保护器件范文

保护器件范文（精选12篇）

保护器件 第1篇

本文将介绍一些最新推出的VDSL线路保护方案。现常用的线路保护有两种, 一种是过压保护, 另一种是过流保护, 现对此两种器件的技术要求作出分析:

1 过流保护器件:可恢复式PPTC保护器件对传输线路性能影响的分析

保险丝对PPTC器件技术比较:保险丝为一次性融断器件, 应用金属化合物的融化使电路在电流过载的情况下断路。当远端通讯设备使用普通保险丝时, 会出现难以兼顾抵御雷击脉冲, 同时又要配合通讯设备的工作电流, 而这里用到的保险丝有时被称之为“耐雷击”保险丝。这种“耐性雷击”保险丝通常要求其融断电流和工作电流对比大于10比1, 是由于标准规范要求在电流过载和雷击事件以后, 通讯设备还具有原定的耐久性和可操作性。

PPTC器件是一种温度反应热敏电阻, 在电流过载的情况下, 其阻抗呈指数关系的增长。阻抗的变化能限制电路中的故障电流, 从而对通讯设备提供保护。

保险丝和PPTC器件的最显著区别在于PPTC的可复式功能。另外, PPTC器件的热质, 由于能承受雷击脉冲, 使跳闸电流更加接近于工作电流, 因而适合用于耐雷击器件设计。由于大多数雷击保护系统是利用电压过载保护器件, 而电流过载保护器件需要能够承受雷击脉冲。保险丝是一次性器件, 因热质低, 需要较高的电流规格才能承受一般温和的雷击。使保险丝具有“耐雷击”的技术, 是将时间延迟特性和增加额定电流, 让保险丝能承受一次或多次雷击。由于PPTC器件是“耐雷击”的, 能够紧密地与系统的工作电流配合, 以及是可复式的器件, 由PPTC器件提供的全面保护, 带来更可靠的通讯设备。

1.1 电流过载保护技术之激发时间。

证明应用PPTC器件能使通讯设备得到更好保护的方式, 是比较PPTC器件与保险丝的激发时间。PPTC器件能够紧密配合通讯设备的工作电流的同时, 仍能满足UL、ITU、FCC和Telcordia的标准规范。将常用保险丝的激发时间 (跳闸时间) 与几种为通讯设备设计的PPTC器件比较。发生故障时, 电流过载保护器件作出反应所需的时间越长, 电路中通过的能量就越多。这些能量对通讯设备中的电子元器件造成损害, 并可能是潜在的火灾隐患。

1.2 电流过载保护技术的I2t数值。

一个器件所容许通过的能量以I2t的数值显示。这个参数通常也用于保险丝技术中, 用以显示保险丝对于瞬间事件所造成损害的抵御能力。I2t的数值越大, 保险丝就越“耐久”。“耐雷击”保险丝的I2t数值通常为两位数, 否则保险丝就会对诸如雷击的暂态事件起反应。如果在闪电脉冲期间保险丝产生了不该有的, 结果就是会中断通讯设备的正常工作。与“耐雷击”的保险丝相比较, PPTC器件的I2t的数值要低得多。因此可以防止过量的能量流过。通过比较显示, 通过保险丝的能量约为通过PPTC器件的能量的6到8倍。

1.3 加装PPTC器件的VDSL测试结果及讨论。

由于加装了PPTC器件, 线路的输入阻抗确实发生了少许的改变。随元件的电阻增加, 线路阻抗的变化也有所增加。重要的一点, 由于PPTC器件引入线路的电阻, 并没有使线路的阻抗与所使用元件的总电阻值等量增加。因为输入阻抗是一个传输线路参数, 将相同的电阻加至两条Tip-andRing线路, 本质上是相互平衡使总阻抗相对没有变化。

1.4 加装PPTC器件的VDSL系统的传输速率。

根据资料所示, 在DSLAM的Tip-and-Ring上加装PPTC器件, 对DSLAM和CPE数据机之间的连接速率没有大的影响。除了5000米点以外, 对下行速率在本质上没有影响。值得关注的是, PPTC器件的阻抗增加使观察到的速率降低缓和。对于使用DSLAM的情况, Tip-and-Ring上加装3.5-ohm器件的测试条件明显具有最好的整体性能。在5000米处, 在Tip-and-Ring上加装6-ohm器件的性能最好。在Tip-and-Ring上3.5-ohm和6-ohm上行速率测试为每单位线长度有±32 kb/s控制速率。与没有加装PPTC器件比较, 加装PPTC器件并没有减低连接时间。所有条件下都在最大长度5500米处获得成功连接。

本段小结:利用可复式电路保护提高设备的可靠性, 参数:R=8-20Ω, 电流:90-100m A, 对电流过载提供更准确的保护作用, 只有较低的能量从设备通过, 对敏感的电子元器件起到保护作用。

2 过压保护器件:放电管保护器件对传输线路性能影响的分析

在通信系统中, 雷电现象或交流电网的干扰都可能导致电过载 (包括过流和过压) , 损坏昂贵的网络设备。保护器件的作用就是让设备满足标准的要求。标准中定义了一个并联的保护器件来抵抗雷电造成的过压。这一保护器件通常具备和Trisil器件类似的“电过载保护”特性, 在正常工作模式下处于空闲状态, 只在线路中出现过载现象时启动工作。

一些标准中还针对交流电源故障 (也称为电源串扰) 做出了规定。这种情况下, 通常同时采用并联保护 (并联一个过载保护元件) 和串联保护 (在出现过流现象时断开电路) 来保护设备。除了电信业常用的这些保护要求外, 有些标准中还针对ESD放电进行保护, 使设备在遇到ESD故障时不会损坏。

2.1 线路接口保护

这种保护通常在分离器前采用, 以便保护整个系统。这时必须根据不同的应用来定义参数, 然后选择恰当的保护元件, 它有如下标准:①保护元件至少能承受线路正常工作模式 (振铃模式) 时的最大电压。②根据相应的雷电保护标准定义保护元件所能承受的浪涌电流。③由于数据率很高, 所以要尽量减少电容值以达到较低的BER (误码率) 。在局端设备和用户住宅端设备, 这些参数会有所不同。局端设备的保护要求, 由于双绞线是从户外接入室内的, 因而保护设施必须符合GR-1089Core 500A 2/10μs标准 (美国) 或ITU-T K20/K2标准 (其他国家) 气体放电管系列元件满足雷电保护标准, 同时寄生电容很小, 能够避免VDSL信号在正常工作条件下出现失真。实验表明, 如果在TIP和接地点以及RING和接地点之间连接两个气体放电管, 那么当出现230V的过压时, 设备能够得到有效保护。

2.2 可供选择的过压保护元件之间的差异

目前可供选择的过压保护器件主要有以下类别:

①气体放电管是防雷设备中应用最广泛的一种开光器件, 气体放电管原理从字面就能理解就是气体放电, 具体的内容, 我们通过下文来了解。

气体放电管是把一对放电间隙封装在充以放电介质 (惰性气体) 的陶瓷管中构成的。它串联于线路中, 可用在交直流电源、各种信号电路的防雷, 都可以用它来将雷电流泄放入大地。

从电气的角度看, 气体放电管就是压敏开关。常用的放电管脉冲击穿电压在几百伏到一千多伏, 放电管原先处于断路状态, 电阻很大, 电容很小。一旦脉冲过压达到放电管的脉冲击穿电压, 极间的电场强度超过气体的击穿强度时, 就引起间隙放电, 管内气体电离, 放电管导通, 由原来的断路状态变为近似短路, 这时放电管导通电阻很小, 可以通过很大的冲击电流从而将浪涌电流泄放到地, 使与放电管联接的其它器件和电路避免受到浪涌冲击而损坏。当放电结束, 放电管熄灭, 内阻立即返回数百兆欧姆。气体放电管的作用就是用于电路保护, 将电源防雷器共模电路中的雷电流泄放入地特点为低电流量, 高持续电源, 无漏电流, 高可靠性。

②半导体放电管:半导体放电管又叫固体放电管, 是一种过压保护器件, 是利用晶闸管原理制成的, 依靠PN结的击穿电流触发器件导通放电, 可以流过很大的浪涌电流或脉冲电流。其击穿电压的范围, 构成了过压保护的范围。固体放电管使用时可直接跨接在被保护电路两端。

应用领域, 固体放电管被广泛应用于通讯交换设备中的程控交换机、电话机、传真机、配线架、XDSL、通讯接口、通讯发射设备等一切需要防雷保护的领域, 以保护其内部的IC免受瞬间过电压的冲击和破坏。

电子及通讯设备高速发展的今天, 固态放电管已成为世界通讯设备的首选器件。

该器件的优点是导通电压小, 几乎无热耗, 可重复使用, 能承受较大的冲击电流, 响应快, 使用安全、可靠, 其性能优于其它瞬间过压保护元器件。缺点:与气体放电管比较, 结电容较高, 达200p F, 用于VDSL高速线路中对电容要求较小的场合不适用。

③压敏电阻:作用:限压泄流。压敏电阻, 正常工作时, 具有高阻抗。当遇到电涌时 (瞬时过电压或过电流) 时, 其阻抗开始减小, 其内部类似阀门的结构打开, 电涌电流通过, 与之并联的电路或设备电涌电流减小, 当电路中的电涌电流越大, 压敏电阻的阻抗越小, 通过压敏电阻的电流越大, 并且压敏电阻有个残压值, 与之并联的电路和设备的电压限制在残压内, 起到了保护电路和设备的功能。压敏电阻作为电涌保护器的核心内件, 起到防感应雷的作用。由于压敏电阻有一致命缺点:具有不稳定的漏电流, 性能较差的压敏电阻使用一段时间后, 因漏电流变大可能会发热自爆。

本段小结:本段介绍了一些过压保护器件, 并说明了采用气体放电管来做过压保护适合于VDSL线路的要求。

3 结论

VDSL高速宽带线路保护, 采用PPTC+气体放电管组合的过压过流能很好的兼过高速传输及保护两种功能。

摘要：非对称数字用户回路 (VDSL) 技术采用了先进的调制技术, 它能不间断连接, 同时提供数据业务和话音业务通道, 使用VDSL, 短距离内的最大下传速率可达55Mbps, 上传速率可达19.2Mbps, 甚至更高。从而它比ADSL传输对线路的保护器件的要求也更高, VDSL技术采用的是普通的电话线, 其设备不可避免地会受到外界的电干扰, 如雷电过载、ESD放电以及电源串扰等, 因此必须针对可能造成破坏的过电压过电流对设备采取有效的保护措施。

关键词：VDSL,过流保护,过压保护

参考文献

[1]买云.保护器件的选择导则[J].电力系统通信, 1996 (04) .

[2]Boris Golubovic.联合式电路保护有助于防止损坏DVB网络设备[J].世界电子元器件, 2006 (09) .

航模器件-基础知识 第2篇

一、什么叫航模

（1）航模就是指：不能载人的，符合一定技术要求的，重于空气的飞行器。其技术要求是最大飞行重量不得超过5千克，最大升力面积不大于150平方公寸，最大翼载荷不得超过每平方公寸100克，发动机气缸工作容积不大于10CC。（2）航空模型一般可分为四个大:类：

1、自由飞类；

2、线操纵类；

3、无线电遥控类；

4、象真模型类。

二、空模的部件名称、作用以及常用术语： 空模一般由五大部件所组成：

1、机身——把模型各部件联成一体，并供安装控制设备、燃料箱等物品。

2、机翼——主要产生升力，并保持模型的横侧安定。

3、尾翼——分水平尾翼和垂直尾翼两个部分，保持模型的平衡和安定。

4、发动机——产生拉力或推力，使模型前进运动。

5、起落架——供模型起飞和降落用的专用部件。常用的空模术语：

1、翼展——两机翼尖的直线距离。

2、翼型——机翼的剖面形状。

3、前缘——翼形的最前端。

4、后缘——翼形的最后端。

5、翼弦——前后缘之间的距离。

6、展弦比——翼展和翼弦的比值。

7、机身全长——机头到机尾的全部长度

8、重心——模型重力的作用点。

9、尾力臂——重心到尾翼1/4弦长的距离。

10、迎角——翼弦与相对气流的夹角。

11、安装角——翼弦与模型横轴之间的夹角。

12、上反角——机翼与模型横轴之间的夹角。

13、风向角——顶风方位与放飞方位之间的夹角。

14、放飞角——模型放飞时，机身立轴与水平面之间的夹角。

15、倾侧角——模型放飞时，机身横轴与水平面之间的夹角。

三、飞行原理，升力、阻力、翼型。

（1）飞行原理：飞机的重量比空气重得多，为什么能在空中飞呢？因为当发动机工作时会产生很大的拉力或推力，使飞机向前运动，在逐步加速的过程中，机翼上产生的升力也逐渐加大，当产生的升力大于飞机的重量时，飞机就腾空了，又依靠尾翼的平衡和安定作用飞机就能在空中平稳地飞行了。

（2）升力：就是一种使物体向上的力，升力的产生主要依靠机翼的翼型和安装角来产生，迎角也会产生升力，但必须控制在八度以下(称为临界迎角)，否则会产生失速度。（3）阻力：阻力就是阻碍模型前进或上升的力。阻力分为四种：

1、摩擦阻力：空气是一种流体，也是具有一定粘性的，由于空气运动被物体表面粘吸而产生的阻力叫做摩擦阻力；它的大小决定于空气的粘性、模型表面的光滑程度和空气的接触面积的大小，摩擦阻力占阻力的30~40%。

2、压差阻力：将一块木版垂直放在水平流动的气流中，平板的前后就产生了强差，形成了压差阻力，压差阻力的大小决定于物体的正面面积、形状，以及物体相对气流的位置，正面面积越大，压差阻力也越大，压差阻力占总阻力的15~20%。

3、诱导阻力：诱导阻力是随着升力而产生的，模型在静止时是不会产生的，所以称之为诱导阻力，诱导阻力产生在翼尖，形成一种空气阻力。诱导阻力与展弦比有着密切的关系，展弦比越大，诱导阻力就越小，诱导阻力和机翼的平面形状也有关系，椭圆的最小，梯形次要，长方形最大，诱导阻力占总阻力的30~40%。

4、干扰阻力：气流对模型的各个部件结合部位所产生的阻力叫做干扰阻力。干扰阻力占总阻力的5~10%。

（4）翼型：翼型是产生升力的关键，机翼产生升力就是利用翼型对气流在机翼上下表面产生的压力所形成的，翼型的种类很多。一般我们要根据竞时竞速两种比赛要求加以不同的选择，这是为更好地解决升力和阻力之间的关系。常用的翼型有：

平凸形：这类翼型的升阻比不大，安全性好，制作调整也容易，常用在弹射手掷等竞时模型中。凹凸形：这类翼型升阻比较大，能生成较大的升力，同时阻力也较大，常用在橡筋等低速的竞时项目中。

平板型：这类翼型不产生升力，同时阻力也最小，安全性也较好，大都用在升力要求不高的竞速模型上，有时亦可用在弹射模型上。对称型或双凸型：常见于线操纵模型上。S型：常见于无线电遥控牵引上。

四、制作与检查（制作省略）： 检查可分为几个部分：

（1）重心位置检查，模型制作完毕后，首先要进行重心检测，误差大的须加配重调整。（2）重量平衡检查，主要检查模型两侧之间的重量是否平衡。

（3）前视检查，主要检查二机翼前缘、后缘线是否能重合或平等，检查平尾与垂尾、机身有否变形，上反角高度是否一致。

（4）侧视检查，主要检查机翼安装角、平尾安装角是否有误差。

（5）动力检查，除直升机外，其他模型在做完上述检查后都应进行手掷试飞检查，以检查模型在运动中的状况的安定性，滑翔性。两片浆叶在运动中轨迹重合度高，机身抖动小，机头不松动者为合格。

如此按照顺序检查下来，就可以进行小动力试飞与调整了。电动飞机动力系统搭配关系 内容：

一、机型与浆的关系：因为浆越大对飞机所产生的反扭力越大，所以浆的大小与飞机的翼展大小有着一定关系。

一般来说，对于螺旋桨动力的飞机，大翼展配大桨，小翼展配小桨。慢速机配桨相对较大，快速机配桨相对较小。例如用1060浆，机的翼展就得要在80CM

以上为合适，不然的话机就容易造成反扭；又如用8*6的浆翼展就得在60以上。再比如：用4530浆做翼展1米以上机行否？ 是可以，但飞机飞起来会很耗电，因为翼展大飞行的阻力大，而4530浆产生的推力相对情况下小，效率很低。桨的型号解释：前两位数表示直径，后两位表示螺距。如1060浆，10代表长的直径是10寸，60表示浆角（螺距）。

二、电机与浆的搭配：无刷电机的KV值意为该电机在单位电压（1V）下每分钟的转速。那么电机的空载转速＝KV值*电压；例如KV1000的电机在10V电压下它的理论空载转速就是10000转/分钟。电机的KV值越高，提供出来的扭力就越小；反之，KV越低，扭力越大。电机的KV值与浆的搭配有着密切的关系，以下就这点提供一下配浆经验： 3S电池下KV900-1000的电机配10寸浆或9寸浆 KV1200-1400的电机配9寸浆或寸浆 KV1600-1800的电机配7寸或6寸浆 KV2200-2800的电机配5寸浆 KV3000-3500的电机配4530浆 2S电池下KV1300-1500左右用9050浆 KV1800左右用7060浆 KV2500-3000左右用5X3浆 KV3200-4000左右用4530浆

有点要注意：此KV值搭配建议是电机在普通级别基础上说的。如果电机尺寸很小，即使KV只有1000，那也不可以搭配10寸桨，只能是7、8寸左右。因为扭力不够。

三、推力与气流速度的关系： 浆相对越大在产生推力的效率就越高

例如：同用3S电池，电流同样是10安用KV1000配1060浆 与 KV3000配4530浆，它们分别产生的推力前者是后者的两倍。但是气流速度则相反，后者大约是前者的两倍。所以，低KV带大桨用来飞特技类机型，高KV带小桨用来飞竞速类机型。

四、电调与电机的搭配这个比较好理解。电机最大能消耗多大的电流，就用稍大些A数的电调。比如经测量，全油门带负载状态下，电机电流是20A，那么电调可以用25A。当然如果是品牌电调，就用20A也无妨，因为好电调都会有个高于峰值5A左右的缓冲。杂牌电调就别冒这个险了，刚好在标称A数持续工作，极可能烧的。那么用30A、40A或再大的电调行不？当然可以。但是，电调越大就越重，而所有飞行器都对重量敏感。所以，尽可能用刚好合适的电调。

初学者有个误区，以为电调大了会烧电机或电池，这完全是不懂基本原理所致。因为电调只是个调速装置，它不会增大电机功率或是加大电池的用电电流。

五、锂电池与电机电调

电池的放电能力，最大持续电流是：容量X放电C数，例如:1500MA,10C,则最大的持续电流就是=1.5X10=15安。经常超过此电流放电，电池会出现鼓包现象，寿命会变短。

既然如此，选用电池之前要知道将会用到多大的电流，然后依此反推该用多少C多少mah的电池。比如，电流在18A左右，那么选用1000mah20C或1500mah15C的电池就可以了。还有电池的充满电压单片4.15-4.20合适，用后的最低电压为单片3.7以上（切记不要过放），过放也会导致电池鼓包。长期不用的保存电压最好为3.9。

所以模友们在做动力搭配的时候，要先看机型，然后根据机型配桨和电机，再配电调，最后是电池。固定翼入门

遥控飞机是许多人一生都无法放弃的活动，欣赏自己的爱机在碧蓝的天空任意翱翔，真是说不出的舒畅戚，同时和

三、两位志同道合的好友畅谈个人飞行的经历，更是人生一大乐事。如果老是认为遥控飞机没有飞过、不会飞、很难飞……，那么恐怕永远无法实现翱翔青空的梦想。其实遥控（Radio Control）飞机的构造、飞行原理几乎与实机的构造和同，只是以人站在地上，利用遥控器操纵机体的各舵，来代替人坐在飞机上控制操纵杆.因为是用电波来控制，所以要特别注意妨害电波，由于最近电子技术进步加速，无线电遥控器AM（振幅变调）方式FM（周波数变调）方式，甚至进步到PCM（Pulse code modulation，藉脉冲符号变化之通讯方式，所以对妨碍电波的抵抗力越来越强，因此坠机的频率也灭少了。此外伺服机类也追求小型轻量化，所以小型飞机也可以加以遥控。

另外，机体的制作方面也因为瞬间接着剂的开发，可以迅速地组合，同时环氧接着剂也有五分钟硬化型-一分钟硬化型，所以缩短了制作时间.至于机体包覆材料，以前是使用绢、纸等，现在则大多使用胶纸（film）及真珠板（EZ）等特殊包覆材，进入不需要涂装的时代。以引擎做动力时，二行程引擎几乎都是休尼雷方式，使用非常容易。至于四行程引擎的开发，则使遥控迷可以一边飞行，一边享受接近实机的排气音，为飞友们增加一种乐趣。使遥控飞机与青空为伴，自由在空中翱翔上这种操纵感觉是无法言喻的。刚开始飞机似乎不听从使唤，所以比较辛苦，但是随着飞行次数的增加，操纵技术的进步，会渐渐产生好象。自己坐在机上操纵的错觉.最初亳无情感的机体，慢慢地会和自己有一体的感觉.当机体不慎墬毁时，就像自己身体的一部分被撕毁一般，那就表示您已经开始品尝谣遥控飞机的惊险舆趣昧了，并且展开您与爱机的新生活。

此外，遥控非飞机还可以把一群兴趣相同的间好聚在一起，而这些人通常都来自不同的职业、阶层、学枝，所以可扩展个人的交友层次及知识.相信接触遥控飞机的朋友最初都抱着很美的幻想与憧憬，然而这个阶段必须循序渐进，才能渐入佳境。操纵遥控飞机的快捷方式是有经验丰富的前辈教导，但是为了那些不得不自己去摸索学习的同好，我愿意提供目己过去的经验，供大家参考。遥控飞机的爱好者，大致可以分成入门者初级、中级、高级.初学者{初级者}……：指从完全不会飞遥控飞机到勉强离着陆程度的人。

中级者：：：可以漂亮地离着陆，并且可以稍微自由地操纵飞机，做简单特技动作的人。高级者：：：比中级者更可以安定飞行，更可以随心所欲的做一些较高难度的特技动作，并且可以对别人做某种程度指导的人。以上是一般的说法，但是遥控飞机迷的进阶各有不同，有些人是以参加比赛为目标而拚命练习；育的人是只要可以让飞机在空中飞翔就自得其乐；有的人是陶醉在制作飞机的乐趣中，然而基木上都是相同的，他们都在享受自由创作、实现自我的乐趣。只要你从基本的概念一步一步学起，和信你的爱机是不会背叛你的，或许它将是你人生旅途上的另一种伴侣与知音。

遥控飞机种类称呼一般遥控飞机样式分为： 1.练习机 2.特技机 3.像真机 4.导风扇飞机 5.喷射飞机6.滑翔机 7.竞速机8.邉讫C 9.电动飞机 10.旋翼机 11.线控飞机 12.双眮机 13.水上飞机14.复翼机 15.造型机等……样式种类。若是依其主翼的状态或数量、脚架的安装方式、引擎的数量或安装位置及机体的使用目的等来分类，那么就有下类的区分。

一、依主翼状态区分

（A）低翼机指主翼装在胴体下侧的机体.飞行中左右的复原力较弱，需要高度的操纵技巧，所以不适合初学者做入门机.（B）中翼机主翼几乎装在胴体上下的中央位置，因此兼具低翼机与高翼机的特性。

（C）肩翼机主翼装在胴体的上侧，左右安定性比中翼机强，RC装置容易摆放在胴体内部。离着陆时鲜少有主翼破损的情况发生，可以说是适合初学者到中级者的机体.（D）高翼机就像实机西斯纳型一般，主翼装在胴体上侧稍微隆起的部分，所以左右安定性最佳，是做为初步的练习机体.（E）后捩翼机就像国内以前主力战机F-104一般。（F）三角翼机主翼为三角形共一片。（G）旋翼机

二、依主翼数量区分

（A）单翼机主翼只有一片，包括前面所提到的（A）~（D）型。（B）复翼机主翼上下共两片，为了有别于单翼机，所以称为复翼机.主要是第二次世界大战以前的机体型式。（C）三翼机主翼上下中间共三片，为了有别于复翼机，所以称为三翼机.主要是第一次世界大战机体型式。

三、依脚架状态区分

（A）后三点主轮架在前面，尾轮置于胴体后方。在地面滑行时的方向不太安定，特别是低速时的直进性更显得困难，所以初学者不适合使用后三点的机体做地面滑行离着陆。

（B）前三点鼻轮位于机首的下方，而后面的主轮架约位于主翼的下方。在地面滑行的方向性十分安定，是目前遥控飞机中占最多的型式，而最近的实机也以这种型式占最多。

（C）收轮式实机几乎都是采用收轮脚架的形式。遥控模型中，倾向中、高级的机体也大都使用收轮脚架装备。起降脚采用收藏方式可以使空气力学的性能提高，外型方面也使遥控飞机更有实机的感觉，但是另一方面则会增加重量，同时机件的安装等方面也需要一些技术.四、依引擎数量、安装位置区分

（A）单引擎机只搭载一个引擎。这是一般遥控飞机最多的型式，使用也较容易。

（B）双引擎机使用两个引擎的机体.与一单引擎机相较之，扭力方面较占优势，但是要使左右引擎的状况、步调一致，颇为困难，同时万一其中一边的引擎熄火时，就会出现方向偏离的状况，使操纵变得困难.（C）多引擎机搭载三个以上引擎的机体.引擎的个数越多，各引擎的转数更难要求一致，同时引擎的起动及节流阀的调整也颇为困难.（D）推进式飞机因为机体的型状关系，引擎装在后方的机体.一般引擎置于前方的称为牵引式（TRACTOR）飞机，而不同于此的称为推进式（PU.SHER）飞机.五、依使用情况区分

（A）练习机为了给初学者练习飞行操纵而开发的机体.飞行速度较慢，左右安定及复原注较佳，机体各部分的构造简单，制作十分容易。

（B）特技机特技机一般以低翼为主，速度快，同时可正确、敏锐地反应操纵者的微妙操舵（C）像真机尽可能把实机的样式正确地缩小再现，但是不重视飞行性能。装上襟翼及收轮脚架等装备。

（D）像真特技机是把真实的特技机加以缩小制成的机体，兼具像真机与特技机的性能。美国的拉斯维加斯大赛就是采用这种像真特技机（照片十八）。

（E）竞速机把美国Goodyear Pylon Race加以模型化，所以也把实际参赛用的机体加以像真缩小，而且各级的机体、重量等都有详细的规定（照片十九）。

六、其它机种

（A）多用途机遥控机上可以搭载照相机或8mm

摄影机等由空中（200~300m）向地面拍照或摄影，做测量或观测等用途。它的经费比使用实机便宜，而且可以轻松完成。

（B）滑翔机不需动力，而是藉助上升氧流飞行若装上动力（引擎或马达），则称为动力滑翔机（Moto Glider）。

（C）无尾翼机只有主翼的机体，为了获得纵安定，需谨慎选择翼型，但是对熟悉操纵与制作的朋友而言，未尝不是一项有趣的挑战。

（D）喷射像真机藉助导风扇引擎或模型喷射引擎飞行，不管声音或飞行姿势都与实机非常神似。导风扇引擎就是在一个圆筒型组件中有小风扇与引擎组合，利用风扇高速转动以产生力。喷射引擎于实机类似，利用燃料点燃喷射而产生推力。（E）三角翼机无尾冀机的一种，主翼成三角型的机体.（F）双胴机由两个胴体并列而成的机体.实机中以把两架野马组合而成的P82双野马及P38最有名。

（G）上水机装备浮筒的机体，或是胴体做成浮筒样式的机体，可以由水面离水起飞.与陆上机有不同的飞行感觉和趣味，就像水鸟贴近水面或划过水面的优雅姿态，但一般而言，水上机的飞行性能比陆上机差。

各式遙控器中英對照表

A AB.ABK.ABRAKE-------阻流閥。滑翔機之3CH.阻流閥。減速用。

ACCE-----------------------加速。與專用汽化器使用之混合（MIXING）。補正混控修正用。ACRO----------------------飛機模式類型。

ACT-----------------------機能動作(使用時程式機能顯示)。

AI.AIL----------------------副翼動作（Futaba在1CH動，JR在第2動）。

AI-DIF----------------------副翼差異可使左右副翼動作發動之機能調整。AIL-FL----------------------副翼→襟翼。副翼→襟翼混合。（飛機用）。ALL------------------全部。

ALVATR-------------------副翼和升降舵。能產生組合副翼與升降舵之動作 的混合一起使用連動。ATL------------------------只在油門低速產生微調動作之機能。

ATV------------------------可單獨調整伺服器動作之機能左邊或右邊％比大 小向量調整 B BFLY-------------------蝶形（V型飛機）混合滑翔機之制動混合。C CH1-------------------頻道1（Futaba為左右、JR為油門）CH2-------------------頻道2（Futaba為上下、JR為左右）CH3-------------------頻道3（Futaba為油門、JR為上下）

CH4-------------------頻道4（Futaba為尾舵、JR為尾舵）-直升機用時為接陀螺儀RUDD線。CH5-------------------頻道5（Futaba為直升機陀螺儀用飛機為-收腳、JR為收腳或放鞭炮用）。CH6 AUX1---------------頻道6（Futaba 為飛機襟翼、升機為螺旋漿、JR為飛機襟翼、直升機為螺旋漿用）。

CH7 AUX2---------------頻道7（Futaba 為飛機阻流閥減速用、JR又可-為陀螺儀用）。

CH8 AUX3--------------頻道8（同上功能或B?BCLL找機子用）。CH9 AUX4-------------頻道9（同上功能或射影機用）。

CH10 AUX5--------------頻道9（同上功能或用電源指示燈用）。CNTR----------------中央。開關的中央

COPY-----------------複寫。數據機之複寫（可程式複製或傳輸）。

CROSS-----------------交叉位置。使用開關的背面飛行機能使用時，低側螺矩交叉之處（Futaba特殊功能使開關變 換位置）。

D D/R-----------------A、E、R舵腳轉換機能(大動作小動作比率調整)DATARST-------------數據復位（RESET將設定好的記憶清除）。DELAY--------------延遲回路

DISP----------------顯示。微調之顯示方法。DOWN----------------下側。

E EG/S-------------------引擎啟動裝置。引擎啟動裝置開關機能 ELELE------------------升降舵，2CH動（JR為第3動）。

ELEVON------------------副翼升降舵組合副翼與升降舵之動作的機能調-整。ERROR-------------------錯誤當機。（請在從開）。

ERROR BACKUP-----支持系統錯誤，設定之數據全部消失當出現此訊 息時請立即送修。（記憶電池沒電了）。

ERROR LOW BATT---低電池錯誤，電池電壓下降。（請自行充電即可）。ERROR MDL SEL------模型挑選錯誤，資料庫之錯誤顯示。（程式錯誤）。EXP----------------對應搖桿動作之伺服器動作。指數感度快慢設定。EXT-MEM------------擴張記憶。外部記憶。（Futaba有，JR沒有）。

F F/S------------------安全控制裝置。正常電波無法接收信號時之各伺服 器的動作位置設定。（防止干擾時所設定用）。

FL,FLP------------------襟翼6CH。（JR為陀螺儀用）。

FLP→A1----------------襟翼→副翼。襟翼→副翼混合。（飛機用）。FLPRON----------------副襟翼。使副翼擁有襟翼功能之機能。FLPTRM----------------襟翼微調。襟翼之微調功能。（修正用）。

FREE----------------自由。無設定安全裝置開關。（避免功能開關因撥 到而設定的保護開關裝置）。G GE,GEA-----------------齒輪。第5CH。（飛機收腳用，直升機F陀螺儀用）。GLID1FLP----------------滑翔機、飛機-1襟翼。滑翔機用之混合左右各一 伺服機。GLID2FLP---------------滑翔機、飛機-2襟翼。滑翔機用之混合。GY,GYR------------------陀螺儀5CH。（收信機輸出控制用）。H HELISWH1---------------一般直升機用混合型。HELISWH2---------------特殊CCPM直升機用混合型。HLDP----------------保持位置油門保持時之油門固定不動位置。

HOLD------------------保持進行自轉著陸時之油門保持（SLOW）低速 機能。HOV-PI-----------------停懸螺距懸停遙桿在中立時之螺距旋鈕微調機能。HOV-TH-----------------停懸油門懸停遙桿在中立時之油門旋鈕微調機能。

I IDL-1--------------------定速切換1時翻跟斗、540度旋轉等的上空飛行 之設定。（引擎定速特技第一段設定機能）。

IDL-2--------------------定速切換2。翻滾表演等上空飛行的設定。（例3D 等動作）。IDL-DN--------------------定速切換利用開關使引擎轉速下降之機能。INH--------------------INHIBIT。機能停止。（功能設定沒用時所顯示）。INIT--------------------INTIALIZE。資料庫之格式化。（重新，此功能少-用必免當機修理）。INVERT,INVR------------INVERTED。使用開關，背面飛行機能。（倒飛和

--正飛飛行操控方向同。(3D飛行則操控相反)。

L L/D--------------------LEFT/DOWN快速翻滾方向切換向下。L/U--------------------LEFT/UP快速翻滾方向切換向上。

LIN---------------------LINEAR。直線的。以油門遙桿操作混合之方向。

LINK-------------------連動 程式混合中之機能。（一次同時進行兩個伺-服之動作，例如飛行動作補正）。

LOCK--------------------鎖住。不能使機能咦鳌?

M MANU-------------------手動。以開關操作。（不用進入程式內設定）。MOD--------------------調變。變調之信號型式。（PCM、PPM之類）。MODEL-------------------模型。模型機能。（多台模型記憶功能切換之用）。

N NAME---------------------模型機能之名稱。（可將各設定記憶好的程式加 以命名）。NEGA----------------------NEGATIVE。畫面之微調顯示以明暗表示 NEXT ← →---------------有次畫面。（程式內，程式再進入指示）。

NORM-------------------標準飛行。停懸等一般飛行之基本設定。（初學者 專用）。NULL---------------------零、無。(表示此功能開關設定無)。O OFF--------------------程式功能機能OFF沒開或電源開關OFF。OFST-1--------------------OFF-SET1。利用開關之微調補正 OFST-2--------------------OFF-SET2。利用開關之微調補正 OK?--------------------可以嗎?（執行程式功能前的確認）。ON-----------------------程式功能機能OFF沒開或電源開關ON。P PARA--------------------參數。參數機能。

PCM---------------------PULSM CODE MODUL-ATION的略稱。脈波電碼 調節。(變調電波之信號型式)。

PI-PIT--------------------螺距。6CH。（直升機第五伺服機螺旋漿動作使用）。PI-CRV--------------------螺距曲線。以五個螺距點之動作所作之曲線調整。PI-TRM-------------------螺距微調。（可做飛行中的修正調整）。

PMIX--------------------任意頻道間之混合。（伺服機的混合連動的意思）。

POS----------------------位置。場所。（所設定的開關位置可任意的變換位 置Futaba才有的功能）。POSI----------------------POSITIVE。程式功能畫面之微調顯示是以白底點 黑線的方式呈現目前所在執行的程式指示。

PPM----------------------脈波位置調節之略稱(變調之信號型式)。R R/D----------------------右下。快速轉動方向轉換補正調整。R/U----------------------右上。快速轉動方向轉換補正調整。

REVERS,REV--------------正反向。伺服器之動作方向變換機能調整。

REVOLU------------------抑制主旋翼之反動旋轉的混合尾舵機能力補正使-得上升或下降時直升機不會產生旋轉偏移現像。

RU,RUD------------------方向舵，第4CH。（接陀螺儀控制尾部）。S SAFE-----------------------安全裝置開關。

SEL------------------------選擇。模型之選擇。（切換顯示功能）。SEL------------------------設定。決定。（切換設定功能通用字語）。SNAP,SNP-----------------快速滾動。以開關操作快速滾動的機能。SPEED-------------------速度。速度混合。

START------------------爬昇功能。爬昇混合。STEP-------------------步近。微調的不進量。（數皇娇烧{整大小量）。STICK,STK------------桿。

SUBTRM---------------程式內伺服機個別之中心點調整機能。（內中心點-微調，IDL－

1、IDL2可再做調整）。

SW------------------------開機。（電源開關）。

T TH,THR--------------------油門。（Futaba第3CH、JR為第1CH）。TH-CRV--------------------油門曲線。以五個油門點之動作所作之曲線調整。TH-CUT--------------------油門停止。引擎停止。（讓直升機熄火轉動）。TH-DLY-------------------油門延遲。延緩。（使油門動作變慢）。

TH-HLD-------------------油門保持。使油門固定在惰速或停止位置之機能。（比賽科目之一熄火降落，或是尾部螺絲發生鬆 時，當正在自轉的時候，此功能可以讓尾部不動 而讓直升機有時間快點下來。

TH→NDL-------------------油門→油針。專用汽化器使用之混合。（雙伺服 用）。TIMER---------------------定時器、碼表。（遙控器計時使用時間）。TRAINR--------------------訓練機能。（子母機教學連線訓練用）。TRIM,TRM------------微調、微調機能。

TYPE---------------------樣式、混合樣式。（飛機、滑翔機、直升機、雙漿 直升機。所可以變換程式功能的選擇樣式）。U UNLK------------------解除。UP---------------------上。

V V-TAIL-----------------組合升降舵與方向舵動作之機能混合控制。W WAIT-----------------等待。（執行程式中的等待）。WARNING-------------警告顯示。（異常指示時請小心檢查）。

贴片器件手工焊接与检测 第3篇

引言

随着控制技术的发展，集成化程度的提高，各类电子设备也趋于功能强大、体积小、重量轻的方向发展。贴片器件的迅速发展及推广，成为广大电气设计者的首选。近年来航空、航天用各类电子设备也广泛采用贴片器件，尤其是大部分的核心器件类似于DSP、FPGA等。由于军用电子设备必须通过比民用设备更为严酷的环境试验考核和更高的可靠性要求。所以贴片器件的焊接质量至关重要，成了高可靠性的重要工艺控制环节；加上部分电路板器件安装的特殊要求，高焊接质量的贴片机无法使用，只能采用手工焊接方式。虽然手工焊接是最为传统的焊接方式，但是受到焊接者的焊接经验、焊接温度、焊接时间、焊接方法等方面的主观的限制，所以焊接质量也层次不齐。本文主要针对贴片器件的手工焊接技术进行了探讨，对于贴片器件焊接质量的检验方法提出了更高的要求，即需要制定一套详细的检验方法或采用一些先进的方法和仪器设备用来检测贴片器件焊接质量，减少由于虚焊带来的故障和报废。

一、手工焊接

（一）手工焊接的一般步骤

手工焊接是一种技术成熟的、操作方便、灵活的一种焊接方式，目前大部分军用电子产品还是采用这种焊接方式，焊接过程一般都采用以下步骤。

1、焊接准备

贴片器件焊接一般需要的工具有：恒温电烙铁、松香、焊锡、热枪、特细橡胶棒、高放大倍数放大镜或显微镜系统。

2、贴片的固定

有两种方法：一是用少许普通胶水涂在集成电路和塑封部分，把集成电路正对焊盘固定在电路板上，待胶水变干将集成电路固定好，防止施焊时集成电路移动。二是集成电路正放在电路板焊盘上，用烙铁固定好IC四个角的引脚。

3、焊接引脚

在引脚上涂上松香水，起助焊的作用，而且焊接时松香还可以防止集成电路过热。用电烙铁给一排的引脚同时加热，然后加焊锡丝，使焊锡熔化并完全浸润焊点和引脚。一排引脚同时焊好，移去焊锡丝和电烙铁，一般情况下焊锡会把引脚同时焊在一起。

4、吸锡整理

用金属编制带或多芯导线把一排引脚上的多余焊锡吸干净，引脚间不需连接的地方焊锡被吸走，只有焊盘和引脚处才留下焊锡，这样被焊接在一起的引脚就会正常分开。最后，再用酒精棉球或毛刷沾酒精清洗松香清除引脚间的多余物。

（二）手工焊接的不足

手工焊接方式虽然操作方便、灵活，不受环境、地域和特殊焊接工艺的限制，但也有其自身的不足，主要体现在以下几个方面。

1、焊接过程和吸锡过程时间控制没有直观的时间量来控制，主要靠焊接者的直觉和经验。整个焊接过程和吸锡过程的时间不要太太长，控制在几秒钟时间为宜，否则过热容易损坏集成电路，焊接时时间不够又极易出现虚焊。

2、焊接温度控制不能保证真正的“恒温”，因为焊接时间的长短、焊锡量的多少都将直接影响焊接温度。如果焊锡较多温度就会升高，焊锡过少松香就很容易烧焦，可能会造成芯片或印制电路板的损伤。

3、不能保证焊接质量，手工焊接很容易出现不同程度的连焊和虚焊，因为焊接时焊锡的多少，只能凭借焊接者的个人主观判断，所以焊接时焊锡过多容易出现连焊的现象，这样可能会造成不同程度的短路现象，焊锡过少就会出现不能程度的虚焊，比如个别引脚的脱焊、和虚焊，这些情况可能在测试初期不一定能发现，但是在经历环境试验的任何一个阶段都可能出现故障。

二、贴片器件的拆除及返修

对于需要手工焊接的大型贴片器件在失效后的拆除一般情况也只适合手工拆除的方法。手工拆除的方法也很多，本文主要介绍比较常用的几种。

拉线法：取一根长度和粗细合适的漆包线，将其一端刮干净上锡后，从集成块引脚的底部穿过，并将这一端焊在电路板的某一焊点上，用手拿着漆包线的另一端，用电烙铁加热1引脚，同时用手轻轻向外拉漆包线（向外拉线时，略向上用力），当1脚焊锡熔化后，该脚即被拉起离开电路板。采用同样的方法焊开其他引脚，直到集成块的每个脚都与电路板分开后，即可取下集成块。这种方法比较慢，但比较可靠。需要注意的是必须等所有焊锡完全熔化后，才能用力拉漆包线，否则会造成焊盘起皮、断落。

堆锡法，首先用烙铁在集成块四周引脚上加满焊锡。然后用电烙铁头在集成块四周焊锡中快速移动，使四周的焊锡全部熔化，这时用镊子轻轻将集成块取下，或者同时用两把烙铁对集成块加热，这样提高了拆卸速度，这种方法简便快捷，但是必须掌握好“度”，也就是是说，既要是焊锡全部熔化，也不能加热太久，否则就有可能造成电路板的严重损坏。

分离法，分离法也简称破坏法，这种方法就是用合适的工具（类似平口的斜口钳等）沿集成电路引脚的根部将引脚剪断，用镊子拆下集成块除引脚的部分，然后再用镊子和尖头烙铁将引脚一根根的拆下，这种分离拆除法适合贴器件较长的情况，可以很好的保护印制板不受到损坏，但是拆卸下来的芯片受到破坏，可能无法进行正常器件测试和失效分析，除非特殊情况，一般不建议采用此方法。

整体加热法，这种方法是指先将该大型集成帖片器件周围的电子元器件等保护一起来，最为简单而常用的方法就是将多层纸胶带贴在需要拆卸器件的周围（还可以采用硅橡胶等在需要拆卸器件的周围形成保护层），然后用热抢档位为380-400度均匀加热需要拆卸器件所有的焊接引脚，待焊锡熔化时轻轻用镊子取走该帖片器件，之后再用吸锡带或多股镀银线等清除焊盘上多余的焊锡，并用酒精清洗焊盘，这种方法适合该大型集成帖片器件周围空间较大，而且帖片器件引脚较短的情况。

三、贴片器件焊接质量的检验方法

目前手工焊接主要的检测方法有目视检测法、性能测试法和直接检查引脚法。

目视检测法是主要是指借助高放大倍数的放大镜灯或显微镜显示系统进行目视检查，检查过程就是将焊接并清洗之后的电路板放在高放大倍数的放大镜灯或显微镜系统下面，通过放大的方法很容易观测出芯片引脚直接是否有连焊或者脱焊的情况。缺点是不能发现虚焊的情况。

性能测试法是指根据所焊接芯片的性能指标参数、以及在该电路板中的功能用途加电测试的方法，如果该芯片在电路中功能得以实现，初步判断焊接合格，比如DSP、FPGA就可以通过软件的加载、烧写和系统电性能测试的方法来确定焊接质量的好坏，缺点是不能发现更为深层次的虚焊。深层次的虚焊只能同各种环境试验同步考核。

直接检查引脚法一般是指借助于细的橡胶棒等（注意头部应圆润光滑不锋利）工具轻轻的拨动芯片的引脚，来检查焊接质量的方法。通常情况下对于焊接质量好的引脚是无法拨动的，但是对于脱焊和焊锡很少造成的虚焊的引脚就很容易发现，当橡胶棒接触到该类引脚时就会观察到引脚偏向侧边或出现弹性的运动，这种情况多为引脚脱焊或虚焊。缺点是如果拨动时用力不当，会造成引脚的损伤。

以上三种方法是检查这种大型贴片芯片焊接质量的常用方法，通常情况下将方法一和方法二结合起来使用，就可以检查出焊接质量的好坏。第三种方法主要用于排故时（已经发现该芯片无法实现预期功能出现故障了）使用，正常情况下不推荐使用。

四、发展前景与展望

目前手工焊接质量的检验方法，不管是目视检测法还是性能测试法都无法直观的判断出深层次的虚焊情况，而借用细橡胶棒等直接检查引脚焊接情况的方法不仅效率低，而且容易造成贴片器件引脚的损伤，并且大多这种损伤都是不可逆、不可直接发现的，所以除非排故需要，并不推荐使用。

据不完全统计，目前很大一部分电路板的报废都是由于大型集成贴片器件的虚焊造成的。所以迫切需要一种类似于金属件的“探伤技术”的设备出现，这样在集成帖片器件手工焊接结束后，先通过检验设备对器件的每一个引脚进行“探伤”，只有“探伤”合格的产品才进行下步工序的调试及后续的环境试验。这样由于深层次的虚焊造成的故障就可以得到很好的控制。

五、结束语

本文通过对大型集成贴片器件的手工焊接、维修及拆除、检测技术的探讨以及各种方法的优缺点比较，在一定程度上对于手工焊接起到了技术指导作用。同时对于目前贴片器件的检验方法方面提出了更高的要求与未来发展方向的展望。

参考文献：

[1]葛瑞．表面组装焊接技术新发展．电子工艺技术，1999．20．

[2]Bob Willis．正确选择波峰焊接工艺参数．电子工程专辑，1997，2：118－119．

[3]张文典．实用表面组装技术．北京电子工业出版社，2006．

[4]周德俭．表面组装焊接技术新发展．电子工艺技术．1999．□

保护器件 第4篇

根据工程经验, 近几年中, 电梯遭受雷击而发生多次故障停梯的情况经常发生 (特别在南方地区) , 其中不乏伴随出现烧毁电子板的情况, 且通常烧毁的大部分是主微机板或信号处理板。出现此类故障会造成电梯的紧急制动停止, 并有可能对电梯乘客造成恐慌甚至受伤。因此, 有必要在电梯电源和控制系统线路中设计防雷浪涌保护器件 (spd) 。

2 雷电波入侵电梯可能途径

2.1 落雷点为电源高电压侧, 雷电沿供电线路侵入到电梯系统供电部分, 产生过电流与过电压造成电梯电源损坏、断电、致使整个系统瘫痪。

2.2 回路感应过电压, 当建筑物遭雷击或邻近地区雷电放电时, 将在建筑物内部空间产生脉冲暂态磁场, 这种快速变化的磁场交链在电梯控制回路后, 将在电梯控制回路中感应出暂态过电压, 危及与电梯控制回路相连接的电子设备。

2.3 当雷电直接击在避雷针或避雷带上时, 由于雷电流幅值大, 波头陡度高, 在雷电流的通道附近产生一个很强的瞬变磁场。这强大的磁场将直接在电源线路上感应出过电压, 侵入到电梯系统中, 损坏电梯设备。高强度 (30KA雷电流) 雷电放电可以对距离雷击点1km范围内对电梯系统产生影响, 甚至造成电梯系统设备损坏[1]。据统计, 这种感应雷击事故占电梯雷击事故的75%以上。

2.4 雷击地电位抬高入侵, 建筑物在遭受直接雷击时, 雷电流将沿建筑物防雷系统中各引下线和接地体入地, 在此过程中, 雷电流将在防雷系统中产生暂态高电压, 如果引下线与电梯设备绝缘距离不够且设备与避雷系统不共地, 将在两者之间出现很高的电压, 并会发生放电击穿, 导致电梯设备严重损坏, 甚至威胁人身安全。

3 电梯电源和控制线路防雷设计

电梯控制系统主要由调速部分和逻辑控制部分构成。调速部分的性能对电梯运行时乘客的舒适感有着重要作用, 目前, 大多选用高性能变频器, 利用旋转编码器测量曳引电机转速, 构成闭环矢量控制系统。通过对变频器参数的合理设置, 不仅使电梯在运行超速和缺相等方面具备了保护功能, 而且使电梯的起动、低速运行和停止更加平稳舒适。变频器自身的起动、停止和电机给定速度选择则都有逻辑控制部分完成, 因此, 逻辑控制部分是电梯安全可靠运行的关键。

电梯电源和控制线路防雷设计:

在电梯控制系统使用浪涌保护器 (spd) 能对防止雷击灾害起到更有效的作用, 电梯控制系统内部存在大量低压控制线路, 浪涌保护器 (spd) 用于限制瞬时过电压和泄放浪涌电流的电器器件, 并联或串联于线路处, 平时呈高阻态, 当有瞬态电涌时候, spd就会导通, 将浪涌泄放到大地上, 将线路两端的残余电压 (以下简称“残压”) 控制在一定范围内。

3.1 第一级保护:

第一级避雷器并联设置在建筑总配电箱及电表处, 进行雷电电流放电, 将雷击浪涌在该段线路的残压控制在4000伏内, 避免瞬间击毁设备。2006年开始, 国内大部分建筑物已设置第1级防雷spd (一般设置在建筑总配电房内) , 这也是《建筑物防雷设计规范》中在最基本要求, 故在电梯配置中不考虑该等级防雷spd器件的配置。第一级避雷器型号可选:DOSP-I-I100-380 (4P) 三相, B级电源避雷器[2]。

3.2 第二级保护:

针对电梯的操作性, 建议选用模块化设计, 更换方便的浪涌保护器件。模块失效会自动脱离电梯控制系统, 模块表面能清晰显示故障失障功能。顶层电梯控制机房三相电源配电箱或配电柜处并联安装三相电源避雷器, 将雷击浪涌残压控制2500伏内。第二级避雷器型号可选:DGUTT275/400 (4P) 三相C级电源避雷器。

3.3 第三级保护:

考虑电梯微机电源或信号采集部分大都为低压工作回路, 承受瞬间高电压冲击的能力不强, 但如果发生损坏会导致电梯出现瞬时故障, 造成乘客受困甚至受伤的情况。故有必要引入3级浪涌保护器对控制系统中的重要电子板进行保护, 以有效防止因电子板损坏而造成的电梯瞬时故障。针对电梯使用的电子板种类繁多, 各电子板之间线路和相关电气性能有较大差异, 而且每种电子板上存在不同电压级别的电源回路及信号回路。需要按照实际要保护的对象进行分析, 挑选适当的3级spd保护元件。第三级避雷器型号可选:MC50-BVDE/230单相, D级电源避雷器。因为spd具有一定的保护距离 (一般为3~5米内, 在保护距离之内发挥作用能有效降低雷击带来浪涌, 将残压限制在电路板可承受范围内, 实现保护电子板的效果) , 所以各电子板的保护位置就应选取为spd安装位置附近。对重要电子板电源供电线路进行spd保护。可应对在电子板的工作电压和控制电路电压中的各等级供电电源线路进行spd保护, 并且spd的额定电压必须与保护的回路电压等级相匹配的[3]。

为了核查雷击发生的频率和电涌保护器的保护效果, 建议在2级和3级spd端加装雷击计数器 (设定电流触发级别) , 用于统计该设备曾经受雷击的情况, 并且可以作为日后效果评估的重要数据参考 (三级保护控制系统图如图1) 。

摘要：防雷浪涌保护器件 (spd) 本身已经在建筑物中得到广泛地应用。电梯也已经间接地在其保护下 (第1级防雷保护) 。防雷浪涌保护器件spd在电梯上的应用, 最大的优点是它本身的安装和维护方面, 具有很好的独立性和便捷性, 并不会影响电梯的正常运作。

关键词：防雷击,浪涌保护器 (spd) ,电梯,保护

参考文献

[1]GB50169-92, 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范[S].[1]GB50169-92, 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范[S].

[2]GB50057-94, 建筑物防雷设计规范 (第六章:防雷击电磁脉冲) [S].[2]GB50057-94, 建筑物防雷设计规范 (第六章:防雷击电磁脉冲) [S].

贴片器件手工焊接及其检测 第5篇

类似于DSP、FPGA等，这类贴片器件的手工焊接技术和技巧，在一定程度上起到提高贴片器件焊接质量，减少由于虚焊带来的故障以及报废;同时本文又对贴片器件焊接质量检测技术进行了分析和展望。

引言

随着控制技术的发展，集成化程度的提高，各类电子设备也趋于功能强大、体积小、重量轻的方向发展。

贴片器件的迅速发展及推广，成为广大电气设计者的首选。

近年来航空、航天用各类电子设备也广泛采用贴片器件，尤其是大部分的核心器件类似于DSP、FPGA等。

由于军用电子设备必须通过比民用设备更为严酷的环境试验考核和更高的可靠性要求。

所以贴片器件的焊接质量至关重要，成了高可靠性的重要工艺控制环节;加上部分电路板器件安装的特殊要求，高焊接质量的贴片机无法使用，只能采用手工焊接方式。

虽然手工焊接是最为传统的.焊接方式，但是受到焊接者的焊接经验、焊接温度、焊接时间、焊接方法等方面的主观的限制，所以焊接质量也层次不齐。

本文主要针对贴片器件的手工焊接技术进行了探讨，对于贴片器件焊接质量的检验方法提出了更高的要求，即需要制定一套详细的检验方法或采用一些先进的方法和仪器设备用来检测贴片器件焊接质量，减少由于虚焊带来的故障和报废。

一、手工焊接

(一)手工焊接的一般步骤

手工焊接是一种技术成熟的、操作方便、灵活的一种焊接方式，目前大部分军用电子产品还是采用这种焊接方式，焊接过程一般都采用以下步骤。

1、焊接准备

贴片器件焊接一般需要的工具有：恒温电烙铁、松香、焊锡、热枪、特细橡胶棒、高放大倍数放大镜或显微镜系统。

2、贴片的固定

有两种方法：一是用少许普通胶水涂在集成电路和塑封部分，把集成电路正对焊盘固定在电路板上，待胶水变干将集成电路固定好，防止施焊时集成电路移动。

二是集成电路正放在电路板焊盘上，用烙铁固定好IC四个角的引脚。

3、焊接引脚

在引脚上涂上松香水，起助焊的作用，而且焊接时松香还可以防止集成电路过热。

用电烙铁给一排的引脚同时加热，然后加焊锡丝，使焊锡熔化并完全浸润焊点和引脚。

一排引脚同时焊好，移去焊锡丝和电烙铁，一般情况下焊锡会把引脚同时焊在一起。

4、吸锡整理

用金属编制带或多芯导线把一排引脚上的多余焊锡吸干净，引脚间不需连接的地方焊锡被吸走，只有焊盘和引脚处才留下焊锡，这样被焊接在一起的引脚就会正常分开。

最后，再用酒精棉球或毛刷沾酒精清洗松香清除引脚间的多余物。

(二)手工焊接的不足

手工焊接方式虽然操作方便、灵活，不受环境、地域和特殊焊接工艺的限制，但也有其自身的不足，主要体现在以下几个方面。

1、焊接过程和吸锡过程时间控制没有直观的时间量来控制，主要靠焊接者的直觉和经验。

整个焊接过程和吸锡过程的时间不要太太长，控制在几秒钟时间为宜，否则过热容易损坏集成电路，焊接时时间不够又极易出现虚焊。

2、焊接温度控制不能保证真正的“恒温”，因为焊接时间的长短、焊锡量的多少都将直接影响焊接温度。

如果焊锡较多温度就会升高，焊锡过少松香就很容易烧焦，可能会造成芯片或印制电路板的损伤。

3、不能保证焊接质量，手工焊接很容易出现不同程度的连焊和虚焊，因为焊接时焊锡的多少，只能凭借焊接者的个人主观判断，所以焊接时焊锡过多容易出现连焊的现象，这样可能会造成不同程度的短路现象，焊锡过少就会出现不能程度的虚焊，比如个别引脚的脱焊、和虚焊，这些情况可能在测试初期不一定能发现，但是在经历环境试验的任何一个阶段都可能出现故障。

二、贴片器件的拆除及返修

对于需要手工焊接的大型贴片器件在失效后的拆除一般情况也只适合手工拆除的方法。

手工拆除的方法也很多，本文主要介绍比较常用的几种。

拉线法：取一根长度和粗细合适的漆包线，将其一端刮干净上锡后，从集成块引脚的底部穿过，并将这一端焊在电路板的某一焊点上，用手拿着漆包线的另一端，用电烙铁加热1引脚，同时用手轻轻向外拉漆包线(向外拉线时，略向上用力)，当1脚焊锡熔化后，该脚即被拉起离开电路板。

采用同样的方法焊开其他引脚，直到集成块的每个脚都与电路板分开后，即可取下集成块。

这种方法比较慢，但比较可靠。

需要注意的是必须等所有焊锡完全熔化后，才能用力拉漆包线，否则会造成焊盘起皮、断落。

堆锡法，首先用烙铁在集成块四周引脚上加满焊锡。

然后用电烙铁头在集成块四周焊锡中快速移动，使四周的焊锡全部熔化，这时用镊子轻轻将集成块取下，或者同时用两把烙铁对集成块加热，这样提高了拆卸速度，这种方法简便快捷，但是必须掌握好“度”，也就是是说，既要是焊锡全部熔化，也不能加热太久，否则就有可能造成电路板的严重损坏。

分离法，分离法也简称破坏法，这种方法就是用合适的工具(类似平口的斜口钳等)沿集成电路引脚的根部将引脚剪断，用镊子拆下集成块除引脚的部分，然后再用镊子和尖头烙铁将引脚一根根的拆下，这种分离拆除法适合贴器件较长的情况，可以很好的保护印制板不受到损坏，但是拆卸下来的芯片受到破坏，可能无法进行正常器件测试和失效分析，除非特殊情况，一般不建议采用此方法。

整体加热法，这种方法是指先将该大型集成帖片器件周围的电子元器件等保护一起来，最为简单而常用的方法就是将多层纸胶带贴在需要拆卸器件的周围(还可以采用硅橡胶等在需要拆卸器件的周围形成保护层)，然后用热抢档位为380-400度均匀加热需要拆卸器件所有的焊接引脚，待焊锡熔化时轻轻用镊子取走该帖片器件，之后再用吸锡带或多股镀银线等清除焊盘上多余的焊锡，并用酒精清洗焊盘，这种方法适合该大型集成帖片器件周围空间较大，而且帖片器件引脚较短的情况。

三、贴片器件焊接质量的检验方法

目前手工焊接主要的检测方法有目视检测法、性能测试法和直接检查引脚法。

目视检测法是主要是指借助高放大倍数的放大镜灯或显微镜显示系统进行目视检查，检查过程就是将焊接并清洗之后的电路板放在高放大倍数的放大镜灯或显微镜系统下面，通过放大的方法很容易观测出芯片引脚直接是否有连焊或者脱焊的情况。

缺点是不能发现虚焊的情况。

性能测试法是指根据所焊接芯片的性能指标参数、以及在该电路板中的功能用途加电测试的方法，如果该芯片在电路中功能得以实现，初步判断焊接合格，比如DSP、FPGA就可以通过软件的加载、烧写和系统电性能测试的方法来确定焊接质量的好坏，缺点是不能发现更为深层次的虚焊。

深层次的虚焊只能同各种环境试验同步考核。

直接检查引脚法一般是指借助于细的橡胶棒等(注意头部应圆润光滑不锋利)工具轻轻的拨动芯片的引脚，来检查焊接质量的方法。

通常情况下对于焊接质量好的引脚是无法拨动的，但是对于脱焊和焊锡很少造成的虚焊的引脚就很容易发现，当橡胶棒接触到该类引脚时就会观察到引脚偏向侧边或出现弹性的运动，这种情况多为引脚脱焊或虚焊。

缺点是如果拨动时用力不当，会造成引脚的损伤。

以上三种方法是检查这种大型贴片芯片焊接质量的常用方法，通常情况下将方法一和方法二结合起来使用，就可以检查出焊接质量的好坏。

第三种方法主要用于排故时(已经发现该芯片无法实现预期功能出现故障了)使用，正常情况下不推荐使用。

四、发展前景与展望

目前手工焊接质量的检验方法，不管是目视检测法还是性能测试法都无法直观的判断出深层次的虚焊情况，而借用细橡胶棒等直接检查引脚焊接情况的方法不仅效率低，而且容易造成贴片器件引脚的损伤，并且大多这种损伤都是不可逆、不可直接发现的，所以除非排故需要，并不推荐使用。

据不完全统计，目前很大一部分电路板的报废都是由于大型集成贴片器件的虚焊造成的。

所以迫切需要一种类似于金属件的“探伤技术”的设备出现，这样在集成帖片器件手工焊接结束后，先通过检验设备对器件的每一个引脚进行“探伤”，只有“探伤”合格的产品才进行下步工序的调试及后续的环境试验。

这样由于深层次的虚焊造成的故障就可以得到很好的控制。

五、结束语

本文通过对大型集成贴片器件的手工焊接、维修及拆除、检测技术的探讨以及各种方法的优缺点比较，在一定程度上对于手工焊接起到了技术指导作用。

同时对于目前贴片器件的检验方法方面提出了更高的要求与未来发展方向的展望。

参考文献：

[1]葛瑞.表面组装焊接技术新发展.电子工艺技术，.20.

[2]Bob Willis.正确选择波峰焊接工艺参数.电子工程专辑，，2：118-119.

[3]张文典.实用表面组装技术.北京电子工业出版社，.

无线IC器件及电子设备 第6篇

授权公告日：2016.08.31

专利权人：株式会社村田制作所

地址：日本京都府

发明人：片矢猛；加藤登；石野聪；池本伸郎；木村育平；道海雄也

Int.Cl.：H01Q1/38（2006.01）I；G06K19/07（2006.01）I；G06K19/077（2006.01）I；H01Q1/50（2006.01）I；H01Q7/00

（2006.01）I；H01Q23/00（2006.01）I

优先权：186392/2007 2007.07.18 JP；PCT/JP2008/052129 2008.02.08 JP

PCT进入国家阶段日：2008.10.06

PCT申请数据：PCT/JP2008/055962 2008.03.27

PCT公布数据：WO2009/011154 JA 2009.01.22

对比文件：JP 特开2001-168628 A，2001.06.22，全文，；JP 特开2001-168628 A，2001.06.22，全文，；JP 特开2007-

13120 A，2007.01.18，全文.；JP 1550086 A，2004.11.24，全文.；JP 特开2004-40597 A，2004.02.05.

保护器件 第7篇

21世纪是计算机技术、微电子技术、通信技术迅猛发展的时代，信息通信系统及电子设备间的信息交流都是通过数据及高频信号进行传递。随着近代高科技的发展，尤其是微电子技术的高速发展，雷电灾害越来越频繁，损失越来越大，仅靠避雷针已无法保护建筑物、人和电器设备。微电子设备及信息系统的电磁兼容能力低，抗雷电、电磁浪涌的能力弱，而雷电浪涌又无处不在，因此浪涌防护器是现代化的大厦、银行、证交所、航空航天、船舶铁路、石油化工——只要是具备计算机系统、微电子设备、通信系统的场所必备的防护器件。近期多次、多处的通信暂停事故、设备损坏、油管油库起火爆炸事故，不少是由雷电浪涌引起的线路过电压) 过电流造成的，因此必须为建筑物、设备及系统安装浪涌防护器。

浪涌保护器 (Surge protective device, SPD) , 也称电涌保护器、避雷器等, 浪涌保护器并联在被保护设备两端，通过泄放浪涌电流、限制浪涌电压来保护电子设备。泄放雷电流、限制浪涌电压这两个作用都是由其非线性元件（一个非线性电阻，或是一个开关元件）完成的。在被保护电路正常工作。瞬态浪涌未到来以前，此元件呈现极高的电阻，对被保护电路没有影响；而当瞬态浪涌到来时，此元件迅速转变为很低的电阻，将浪涌电流旁路，并将被保护设备两段的电压限制在较低的水平。到浪涌结束，该非线性元件又迅速、自动地恢复为极高电阻。它的作用是保证电子设备免受浪涌过电压 (雷电过电压、操作过电压等) 的破坏, 既不影响设备的正常工作, 又将过电压限制在相应设备的耐压等范围内, 目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流, 也是等电位连接的一种方法。浪涌防护系统最常用的防护器件主要有氧化金属压敏电阻（M O V）、硅瞬变电压吸收二极管（TVS）、放电管等。不同特性的SPD应用于不同的雷电防护环境，并通过级联组合发挥作用。

1 SPD的成因和地位

SPD主要是保护电子设备免受雷电浪涌的危害, 也兼而使电子设备免受大部分操作浪涌的危害。

1.1 浪涌的成因

浪涌是指瞬态电冲击, 包括浪涌冲击、电流冲击和功率冲击。此处所谓瞬态是指持续时间大大低于工频周期 (0.02s) 的瞬变过程。对地闪击的雷电流波形的特点是上升时间极短 (0.1～几个s) , 而下降时间相对较长 (几十到几百μs) 的单极性波。典型操作浪涌波形是叠加在工频波形上的几百Hz到上百kHz的振荡波, 整个持续时间不过几个工频周期。雷电和操作电涌的峰值与很多因素有关, 出现在建筑物内的电涌从近kV到几十kV, 如不加以限制会损坏电子设备。

电子设备遭受雷害会引起电子设备的误动;电源设备和贵重的计算机及各种硬件设备的损坏, 造成直接经济损失;引起电子设备正常工作的中断, 对社会造成不良影响和巨大的间接经济损失;还可能在微电子芯片中留下潜伏性的隐患, 使电子设备运行不稳定和加速老化, 给有关系统的工作造成无穷的麻烦。雷电途径和综合防雷措施如图1所示。可以看出浪涌的成因有以下几个方面：

1.1.1 直击雷引起的反击。

信息系统一般不暴露在可能直接遭受雷击的场所, 直击雷直接破坏电子设备几无可能。雷害破坏电子设备的方式可能是由直击雷电流通过接地装置时造成的高电压使电子设备的薄弱环节击穿。这种雷害方式称为反击。

1.1.2 侵入波。

雷电击中与电子设备连接的户外架空线 (交流配电线、信号线、电话线) , 则雷电波就会沿线传入。这种方式称为侵入波。由于户外线延伸很广, 因此雷电侵入的可能性较大。

1.1.3 雷电感应。

直击雷电流通过引下线 (如建筑物结构钢筋) 时在室内引起电磁感应。虽然感应电压不如前述几种高, 却也足以破坏电子元件, 而且它最接近电子设备, 在建筑物内部各处都可能出现。设备越是接近雷电流引下线, 感应电压越高。另一种情况是雷击建筑物附近地面, 雷击通道的强电流产生的磁场也能在建筑物内部引起电磁感应。如雷电流较大, 建筑物附近1.5～2 km的雷击就有可能影响室内的电子设备。

1.2 浪涌保护在综合防雷体系中的地位

浪涌保护通过泄放雷电流、限制浪涌电压来保护电子设备, 是电子设备防雷的主要手段, 也是内部防雷保护的主要措施, 从而成为综合防雷体系（图2）中的重要组成部分。仅有接闪器、接地装置, 并不能避免雷电波沿线路的入侵;也不能在实际可能的低接地电阻值下防止反击。为了保护电子设备还需要电涌保护。反过来讲, 浪涌保护也以外部防雷保护为前提, 浪涌保护也应与内部防雷保护其他措施 (等电位连接, 屏蔽) 密切配合。除非本建筑物受到附近其他更高建构筑物提供的直接雷防护, 包含电子设备的建筑物应具备一定的外部防雷保护措施。没有接闪器, 建筑物的安全都不能保证, 何谈内部设备的安全。建筑物的接地电阻值过大, 易于发生反击, 反击时大部分雷电流不是向地下泄放而是经SPD流向配电变压器, 加重了SPD的负担。

作为一种保护措施, 浪涌保护器的配置和浪涌保护系统的设计应与人身保护措施 (直接接触保护和间接接触保护……漏电保护) 、短路保护等协调, 共同保证人身安全、设备安全和系统 (如供电) 工作的连续性。有些设备, 如医疗急救设备, 设备安全与人身安全密切相关。

2 常见的浪涌抑制器件特点及应用

2.1 金属氧化物压敏电阻（Metal oxide varistor)

压敏电阻由金属氧化物（主要是氧化锌）材料组成，属箝位型器件，其特性与两只背对背联接的稳压管非常相似，有着毫微秒级的响应速度。压敏电阻对瞬变信号的吸收能力与其体积成正比：其厚度正比于电压；面积正比于电流。压敏电阻是目前在电子产品中使用最广泛的浪涌抑制器件。当压敏电阻上的电压超过一定幅度时，电阻的阻值大幅度降低，从而将浪涌能量泄放掉。在浪涌电压作用下，导通后的压敏电阻上的电压（一般称为箝位电压），等于流过压敏电阻的电流乘以压敏电阻的阻值，因此在浪涌电流的峰值处箝位电压达到最高[1]。

每一块压敏电阻从制成时就有它的一定的开关电压，当加在压敏电阻两端的电压低于该数值时，压敏电阻呈现高阻值状态，如果把它并联在电路上，该阀片呈现断路状态；当加在压敏电阻两端的电压低于该数值时，压敏电阻被击穿，呈现低阻值，甚至接近短路状态。这种击穿状态是可以恢复的。其开关特性如下图3所示：

下图4为氧化锌压敏电阻的对称伏安特性。

2.1.1 压敏电阻的特点：

a）优点：电压范围很宽，可从几伏到几千伏；吸收浪涌电流可从几十到几千安培，反应速度快，无极性，无续流，峰值电流承受能力较大，价格低。

b）缺点：钳位电压较高，一般可以达到工作电压的2-3倍；而且，随着受到浪涌冲击次数的增加，漏电流增加；另外，响应时间较长，寄生电容较大。

c）适用场合：直流电源线、低频信号线，或者与气体放电管串联起来用在交流电源线上。

2.1.2 压敏电阻的选择：

a）从抑制瞬变干扰的角度出发，压敏电压要尽量降低以接近被保护电路的工作电压；从提高元件寿命来看，又要拉开两者差距。一般折衷的选取方案为：对交流工作电路，压敏电压值为工作电压的2.2倍；对直流工作电路，压敏电压值为工作电压的1.5倍。

b）通流量的选取：在实际应用中，压敏电阻所吸收的最大浪涌电流应小于它的最大通流量。对同一应用场合，当最大通流量增加一倍，压敏电阻的寿命也同步增加一倍。

2.2 硅瞬变电压吸收二极管（Transient voltagesuppressor)

TVS为电压箝位型工作方式，亚纳秒级的响应速度。TVS有多种封装方式，可满足不同场合的需要。当TVS上的电压超过一定的幅度时，器件迅速导通，通过PN结反向过压雪崩击穿将浪涌能量泄放掉。由于这类器件导通后阻抗很小，因此它的箝位电压很平坦，并且很接近工作电压。

2.2.1 硅瞬变电压吸收二极管的特点

a）优点：响应时间短，漏电流小，击穿电压偏差小，箝位电压低（相对于工作电压）动作精度高，无跟随电流（续流），体积小，每次经受瞬变电压后其性能不会下降，可靠性高。

b）缺点：由于所有功率都耗散在二极管的PN结上，因此它所承受的功率值较小，允许流过的电流较小。一般的TVS器件的寄生电容较大，如在高速数据线上使用，要用特制的低电容器件，但是低电容器件的额定功率往往较小。

c）适用场合：浪涌能量较小的场合。如果浪涌能量较大，要与其它大功率浪涌抑制器件一同使用，则把它作为后级防护。

2.2.2 硅瞬变电压吸收二极管的选择

a）最大箝位电压VCMAX应不大于电流的最大允许安全电压。

b）最大反向工作电压VRWM应不低于电路的最大工作电压，一般略高于电路的工作电压。

c) TVS额定的最大脉冲功率必须大于电路中出现的最大瞬态浪涌功率。

d）对小电流负载的保护，可在二极管之前串接适当的限流电阻，从而可选用小的峰值吸收功率的VS来担任这一功能。

2.3 气体放电管（Gas discharge tube)

气体放电管采用陶瓷密闭封装，内部由两个或数个带间隙的金属电极，充以惰性气体（氩气或氖气）构成。当加到两电极端的电压达到使气体放电管内的气体击穿时，气体放电管便开始放电，器件变为短路状态，使电极两端的电压不超过击穿电压。气体放电管一旦导通后，它两端的电压会很低[2]。气体放电管有两极和三极之分，可分别用于线间和线-地间的保护。其伏秒特性如图5。

2.3.1 气体放电管的特点

a）优点：承受电流大，绝缘电阻高，漏电流小，寄生电容小。

b）缺点：点火电压高，残压较高，反应时间慢≥100ns），动作电压精度较低，会慢性漏气、有光敏效应、离散性大。有跟随电流（续流）。若跟随电流的时间较长，会导致放电管触点迅速烧毁，从而缩短放电管的寿命。

c）适用场合：信号线或工作电压低于导通维持电压的直流电源线上（一般低于10V）；与压敏电阻组合起来用在交流电源线上。它具有很强的冲击电流吸收能力，但有着较高的起弧电压，所以比较适合做一级粗保护。

2.3.2 气体放电管的选择

在直流电路中气体放电管的标称电压选择为工作电压的1.8倍；在交流电路中选择为工作电压有效值的2.5倍。气体放电管标称电流容量应大于被保护电路的可能最大浪涌冲击容量。由于有跟随电流（续流），气体放电管一般不可使用在直流电路中，除非直流工作电压低于气体放电管的击穿维持电压。

2.4 其它浪涌吸收器件

2.4.1 固体放电管

固体放电管是一种新的瞬变电压吸收器件，与气体放电管一样同属能量转移型保护器件，但性能更理想。如通态压降仅3V左右，接近短路；纳秒级的响应速度；动作电压稳定；使用寿命长；能双方向吸收正、负极性的瞬变电压。固体放电管有一定的结电容；在脉冲状态下触发电压较直流击穿电压稍有提高（如200V的管子其脉冲触发电压为350V），比气体放电管要好得多。固体放电管的失效模式是短路，其意义在于不会使故障扩大，也便于值班人员及时发现故障和处理故障[3]。

2.4.2 晶闸管型防护器件

晶闸管型防护器件有两种：

a）控制栅极型双向三端器件，如SCR、TRLAO等。因为大多数电源电路的输出端都有电压过载保护，用一个电平触发SCR的控制栅极将输出短路而中断供电，响应时间约100μS，这对电压敏感的器件有可能造成损坏，它的优点是耐电流量大，缺点是点火电压易变化，响应时间慢。

b）控制维持电流型双向两端器件。由PNPNP五层组成，其结构是在单芯片上逆向并联组成的复合器件。该器件的直流放电开启电压与响应时间的关系基本上不随浪涌电压上升率的增加而增加，浪涌电流增加时，该器件的直流放电开启电压基本保持不变。该器件还具有响应速率快、不需多级防护电路、耐电流量大、静电容量小、可靠性高等优点，特别适用于防护雷电浪涌。

2.5 气体放电管和压敏电阻组合应用

气体放电管和压敏电阻都不适合单独在交流电源线上使用。一个实用的方案是将气体放电管与压敏电阻串联起来使用。如果同时在压敏电阻上并联一个电容，浪涌电压到来时，可以更快地将电压加到气体放电管上，缩短导通时间。这种气体放电管与压敏电阻的组合除了可以避免上述缺点以外，还有一个好处就是可以降低限幅电压值。可以使用导通电压较低的压敏电阻，从而可以降低限幅电压值。

该连接方式对浪涌电压的抑制作用如图6所示。采用组合式保护方案能发挥不同保护器件的各自特点，从而取得最好的保护效果。

摘要：随着计算机技术和电力电子器件的快速发展, 三相交流异步电动机调速的发展也日新月异, 本文介绍了一种使用单片机实现电动机调速的方法。用单片机实现电动机的调速不但其控制功能十分强大, 而且具有较好的经济性, 这种调速方法在异步电动机调速中必将起到举足轻重的作用。

关键词：气隙磁通,SPWM,单片机,SA4828

参考文献

[1]尹天文, 王碧云, 蒋容兴.电涌保护器脱离器的设计与研究[J].低压电器, 2006 (08) :45-46

[2]许年生, 刘明东.开关型SPD触发技术的探讨[J].低压电器, 2010 (07) :14-17

保护器件 第8篇

目前激光管APC电路, 主要是一种利用负反馈控制电路, 通过闭环控制激光管的驱动电流, 以达到激光管出口光功率在全工作温度范围内保持恒定。在激光仪器及工具市场中, 鉴于激光模组外形尺寸限制和成本压力的情况下, 制造商大多使用简易的APC电路。因而都普遍存在一个现象, 在APC电路中, 单个电子元器件失效后 (开路或者断路) , 负反馈闭环控制回路开环, 可能会导致激光管出口光功率大幅上升超出认证的激光安规等级范围之外, 造成对操作人员眼睛的损伤, 或者导致激光管的永久性损坏。

在最新版的国际标准《IEC/EN60825-2:2010激光产品的安全》里, 新增了“自动功率降低机构的失效条件”, 特别规定当电子器件失效导致后, 激光仪器的输出功率不能超过仪器标称的激光安规等级。

1. 常用APC电路的工作原理分析

图1是一种常用的APC电路, 采用的是负反馈控制环路 (以台湾ARIMA公司的可视红光激光管ADL-63054TL为例, 设定激光管出口管功率为5m W) 。

(1) APC电路的工作原理。

当负反馈控制环路工作正常时, 可以有效的控制激光管的输出光功率。但当负反馈控制回路开环时, 就会出现激光管输出光功率大幅上升, 甚至损坏。

(2) APC电路的电子器件失效测试。

针对图1的APC电路, 我们做了大量的试验, 模拟每个电子元器件在不同的单一失效时, 对激光管输出光功率影响。表1中罗列了在失效后对激光管输出光功率影响较大的几个电子元器件, 以及电子元器件各种失效类型下的状态描述。

2. 带单一失效保护的APC电路分析

通过对图1的电子元器件单一失效分析, 需要对几个关键的电子元器件做二次保护。图2是对图1优化后的APC控制电路, 分析如下。

(1) LD控制回路, 由原来采用的1级NPN型的三级管控制, 改为2级NPN型的三极管控制, 及时当任一级三极管失效, LD回路的电流不会大幅增加。

(2) 为防止R2在失效后, Q4基极电流增大, 采用了Q2三极管, 对Q4的基极电流做了限制。从而可以有效的控制Q4的集电极电流。

(3) 为防止Q1开路导致Q3、Q4基极电流增加, 增加了Q5三级管, 对VQ1-C级的电压做了限制。

为了验证图2的单一失效的控制效果, 笔者进行了详细的测试及分析 (见表2) 。

从表2的测试数据可以看出, 在元器件单一失效后, 激光功率最大变化只有1m W左右。从而可以看出改良后的APC电路可以有效的把激光管的出口光功率限制在一定的范围之内。

在产品设计时, 按照仪器激光安规的等级要求, 把激光的出口光功率调整在合适的范围内, 即可以确保激光功率即使在任一电子器件失效后, 也不会超过仪器标称的激光安规等级。

从测试中可以看出, 在任一电子元器件单一失效后, 这个电路不会导致激光管的永久性损坏。而且成本和体积的增加也很少, 适于批量生产使用。

3. 结语

本文通过对现有常用APC电路的工作原理进行分析, 罗列了几个关键电子器件在单一失效后对激光管输出光功率的影响以及影响程度。在新的APC电路中, 通过对这些关键电子器件进行二次保护, 从而能有效的解决APC电路在电子器件单一失效后, 控制激光仪器的输出光功率在整机认证的激光安规等级之内。此新APC电路已经批量验证, 并通过Lasermet公司的测试验证。

元器件 第9篇

迈来芯公司推出两款结合了高灵敏度和高线性度特性的全新压力传感器产品MLX90815和MLX90816, 它们是分立式微机电 (MEMS) 器件, 完全符合汽车级 (超过AEC-Q100的要求) 应用要求, 可用于在苛刻的工作环境下测量绝对压力。MLX90815在用于测定0到30bar的绝对压力时具有最佳性能, 而MLX90816则覆盖满量程压力范围从30至50bar绝对压力。两款产品线性度最大偏差仅仅为0.2%FS, MLX90815典型灵敏度为1.5m V/V/bar, 而MLX90815则为0.5m V/V/bar。

MLX74190两个低频驱动器都可以用来编程产生正弦波电流 (最大峰值1A) 或方形波电流 (最大峰值2.5A) , 频率范围从109k Hz到140k Hz, 输出振幅强度为从0.25V至32V峰-峰值。这些驱动器可以应用于全桥或半桥配置, 先进的保护机制可保护他们避免过流和过温情况出现。MLX74190采用幅移键控 (ASK) 或相移键控 (PSK) 调制把低频报文发送到所述钥匙或LF接收器, 一个非常灵活的数据编程方法允许支持多种编码模式。

MLX90815和MLX90816的工作温度范围是-40°C到150℃, 能够在最恶劣的工作条件下保持稳定运行。这些器件可直接应用于一般的非腐蚀性/非侵蚀性介质, 或可应用于充油的传感器模块, 以便进一步提高其鲁棒性。

莱迪思半导体推出适用于移动设备, 业界功耗最低并支持“随时语音”功能的语音侦测和识别解决方案

莱迪思半导体公司宣布推出适用于智能手机和新兴的物联网 (Io T) 手持设备的语音侦测和指令识别IP。这些IP可在莱迪思的i CE40™系列移动FPGA中使用, 使得供应商能够在移动设备中实现全新的语音激活功能, 并尽可能减少处理器的错误唤醒以最大程度延长电池使用时间, 增强用户体验。

“准确和可靠的语音侦测和指令识别功能对于当今的智能手机和其他移动设备来说是至关重要的, 但生活中的各种环境杂音很容易被误认为是语音指令, 使用功耗惊人的处理器将很快耗尽电池电量, ”莱迪思半导体产品线经理Joy Wrigley表示。“此外, 设备无法正确捕捉指令的话将大大降低用户体验。莱迪思低功耗、近乎零延迟的语音解决方案可解决上述问题, 能够帮助供应商增强语音激活功能的稳定性, 并延长电池使用时间。”

Atmel推出业内首个宽Vcc范围、低功耗温度传感器系列

Atmel公司近日推出业内首个高精度数字温度传感器, 它们提供目前最大的Vcc范围:1.7V-5.5V。新系列传感器不仅具备更高的测温精度, 而且其内置的非易失性寄存器和串行EEPROM存储器还提供更快的I2C总线通信速度, 使它们成为物联网消费电子、工业、计算机和医疗应用的理想选择。

Atmel最新推出的数字温度传感器系列可让客户通过选用一个传感器来满足各类应用的所有Vcc要求, 从而降低他们的物料成本。此外, 新系列传感器还提供更高的测温精度, 在整个电压范围内 (1.7V-5.5V) 和0℃to+85℃温度范围内的精度为±0.5℃。这些传感器的低电压运行特点还有助于降低手持消费设备等各类应用的功耗, 从而延长电池续航时间。

u-blox发布两款新模块为GNSS精密授时设立新的业界标准

瑞士公司u-blox宣布推出NEOM8T和LEA-M8T精密授时 (Timing) 模块。这两款精巧的表面贴装模块能够产生精确度小于20纳秒 (20 ns) 的精密参考时钟。其接收器具有高灵敏度 (配合辅助GNSS功能, 可提供-157d Bm的信号采集) , 即使在视野受限的建筑物内也能够快速启动。该精密参考时钟是从GPS、GLONASS和北斗等multi-GNSS (全球导航卫星系统) 中取得的。

LE A-M8T模块兼容现有的LE A-5T/6T设计占位面积, 因此能够轻松升级。NEO-M8T已针对需要低功耗与长电池寿命的授时应用, 如用于测量地震场的地震检波器, 进行了优化设计。这两款模块满足对可靠性、精确度及低功耗的严格要求。

Altera Quartus II软件v14.1支持业界第一款具有硬核浮点DSP模块的FPGA实现TFLOP性能

“小”器件,“大”功用 第10篇

在实际的项目中遇到的一些问题, 往往是因为这些小器件出现了问题, 工程师忽略了。要么多了, 要么少了;要么值大了, 要么值小了。通过对这些器件的运用解决问题, 进行描述, 说明小器件也有大作用。笔者就在过去的硬件调试过程中遇到很多问题, 都是在这些“小器件”上找到原因, 得到解决。本文就略举几例, 与大家分享。

电阻在实际项目中的应用举例

(1) I2C电路中的电阻

图1是I2C设备与I2C总线的连接图, 串行数据SDA和串行时钟SCL线都是双向信号线路, 通过上拉电阻Rp连接到正的电源电压+VDD, 当I2C总线空闲时这两条线路都是高电平。连接到总线的器件输出级必须是漏极开路 (OD) 或集电极开路 (OC) 才能实现线与 (wired-AND) 功能[1]。上拉电阻Rp是必须有的, 否则I2C总线不能正常工作。笔者就曾经有项目, 遭受了这个上拉电阻之苦。在拍照手机刚开始流行的时候, 设计Camera sensor时, 基带芯片通过I2C总线对camera sensor进行控制, 设计I2C时没加上拉电阻, 而导致I2C总线不能正常工作, 读不到I2C设备的地址, 于是Camera设备调试不通。

上拉电阻阻值也不是随意而定, 过大或过小, 也同样会导致I2C总线不能正常工作。上拉电阻Rp与电源电压、总线电容、总线上连接设备数 (输入电流+泄露电流) 有关:Rp min是电源电压的函数, 即电源电压越高, Rpmin值越高。Rpmax是负载电容的函数, 总线电容越大, 即负载越大, Rp max越低。总线电容Cb限制了上拉电阻Rp的最大值, 而电源电压限制了上拉电阻Rp的最小值[2]。

更有甚者, 笔者在设计手机电视时, 还碰到多I2C设备不能同时工作的事。如图2所示, 是数字电视手机的原理框图, 手机基带芯片通过同一个I2C总线来控制解码芯片和音频Codec芯片, 然而调试时却让我们吃尽苦头, 两个设备工作不稳定, 时而能工作, 时而不能工作。当时以为是EMC问题, 电源供电噪声等各种原因, 可还是找不到原因, 最后, 在I2C总线进入解码芯片设备之前串一个500欧姆的电阻, 解决了问题, 工作稳定, 项目完成。

(2) 耳机自动检测电路

在手机、MP3, MP4等便携式产品中, 耳机是常用的附件, 耳机的自动检测电路是耳机电路的重要部分。典型的耳机插孔电路如图3所示, 在检测引脚连接一个上下拉电阻, 这样即可产生一个信号, 表示耳机是否插入插孔。当无耳机插入的时候, 检测引脚常闭, 输出信号为“低” (经分压而得) ;当有耳机插入的时候, 检测引脚断开, 信号为“高”。该检测信号连接到一个微控制器端口的GPIO (或者外部中断) 。一个简单的电阻分压电路就实现了这一检测功能。也可以通过电压比较器的方式来检测, 但增加了器件, 增加了BOM成本。

(3) Hall IC的滤波电路

几年前翻盖手机非常时尚与流行, 大多都用Hall效应元件来进行翻盖检测, 当然也可以用机械按键式。Hall效应元件的基本电路如图4左, 不论南极或者北极, 只要磁通密度 (magnetic flux density B) 比特定工作点磁通密度 (Bop) 大, 输出就打开 (输出低电平) , 并且输出会被锁存直到B小于释放磁通密度 (Brp) , 然后关闭 (输出高电平) 。Flip_Switch接手机Baseband的GPIO, 基带检测这个脚的“高低”电平, 当“低”电平时, 手机为合盖状态;当“高”电平时, 手机为开盖状态。

笔者曾经设计的一款手机, 用Hall IC进行翻盖检测。进行手机测试时, 发现, 手机接听电话或者呼叫电话的那一瞬间, 手机容易黑屏, 打电话经常掉线。经过跟踪, 发现Hall IC产生了一个低电平 (也就是一个合盖操作) , 引起了黑屏以及电话掉线。用示波器查看Flip_Switch网络的波形, 可以看到, 在拨打电话或者接电话时, 偶尔会产生50ms的“低”脉冲。网络上还能看到GSM TDD noise噪声。由于Hall IC离手机天线很近, 这个射频干扰比较明显, 并从Flip_Switch处被引入Hall IC, 引起Hall IC采样产生误动作, 50ms的负脉冲, 这正好是Hall IC内部两次采样的间隔[3]。

采用硬件滤波来解决, 如图4右, 在Flip_Switch串接于基带GPIO之前加上一个1kΩ电阻, 它具有衰减GSM TDD noise的作用, 与10pf电容还能一起具有滤波去噪的作用。经过测试, 不再出现误操作。

电容在实际项目中的应用举例

(1) 晶体匹配电容

晶振为微处理器系统提供基本的时钟信号, 是整个微处理器系统的“心跳”。没有时钟, CPU不能工作, CPU也无法与外界进行通信。

晶振分有源晶振和晶体。晶体 (crystal) 配合芯片内部振荡器, 外围匹配电路 (电感、电容、电阻等) , 才能正常工作。图5是典型的晶体电路。它工作在并联谐振模式, 电容C1和C2构成晶体的负载电容。

这里CS是PCB上的寄生电容, 在计算时可以用典型值参考值5pf。通常C1和C2选择一样的值, 大约为晶体负载电容的一半。

晶体的匹配电容并不是随便而定的, 要依据其负载电容来选择, 过大不好, 过小也不好, 会引起时钟工作不稳定、不可靠, 甚至晶体不起振;大的电容值可移增加频率稳定性, 但减小了闭环增益, 这样可能会引起启动问题。另外, 一些IC在芯片内部内置了匹配电容, 消除了电路设计者的一些疑虑。这样就只要在处理器芯片的XTAL_IN和XTAL_OUT管脚上连上晶体, 而不需要再连匹配电容。笔者曾经用汤铭 (TERMINUS) 的USB host hub芯片FE4.1[5], 就遇到了这个问题。该芯片已经内置了晶体的匹配电路 (电容) , 开始SMT时又贴装了匹配电容, 晶体反而不能工作。

(2) 辐射杂散测试之电容滤高频波

辐射杂散测试是GSM手机射频性能测试的一个重要项目。检验手机天线端的离散辐射功率是否符合GSM规范及国家标准, 以防止杂散辐射功率超标时对人体健康造成危害。发信机的辐射杂散是指用标准测试信号调制时在除载频和由于正常调和切换瞬态引起的边带, 以及邻道以外离散频率上的辐射 (即远端辐射) 。杂散辐射测试不通过, 可能由多种因素引起, 因此应从多种角度进行整改, 如天线、机壳、屏蔽罩、接地等, 其中RFPA引起的杂散辐射超标是一个重要因素。PA内功放管产生非线性失真, 主要成分是基频的谐波。

笔者曾经研发的一款手机, 进行CTA测试时, 发现传导型杂散辐射通过, 而辐射型杂散辐射不通过, 尤其是二阶 (H2) 超标, 如图6所示。解决故障时, 屏蔽、天线等情况都查找了, 最后发现在该平台上, PA芯片的辐射值较大。

我们在自己的射频实验室, 先对手机PCB板进行整改, 手机PCB板用RF cable连接和综合测试仪, 并工作于呼叫模式, PCB板与综合测试仪进行模拟通话, 并用频谱分析仪的探针在手机板上找出相对二阶频谱过大点。由于是PA引起的二阶谱超标, 很有可能由PA的VBAT电源辐射出去, 我们可以从PA开始, 沿着VBAT的通路寻找、定位辐射最大点。

定位好这种超标位置后, 在这个点上加上对地的滤波电容。电容的大小与二阶谱频率有关, 可以用Murata S-Parameter&Impedance Library[6]工具进行仿真, 采用“Shunt”电路模型, 分别对Murata 0402封装2.2pF电容和7pF电容进行仿真, 得到S11和S21图, 如图7, 其中蓝色线为S11, 红色线为S21。

在原相对最高辐射点焊接好对GND的相应频段的电容“就近滤波”后, 再用频谱分析仪可以看出相对应点辐射频谱减小, 最后辐射杂散测试通过, 如图8所示。

(3) RS232转换之滤波与旁路电容

RS232转换芯片是串口转换芯片, 将PC机的EIA-RS-232C电平逻辑与微控制器MCU的TTL电平逻辑进行相互转换, 以实现PC机与微控制器之间的串口通信。基本的电路图如图9, 其中C1-C5五个100m F的电容为一般场合从100nF到10uF都可以用的。但不能少, 否则内部的电荷泵就无法产生正负电压。芯片内置有双电荷泵变压器, 提供+5.5V和-5.5V两种电源, 每个电荷泵需要一个旁路电容 (flying capacitor C1, C2) 和一个储能电容 (reservoir capacitor C3, C4) ) 。

C1-C5这五个电容, 缺一不可, 并且其容值也有推荐, 一般为100nF[7]。但是这些值并不是完全固定死的, 笔者在设计TI Omap3530微处理器与PC进行串口通信时, 就遇到了比较奇特的现象。板子在某些PC上可用, 在某些PC上不可用, PC输入乱码;更甚者, 在某些PC上PC输入可用, 但PC输出不可用;或者PC输出出现乱码, PC输出时部分键盘字符不能输出;这些奇怪的现象, 让我们非常纠结, 多种调试工作未见成效, 最后把C1-C5电容都换成1mF电容, 问题解决了。

小结

电阻、电容等电子器件, 是电子器件中最基本的元器件, 简单, 算是“小器件”, 身微权重, 却有很大的功用。在实际项目中, 这三种器件经常是硬件调试的关键, 解决问题的关键。巧妙运用这些小器件, 会达到事半功倍的效果。这里只是略举几例, 抛砖引玉, 我们可以在工作中结合实际情况自己体会。

参考文献

[1]Philips Semiconductors, The I2C-bus and how to use it (including specifications) [M].1995.4.

[2]PCF8563Real-time clock/calendar Rev.8data sheet[D].18November2010Product, www.nxp.com.

[3]MicroPower.Ultra-sensitive Hall Effect Switch.[R].www.anachip.com.tw.

[4]MX COM Inc.Crystal Oscillator Circuit Design[M].APPLICATION NOTE, 1997.www.mxcom.com.

[5]FE4.1USB2.0HIGH SPEED DUAL-PORT HUB CONTROLLER data sheet Rev.0.4[D].TERMINUS TECHNOLOGY INC.March29, 2010.

[6]Murata Chip S-Parameter&Impedance Library[D].www.murata.com.

光纤陀螺用光学器件的匹配优化 第11篇

关键词： 光纤陀螺； 器件参数匹配； 对轴误差

中图分类号： TN253文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2015.03.006

Abstract： Based on the characteristics of assembly of fiber optic gyro using discrete optical device， we discuss the influence on the accuracy of fiber optic gyro in the aspects of fiber type matching， loss matching， and polarization matching. We give ideal matching parameters of the device of fiber optic gyro and the optimization of shaft precision when polarization pigtail is connected. It increases the consistency of the fiber optic gyro production， and ensures batch stability， reproducibility and the performance of fiber optic gyroscope.

Keywords： fiber optic gyroscop； parameter matching； shaft error

引言光纤陀螺是基于Sagnac效应的光学角速率传感器，目前光纤陀螺的光学表头是根据系统任务要求进行设计，再按光学表头的设计要求提出每个光学器件的参数指标，光学表头的生产则采用分立光学器件组装生产的模式。分立光学器件的指标参数一般采用降额设计，并有一定的区间范围。由于不同的器件由不同厂商生产、筛选、提供，导致几个分立的光学器件组装成的光学表头的一致性低，同批次内光纤陀螺的性能差异大。为提高光纤陀螺批量生产的一致性、保证批次稳定性、重复性，需要对光纤陀螺用光学器件进行匹配优化。光学器件的匹配优化包括光学器件指标参数的匹配和光学器件的保偏尾纤连接时的对轴精度的优化，这些都是影响光纤陀螺输出特性的重要因素，也是提高光学陀螺实际性能的关键。本文从光纤类型匹配、损耗匹配、偏振特性匹配几个方面介绍了光纤陀螺用光学器件的匹配优化措施。1光纤陀螺基本结构类型匹配最常见的也是被大多数厂家和单位采纳的光纤陀螺基本结构[1]如图1所示，由光学表头和电路两部分组成。光学表头由光源、光波导、耦合器、光纤敏感器、探测器组成，光学表头是敏感角速度的关键，是光纤陀螺的核心部分。目前光纤陀螺的光学表头均采用全光纤固态结构。光学表头的光路是通过光学器件的尾纤熔接连接来实现的，为保证光波传输特性，避免引入附加的损耗和误差，并保证熔接点的强度，光学器件所用尾纤的结构、类型、特征参数需保持一致。

根据光纤陀螺采用的全保偏、退偏等方案的不同，器件的尾纤类型也具有差异，但是相连接器件的尾纤最好保证类型一致。有些方案中，光源与耦合器、耦合器与光波导、光波导与光纤敏感器、耦合器与探测器之间的尾纤有单模、多模等，光纤类型不一致，但是需保证其他的特征参数一致。光纤类型包括单模光纤、保偏光纤、光子晶体光纤等，目前主流的光纤陀螺采用的光纤类型主要为单模光纤和熊猫型保偏光纤。光纤特征参数有包层直径、涂覆层直径、包层不圆度、芯/包层同心度误差、包层/涂覆层同心度误差等几何参数以及截止波长、数值孔径、模场直径等光学参数。在保证截止波长略小于光纤工作波长的情况下，影响光路连接的主要光纤特征参数为包层直径、芯/包层同心度误差、数值孔径和模场直径。典型的光纤特征参数不一致表现是包层80 μm保偏（PM）光纤与包层125 μm保偏光纤的熔接，除了包层直径不同，其数值孔径、模场直径等均不一致。经同一厂家125 μm保偏光纤与125 μm、80 μm保偏光纤的熔接测试，得到熔接点损耗和所能承受的拉力如表1所示。因此几个器件之间通过选用同一厂家、同一型号的光纤来实现光纤类型匹配。2损耗匹配光纤陀螺中，光源的信号经过光路产生干涉，再经光纤耦合器后由探测器转换为电信号，然后由信号处理电路进行处理，获取输入的角速度。光纤陀螺对干涉信号进行处理的过程中会产生散粒噪声、热噪声和量化噪声。其中散粒噪声是光纤陀螺的一种基本噪声源，构成了干涉式光纤陀螺的基本测量极限，因而增加探测器接收功率和提高光路系统信噪比是减小散粒噪声的主要技术途径[24]。为了使光纤陀螺达到必要的精度，并保证同批次每只光纤陀螺精度的一致，到达每只光纤陀螺探测器上的光功率值必须满足一定要求并尽量一致。到达探测器的光功率由光源功率和光路损耗以及探测器的响应度决定。光路损耗包括熔接点损耗和每个光学器件的插入损耗，光纤陀螺光路各环节产生的总损耗值为L=L0+2×L1+2×L2+L3（1）式中：L0为各熔接点总损耗；L1为光波导插入损耗；L2为光纤耦合器插入损耗；L3为光纤敏感器插入损耗。因此，同批次光学器件应该光源高功率与光路高损耗匹配，光源低功率与光路低损耗匹配，这样可使到达探测器的功率值尽量接近一致，分立的光学器件根据以上原则进行参数匹配。光学器件在装配之前需进行常温关键参数复测，根据复测结果将光源按光功率P0大小分为高、中、低三档，光波导、耦合器、光纤敏感环按插入损耗大小也分为高、中、低三档，装配生产中按表2进行光学表头的分立光学器件匹配。在以往的光纤陀螺生产过程中，由于器件随机领取未进行参数匹配，装配好的光纤陀螺的总损耗值分布在较大的范围内，陀螺同批次的参数一致性差，表3为已装配完成的100只光纤陀螺总损耗值的统计结果。

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光纤熔接点损耗L0是两根光学器件尾纤连接时带来的损耗，待熔接两根光纤X方向的偏移、Y方向的偏移、光纤端面的倾斜角θ、光纤的距离都会带来损耗，因此需要对光纤熔接机进行合理的参数设置，保证两根光纤纤芯在X、Y方向的严格对准，以及两根光纤切割端面的倾斜角在1°以内，以此保证单个熔接点的损耗L0小于0.1 dB。3偏振特性匹配目前的光纤陀螺大多采用保偏方案，可以在很大程度上解决光纤陀螺的信号衰减和非互易性偏振误差问题，并成为目前中、高精度光纤陀螺的最佳选择方案。保偏光纤陀螺采用的是保偏光纤线圈，而保偏光纤连接时的对轴误差带来的偏振交叉耦合，是影响光纤陀螺输出误差的重要因素[5]。在整个光纤陀螺光路中有五个光纤熔接点，其中影响光纤陀螺输出的主要是集成光波导与保偏光纤线圈的熔接点的对轴误差，因此必须保证严格对轴。暂不考虑光学器件本身的附加损耗以及光波偏振态的影响，并假设其他熔接点对轴是理想的，波导与线圈的两个熔接点对轴误差为θ1和θ2，达到探测器的光纤陀螺的输出误差[6]为Δφ<2ε21+1-d1+d·tanθ1·tanθ21+tan2θ1·tan2θ2（2）式中：d为光波偏振度；ε为波导集成芯片的振幅抑制比。由此可见，输出误差是随着对轴角度的增加以更大的速率增加。利用一个实际的闭环光纤陀螺，测试波导与线圈的两个熔接点的对轴误差θ1、θ2的变化对光纤陀螺零偏稳定性的影响。测试内容：对轴误差θ2保持0°固定不变，对轴误差θ1分别从0°、5°、10°、20°、30°、45°组装成光纤陀螺单表，测试1 s和100 s平滑的零偏稳定性，结果如图2所示。由于光纤陀螺结构的互易性，θ1不变，θ2变化对光纤陀螺的零偏稳定性产生的影响是一样的，现用上述试验的同一只陀螺进行验证，使对轴误差θ1为0°且固定不变，对轴误差θ2从0°、5°、10°、20°、30°、45°变化，测试1 s和100 s平滑的零偏稳定性，结果如图3所示。从图2、图3可见，由于光纤敏感器绕制工艺所限，本身光学上的非严格对称性，所以同样的角度误差造成的零偏稳定性值略有差异，但是变化规律相似。由于θ1、θ2中任意一个变化都会对光纤陀螺的零偏稳定性产生很大影响，因此必须保证对轴精度。通过对熔接机设置及熔接同时对消光比参数进行监控测试等方法，可以保证对轴熔接角度误差在±1°

4结论通过对光学器件指标参数的匹配和光学器件的保偏尾纤连接时的对轴精度的优化，提高了光纤陀螺批量生产的一致性，保证了同批次产品的稳定性、重复性，确保了光纤陀螺实际性能，为今后光纤陀螺的批量生产提供了有效的参考。参考文献：

[1]LEFEVRE H C.光纤陀螺仪[M].张桂才，王巍，译.北京：国防工业出版社，2002：133134.

[2]张桂才.光纤陀螺原理与技术[M].北京：国防工业出版社，2008：195196.

[3]习成献，吕鑫伟，姜辉.干涉式光纤陀螺控制器的设计与仿真[J].光学仪器，2011，33（5）：5659.

[4]PAVLATH G A.Method for reducing random walk in fiber optic gyroscopes：US，5530545[P]，19960625.

[5]李志高，石文江，黄尚廉.保偏光纤的连接损耗和消光比分析[J].光学学报，1996，16（2）：189193.

[6]杨学礼，王学锋，张蔚，等.对轴误差对光纤陀螺输出的影响[J].光子学报，2009，38（7）：16581661.

（编辑：刘铁英）

高压功率器件并联设计 第12篇

当代变换系统, 工作电流时常达到几千安培, 电压几千伏特, IGBT就成为了最优的选择。当电流和电压超过IGBT的最大额度时, IGBT并联是唯一的方法。但是, 由于开关之间的互相影响, 参数、信号延时不同等等, 常常导致并联电流的失衡, 使管子过热, 甚至损坏。因此, IGBT应降额, 但这会增加高压功率器件的数量。综上所述, 提出解决电流失衡的方案, 才能真正实现电流扩容。

2 理论分析及电路设计

设计的完整电路图如图一所示, IGBT (Z1) 的型号为CM200DY-24E, IGBT (Z2) 的型号为CM200DY-12E, Z1的饱和压降Vce (sat) 较大, 因此流过的电流较小, 有IC1

差分比例运算电路输入端采集R6、R7上的电压, 且VR6

Q9的阈值电压Vth为3.4V, Q9导通。Q9抽取栅极电流, R2流过的电流增加, Z2的栅极电压、集电极电流降低, 直到与Z1的集电极电流一致。

因为R21, R22分压后得1.42V, 经反相比例运算放大器放大-1倍, 则输出为-1.42V。经R12, R13分压后约-1.4V, 因此Q10:

小于阈值电压Vth, 因此Q10关断。

若假设并联IGBT的Z1、Z2的Vce (sat) 相同, 器件各种参数相同, 且受热平衡, 那么Z1和Z2流过相同的电流, 误差放大器输出为0, 因此Q9:

小于阈值电压Vth, 因此Q9关断。

而对于Q10, 同样有:

小于阈值电压Vth, 因此Q10关断。

说明当两个管子电流相等时, 控制电路不工作。

3 验证及分析

对控制电路仿真, 其中, 绿色曲线为CM200DY-24E, 红色曲线为CM200DY-12E。

如图二所示, 静态时, 加入控制电路后, 两个波形相差约为2-3A。而不加控制电路时, 静态两个IGBT电流相差接近40A。由此可以看出控制回路起到了作用。

仿真结果如图三所示, 绿色曲线为CM200DY-12E, 红色曲线为CM200DY-24E。静态时, 两个波形相差约为2-3安培, 由此可见, 控制电路起到了静态均流的作用。

4 结论

本文从并联IGBT受热后电流失衡这一实际问题入手, 分析了影响静态电流的主要原因, 并且通过实验得出并联IGBT的电流失衡只由相对温差决定这一结论。利用电压—电流反馈原理, 提出了一种并联均流控制电路, 并进行参数的优化和仿真验证, 由仿真可以看出, 所设计的控制电路可以使得两个器件饱和压降Vce (sat) 不同的管子达到均流。

IGBT并联模块广泛应用于逆变器中, 市场应用广泛。但是IGBT并联模块受热不均匀导致的电流失衡问题往往会造成器件的损坏, 严重的阻碍IGBT模块的应用。为解决这一问题, 真正实现电流扩容的目标, 本文设计的IGBT并联均流结构是必要的, 并且具有广泛的应用前景。

参考文献

[1]陈星弼.功率MOSFET与高压集成电路.东南大学出版社.1990

[2]孙孝峰, 金晓毅, 邬伟扬, 等.高频正弦波电流下IGBT能带结构和开关特性分析[J].中国电机工程学报, 2008, 28 (12) :101-106.

[3]赵正毅, 杨潮, 赵良炳.对三电平IGBT, 变流器两种缓冲电路的研究[J].中国电机工程学报, 2000, 20 (12) :42-46.