厂商展开了沟通。风险投资家似乎也从中看到了机会:知情人士表示,该公司希望寻求总额5000万美元的B轮融资,估值有可能达到或超过5亿美元。但uBeam拒绝对此置评。该公司去年10月获得了由Upfront Ventures领投的1000万美元A轮融资,之前还曾获得了Andreessen Horowitz和Founders Fund等公司的320万美元种子投资。之前有很多公司都尝试过真正的无线充电,但多数都以失败告终,最终只实现了磁共振充电。这种模式必须将设备靠近发射器,甚至直接与发射器接触,所以并没有较插电式充电实现重大突破。 uBeam早期原型机 然而,众多大牌投资者的背书表明,uBeam的无线充电模式可能具备巨大潜力。具体而言,uBeam使用的是超声传导技术,发射器通过插座或建筑物的电力系统取电,然后将其转换成超声波,再将震动发射到内置接收器的设备——例如配备无线充电套的手机,接收器之后负责将超声波震动转换成电力,为移动设备充电。uBeam表示,这种模式的充电速度与直接使用传统电源类似。这种超声波隔空充电方式有几大优势。首先,这种技术非常安全,它使用的超声波与监测胎儿时使用的超声波类似。另外,接收器的价格也很便宜,大约只需50美元,甚至更低,而且体积小巧。不仅如此,这些超声波还可以用于传输数据,因此uBeam还可以在物联网领域发挥作用。 但最吸引普通用户的还在于,该种技术的有效范围大约为15英尺,对移动中的设备同样有效。虽然智能手机已经在体积和性能上实现了重大进步,但电池续航能力仍未得到太大改观,这不仅有损了用户体验,还阻碍了整个移动经济的发展。因此,uBeam的技术可能对整个行业形成促进。苹果和三星等科技巨头都在努力解决充电问题,但却迟迟未有进展。因此,他们有可能洽购uBeam。由于uBeam持有多项重要的无线充电专利,这些巨头可能会溢价收购该公司,避免重要技术落入竞争对手之手。从长期来看,倘若uBeam的无线充电协议果真实现应有的潜力,意味着电线将会逐渐消失。不仅是手机,其他各类用电设备也都将使用这种技术。需要明确的是,uBeam仍在克服一些严峻的技术挑战,最终的产品可能无法在价格、功率、速度和安全方面达到预期。不过,倘若真能实现市场预期,便会成为一项革命性的技术,这也正是投资者梦寐以求的结果。 2、无线充电新技术:微软拟利用聚焦光线来充电如果你的智能手机在白天就出现了电量耗尽的情况,一般人们都会感到烦恼,大多数人的解决方法就是尝试记住在晚上要为他们的设备充电。即使是这样 做,有时也不够人们日常使用,全天充电有时是很有必要的,为此微软研究院已经制定出了一个潜在的解决方案:AutoCharge。微软研究人员们描述AutoCharge是一种自动定位桌子上的智能手机,并为它们充电的技术。他们制造的原型充电器可以被安装在天花板上,有两个工作模块:一个监测模块,其采用的是微软的Kinect摄像头,可以扫描像智能手机样子的物体;另一个是充电模式,采用了UltraFire CREE XM-L T6来聚焦LED光线。 该AutoCharge系统采用了基于图像处理来监测和追踪桌上的智能手机,并自动为智能手机充电。充电器会不断地旋转,直到它检测到一个看起来像智能手机的物体,之后将使用太阳能发电技术所产生的光束为智能手机远程充电。换句话说,就是无需电线。AutoCharge通过蓝牙或手机上的LED和智能手机建立连接。这确保了当电池充满电以后可以停止充电,以及确保那些大小和形状与智能手机类似的物体不能被充电。该系统在识别到有物体出现在了它和智能手机之间,对充电造成干扰时,还可以在50毫秒内自动关闭。 2次

    时间:2018-10-22 关键词: 原理 详解 电源技术解析 最新

  • 详解PCB反设计中的探测电路

    电子工程师在进行电子设备的反设计或者维修工作时,首先需要了解未知印刷电路板()上各元件间的连接关系,因此需要对上各元件引脚之间的连通关系进行测量并记录。 最简单的方法是将万用表打到"短路蜂鸣器"档,用两支表笔逐对地测量引脚间连通关系,然后手工记 录"引脚对"之间的通/断路状况。为了得到所有"引脚对"之间连接关系的全集,必须按照组合原则组织被测"引脚对",当上元件数目及引脚数目较多 时,需要测量的"引脚对"数目将会十分庞大。显然,若采用人工方法进行这项工作,测量、记录及校对的工作量都将会非常大。而且测量精度较低,众所周知,一 般万用表两表笔间的阻性阻抗值高至20欧姆左右时,其蜂鸣器仍会发出响声,表示为通路。 为提高测量效率,必须设法实现元件"引脚对"的自动测量、记录和校对。为此笔者设计了一个由微控制 器控制的通路探测仪作为前端探测设备,设计了一套强大的测量导航软件进行后端处理,共同来实现上元件引脚间通路关系的自动测量和记录。本文主要探讨 其中通路探测电路实现自动测量的设计思想与技术。 实现自动测量的前提是将被测元件引脚连入探测电路中,为此探测设备设置若干个测量头,通过电缆引 出,测量头可挂接各种测试夹具与元件引脚建立连接,测量头的数量决定了同一批连入探测电路的引脚数。然后在程序控制下探测仪按组合原则依次将被测"引脚 对"一一纳入测量通路。在测量通路中将"引脚对"之间的通/断路状况呈现为引脚间有无电阻,测量通路将其转换为一个电压量,由此判断它们之间的通/断路关 系并加以记录。

    时间:2018-10-15 关键词: 详解 PCB 电路

  • 详解FPGA电源设计的基本方法和步骤

    详解FPGA电源设计的基本方法和步骤

    现场可编程门阵列(FPGA)被发现在众多的原型和低到中等批量产品的心脏。 FPGA的主要优点是在开发过程中的灵活性,简单的升级路径,更快地将产品推向市场,并且成本相对较低。一个主要缺点是复杂,用FPGA往往结合了先进的系统级芯片(SoC)。这种复杂性使得电源上的苛刻要求。为了应对这些挑战,电源需要几个输出和开关稳压器的效率和线性稳压器的清洁电力的组合。计算系统电源供电的FPGA看起来像一个完整的系统供电。电源设计工程师面临的3到15的电压轨供给(有时甚至更多)的挑战;而这仅仅是开始。 FPGA是通常制造的使用需要低核心电压的最新晶片制造技术,但是电源也必须供电多个导轨特种块和电路,提供多个电压电平,对于高功率模块供给额外的电流,和满足噪声敏感元件的要求。只是为了让事情变得更加复杂,甚至FPGA的同一制造商可以差别很大,使其成为重要的是,工程师选择每个芯片的最佳电源。这样的选择取决于多种因素,诸如电压和功率需求为每个导轨,导轨‘排序要求,以及系统的电源管理的需要。在设计一个FPGA电源的第一步骤是确定各个电压轨和他们的要求。 FPGA供应商通常会提供一个“销单”,用于指定每个供电引脚连接到设备的电压轨的电压电平。FPGA的轨道在根据块被供电在几个不同的电压运行。要求通常包括核心(供电的内部逻辑阵列),I / O(驱动所述I / O缓冲器可以在银行被分组,从一个不同的电压的每个操作),锁相环(PLL)(供电中的PLL核心),以及收发器(供给收发器,接收器和发射器中的数字和模拟电路)。 图1:包括开关和线性稳压器的FPGA电源 一旦个人电压轨已经确定,下一步是计算的电流消耗依次在每个轨道上。目前抽签共享轨应在分析被添加到铁路上来,总该铁路。 FPGA厂商通常提供的在线计算器用于这一目的。接着,工程师应当加起来所有构成FPGA的,以便准确地估计整个芯片的功耗的元件的功率消耗。计算的功率消耗后,下一步骤是检查规范电压变化容限和最大电压纹波为每个轨道。这些参数通常可以在FPGA中的数据表中找到。负载调节规范确定的范围内(以mV)以内的电压调节器的输出可能偏离了负载的变化。一个典型的规范负载调整为±5 mV时,如果电源是由开关型DC-DC电压转换器导出(“开关稳压器”)。这仅仅是一个,如果在1.2 V指定的电压轨0.4%的偏差电压纹波从峰到峰测量以mV,其大小依赖于的电压调节器提供所分析的特定轨道的设计。输出滤波严重影响电压 - (电流)纹波性能。 (见技术专区的文章“电容的选择是关键,以良好的电压调节器设计”。)大多数FPGA承受高达2%或轨电压,这是非常现代的开关稳压器的能力范围之内的好电压纹波。开关或线性稳压器?在FPGA电源设计过程的下一步骤是确定是否一个特定的轨道应该由一个开关调节器或线性调节器提供动力。特别需要注意的是针对提供噪声敏感的电路,如PLL和收发器电路的模拟电源轨。这些轨噪声过大可能会危及电路的性能。线性稳压器提供无波动功率,具有快速的响应,更简单易用,并采取比开关设备的空间更小。它们是噪声敏感的PLL和收发器轨道一个不错的选择。主要的缺点是缺乏效率的,尤其是当输出电压比输入低了很多。开关稳压器的高电源轨,他们的更高的效率低于噪音更重要的是更好的选择。它们是数字核心逻辑和I供电不错的选择/ FPGA中,其中电流的要求可以很容易地运行到几十安培的O操作。的开关稳压器的缺点是,它比较复杂,体积较大,并且需要更多的外部元件。 (见技术专区的文章“了解优势和线性稳压器的缺点”。)由此产生的电源可以有点复杂,包括在“权力树”(图2)几个开关稳压器和线性稳压器。FPGA电源模块对于FPGA的电源通常包括开关和线性稳压器一起工作,以提供不同的电压和稳定的电力以合理的效率相结合。设计这样的供给是不平凡的,但事情可以做简单得多由各地基础电源模块集成了几个开关和线性稳压器集成到一个芯片电路。Maxim的MAX8660的电源模块,例如,包括四个开关稳压器(频率为2 MHz的运行,从而鼓励使用小型电感器)和四个线性稳压器。所述开关调节器自动从脉宽调制(PWM)来轻负荷运转切换到减少工作电流,延长电池寿命。该器件提供输出电压范围为0.725-3.3 V(0.4-1.6 A)的开关稳压器和1.7-3.3 V(30-500毫安)为低降(LDO)线性稳压器从2.6到所有的工作范围6 V输入。该芯片还包含电源管理功能和功能,如开/关控制的输出,低电池检测,复位输出,和一个2线I2C串行接口。Intersil公司提供了ISL9440为更小的FPGA应用。该芯片结合了一个LDO线性稳压器三个开关稳压器。每个输出可调低至0.8 V和设备从4.5-24 V电源工作。该ISL9440提供内部软启动和独立的使能输入,便于电源轨排序在一个紧凑的5×5mm的QFN封装。该芯片采用了内部回路补偿,以尽量减少紧凑的设计和较低的总-解决方案成本的外围元件。德州仪器(TI)还提供电源模块相结合的开关稳压器的无噪声电源线性稳压器的效率。例如,LM26480(图3)集成两个1.5 A降压(“降压”)开关稳压器和两个300毫安线性稳压器。该器件采用2.8至5.5 V电源和第一开关稳压电源0.8-2 V电压1.5,而第二个提供1.0-3.3 V电压1.5答:2 MHz的开关稳压器以高达96%的效率运行。线性稳压器提供1-3.5 V电压高达300 mA的电流。 图2:德州仪器的LM26480集成了两个线性稳压器两个开关稳压器

    时间:2018-10-15 关键词: 详解 电源 电源技术解析 步骤

  • 详解0欧姆电阻作用

    1.在电路中没有任何功能,只是在上为了调试方便或兼容设计等原因。2.可以做跳线用,如果某段线路不用,直接不贴该电阻即可(不影响外观)3.在匹配电路参数不确定的时候,以0欧姆代替,实际调试的时候,确定参数,再以具体数值的元件代替。4.想测某部分电路的耗电流的时候,可以去掉0ohm电阻,接上电流表,这样方便测耗电流。5.在布线时,如果实在布不过去了,也可以加一个0欧的电阻6.在高频信号下,充当电感或电容。(与外部电路特性有关)电感用,主要是解决EMC问题。如地与地,电源和ICPin间7.单点接地(指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开,各自成为独立系统。)8.熔丝作用9.拟地和数字地单点接地  只要是地,最终都要接到一起,然后入大地。如果不接在一起就是"浮地",存在压差,容易积累电荷,造成静电。地是参考0电位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一致,故各种地应短接在一起。人们认为大地能够吸收所有电荷,始终维持稳定,是最终的地参考点。虽然有些板子没有接大地,但发电厂是接大地的,板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。不短接又不妥,理由如上有四种方法解决此问题:  (1)用磁珠连接;  (2)用电容连接;  (3)用电感连接;  (4)用0欧姆电阻连接。  磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。  电容隔直通交,造成浮地。  电感体积大,杂散参数多,不稳定。  0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。 10.跨接时用于电流回路  当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易干扰/被干扰。在分割区上跨接0欧电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰。11.配置电路  一般,产品上不要出现跳线和拨码开关。有时用户会乱动设置,易引起误会,为了减少维护费用,应用0欧电阻代替跳线等焊在板子上。  空置跳线在高频时相当于天线,用贴片电阻效果好。12.其他用途·  布线时跨线·  调试/测试用·  临时取代其他贴片器件·  作为温度补偿器件  更多时候是出于EMC对策的需要。另外,0欧姆电阻比过孔的寄生电感小,而且过孔还会影响地平面(因为要挖孔)。  还有就是不同尺寸0欧电阻允许通过电流不同,一般0603的1A,0805的2A,所以不同电流会选用不同尺寸的还有就是为磁珠、电感等预留位置时,得根据磁珠、电感的大小还做封装,所以0603、0805等不同尺寸的都有了

    时间:2018-10-08 关键词: 详解 电阻 作用

  • 拉脱法检测“黑焊盘”现象详解

    检测“黑焊盘”现象的方法有很多种,我们常用的拉脱法来检测,现在介绍下采用拉脱检测:  原理:因Ni 层中有黑焊盘的存在,锡与镍层之间不能形成有效的结合,镍层上的锡在外力的左右下很容易脱落,因而采用外加的力拔锡层,观察其是否有存在锡与镍层脱落的现象。  优点:能快速检测是否存在黑焊盘的问题。  缺点:没法系统性的做整体的检测。  方式:  1)取30mm*40mm 的样品,涂上免清洗松香;  2) 自然凉到松香接近“干态”;  3) 在锡面上模拟波峰焊做上锡试验,板面与锡面接触的时间控制在4s 左右;  4) 以板与锡面接近15 度角将板件与锡面脱离;  5) 在已上锡的PAD (最好是1mm*1mm 或1.5mm*1.5mm),用电锣铁焊接一根电线(注意控制焊接时间);  6) 用固定的拉力均匀的拉电线,观察其脱落的现象,若有黑焊盘的,其脱落将是锡层与镍层分离,现象如样品四;若无黑焊盘的,其脱落将是铜箔与基材分离;

    时间:2018-10-04 关键词: 详解 现象 拉脱法 黑焊盘

  •  松耦合无线充电方案详解

    松耦合无线充电方案详解

    无线充电的愿景,是无论何时何地,无需配对或兼容的插座或线缆就可对电子设备进行充电。然而,第一代紧耦合或磁感应无线充电技术在这方面有很大局限性:它要求必须将设备置于充电垫上并对准精确的位置,其充电范围有限且不能同时为多个设备充电。此外,金属的干扰对该技术非常致命,因为紧耦合技术采用100kHz~200 kHz的频率范围,而金属在此范围有最高的热感应,因此在有硬币或钥匙等金属物体附近无法使用紧耦合方案进行无线充电,否则将构成安全隐患。与紧耦合技术相比,松耦合的限制少了许多。无线充电三大联盟分别是:无线充电联盟WPC(Wireless Power Consortium)/Qi、电力事业联盟PMA(Power Matters Alliance)以及无线电力联盟A4WP(Alliance for Wireless Power)。其中,Qi和PMA采用磁感应技术,而A4WP采用的是非接触式充电的磁共振技术,即基于松耦合的无线充电技术,其自有品牌为Rezence,它采用6.78 MHz频率,不仅克服了紧耦合技术的诸多局限性,而且通过使用现有蓝牙智能技术,最大限度地降低对制造商的硬件要求。近年来,无线通信市场发展日新月异,各种新兴的电子产品层出不穷,不断方便我们的日常生活。作为全球领先的高性能、高能效半导体方案供应商,安森美半导体凭借广博的技术专长及微型化封装优势,以智能手机、逾1,000万像素的高分辨率拍照、大功率要求、快速充电及无线充电、LTE等领域为通信市场增长动力,为智能手机、平板电脑、可穿戴设备等无线及便携式应用提供宽广阵容的产品及方案,包括用于拍照模块的图像传感器、自动对焦和光学影像稳定方案、电源和电池管理(包括智能有线及无线充电)、RF调谐、ESD保护、共模滤波器、EEPROM等等,持续推动无线及便携市场的高能效创新。无线充电市场趋势对于所有需要电池的便携式产品,无线充电无疑是一大令人兴奋的新技术,可以摆脱充电器和线缆的束缚,随时随地进行充电。早期的手机有线充电器规格为5 V/1 A,随着智能手机、平板电脑的兴起,以及这类便携产品更快的应用程序处理器、更快的无线上网速度、更大的屏幕及更大容量电池的发展趋势,充电器也逐渐演进至3种充电方案:1)智能充电器,规格为5-12 V/1-4 A,能效视乎智能手机厂商与墙插式适配器制造商的设计。2)移动电源On-the-Go(OTG)或一般称为充电宝,能效视乎设计。3)无线充电。无线充电技术于2015年开始加速发展,当前已有智能手机厂商为手机添加无线充电模块,以增强其产品竞争优势,但只限于第一代的紧耦合技术。无线充电除了紧耦合方案,还有松耦合,以及兼容紧耦合和松耦合的多模方案。无线充电的愿景,是无论何时何地,无需配对或兼容的插座和线缆就可对电子设备进行充电。然而,第一代紧耦合或磁感应无线充电技术在实现此一愿景方面有很大局限性:必须将设备置于充电垫上并对准精确的位置,其充电范围有限且不能同时为多个设备充电,也不能在金属附近使用。紧耦合技术采用100至200kHz的频率范围,而金属在此范围有最高的热感应,所以在有硬币或钥匙等金属物体附近无法使用紧耦合方案进行无线充电,否则将构成安全隐患。基于松耦合或磁共振或品牌称为Rezence的下一代的无线充电技术是基于空间自由的概念,扩展无线电源应用“超越充电垫”和配件市场至几乎任一移动电子设备或表面,采用6.78 MHz频率,不仅克服上述紧耦合技术的局限性,而且通过使用现有蓝牙智能技术,最大限度地降低对制造商的硬件要求,也令将来实现智能充电区成为可能,使得无论是在家里还是在公共场所,都可将多台无线及便携设备自由地放置到任意表面随时随地进行充电,从而形成无线充电生态圈。这是因为在这些表面下安装有无线功率发射器,电力传输会根据发射器功率级别(Class)和相应的接收器功率类别(Category)及需要充电的设备数量而进行。例如,级别为3的发射器可传输16 W的功率,而智能手机的接收器类别为3即6.5 W,那么它可同时为2台智能手机充电。由于能同时为多个不同功率要求的设备充电,松耦合无线充电技术将是实现物联网的重要组成部分。图1. 松耦合比较紧耦合今年6月,电力事业联盟(PMA)和无线电力联盟Alliance for Wireless Power(A4WP)合并,合并后的联盟最近正式宣布更名为AirFuel Alliance,将致力整合紧耦合和基于Rezence的松耦合技术,开始是实现多模无线充电,即磁感应和磁共振并存一段时间,但最终会朝向松耦合发展,并预计会成为无线充电的标准,也会为世界大部分的市场所采纳。AirFuel Alliance拥有全球科技品牌、供应链和市场领导者组成的超过195家公司成员,如高通、三星、联想及安森美半导体等,且其在产业的势头还在迅猛扩增。值得一提的是,安森美半导体的应用产品部执行副总裁兼总经理高腾博(Bob KIosterboer)代表公司出任董事会。标准的统一是无线充电得以大量普及的重要因素。AirFuel Alliance已发布Rezence基本系统标准(BSS) 1.2.1标准,并与中国通讯标准化协会(CCSA)、日本横须贺研究园宽带无线论坛(BWF)和韩国电讯技术协会(TTA)签署了合作协议,旨在采纳该最新标准作为各自独立管理的国家无线电力传输技术标准元素。此外,蓝牙技术联盟(SIG)也已发布包含Rezence无线充电标准的蓝牙低能耗(BLE)配置档。美国已通过首个松耦合无线充电的发射器,预计采用松耦合的终端电子设备将于今年底或2016年初面世。相信配置发射器和接收器的基础设施就绪,松耦合的发展指日可待。

    时间:2018-10-04 关键词: 方案 详解 电源技术解析

  • 无线充电原理详解

    无线充电原理详解

    随着便携式媒体播放器、智能手机和平板电脑等电池供电的消费类电子设备的不断普及,导致家里到处充斥着大量不同的充电器和成捆的电线。以无线方式给设备充电的概念即没有任何直连线的连接已经推出一段时间了,现在正迅速提起人们的兴趣,使之更加灵活和更加有用。不过目前有哪些不同的技术、工程师需要应付的设计挑战又有哪些呢?由于无需使用充电线缆,给消费设备进行无线充电有许多吸引人的地方。也许应该说得更明白点,无线充电的目的是通过不同于有线或连接器等的创新方式提供给设备电池充电的新途径。无线充电方式在诸如电动牙刷等许多消费设备中已经非常流行,其中最主要的一种方法是基于麦克斯韦定律的感应方法,即来自某个线圈的磁场变化会在另外一个与之耦合的线圈中产生电流。虽然使用磁场的感应方法适合类似上述这样的许多小设备,但在平板电脑和智能手机等更加现代的消费电子设备中使用这种方法面临着诸多工程设计挑战。随着馈送给电池的功率的增加,相对效率或摆放耦合线圈的灵活性要求也会提高。这种感应方法的主要考虑因素是如何控制产生或“发送”能量并使用感应磁场传送给“接收”设备的信号所产生的电磁干扰(EMI)。接收设备随后将磁场能量转换为电能再给电池充电。Wi-Fi、蓝牙、近场通信(NFC)、蜂窝系统和调频广播是众多无线语音和数据连接方法中的一些例子,它们可能都会受到这种电磁场的干扰。当然,另外一个考虑因素是使功率传输效率尽可能高,即使在更高功率电平和更宽摆放误差等挑战约束条件下。在过去几年中,业界对于如何实现感应充电技术提出了许多新的想法,但规避EMI影响的进展不像期望的那样顺利,因为达到EMI兼容需要付出艰巨的努力。最近这方面的挑战得到了进一步发展,这得感谢无线充电联盟(WPC)的不懈努力。WPC是美国消费电子(CEA)组织的一项行动计划,目的是鼓励进一步研究开发,使无线充电更加引人注目,从而得到更大消费群体的青睐。感应方法的另外一个众所周知的约束条件是需要精确地配对充电器和被充设备,这可以用电动牙刷例子来很好地描述。充电器基板上有一个小塔,从放置待充电牙刷的基板上升出来。使用这种方法可以使两个线圈完美匹配,以确保磁能的传输。任何稍微的不对齐都会完全丢失功率传输能力。在使用诸如智能手机或平板电脑等要求稍大功率电平的其它设备时,这种使用方法显然很不方便。最后,存在如何解决电热损失的问题。充电器功率越高,热量损失越大。这对温度高度敏感的锂离子电池来说更是个问题,很可能会在今天外形高度紧凑的消费电子设计中产生元件应力。使用电容架构是可以代替磁场无线充电的另外一种无线充电方法,这种方法的原理类似于电场的麦克斯韦定律。这种概念已经被村田公司采纳,并被广泛引入新的设计。该公司的做法是使用准静电电场并通过电容传输能量,这种电容则是由属于物理上分开的器件的两个电极组成。将这两个器件彼此靠近就能形成一个电容阵列,并用来传输能量。图1a显示了这种方法的基本原理。图1a:无线功率传输中发送器-接收器对原理。图1b:图1a所示发送器-接收器对的等效电路。使用两组电极或极板就可以通过静电感应实现能量的传输。充电器或“发送器”和便携式设备或“接收器”用来有效地在组成电容的合适尺寸金属表面间实现纵向的准静电耦合。其中驱动电极或主动电极要比另外一个电极小,上面施加的电压较高,另外一个电极则是被动电极,尺寸较长,上面的电压较低。当然正常情况下,电容传输的能量是很小的,这与电极面积小有很大的关系。因此,为了满足给消费设备充电所需的功率水平(例如从5W至25W),需要增加电极尺寸和耦合的电压值,具体取决于实际的配置。 图2a显示了采用电容传输能量的充电器方法例子框图,其中使用的接收器和发送器模块是村田公司最近开发出的新产品。这种模块化方法允许工程师集中精力开发耦合区的电极设计,从而有助于快速开发出无线充电功能。通过静电方法传输的能量大小直接正比于所使用的频率。因此用更高的频率驱动电极对可以使设计处理更高的功率。然而,各个国家对所使用的频率和电场强度都有限制规定。实际上这种配置可以形成一种非常有效的天线结构,因此EMI因素通常会限制设计的灵活性。为了实现耦合电极之间的无线收发、同时尽量减小对外的辐射量,需要进行正确地设计。因此需要进一步理解和确定正确的电极尺寸、它们的设计、工作电压、功率值、最佳工作频率和总的尺寸约束条件。一般情况下,理想的频率范围在200kHz至1MHz之间,有效耦合区的电压值在800V至1.52kV之间。图2a:电容传输充电器框图。图2b表明,对于一个满足EMI兼容要求的10W充电器来说,发送至接收电容耦合过程中存在电压步升和步降现象。采用模块化架构的设计概念允许装置制造商将模块用作黑盒子,从而方便发送器和接收器的集成。发送器设计覆盖到电源的链路、无线能量传输的控制以及根据位置灵活性目标对任何外形的主动耦合电极的控制。在接收器侧,电池接口决定了设计如何从主动耦合电极区域通过下变频模块正确地接收功率。由于便携式设备中使用的电池种类非常广泛,所以电路接口的标准化设计代表着向非常方便的设计迈出了一大步,同时也要考虑到更具挑战性的概念,比如更快的充电速度。主要得益于欧盟委员会持续施加的压力,微型USB 5V充电接口正在成为欧洲所有移动手机的标准。图2b:电压步升和步降是10W充电器中发送至接收电容耦合过程的一部分。与感应方法相比,使用准静电传输的关键优势之一是,待充设备在充电基座(或充电托盘)上的位置要求不是那么严格。通过x-y(表面)方向的精心设计,当接收器远离发送源时,仍能保持高效率且曲线相对平坦的能量传输,对任何设计(即使是有线充电器)来说效率典型值为80%左右,因此具有非常高的位置容差性能,而z(高度)仍然是最具挑战性的设计参数。另外,使用扁平方形或矩形的桌面托盘或接近垂直的接续架子允许以任何方向摆放充电设备,不一定需要很精确。此外,由于主要的主动接收电极可以由简单的薄铜箔搭建(这种铜箔的厚度在几个微米数量级,嵌入在塑料覆盖材料中),因此将它集成进消费设备要比集成功率感应器简单得多。如前所述,靠近电池的热量传递对感应方法来说是一个严重的问题。然而,作为电容耦合配置中能量载体的电场不会有任何较大的电流。由于没有这种直流流动,因此耦合区不存在发热问题:所有阻性损耗集成在模块或驱动器电路中,耦合区一点都没有。因此装置制造商在将微型模块集成进装置中时具有更大的设计灵活性,同时在耦合设计、功率电平和想要达到的定位容差方面具有很大的设计自由度。考虑到上述所有这些挑战因素,电容耦合式无线能量传输可以实现更高的功率传输、更大的定位灵活性,还能满足EMC一致性要求,同时可以向制造商提供更大的设计灵活性。总的来说,电容耦合式无线能量传输将极大地鼓舞制造商集成以无线方式给便携式设备充电的功能。7次

    时间:2018-10-02 关键词: 原理 详解 电源技术解析

  • 详解九大无线充电技术

    详解九大无线充电技术

    随着物联网(IoT)、可穿戴和便携式设备的发展,消费者开始厌倦杂乱的电缆和需要频繁充电的电池。无线充电的优势远远不止于摆脱线缆的束缚。当前市场上各种各样的近场、远场充电无线技术,其中包括感应式、谐振式、超声及红外线充电等等,这些技术都需要遵循不同的标准,也需要不同程度的折中。随着人们对无线世界的向往,预计充电技术将出现急剧增长。 国外研发无线充电技术(包括芯片/方案/发射接收器件)的企业主要包括了IDT、TI、Freescale、高通、博通、安森美、Maxim、凌力尔特、NXP、ST、Intel(今年五月已关闭该业务)、Fulton、Witricity、PowerbyProxi(三星投资)、Energous、Delphi、松下、东芝、罗姆、富士通、瑞萨、理光等。 国内则有中惠创智、新页、中兴、劲芯微、美嗒嗒、微鹅、斯普奥汀、华润矽科、新捷、伏达、欢喜科技以及台湾凌阳、新唐、联发科、技领、立锜、盛群等。 下面介绍九大无线充电技术以及具体方案: 一、无线充电联盟(WPC)推出Qi标准:电磁感应方式,2008年12月成立。 电磁感应无线充电方式 原理:电流通过线圈,线圈产生磁场,对附近线圈产生感应电动势,产生电流 传输功率:数W-5W传输距离:数mm-数cm使用频率范围:22KHz充电效率:80%优点:适合短距离充电;转换效率较高限制:特定摆放位置,才能精确充电;金属感应接触会发热解决方案商:TI,Freescale,Toshiba,Powermat,Splashpower,凌阳等 具体方案有如下: 1、德州仪器(TI)推出业内首款符合无线充电联盟 (WPC) v1.2标准,并通过Qi认证的15W无线电源发射器bq501210。该发射器可实现84%的系统效率。相较于传统无线电源设备,其热耗散显著降低。另外,该发射器支持多种快速充电协议并具有一系列灵活、可定制的特性,例如个人电子产品、医疗及空间受限的工业应用。 2、东芝公司旗下存储与电子元器件解决方案公司也有宣布,使用东芝“TC7718FTG”15W无线充电发射器IC的无线充电发射器系统经认证符合无线充电联盟(WPC)制定的Qi v1.2 EPP(扩展功率分布)标准。该系统采用支持简单系统配置的MP-A2(由无线充电联盟定义的使用12V单线圈的无线充电发射器系统),是业界首款通过Qi认证的MP-A2发射器系统。 3、东芝推出无线充电接收器IC——“TC7766WBG”,该产品经认证符合无线充电联盟(WPC)制定的Qi v1.2 EPP(扩展功率分布)标准。TC7766WBG是业界唯一一款通过Qi认证的15W接收器IC。 。。。。。。(就不一一列举了) 二:A4WP与PMA合并后的AirFuel Alliance(国际无线充电行业联盟):磁共振方式,2015年11月成立。 注: A4WP(无线能源联盟)推出Rezence标准:磁共振,2012年5月成立; PMA(电力联盟)推出PMA标准:电磁感应方式。 磁共振无线充电方式 原理:发送端能量遇到共振频率相同的接收端,由共振效应进行电能传输 传输功率:数KW传输距离:数cm-数m使用频率范围:13.56KHz充电效率:50%优点:适合远距大功率充电;转换效率适中限制:效率较低;安全与健康问题解决方案商:ST,MIT,Intel,IDT,日本富士通等 具体方案有如下: 意法半导体与WiTricity合作开发谐振无线电能传输芯片 横跨多重电子应用领域、全球领先的半导体供应商意法半导体(简称ST)与超长距离无线电能传输技术先驱WiTricity公司,宣布合作开发电磁谐振式无线电能传输半导体解决方案。合作目标是“剪断最后一根线”,让物联网设备以及医疗设备、工业设备和汽车系统的电源连接和电池充电更方便。 此方案支持消费电子和物联网设备快速无线充电,并支持多个设备同时充电。这个电磁谐振无线电能传输芯片被称为“无线充电2.0”,与现有无线充电技术不同的是,这款芯片能够给金属外壳的智能手机、平板电脑和智能手表高效充电。 三、无线电波式 无线电波式充电方式 原理:将环境电磁波转换为电流,通过电路传输电流 传输功率:大于100mW 传输距离:大于10m 使用频率范围:2.45KHz 充电效率:38% 优点:适合远距离小功率充电;自动随时随地充电 限制:转换效率较低;充电时间较长 解决方案商:Powercast等 具体方案有如下: AirVolt无线充电器 AirVolt是一款利用无线电波给移动设备进行充电的无线充电器。和同类型产品一样,它的效率要比有线充电低一些。AirVolt充电头通电后可以将电能转化为电磁波,接收器获取后会将电磁波又转化为电能为手机充电。当电量充满到80%时就会自动停止充电,低于20%时又会自动充电,既保证了手机最佳电量又不会导致过度充电,增加了电池使用寿命。 AirVolt由 TechNovator公司开发,需要充电时只要将接收器插进手机,再将充电头插上插座就能进行远程无线充电。最佳充电距离是9米之内,而最远距离可达12米,躲到屋里任何一个角落都能充电!接收器和充电头体积都足够小,充电速度就比普通充电器慢一些。有Lightning 或 Micro usb两种接口选择,满足不同需要。 四、电场耦合式 电场耦合式无线充电 原理:利用通过沿垂直方向耦合两组非对称偶极子而产生的感应电场来传输电力 传输功率:1W-10W 传输距离:数mm-数cm 使用频率范围:560-700KHz 充电效率:70%-80% 优点:适合短距离充电;转换效率较高;发热较低;位置可不固定 限制:体积较大;功率较小 解决方案商:Murata村田制作所等 五、WattUp无线充电:无线充电2.0标准 Energous公司开发了革命性的无线充电技术WattUp,可在一定距离内、提供无线供电。WattUp是一种新型的无线充电技术,可以实现15英尺范围内(约4.6米)的无线充电操作。它通过一个无线Hub来向其他微型接收器传输电力,你可以配置多个接收器,将它们插入卧室、客厅等不同房间的插座上,再配合专用的手机壳,就能够实现真正无线的充电操作。 具体方案有如下: 高度集成电源管理、AC/DC电源转换、固态照明(SSL)和蓝牙低功耗(BLE)技术供应商Dialog半导体公司宣布对Energous公司进行战略投资。Dialog公司决定向Energous公司投资1000万美元,并成为WattUp集成电路的独家元件供应商,同时Energous将能够利用Dialog广泛的销售和分销渠道网络,加速市场采纳。 与传统的有线充电技术相比,Energous的WattUp技术提供了独一无二且更丰富的无线充电体验。通过射频技术安全地将电能进行无线传输,WattUp能够以类似无线路由器的方式传输智能、可扩展的电能。不同于电磁感应式或谐振无线充电系统,WattUp可在一定半径范围内对多个设备以各种角度进行无线充电,从而改变消费者和工业界为家居、办公场所、汽车以及更多场景内的电子设备充电和供电的方式。 Dialog将在CES消费电子展(拉斯维加斯,2017年1月5-8日)期间,在私有展示空间呈现Energous的WattUp技术,预计第一批客户将于2017年的上半年开始量产。 应用:智能手机、平板电脑、物联网设备、外形小巧的可穿戴设备、虚拟现实(VR)/增强现实(AR)设备等。 六、WiFi无线充电:十米距离 优点:随走随充,符合无线充电的理念 缺点:充电对象定位不易,浪费电量 美国华盛顿大学已经成功研发了利用Wi-Fi网络给硬件设备充电的技术,已经在大约十米的Wi-Fi覆盖距离内,成功给数码相机等设备充满电。未来有望给手机充电。 该大学研发了一个所谓的“Wi-Fi供电系统”。该系统主要包括两个组成部分,一个是Wi-Fi接入点(路由器),另外一个部分是定制的充电传感器。 需要指出的是,这种Wi-Fi充电技术,并不需要对传统的无线路由器进行更换,只需要部署软件等方案,提供充电功能之后,并不会对互联网接入的功能造成影响。 七、超声波无线充电:有效范围接近5米 优点:技术非常安全 ;接收器价格便宜,体积小;可以用于数据传输。 缺点:最终的产品可能无法在价格、功率、速度和安全方面达到预期。 一家名叫uBeam的公司发明了一种全新的无线充电模式,可以利用超声波将电力隔空输送到15英尺(约合4.6米)外的地方。有了这样的产品,只要使用专用的无线充电套,你就可以在充电的同时拿着手机在屋里走动。 此技术是一名25岁的纽约女孩Meredith Perry想到的。uBeam已获得170万美元的种子轮融资,其投资人包括Yahoo CEO Marissa Mayer、Founders Fund以及Andreessen Horowitz等。该公司已经申请了18项与无线充电和超声波有关的专利。 八、无线充电新技术:微软拟利用聚焦光线来充电 微软研究院已经制定出了一个潜在的解决方案:AutoCharge。微软研究人员们描述AutoCharge是一种自动定位桌子上的智能手机,并为它们充电的技术。他们制造的原型充电器可以被安装在天花板上,有两个工作 模块:一个监测模块,其采用的是微软的Kinect摄像头,可以扫描像智能手机样子的物体;另一个是充电模式,采用了UltraFire CREE XM-L T6来聚焦LED光线。 该AutoCharge系统采用了基于图像处理来监测和追踪桌上的智能手机,并自动为智能手机充电。充电器会不断地旋转,直到它检测到一个看起来像智能手机的物体,之后将使用太阳能发电技术所产生的光束为智能手机远程充电。换句话说,就是无需电线。 九、Wi-Charge——红外光充电系统 Wi-Charge是一家来自以色列的初创企业,他们研发了一种红外光充电系统,这套充电系统利用发射机将能量转化为红外光,借助电子设备上附带的接收机将红外光转化成电能,可供约4.5米范围内的设备充电。 Wi-Charge团队表示,尽管红外光充电十分强大,但也需要确保安全。这种设备不会产生电磁辐射,因此即使对安装了心脏起搏器的人来说也同样安全。当你的身体或其他物体阻断光束后,充电就会被阻止。Wi-Charge充电的对象主要聚焦于平板电脑、笔记本以及手机等更小的电子产品上。不过要投入大规模使用,Wi-Charge还有很长的路要走。 结语 无线充电不仅仅是省去电源线,而是关乎到电源管理和便利性;也不仅限于感应式或谐振式充电。远场充电是创新关键。我们的电子设备需要足够智能,实现自身充电。然而,主要参与者拥有机会通过建立自身的充电技术来加快其普及。在无线充电商业化的早期阶段,基础设施公司面临太早过时的风险。无线充电OEM公司需要主动与已有的基础设施建造者建立合作,利用当前标准,推动消费者的接受度。 53次

    时间:2018-09-26 关键词: 详解 技术 电源技术解析 九大

  • 全桥电机驱动电路的工作原理详解

    全桥电机驱动电路的工作原理详解

    在电路设计当中,全桥的作用非常重要,当桥式整流电路当中的四个二极管封装在一起时就构成了全桥电路,而全桥电路实际上就是我们常说的H桥电路。本篇文章将主要介绍H桥电机驱动的工作原理,从逆时针和顺时针两个方面来进行全面的分析。图1 H桥式电机驱动电路图1中所示为一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“H桥式驱动电路”是因为它的形状酷似字母H.4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠(注意:图1及随后的两个图都只是示意图,而不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来。如上图所示,H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转,必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。要使电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通。例如,如图2所示,当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示,该流向的电流将驱动电机顺时针转动。图2 H桥电路驱动电机顺时针转动当三极管Q1和Q4导通时,电流将从左至右流过电机,从而驱动电机按特定方向转动(电机周围的箭头指示为顺时针方向)。图3 H桥电路驱动电机逆时针转动图3所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况,电流将从右至左流过电机。当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,从而驱动电机沿另一方向转动(电机周围的箭头表示为逆时针方向)。使能控制和方向逻辑驱动电机时,保证H桥上两个同侧的三极管不会同时导通非常重要。如果三极管Q1和Q2同时导通,那么电流就会从正极穿过两个三极管直接回到负极。此时,电路中除了三极管外没有其他任何负载,因此电路上的电流就可能达到最大值(该电流仅受电源性能限制),甚至烧坏三极管。图4 具有使能控制和方向逻辑的H桥电路基于上述原因,在实际驱动电路中通常要用硬件电路方便地控制三极管的开关。 图4所示就是基于这种考虑的改进电路,它在基本H桥电路的基础上增加了4个与门和2个非门。4个与门同一个“使能”导通信号相接,这样,用这一个信号就能控制整个电路的开关。而2个非门通过提供一种方向输人,可以保证任何时候在H桥的同侧腿上都只有一个三极管能导通。(与前面的示意图一样,图4所示也不是一个完整的电路图,特别是图中与门和三极管直接连接是不能正常工作的。)采用以上方法,电机的运转就只需要用三个信号控制:两个方向信号和一个使能信号。如果DIR-L信号为0,DIR-R信号为1,并且使能信号是1,那么三极管Q1和Q4导通,电流从左至右流经电机(如图5所示);如果DIR-L信号变为1,而DIR-R信号变为0,那么Q2和Q3将导通,电流则反向流过电机。图5 使能信号与方向信号的使用实际使用的时候,用分立件制作H桥式是很麻烦的,好在现在市面上有很多封装好的H桥集成电路,接上电源、电机和控制信号就可以使用了,在额定的电压和电流内使用非常方便可靠。比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。H桥电路经常被应用与逆变器电路和直流电机电路当中,在这里我们只对H桥电路在直流电机当中的应用原理做出了解释。希望各位能够充分掌握全桥电路的各种基础知识,这样不但方便设计的快速进行还能帮助我们巩固基础知识。31次

    时间:2018-09-25 关键词: 详解 工作原理 电路 电源技术解析

  • UPS电源的工作原理详解

      UPS电源也称不间断电源,能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的重要外部设备。 顾名思义UPS电源,它就是一台这样的机器,它在市电停止供应的时候,能保持一段供电时间,使人们有时间存盘,再从容地关闭机器。  UPS电源按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类。 UPS电源现已广泛应用于:工业、通讯、国防、医院、广播电视、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备等领域。  UPS电源工作原理  (1)在线式  在线式UPS(On-Line UPS)的运作模式为“市电和用电设备是隔离的,市电不会直接供电给用电设备”,而是到了UPS就被转换成直流电,再兵分两路,一路为电池充电,另一路则转回交流电,供电给用电设备,市电供电品质不稳或停电时,电池从充电转为供电,直到市电恢复正常才转回充电,“UPS在用电的整个过程是全程介入的”。其优点是输出的波型和市电一样是正弦波,而且纯净无杂讯,不受市电不稳定的影响,可供电给“电感型负载”,例如电风扇,只要在UPS输出功率足够的前题下,可以供电给任何使用市电的设备。  UPS电源一直使其逆变器处于工作状态,通过电路将外部交流电转变为直流电,再通过高质量的逆变器将直流电转换为高质量的正弦波交流电输出给计算机。在线式UPS在供电状况下的主要功能是稳压及防止电波干扰;在停电时则使用备用直流电源(蓄电池组)给逆变器供电。由于逆变器一直在工作,因此不存在切换时间问题,适用于对电源有严格要求的场合。在线式UPS电源不同于后备式的一大优点是供电持续长,一般为几个小时,也有大到十几个小时的,它的主要功能是可以让您在停电的情况可像平常一样工作,显然,由于其功能的特殊,价格也明显要贵一大截。这种在线式UPS比较适用于计算机、交通、银行、证券、通信、医疗、工业控制等行业,因为这些领域的电脑一般不允许出现停电现象。  (2)后备式  后备式又称为非在线式不间断电源(Off-Line UPS),它只是“备援”性质的UPS,市电直接供电给用电设备也为电池充电(Normal Mode),一旦市电供电品质不稳或停电了,市电的回路会自动切断,电池的直流电会被转换成交流电接手供电的任务(Battery Mode),直到市电恢复正常,“UPS只有在市电停电了才会介入供电”,不过从直流电转换的交流电是方波,只限于供电给电容型负载,如电脑和监视器。  平时处于蓄电池充电状态,在停电时逆变器紧急切换到工作状态,将电池提供的直流电转变为稳定的交流电输出,因此后备式UPS也被称为离线式UPS。后备式UPS电源的优点是:运行效率高、噪音低、价格相对便宜,主要适用于市电波动不大,对供电质量要求不高的场合,比较适合家庭使用。然而这种UPS存在一个切换时间问题,因此不适合用在关键性的供电不能中断的场所。不过实际上这个切换时间很短,一般介于2至10毫秒,而计算机本身的交换式电源供应器在断电时应可维持10毫秒左右,所以个人计算机系统一般不会因为这个切换时间而出现问题。后备式UPS一般只能持续供电几分钟到几十分钟,主要是让您有时间备份数据,并尽快结束手头工作,其价格也较低。对不是太关键的电脑应用,比如个人家庭用户,就可配小功率的后备式UPS。  (3)线上交错式  线上交错式又称为线上互动式或在线互动式(Line-Interactive UPS),基本运作方式和离线式一样,不同之处在于线上交错式虽不像在线式全程介入供电,但随时都在监视市电的供电状况,本身具备升压和减压补偿电路,在市电的供电状况不理想时,即时校正,减少不必要的“Battery Mode”切换,延长电池寿命。

    时间:2018-09-21 关键词: 详解 工作原理 电源 ups

  • 变频器选型原则与步骤详解

    变频器选型原则与步骤详解

    变频器(Variable-frequency Drive,VFD)是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高,变频器也得到了非常广泛的应用。衡量一个通用变频器性能好坏的主要指标有:起动转矩、控制方式、转矩控制精度、速度控制精度、速度控制方式、控制信号种类、频率跳跃功能、载波频率、多段速度设定、通信接口等。变频器选型的是否正确对于机械设备的电控系统正常运行起着至关重要的作用。小编建议大家变频器选型的时候首先要弄清楚机械设备的类型、负载转矩特性、起动转矩、调速范围、静态速度精度和使用环境的要求等现场所需条件,然后才决定选择使用何种控制方式和防护结构的变频器是最合适的。所谓合适,是在满足机械设备中实际工艺生产的要求和使用场合前提下所说的一个说法,实现变频器的应用最佳性价比。一、变频器选型原则具体来讲,低压通用变频器的选择包括低压通用变频器的型式选择和容量选择两个方面,选择变频器的基本原则有两方面:变频器功能特性能保证可靠地实现工艺要求,能获得相对较好的性价比。为使变频器功能特性能保证可靠地实现工艺要求,在变频器选型时应密切关注以下技术参数:1、根据电机实际工作电流选择变频器电机实际工作电流是变频器选型最关键的因素,变频器在长时间工作时必须满足变频器输出电流大于电机实际工作电流。切记!!!项目中通常先选电机,再根据电机选变频器。电机实际工作电流并不是电机铭牌上标注的额定电流,变频器选型时应先熟悉工况,初步估算出电机的工作电流与随时间变化的关系,然后才确定相对应变频器的型号。1.1、一般情况下,变频器拖动恒转矩负载电机,以电机额定电流为依据选择变频器。1.2、一般情况下,变频器拖动风机、泵类负载的电机,以电机额定电流为依据选择变频器。1.3、时常短时间过载运行的电机,需要计算过载周期及过载电流。变频器拖动这类型负载的电机,要求变频器最大输出电流Imax大于电机峰值电流,且变频器的参数I2t在自身所允许的范围之内,变频器选型时有可能放大一档或几档来才能满足现场需求。现以10kW、20A额定电流电机举例:假如电机间歇性工作,1秒内过载运行时峰值电流为40A(额定电流2倍),之后停止运行20秒。此时选型就要用到变频器过载曲线:首先将电机电流随时间变化的曲线出来,其次看变频器的输出电流曲线能否覆盖电机电流曲线(即变频器输出电流超过电机实是否际工作电流),只有变频器输出电流曲线覆盖电机电流曲线的变频器型号才适用于重载负荷的电机。能对于重载变频器选型,往往有一些经验数据可以参考。变频器过载能力德力西产品比较好,一般允许1.6倍短时过载。不同品牌变频器过载能力可参考该变频器选型样本。二、变频器选型应充分考虑环境对变频器的影响1、温度变频器的影响变频器选型时要考虑到使用环境温度一般在-10~40℃,工作环境的温度如果高于40℃的情况下,每升高1℃,变频器应降额5%使用;工作环境的温度每升10℃,那么变频器的寿命就会减半,所以周围环境及变频器散热的问题一定要解决好。2、湿度对变频器的影响 给变频器选型时,若在湿度低于90%的环境中工作,空气的相对湿度小于或等于90%,无结露。湿度若太高且湿度变化比较大的时候,变频器的内部比较容易出现结露现象,那么绝缘性能就会大幅度降低,甚至会引发短路。必要时,必须在箱中增加干燥剂或加热器。3、海拔高度对变频器的影响变频器安装在海拔高度在1000m以下可以输出额定功率。当海拔高度超过了1000m,其输出功率会呈下降。4、粉尘对变频器的影响在有金属导电性粉尘的场合,不宜安装变频器。因为导电性粉尘会侵入变频器的内部,容易导致变频器的内部线路短路,严重情况下会烧毁变频器。在变频器选型时一定要想到这一点。三、变频器进线电源选择常用的电压为单相交流电220V、三相交流电220V、三相交流电380V和三相交流电690V。进线电源由既有的上游变压器电压等级决定,在变频器选型初期就应明确。 电压等级大小决定着电机接线盒的接线方式的不同。星形接法比三角接法有更高的耐压能力和更小的工作电流。 进线电源频率一般在50Hz,变频器对进线频率的波动有比较高的承受能力,变频器二极管整流桥对频率不敏感。四、正确选用变频器冷却方式常见的1000VAC以下低压变频器,多为内部风冷。在大功率变频器的成组传动时,变频器散热风机的工作噪音很大。在必要的情况下,可以选用水冷系列变频器。五、变频器选型的外部配置要求1、凡内部整流电路前没有保护硅器件的快速熔断器的变频器,都应该在变频器与电源之间配置合适的熔断器和隔离开关(不能够使用空气断路器来代替熔断器和隔离开关),以避免因内部短路造成变频器整流器件损坏。2、根据变频器功率选择变频器引入和引出电缆,变频器到电机若经济条件许可最好选用屏蔽力电缆,且要尽可能短,有利于降低容性漏电流和电磁辐射。若现场实际动力电缆使用长度超过变频器所允许的输出电缆长度时,变频器应配置输出电抗器,避免过长电缆的杂散电容影响变频器正常工作。变频控制信号和变频器反馈信号应该使用屏蔽电缆,并良好接地,这样可减少变频器对其他仪表和控制系统的干扰。3、如在变频器输入端配置EMC滤波器或交流电抗器,可有效抑制变频器功率器件通断引起的电磁干扰,以满足变频器所在工况的其它设备对电网品质的要求。注意:在电网的变压器中性点没接地工况,变频器输入端不能使用EMC滤波器。六、变频器选型步骤详解在变频器选型时候,可以按照以下的六个步骤进行:1、明确设备的工作运行方式、容量及负载类型2、明确设备的工艺、性能指标及控制要求3、确定内部系统的组建方式、I/O接口、通信接口等 4、对各项性能指标和要求进行归纳5、对归纳后的结果进行技术咨询或直接进行招标6、对变频器性能、变频器使用寿命、变频器价格、变频器服务进行综合对比七、变频器的选型注意事项1、注意电压国内电压分为低压、中压和高压三种,一般来说低压包含单相220v、三相220v(一般适用国外和港澳台地区)和三相380v,一般情况下用的三相380v与单相220v,座椅在选择的时候一定要说清楚电压,选错的话是不能使用的。2、注意电机是否安装电容如果电机是一个电容式的单相电机,这种电机的原理本身就是利用电容的相位超前的特性对电机的启动绕组电压进行移相,从而在电机定子产生旋转磁场而带动电机。一旦变频器直接接在上面,高频脉冲对于这个电容来说是个通路,而不能起到移相的作用,相当于主绕组和启动绕组同时接上电压,但是不能产生旋转磁场。电机电流就会因为堵转而猛增,从而烧毁变频器IGBT模块和电机3、功率是否一致在选择变频器的时候,变频器的功率必须大于等于电机额定功率,如果电机运行负载比较大,那就要使用负载变频器或者放大变频器档位,这样才能保证设备电机的正常运行 总而言之,在选择变频器的时候一定要注意用电和电机本身的情况,毕竟我们做这一行要考虑的主要还是安全、效益,所以在不确定电机情况的时候适当买大一档或者是性能较好的变频器,还要多询问一下技术员一些这方面的问题。

    时间:2018-09-20 关键词: 详解 变频器 电源技术解析 步骤

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