电源车总结范文
电源车总结范文(精选9篇)
电源车总结 第1篇
电源车工作总结及后续工作建议
9月26日凌晨五点,第一批电源车的改装最终完成。最近两天,脑子里全是电源车改装过程点点滴滴,其中有收获也存在许多问题,还望公司领导和其他同事一起发现和解决问题。
项目简介及收获
电源车的工作包括方案确定、机械结构及液压系统设计、外协外购件工作、车厢及卷线机构的制造与组装、液压系统组建及液压管路布置、电源车试车调试。
首先公司的能力值得肯定,电源车完满改装完成,且交付使用。从接项目到交付使用,从设计到制造,对公司的能力都是肯定。
存在问题
从最初的项目承接到最后的交付产品,可以说,公司为电源车的事,处处开绿灯。但是,最后用户的满意程度,却不容乐观。我以个人的感受分两个方面阐述: 1.管理问题
1)项目负责制管理体系混乱,缺乏项目管理经验。导致为电源车投入的人力物力太多,浪费太大,结果只能物超所值。2)项目负责及各分负责人缺乏全局性,分工模糊,分工不细,最后导致管理人员喊累,员工坐玩,且工作不能如期完成的被动局面,交货日期一拖再拖,严重影响公司形象。
2.专业问题
1)设计方案缺少评审,产品制作容易出现缺陷,无形地增大返工及维修工作量,导致生产周期延长;
2)制作过程缺乏检验人员,制作质量把关不严,导致产品做工粗糙,影响公司形象;
3)液压管路布置缺乏经验,对外协人员的工作也无特殊要求,更无专业人员检验,导致管路布置混乱不堪,无美观可言,严重影响用户满意度;
4)专业人员缺乏团队精神,专业素质修养不高,专业人员应坦陈接受好建议,从而制作出高水平高质量的产品,提升公司对外形象。
5)产品调试模糊,无安全调试和全工况调试环节,以至于产品遭遇特殊工况时,产品寿命低,售后工作量大且多。
后续工作建议
1.根据用户反馈意见,召开问题分析研讨会,并初步确定改进方案。
2.开展用户及设计人员交流会,通过现场交流确定改装要求及分析设计难度,以此减少此前的不良影响,挽回公司形象及用户信心。
3.成立电源车项目负责小组,明确任务及责任,提出具体奖惩办法。以此来减少公司投入,实现经济效益最大化。总结写的都是我个人的感受,希望语气,其他同事和领导不要介意,目的自为更好工作,提升企业对外形象。
公司形象=好产品=好设计+精美制作
文二明 2011/9/27
电源车总结 第2篇
电源车是主要应用于抢险救灾、野外勘探,工程作业、处理突发事件、夜晚作业、部队与军事等领域的作业车辆。它是将独立的发电机组装在汽车底盘上,电源系统由柴油机、发电机、变压整流器和微电脑控制系统组成,是特殊用途的专用汽车,多是根据客户的需求由各专用汽车生产企业或电源设备生产企业改装而成,不仅可以降低成本,而且使用起来更为方便,能满足恶劣条件下的抢险施工需求。
一、电源车产品适应市场发展的需要
电源车体积小、功率大、功能多,可应用于多种行业,是处理应急、突发事件不可缺少的设备,另专有灭火器、铝合金伸缩梯、专用电缆收放滚筒等抢险应急工具。电源车的应用领域广,产品拓展性强,是符合国家产业政策方向。
上个世纪,我国高档次的高层消防车、高速公路清扫车、电视卫星转播车、抢险照明车等大多依赖进口。而在欧美等发达国家,高附加值的多功能商用车在汽车市场上占据主要地位。在我国,电源车是进入本世纪以来我国一些汽车生产企业根据国际国内市场需求形势,结合国家的产业发展政策,利用国内现有厢式改装车技术、生产优势而自主开发的。电源车属于新型高科技产品。在电力抢险、通信维修、市政建设、突发事件处理、抢险救灾等方面有明显的和潜在的市场需求。电源车作为应急机动车,由于具有较好的机动性,而在军事作战演习、野外勘探、抢险救灾等场合的后勤保障中得到应用。我国电源车的开发生产,适应了国内市场,并且具有广泛的市场发展空间。
目前,国内使用的电源车多是具备车载发电机与照明系统整合的功能,主要运用于野外作业时的照明。不仅降低可以成本,而且使用起来更为方便,能满足恶劣天气下的抢险施工需求。便携式乙炔氧焊切割设备,可满足抢险施工应急之急。
随着我国城市数量的增加,规模的扩大,功能的增强,对特种车辆的要求日益增长,不同地区的经济水平、道路状况、地理条件等差异很大,这就要求企业在开拓市场方面要进行严密的分析,拿出不同的策略和应对方案,有针对性地开发和投放新产品。具体到多功能电源车,由于该车是提供给终端应急之用。主要集中在这几点:一线职工外出作业行动不便,急需可移动电源车。传统的吊用施工车辆装卸难,费时误工;自备车无箱蓬,日晒雨淋,缩短了发电机寿命。而在国内,真正能满足这些需求的厂家和产品几乎是空白,即便是进口产品也存在着价格高昂、手续繁琐、维修困难等“瓶颈”,因此,多功能电源车的市场“空档”带来了巨大商机。
巨大的国内市场给电源车带来的巨大商机。我国城乡一体化建设速度的加快,城镇人口将得到急剧膨胀,城市数量、规模、功能都将得到快速发展,与之相适应的市政、城市建设、工业化建设等对特种车辆的需求将达到日益增长。而不同地区的经济水平、道路状况、地理条件等差异很大,这就要求企业在开拓市场方面要进行严密的分析,拿出不同的策略和应对方案,有针对性地开发和投放新产品。多功能电源车在经济社会中的应用越来越广泛,小到突发事件,大到自然灾害的发生,多功能电源车都发挥了他的特殊功能。因处,多功能电源车的市场前景十分广阔,有着巨大的发展空间。
多功能电源车具有设计美观、材质轻、装备先进、功能齐全、价格适中等特点,能为各种作业独立提供装备与电源,是用户理想的特种作业装备之一。多功能电源车是国家政策导向和发展环境的迫切需要,符合国家政策、切合市场需求。
直流应急电源系统是保证发电厂、变电站正常运行的重要系统之一,其可靠性与稳定性直接影响到发、变电运行的安全性,对电力系统的正常运行、控制及安全紧急操作有着至关重要的影响。应急直流电源车是将经简化后的变电站直流系统安装在汽车上进行移动作业的新型特种车辆。
目前我国的应急电源车可提供的机组大都在100kVA以下,产量很小,并且多为普通车型,由柴油发电机组供电,仅限于交流。据了解,民用的容量在100kVA500kVA交流应急电源车和直流应急电源车目前生产厂家有限,民用市场上产品较为紧缺。
二、电源车产品的制作技术
电源车具有设计美观、材质轻、装备先进、功能齐全、价格适中、安全、节能、环保等特点,能为各种作业独立提供应急电源,是理想的特种作业装备之一。电源车采用先进的制造工艺,选择优质的原材料和元器件,精心布局、优化设计制造而成的,其性能良好、操作便利。
1.电源车设计原则
根据用户的使用要求和相关的设计标准,电源车应具备快速供应直流电源的能力,并且厢体具有一定的承载能力、防尘、防雨,具有一定的防火性、保温性、可靠性和经济适用性。
在电源车产品设计依据的相关国家标准有:《QC/T453-2002厢式运输车》;《GB1589-2004道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值标准》《GB4798.5电工电子产品应用环境条件地面车辆使用标准》;《GB7258-2004;机动车运行安全技术条件》;《GB16735-2004道路车辆识别代号(VIN)》;《GB12676-1999汽车制动系统结构、性能和试验方法》;《GB/T13594-2003机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》;《GB4785-1998汽车及挂车外部照明及信号装置的安装规定》;《GA406-2002车身反光标识》等。
2.电源车技术特点
还有一些电源车产品的作用是:为变电站、发电厂控制设备提供应急电源,保障发、变电安全、可靠的专业设备。其主要技术特点是:
(1)多种电压输出,能满足不同情况需要
该应急直流电源车可同时输出48V、110V或220V直流,广泛适用于电力系统中110kV、220kV、500kV变电站及发电厂、水电站,作为更新、改造和故障等情况下的应急电源使用。
(2)容量大,工作时间长
该产品由多个免维护可充电蓄电池组成电池组,排列在车厢内底板两侧,总容量可达400Ah,供电时间可满足变电站控制系统在各种情况下的应急供电需要。其后备时间不小于2小时。超出备用时间运行时,可采用交流电源输入,输入交流电源可满足380V±20%,对输入的交流电源电压适应范围广。
(3)具有良好的环境适应性,可保证设备全天候正常工作,安全实用
车厢内配有车载空调器进行温度调节,可保证电池组在室外环境温度-40℃50℃范围内正常供电,并可保证车内电器元器件在各种环境温度下正常工作。电器控制柜安装在车厢前部控制舱内,操作人员可在车外方便地操作控制板,操作面板设有防风雨功能,可避免雨天造成设备故障。供电电路并联接入一体式防雷模块,对输出电源具有防雷功能,防止浪涌电流沿线路进入车厢内对设备造成损坏,可保证人员和设备在雷雨天气时的安全。
(4)电源控制系统先进,确保供电运行可靠
电源控制系统为国内知名企业许继集团专业生产。控制系统设计先进,控制技术在国内尚属一流水平,系统运行稳定可靠(其核心技术已向国家知识产权局申报专利)。
(5)系统设计,工作装置齐全
电池组设在厢体底板两侧,整车重心低,车辆行驶安全性能好。车厢上部空间较大,可以放置多种供电抢修工具和材料,方便实用。
车体安装四支可自动调节平衡的液压支腿,起落方便,可保证工作时内部设备平稳可靠。
厢体可根据用户不同需要,采用铝合金板、钢板或玻璃钢板等材料作为内外蒙皮,中间填充高品质阻燃保温材料制作而成,具有保温性能好和密封、防雨、防尘等功能。
车厢内还设有外接电源插座、应急照明灯、电子风扇和警示灯具等其它设备。
(6)节能环保
有些电源车采用直流供电,不需燃油,在工作时无废气和噪声排放,节能环保。
三、介绍两种电源车产品
1.FLG5120TDYX36E应急电源车
由东风DFL5120XXYB1平头货车二类底盘车、防音厢体、英国威尔信柴油发电机组、电缆盘和液压支撑系统等组成;此外车还配有环保空调、真空助力制动、助力转向、航空防潜滑功能座椅、中控门锁、电动窗、收放机等。柴油机排放达到国III标准。
该车采用客车厢体外观设计,美观实用。解决了方舱车厢顶部容易积水造成锈蚀漏水的问题,延长厢体使用寿命。方舱车厢设计圆弧转角、风阻小;车厢厢体采用钢结构底架,钢板覆盖架底,上铺铝合金花纹板。车厢外表面采用防腐钢板内表面喷涂吸音隔热材料,以防止锈蚀;车厢具有强度高、防雨、防尘、防盗功能等,整体为全封闭结构。厢体内侧面板采用铝合金多孔板,中间充有隔热阻燃、吸音材料,外观精美、豪华。厢体经过降噪处理后(均为隔热阻燃环保材料,长期使用对人体无害),发电机组正常带载工作时,距电源车厢体1m处噪音值≤75dB。车厢隔热效果好,外部环境在-25+50℃高温条件下发电车均可连续安全发电。车厢设有AC220V、DC24V两路照明线路以备检修和电池充电之用。厢体分隔为四室,即a操作室(1500×2410×1800mm),b发电机室(3600×2420×2610),c、电缆盘室(1810×2420×(1850+650),d、消音室(1110×2420×2610mm)。
该车采用东风DFL5120XXYB1底盘。东风汽车有限公司生产的DFL1120B 系列二类底盘经过优化设计,各总成匹配合理,通用性强,完全达到国III排放标准。总成采用ISDe 185 30增压发动机,功率大,耗油少,外径395mm的离合器、DF6S750变速器、动力转向、加强车架,充分满足用户装载需要。D530驾驶室,采用轿车化内饰,造型美观。该汽车底盘外观优美、经济性好、速度快、承载能力强、使用寿命长、可靠性高、燃油经济性好等优点。
采用技术性能较好的发电机组和控制系统。发电机组如:P450E3/360kW威尔信柴油发电机组。英国PERKINS(珀金斯)发动机。法国利莱森玛交流发电机。
控制系统如:奇才1.0控制系统。1.采用微处理器技术,全数字式智能控制屏。2.使用单一模块控制,模块工作电压932VDC。3.双语显示系统(英文及中文)。4.简易的菜单结构设计易于查阅监测运行数据等。
采用防音车厢。车厢由福建侨龙专用汽车有限公司专业制造,符合GB 1589-2004等一系列国家标准和行业标准。防音车厢两边采用客车式造型,圆弧转角,美观实用。车厢边框由方管焊接而成,经科学计算,多次实验最后得出,达到车厢各个性能指标。
电缆及电缆盘。收取电缆,此时电机不工作,即收线电缆盘与驱动系统脱开。
电源输出柜。电源输出柜设在车厢左下侧裙边部分,密封效果良好,并配有安全锁。柜内设有一个三孔插座、两个空气开关和四个快速接头。发电机组输出电源从发电机至空气开关最后到电源输出柜,中间设有保护装置。电缆盘电机电源输出柜设有两个空气开关,其一是控制交流防爆灯的电源接通与切断;其二是控制电缆盘变频电机的电源接通与切断。防爆灯、电缆盘电机是输送电之前需使用的,为了方便操作,故把电源开关设在输出柜内,当需要使用时,用户只要启动发电机组,打开空气开关,即可使用交流防爆灯和电缆盘,便于操作,提高工作效率。
2.选用庆铃QL1090TKARY底盘进行改装的电源车
该电源车动力系统有力可靠,操作灵活,机动性强,整车配重合理。
改装后保证底盘关键技术参数不变。
车辆的基本结构和功能设置:
•车辆总体布局由冷暖空调、能源舱、电控舱、电缆盘舱等组成。
•厢体外部尺寸:约(长×宽×高)(mm)5164×2382×2155
•改装后的车辆外部尺寸约(长×宽×高)(mm):7005×2396×3220。
•改装本着“保持汽车底盘性能参数”的原则进行,对车底盘不产生破坏,底盘其它参数不涉及改变;设置四个液压支承,长久驻车时使用,以便减轻车辆悬架部分的负担,设备型号为FRST-2T-3T,电压24V,电流120AM。
•厢体采用彩钢板、铝型材、方钢管、优质隔热板为主要材料,厢板厚度为50mm。
•车内整体布局结构及配重计算合理,载荷分布均衡,外型设计流畅、美观。
•为减小空气阻力,驾驶室顶部安装导流罩。
•驾驶室内装设电子警报器一部;驾驶室内装设倒车监视器系统一部。
•厢体顶部的空调系统采用220V交流电源,空调型号为KR40A,功率1500W。
•厢体内安装照明灯两只;厢体中部位置设置一个照明工作灯插口。
•厢体及其它构件拥有防腐涂层,保证车身防腐能力及使用寿命。
•厢体夹层采用隔热发泡材料填充工艺,保温、隔热、密封,为保证强度,底架及底板进行加强设计。
•两侧电控电缆门为上掀式门,并采用气弹簧支撑,安全便利,舱门上装有一只照明灯,便于夜间作业。
•配备有电动电缆铰盘,可用车辆蓄电池驱动。
•电源车后部装有抽拉梯,抽出后,人员可以很方便地拿取装备。
•厢体部件采用有效的工艺手段进行加工,公差小,互换性强,质量可靠。
•厢体构件连接采用螺栓、铆钉、焊接等方式可靠连接,车身强度、安全性有保证,维护费用低。
•厢体四角前后各安装示廓灯一只;车身两侧各粘反光贴若干;
•能源舱电池设有可靠的固定装置。
•为方便电池取放设置滚轮及运输小车一辆。
移动应急电源车行业发展探析 第3篇
移动应急电源车是近年来出现的一种新型专用汽车。相比与传统汽车,移动应急电源车具有更加强大的路面适应性,即使在野外环境下也能维持正常工作。移动应急电源车的这一移动性特点,非常适合野外勘探、矿物开采、工程建造、电网铺设等行业的应用,在断电抢修等突发事件中也有良好的表现。随着我国经济的发展,对于移动应急电源车的需求量越来越大,这给移动应急电源车的发展带来了良好的机遇。
1 移动应急电源车的发展背景
自从改革开放以来,我国经济取得了飞速发展,人民的生活水平也在日益提高,基本达到了小康水平。据有关部门调查统计,在2015年,我国的国民生产总值已经超过了60万亿元,已经成为了继美国之后的世界第二大经济体[1]。从总体的世界经济格局来看,各国经济的发展都离不开对电力资源的需求,各国都提高了对发电效率和发电安全的要求。柴油发电业务在这种情况下得到了长足的发展。2010年,全球的柴油发电机组的市场价值已经达到了105亿美元,而且在未来的几年内都将以超过10%的速度增长。但是,在现代的城市化进程当中,运用柴油发电机组来提供电能的方式越来越受到限制,越来越多的应急电源和备用电源投入到城市化建设的使用当中。这也正是移动应急电源车所产生的原因。
传统的柴油发电机组对于工作环境具有苛刻的要求,在一些环境恶劣、路面情况多种多样的野外很难正常运行。而移动应急电源车具有良好的越野性能,可以在各种各样的路面上正常提供电能,而且能够灵活移动,到达工作目的地。柴油发电机组正常进行供电,需要经过严格的安装过程,一旦发生了各种自然灾害、或者野外突发事件,柴油发电机组就很难满足工作现场的供电要求。移动应急电源车具有性能稳定、操作简便、噪音小、排放污染物少、易于维护等特点,在抢险救灾、建筑施工、影视拍摄、野外勘探、工程作业、紧急事件和突发事件处理、军事应用等领域都具有出色表现[2],具有十分广阔的应用前景和巨大的发展空间。
2 移动应急电源车的发展环境
2.1 宏观经济
我国政府在2011年正式宣布我国已经脱离世界经济危机的威胁,对宏观的经济政策进行了调整,来应对接下来的经济局势。从2011年起,我国政府将经济工作的重点转移到降低经济发展速度,调整经济结构,促进我国经济转型上面来。在2006年到2011年,我国的经济一直在以每年11%的速度保持高速增长,而在2011年之后的五年内,我国经济的发展速度将会出现一定程度的下降,下降到7%到8%[3]。虽然经济发展的速度降低了,但是我国将更多的精力放到了基础设施建设、社会事业发展和生态环境保护方面,这样能够确保我国经济发展的稳定和长久,也是“可持续发展”理念的具体表现。在这样的宏观经济背景下,我国仍然在很多方面具有较大的投资需求,投资结构也逐渐趋于稳定,移动应急电源车的需求量也在逐年增加。
2.2 行业政策
由于要满足野外作业的需要,所以移动应急电源车应该在承载能力足够的前提下,还要能够防火、防尘、防雨。考虑到野外作业的环境多样性,国家特意制定了针对移动应急电源车的技术标准,对移动应急电源车的防火性、保温性、经济性、可靠性和适用性都进行了具体规定。这类标准有:《QC/T 911-2013电源车》和《GB/T 2820.1-GB/T 2820.12复式内燃机驱动的交流发电机组》。除了以上的技术标准,用于军事用途的移动电源车还要符合《GJB5785-2006军用内燃发电机组通用规范》。
2.3 行业技术
移动应急电源车综合了多种技术,比如液压控制技术、智能控制技术、光电一体化技术、专用车计算机辅助设计、环保技术、集装箱变型技术等。从总体上来说,移动应急电源车的外形和制造工艺与厢式专用改装车极为类似,可以从厢式专用改装车的设计和生产制造中借鉴一定的经验,促进移动应急电源车的发展。
移动应急电源车所用的发电机组容量一般在20k VA~500k VA之间,还要具备强大的远距离应急供电能力,容易进行移动,这样才能满足野外作业的需要。为了保证发电机组的品质,最好选用知名的品牌厂家所制造的产品。移动应急电源车的各个分支系统也需要不断进行更新和功能增强。从长远发展的角度来讲,移动应急电源车要提高设计和制造技术水平,根据用途的不同逐渐形成多种不同型号的产品。
2.4 市场特征
近年来,我国对于移动应急电源车的需求大大增加,出现了大批量的采购行为。我国的电力主管部门决定,要在未来五年内为所有的供电单位配备移动应急电源车。这正是移动应急电源车需求量大大增加的原因之一。我国的移动应急电源车产业才刚刚起步,产品生产厂家很少,生产的产品类型也极为单一。移动应急电源车在未来发展中会越来越呈现“高、精、尖”的发展趋势。我国的移动应急电源车生产厂家要积极抓住这一良好的机遇,抓紧研发新的产品和技术,让移动应急电源车进行更新换代,同时还要根据用途的不同制造多种不同类型的移动应急电源车产品,满足不同类型的市场需求,在未来的市场竞争当中抢占先机。
2.5 消费状况
移动应急电源车的产品价格取决于市场需求。如果市场需求量越大,移动应急电源车的价格就会越高;市场需求量越低,移动应急电源车的价格就会越低。但是,由于移动应急电源车应用范围广泛,不同行业、不同用途所需要的移动应急电源车即使功率相同,价格上也有很大的差别。移动应急电源车的生产厂家要深刻认识到这一点,对自己的产品进行明确定位,抓住对应的客户群体,生产附加价值高的移动应急电源车产品,这是未来移动应急电源车制造企业的发展关键。
2.6 销售渠道
移动应急电源车属于资金密集型产品和技术密集型产品,销售方式以直销为主,也混合了零售和网络销售等销售方式。移动应急电源车的生产主要是面向石油、通信、电力、军事等行业领域,往往都是被这些行业的客户进行大批量订购的。所以,移动应急电源车的销售方式应该以直销为主,在与客户进行交流沟通、充分了解客户需求的基础上,进行产品的生产制造,形成品牌效应,在市场上占据一定的地位。
3 结束语
移动应急电源车的生产极为复杂,需要投入大量的资金,还要各种技术手段来提供支持。随着时代的发展,移动应急电源车行业将逐步走进人们的视线,被越来越多的企业所重视。这将会为移动应急电源车行业的发展带来极大影响。生产厂家要抓住这一机遇,研发产品制造的核心技术。面对国内外同行业企业的激烈竞争,移动应急电源车的制造企业要明确对产品进行定位,抓住对应的客户群体,在市场竞争当中形成企业自身的独特优势。
摘要:移动应急电源车是由底盘车、照明系统、柴油发电机组、输配电及操控箱、液压支撑系统、高效隔音降噪厢体、进排风降噪系统、排气消声系统、电缆绞盘及工具器材舱等部分共同组成的。移动应急电源车利用底盘车车厢内部的有限空间,将各种设备和系统进行科学合理搭配及集成,被广泛应用于野外露天作业等场合。文章将对我国移动应急电源车行业的发展背景和环境展开探讨。
关键词:移动应急电源车,行业背景,发展环境
参考文献
[1]张笛,李云峰.移动电源车行业探析[J].科技创业月刊,2014,1:50-51.
[2]江媛英,陈雯,张筱梅.移动应急电源汽车行业领头羊:海德馨企业文化创造价值[J].专用汽车,2015,7:46-49.
[3]房建成.移动电源车在核电厂的应用探讨[J].科技创新导报,2015,16:230.
移动电源车在核电厂的应用探讨 第4篇
关键词:电源车 柴油发电机组 核电厂 应急供电
中图分类号:TM62 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)06(a)-0230-01
由于中国长期燃烧化石燃料,导致中国成为SO2和CO2等排放的大国,环境污染问题日益严重[1]。发展清洁能源迫在眉睫,积极发展核电是中国能源发展的战略选择。
但在2011年3月,由里氏9.0级地震并发海啸引起了日本福岛核电站核事故,该核事故得以扩大并造成如此大的影响,海啸将核电站的固定式应急柴油发电机组淹没导致核电站丧失厂内外交流电源是重要原因之一。虽然这种严重超设计基准的地震及海啸在未来难以重现,但是却使核电人士意识到核电厂除应配备固定式应急柴油发电机组外,也要配备移动式的应急柴油发电机组,即移动电源车,以便在核电厂全厂断电工况下为负荷供电,避免核事故或者降低核事故造成的损失[2]。
1 移動电源车简介
移动电源车是由汽车底盘、柴油发电机组、降噪车厢、输配电及操控系统、进排气消声系统、照明系统、液压支撑系统等组成。其主要任务是将汽车与所搭载的柴油发电机组等设备进行有机的结合,充分利用汽车有限的空间实现科学合理的布局、设备优化选型及合理搭配等,并重点解决好车辆改装后的安全性、稳定性及可操控性、设备的可靠性及可维护性、系统的减震降噪及通风散热等问题,使最终产品可以符合用户应急供电的实战使用需求[3]。
2 移动电源车在核电厂的应用范围
2.1 为电动辅助给水泵供电
电动辅助给水泵属于核电站专设安全设施,其安全作用是在主给水系统的任何一个环节发生故障时,作为应急手段向蒸汽发生器二回路侧供水,使一回路维持一个冷源,排出堆芯余热。因此,在核电厂事故工况下,移动电源车可为电动辅助给水泵及其运行所需要的控制电源恢复供电,缓解事故后果,并为恢复厂内外交流电源提供时间窗口。
2.2 为低压安注泵供电
低压安注泵属于核电站专设安全设施,其主要安全作用为在反应堆冷却剂系统(RCP)压力低于低压安注泵压头时,向RCP系统注水。因此,通过移动电源车为其供电,可保障事故工况下,低压安注泵能够持续向RCP系统注水,排出堆芯热量。
2.3 为设备冷却水泵供电
设备冷却水系统对核岛所有需要冷却的设备提供设备冷却水,并通过热交换器将热量传递给最终冷源——海水。在事故工况下,通过移动电源车对设备冷却水泵供电,为设备冷却水系统提供动力,保障设备冷却水系统可充分将设备冷却。
2.4 为不间断电源系统供电
不间断电源系统为核电厂控制室和关键负荷供电。在全厂失电情况下,不间断电源系统通过蓄电池能够保证8 h左右供电,为满足核电厂全厂失电后的长期监控需要,需要通过移动电源车保证不间断电源系统的运行。
2.5 为应急照明供电
通过移动电源车可为供电线路受损的厂房及场所提供应急供电,也可通过移动电源车自带的照明设备为现场临场指挥提供照明。
3 核电厂对移动电源车的特殊要求
核电厂系统复杂,对设备质量及功能要求高,对移动电源车也不例外。结合核电厂对设备质量及运行环境要求,总结出以下对移动电源车的特殊要求。
3.1 配置及功率要求
根据国家法规要求,各核电站至少配置一台中压移动电源车和一台低压移动电源车,并分别按照一台辅助给水泵及一台低压安注泵的负荷考虑电源车的容量[4]。同时,考虑柴油发电机组需要定期试验以保证其性能,因此建议配备一台独立的假负载,用于定期做带载试验。其中,低压移动电源车必须满足核电厂安全参数的监测和控制,必要的通讯、通风和照明及其他临时设施的负荷需求,建议容量在400 kW以上。中压移动电源车必须满足容量较大的辅助给水泵直接启动的需要,建议选择容量较小的柴油机配合容量较大的发电机的方式,可以满足核电厂直接启动大容量电动机的启动电压降等要求,以解决柴油机容量太大不能做成移动电源车的难题,建议柴油发电机容量在1800 kW以上,发电机容量在2600 kW以上。
3.2 恶劣运行环境要求
3.2.1 台风、暴雨
核电厂移动电源车必须接受严酷的淋雨试验,且通过自身的液压支撑装置,确保在台风、暴雨天气中,移动电源车保持平稳,通风孔、门、窗等漏雨量满足标准要求,不影响柴油发电机组的正常运行。
3.2.2 高、低温
核电厂移动电源车必须能够在暴晒环境及相应地区设计最低温度下,柴油发电机组能够顺利启动。建议低温启动措施设置为缸套水预热装置,冷却水中加入防冻液等。
3.2.3 夜晚
电源车车顶配置全方位旋转的升降照明灯,并提供遥控装置,不用时收折固定,使用时升到一定高度,并可360°旋转,可以满足夜晚照明要求。
3.3 其他特殊要求
3.3.1 在线补油
在线补油要求移动电源车自带补油泵,可直接从油桶、油池及油管补油。为避免过补油,油位高时自动停止补油,并带油位高低报警。
3.3.2 启动要求
柴油发电机启动蓄电池容量应能够保证机组启动6次而不需要再充电,启动蓄电池应选择知名品牌,其蓄电池寿命不能低于5年。
3.3.3 润滑油
机组润滑油量应能够保证7 d连续运行而无需补油,润滑油系统的设计应允许在线补油。润滑油压力低时能够产生报警,以便及时补油。
3.3.4 保护闭锁要求
机组需要设置应急/试验选择装置,以便机组在应急运行时,闭锁除柴油机超速保护外的其他常规停机联锁保护。
4 结语
在中国积极发展核电等清洁能源的大背景下,进一步提高核电厂的安全水平已成为社会的焦点。移动电源车作为国家核应急救援队的主要设备之一,以其良好的机动性及功能性,可在核电厂事故工况下为相关应急安全设备提供稳定的电力供应,可在复杂条件下突击抢险和紧急处置任务中发挥着重要作用,具有广阔的应用前景。
参考文献
[1]叶奇蓁.后福岛时期我们国核电的发展 [J].中国电机工程学报,2012(1):14-15.
[2]张琳,李文宏,杨红义.福岛核事故后核电厂安全改进行分析[J].原子能科学技术,2014(3):486-491.
[3]张笛,李云峰.移动电源车行业探析[J].科技创业月刊,2014(1):50-51.
电源车总结 第5篇
科泰电源收购捷泰新能源 整合新能源物流车运营业务
2016年11月21日公告,上海科泰电源股份有限公司(以下简称“公司”)拟与捷星新能源科技(苏州) 有限公司(以下简称“捷星新能源”)签署股权转让协议,以 3,000 万元人民币对价收购捷星新能源持有的上海捷泰新能源汽车有限公司(以下简称“捷泰新能源”、“标的公司”)60%股权(以下称“标的 股权”)。本次交易完成后,标的公司将成为公司全资子公司。 公告显示,捷泰新能源2016年1-6月营业收入为394.81万元,净利润为-537.92万元;2015年营业收入为1187.29万元,净利润为-355.95万元。 公告称,经过近几年的发展,新能源汽车在产品技术、配套服务等方面逐步成熟,但续航里程短、充电不便捷等因素依然是制约纯电动车辆推广应用的瓶颈。城市物流车辆由于使用区域较为固定、行驶距离较为明确,可以有效规避行驶里程和充电设施对纯电动车辆的应用限制。因此,在新能源汽车推广应用初期,城市物流领域是较好的切入角度。 物流车市场具有客户群体集中、客户需求相对统一、市场容量大等特点。同时,在运营成本方面,纯电动物流车与传统燃油车相比优势明显。因此,新能源专用车领域,尤其是城市物流领域具备良好的`市场需求和发展前景。 作为公司新能源汽车业务板块的运营管理平台,捷泰新能源专注于为客户提供新能源车辆功能化定制开发、租赁销售、运营管理、售 后服务等一体化解决方案。自设立以来,捷泰新能源积极开展全国网络布局工作,已在上海、广东、北京、福建、湖北、安徽、天津等省 市地区设立多家子公司,开展属地化运营业务。凭借网络渠道和产品服务优势,捷泰新能源与多家物流企业达成合作关系,并在部分物流企业的招标中取得了较好份额。 同日,公司发布了关于对外转让捷星新能源股权的公告,公告显示,自今年年初以来,行业政策、市场环境等因素对新能源汽车行业市场形成了一定程度的制约。由于子公司捷星新能源科技(苏州)有限公司(以下简称 “捷星新能源”、“标的公司”)从事的动力电池系统制造业务属新能源专用车制造的上游环节,其业绩的实现受到了较为直接的影响。为降低标的公司对公司总体业绩的影响,保护广大投资者利益,公司拟与捷星实业(长春)有限公司(以下简称“捷星实业”、“买方”)及彭华先生(以下简称“保证方”)签署股权转让协议,以 9,000 万 元人民币对价向买方转让公司持有的标的公司 49%股权(以下称“标 的股权”)。本次交易完成后,公司不再持有标的公司股权。 通过剥离捷星新能源,将有助于降低捷星新能源对公司总体业绩的影响,从而保护广大投资者的利益,而通过上述的整合,捷泰新能源将成为公司全资子公司,有助于公司集中优势资源,进一步加大力度发展新能源物流车运营相关领域业务。
电源设计总结 第6篇
比如新设一套2000A开关电源系统,测算低配出线柜开关的大小,计算方法如下:
2000A*48V/0.9(功率因子)/380V/1.732=162A。
2、在新建的2000A直流系统中,交流配电屏到保护地排需要做一条95mm^2的保护地线;直流配电屏到工作地排需要做一条240mm^2的工作地线。
3、UPS计算
300K UPS需要多大的低配开关?
300K*0.8=240KW,240KW/380/1.732=365A,根据UPS的启动电流,每台UPS主机需要630A开关; 200K UPS需要的开关
200K*0.8=160KW,160KW/660=242.4A,根据UPS的启动电流,每台UPS主机需要400A开关;
UPS设计总结
1、UPS主机与蓄电池之间的电源线,查询UPS表格,电源线线径与电池AH大小无关,与UPS主机容量有关;
2、UPS电池只数,是根据电压计算,比如,2V,或者12V,总电压除以2V或者12V,但总电压不一定就是380V,这个取决于UPS主机,每个系列对应电压不同,有480V的,有384V的等。200AH更换可以成300AH,原有电源线可以利旧。
4、交流电源线,根据开关大小查电流核载表,配置电源线,比如200A开关,配置时,如果是四芯线,直接选用大于200A 的四芯电源线;如果是单芯线,也是选用大于200A的单芯电源线。
5部分厂家如中达,高频UPS,从蓄电池(1组240只,从120只到121只,需要加一根中线,为了平衡电压),因此每组电池到UPS主机之间要用3根对应线径的电缆。
电源项目总结 第7篇
电源PCB布板注意:
1电源线上打过孔,增加散热能力。
单点接地 或单点接电容,让干扰通过电容滤波后,再去下一级。变压器的次级出来 与整流二极管连接的距离尽量的短,防止辐射。
4.电容之类的要远离
发热元器件。
选型要点:
1变压器次级的滤波电容 选型要点: 选小的ESR 等效内阻。(内阻大了,高频经过这里,会使电容发热,时间久了,变压器会鼓起来)变压器次级的二极管 要选用快恢复的 肖基特二极管
选用压降低的(大电流时特别重要,p=ui.低的,在二极管上消耗的功率就小了。管子就不会发热的太厉害)
电源车总结 第8篇
1 方案设计及讨论 (图1)
方案一:利用尼龙毛刷对电源导槽进行接触式清理
将一个尼龙毛刷的刷口正对电源导槽的位置固定在穿梭车上, 毛刷随穿梭车一起运行, 并对电源导槽进行清扫。这种方法简单易行, 清理的碳刷粉末直接堆于导槽底部, 不会污染环境, 但是缺点是因穿梭车的动力电源为三相380V, 毛刷对其清扫的同时, 要与其直接接触, 存在安全隐患, 不易采用。
方案二:利用风力对电源导槽进行吹风清理
将一个吹风机的吹风口正对电源导槽的位置固定在穿梭车上, 吹风机随穿梭车一起运行并对电源导槽进行清理。这种方法不与电源导槽直接接触, 安全性好, 可靠性高, 缺点是会造成吹出的碳刷粉末污染周围环境。
综合实施的可行性和成本分析, 采用方案二。
2 自动清理装置设计
分析市场上几种不同规格吹风机的外型尺寸, 以及它们的风速大小、风量大小, 经过讨论决定选用国产吹风机, 根据穿梭车的结构, 寻找可供安装吹风机的地方, 决定采购体积小巧功率强大的“银箭牌” (型号为MOD.4014风量达2.8m3/分钟) 吹风机。
(1) 确定吹风机固定方式:结合吹风机的外型, 以及穿梭车可供安装的位置, 我们决定采用不锈钢片做成环形腰带来固定吹风机。制作了一个固定吹风机的环形腰带, 并在腰带伸长部位的中间打了两个Φ6的孔, 以便用此孔将吹风机固定于穿梭车上
(2) 吹风口设计:由于采购的吹风机吹风口为橡胶材料圆柱形, 口径为Φ30, 从固定吹风机的位置到穿梭车电源导槽还有60cm的距离, 显然吹过去的风量是无法将电源导槽吹干净的。为了集中风量和满足距离, 用内径为Φ30的钢管设计了一个弯管。并将短管端部封死且在前方侧面正对电源导槽方向, 切出长50mm (电源导槽宽约60mm) 宽5m m的逢口
(3) 电控部分设计:电控部分采用穿梭车工作信号控制, 只有在穿梭车运行时, 吹风机随穿梭车一同运行并吹风清理, 穿梭车停止时, 吹风机同时也处于停吹状态。在具体实施后发现:只要穿梭车运行, 吹风机就会吹风, 穿梭车每天往返近千次, 吹风机就会不停的吹, 这样既不利于节能降耗, 也不利于吹风机的使用寿命。于是我们决定采用微电脑时间控制器进行控制, 让吹风机在最繁忙的时间段 (既有烟箱入库, 也有原辅材料出库) 工作十多分钟即可, 每天白班和夜班各工作一次。又考虑到:如果设定的时间到了, 可穿梭车在设定的时间段内没有工作, 此时吹风机工作就没有意义了, 它会在设定的时间段内只对着一个点吹。于是我们决定:采用穿梭车工作信号和微电脑时间控制器同时控制的方式进行控制 (如图2) 。
在实际试用过程中发现:只有在微电脑时间控制器设定的时间内和穿梭车运行, 两个条件同时满足的情况下, 吹风机才能正常工作。这样既能达到清理穿梭车电源导槽卫生的目的, 又能节能降耗, 同时延长了吹风机的使用寿命。于是安装了一个微电脑时间控制器。经过连续三个班次的运行, 吹风机运行良好, 能够随穿梭车的不断运动和微电脑时间控制器设定的时间及时清理电源导槽碳刷粉末。
3 效果分析
在本自动清理装置使用之后, 发现因碳刷与导槽接触不良导致的通信系统故障次数平均为22次/月降低到1次/月, 取得了很好的清理效果, 减少了系统的工作故障。本次活动我们共花费采购备件资金500元 (吹风机200元、微电脑时间控制器300元) , 虽然没有得到直接的经济效益, 可活动的结果能达到降低职工的劳动强度, 降低职工工作的危险性, 提高穿梭车工作的稳定性这些无形的经济效益是非常可观的。
4 结语
通过本自动清理装置的设计次活动, 我们顺利实现了穿梭车电源导槽的自动清理, 提高了系统工作的效率, 提高了职工在清理穿梭车电源导槽时工作的安全性, 降低了工作的劳动强度, 同时以比较低的成本获得比较大的经济效益。
摘要:对于穿梭车倒槽的清理工作的现状进行分析, 设计了穿梭车的自动清理装置, 以较低的成本获得了较好的清理效果, 提高了员工在清理穿梭车倒槽时的安全性, 并提高了工作的效率。
电源完整性总结 第9篇
绝大多数芯片都会给出一个正常工作的电压范围,这个值通常是±5%。老式的稳压芯片的输出电压精度通常是±2.5%,因此电源噪声的峰值幅度不应超过±2.5%。精 度是有条件的,包括负载情况,工作温度等限制,因此要有余量。
电源噪声余量计算
比如芯片正常工作电压范围为3.13V 到3.47V 之间,稳压芯片标称输出3.3V。安装到电路板上后,稳压芯片输出3.36V。那么容许电压变化范围为3.47-3.36=0.11V=110mV。稳压芯片输出精度±1%,即±3.363*1%=±33.6 mV。电源噪声余量为110-33.6=76.4 mV。
2、电源噪声是如何产生
第一,稳压电源芯片本身的输出并不是恒定的,会有一定的波纹。
第二,稳压电源无法实时响应负载对于电流需求的快速变化。稳压电源芯片通过感知其输出电压的变化,调整其输出电流,从而把输出电压调整回额定输出值。第三,负载瞬态电流在电源路径阻抗和地路径阻抗上产生的压降,引脚及焊盘本身也会有寄生电感存在,瞬态电流流经此路径必然产生压降,因此负载芯片电源引脚处的电压会随着瞬态电流的变化而波动,这就是阻抗产生的电源噪声。
3、电容退耦
采用电容退耦是解决电源噪声问题的主要方法。这种方法对提高瞬态电流的响应速度,降低电源分配系统的阻抗都非常有效。
3.1、从储能的角度来说明电容退耦原理
当负载电流不变时,其电流由稳压电源部分提供,即图中的I0,方向如图所示。此时电容两端电压与负载两端电压一致,电流Ic 为0,电容两端存储相当数量的电荷,其电荷数量和电容量有关。当负载瞬态电流发生变化时,由于负载芯片内部晶体管电平转换速度极快,必须在极短的时间内为负载芯片提供足够的电流。但是稳压电源无法很快响应负载电流的变化,因此,电流I0 不会马上满足负载瞬态电流要求,因此负载芯片电压会降低。但是由于电容电压与负载电压相同,因此电容两端存在电压变化。对于电容来说电压变化必然产生电流,此时电容对负载放电,电流Ic 不再为0,为负载芯片提供电流。只要电容量C 足够大,只需很小的电压变化,电容就可以提供足够大的电流,满足负载态电流的要求。
相当于电容预先存储了一部分电能,在负载需要的时候释放出来,即电容是储能元件。储能电容的存在使负载消耗的能量得到快速补充,因此保证了负载两端电压不至于有太大变化,此时电容担负的是局部电源的角色。
3.2、从阻抗的角度来理解退耦原理
我们可以用一个等效电源模型表示上面这个复合的电源系统
ΔV=ZΔI
从AB 两点向左看过去,稳压电源以及电容退耦系统一起,可以看成一个复合的电源系统。这个电源系统的特点是:不论AB 两点间负载瞬态电流如何变化,都能保证AB 两点间的电压保持稳定,即AB 两点间电压变化很小。
我们的最终设计目标是,不论AB 两点间负载瞬态电流如何变化,都要保持AB 两点间电压变化范围很小,根据公式2,这个要求等效于电源系统的阻抗Z 要足够低。
因此从等效的角度出发,可以说去耦电容降低了电源系统的阻抗。电容对于交流信号呈现低阻抗特性,因此加入电容,实际上也确实降低了电源系统的交流阻抗。
4、实际电容的特性
实际的电容器总会存在一些寄生参数,这些寄生参数在低频时表现不明显,但是高频情
况下,其重要性可能会超过容值本身。
等效串联电感(寄生电感)无法消除,只要存在引线,就会有寄生电感。这从磁场能量变化的角度可以很容易理解,电流发生变化时,磁场能量发生变化,但是不可能发生能量跃变,表现出电感特性。寄生电感会延缓电容电流的变化,电感越大,电容充放电阻抗就越大,反应时间就越长。
自谐振频率点是区分电容是容性还是感性的分界点,高于谐振频率时,“电容不再是电容”,因此退耦作用将下降。
AVX 生产的陶瓷电容不同封装的各项参数值
电容的等效串联电感和生产工艺和封装尺寸有关,通常小封装的电容等效串联电感更低,宽体封装的电容比窄体封装的电容有更低的等效串联电感。
在电路板上会放置一些大的电容,通常是坦电容或电解电容。这类电容有很低的ESL,但是ESR 很高,因此Q 值很低,具有很宽的有效频率范围,非常适合板级电源滤波。
电路的品质因数越高,电感或电容上的电压比外加电压越高。Q 值越高在一定的频偏下电流下降得越快,其谐振曲线越尖锐。也就是说电路的选择性是由电路的品质因素Q 所决定的,Q 值越高选择性越好。
5、电容的安装谐振频率
充分理解电容的自谐振频率和安装谐振频率非常重要,在计算系统参数时,实际使用的是安装谐振频率,而不是自谐振频率。
电容自身存在寄生电感,从电容到达需要去耦区域的路径上包括焊盘、一小段引出线、过孔、2 厘米长的电源及地平面,这几个部分都存在寄生电感。相比较而言,过孔的寄生电感较大。过孔的直径越大,寄生电感越小。过孔长度越长,电感越大。
过孔寄生电感计算公式:
其中:L 是过孔的寄生电感,单位是nH。h 为过孔的长度,和板厚有关,单位是英寸。d 为过孔的直径,单位是英寸。
安装后电容的谐振频率发生了很大的偏移,使得小电容的高频去耦特性被消弱。在进行电路参数设计时,应以这个安装后的谐振频率计算,因为这才是电容在电路板上的实际表现。安装电感对电容的去耦特性产生很大影响,应尽量减小。
6、局部去耦设计方法
为保证逻辑电路能正常工作,表征电路逻辑状态的电平值必须落在一定范围内。比如对于3.3V 逻辑,高电平大于2V 为逻辑1,低电平小于0.8V 为逻辑0。
把电容紧邻器件放置,跨接在电源引脚和地引脚之间。正常时,电容充电,存储一部分电荷。这样电路转换所需的瞬态电流不必再由VCC 提供,电容相当于局部小电源。因此电源端和地端的寄生电感被旁路掉了,寄生电感在这一瞬间没有电流流过,因而也不存在感应电压。通常是两个或多个电容并联放置,减小电容本身的串联电感,进而减小电容充放电回路的阻抗。
注意:电容的摆放、安装距离、安装方法、电容选择
7、从电源系统的角度进行去耦设计
从电源系统的角度进行去耦设计。该方法本着这样一个原则:在感兴趣的频率范围内,使整个电源分配系统阻抗最低。
电源去耦注意:电源去耦涉及到很多问题:总的电容量多大才能满足要求?如何确定这个值?选择那些电容值?放多少个电容?选什么材质的电容?电容如何安装到电路板上?电容放置距离有什么要求?
7.1、Target Impedance(目标阻抗)
其中: DD V 为要进行去耦的电源电压等级,常见的有5V、3.3V、1.8V、1.26V、1.2V 等。Ripple 为允许的电压波动,典型值为2.5%。ΔIMAX 为负载芯片的最大瞬态电流变化量。
该定义可解释为:能满足负载最大瞬态电流供应,且电压变化不超过最大容许波动范围的情况下,电源系统自身阻抗的最大值。对目标阻抗有两点需要说明: 目标阻抗是电源系统的瞬态阻抗,是对快速变化的电流表现出来的一种阻抗特性。2 目标阻抗和一定宽度的频段有关。在感兴趣的整个频率范围内,电源阻抗都不能超过这个值。
7.2、需要多大的电容量
有两种方法确定所需的电容量
第一种方法利用电源驱动的负载计算电容量。这种方法没有考虑ESL 及ESR 的影响,因此很不精确。
第二种方法就是利用目标阻抗(Target Impedance)来计算总电容量,这是业界通用的方法。
先计算电容量,然后做局部微调,能达到很好的效果,如何进行局部微调。方法一:利用电源驱动的负载计算电容量
设负载(容性)为30pF,要在2ns 内从0V 驱动到3.3V,瞬态电流为:
如果共有36 个这样的负载需要驱动,则瞬态电流为:36*49.5mA=1.782A。假设容许电压波动为:3.3*2.5%=82.5 mV,所需电容量为C=I*dt/dv=1.782A*2ns/0.0825V=43.2nF。
电容放电给负载提供电流,其本身电压也会下降,但是电压下降的量不能超过82.5 mV(容许的电压波纹),这种计算没什么实际意义。方法二:利用目标阻抗计算电容量
为了清楚的说明电容量的计算方法,我们用一个例子。要去耦的电源为1.2V,容许电 压波动为2.5%,最大瞬态电流600mA
第一步:计算目标阻抗
第二步:确定稳压电源频率响应范围
和具体使用的电源片子有关,通常在DC 到几百kHz 之间。这里设为DC 到100kHz。在100kHz 以下时,电源芯片能很好的对瞬态电流做出反应,高于100kHz 时,表现为很高的阻抗,如果没有外加电容,电源波动将超过允许的2.5%。为了在高于100kHz 时仍满足电压波动小于2.5%要求,应该加多大的电容? 第三步:计算bulk 电容量
当频率处于电容自谐振点以下时,电容的阻抗可近似表示为:
频率f 越高,阻抗越小,频率越低,阻抗越大。在感兴趣的频率范围内,电容的最大阻抗不能超过目标阻抗,因此使用100kHz 计算(电容起作用的频率范围的最低频率,对应电容最高阻抗)。
第四步:计算bulk 电容的最高有效频率
当频率处于电容自谐振点以上时,电容的阻抗可近似表示为:
频率f 越高,阻抗越大,但阻抗不能超过目标阻抗。假设ESL 为5nH,则最高有效频率为:
这样一个大的电容能够让我们把电源阻抗在100kHz 到1.6MHz 之间控制在目标阻抗之下。当频率高于1.6MHz 时,还需要额外的电容来控制电源系统阻抗。
第五步:计算频率高于1.6MHz 时所需电容
如果希望电源系统在500MHz 以下时都能满足电压波动要求,就必须控制电容的寄生电感量。必须满足2π f×Lmax ≤XMAX,所以有:
假设使用AVX 公司的0402 封装陶瓷电容,寄生电感约为0.4nH,加上安装到电路板上后过孔的寄生电感(本文后面有计算方法)假设为0.6nH,则总的寄生电感为1 nH。为了满足总电感不大于0.16 nH 的要求,我们需要并联的电容个数为:1/0.016=62.5 个,因此需要63 个0402 电容。为了在1.6MHz 时阻抗小于目标阻抗,需要电容量为:
因此每个电容的电容量为1.9894/63=0.0316 uF。
综上所述,对于这个系统,我们选择1 个31.831 uF 的大电容和63 个0.0316 uF 的小电容即可满足要求。
7.3、相同容值电容的并联
使用很多电容并联能有效地减小阻抗。63 个0.0316 uF 的小电容(每个电容ESL 为1 nH)并联的效果相当于一个具有0.159 nH ESL 的1.9908 uF 电容。
单个电容及并联电容的阻抗特性如图10 所示。并联后仍有相同的谐振频率,但是并联电容在每一个频率点上的阻抗都小于单个电容。
随着频率偏离谐振点,其阻抗仍然上升的很快。要在很宽的频率范围内满足目标阻抗要求,需要并联大量的同值电容。这不是一种好的方法,造成极大地浪费。有些人喜欢在电路板上放置很多0.1uF 电容,如果你设计的电路工作频率很高,信号变化很快,那就不要这样做,最好使用不同容值的组合来构成相对平坦的阻抗曲线。
7.4、不同容值电容的并联与反谐振
容值不同的电容具有不同的谐振点。图11 画出了两个电容阻抗随频率变化的曲线。
左边谐振点之前,两个电容都呈容性,右边谐振点后,两个电容都呈感性。在两个谐振点之间,阻抗曲线交叉,在交叉点处,左边曲线代表的电容呈感性,而右边曲线代表的电容呈容性。
因此,两条曲线的交叉点处会发生并联谐振,这就是反谐振效应,该频率点为反谐振点。
两个容值不同的电容并联后,阻抗曲线如图12 所示。从图12 中我们可以得出两个结论:
a 不同容值的电容并联,其阻抗特性曲线的底部要比图10 阻抗曲线的底部平坦得多(虽然存在反谐振点,有一个阻抗尖峰),因而能更有效地在很宽的频率范围内减小阻抗。
b 在反谐振(Anti-Resonance)点处,并联电容的阻抗值无限大,高于两个电容任何一个单独作用时的阻抗。并联谐振或反谐振现象是使用并联去耦方法的不足之处。
对于那些频率值接近反谐振点的,由于电源系统表现出的高阻抗,使得这部分噪声或信号能量无法在电源分配系统中找到回流路径,最终会从PCB 上发射出去(空气也是一种介质,波阻抗只有几百欧姆),从而在反谐振频率点处产生严重的EMI问题。
解决办法:并联电容去耦的电源分配系统一个重要的问题就是:合理的选择电容,尽可能的压低反谐振点处的阻抗。
7.5、ESR 对反谐振(Anti-Resonance)的影响
实际电容除了LC 之外,还存在等效串联电感ESR,因此,反谐振点处的阻抗也不会
是无限大的。实际上,可以通过计算得到反谐振点处的阻抗为:
其中,X为反谐振点处单个电容的阻抗虚部(均相等)。
现代工艺生产的贴片电容,等效串联阻抗很低,因此就有办法控制电容并联去耦时反谐振点处的阻抗。等效串联电感ESR 使整个电源分配系统的阻抗特性趋于平坦。
7.6、怎样合理选择电容组合
瞬态电流的变化相当于阶跃信号,具有很宽的频谱。因而,要对这一电流需求补偿,就必须在很宽的频率范围内提供足够低的电源阻抗。
注意:选择电容组合,要考虑的问题很多,比如选什么封装、什么材质、多大的容值、容值的间隔多大、主时钟频率及其各次谐波频率是多少、信号上升时间等等,这需要根据具体的设计来专门设计。解决方法:
低频段:通常,用钽电容或电解电容来进行板级低频段去耦(需要提醒一点的是,最好用几个或多个电容并联以减小等效串联电感。这两种电容的Q 值很低,频率选择性不强,非常适合板级滤波)。
高频段:高频小电容的选择有些麻烦,需要分频段计算。可以把需要去耦的频率范围分成几段,每一段单独计算,用多个相同容值电容并联达到阻抗要求,不同频段选择的不同的电容值。但这种方法中,频率段的划分要根据计算的结果不断调整。一般划分3 到4 个频段就可以了,这样需要3 到4 个容值等级。实际上,选择的容值等级越多,阻抗特性越平坦,但是没必要用非常多的容值等级,阻抗的平坦当然好,但是我们的最终目标是总阻抗小于目标阻抗,只要能满足这个要求就行。
电容的并联存在反谐振,设计时要注意,尽量不要让时钟频率的各次谐波落在反谐振频率附近。
还有一点要注意,容值的等级不要超过10 倍。比如你可以选类似0.1、0.01、0.001 这样的组合。因为这样可以有效控制反谐振点阻抗的幅度,间隔太大,会使反谐振点阻抗很大,最终目标是反谐振点阻抗能满足要求。
高频小电容的选择,要想得到最优组合,是一个反复迭代寻找最优解的过程。最好的办法就是先粗略计算一下大致的组合,然后用电源完整性仿真软件做仿真,再做局部调整,能满足目标阻抗要求即可,这样直观方便,而且控制反谐振点比较容易。而且可以把电源平面的电容也加进来,联合设计。
图13 是一个电容组合的例子。这个组合中使用的电容为:2 个680uF 钽电容,7 个2.2uF陶瓷电容(0805 封装),13 个0.22uF 陶瓷电容(0603 封装),26 个0.022uF 陶瓷电容(0402封装)。图中,上部平坦的曲线是680uF 电容的阻抗曲线,其他三个容值的曲线为图中的三个V 字型曲线,从左到右一次为2.2uF、0.22uF、0.022uF。
小电容的介质一般常规设计中都选则陶瓷电容。NP0 介质电容的ESR 要低得多,对于有更严格阻抗控制的局部可以使用,但是注意这种电容的Q 值很高,可能引起严重的高频振铃,使用时要注意。
因此,电容封装尺寸、容值要联合考虑。总之最终目标是,用最少的电容达到目标阻抗要求,减轻安装和布线的压力。
7.7、电容的去耦半径
电容去耦的一个重要问题是电容的去耦半径:电容摆放要尽量靠近芯片 第一:减小回路电感
第二:电容去耦半径(超出了它的去耦半径,电容将失去它的去耦的作用)理解去耦半径最好的办法就是考察噪声源和电容补偿电流之间的相位关系。当芯片对电流的需求发生变化时,会在电源平面的一个很小的局部区域内产生电压扰动,电容要补偿这一电流(或电压),就必须先感知到这个电压扰动。信号在介质中传播需要一定的时间,因此从发生局部电压扰动到电容感知到这一扰动之间有一个时间延迟。同样,电容的补偿电流到达扰动区也需要一个延迟。因此必然造成噪声源和电容补偿电流之间的相位上的不一致。
特定的电容,对与它自谐振频率相同的噪声补偿效果最好,我们以这个频率来衡量这种相位关系。设自谐振频率为f,对应波长为λ,补偿电流表达式可写为:
其中,A 是电流幅度,R 为需要补偿的区域到电容的距离,C 为信号传播速度。当扰动区到电容的距离达到λ 4 时,补偿电流的相位为π,和噪声源相位刚好差180度,即完全反相。此时补偿电流不再起作用,去耦作用失效,补偿的能量无法及时送达。
解决方法:。为了能有效传递补偿能量,应使噪声源和补偿电流的相位差尽可能的小,最好是同相位的。距离越近,相位差越小,补偿能量传递越多,如果距离为0,则补偿能量百分之百传递到扰动区。这就要求噪声源距离电容尽可能的近,要远小于λ4。
实际应用中,这一距离最好控制在λ/40~λ/50 之间,这是一个经验数据。大电容小电容摆放位置:不同的电容,谐振频率不同,去耦半径也不同。
第一:对于大电容,因为其谐振频率很低,对应的波长非常长,因而去耦半径很大,这也是为什么我们不太关注大电容在电路板上放置位置的原因。
第二:对于小电容,因去耦半径很小,应尽可能的靠近需要去耦的芯片,这正是大多数资料上都会反复强调的,小电容要尽可能近的靠近芯片放置。
7.8、电容的安装方法
电容的摆放
容值最小的电容,有最高的谐振频率,去耦半径最小,因此放在最靠近芯片的位置。容值稍大些的可以距离稍远,最外层放置容值最大的。但是,所有对该芯片去耦的电容都尽量靠近芯片。
还有一点要注意,在放置时,最好均匀分布在芯片的四周,对每一个容值等级都要这样。通常芯片在设计的时候就考虑到了电源和地引脚的排列位置,一般都是均匀分布在芯片的四个边上的。因此,电压扰动在芯片的四周都存在,去耦也必须对整个芯片所在区域均匀去耦。如果把上图中的680pF 电容都放在芯片的上部,由于存在去耦半径问题,那么就不能对芯片下部的电压扰动很好的去耦。
电容的安装
在安装电容时,要从焊盘拉出一小段引出线,然后通过过孔和电源平面连接,接地端也是同样。这样流经电容的电流回路为:电源平面->过孔->引出线->焊盘->电容->焊盘->引出线->过孔->地平面,图15 直观的显示了电流的回流路径。
放置过孔的基本原则就是让这一环路面积最小,进而使总的寄生电感最小。
第一种方法从焊盘引出很长的引出线然后连接过孔,这会引入很大的寄生电感,一定要避免这样做,这时最糟糕的安装方式。
第二种方法在焊盘的两个端点紧邻焊盘打孔,比第一种方法路面积小得多,寄生电感也较小,可以接受。
第三种方法在焊盘侧面打孔,进一步减小了回路面积,寄生电感比第二种更小,是比较好的方法。
第四种方法在焊盘两侧都打孔,和第三种方法相比,相当于电容每一端都是通过过孔的并联接入电源平面和地平面,比第三种寄生电感更小,只要空间允许,尽量用这种方法。
第五种方法在焊盘上直接打孔,寄生电感最小,但是焊接是可能会出现问题,是否使用要看加工能力和方式。
注意:(1)推荐使用第三种和第四种方法。
(2)需要强调一点:有些工程师为了节省空间,有时让多个电容使用公共过孔。任何情况下都不要这样做。最好想办法优化电容组合的设计,减少电容数量。由于印制线越宽,电感越小,从焊盘到过孔的引出线尽量加宽,如果可能,尽量和焊盘宽度相同。这样即使是0402 封装的电容,你也可以使用20mil 宽的引出线。
电源车总结范文
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