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電路設計案例范文1
關鍵詞:電力企業 安全記錄 功能 設計
本安全記錄牌采用元件穩定、可靠,先進的集成電子。控制芯片采用AT公司生產的8位單片機AT89C51,顯示芯片由力源電子開發的帶串行接口和位閃功能的8位數碼管顯示芯片PS7219A功能相當強大,使用簡單,穩定性能好。時鐘芯片采用自帶電池的實時時鐘芯片DS12887,計時相當準確,并行接口,讀寫速度快,使用方便且有128個掉電記憶的存儲單元。數碼管使用1.8英寸的三芯數碼管,壽命長,亮度足夠。本產品具有功能全面,使用元件少,集成度高、運行穩定、掉電記憶、調節簡單,可以隨意增加或減少顯示數目,以適應考核單位數目的變化。
一、電路圖分析。
1.圖1是本產品的控制核心,安全記錄牌的讀時、送顯、秒點顯示、調整、自動計算等功能由它來實現,最多可驅動72個數碼管,除去年月日外還可以考核16個單位(以運行1萬天內,同時本功能由程序設定,附加的程序適應于少于上述數目的顯示)。本產品利用單片機輸出輸入口多的特點,為加快顯示速度和減少送顯程序的復雜性,采用對PS7219A的接口中裝載信號由各自單獨的引腳(P1.0和P2口)控制減少程序運轉時間,而時間和數據線公用。這是一個大膽的嘗試并獲得了成功。同時本產品連接采用排線插座連接,使各塊顯示板出現異常時分析非常方便,安裝簡單。電源采用現成的開關電源輸出的+5V電源。單片機使用6.0MHZ晶振。復位可引用PS7219A輸出的復位信號。
2.圖4是顯示板。本產品的顯示板是高度集成,把所有元件集成的一塊板中,(圖中沒有畫出顯示大數碼管的驅動功率放大電路,其實加一個正驅動放大電路即可)顯示芯片具有亮度調節及位閃功能,帶有自復位信號并能提供給各單片機和其它需要復位信號的芯片作復位信號用,使用三線串行接口,可靠穩定。這個顯示板的電路是通用的如果按設計的最多顯示數目計算,需要9塊功能相同顯示板。
3.圖2、圖3為調整用按鈕和秒點顯示。其中秒點顯示也要加一個正驅動三極管,因篇幅問題省去。按鍵功能如下:K1為進入安全天數調整程序/分鐘加1?。籏2為進入下組安全天數調整/時鐘加1鍵;K3為安全天數個位加1/星期加1鍵;K4為安全天數十位加1/日期加1鍵;K5為安全天數百位加1/月份加1鍵;K6為安全天數千位加1/進入時間調整程序鍵;由于年的調整一般用不到,沒有提供調整按鈕而由程序初始化時寫入。
電路設計案例范文2
【關鍵詞】送電線路;220 kV;設計; 施工
1 220 kV送電線路的設計簡述
如何選擇送電線路的路徑,應綜合考慮施工、運行、交通條件和線路長度等條件因素,還要對方案進行比較,徹底做到安全可靠、經濟合理。選擇路徑時應盡量避開重冰區、不良地質地帶、原始森林區以及嚴重影響安全運行的其他地區,并應考慮與鄰近設施如電臺、機場、弱電線路等的相互影響。大型發電廠和樞紐變電所的進出線,應根據廠、所總體布置統一規劃。對規劃中的兩回路或多回路線路,在路徑狹窄地段宜采用同桿塔架設。
1.1 針對桿塔設計
桿塔設計方面, 所采用的方案應該是依靠理論作為基本而衍生出來的極限設計, 結構的極限性條件指的就是在結構或者是構造方面所采用的各種各樣的類型超負荷載重組合作用方式或者是各樣的變形以及在各種裂縫的一定范圍環境之下, 還能繼續保持送點線路的安全運行的臨界狀態。與此同時還要保證桿塔的防雷性能高, 在超過40m的桿塔上, 每增加10m都要在桿塔上加一片絕緣子, 在高度超過100m的桿塔上, 絕緣子的片數要根據實際經驗來進行統計確定。在由于桿塔過高而增加絕緣子片數的時候, 雷電過電壓時流過的最小縫隙也要相應地增大。
送電線路防雷方面的設計上, 要根據線路的電壓、負荷作用以及系統運行的方式, 結合當地已有線路的運行情況以及地區雷電程度的強弱性、地貌特點等情況, 在計算抗雷的水平, 通過技術等方面的比較確立后, 再確定最為合理的防雷方式。為了使桿塔在規劃方面更加經濟合理, 要對桿塔的規劃進行研究分析和探討, 爭取做出最為合理的方案。針對這一專題, 要專門收集多個縣市的再輸送電線路工程中的實際數據材料, 整理出幾個典型的、有代表意義的工程, 對這些工程進行沒有約束性的牌位合計, 從而得到較為合理、適用的數據資料, 并利用上述資料對桿塔進行設計, 爭取做到設計的合理性、科學性、合理性。
1.2 針對導線設計
送電線路的導線截面, 除了要根據電流的密度來檢測以外, 還要根據電暈以及無線電的干擾來進行檢測驗證。如果是大跨越類型的導線截面, 應該按照載入流量的多少進行選擇, 通過比較來進行驗證確定。如果在海拔不超過1000 m的地區, 可采用鋼芯鋁雙絞線材質, 如果導線的外直徑大于9.6mm的時候, 可以不去計算電暈。
驗算導線允許載流量時,導線的允許溫度:鋼芯鋁絞線和鋼芯鋁合金絞線可采用+70℃(大跨越可采用+90℃);鋼芯鋁包鋼絞線(包括鋁包鋼絞線)可采用+80℃(大跨越可采用+100℃),或經試驗決定;鍍鋅鋼絞線可采用+125℃。環境氣溫應采用最高氣溫月的最高平均氣溫;風速應采用0.5m/s(大跨越采用0.6m/s);太陽輻射功率密度應采用0.1W/cm2。
導線和地線(以下簡稱導、地線)的設計安全系數不應小于2.5。地線的設計安全系數,宜大于導線的設計安全系數。架設在滑輪上的導、地線,還應計算懸掛點局部彎曲引起的附加張力。在稀有風速或稀有覆冰氣象條件時,弧垂最低點的最大張力,不應超過拉斷力的60%。懸掛點的最大張力,不應超過拉斷力的66%。地線應滿足電氣和機械使用條件要求,可選用鍍鋅鋼絞線或復合型絞線。驗算短路熱穩定時,地線的允許溫度:鋼芯鋁絞線和鋼芯鋁合金絞線可采用+200℃;鋼芯鋁包鋼絞線(包括鋁包鋼絞線)可采用+300℃;鍍鋅鋼絞線可采用+400℃。計算時間和相應的短路電流值應根據系統情況決定。
2 220 kV的線路施工情況
送電線路在施工方面一般都有流動性以及多樣性, 送電線路的工程項目具有點多、面廣、線長的特點, 在施工過程中,點多通常指的都是作業點頗多, 而面廣則是指涉及的范圍面積比較廣泛, 線長是指線路的長度。項目的流動性主要就是指項目的移動范圍廣泛, 工具也移動范圍大, 分散情況較為嚴重。在全國電網這個大范圍環境之下, 施工使用的器械以及人員等具有很大的流動性; 工程的復雜性主要表現為露天條件下, 天氣惡劣、地理位置環境不好、道路交通復雜等等。
送電線路搭建這個項目在當前的建筑行業還是屬于高風險、高強度的工程作業, 因此, 做好施工的安全防范措施, 較好地組織規劃是很有必要的。
(1)放置導線、地線的時候應該做好事先的檢查工作, 對施工所用的各種設備做好檢查。例如地錨、夾具、鋼繩等的施工用品。
(2)如果發現了導線以及地線和線盤支架下滑的現象, 第一就是要注意人員安全, 重點注意控制導線以及地線的工作人員的安全, 做好提前撤離的準備, 按順序離開。
(3)在放置導線、地線的時候要注意看導線、地線是否有磨損、破壞的現象, 如果有, 要根據破壞程度進行相應的維護, 比如纏繞、截斷、補充維修等的處理。
3 送電線路的安全問題
220KV送變電施工項目根據地形、工程具有復雜性與多樣性,施工中具有點多、線長、面寬的特點。點多是因為工程施工的作業點繁瑣、作業點多;線長指線路長度長,面寬指涉及面寬,有新建、擴建、改建及搶建等項目;施工具有流動性,國家電力網點遍及全國各地,施工項目也遍及全國各地,因為施工高度流動、高度分散,施工管理難度大、協調性差,施工人員、工具和設備頻繁地在各個施工項目之間流動;施工具有復雜性,因為是施工的室外工作,天氣變化對施工影響很大,露天野外作業條件差、地質和水文條件變化、地理條件惡劣、交叉跨越復雜等
另外,隨著送電線路電壓的伏度越來越大, 桿塔的建立也越來越高, 施工難度日益增加, 安全問題也更加突出了。在搭建桿塔的過程中經常會發生施工人員高空墜落傷亡的事故。在搭建桿塔的過程中一定要做好安全防護措施, 要在施工建設之
前對危險源點進行分析研究, 以防造成對施工危險辨別不足,施工過程監控不到位。桿塔的主要組成方法有兩種: 一種是整體施工吊起; 還有一種就是分片吊起。桿塔的建立工作, 不管采用哪種方法, 重點還是安全問題, 按照規定辦事, 才能提升桿塔建立工作的安全系數。
綜上所述送變電施工項目在建筑業內屬于高強度、高風險作業,因此在施工全過程加強施工組織是保證安全有效施工的前提條件。
(1)現場檢查,做好準備工作,檢查制動裝置、地錨、夾具、鋼繩、卷揚機等器械的安全性;準備就緒確認后再施放電纜。(2)密切監督施工關節點,在施放電纜時要密切注意電纜盤支架及電纜下滑的控制,發現有失控的前兆就立即停止;(3)確保人身安全,如果發生電纜失控下滑時,必須注意電纜的控制人員,提前撤離,杜絕生命危險;(4)防止漏電,做好檢查。在施放電纜時應該注意到電纜的外皮不被劃破,如果有劃破應該在電纜的外層鋼絲上刷防銹漆,進行防腐蝕并用絕緣帶包扎處理。
4 結語
文章從220kV送變電施工項目送電線路設計、絕緣配合、防雷和接地以及送電線路施工安全,結合送變電施工項目的特點,構建了一整套的送變電施工項目安全管理體系。
參考文獻:
電路設計案例范文3
預防和處理
為保證本單位生產順利進行,預防機電設備突發故障影響日常工作,將事故造成的損失降至最低,本著思想重視、制度嚴明的目的,結合本單位實際情況,特制定如下應急預案:
1、應急措施版權所有
(1)各站任何人發現機電設備突發故障,應立即報告本站站長。
(2)接報告后,各站站長負責調派本站電工、車輛應急。
(3)本站電工有正當理由無法立即趕赴現場時,該站長應向其他站長提出援助,無法達到要求時,可向工程股提出協調要求。
(4)本站車輛有正當理由無法立即趕赴現場時,該站長應向所部調度人員請求調車,無法達到要求時,可向辦公室提出協調要求。
(5)辦公室、工程股無法協調各自的工作時,應立即報告所長。
(6)供電設備的檢查維修。任何機電設備都離不開電,所以專職電工必須保證供電電源的可靠性。我單位供電為單電源供電,市電停電,就必須盡快發動柴油發電機。日常工作中,專職電工必須保證按規定維修保養及保持機油、柴油、水等的充足供應。
(7)變壓器的檢查維修。變壓器在運行中,專職電工要定期進行檢查,通過儀表、保護裝置及各種指示信號等設備了解變壓器的運行狀況。日常工作中,專職電工應注意檢查變壓器的如下項目:油枕內和充油套管內油面的高度(油面的高度應在油表刻度1/4~3/4以內),封閉處有無滲油現象。通過溫度計檢查變壓器上層油溫,一般不應超過85~90℃。變壓器的聲響是否正常。絕緣套管有無破損、裂紋等。冷卻裝置運行情況。檢查一、二次母線是否過緊過松,接頭接觸是否良好、不過熱。呼吸器是否暢通,硅膠吸潮是否已飽和。瓦斯繼電器有無動作。變壓器是否良好。
2、責任分析
(1)報告不及時,屬當班班長的責任。
(2)接報告后,各站站長未及時調派本站電工、車輛應急,屬站長的責任。
(3)接站長通知后,各站電工、駕駛員無正當理由未立即趕赴現場,屬該電工、駕駛員的責任。
(4)站長發出調車要求后,所部調度人員未及時調車或無法調車時又未及時上報,屬所部調度人員的責任。
(5)辦公室主任、工程股股長未能妥善協調好各自的工作,又未立即報告所長,屬辦公室主任、工程股股長的責任。
(6)平時未按規定對供電設備、變壓器等進行維修保養,未保證機油、柴油、水等的充足供應,致使機電設備不能正常運轉,電工負主要責任,工程股股長負領導責任。
7)平時未按規定維修保養,致使車輛不能及時救急,駕駛員負主要責任,辦公室主任負領導責任。
(8)站長、辦公室主任、工程股股長的手機無故關機,致使突發事件不能順利解決,均要追究各自的責任。版權所有
(9)電工、駕駛員的傳呼機無故關機或未及時回機,致使突發事件不能順利解決,均要追究各自的責任。
3、事后總結
(1)小型事件發生的次日,各站、辦公室、工程股應將事件基本事實情況、結果及涉及本部門的責任人的處理意見報告所長。
電路設計案例范文4
關鍵詞:動車組;電路;過載;短路;安全保護
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.157
中國的高鐵運營里程截至到2015年底,已經達到1.9萬公里,居世界第一,每天有大量的動車組運行在祖國各地,如何保障列車安全運行就成為設計者必須優先考慮的設計原則。本文詳細論述了CRH1型動車組針對不同負載采取的多種安全保護措施。
1 用斷路器做短路及過載保護
對于大多數的負載,CRH1動車組使用斷路器做短路及過載保護,根據電壓、負載電流、最大短路電流及負載特性,并結合斷路器級聯原則選擇不同型號的斷路器。為了能夠選擇合適的斷路器在系統發生故障時起到保護作用,首先我們制定了嚴格的斷路器選型原則:
(1)斷路器的額定電壓≥線路的工作電壓;
(2)斷路器的額定電流≥線路的負載電流;
(3)斷路器的最大分斷電流≥線路中可能出現的最大短路電流。
根據CRH1型動車組車輛負載的不同,我們分別選擇了C特性(阻性負載和較低沖擊電流的感性負載)、K特性(電動機系統和變壓器系統)和Z特性(敏感型負載進行保護或對阻性負載)的斷路器,同時大部分的負載采用多個斷路器級聯保護,并且確保下級斷路器動作要快于上級斷路器動作。
2 針對不同系統特性采用組合保護方式
2.1 直流供電
車輛直流供電由5組蓄電池和5個充電機提供,將DC110V電源提供到車輛總線。
(1)蓄電池:由熔斷器提供短路保護;
(2)充電機:由軟件檢測電流,及時關斷換流元件提供短路保護;
DC110V電源從車輛總線分配到車輛負載,每路負載均通過斷路器進行保護,為防止故障擴大,在蓄電池總線上各單元組之間加熔斷器進行保護。
2.2 交流供電
AC400V電源由輔助變流器ACM提供,5個ACM將AC400V提供到車輛總線,車輛負載電源由車輛總線提供,每路負載均通過斷路器進行保護。
3 安全的接地方式
CRH1動車組不但有嚴格的短路及過載保護方式,而且有安全的接地方式,保證系統故障時,不發生人身事故及火災事故。
3.1 DC110V系統接地
CRH1型車DC110V接地采用IT接地系統,全列車DC110V負線在T2車通過1.2K電阻接地,防止供電系統發生接地故障時電流過大引起火災。
3.2 AC400V系統接地
CRH1型車AC400V接地采用TT轉IT型接地系統,全列車N線在T2車接地。當接地電流較小時,接地電流通過斷路器直接接地,此時為TT型;當接地電流大到斷路器脫扣后,接地電流通過10K歐電阻接地,接地系統改為IT型,以便于限制接地電流,防止電流過大引起火災事故,如圖2所示。
4 電機運轉類設備保護
電機之類的運轉設備由于自身特性,在設計安全保護時,需要特別注意。下面分別以幾種典型電機運轉類設備保護方式進行描述。
4.1 變壓器冷卻風機
變壓器冷卻風機由車輛總線供電,冷卻風機供電保護方式:
(1)從車輛總線到車下分線箱,電纜由輔助變流器(ACM)進行保護;
(2)從車下分線箱到變壓器控制箱,電纜由斷路器S203C16進行保護;
(3)從變壓器控制箱到設備,電纜由電機起動器進行保護。
4.2 油泵、主壓縮機、牽引風機和空調風機
油泵、壓縮機和風機等運轉類設備保護均采用電機起動器做保護,電機起動器具有以下保護功能:
(1)過載保護;(2)短路保護;(3)缺相保護。
5 非運轉類設備的安全保護設計方案
5.1 車內電加熱器
車內電加熱器在空調控制柜內設有過流保護的繼電器,在電加熱器內部還設有超溫保護探頭,可以在加熱器溫度過高的情況下及時斷開電源,保證設備的安全。
5.2 車內電開水爐
車內電開水爐自身帶有的斷路器提供一級保護,在交流配電柜中設有斷路器提供二級保護。
5.3 水系統伴熱線
通過帶剩余電流保護功能的斷路器,為水系統的伴熱線的絕緣故障提供保護。
5.4 插座
通過帶剩余電流保護功能的斷路器,為車內插座電源線及負載的絕緣故障提供保護。
5.5 廚房設備
所有廚房設備,包括咖啡機、收銀機、吧臺插座等負載供電均由廚房電控柜統一控制。廚房電控柜集中放置系統所用斷路器及其他電氣元件,控制各個設備的供電,并有系統狀態指示。
6 負載安全邏輯連鎖策略
CRH1動車組不但采用了先進的保護方式,而且設計了優秀的設備安全邏輯連鎖以提供指示、報警和切除故障等功能。
6.1 普通負載安全邏輯連鎖策略
直流、交流電氣柜內分別設有保護器指示回路。當某處保護器脫扣,將向列車通信與管理系統(TCMS)發送故障信號。列車智能顯示單元(IDU)將顯示B類故障報警及故障所在位置。其中由漏電保護器提供保護的回路單獨進行故障報警。
6.2 電機運轉類負載設備邏輯連鎖策略
6.2.1 高低速控制的電機運轉類負載設備
電機運轉類負載中可高低速控制的設備主要有逆變器、牽引電機、變壓器等冷卻風機。電機運轉類負載均設有單獨的檢測回路。當電機保護器脫扣,或接觸器故障時,結合設備起動命令狀態,列車通信與管理系統(TCMS) 可以判斷其工作狀態,列車智能顯示單元(IDU)可顯示故障報警及故障位置。TCMS根據故障狀況可做出相應的處理。如高速回路故障,則切換到低速,反之切換到高速。同時故障則封鎖該設備。以變壓器冷卻風機示例如圖4所示。
6.2.2 其他電機運轉類負載
電機運轉類負載中還有變壓器油泵和逆變器水泵等,這些電機運轉類負載均設有單獨的檢測回路。當電機保護器脫扣,或接觸器故障時,結合設備起動命令狀態,列車通信與管理系統(TCMS) 可以判斷其工作狀態,列車智能顯示單元(IDU)可顯示故障報警及故障位置。
7 供電回路中電線電纜的安全保護
7.1 電線電纜的選擇
電線電纜的絕緣和護套選用低煙無鹵阻燃材料,例如70mm2單芯電纜選用FLAMEX Z EN 50264-3-1 600V,低煙無鹵電纜在火災時能有效限制火的傳播和煙氣的釋放,避免對人員造成危險。電線電纜的類別依據各電氣系統的電壓等級和工作環境條件進行選擇,確保電線電纜不會被擊穿。如400V系統選用600V耐低溫耐油電纜,1000V系統選用1800V電纜。電線電纜的截面積是根據預期的工作條件(如電流、電壓降、環境溫度、敷設方式等), 經過計算而確定的,已充分考慮了負載短路和短時過載。例如:車下U11.K2 交流電氣柜與車上P3.K3交流電氣柜之間的AC400V電纜:
額定電流計算:Inom=220/(0.94x0.71)=330A。
電纜選擇:截面積為95mm?的電纜。
校驗計算:95mm2載流量是360A,短路電流(200℃)是11590A持續5S, 上述的選擇是能夠保證線路安全工作的。
7.2 電線電纜分組敷設
電線電纜在敷設時被分為A、B、C1、C2、D、E、F等幾個EMC等級,分別安裝在動力線槽和信號線槽的獨立金屬隔板內中,動力線槽中的電纜采用分層并排鋪設,每層與每排電纜之間都有一定距離,便于散熱,以防止熱量聚集造成的安全隱患。
7.3 電線電纜連接的散熱考慮
對于不同的電器件和連接器,選用適合的端子和壓接針,以保證連接的可靠性,防止因接觸不良發熱造成安全隱患。例如:選用筒形端子,O型端子等。
電路設計案例范文5
關鍵詞:高職院校;LED驅動電路設計;課程教學改革隨著LED的發展及其應用引起了廣泛的關注,高職院校光電子技術等專業陸續將LED相關課程納入專業課程的學習領域。作為LED系列課程的基礎核心課程《LED驅動電路設計》,其課程教學改革與實踐的探究對該課程的建立與實施發揮了極其重要的作用。本文將結合高職學生特點,對《LED驅動電路設計》課程教學改革與實踐進行探究,從而為高職院校開設類似專業課程的課程開發及實施提供一定的理論基礎。
一、學習領域設計
《LED驅動電路設計》是光電子技術與LED應用專業的必修課程,該課程結合LED驅動電路的最新應用技術,把LED驅動電路設計要點與電路實例有機結合起來,系統介紹了從事LED驅動電路研發、設計所必須的基礎知識,以及在驅動電路設計過程中應掌握的設計要點。根據LED驅動電路研發和技術崗位的具體工作任務,培養學生重點培養學生分析電路、設計電路、調試電路及閱讀工程資料等方面的職業能力及較強的動手實踐能力。同時要求學生具備一定的LED驅動電路的設計和研發能力,同時培養學生的自學能力、動手能力及實踐能力,具備良好職業道德及職業能力,具有良好的溝通協作精神,培養能從事LED驅動電路設計,或LED應用生產、研發和檢測和管理崗位的技能型人才。
《LED驅動電路技術》課程的前修課程主要有《工程光學基礎》、《電工與電子技術》、《LED技術基礎》,通過該課程的學習及LED顯示控制等相關課程的完成構成了一套比較完整的LED技術知識體系?!禠ED驅動電路技術》的學習內容主要包括LED基礎知識、LED驅動電源的分類和要求、LED驅動電路、LED的應用技術。課程學習內容的組織與安排,應先知識后能力、由簡入繁、循序漸進,不以傳統的章節知識點為授課主線,代以真實項目為載體。具體的LED驅動電路設計任務分為:低壓直流供電的LED驅動電路設計、阻容降壓式的LED驅動電路設計、開關電源市電供電的LED驅動電路設計、帶功率因數校正的高功率LED驅動電路設計、市電供電的非隔離LED驅動電路設計、可調光LED驅動電路的分析。根據LED驅動電路設計的關鍵技術,選擇了基本涵蓋本課程全部內容的6個典型工作項目,根據完成這些工作任務所需要的知識、能力、素質要求開展教學。
二、評價方案和教學資源建設
在課程的評價方案方面,可結合教師評價、自我評價、學生互評、小組評價等多方評價獲得相對全面的評價結果。教師評價方面,依據課程要求,設計針對學生的評價考核《評分標準》,根據評分標準及項目完成情況評分,以學生自評為主、學生互評為輔,教師在評價過程中起引導調控作用。關注學生個體差異,注重過程性、表現性和發展性評價。自我評價方面,各小組成員之間依據《評分標準》自我評價。小組評價方面,評價在完成任務過程中的表現情況如紀律、態度、團隊意識、責任意識、服務意識、關心他人等。
教學資源建設方面,建設有教學設計方案、電子教材、教學課件、案例庫、習題庫、訓指導書等教學基本文件,符合課程設計要求,能滿足網絡課程教學需要。實訓方面配有相關的計算機、軟件開發平臺、電子器件及相關的檢測設備,達到教、學、做一體。
(作者單位:中山火炬職業技術學院)
參考文獻:
[1]陳東旭,張帆,石雪梅.基于學習情境的高職精品課程建設策略探討[J].廣東教育?職教,2012(2):17.
電路設計案例范文6
【關鍵詞】LED恒流驅動 高壓
LED光源的穩定性、低耗能、耐用性等特點比起傳統電源來講優勢明顯,使得高壓LED恒流電路的研究更加具有非凡的價值。對驅動電路的研發過程中,驅動芯片的開發、設計顯得尤為關鍵。驅動IC在研發設計中,必須考慮到電壓的不穩定性給電路工作帶來的挑戰。從另一個方面來講,驅動IC在高壓LED電路施工過程中決定著是否能研發成功。在LED工作過程中,驅動電路設計的架構都會影響電路工作的過程,對其電路的研發設計都具有很廣泛的市場前景。
1 高壓LED恒流驅動芯片發展現狀
高壓LED恒流驅動IC在整個電路的施工設計過程中的關鍵性都使得國內廠商在此領域熱情高漲。生產廠家為了自身的LED光源質量的提高,對驅動芯片的研發都投入了巨大的資金。跟國外產品比起來,從產品的特性、造型等方面依然有一定的差距。這也是受制于LED驅動芯片研發周期長的性質所決定的。隨著國內廠家研發過程的持續,這些產品陸續投入到實際生產中,高質量的LED高壓電路驅動芯片會不斷研發出來。
高壓LED電路在工作的過程中,其成本及能耗很大程度上取決于其驅動IC的質量及特性。驅動IC的研發對降低LED光源的成本有著非?,F實的意義。驅動IC在工作過程中主要承受40V電壓,這就必須將平常電壓220V轉換成驅動IC 能承受及工作的電壓,這就無形中提高了驅動IC的使用成本。在這一研發過程中,驅動芯片當中的電壓轉換器及穩定器的研發設計都是關鍵中的關鍵。驅動芯片在工作過程中,其耐壓性如何都決定了LED光源的質量,也從一定程度上決定了驅動電路的成功與否。
國外許多值得借鑒的經驗教訓非常值得我們學習,這對驅動芯片的研發設計是非常重要的一環。隨著LED 光源應用越來越廣泛,LED電路驅動IC的研發還將進一步深入,這對建設節約型能源的社會需求是一致的。
2 高壓LED恒流驅動電路的設計方案
高壓LED恒流電路設計的過程中,對工作電壓的要求相對較高。一般來講,需要將控制電壓穩定在3.6V,這樣才能穩定的控制高壓LED電路的正常運轉。在這一過程中,常用的電池供電都達不到持久的將電壓穩定在這一范圍,這就對恒壓電路的研發設計提出了挑戰。LED光源的穩定性取決于電路設計的質量高低,在此,穩定的控制電壓決定了電路工作的穩定性。對于LED光源來講,驅動電路設計方案必須符合LED光源的大致需求,并且要對其穩定性、耐壓性進行嚴格的檢測,經過長時間的工作數據及大量案例分析,設計出理想的工作電路。
對于LED光源的控制來講,電路設計方案的產生都會面臨極大的挑戰,電路設計是采用串聯還是并聯都或多或少的對電路的工作的穩定性有影響。LED光源的型號、規模的多樣性,使得驅動電路設計方案的不同。在實際設計過程中,還要對多種方案進行必要的工作測試,這樣才能應用到實際的LED光源當中。
LED驅動電路結構通常為三類,下面對這幾種結構進行簡單說明。
2.1 線性結構
線性結構(LDO結構)的基本構件包括:調整管、穩壓電源、比例電阻、誤差測算器。這種結構往往涉及簡單、易操作。并且這種結構構件成本較低,非常受市場的歡迎。但是這樣的結構也有明顯的缺陷。線性結構由于電路設計的特殊性只能對增壓有著明顯的效果,反之對降低電壓明顯不足。在輸出電壓的過程中,當電壓升高時,調整管中電壓電流會明顯減小,從而降低電壓輸出,這就在一定程度上達到了穩壓的目的。
2.2 電容式開關結構
電容式開關結構是以元器件電容為結構基礎的一種電路結構,這也決定了該結構具有體積小、高效能的特點。在電路的實際工作過程中,該結構能適應多種LED電路的結構布置。這提高了LED光源的應用市場,使得LED光源的低耗能特性得到應用推廣。輸入電壓往往對于電路來講具有明顯的不確定性,也就是說電壓的不穩定性對于電容式開關結構來講是種考驗,如何在電路導通的時候,對電壓的穩定性起到關鍵性的支持作用,決定了該設計結構的成功與否。
2.3 電感式開關結構
這一部分可通過3種結構來實現,分別為升壓、降壓和反轉型的,不管是哪種類型的,均是為了保證電流的靈活控制和電路輸出端的及時保護。尤其對于反轉型的電感式開關結構來說,需要加入一定的反饋作用機制,促成電路反饋環形結構的實現,在電壓調整過程發揮穩定作用。
3 高壓LED恒流驅動電路的驗證分析
通過筆者對上文中LED恒流驅動電路的設計方案進一步分析,并對電路中所用的芯片HV9911進行研究可知,整體的橫流電路可以分為以下幾個部分,比如線性穩壓器、上電復位、DC一DC電路、過爪保護等具體作用模塊。為了保證橫流電路設計的科學有效,還進行了一定的驗證分析。
可以說這整個電路部分的作用機理中最為重要的就是內部的線性穩壓器模塊,這一部分通過對系統外部的高電壓進行一定的恒壓處理,使之能夠穩定在8.IV左右,當然這樣一個數值仍然與我們所用芯片的具體性能參數存在著些許出入,不過已經可以穩定地為芯片提供電量需要,當然為了進一步實現其橫流高壓功能,還設計了斜坡補償電路,這部分在進行功能驗證時發揮重要作用。另外的電壓是基準電壓模塊所產生的,能夠分去1.27V的壓力;而功耗最小的就是上電復位電路,在整個電路沒有耗電之前,這部分電路也處于完全無壓力狀態,不需要開啟。
進一步的仿真結果也充分說明了本電路可以實現對系統的恒流驅動以及各種調光、保護功能,當然還能顯示出一定的電流控制效果。除了實現芯片對電壓的需求外,電路整體性能也達到了預設方案的效果,證明本研究的可行性和科學性。
參考文獻
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