交通灯电路及原理分析

交通灯电路及原理分析（精选7篇）

交通灯电路及原理分析 第1篇

集成电路 (Integrated Circuit, 通常简称IC) , 是指将很多微电子器件集成在芯片上的一种高级微电子器件。通常使用硅为基础材料, 在上面通过扩散或渗透技术形成N型和P型半导体及PN结。在硅板上集合多种电子元器件实现某种特定功能的电路模块。它是电子设备中最重要的部分, 承担着运算和存储的功能。集成电路是20世纪重要的发明之一。集成电路是半导体集成电路, 即以半导体材料为基片, 将至少有一个是有源元件的两个以上元件和部分或者全部互连线路集成在基片之中或者基片之上, 以执行某种电子功能的中间产品或者最终产品;主要是靠半导体的电子和空穴的导电能力来导电, 在半导体内部形成电流。最后通过引线及引脚将电流信号输入/输出, 实现器件和系统的基本功能。

集成电路的种类一般是以内含晶体管等电子组件的数量来分类:SSI (小型集成电路) , 晶体管数10~100:MSI (中型集成电路) , 晶体管数100~l, 000;LSI (大规模集成电路) , 晶体管数1, 000~10, 000;VLSI (超大规模集成电路) , 晶体管数100, 000~1000, 000;ULSI (甚大规模集成电路) 1000万以上。按用途分有很多种, 如音频集成电路, 音乐集成电路, 运放集成电路, 解码集成电路, 电视小信号集成电路.微处理器集成电路。

半导体集成电路门类繁多, 其原理、设计和工艺技术既有共同之处又各具特点。电路的失效不仅与生产条件和水平有关。还取决于使用中施加的电应力和所处的环境。大量的数据统计表明, 集成电路的失效可分为两类: (1) 第1类:内部失效包括使用中过电应力引起的失效和芯片材料缺陷以及工艺缺陷引起的失效。 (2) 第2类:外部失效包括封装失效和内、外引线失效。随着芯片工艺技术的成熟, 生产线控制能力的增强。第1类失效会越来越少。另一方面, 集成电路的应用范围越来越广阔, 越来越复杂。对器件封装技术的要求越来越高。因而, 总的趋势是芯片内部失效减少了, 而外部结构失效显得突出。

二、可靠性分析

1. 集成电路常见失效模式分析及控制方法

集成电路常见物理失效模型有ESD静电放电模型和LATCH-UP损伤模型。在实际工作中ESD失效模型又可分为:HBM (hnmanbody model) 人体放电模型、MM (Machine Model) 机器放电模型、CDM (Charged-Device Model) 充电元件模型等。在实际工作中, 从最终客户端统计数据发现ESD损伤和LATCHUP损伤占整个IC (DDR SDRAM规模集成电路) 失效的80%以上。从IC制造商角度出发, 为客户提供合格等级的IC产品是保证市场信誉的关键所在, 从使用方法来讲, 应该把IC供应商ESD等级和IC抗闩锁 (LATCHUP) 能力, 作为评价IC可靠性水平的重要指标, 有效的纳入元器件优选方案中去。

2. 可靠性技术对集成电路产业的发展起着非常重要的作用

在实际工程中, 不论是IC制造商还是IC使用方.常常会通过对IC可靠性指标的评估, 来决策IC批产品的可靠性水平等级。其中作为IC设计制造商来说, 在IC产品设计定性、小批量试产、批量生产阶段提前在试验室对产品进行可靠性指标评估, 对下一个环节的决策提供重要的数据支持。对IC使用方来说, 通过抽样的方法在实验室对IC进行可靠性水平预估, 来决策批产品的使用与否, 也提供了重要的决策信息。

3. 防静电损伤

对于静电敏感的电子元器件, 其内部虽然已进行防静电设计, 但是其防护能力足有限的。所以在器件使用时应采取相应的措施, 防止静电损伤。一般性原则是:避免静电源的产生, 消除静电, 设法加速静电荷泄漏, 防止静电荷积累。

产品的发展除了高性能以外还要有高质量与高可靠性, 当器件的尺寸持续缩小时, 器件的可靠性显得越来越重要。因此对于引起器件失效的机制需要进行深入的研究并发展出正确且适当的加速测试方法去预测寿命值。可靠性评价试验可以采用圆片级与封装级两种形式, 是现代VLSI工艺线可靠性保证的重要环节, 主要的应用在以下三个方面: (1) 主要失效机理的可靠性评价。 (2) 可靠性模型测试提取。 (3) 工艺可靠性监测。

三、我国集成电路产业未来发展

中国集成电路产业要形成以设计业为龙头, 制造业为核心, 设备制造和配套产业为基础的较为完整的集成电路产业链, “必须抛弃不现实的速胜论幻想, 要树立自主创新的信心和勇气。只有这样, 我们才能在相对较短的时间内缩小与发达国家的距离。与此同时, 要加快制定和真正落实国家有关进一步鼓励软件和集成电路产业发展的相关优惠政策, 让企业享受到这些政策的实惠。”

目前.中国IC产业已有了一定规模和发展基础。但从总体发展状况来说, 产业仍比较弱小。需要继续发展对外合作, 而且资金、技术、人才、市场, 都要按照国际化的特点考虑。特别是技术引进和项目建设中, 要重点部署引进技术的消化吸收和再创新。同时, 各个地区要根据国家统一规划, 结合本地区优势。结合各地国家电子信息产业园区和集成电路基地的建设, 在产业链中寻找出自己的位置, 避免低水平重复建设。只有这样, 才有利于开创我国集成电路产业发展的新局面。

摘要：集成电路 (Integrated Circuit, 通常简称IC) , 是指将很多微电子器件集成在芯片上的一种高级微电子器件。本文通过分析集成电路失效模型, 对集成电路可靠性进行了理论探讨, 从而提高集成电路的质量。

关键词：集成电路,可靠性,静电损伤

参考文献

[1]俞忠望, 充满生机的中国集成电路产业与市场[J].信息技术与标准化, 2005 (4) :7-8

血透机电路板故障维修及原理分析 第2篇

开机后正常出现DOS引导界面, 但很快长音报警, 查看26Vbrk指示灯熄灭。

维修过程及原理分析:查看电路板无明显烧坏现象, 重新开机, 现象依旧。以毛刷、无水酒精等清洁一遍, 检查各接头等未见明显异常, 再次开机, 测得除+-300m V (TP49、51) 电压外其余基准电压均在正常范围内, 且相对两电压进行比较的TP50电压5.19V正常, 试调电位器P21, 可见到两电压略有增加, 但最大仅3.5V左右, 关机。拆下电路板后可见到紧挨在一起的电阻R213、R207下方有烧焦痕迹, 测得电阻正常, 仍代换两电阻, 装回后开机, 现象依旧。根据电路板电路图 (图2) , 将10MΩ大电阻R220、R222、R208、电容C129等视同开路, 画出TP51对地直流等效电路图 (图3) , 可见到错误的测试点电压来自直流分压电路, 代入电阻阻值计算, 考虑电阻R216两端电压低或串联分压电阻P21+R215+R214高, 则两TP51值相应降低 (由电路图可见TP49一定同步降低, 因此只需针对TP51进行分析) , 依次测量电阻, P21实测值2KΩ在正常范围内, 除R216外其余电阻阻值正常。R216标称值7.8KΩ, 实测值5.6KΩ, 查看其外观正常, 焊下一只脚后测得电阻正常, 而空焊盘之间实测电阻为20KΩ, 由实际测量和等效电路图分析应>>20KΩ, 说明存在局部短路, 查看可见到各元件外观正常, 依次测量各元件电阻, LED1正向电阻约30KΩ正常, D34-36正向电阻约6KΩ正常, 稳压管Z14、Z16和三极管Q4正反向电阻正常, 运放输出端U31-7和U31-8对地电阻与正常电路板一致, 因此TP48向下在分析TP51对地电阻即R216两端电阻 (标称值仅7.87KΩ) 时也视同开路。正常工作时三极管Q4饱和导通为运放单电源供电, U31-4电压约26.1V, 来自前级的比较电压约5.2V同时输入LM324两个独立单元的同、反相端, 由于同相端均大于反相端约0.3V, 反馈电阻10MΩ远大于输入电阻, 使运放基本工作在电压比较器状态, 输出接近供电电压约25V, 此时LED1、D35、D36均反向偏置, 不能导通, LED1不能点亮。而Q4饱和导通后, 26V电压通过R207, 使稳压管Z16、三极管Q5导通, Q5集电极输出低电平, 无报警信号输出。当比较电压TP50和分压得到的TP51、TP49电压偏离正常值, 使任一单元同相端输入低于反相端或差值太小, 比较器输出低电平或较低电压, Q4集电极26V电压使LED1与D35和/或D36导通, 同时无法驱动Z16 (10V) 、Q5导通, LED1点亮报警, Q5集电极无电流流过, 输出高电平, 电路输出报警信号, 机器停止继续启动, 长音报警。测得稳压管Z15反向电阻仅10余KΩ, 代换一同型号稳压管, 因空间狭窄, 焊到电路板背面, 测得R216阻值7.1KΩ, 在多个并联电阻的情况下认为恢复正常。装回后TP51电压约4.9V正常, TP49电压约5.5V正常, 机器不再报警。

总结:稳压管Z15损坏, 存在局部短路, 不能正常获得9V直流电压, 机器报警, 同时电流增大, 造成电阻R213烧坏。

2 血路板电路故障

自检中机器血路自检报警, 提示动脉压力自检未通过。

维修过程及原理分析:重试血路自检, 测得基准电压1.61V正确, 之后TP15电压始终无变化, 随后机器072:012黄屏报警。首先清洁电路板, 排除异物造成的局部短路等原因, 重试自检, 现象依旧, 调P7时输出信号无变化。查看该部分原理图, 机器采用两片novosensor压力传感器, 2、4脚为电桥输入端, 1、3脚输出信号, 无测试信号及连通大气时输出一固定值, 经运放LM324、电阻、二极管得到测试值TP15, 当外接气体压力变化时造成电桥输出值改变, LM324输出变化, 使测试值相应改变, 并经后级电路计算得出对应的动脉压力数值。机器自检时为检测该部分电路是否正常工作, 首先测试TP15数值为1.6V (经过测量在正常范围内) , 然后从电桥3脚引入test信号, 模拟压力传感器检测到的压力变化, 使LM324输入、输出相应变化, 得到正常范围内的TP15检测值 (0.8V) , 最后撤销该测试信号, 各处电压复原, TP15回到1.6V, 完成该部分自检, 若以上三个步骤得出的数值错误, 则机器给出对应的报警提示, 不再进行下一步自检。其中电桥2脚输入变化通过R79、P6确定输出满量程范围, LM324同相输入端通过R87、R90、P10等校正后得到压力0点, 其中R87阻值4.75M, 为其他电阻的数十至数千倍, 与R80、R780等一百余K电阻串联后与R89并联, 而R89仅1K。此故障中可见到1.6V基准电压正常, 可暂时认为并联在U8第5脚的0点校正部分工作正常, 而进行test200自检时输出压力无变化, 进一步测得PS2-3输出信号3.92V无变化, 可基本确定来自CPU板的测试信号未能正常输入后级。重新触发一次血路自检, 测得来自CPU板的test信号 (0.8V) 正常加到R77, 因此故障基本可确定集中在R77至PS2-3脚之间。因此只剩下小功率电阻R75、R77、R780、test校正电位器P7和三极管Q8, 测得各电阻阻值正常 (因电路中有三极管PN结, 实际测得一个表笔方向时正常, 一个方向时阻值降低, 可认为正常) , P7标称值200K而本机实测值约100K且稳定, 因其2-3脚短接, 可认为正常。测得BC337NTN型三极管Q8 b-e间电阻1KΩ, 但查看可见实际测出的是并联在一起的R75的阻值, 于是焊下该三极管, 测得b-e间电阻为为数百千Ω, 远大于正常值 (KΩ级) , 试代换一同型号三极管, 装回后机器自检输出0.8V恢复正常。

总结:由于三极管Q7在未加上test信号时处于截止状态, 0.8Vtest信号输入其基极时饱和导通, 造成集电极输出电压改变, 最终导致test输出信号不正常, 机器报警。

大功率镇流器原理及电路设计分析 第3篇

在恒定电源条件下, 为了保证灯泡稳定地工作, 电路中必须串联一具有正阻特性的电路元件来平衡这种负阻特性, 稳定工作电流, 该元件称为镇流器或限流器。

常用的镇流方法有:

1.1 电阻镇流

电阻镇流的工作效率低, 要确保电阻镇流电路正常工作, 应使电源供电电压不于2倍的灯工作电压, 实用中应用不多。

1.2 电容镇流

电容镇流只有在很高的供电频率下才能很好地工作, 具有镇流工作效率高的点。如果交流供电频率太低, 则会在交流供电的每半个供电周期内产生很大的峰值电流, 会造成灯具寿命降低, 使用时发生闪烁现象。

1.3 电感镇流

电感镇流是一种得到广泛应用的镇流方法, 但它的损耗比电容镇流要大, 但是灯电流在50Hz交流供电频率下的失真较电容镇流要小得多, 使用时需配用启动器。电感镇流几乎可以应用于所有得气体放电灯应用场合。

1.4 电子镇流

相对于电感镇流器的诸多缺点, 电子镇流器具有十分显著的优点:

(1) 高功率因数, 低总谐波失真 (THD) , 镇流器本身消耗功率低, 高效节能; (2) 体积小, 质量轻, 节省铜等贵金属, 安装方便; (3) 对灯具有保护功能, 并能实现照明的数字化管理, 镇流效果好, 能有效增加灯的发光效率, 延长灯具的使用寿命。

本文设计了一种大功率电子镇流器点了, 220V交流为功率为1KV, 起振电压为1000V的灯泡供电, 其功率因数可达到0.99。并对其逆变电路进行Multisim软件仿真。

2 电子镇流器原理和电路设计分析

2.1 电路结构图

电子镇流器具备两点主要功能, 给气体放电灯灯管两端提供一个足够搞的启动电压, 使气体放电灯可靠点火, 在气体放电灯点火之后, 必须为气体放电灯提供一个大小合适且稳定的工作电流。

下图为本文所设计的大功率电子镇流器的工作原理框图。电路中EMI滤波器将来自电网的射频干扰和电磁干扰滤除, 同时防止电子镇流器产生的射频干扰机电磁干扰进入电网, 起到双向隔离作用。整流器将输入的220V/50Hz电变换成300V左右的直流电压, 经功率因数校正后为高频逆变电路供电, 通过灯电路匹配网络为灯负载供电。

2.2 前级电路

由于电子镇流器工作频率很高, 会产生很丰富的电磁干扰, 因此为了能保证电子镇流器能够正常工作并且减小对其它用电器造成不良影响, 需要加装前级输入电路, 其电路原理图结构如下图所示:

2.2.1 保险丝

保险丝在电子镇流器中起着举足轻重的作用, 它是一种故意设置在电路中对电流敏感的薄弱环节元件。当电路正常工作时, 它对所保护的电路没有影响, 并有抑制电流谐波失真的作用。当电路出现异常导致电流过大或电源被短路时, 保险丝可以将电路同电源迅速断开, 避免引起其他元件或者整个镇流器燃烧造成火灾, 保护使用者的生命财产安全。

2.2.2 限流电感

电子镇流器的有源功率因数调整模块中含有大容量蓄能电解电容, 在接通电源瞬时该电容需要较大电流对其进行充电, 因此在接通电源时会产生一个比正常工作电流大很多的浪涌电流, 所以添加限流电感。它可以到三个作用: (1) 抑制镇流器启动时产生的浪涌电流; (2) 正常工作期间可以协助维持工作电流稳定, 抑制电流突变: (3) 可以降低电路电流总谐波失真。在实验的电路模型中

2.2.3 EMI是英文E1eetro Magnetic Interference的缩写, 翻译成中文就是电磁干扰。

电子镇流器在工作时会产生丰富的电磁干扰, 二极管反向恢复引, 开关管开关时、变压器等磁性元件都会引起电磁干扰。C1、C2及C3、C4和T1组成的EMI滤波器, 用于差模共模方式的EMI的抑制, 其中C1、C2采用薄膜电容器, 对差模干扰信号有强烈衰减作用, 其值C1=C2=0.22u F, C3、C4采用高压瓷介电容器, 它们被用于抑制共模干扰信号在实验电路中, C3=C4=0.22u F;T1为一对对称地绕在同一硅铁磁芯上的电感, 线圈匝数相等, 电感大小为22m H, 这样在正常的工作电流范围内, 由于磁性材料产生的磁性相互补偿, 从而避免磁通饱和, 这样就保证了对电源电流的衰减甚微。

2.2.4 整流滤波电路

整流滤波电路是一种AC-DC转换器, 它的基本功能是将工频市电电源转化成波纹较小的平滑直流电压, 为电子整流器中的DC-DC稳压模块及DC-AC逆变模块供电。

2.3 功率因数校正电路

功率因数 (PF) 是指交流输入有功功率P与交流输入视在功率S的比值即

式中:U1-电网电压有效值 (v) ;

I1-基波电流有效值 (A) ;

Irms-输入电流有效值 (A) ;

次谐波有效值;

COSθ-基波电压、基波电流的相移因数;

-输入电流失真系数 (distortion factor) ;

功率因数较低时表示输入电流谐波分量大, 将造成输入电流波形畸变, 对电网造成污染, 严重时, 对三相四线制供电, 还会造成中线电位偏移, 致使用电电器设备损坏。

总谐波畸变 (Total Harmonic Distortion-THD) 的定义是所有谐波分量的有效值与基波分量有效值的比。即

功率因数PF与THD关系:

由

所以

故功率因数就定义为电流失真系数与相移因数的乘积。可见为了提高功率因素数 (PF) 要尽量使THD值接近于零, 并使接近于1。越低, 则表示电气设备的无功功率越大, 设备利用率越低, 导线、变压器绕线组损耗越大。同时值越低, 则表示输入电流谐波分量越大, 将造成输入电流波形畸变, 对电网造成污染。

功率因数校正电路按工作原理可划分为:无源功率因数校正电路和有源功率因数校正电路。其中有源功率因数校正电路优点明显:

(1) 功率因数高, 可达0.99以上; (2) 总谐波失真小, 小于10%; (3) 交流输入电压范围宽, 为90月70V; (4) 输出电压稳定, 为直流稳压电压; (5) 由于工作于较高频率, 故所需磁元件体积小。

有源功率因数校正电路分为降压式 (Buc K) 电路、升压/降压式、反激式 (FLYBACK) 电路和升压式 (BOOST) 电路。, 这里采用L6561升压式有源功率因数校正控制器集成电路来实现电子镇流器的功率因数校正。其电路原理图结构如图3所示:

L6561是一种采用峰值电流控制原理来实现功率因数校正的集成电路, 利用它可以设计出最优化的低功耗、高功率密度的电子镇流器, 且占用线路板的空间很小, 因而是一种简单、高效的低功耗PFC控制器。由于L6561内含R/C滤波器, 因此, 用它设计电子镇流器不需要外部R/C滤波器。器件中误差放大器和乘法器的内部门限可在电路出现过载时打开输出以进行限流操作, 同时也可以防止负载断开。由于这种输出驱动限制电路限制了功率MOSFET门驱动电路在电源电压中点处的过载, 因而极大地提高了整个系统的可靠性。在功率因数校正电路中应用较多。

2.4 逆变电路

逆变电路是与整流电路相对应, 将低电压变为高电压, 把直流电变成交流电的电路称为逆变电路。在镇流器里为发光灯提供交流电源。这里采用推挽逆变电路。其中变压器T2的原绕组NI、NZ匝数相同。加在变压器T2原绕组上的电压幅度等于输入电源电压, 变压器副绕组N3为灯负载供电。开关管Q3、Q4交替导通、断开, 当Q3导通时, Q4断开, , 电源电压通过Q3加到高频变压器T2的原绕组N1上;当Q4导通时, Q3断开, , 电源电压通过Q4加到高频变压器T2的原绕组N2上, 这样输入直流输入电压被换成高频脉冲电压。

环保节能型节触器的原理及电路分析 第4篇

接触器作为构成工业, 电力自动控制系统中的主要器件, 广泛应用于工矿企业、交通运输、农业及国防工业中, 它在电力配送, 自动控制, 电能的分配与应用中起着开关、控制、保护与调节等作用。在实际运用中主要用于实现远距控制通断或以小电流、低电压对大电流、高电压通道的控制, 将微机、可编程控制器的指令转换为对内、外部负载的控制, 是现代化工业电气控制系统中必不可少的主要控制器件。

2 节能接触器与普通接触器的性能比较

普通接触器主要由电磁线圈, 硅钢片叠装软芯组成, 其工作原理是通过对线圈供电, 产生磁场, 使磁芯吸合带动触头接通或断开。这种方式的缺点是线圈必须长期通电工作, 根据控制功率不同, 功率消耗通常在8-40瓦左右。不仅耗能大, 会产生涡流效应, 导致线圈发热, 影响使用寿命。

本节能接触器 (专利号:97227133.3) , 是一种新型接触器, 是传统接触器、继电器的理想换代产品, 其用途广泛, 能广泛应用于自动化控制, 工农业生产及变, 配、送电系统的各个环节。本产品以节能、长寿, 环保为目的, 利用硬磁 (永磁) 材料能、保持、稳定的磁性特点通过内部相关电路对硬磁铁芯充磁, 退磁达到控制触头的通断。接触器在整个工作过程中, 耗电极少, 线圈仅在通电的瞬间消耗外部控制电能, 且通过储能电容将此充磁后的电能储存, 供退磁时使用。在吸合后的保持阶段不消耗电能, 铁芯依靠通电时充磁产生的剩磁保持吸合, 与普通接触器相比, 节能90%以上。节能接触器的线圈每次通电一时间小于1秒, 故温升仅为普通产品的一千分之一, 没有因发热过流等造成损坏现象线圈寿命比普通产品延长1000倍以上, 接近自然氧化的极限值。

控制接线方式与普通接触器一样, 在替换时不必改动任何接线, 完全兼容国内外现有接触器的安装、使用方式。并且可以采用交流电源控制或直流电源控制的任意方式, 适应电压波动范围比普通产品宽15%-20%, 无交流噪声与涡流损耗。铁芯采用浇铸成型, 减少了制造工艺的复杂性, 抗干扰能力强。

3控制原理分析

节能接触器工作过程包括充磁吸合、保持、退磁复位三个阶段。外部控制电路接通时, 由相关控制电路对线圈 (1) 提供充磁电流 (2) , 硬磁静铁芯 (3) 被充磁, 建立磁场N.S极, 动铁芯被吸引带动触头压下复位弹簧吸合, 同时, 此充磁电能经过线圈后, 被储能电容C2、C3储存以供退磁时使用。

当外电路关断时, 铁芯退磁, 由相关电路的储能、滤波电容C, 对线圈提供与充磁电流、电压反相的退磁电流 (11) , 产生与铁芯剩磁场相反的磁场S.N抵消铁芯剩磁、铁芯在磁场消失或减弱的情况下不再吸合, 动铁芯在复位弹簧的作用下带动触头断开。

节能接触器内部控制电路, 由一个整流电路, 一个钳位电路和一个充、退磁电路 (含滤波电路) 组成。

3.1 电路分析

3.1.1 桥式整流电路分析

其整流情况根据外部控制电源的情况不同, 分为三种: (1) 外部以交流方式控制时; (2) 外部以脉动直流方式控制时; (3) 外部以平稳直流方式控制时。当外部以交流电源方式控制时, 电源接通后, 在交流电正半周时, 控制端1为正电压, 2端电压为0V。由于整流二极管的单向导通特性D1、D4导通, D2、D3截止, 在A、B两端得到上正下负的电压, 由D4流到控制端2, 在交流电过零时, 控制端1、2均为零电压, D1、D2、D3、D4全部截止, 无电流通过, 要交流电负半周时, 控制端1为0电压, 控制端2为负电压, D1、D4截止, D2、D3导通, 电流经过D3供给后面电路, 在AB两端仍然得到上正下负的电压。见图3。

正负两个半周的电压经过二极管D1、D2、D3、D4整流后成为脉动直流电, 该脉动直流电将由后面电路的储能滤波电容C2、C3滤波为平稳直流电。

3.1.2 外部脉动直流电源控制电路分析。

当外部以脉动直流电源方式控制时:a.电源正极接1端, 负极接2端;b.电源正极接2端, 负极接1端。

a.电源正极接1端, 负极接2端时, 在直流脉动电流、电压的脉动期间二极管D2、D3截止, D1、D4导通电流通过D1供给后面电路, 在A、B两端形成上正正负的电压。b.电源正极接2端, 负极接1端时, 在直流脉动电压、电流的脉动期间, 二极管D1、D4截止, D2、D3导通, 电流通过D2供给后面电路, 在A、B两端同样形成上正下负的电压。

3.1.3 外部以平稳直流方式控制时外部以平狠直流方式控制时:

a.直流电源正极接1端, 负极接2端;b.直流电源正极接2端, 负极接1端。a.直流电源正极接1端, 负极接2端时, D2、D3截止, D1、D4导通, 电流经D1供给后面电路, 经D4流回2端, 在A、B两端得到平稳直流电。b.直流电源正极接2端, 负极接1端时, D2、D3导通, 电流经D3供给后面电路, 经D2流回1端, 在A、B两端得到平稳直流电。

3.2 钳位电路

BG1、R1、C2、C1、R3共同组成钳位电路中;在磁芯充磁及保持阶段时, 控制BG2截止, 使退磁电路不工作, R1为钳位管BG1提供正向偏置电流, C1消除交流脉冲, 直流脉动脉冲, 及各种干扰脉冲对BG1工作状态的干扰, R3、C4使钳位可靠。在保持阶段时, C2、C3同时将脉动直流电滤波为平稳的直流电。 (见图5)

在充磁及保持时, A、B两端行到上正下负的电压, 该电压经过偏置电阻R1降夺, 限流后提供给三极管BG1的基极, BG1饱和导通, 电流从BG1的集电极流向发射极, 故D点电位降低接近OV, 退磁三极管BG2因基极无电压而截止, 退磁电路不工作。BG1导通后, C点电位约为0.6V。电阻R3两端会产生电压降, 故BG2的基极E点的电位不会高于D点的电位, 使钳位可靠。

在电源接通瞬间, 控制电压分两路, 一路经过二极管D5加在BG2的集电极上, 以经过D6、线圈L、电阻R2, 加在BG1的集电极上, 并通过R3加在BG2的基极上;另一路通过R1加在BG1的基极上, 如果不加以控制, 将可能出现三种情况: (1) BG1、BG2同时导通, BG1将在BG2尚处于导通后的放大状态阶段将BG2钳位截止; (2) BG2比BG1提前导通, BG1将在BG2处于导通后的放大状态阶段或饱和导通阶段将BG2钳位截止, (3) BG1比BG2提前导通, BG1将在BG2尚未导通的时候将BG2钳位截止。

3.3充、退磁电路部分

BG2、R2、R3、C2、C3、C4、D5、D6及线圈L组成充、退磁电路, 当外部控制电源断开时, 储能电容C2、C3经D6、R2、R3为BG2提供偏置电压、电流, 使E点电位迅速升高, BG2饱和导通, C3在充磁时储存的电能反向流过线圈L, 通过BG2释放, 线圈产生与充磁时相反的磁场抵消铁芯剩磁。铁芯剩磁迅速减弱及消失, 接触器断开。此时D5阻止C3向钳位电路放电, 使钳位电路停止工作;D6阻止C2向线圈L放电, 为下一次吸合作好准备。

4 制造工艺要求

4.1 因本专利 (97 2 27133.3) 的主要技术部分在硬磁铁芯、充退线圈、相关控制电路。

4.2 铁芯的材料选择:永磁钢:动、静铁芯材料。铸造工艺成型, 采用砂模铸造、金属模铸造失蜡浇铸

4.3 铁芯的尺寸计算:

可靠磁力= (复位弹簧推力+动铁芯重量+连接件重量) (1.5~10)

磁场吸合面磁场强度=可靠磁力距离对数

截面积 (2) =磁场强度/单位面积确定的磁通量

底部和单边截面积S=中心截面积S/2

4.4 线圈的材料选择与制作:根据在额定控制电压下接触器吸合所需要的可靠吸引力。

4.5 复位弹簧。根据接触器的不同结构, 可选用各种不同形状的弹簧作复位用, 例如:锥状、柱状、圈状等。

4.6 整流二极管。根据额定控制电压剩以1.414为最小电流值选出适用的型号。

4.7 D1-D4及D6, 耐压要求较高, 以承受C3时的反冲击电压。

4.8 BG1参数确定。根据1.41倍额定控制电压, 确定BG1的最小功率的NPN型硅管或锗管。对频率特性。

4.9抗干扰电容C1、C4。C1的时间常数应小于C4的时间常数, 考虑到通断瞬间的脉冲电压影响, 建议按额定控制电压值确定C1、C4的耐压值。

4.10 R1、R2的阻值可取20K~300K左右, 在控制电压为220VAC时, R1取170~200K, R2取170K~200K, R3取500K~10K, 的固定电阻, 有碳膜电阻、碳质电阻、金属膜电阻、线绕电阻等, 一般选择1/2W-1W的普通碳膜色环电阻即可。

摘要：环保节能接触器 (专利号:97227133.3) , 是一种新型接触器, 是传统接触器、继电器的理想换代产品。本产品以节能、长寿、环保为目的, 利用硬磁 (永磁) 材料能、保持、稳定的磁性特点通过内部相关电路对硬磁铁芯充磁, 退磁达到控制触头的通断, 与普通接触器相比, 节能90%以上。

交通灯电路及原理分析 第5篇

关键词：槽路电容C982,调谐电路M15,故障分析

SW100-Ⅱ型100KWPSM短波发射机是由航天部生产, 该型号发射机的高末阳极槽路采用双∏网络, 由真空电容C981 (M8) 、C982 (M15) 、C983 (M10) 、C984 (M14) 和电感线圈L981 (M9) 、L982 (M11) 组成, 上述可调元件在粗调时均预置到相应的波段位置。C982、C981参与细调, 其中C981 (M8) 主要用于调谐振, C982 (M15) 用于调整负载匹配, 作用是使双∏网络的输入阻抗等于V2阳极所需要的负载阻抗, 使双∏网络的输出了阻抗等于馈线的特性阻抗。这两个元件反复调整最后到最佳工作状态。其高末极功率放大原理图如图1。由于C982 (M15) 参与调配, 若调配不到位可能造成槽路失配, 影响高末管的工作状态, 同时又有可能引起振荡, 造成打火, 因此了解它的原理和工作过程具有十分重要的意义。

1 C982 (M15) 细调的原理

阳极槽路在高末极中主要起到谐振、阻抗匹配、滤波的作用。如图2所示为末极屏槽路双∏网络的等效电路, 由两个∏网络组合而成, 为了便于理解我们先对∏网络进行分析。

其中:L11+L12=L981, L21+L22=L982, C1=C981, C21+C22=C982, C3=C984, Roe—屏极负载阻抗, R1、Rp、R2—视在阻抗Rf从C984往后看的负载阻抗。

∏网络是一种采用两容抗为竖臂, 一感抗为横臂构成的四端网络 (如图3) 。它可以看成为两个倒调谐回路 (如图4) 的对接, 线路简单, 但它可做输入与输出阻抗变换, 能便于调谐与匹配, 也能起到滤波作用, 广泛应用在屏网络。由于∏网络是由两个L形电路组成的, 为此在讨论∏网络之前, 我们先对L电路的阻抗匹配进行计算。

图5所示为L形电路阻抗匹配示意图, 对其进行计算有:

当电路处于谐振状态时, 其阻抗实数为纯电阻Roe

如图2所示, 在细调器过程中, 屏级槽∏网络是采用电容调谐方式。调谐方法是通过改变C981的容抗取得谐振点, 当C981与L11处于谐振状态时, 相当于输出一纯阻R1, R1又经过C21的调谐取得匹配阻抗RP, RP又和R2匹配, R2又和Rf匹配, 这样一级一级匹配, 最终使得Roe与Rf匹配。因此对如图2所示的双∏网络有:

因此, 我们从上面的计算可知:在图中当C981不变时, 调整C982的值可以使Roe与Rf匹配, 即使槽路阻抗匹配。

2 C982的细调过程

真空可变电容器C982的调整由驱动装置M15执行, M15的控制则依靠自动调谐组合G2来完成。如下图所示图6为M15调谐回路的系统原理图, 图7为C982的细调电路图, 图8为M15细调走线流程图。

如图6、7、8所示, 定向耦合器 (B5) 输出一个与射频功率成正比例的电压, 分成两路:一路送到G8作为“相检桥-”, 一路送到G2.11进行频段转换控制后送到G2.7的XS2701-3:28作为误差信号U-。包络反馈电路 (B18) C7输出一直流电压, 也分成两路:一路送到G8作为“相检桥+”, 另一路送到G2.7的XS2701-3:27作为误差信号U+。误差信号U+和U-相比较以过绝对值放大器的作用产生一个误差信号△U。△U一方面由XS2701-3:26送到G8组合的SP3进行KM的M15误差显示, 另一方面关到由N1/7和V31组成的极限值限制器, 提供细调与否或重调与否的门限信号。

当误差电压|△U|≤40 m V, 即不需要细调时 (但整体已进入细调) , 这时N1/6点即N1/14输出小于N1/5点的基准电压, 则N1/7输出的负值小于基准电压的输出, 所以高电平。

一方面使D2/9也同样输出高电平, 由XS2701-3:17送给指示面板G2.1进行程序控制封锁细调。

另一方面导通晶体管V31输出低电平, 自动时使D2/7产生低电平, 暂时封锁PSM的脉冲输出, 使D2/4和D2/12为低电平使驱动电桥不能工作。

当误差电压|△U|≥40m V, 即要进行细调时, 这时输入端N1/6信号N1/5的基准值, 则输出端N1/7为负, 输出低电平。

D2/9输出低电平, 释放细调, 同时由XS2701-3:17关到XS2601:C5连同进行细调时XS2601:C22输入的低电平一起通过或非门D5/9控制V27的绿色指示导通, 表示在细调过程中, 一旦到达精确位置, XS2601:C25呈现高电平信号, 迫使V27绿色指示断电熄灭, 表示细调结束。

进入细调时, 在由一个锯齿波发生器和一个脉冲宽度调制器组成的脉冲调宽电路和从N3/8输入的转向控制信号作用下驱动由V27、V28、V29、V30组成的电桥电路工作, 从而驱动装置M15转动, 以此来改变C982容量。M15的转向取决于误差信号的极性。

脉冲宽度 (在D2/4与D2/12) 与误差电压的函数关系。

当发射机在工作中受到内部或外部的干扰时, 会进行有条件的重调, 判别的准则是末极槽路M15的控制输入误差电压的大小。当G2.7—XS270—3:26端的值 (幅度比时, 监示器G2.5通过C14产生低电平, G2.1—XS2001:C18送出低电平, 封锁音频调制, 而G2.6—XS2601:C6送出高电平, 释放细调谐。M15进行跟踪调谐, 一旦误电压<+7.5V时G2.5/C14由低电平变为高电平, 结束重调。

因此, 我们从上面的分析可知:C982容量的改变是靠自动调谐系统来完成的。

3 故障分析判断

现象:加高压Ia (V2) 打表头, 水压表表动很厉害, 机器进行细调时Ia (V2) 很快降为6A左右, 功率表降为40KW左右, 同时显示47#故障, 手动细调M15不起作用, Ea (V2) 表打满。

由上述现象我们可以知道, C982击穿造成高末级高频通地, 相当于天线负载阻抗为0, 从而使得V2管的Ia打满;B5输出电压约为0, “相检桥-”也约为0, 误差信号|△U|=误差信号U+, 从而使得G8上M15绝对值误差显示表SP3打满, G8上M15仪表指示 (相对误差) 朝正方向偏的很大;C982击穿M15肯定不起作用。

参考文献

[1]刘长年, 吴名森, 王福全, 王春生.广播电视发送设备.

[2]SW100—‖型100KW短波发射机技术说明书.

交通灯电路及原理分析 第6篇

1 控制电路工作原理

1.1 整机开/关电路

1.1.1 按下电压开启按钮, 可产生“+l5V ON-OFF”电平, 固态继电器IS1触发导通, 整机开机, (主变压器TR2得电, 控制电路和灯丝逆变器得电, 做好给主逆变器供电准备) 。

1.1.2 按下电源关闭按钮, “+15V ON-OFF”电平消失, 整机关机。

1.2 40kHz逆变器电路

1.2.1 逆变器将直流电压

(电容Cl、C2构成恒压源) 转换成40kHz高频 (固定频率) 电压, 输出到高压变压器初级, 它的幅度则由X线球管反馈电压调控, 它是组合球管的调控电源。本逆变器系 “串联补偿电容自然换向”逆变器 (见图1) 。220Vac交流电通过硅桥RE1整流。电容C1、C2起稳压作用。保险F1为逆变器提供过流保护。场效应管IGBT受逆变器的逻辑控制 (电路板S18、S19) , 在40kHz的固定频率下工作。开始时, 场效应管Q1、Q4闭合, 高压变压器初级接通, 次级将高压加载到X 射线管两端。当场效应管Q1、Q4截止时, 场效应管Q2、Q3工作。与场效应管IGBT相连的滤波电路对IGBT形成过压保护。电感L1和电容C7的作用是使加载到高压回路的方波更

类似于正弦波形。电容C8的作用是吸收连接电缆中的杂波。

1.2.2 逆变器触发电源 (S18板) 。

当触发指令COM2置“0”时, 光耦QC1-6、QC4-6导通置“0”, TR4、TR13截止, 而TR5、TR14导通, 使逆变器Q1-B、Q4-B触发电平为-15VDC而关闭, 这时COM1置“1”, 使Q2、Q3导通, 相反过程同理。

1.2.3 逆变器控制电路 (S19板) 。

取自X线管的反馈信号kV+和kV-由IC1BHE IC1A 读出, 并由IC2B相加得管电压信号 (负值) , 而J3-C的kVOUT (逆变器输出kV信号) 则经IC5D反相而得 (正值) kVT的设定值VSET是由出光信号“+15V X-RAY”指令导入, 而有故障信号STOP来终止的。流通于X线管的电流, 由电阻R65 (10Ω) 转化为电压信号, 经 IC5A预放大, 再经 IC5C放大为透视mA信号 (1V=1mA) , 亦经 IC5B放大得摄片 mA信号 (1V=10mA) 。

1.3 旋转阳极控制电路

1.3.1 当透视FLUORO或PREP STARTER信号加到旋转阳极启动板S20、CPl-1、CPl-2、CPl-3端子时, 旋转阳极开始启动运转。当达到额定转速时, TA1、TA2把采样在CPl-4、CPl-5、CPl-6端子输出STARER OK信号即可进行曝光。

1.4 电动限束器控制电路

1.4.1 当按下控制面板方形束光器缩小、放大按钮时, 在限束器控制板AC406、 18ac或21ac端加上负跳变的信号, 经过逻辑控制后在板子24ac、26ac输出端输出一组可改变极性的驱动电压, 控制M1电机的正, 反转, 从而控制电动限束器叶片张开或关闭。

1.4.2 当按下控制面板方形束光器旋转按钮时, 在限束器控制器AC406 、22ac端加上负跳变的信号, 在板子27ac、29ac端输出驱动信号, 即可控制M2电机工作, 从而使限束器叶片旋转。

2 故障分析

2.1 故障代码:

ERROR #1 表示逆变器故障。

故障分析: (1) 如果开机就报错, 首先观察S19板上有无报错指示, 如果有红色指示灯亮, 检查反馈部分电路有无异常, 根据所亮灯参考图纸进行分析。 (2) 如果曝光过程报错, 注意报错时间, 如果在X线发射以前, 说明有可能是灯丝部分引起, 检查灯丝电源控制电路板S15上的CP6-1、CP6-2、CP6-3三个测试点的组合, 看灯丝初级输入是否正常。如果在曝光时报错, 观察S19上的LD6与LD7是否点亮, 如果点亮后马上报错, 需要关机、断电。等待三分钟左右, 将逆变模块单元 (S8) 拆下, 测量逆变模块有无异常。如果两灯没有点亮, 用示波器检查S19上的TP9与TP10, 确认触发信号是否出现。如果出现, 检查S8电路板上有无驱动信号。如果没有出现触发信号, 检查S19板的变频部分。

2.2 故障代码:

ERROR #2 表示灯丝故障。

故障分析: (1) 检查所有电源是否正确。包括±15V、+24V、135V交流及15VB和15VC等。 (2) 透视状态下, 观察S15板上的LD1应该点亮, 如果没有亮, 分析S15板;如果亮起, 测量CP6-1与CP6-2、CP6-2与CP6-3间电压在19V左右, 如果没有, 但预热时灯丝电压正常, 则校核工作时灯丝电压到19V左右。如果CP6-1与CP6-2、CP6-2与CP6-3间电压大大高于上述值, 可能是输出到组合机头的电缆断开。 (3) 摄影状态下, 观察S15板上没有灯亮, 按下手闸一档后, LD2变亮, 如果没有变亮, 检查S15板。先测定S15板电源是否正常, 再测定灯丝逆变是否存在, 根据检查结果进行分析。S15板指示LD1绿色灯在透视状态下亮表示灯丝预热正常, LD2绿色灯在摄影状态下亮表示灯丝预热正常, LD3红色灯亮表示超过最大灯丝电流。

2.3 故障代码:

ERROR #3表示球管过热保护。

故障分析: (1) 先关机等待, 直至球管外壳冷却到57℃以下, 再次开机看是否报错, 如果不报错, 直接执行操作。 (2) 如果错误没有解除, 则执行下一步:测量组合机头控制电路板S17上的CP1-4和CP1-5测试点, 此两点接温控开关, 正常情况应是导通的, 如果错误还是没有解除, 检查温度控制接线。

2.4 故障代码:

ERROR #4表示旋转阳极故障。

故障分析:此故障仅在球管为旋转阳极时会出现该错误, 检查S17板上P、S、C三个测试点组合的电阻及电压, 看是否正常。

以上对ZKXC-10移动式C型臂X射线机部份控制电路的工作原理进行阐述, 常见的故障代码含义及检测方法进行说明, 希望能在出现故障时可以对照上述文章进行分析、比较, 发现问题所在, 帮助工程师解决问题。

摘要：主要对ZKXC-10移动式C型臂X射线机控制电路的工作原理进行说明, 故障代码的含义及处理方法做了详细的分析。

关键词：C型臂X射线机,控制电路,工作原理,故障分析

参考文献

[1]林森财.Siremobil 2000 C形臂原理与维修[J].医疗设备信息, 2007 (7) :91.

[2]李靖兰.OEC9600小型C臂故障分析与维修[J].医疗卫生装备, 2006 (2) :91.

[3]胡家旭.西门子POLYDORS100型X线机主逆变器故障维修2例[J].医疗设备信息, 2006 (6) :105.

集成电路原理及应用教学探索 第7篇

关键词：集成电路,教学探索

当今信息技术已渗透到国民经济的各个领域, 人们在日常生活中无处不体会到信息技术带来的冲击。信息技术的基础是微电子技术, 集成电路作为微电子技术的核心, 是整个信息产业和信息社会最根本的技术基础, 也是一个国家参与国际化政治、经济竞争的战略产业。高速发展的集成电路技术产业使得集成电路IC设计人才成为最抢手的人才, 而IC设计人才应掌握相应的知识体系结构, 如: (1) 电子技术应用的基本概念, 以及系统分析/设计方法; (2) 电路系统分析、综合与设计等的基本理论、方法与技术; (3) IC系统/电路分析与设计等的基本理论、方法和技术; (4) 器件结构与电路结构等的设计技术。同时, 随着现代科学和技术迅速发展, 社会要求大学的培养目标同经济发展的需要相结合, 使学生能有用武之地, 找到自己的价值和自信。由此可见, 将《集成电路原理及应用》作为微电子学专业的一门重要专业主干课, 培养学生分析问题与解决问题的能力, 使学生成为IC设计人才具有重要的意义。在此背景下, 开展微电子学专业的《集成电路原理及应用》课程教学探索。

1 教学内容的设置

当前社会要求电子类专业的学生必须熟悉集成电路的原理及其应用设计知识, 同时随着科技飞速发展和集成电路的不断更新, 要求学生具备科技创新能力。基于此, 我们针对我校微电子专业学生的知识体系结构特点以及我校微电子专业课程设置情况, 对《集成电路原理及应用》课程内容进行了相关调整, 以培养学生的电路分析设计能力, 强化微电子专业集成电路设计能力。

根据教学大纲, 集成电路原理及应用课程的教学内容可分为:第一部分, 集成运放的集成知识, 包括双极晶体管工作模式、双极晶体管等效低频信号模型、双极晶体管的放大器特性及其相关电路、放大器频率特性、反馈系统及其多级放大器的频率补偿;第二部分, 模拟集成电路中的线性电路, 包括反相/同相放大器、差动放大器、积分电路及微分电路等;第三部分, 讨论模拟集成电路中的非线性电路;第四部分, 集成变换器;第五部分, 信号发生器, 主要分析方波/三角波发生器、脉冲/锯齿波发生器、以及正弦波产生电路等;第六部分, 集成滤波器;第七部分, 线性集成稳压器, 着重分析基准电路设计与实现。课程共48学时, 在授课过程中, 重点培养学生对集成电路的系统分析与设计的能力, 激励学生对集成电路设计的兴趣。

2 教学方法与教学手段

教学内容体系确定后, 采用什么样的教学方法与教学手段是非常重要的。为了突出学生学习的主动性, 培养学生分析问题解决问题的能力。基于集成电路的特点, 在教学手段上以多媒体教学为主, 传统黑板板书为辅, 同时在课堂上以动画的形式展现当前集成电路设计趋势及其技术特点, 从而达到提高课堂教学质量的目的。

3 考核方式的改革

为了客观地评价教学效果和教学质量, 改革考核方式是十分必要的。针对集成电路原理及应用课程特点, 对考核方式作如下尝试: (1) 课内外结合:在授课过程中, 针对课程的重点知识点, 设计几个课外小题目, 让学生利用所学知识点解决实际问题; (2) 试卷考试:着重于基本概念和基本理论的理解与应用。

4 结束语

课堂教学过程是一个不断探索的过程, 要实现集成电路原理及应用课程的全面深入的改革, 还有待进一步探索。

参考文献

[1]王红.集成电路技术发展动态[J].微电子学, 2007, 37 (4) :515-522, 542.

[2]毛学军.《集成电路原理及应用》之课题教学方法研究[J].机械职业教育, 2002, 8:20-21