电路设计及EMC器件选择
1．电路设计及EMC器件选择
在新设计及开发项目的开始，正确选择有源与无源器件及完善的电路设计技术，将有利于以最低的成本获得EMC认证，减少产品因屏蔽和滤波所带来的额外的成本、体积和重量。这些技术也可以提高数字信号的完整性及模拟信号信噪比，可以减少重复使用硬件及软件至少一次，这也将有助于新产品达到其功能技术要求，尽早投入市场。这些EMC技术应视为公司竟争优势的一部分，有助于使企业获得最大的商业利益。
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数字器件与EMC电路设计
1.1.1器件的选择
大部分数字IC生产商都至少能生产某一系列辐射较低的器件，同时也能生产几种抗ESD的I/O芯片，有些厂商供应EMC性能良好的VLSI（有些EMC微处理器比普通产品的辐射低40dB）；大多数数字电路采用方波信号同步，这将产生高次谐波分量，如图1示。时钟速率越高，边沿越陡，频率和谐波的发射能力也越高。因此，在满足产品技术指标的前提下，尽量选择低速时钟。在HC能用时绝不要使用AC，CMOS4000能行就不要用HC。要选择集成度高并有EMC特性的集成电路，比如：
* 电源及地的引脚较近
* 多个电源及地线引脚
* 输出电压波动性小
* 可控开关速率
* 与传输线匹配的I/O电路
* 差动信号传输
* 地线反射较低
* 对ESD及其他干扰现象的抗扰性
* 输入电容小
* 输出级驱动能力不超过实际应用的要求
* 电源瞬态电流低（有时也称穿透电流）
这些参数的最大、最小值应由其生产商一一指明。由不同厂家生产的具有相同型号及指标的器件可能有显着不同的EMC特性，这一点对于确保陆续生产的产品具有稳定的电磁兼容符合性是很重要的。
高技术集成电路的生产商可以提供详尽的EMC设计说明，比如Intel的奔腾MMX芯片就是这样。设计人员要了解这些并严格按要求去做。详尽的EMC设计建议表明：生产商关心的是用户的真正需求，这在选择器件时是必须考虑的因素。在早期设计阶段，如果IC的EMC特性不清楚，可以通过一简单功能电路（至少时钟电路要工作）进行各种EMC测试，同时要尽量在高速数据传输状态完成操作。发射测试可方便地在一标准测试台上进行，将近场磁场探头连接到频谱分析仪（或宽带示波器）上，有些器件明显地比其他一些器件噪声小得多，测试抗扰度时可采用同样的探头，并连到信号发生器的输出端（连续射频或瞬态）。但如果探头是仪器专配的（不只是简单的短路环或导线），首先要检查其功率承受能力是否满足要求。测试时近场探头需贴近器件或PCB板，为了定位“关键探测点”和最大化探头方向，应首先在整个区域进行水平及垂直扫描（使探头在各个方向相互垂直），然后在信号最强的区域集中进行扫描。
图1 上升/下降时间为1ns的理想60MHz方波的频谱
1.1.2 不宜采用IC 座
IC座对EMC 很不利，建议直接在PCB上焊接表贴芯片，具有较短引线和体积较小的IC芯片则更好，BGA及类似芯片封装的IC在目前是最好的选择。安装在座（更糟的是，插座本身有电池）上的可编程只读存储器（PROM）的发射及敏感特性经常会使一个本来良好的设计变坏。因此，应该采用直接焊接到电路板上的表贴可编程储存器。
带有ZIF座和在处理器（能方便升级）上用弹簧安装散热片的母板，需要额外的滤波和屏蔽，即使如此，选择内部引线最短的表贴ZIF 座也是有好处的。
1.1.3电路技术
* 对输入和按键采用电平检测（而非边沿检测）
* 使用前沿速率尽可能慢且平滑的数字信号（不超过失真极限）
* 在PCB样板上，允许对信号边沿速度或带宽进行控制（例如，在驱动端使用软铁氧体磁珠或串联电阻）
* 降低负载电容，以使靠近输出端的集电极开路驱动器便于上拉，电阻值尽量大
* 处理器散热片与芯片之间通过导热材料隔离，并在处理器周围多点射频接地。
* 电源的高质量射频旁路（解耦）在每个电源管脚都是重要的。
* 高质量电源监视电路需对电源中断、跌落、浪涌和瞬态干扰有抵抗能力
* 需要一只高质量的看门狗
* 决不能在看门狗或电源监视电路上使用可编程器件
* 电源监视电路及看门狗也需适当的电路和软件技术，以使它们可以适应大多数的不测情况，这取决于产品的临界状态
* 当逻辑信号沿的上升/下降时间比信号在PCB走线中传输一个来回的时间短时，应采用传输线技术：
a 、经验：信号在每毫米轨线长度中传输一个来回的时间等于36皮秒
b 、为了获得最佳EMC特性，对于比a中经验提示短得多的轨线，使用传输线技术
有些数字IC产生高电平辐射，常将其配套的小金属盒焊接到PCB地线而取得屏蔽效果。PCB上的屏蔽成本低，但在需散热和通风良好的器件上并不适用。
时钟电路通常是最主要的发射源，其PCB轨线是最关键的一点，要作好元件的布局，从而使时钟走线最短，同时保证时钟线在PCB的一面但不通过过孔。当一个时钟必须经过一段长长的路径到达许多负载时，可在负载旁边安装一时钟缓冲器，这样，长轨线（导线）中的电流就小很多了。这里，相对的失真并非重要。长轨线中的时钟沿应尽量圆滑，甚至可用正弦波，然后由负载旁的时钟缓冲器加以整形。
1.1.4扩展频谱时钟
所谓的“扩展频谱时钟”是一项能够减小辐射测量值的新技术，但这并非真正减小了瞬时发射功率，因此，对一些快速反应设备仍可能产生同样的干扰。这种技术对时钟频率进行1% ~ 2% 的调制，从而扩散谐波分量，这样在CISPR16或FCC 发射测试中的峰值较低。所测的发射减小量取决于带宽和测试接收机的积分时间常数，因此这有一点投机之嫌，但该项技术已被FCC所接受，并在美国和欧洲广泛应用。调制度要控制在音频范围内，这样才不会使时钟信号失真，图2是一时钟谐波发射改善的例子。扩展频谱时钟不能应用于要求严格的时间通信网络中，比如以太网、光纤、FDD、ATM、SONET和ADSL。
绝大多数来自数字电路发射的问题是由于同步时钟信号。非同步逻辑（比如AMULET微处理器，正由steve Furbe教授领导的课题组在UMIST研制）将大大地降低发射量，同时也可获得真正的扩频效果，而不只是集中在时钟谐波上产生发射。
图2 时钟扩频导致的辐射降低
模拟器件和电路设计
1.2.1 选择模拟器件
从EMC的角度选择模拟器件不象选择数字器件那样直接，虽然同样希望发射、转换速率、电压波动、输出驱动能力要尽量小，但对大多数有源模拟器件，抗扰度是一个很重要的因素，所以确定明确的EMC订购特征相当困难。
来自不同厂商的同一型号及指标的运算放大器，可以有明显不同的EMC性能，因此确保后续产品性能参数的一致性是十分重要的。敏感模拟器件的厂商提供EMC或电路设计上的信噪处理技巧或PCB布局，这表明他们关心用户的需求，这有助于用户在购买时权衡利弊。
1.2.2 防止解调问题
大多数模拟设备的抗扰度问题是由射频解调引起的。运放每个管脚都对射频干扰十分敏感，这与所使用的反馈线路无关（见图3），所有半导体对射频都有解调作用，但在模拟电路上的问题更严重。即使低速运放也能解调移动电话频率及其以上频率的信号，图4表明了实际产品的测试结果。
为了防止解调，模拟电路处于干扰环境中时需保持线性和稳定，尤其是反馈回路，更需在宽频带范围内处于线性及稳定状态，这就常常需要对容性负载进行缓冲，同时用一个小串联电阻（约为500）和一个大约5PF的积分反馈电容串联。
进行稳定度及线性测试时，在输入端注入小的但上升沿极陡(<1ns) 的方波信号（也可以通过电容馈送到输出端和电源端），方波的基频必须在电路预期的频带内，电路输出应用100MHz（至少）的示波器和探针进行过冲击和振铃检查，对音频或仪表电路也应如此，对更高速模拟电路，要选取频带更宽的示波器，同时注意使用探头的技巧。
超过信号高度50%的过冲击表明电路不稳定，对过冲击应予以有效的衰减，信号的任何长久的振铃（超过两个周期）或突发振荡表明其稳定度不好。
以上测试应在输入及输出端均无滤波器的情况下进行，也可以用扫频代替方波，频谱分析仪代替示波器（更易看出共振频率）
图3 任何半导体器件都会发生解调，所有引线都敏感
图4 运算放大器能够有效地解调射频信号
1.2.3其它模拟电路技术
获得一稳定且线性的电路后，其所有联线可能还需滤波，同一产品中的数字电路部分总会把噪声感应到内部连线上，外部连线则承受外界的电磁环境的骚扰。滤波器将在后面介绍。
决不要试图采用有源电路来滤波和抑制射频带宽以达到EMC要求，只能使用无源滤波器（最好是RC型）。在运放电路中，只有在其开环增益远大于闭环增益时的频率范围内，积分反馈法才有效，但在更高频率，它不能控制频率响应。
应避免采用输入、输出阻抗高的电路，比较器必须具有迟滞特性（正反馈），以防止因为噪声和干扰而使输出产生误动作，还可防止靠近切换点处的振荡。不要使用比实际需要快得多的输出转换比较器，保持dv/dt在较低状态。
对高频模拟信号（例如射频信号），传输线技术是必需的，取决于其长度和通信的最高频率，甚至对低频信号，如果对内部联接用传输线技术，其抗扰度也将有所改善。
有些模拟集成电路内的电路对高场强极为敏感，这时可用小金属壳将其屏蔽起来（如果散热允许），并将屏蔽盒焊接到PCB地线面上。
与数字电路相同，模拟器件也需要为电源提供高质量的射频旁路（去耦），但同时也需低频电源旁路，因为模拟器件的电源噪声抑制率（PSRR）对1kHz以上频率是很微弱的，对每个运放、比较器或数据转换器的每个模拟电源引脚的RC 或LC滤波都是必要的，这些电源滤波器转折频率和过渡带斜率应补偿器件PSRR 的转折频率和斜率，以在所关心的频带内获得期望的PSRR。
一般的EMC设计指南中都很少涉及射频设计，这是因为射频设计者一般都很熟悉大多数连续的EMC现象，然而需要注意的是，本振和IF频率一般都有较大的泄漏，所以需要着重屏蔽和滤波。
电子元器件选型 目录 一、集成电路 (1) 二、二极管 (2) 三、功率MOS (2) 四，三极管 (3) 五，电解电容 (3) 六，瓷片电容 (4) 七，薄膜电容 (4) 八，电阻 (5) 九，磁性元件 (6) 十，金属氧化物压敏电阻MOV (7) 十一，印刷电路板 (7) 十二，保险丝 (8) 十三，光耦 (8) 电子元器件选型主要注意的几个参数和标准，大家可以参考一下，这些都是比较保守的值，在实际使用中还可以根据需要适当提高。 一、集成电路 因为集成电路的复杂性和保密性，一般我们只能根据半导体结温来推断集成电路的可靠性了。 我们通常规定： 1，最大工作电压，不超过额定电压80% 2，最大输出电流，不超过额定电流75% 3，结温，最大85摄氏度，或不超过额定最高结温的80%
二、二极管 二极管种类繁多，特性不一。故而，有通用要求，也有特别要求： 通用要求： 长期反向电压<70%～90%×VRRM（最大可重复反向电压） 最大峰值反向电压<90%×VRRM 正向平均电流<70%～90%×额定值 正向峰值电流<75%～85%×IFRM正向可重复峰值电流 对于工作结温，不同的二极管要求略有区别： 信号二极管< 85～150℃ 玻璃钝化二极管< 85～150℃ 整流二极管和快恢复、超快恢复二极管（<1000V）<85～125℃ 整流二极管和快恢复、超快恢复二极管（≥1000V）<85～115℃ 肖特基二极管< 85～115℃ 稳压二极管（<0.5W）<85～125℃ 稳压二极管（≥0.5W）<85～100℃ Tcase(外壳温度)≤0.8×Tjmax-2×θjc×P，2×θjc×P<15℃，θjc是从结到壳的热阻，P是功率损耗。这是一个可供参考的经验值。 这里很多指标给的是个范围，因为不同的可靠性要求和成本之间有矛盾。所以给出一个相对比较注重可靠性的和一个比较注重成本的两个值供参考。下面同理。 三、功率MOS VGS<85%×VGSmax(最大栅极驱动电压) ID_peak<80%×ID_M(最大漏极脉冲电流)
设计指标： A V >250，R i ≥10kΩ，R L =5.1kΩ， BW=50Hz~50kHz ，D<5% 。 设计条件： 输入信号（正弦信号）：2mV≤V i ≤5mV ，信号源内阻：R s =50Ω，电源电压：V CC =12V ； 半导体三极管9013，参数：β=100，r bb ’=300Ω，C μ=5pF ，f T =150MHz ，3V≤V CC ≤20V ， P CM =625mW ，I CM =500mA ，V (BR)CEO =40V 。 1．电路选型： 小信号放大电路选用如图1所示两级阻容耦合放大电路，偏置电路采用射极偏置方式，为了提高输入电阻及减小失真，满足失真度D<5%的要求，各级射极引入了交流串联负反馈电阻。 2．指标分配： 要求A V >250，设计计算取A V =300，其中T 1级A V1=12，A V2=25；R i ≥10kΩ要求较高，一般，T 1级需引入交流串联负反馈。 3．半导体器件的选定 指标中，对电路噪声没有特别要求，无需选低噪声管；电路为小信号放大，上限频率f H =50kHz ，要求不高，故可选一般的小功率管。现选取NPN 型管9013，取β=100。 4．各级静态工作点设定 动态范围估算：T 1级：im1imax V1252mV, 12,V V A === om1V1im1125284mV V A V ==?=。 T 2级：im2om1V284mV , 25V V A ===， om2V2im22584 2.1V V A V ==?=。
为避免饱和失真，应选：CEQ om CE(sat)C V V ≥+ ；可见 T 1级V CEQ1可选小些，T 2级V CEQ2可选大些。 CQ CQ CM CEQ CM T T I I I I I ≥+12取值考虑：设定主要根据，由于小信号电压放大电路较小； 另从减小噪声及降低直流功率损耗出发，、工作电流应选小些。 T 1级静态工作点确定： T CQ1 T CQ1T CQ1CQ1CQ1BQ1CEQ13k Ω, ',100'30026mV ' 10026 0.963mA 3000300 0.7mA 0.07mA , V 2V>0.12V V r r r I V I r V r r I I I I ββββ ≥=+= ===-?≤ =-====be1be1bb bb be1bb 取依可推得其中，，可求得选， T 2级静态工作点确定： 一般应取CQ2CQ1I I > ，CEQ2CEQ1V V > 选 ：CQ2 CQ2BQ2CEQ21.2mA , 0.012mA , V 4V>3V I I I β == == 5．偏置电路设计计算（设BEQ 0.7V V =） T 1级偏置电路计算： Rb1BQ1BQ1CC 10100.0070.07mA 11 124V 33I I V V ==?===?=取 故：CC BQ1 b1b1 124 114.286k Ω0.07 V V R I --= = = 取标称值120 kΩ 22Rb1b1b110.071200.588mW 过流保护电路如上图所示。此电路是过流保护电路，其中100kΩ电阻用来限流，通过比较器LM311 对电流互感器采样转化的电压进行比较，LM311的3脚接一10kΩ电位器来调比较基准电压，输出后接一100Ω的电阻限流它与后面的220μF的电容形成保护时间控制。当电流过流时比较器输出是高电平产生保护，使SPWM不输出，控制场效应管关闭，等故障消除，比较器输出低电平，逆变器又自动恢复工作。 1.第一个部分是电阻取样...负载和R1串联...大家都知道.串联的电流相等...R2上的电压随着负载的电流变化而变化...电流大,R2两端电压也高...R3 D1组成运放保护电路...防止过高的电压进入运放导致运放损坏...C1是防止干扰用的... 2.第二部分是一个大家相当熟悉的同相放大器...由于前级的电阻取样的信号很小...所以得要用放大电 路放大.才能用...放大倍数由VR1 R4决定... 3.第三部分是一个比较器电路...放大器把取样的信号放大...然后经过这级比较...从而去控制后级的动作...是否切断电源或别的操作...比较器是开路输出.所以要加上上位电阻...不然无法输出高电平... 4.第四部分是一个驱动继电器的电路...这个电路和一般所不同的是...这个是一个自锁电路... 一段保护 信号过来后...这个电路就会一直工作...直到断掉电源再开机...这个自锁电路结构和单向可控硅差不多. 1 采用电流传感器进行电流检测过流检测传感器的工作原理如图1所示。通过变流器所获得的变流器次级电流经I／V转换成电压，该电压直流化后，由电压比较器与设定值相比较，若直流电压大于设定值，则发出辨别信号。但是这种检测传感器一般多用于监视感应电源的负载电流，为此需采取如下措施。由于感应电源启动时，启动电流为额定值的数倍，与启动结束时的电流相比大得多，所以在单纯监视电流电瓶的情况下，感应电源启动时应得到必要的输出信号，必须用定时器设定禁止时间，使感应电源启动结束前不输出不必要的信号，定时结束后，转入预定的监视状态。 2 启动浪涌电流限制电路开关电源在加电时，会产生较高的浪涌电流，因此必须在电源的输入端安装防止浪涌电流的软启动装置，才能有效地将浪涌电流减小到允许的范围内。浪涌电流主要是由滤波电容充电引起，在开关管开始导通的瞬间，电容对交流呈现出较低的阻抗。如果不采取任何保护措施，浪涌电流可接近数百A。 开关电源的输入一般采用电容整流滤波电路如图2所示，滤波电容C可选用低频或高频电容器，若用低频电容器则需并联同容量高频电容器来承担充放电电流。图中在整流和滤波之间串入的限流电阻Rsc是为了防止浪涌电流的冲击。合闸时Rsc限制了电容C的充电电流，经过一段时间，C上的电压达到预置值或电容C1上电压达到继电器T动作电压时，Rsc被短路完成了启动。同时还可以采用可控硅等电路来短接Rsc。当合闸时，由于可控硅截止，通过Rsc对电容C进行充电，经一段时间后，触发可控硅导通，从而短接了限流电阻Rsc。 3 采用基极驱动电路的限流电路在一般情况下，利用基极驱动电路将电源的控制电路和开关晶体管隔离开。控制电路与输出电路共地，限流电路可以直接与输出电路连接，工作原理如图3所示，当输出过载或者短路时，V1导通，R3两端电压增大，并与比较器反相端的基准电压比较。控制PWM信号通断。 4 通过检测IGBT的Vce 当电源输出过载或者短路时，IGBT的Vce值则变大，根据此原理可以对电路采取保护措施。对此通常使用专用的驱动器EXB841，其内部电路能够很好地完成降栅以及软关断，并具有内部延迟功能，可以消除干扰产生的误动作。其工作原理如图4所示，含有IGBT过流信息的Vce不直接发送到EXB841 的集电极电压监视脚6，而是经快速恢复二极管VD1，通过比较器IC1输出接到EXB841的脚6，从而消除正向压降随电流不同而异的情况，采用阈值比较器，提高电流检测的准确性。假如发生了过流，驱动器：EXB841的低速切断电路会缓慢关断IGBT，从而避免集电极电流尖峰脉冲损坏IGBT器件。 为避免在使用中因非正常原因造成输出短路或过载，致使调整管流过很大的电流，使之损坏。故需有快速保护措施。过流保护电路有限流型和截流型两种。 限流型：当调整管的电流超过额定值时，对调整管的基极电流进行分流，使发射极电流不至于过大。图4-2为其简要电路图。图中R为一小电阻，用于检测负载电流。当IL不超过额定值时，T1、截止；当IL 超过额定值时，T'1导通，其集电极从T1的基极分流。从而实现对T1管的保护 电子工程师应具备的电路设计常识及几十个经典电路解析一、接地技术 PCB设计—接地技术 1、接地设计的基本原理 好的接地系统是抑制电磁干扰的一种技术措施，其电路和设备地线任意两点之间的电压与线路中的任何功能部分相比较，都可以忽略不计；差的接地系统，可以通过地线产生寄生电压和电流偶合进电路，地线或接地平面总有一定的阻抗，该公共阻抗使两两接地点间形成一定的压降，引起接地干扰，使系统的功能受到影响。从而影响产品的可靠性。 2、接地目的 接地的目的主要有三个： ◆接地使整个电路系统中所有单元电路都有一个公共的参考零电位，保证电路系统能稳 定地工作。 ◆防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷 通过大地泄放，否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。 另外，对于电路的屏蔽体，若选择合适的接地，也可获得良好的屏蔽效果。 ◆保证安全作。当发生直接雷电的电磁感应时，可避免电子设备的毁坏；当工频交流 电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时，可避免操作人员的触电事故发生。 3、接地分类 ◆ 防雷接地(LGND) 防雷接地是将可能受到雷击的物体与大地相连。当物体位置较高，距离雷云较近时，一定要将物体进行防雷接地。由于雷电的放电电流是脉冲性的，放电电流也较大，所以防雷接地时的接地电阻要小。为了避免由于雷击而造成机房里设备之间的高压差，特别是有电气连接或距离较近的设备之间要采用低电感和电阻搭接。 ★接地电阻：接地电阻不是普通的电阻而是一个阻值，是指电流由接地装置流向大地再由 大地流向无穷远处或是另一个接地装置所需克服的总电阻。接地电阻包括接 地线、接地装置本身电阻、接地装置与大地之间的接触电阻和两接地装置之 间的大地电阻或接地装置与无线远处的大地电阻。接地电阻越小，当有漏电 流或是雷电电流时，可以将其导入大地，不至于伤害人或损坏设备。如果接 地电阻变大，会造成应该导入大地的电流导不下去，因此，接地电阻越小越 安全。 ◆ 保护接地（PGND/PE/FG） 为了保护设备、装置和人身的安全。保护接地主要用于保护工频故障电压对人身造成的伤害。保护接地的工作原理：一是并联分流，当人体接触故障设备时，如果故障设备有保护接地，这时人体和保护接地线呈并联关系，保护接地线的电阻和人体相比是很小的，所以流过人体的电流很小，就会保护人身安全；二是当设备发生碰壳事件后，由于设备有保护接地，事故电流会使相线上得保护装置动作，从而切断电源，起到保障安全的作用。 ★相线：通常工业用电，三根正弦交流电。电流相位（反映电流的方向 大小）相互相差 车载ECU的安全性能要求很高，在电气、物理、化学等各方面，各大汽车厂商通常都有自己严格的标准。一般情况下，车载ECU的外部接口都要有各种故障保护电路，其中最重要的莫过于对车载12V电源或对地发生短路时的保护电路。由于USB接口可以直接输出5伏电源，所以短路保护显得尤为重要。本文设计的保护电路可以实现对USB电源输出线的有效保护，无论USB电源输出线VBUS发生对12V电源还是对地短路，均不影响车载ECU内部电路的正常工作，实现了本质安全级的短路保护。 1、前言 为了保证行车安全，车载ECU的安全性能要求很高，在设计时便要保证故障发生率尽量低。作为目前应用最为广泛的移动外设与主机间通讯接口，USB（Universal Serial Bus）具有成本低、使用简单、支持即插即用、易于扩展等特点，在车载娱乐和存储设备上获得了广泛的应用。因为USB接口提供了内置电源，可提供 500mA以上的电流，对于一些功率较大的设备，如移动硬盘等，其瞬时驱动电流则可达到1A以上。如果车载ECU上带有像USB总线这种可以直接输出电源的接口，为防止接口电路发生对电源或对地短路时损坏机体，其接口部分通常都应具有保护电路，以便执行故障自诊断和保护功能。当系统产生故障时，它能在存储体中自动记录故障代码并采用保护措施，防止系统损坏，避免引起安全事故。 2、电路设计 利用比较器并结合外围电路，本文设计了一种可以自动探测USB电源输出线是否发了对12V电源或地短路，并且可以在短路故障发生时自动切断电源供应的保护电路。另外，如果探测到联接设备不在支持的USB设备之列，系统也可以借助本电路主动断开电源供应，并自动根据设备的连接状态实现对电源供应的控制。具体电路如图1所示。 图1 USB VBUS短路保护电路 图中MN1和MN2是USB电源通道上的两个MOSFET，用于控制5伏电源的输出，它们的G端都连接到比较器的输出端上。比较器的正端电位值受 3.3伏和VBUS共同影响，负端电位值由Umid通过电阻分压来决定，Umid的值总是与VCC5V和VBUS中的大者相同。本充分发挥二极管的正向导通和反向截止的作用，并对MOS管中快恢复二极管加以利用，利用一个比较器便可以构成一个窗口比较器。如果VBUS上的电压落在窗口之外（例如12V供电电压或地电平），那么比较器输出低电平，关断供电线的MOS管。这样既使12V电压无法进入系统内部，也防止了系统5V供电因为对地短路而发生过流，起到了保护系统不受短路侵扰的作用。 3、功能论证 A20唤醒电路设计参考 V1.0 2013-06-04 Version Date Changes compared to previous issue V1.020130604 目录 1.概述 (4) 1.1.目的 (4) 1.2.适用范围 (4) 2.硬件电路设计 (4) https://www.doczj.com/doc/f81247420.html,B插入唤醒 (4) 2.2.RTC唤醒电路设计 (5) 3.Declaration (6) 1.概述 1.1.目的 用于指导客户进行A20的唤醒电路设计。 1.2.适用范围 本文针对A20平台，因而非A20平台请不要参考该文档进行设计。 2.硬件电路设计 https://www.doczj.com/doc/f81247420.html,B插入唤醒 USB插入唤醒电路设计如图1所示： 图1USB插入唤醒电路 注意：USB插入唤醒电路中USB-WAKEUP的电压必须大于2.5V，AXP209才能正确的识别到此时有USB插入。且USB-WAKEUP请接到到AXP209的GPIO1，不要随意更改。 2.2.RTC唤醒电路设计 RTC唤醒电路设计如图2所示： 图2RTC唤醒电路设计 注意：使用RTC唤醒时，二极管的上拉电源为AVCC，且将NMI#多拉一根线到AXP209的GPIO2，IO口请不要随意更改。 3.Declaration This document is the original work and copyrighted property of Allwinner Technology (“Allwinner”).Reproduction in whole or in part must obtain the written approval of Allwinner and give clear acknowledgement to the copyright owner. The information furnished by Allwinner is believed to be accurate and reliable.Allwinner reserves the right to make changes in circuit design and/or specifications at any time without notice.Allwinner does not assume any responsibility and liability for its use.Nor for any infringements of patents or other rights of the third parties which may result from its use.No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Allwinner. This datasheet neither states nor implies warranty of any kind,including fitness for any particular application. 安阳师范学院本科学生毕业设计报告逆变器保护电路设计 作者秦文 系（院）物理与电气工程学院 专业电气工程及其自动化 年级 2008级专升本 学号 081852080 指导教师潘三博 日期 2010.06.02 成绩 学生承诺书 本人郑重承诺：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得安阳师范学院或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均以在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：日期: 论文使用授权说明 本人完全了解安阳师范学院有关保留、使用学位论文的规定，即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 签名: 导师签名: 日期: 逆变器保护电路设计 秦文 （安阳师范学院物理与电气工程学院，河南安阳 455002） 摘要:本文针对SPWM逆变器工作中的安全性问题，阐述了如何利用电路实现保护复位和死区调节。在PWM三相逆变器中，由于开关管存在一定的开通和关断时间，为防止同一桥臂上两个开关器件的直通现象，控制信号中必须设定几个微秒的死区时间。尽管死区时间非常短暂，引起的输出电压误差较小，但由于开关频率较高，死区引起误差的叠加值将会引起电机负载电流的波形畸变，使电磁力矩产生较大的脉动现象，从而使动静态性能下降，降低了开关器件的实际应用效果，但是却对逆变器的安全运行意义重大。 关键词:保护电路；复位电路；死区调节 1 引言 在现在的系统中电力器件的应用也越来越广而与此同时对器件的保护也被认识了其重要性。电子器件很易被损坏，保护电路的要求也很苛刻。在工程应用中，为了使SPWM 逆变器安全地工作，需要有可靠的保护系统。一个功能完善的保护系统既要保证逆变器本身的安全运行，同时又要对负载提供可靠的保护。 随着电力电子技术的发展，功率器件如IGBT、MOSFET等广泛应用于PWM变流电路中。对于任何固态的功率开关器件来讲，都具有一定的固有开通和关断时间，对于确定的开关器件，固有开通和关断时间内输入的信号是不可控的，称为开关死区时间，它引起开关死区效应，简称为死区效应。在电压型PWM逆变电路中，为避免同一桥臂上的开关器件直通，必须插入死区时间，这势必导致输出电压的误差。该误差是谐波的重要来源，它不但增加了系统的损耗，甚至还可能造成系统失稳。 随着电力电子技术的发展,逆变器主电路、控制电路发生了较大变化,其性能不断改善,当然,保护电路也应随之作相应完善。逆变器保护电路主要包括过压保护、过载(过流) 保护、过热保护等几个方面。 本文仅就保护复位电路与死区控制电路与的实现进行了分析和研究。 2 保护电路设计 较之电工产品，电力电子器件承受过电压、过电流的能力要弱得多，极短时间的过电压和过电流就会导致器件永久性的损坏。因此电力电子电路中过电压和过电流的保护装置是必不可少的，有时还要采取多重的保护措施。 2.1 死区控制电路的结构设计 死区控制电路的电路拓扑结构如图所示，其主要功能是确保主电路中的开关管S 1、S 2 不能同时导通。死区电路的波形图如图1所示，从图中可以明显地看出开关管S 1和S 2 的驱 动信号没有使S 1与 S 2 同时导通的重叠部分，这就是两个主开关管之间存在所谓的“死区”。 而通过改变HEF4528芯片的输出信号脉宽，就可以调节驱动信号的脉宽。（具体的方式是 通过改变HEF4528芯片的外接RC电路的参数值实现的，如图2所示）如图3所示R t 、C t 的值与输出脉宽的关系在本文中，选择电位器P2的阻值为10kΩ,电容C237的容值为103pF，因此由图3可知，输出信号的脉宽大约为10μs 。 常用集成电路速查表 AN115?锁相环调频立体声解码电路1 AN260?FM中频放大及AM高、中频放大电路2 AN262?音频前置放大电路3 AN278?FM中频放大电路4 AN360?低噪声音频前置放大电路5 AN362/AN362L?锁相环调频立体声解码电路6 AN366/AN366P?FM/AM中频及AM高频放大电路8 AN426510 AN5265?音频功率放大电路10 AN5270?音频功率放大电路11 AN5274?音频功率放大电路12 AN5743?音频前置及功率放大电路13 AN5836〖KG1]双声道音频前置放大电路14 AN6210?录/放音双声道音频前置放大电路15 AN6612S?电机稳速控制电路16 AN6650?微型电机速度控制电路17 AN6875?LED电平显示驱动电路18 AN6884?LED电平显示驱动电路19 AN7060?音频前置放大电路20 AN7085N5?单片录/放音电路21 AN7105?双声道音频前置及0 3W×2功率放大电路22 AN7106K?双声道音频功率放大电路23 AN7108?单片立体声放音电路24 AN7110?1 2W音频功率放大电路26 AN7120?音频功率放大电路27 AN7147N〖KG1]5 8W×2音频功率放大电路28 AN7161N?20W音频功率放大电路29 AN7168?双声道音频功率放大电路30 AN7169〖KG1]5 8W音频功率放大电路31 AN7178?双声道音频功率放大电路32 AN7222?FM/AM中频放大电路33 AN7273?FM/AM中频放大电路34 AN7310?双声道音频前置放大电路35 AN7311?双声道音频前置放大电路36 AN7312?具有ALC的双声道音频前置放大电路37 AN7338K?CD唱机声音效果处理电路38 AN7420?锁相环调频立体声解码电路39 AN8389SE1?CD唱机主轴和进给电机、聚焦和跟踪线圈伺服驱动电路40 AN8802CE1V?CD唱机电机伺服驱动电路41 常用元件 一：气动元件 A:常用品牌：SMC（日本）、亚德客（中国台湾）、小金井（日本）、气立可（中国台湾） 其它品牌：CKD(日本)、MAC(美国)、金器（中国台湾）、长拓（中国台湾） B:类别：1、气源处理：空气过滤器、减压阀、油雾器、压力表、冷却器、干燥器等。 2、控制元件：速度控制阀、电磁阀、电气比例阀、精密减压阀、 3、执行元件：气缸、气动滑台、摆动气缸、气爪、气动马达、真空吸盘等 4、检测元件：压力开关、流量开关 5、其它：液压缓冲器、磁性开关、管接头、单向阀、真空发生器等 二：液压元件 A:常用品牌：力士乐（德国）、油研（日本）、北部精机（中国台湾）、大金液压（日本） 其它品牌：榆次液压（中国）、派克（美国）、Atos阿托斯（意大利）。 B:类别：动力元件：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵 执行元件：液压缸：活塞液压缸、柱塞液压缸、摆动液压缸、组合液压缸 液压马达：齿轮式液压马达、叶片液压马达、柱塞液压马达 控制元件：方向控制阀：单向阀、换向阀 压力控制阀：溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等 流量控制阀：节流阀、调速阀、分流阀 辅助元件：蓄能器、过滤器、冷却器、加热器、油管、管接头、邮箱、压力计、流量计等 三：常用传感器 A:常用品牌：基恩士（日本）、欧姆龙（日本） 其它品牌：松下（日本）、神视（日本）、西克（德国）、西门子（德国） B:类别：接近传感器：1.当检测体为金属材料时，应选用高频振荡型接近传感器，该类型接 近传感器对铁镍、A3 钢类检测体检测最灵敏。对铝、黄铜和不锈钢 类检测体，其检测灵敏度就低。 2.当检测体为非金属材料时，如；木材、纸张、塑料、玻璃和水等， 应选用电容型接近传感器。 3.金属体和非金属要进行远距离检测和控制时，应选用光电型接近传 感器或超声波型接近传感器。 4.对于检测体为金属时，若检测灵敏度要求不高时，可选用价格低廉 的磁性接近传感器或霍尔式接近传感器。 常用欧姆龙E2E-系列（检测磁性金属） 光电传感器：常用：透过型、回归反射型、扩散反射型 其它：聚焦光束反射性、小光束限定反射型、固定距离型、光泽识别型光纤传感器：光电传感器的一种，适用于狭小空间和高精度。 安全光栅：光电安全装置通过发射红外线，产生保护光幕，当光幕被遮挡时，装置发出遮光信号，控制具有潜在危险的机械设备停止工作，避免发生安全 事故。 空气压力传感器：把气体压力的变化转变为电信号。设定值用来抽吸确认、就位确 认、漏测试等。 DKBA 华为技术有限公司企业技术规范 DKBA1268-2003.08 代替DKBA3613-2001.11防护电路设计规范 2003-11-10发布2003-11-10实施 华为技术有限公司发布 目次 前言 (6) 1范围和简介 (7) 1.1范围 (7) 1.2简介 (7) 1.3关键词 (7) 2规范性引用文件 (7) 3术语和定义 (8) 4防雷电路中的元器件 (8) 4.1气体放电管 (8) 4.2压敏电阻 (9) 4.3电压钳位型瞬态抑制二极管（TVS） (10) 4.4电压开关型瞬态抑制二极管（TSS） (11) 4.5正温度系数热敏电阻(PTC） (11) 4.6保险管、熔断器、空气开关 (12) 4.7电感、电阻、导线 (13) 4.8变压器、光耦、继电器 (14) 5端口防护概述 (15) 5.1电源防雷器的安装 (16) 5.1.1串联式防雷器 (16) 5.1.2并联式防雷器 (16) 5.2信号防雷器的接地 (18) 5.3天馈防雷器的接地 (19) 5.4防雷器正确安装的例子 (19) 6电源口防雷电路设计 (20) 6.1交流电源口防雷电路设计 (20) 6.1.1交流电源口防雷电路 (20) 6.1.2交流电源口防雷电路变型 (22) 6.2直流电源口防雷电路设计 (23) 6.2.1直流电源口防雷电路 (23) 6.2.2直流电源口防雷电路变型 (24) 7信号口防雷电路设计 (25) 7.1E1口防雷电路 (26) 7.1.1室外走线E1口防雷电路 (26) 7.1.2室内走线E1口防雷电路 (27) 7.2网口防雷电路 (31) 7.2.1室外走线网口防雷电路 (31) 7.2.2室内走线网口防雷电路 (32) 7.3E3/T3口防雷电路 (36) 7.4串行通信口防雷电路 (36) 7.4.1RS232口防雷电路 (36) 7.4.2RS422&RS485口防雷电路 (37) 7.4.3V.35接口防雷电路 (39) 7.5用户口防雷电路 (39) 学习单元4习题 常用电器元件认识和选用 一、填空题： 1、当接触器线圈得电时，使接触器触点闭合、触点断开。 2、在机床电气控制线路中，起动按钮其按钮帽是色，按钮触点是常的。 3、空气阻尼式时间继电器主要由、、和等三部分组成。 4、在机床电气控制原理图中，KA表示，SB表示、SQ表示。 5、当接触器线圈断电时，使接触器触点闭合、触点断开。 6、电器元件触点的故障主要有、、。 7、在机床电气控制原理图中， KT表示，SB表示、SQ表示。 8、熔断器熔体允许长期通过 1.2倍的额定电流，当通过的＿＿越大，熔体熔断的越短。 9、热继电器是对电动机进行保护的电器；熔断器是进行保护的电器。 10、安装刀开关时，电源进线应接在，用电设备应接在。 11、三相笼型异步电动机常用的电气制动方式有和 12、在机床电气控制原理图中， KM表示，KA表示， QS表示。 13、当接触器线圈得电时，使接触器常开触点、常闭触点。 14、在机床电气控制线路中，停止按钮是色，按钮触点是常的。 15、在机床电气控制原理图中， KM表示， KT表示，QS表示。 16、在接触器控制线路中，依靠自身的_______保持线圈通电的环节叫_______；串入对方控制线路的_______叫互锁触点 17、在机床电气控制原理图中， TC表示， KS表示，QS表示。 18、三相笼型异步电动机的反接制动控制电路中，常利用进行自动控制。 19、常用的熔断器有三种：、、和。 20当接触器线圈断电时，使接触器常开触点、常闭触点。 21、在机床电气控制原理图中， KT表示， KS表示，QS表示。 22、熔断器熔体允许长期通过倍的额定电流，当通过的电流越大，熔体熔断的越短。 23、通电延时型时间继电器，当线圈通电时，延时触点动作，瞬动触点动作。 24、熔断器熔体允许长期通过倍的额定电流，当通过的越大，熔体熔 IC 集成电路电子元器件的选型规律说到元器件选型，大家头脑中是不是蹦出一大堆“？？？”如果是，你就out啦！在这个人人都可以成为创客的时代，各种元器件早已进入我们的生活，甚至进入幼儿园了呢！还不懂元器件的小白，Mark下来好好学习下面的内容！ 元器件选型原则 普遍性原则：所选的元器件要是被广泛使用验证过的，尽量少使用冷门、偏门芯片，减少开发风险。 高性价比原则：在功能、性能、使用率都相近的情况下，尽量选择价格比较好的元器件，降低成本。 采购方便原则：尽量选择容易买到、供货周期短的元器件。 持续发展原则：尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件。 可替代原则：尽量选择pin to pin兼容芯片品牌比较多的元器件。 向上兼容原则：尽量选择以前老产品用过的元器件。 资源节约原则：尽量用上元器件的全部功能和管脚。 处理器选型要求 要选好一款处理器，要考虑的因素很多，不单单是纯粹的硬件接口，还需要考虑相关的操作系统、配套的开发工具、仿真器，以及工程师微处理器的经验和软件支持情况等。 1、应用领域 一个产品的功能、性能一旦定制下来，其所在的应用领域也随之确定。目前，比较常见的应用领域分类有航天航空、通信、计算机、工业控制、医疗系统、消费电子、汽车电子等。 2、自带资源 经常会看到或听到这样的问题：主频是多少?有无内置的以太网MAC?有多少个I／O口?自带哪些接口?支持在线仿真吗?是否支持OS，能支持哪些OS?是否有外部存储接口? 以上都涉及芯片资源的问题，微处理器自带什么样的资源是选型的一个重要考虑因素。芯片自带资源越接近产品的需求，产品开发相对就越简单。 3、可扩展资源 硬件平台要支持OS、RAM和ROM，对资源的要求就比较高。 保护电路设计方法- 过电压保护 2.过电压 保护 ⑴过电 压的产生 及抑制方 法 ①过电压产生的原因 对于IGBT开关速度较高，IGBT关断时及FWD逆向恢复时，产生很高的di/dt，由于模块周围的接线的电感，就产生了L di/dt电压（关断浪涌电压）。 这里，以IGBT关断时的电压波形为例，介绍产生原因和抑制方法，以具体电路（均适用IGBT/FWD）为例加以说明。 为了能观测关断浪涌电压的简单电路的图6中，以斩波电路为例，在图7中示出了IGBT关断时的动作波形。 关断浪涌电压，因IGBT关断时，主电路电流急剧变化，在主电路分布电感上，就会产生较高的电压。关断浪涌电压的峰值可用下式求出： V CESP=E d＋(-L dI c/dt) 式中dl c/dt为关断时的集电极电流变化率的最大值；V CESP为超过IGBT的C-E间耐压(V CES)以至损坏时的电压值。 ②过电压抑制方法 作为过电压产生主要因素的关断浪涌电压的抑制方法有如下几种： 1.在IGBT中装有保护电路（=缓冲电路）可吸浪涌电压。缓冲电路的电容，采用薄膜电容，并靠近IGBT 配置，可使高频浪涌电压旁路。 2.调整IGBT的驱动电路的V CE或R C，使di/dt最小。 3.尽量将电件电容靠近IGBT安装，以减小分布电感，采用低阻抗型的电容效果更佳。 4.为降低主电路及缓冲电路的分布电感，接线越短越粗越好，用铜片作接线效果更佳。 ⑵缓冲电路的种类和特 缓冲电路中有全部器件紧凑安装的单独缓冲电路与直流母线间整块安装缓冲电路二类。 ①个别缓冲电路 为个别缓冲电路的代表例子，可有如下的缓冲电路 1.RC缓冲电路 2.充放电形RCD缓冲电路 3.放电阻止形RCD缓冲电路 表3中列出了每个缓冲电路的接线图。特点及主要用途。 表3 单块缓冲电路的接线圈特点及主电用途 硬件电路板设计规范 制定此《规范》的目的和出发点是为了培养硬件开发人员严谨、务实的工作作风和严肃、认真的工作态度，增强硬件开发人员的责任感和使命感，提高工作效率和开发成功率，保证产品质量。 1、深入理解设计需求，从需求中整理出电路功能模块和性能指标要求； 2、根据功能和性能需求制定总体设计方案，对CPU等主芯片进行选型，CPU 选型有以下几点要求： 1）容易采购，性价比高； 2）容易开发：体现在硬件调试工具种类多，参考设计多，软件资源丰富，成功案例多； 3）可扩展性好； 3、针对已经选定的CPU芯片，选择一个与我们需求比较接近的成功参考设计。 一般CPU生产商或他们的合作方都会对每款CPU芯片做若干开发板进行验证，厂家最后公开给用户的参考设计图虽说不是产品级的东西，也应该是经过严格验证的，否则也会影响到他们的芯片推广应用，纵然参考设计的外围电路有可推敲的地方，CPU本身的管脚连接使用方法也绝对是值得我们信赖的，当然如果万一出现多个参考设计某些管脚连接方式不同，可以细读CPU芯片手册和勘误表，或者找厂商确认；另外在设计之前，最好我们能外借或者购买一块选定的参考板进 行软件验证，如果没问题那么硬件参考设计也是可以信赖的；但要注意一点，现在很多CPU都有若干种启动模式，我们要选一种最适合的启动模式，或者做成兼容设计； 4、根据需求对外设功能模块进行元器件选型，元器件选型应该遵守以下原则： 1）普遍性原则：所选的元器件要被广泛使用验证过的尽量少使用冷、偏芯片，减少风险； 2）高性价比原则：在功能、性能、使用率都相近的情况下，尽量选择价格比较好的元器件，减少成本； 3）采购方便原则：尽量选择容易买到，供货周期短的元器件； 4）持续发展原则：尽量选择在可预见的时间内不会停产的元器件； 5）可替代原则：尽量选择pin to pin兼容种类比较多的元器件； 6）向上兼容原则：尽量选择以前老产品用过的元器件； 7）资源节约原则：尽量用上元器件的全部功能和管脚； 5、对选定的CPU参考设计原理图外围电路进行修改，修改时对于每个功能模块都要找至少3个相同外围芯片的成功参考设计，如果找到的参考设计连接方法都是完全一样的，那么基本可以放心参照设计，但即使只有一个参考设计与其他的不一样，也不能简单地少数服从多数，而是要细读芯片数据手册，深入理解那些管脚含义，多方讨论，联系芯片厂技术支持，最终确定科学、正确的连接方式，如果仍有疑义，可以做兼容设计；当然，如果所采用的成功参考设计已经是 数字电子技术基础 课程设计报告 设计题目：电冰箱保护电路的设计 姓名：刘赢/ 黄光超 学号：3152052052439/3152052052431 班级：电信15-4班 指导教师：刘亚荣 桂林理工大学信息科学与工程学院 2016 年12 月 电冰箱保护器 一、设计任务与要求： (1)设计电冰箱保护器，具有过、欠压保护，上电延时等功能。 (2)电压在180-250V 范围内，正常供电时绿灯亮。 (3) 过压保护：当电压高于250V 时，自动切断电源，红灯亮。 (4) 欠压保护：当电压低于180V 时，自动切断电源，红灯亮。 (5)延时保护：在上电、欠压、过压保护切断电源时，延时3-5分钟才可接通电源。 二、方案设计与论证 原理框图如图1所示。 1 图1 原理框图 方框图说明：输入220伏交流市电，经过变压器的降压后输入进整流滤波电路中，经过整流滤波后的交流电变为脉动的直流电，然后该直流电输入进检测电路，通过与窗口比较器的参考电压进行比较后由控制执行电路判别是否切断电路。 三、单元电路设计与参数计算 1、电源电路 根据对工作原理的分析,可以确定电路设计如图2所示。 图2电源电路 电源电路原理：市电在经过变压器的降压后依次进行整流滤波，输出直流电，然后输入到下一级的比较器中。整流滤波电路各阶段具体波形如图3所示。 图3 整流滤波电路各阶段的波形图 2、电压检测电路 根据对电路原理的分析可以确定检测电路的设计如图4所示。 V11V13 图4电压检测电路 电压检测电路原理：220伏的市电经过降压、整流、滤波后输入窗口比较器，当输入电压高于U RH时，U1输出低电平，U2输出高电平;当输入电压低于U RL时，U2输出高电平，U1输出低电平;当输入电压介于U RH和U RL之间时,U1和U2均输出高电平。 变压器原边与副边线圈匝数比为50。 1.临界状态当市电电压为250V时，经过降压整流滤波后的输出电压值U01=250/25× 1.4=7 V 2.临界状态当市电电压为190V时，经过降压整流滤波后的输出电压值U01=190/50×1.4=5.32V。 3.当市电为过压状态时，设输入电压为255V，经过降压整流滤波后的输出电压值U01=255/50×1.4=7.14V。 4.当市电为欠压状态时，设输入电压为175V，经过降压整流滤波后的输出电压值U01=185/50×1.4= 5.18V。 终上，U RH的取值可以为7V，U RL的取值可以为5.04V。 四、总电路图与元器件清单 一种简单有效的限流保护电路设计 过流保护电路是电源产品中不可缺少的一个组成部分，根据其控制方法大致可以分为关断方式和限流方式。限流方式由于其具有电流下垂特性，故障解除后能自动恢复工作，因此，得到比较广泛的应用。限流保护电路首先要有一个电流取样环节，目前，一般的做法是串联一个小电阻或者是用霍尔元件来获得电流信号。当取样电流比较小的时候，这两种取样方法都是可取的。但当取样电流比较大时，电阻取样会有较大的损耗，降低了变换器的效率，而霍尔元件取样其体积比较大，且价格昂贵，对整个电源的成本也是个问题。 基于以上考虑，本文提出一种简单有效的限流保护电路，克服了以上两种方式取样大电流时的缺点。它适用于正激、反激等各种变换器，而且成本也比较低。 1 限流保护电路工作原理 图1中虚线框外的电路是普通的峰值电流方式的PWM控制电路，利用电流互感器取样峰值电流。图中所示的PWM芯片是ST公司生产的L5991。虚线框内是本文所提出的限流保护电路。它利用峰值电流控制中的电流信号作为输入信号，通过一个由D1，R1，C1组成的峰值保持电路和由运放组成的PI环节得到一个误差信号，在变换器的输出电流超过限定值的时候，该误差信号就会控制PWM芯片的占空比，从而使输出电流保持在限定值。由于D2存在，当输出电流低于限流值时，该部分电路对占空比的控制不起作用。 图1 限流保护电路 下面以正激变换器为例，阐述限流保护电路的工作原理。 正激变换器如图2所示。设图1中A点电压为va，B点电压为vb，C点电压为vc，图2中流过开关管的电流为is，电感电流为iL，输出电流为io。电流取样变压器原边电流，即流过开关管的电流is。并作以下假定： 电路设计的基本原理和方法 本人经过整理得出如下的电路设计方法，希望对广大电子爱好者及热衷于硬件研发的朋友有所帮助。 电子电路的设计方法 设计一个电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务，根据任务进行方案选择，然后对方案中的各个部分进行单元的设计，参数计算和器件选择，最后将各个部分连接在一起，画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。 一．明确系统的设计任务要求 对系统的设计任务进行具体分析，充分了解系统的性能，指标，内容及要求，以明确系统应完成的任务。 二．方案选择 这一步的工作要求是把系统要完成的任务分配给若干个单元电路，并画出一个能表示各单元功能的整机原理框图。 方案选择的重要任务是根据掌握的知识和资料，针对系统提出的任务，要求和条件，完成系统的功能设计。在这个过程中要敢于探索，勇于创新，力争做到设计方案合理，可靠，经济，功能齐全，技术先进。并且对方案要不断进行可行性和有缺点的分析，最后设计出一个完整框图。框图必须正确反映应完成的任务和各组成部分的功能，清楚表示系统的基本组成和相互关系。 三．单元电路的设计，参数计算和期间选择 根据系统的指标和功能框图，明确各部分任务，进行各单元电路的设计，参数计算和器件选择。 1．单元电路设计 单元电路是整机的一部分，只有把各单元电路设计好才能提高整机设计水平。 每个单元电路设计前都需明确各单元电路的任务，详细拟定出单元电路的性能指标，与前后级之间的关系，分析电路的组成形式。具体设计时，可以模仿传输的先进的电路，也可以进行创新或改进，但都必须保证性能要求。而且，不仅单元电路本身要设计合理，各单元电路间也要互相配合，注意各部分的输入信号，输出信号和控制信号的关系。 2．参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求，就需要用电子技术知识对参数进行计算。例如，放大电路中各电阻值，放大倍数的计算；振荡器中电阻，电容，振荡频率等参数的计算。只有很好的理解电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数才能满足设计要求。 参数计算时，同一个电路可能有几组数据，注意选择一组能完成电路设计要求的功能，在实践中能真正可行的参数。 计算电路参数时应注意下列问题： （1）元器件的工作电流，电压，频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求； （2）元器件的极限参数必须留有足够充裕量，一般应大于额定值的1．5倍； （3）电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 3．器件选择 （1）元件的选择 阻容电阻和电容种类很多，正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同，有解电路对电容的漏电要求很严，还有些电路对电阻，电容的性能和容量要求很高。例如滤波电路中常用大容量（100ｕF～3000uF）铝电解电容，为滤掉高频通常过流保护电路设计
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