便携式系统PDS分析与设计

研究了模拟、数字和射频混合电路便携式设备中PCB板电源传输系统(PDS)的设计方法,以及由电源传输系统引起的信号完整性问题。对PDS去耦网络中电容容量和数量做了定量和定性分析及研究,从电容提供电流速度这一角度给出了电容在PCB设计中布局的方法,以及电源传输系统引起的信号完整性问题的解决方法。该方法是经过大量智能便携式产品设计和测试总结与归纳后得出的,解决了设计和测试过程中出现的很多问题,也为新产品的开发在电源设计方面提供了新思路。     

HB-LED医用手术头灯控制系统的设计与实现

研制了以高亮度LED为光源的医用手术头灯控制系统。该系统由电源路径管理电路、充电管理电路、LED驱动电路和调光电路组成。采用外部电源或者电池双电源供电,可驱动5W的大功率白光LED,同时具备LED亮度连续调节和电池充电管理等功能。LED亮度调节实验和锂电池充电实验表明该控制电路很好地符合了预期的设计要求,LED控制电路具有很强的通用性,体积小、价格低廉,适合于便携式电子产品的设计应用。     

便携式电磁辐射检测仪电源系统设计

针对目前便携式电磁辐射检测仪电源系统的不足,设计了一种性能优良的电源系统.系统以正激变换器为主电路,采用低边有源箝位电路复位方式,电流峰值检测的双闭环控制模式,同时增加了温度控制系统.实现了功率开关管的软开关工作模式,降低了电磁干扰,提高了系统的动态响应,减小了电压输出纹波,改善了电源的低温特性,增强了电源续航能力.该系统已在便携式电磁辐射检测仪中得到实际应用,证明了设计的合理性.     

便携式雷达电源检测维修系统设计

针对某大型相控阵雷达装备电源系统维修过程中型号多、数量大、维修周期长、检测维修难的问题,设计了一种便携式电源检测维修系统;该系统由FPGA核心板、数据采集板、ePC-K70-Lite-L一体化模组组成,集成维修人员故障维修经验,通过数据处理及故障诊断软件分析采集的电源数据,最终实现对多种类电源故障的快速检测维修;该系统可对该型雷达3大类13种电源实现在线控制、参数读取和赋值,最多同时可对7组电源参数实现在线检测,测试时间由5分钟缩短到10秒内,电源检测准确率达99 ％以上,不依靠外接电源可连续工作达5小时以上;本系统投入使用4年以来,运行稳定、易于操作维护,检测维修多种类电源达800余次,极大提高了装备的自主保障能力和维修效率,提升了装备的任务执行成功率.     

煤矿井下便携式电子设备电源设计要点

针对便携式电子设备的电源性能影响设备稳定运行的问题,探讨了便携式电子设备电源设计要点:介绍了电池类型的选择,指出选择锂电池作为后备电池较为理想;分析了电源安全栅的保护方式,指出先限流后截止的安全栅保护方式可有效提高电源的抗干扰能力;针对电池Boost升压电路中出现的振铃问题,给出了优化Boost变换器关键环路的解决方法,有效减小了电源纹波。     

符合SMBus2.0协议单节智能锂电池系统的设计

在应用于笔记本智能电池标准的应用协议SBData1.1(数据协议)和SMBus(总线协议)的基础上,针对采用单节锂电池的便携式产品的特点做出相应的修改,设计出可靠的单节智能锂电池系统。该系统将充电、保护、测量、管理、通信等功能于一体,为单节锂电池供电系统提供安全可靠、高效的解决方案,简化了便携式电源系统的设计。     

TPS65023在多电压便携式产品中的应用

本文通过对多电压便携式产品供电设计中所需解决的主要问题的分析,以及对电源管理芯片TPS65023的结构和功能的分析,并以TPS65023为达芬奇系列芯片供电为例,详细讨论了如何利用丰富的片上资源为多电压便携式系统设计提供高效的电源解决方案.最终实验证实利用TPS65023为多电压便携式系统提供电源解决方案的可行性和高效性.     

基于ATJ2085的锂电池检测系统设计

锂离子电池能量密度高、工作电压高、无记忆效应、自放电率低,因此成为目前便携式电子产品的理想电源。但是,由于锂离子电池固有的特性,必须防止过充、过放、过温以提高它的安全性和使用寿命。于是对于锂电池的检测受到越来越多的重视。该文利用具有自主知识产权的SOC芯片ATJ2085作为主控芯片(MCU)设计兼容USB的便携式设备锂电池的检测系统。该设计方法简单易行,成本低,易于在便携式电子产品中实现。     

基于便携设备数字电源系统的设计

介绍数字电源的主要特点和发展现状,提出一套基于便携式设备的数字电源系统的实现方案,论述了智能电池、智能充电器、负载功率转换器和PMBus/SMBus主机的硬件设计及软件设计。实验结果表明,该数字电源系统具有高性能指标、良好的人机交互功能、控制方式灵活、体积小、效率高、支持在线调试功能等优点,具有较强的实用性和广泛的应用前景。     

基于ATmega8的便携式转速仪的研制

本文分析了便携式转速仪的基本要求,充分利用了ATmega8定时/计数器1的捕获功能,设计了基于ATmega8的便携式转速仪,并给出了转速仪电源管理、LCD显示和通讯传输协议的设计方案。     

基于故障电流变化率的大功率本安电源设计

针对现有本安电源存在的输出功率小、保护效果差、动态响应速度慢等问题,设计了一种基于故障电流变化率的大功率本安电源。将本安电源等效为电势电容(EC)电路,分析了EC电路短路故障特性:短路初始阶段火花放电电流迅速上升,电流变化率会发生突变。通过检测短路故障后电路中故障电流变化率的值,可以提前预知故障状态,在故障电流达到传统电流保护方法所设置的保护阈值之前便触发保护功能,并在短路故障的初始阶段切断输出回路,提高本安电源的输出功率。大功率本安电源包括开关电源和本安保护电路2个部分:开关电源采用反激变换结构,其控制电路以UC3842为核心,反馈电路以光耦与三端稳压器TL431为核心;本安保护电路基于故障电流变化率来限制火花放电的能量,主要包括故障检测电路、比较电路、自恢复电路、软启动电路、驱动电路。本安电源样机性能测试结果表明,交流输入电压在90~265 V波动时,本安电源功率因数不小于0.96,输出直流电压纹波在20 mV以内,电源效率在85%以上。短路实验结果表明,本安电源在发生短路故障后的瞬态输出能量为65μJ,满足设计要求。     

矿井监控电源设备的现状及发展趋势

针对矿井监控系统电源设备的现状,结合矿井特殊的应用环境,对影响其工作的不利因素进行了分析,提出了发展趋势,即输入电源宽压自适应、电能感应耦合非接触传输、本安电源大容量化、本安电源远距离传输、智能化控制及故障自诊断、电池容量预估智能化、备用电源时间延长、本安电源抗干扰能力增强等,并指出实现方案,对相关研究提供了新的思路.     

基于两相同步升压技术的本质安全电源设计

针对基于单相同步升压技术的本质安全电源存在输出纹波较大的问题,提出了一种基于两相同步升压技术、输出端加上滤波电感及电容的本质安全电源的设计方案;以最小点燃曲线为基础,分析了该电源的本质安全性能,并对其电路参数进行了优化设计。火花试验验证了该电源设计的可行性。     

防爆型煤灰分仪的关键技术研究

针对目前煤灰分仪不能在煤矿井下使用的现状,提出了一种防爆型煤灰分仪的总体设计方案;指出防爆型煤灰分仪设计中的关键技术为射线透窗技术和基于电流变化率检测的本安电源技术;研究了煤灰分仪射线衰减特性,提出了防爆型煤灰分仪射线透窗技术要求,经过理论分析和测试提出了射线透窗材料选择方法,解决了低能γ射线在穿透隔爆外壳时衰减率大的难题,保证了煤灰分仪的精度;研究了本安设备的负载特性对本安电源性能的影响,提出了基于电流变化率检测的本安电源技术,克服了检测感性负载电流滞后变化的缺点,提高了煤灰分仪的可靠性。防爆型煤灰分仪在采区的应用有效降低了采区煤矸石的排放量。     

矿井安全监控电源系统的研究

介绍了电气防爆原理;从理论研究和产品发展两个方面阐述了本质安全防爆型式在国内外的发展状况;重点讨论了目前国内矿井安全监控电源系统存在的问题,即系统输入适应性问题、系统智能化问题、备用电源优化设计问题、系统抗干扰能力问题以及大容量本质安全型电源问题;介绍了一种新型的矿井安全监控电源系统,该电源系统抗干扰能力强,且具有系统运行参数智能监控、预警和故障诊断功能。     

本质安全现场总线设备的供电

本文对本质安全现场总线设备的供电方式做了详细比较,包括隔离供电、集中式供电和总线供电,讨论和分析了常用总线供电仪表的能量获取方式和信号传输原理,这为特定场所的现场总线系统供电方案的选择提供了有益的参考。     

一种矿用本安型负载设备高可靠电源电路的设计

提出了一种基于BUCK开关电源控制芯片LM22671的矿用本安型负载设备高可靠电源电路的设计方案,详细介绍了该电路中输入抗浪涌与本安化处理部分、软启动电路、本安型BUCK开关电源的硬件设计及工作原理,给出了电路中关键元器件参数的优化方法及实验数据。当BUCK开关电源的电感值不小于47μH时,开关频率保持在500kHz且不会出现频率交叉,纹波电压基本保持在10mV且不会突然增大,开关电源关键负载点的测试效率均不低于80%,电源电路的最大短路电流、最大容性负载、最大感性负载均符合GB3836.4—2010的本安要求。该电源电路已通过火花试验和I级抗浪涌试验,证实该电路具有较高的可靠性。     

一种矿用救生舱环境监控装置的设计

针对目前国内矿用救生舱环境监控装置存在协调性差的问题,提出了一种新型矿用救生舱环境监控装置的设计方案;对该装置中的本质安全电源、传感器、监控主机、通信协议等进行了整合设计,提高了整套装置的协调性;对传感器采用了低功耗和抗干扰设计,降低了密闭环境和其它气体对传感器的干扰,提高了装置的稳定性和可操作性。     

DTHZ-20矿用本质安全型阀用电磁铁

设计了一种与煤矿井下液压卸载阀配套使用的本质安全型电磁铁,介绍了该电磁铁的主要技术指标、性能特点、结构原理,分析了该电磁铁结构型式的选择,重点阐述了该电磁铁的磁系统设计。实际应用表明,该电磁铁具有功率小、吸力大、动作灵活等特点。     

数字化本质安全型UPS的设计

文章介绍了一种数字化的矿用本质安全型UPS的工作原理、硬件、软件设计。针对井下特殊环境,该电源设计了双重过流、过压保护、电池过放保护功能,并可根据客户要求准确输出4种不同电压来满足电器设备使用。该电源通过数字化控制,电路更简易、功能更灵活,具有较高的应用价值。