電源電路設(shè)計(jì)精選(九篇)

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第1篇：電源電路設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：三端離線PWM開關(guān)；正激變換器；高頻變壓器設(shè)計(jì)

引言

TOPSwitch是美國(guó)功率集成公司（PI）于20世紀(jì)90年代中期推出的新型高頻開關(guān)電源芯片，是三端離線PWM開關(guān)（ThreeterminalofflinePWMSwitch）的縮寫。它將開關(guān)電源中最重要的兩個(gè)部分——PWM控制集成電路和功率開關(guān)管MOSFET集成在一塊芯片上，構(gòu)成PWM/MOSFET合二為一集成芯片，使外部電路簡(jiǎn)化，其工作頻率高達(dá)100kHz，交流輸入電壓85～265V，AC/DC轉(zhuǎn)換效率高達(dá)90％。對(duì)200W以下的開關(guān)電源，采用TOPSwitch作為主功率器件與其他電路相比，體積小、重量輕，自我保護(hù)功能齊全，從而降低了開關(guān)電源設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，是一種簡(jiǎn)捷的SMPS（SwitchModePowerSupply）設(shè)計(jì)方案。

TOPSwitch系列可在降壓型，升壓型，正激式和反激式等變換電路中使用。但是，在現(xiàn)有的參考文獻(xiàn)以及PI公司提供的設(shè)計(jì)手冊(cè)中，所介紹的都是用TOPSwitch制作單端反激式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)方法。反激式變換器一般有兩種工作方式：完全能量轉(zhuǎn)換（電感電流不連續(xù)）和不完全能量轉(zhuǎn)換（電感電流連續(xù)）。這兩種工作方式的小信號(hào)傳遞函數(shù)是截然不同的，動(dòng)態(tài)分析時(shí)要做不同的處理。實(shí)際上當(dāng)變換器輸入電壓在一個(gè)較大范圍發(fā)生變化，和（或者）負(fù)載電流在較大范圍內(nèi)變化時(shí)，必然跨越兩種工作方式，因此，常要求反激式變換器在完全能量和不完全能量轉(zhuǎn)換方式下都能穩(wěn)定工作。但是，要求同一個(gè)電路能實(shí)現(xiàn)從一種工作方式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N工作方式，在設(shè)計(jì)上是較為困難的。而且，作為單片開關(guān)電源的核心部件高頻變壓器的設(shè)計(jì)，由于反激式變換器中的變壓器兼有儲(chǔ)能、限流、隔離的作用，在設(shè)計(jì)上要比正激式變換器中的高頻變壓器困難，對(duì)于初學(xué)者來說很難掌握。筆者采用TOP225Y設(shè)計(jì)了一種單端正激式開關(guān)電源電路，實(shí)驗(yàn)證明該電路是切實(shí)可行的。下面介紹其工作原理與設(shè)計(jì)方法，以供探討。

1TOPSwitch系列應(yīng)用于單端正激變換器中存在的問題

TOPSwitch的交流輸入電壓范圍為85～265V，最大電壓應(yīng)力≤700V，這個(gè)耐壓值對(duì)于輸入最大直流電壓Vmax=265×1.4=371V是足夠的,但應(yīng)用在一般的單端正激變換器中卻存在問題。

圖1是典型的單端正激變換器電路，設(shè)計(jì)時(shí)通常取NS=NP，Dmax<0.5（一般取0.4）,按正激變換器工作過程,TOPSwitch關(guān)斷期間，變壓器初級(jí)的勵(lì)磁能量通過NS，D1，E續(xù)流（泄放）。此時(shí)，TOPSwitch承受的最大電壓為

VDSmax≥2E=2Vmax=742V（1）

大于TOPSwitch所能承受的最大電壓應(yīng)力700V，所以，TOPSwitch不能在一般通用的正激變換器中使用。

2TOPSwitch在單端正激變換器中的應(yīng)用

由式（1）可知，TOPSwitch不能在典型單端正激變換器中應(yīng)用的關(guān)鍵問題，是其在關(guān)斷期間所承受的電壓應(yīng)力超過了允許值，如果能降低關(guān)斷期間的電壓應(yīng)力，使它小于700V，則TOPSwitch仍可在單端正激變換器中應(yīng)用。

2.1電路結(jié)構(gòu)及工作原理

本文提出的TOPSwitch的單端正激變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。它與典型的單端正激變換器電路結(jié)構(gòu)完全相同,只是變壓器的去磁繞組的匝數(shù)為初級(jí)繞組匝數(shù)的2倍,即NS=2NP。

TOPSwitch關(guān)斷時(shí)的等效電路如圖2所示。

若NS與NP是緊耦合，則，即

VNP=1/2VNS=1/2E（2）

VDSmax=VNP＋E=E=1.5×371

=556.5V<700V（3）

2.2最大工作占空比分析

按NP繞組每個(gè)開關(guān)周期正負(fù)V·s平衡原理，有

VNPon(Dmax/T)=VNPoff[(1-Dmax)/T]（4）

式中：VNPon為TOPSwitch開通時(shí)變壓器初級(jí)電壓，VNPon=E；

VNPoff為TOPSwitch關(guān)斷時(shí)變壓器初級(jí)電壓，VNPoff=（1/2）E。

解式（4）得

Dmax=1/3（5）

為保險(xiǎn)，取Dmax≤30％

2.3去磁繞組電流分析

改變了去磁繞組與初級(jí)繞組的匝比后，變壓器初級(jí)繞組仍應(yīng)該滿足A·s平衡，初級(jí)繞組最大勵(lì)磁電流為

im(t)|t=DmaxT=Ism=DmaxT=(E/Lm)DmaxT（6）

式中：Lm為初級(jí)繞組勵(lì)磁電感。

當(dāng)im(t)=Ism時(shí)，B=Bmax，H=Hmax，則去磁電流最大值為

Ism==(Hmaxlc/Ns)=1/2Ipm(7)

式中：lc為磁路長(zhǎng)度；

Ipm為初級(jí)電流的峰值。

根據(jù)圖2（b）去磁電流的波形可以得到去磁電流的平均值和去磁電流的有效值Is分別為

下面討論當(dāng)NP=NS，Dmax=0.5與NP=NS，Dmax=0.3時(shí)的去磁電流的平均值和有效值。設(shè)上述兩種情況下的Hmax或Bmax相等，即兩種情況下勵(lì)磁繞組的安匝數(shù)相等，則有

Im1NP1=Im2NP2（10）

式中：NP1為Dmax=0.5時(shí)的勵(lì)磁繞組匝數(shù)；

NP2為Dmax=0.3時(shí)的勵(lì)磁繞組匝數(shù)；

設(shè)Lm1及Lm2分別為Dmax=0.5和Dmax=0.3時(shí)的初級(jí)繞組勵(lì)磁電感，則有

Im1=E/Lm1×0.5T為Dmax=0.5時(shí)的初級(jí)勵(lì)磁電流；

Im2=E/Lm2×0.3T為Dmax=0.3時(shí)的初級(jí)勵(lì)磁電流。

由式（10）及Lm1，Lm2分別與NP12，NP22成正比，可得兩種情況下的勵(lì)磁繞組匝數(shù)之比為

(NP1)/(NP2)=0.5/0.3

及(Im1)/(Im2)=(Np2)/(Np1)=0.3/0.5(12)

當(dāng)NS1=NP1時(shí)和NS2=2NP2時(shí)去磁電流最大值分別為

Ism1=Im1=Im（13）

Ism2=Im2=(0.5/0.6)Im（14）

將式（10）～（14）有關(guān)參數(shù)代入式（8）～（9）可得到，當(dāng)Dmax=0.5時(shí)和Dmax=0.3時(shí)的去磁電流平均值及與有效值Is1及Is2分別為

Is1=1/4ImImIs1=0.408Im（Dmax=0.5）

Is2≈0.29ImIs2=0.483Im（Dmax=0.3）

從計(jì)算結(jié)果可知，采用NS=2NP設(shè)計(jì)的去磁繞組的電流平均值或有效值要大于NS=NP設(shè)計(jì)的去磁繞組的電流值。因此，在選擇去磁繞組的線徑時(shí)要注意。

3高頻變壓器設(shè)計(jì)

由于電路元件少,該電源設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是高頻變壓器,下面給出其設(shè)計(jì)方法。

3.1磁芯的選擇

按照輸出Vo=15V，Io=1.5A的要求，以及高頻變壓器考慮6％的余量，則輸出功率Po=1.06×15×1.5=23.85W。根據(jù)輸出功率選擇磁芯，實(shí)際選取能輸出25W功率的磁芯，根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)選用EI25，查表可得該磁芯的有效截面積Ae=0.42cm2。

3.2工作磁感應(yīng)強(qiáng)度ΔB的選擇

ΔB=0.5BS，BS為磁芯的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，由于鐵氧體的BS為0.2～0.3T，取ΔB=0.15T。

3.3初級(jí)繞組匝數(shù)NP的選取

選開關(guān)頻率f=100kHz（T=10μs），按交流輸入電壓為最低值85V，Emin≈1.4×85V，Dmax=0.3計(jì)算則

取NP=53匝。

3.4去磁繞組匝數(shù)NS的選取

取NS=2NP=106匝。

3.5次級(jí)匝數(shù)NT的選取

輸出電壓要考慮整流二極管及繞組的壓降，設(shè)輸出電流為2A時(shí)的線路壓降為7％，則空載輸出電壓VO0≈16V。

取NT=24匝。

3.6偏置繞組匝數(shù)NB的選取

取偏置電壓為9V，根據(jù)變壓器次級(jí)伏匝數(shù)相等的原則，由16/24=9/NB，得NB=13.5,取NB=14匝。

3.7TOPSwitch電流額定值ICN的選取

平均輸入功率Pi==28.12W（假定η=0.8），在Dmax時(shí)的輸入功率應(yīng)為平均輸入功率，因此Pi=DmaxEminIC=0.3×85×1.4×IC=28.12，則IC=0.85A，為了可靠并考慮調(diào)整電感量時(shí)電流不可避免的失控，實(shí)際選擇的TOPSwitch電流額定值至少是兩倍于此值，即ICN>1.7A。所以，我們選擇ILIMIT=2A的TOP225Y。

4實(shí)驗(yàn)指標(biāo)及主要波形

輸入AC220V，頻率50Hz，輸出DCVo=15(1±1％)V，IO=1.5A，工作頻率100kHz，圖3及圖4是實(shí)驗(yàn)中的主要波形。

圖3中的1是開關(guān)管漏源電壓VDS波形，2是輸入直流電壓E波形，由圖可知VDS=1.5E；圖4中的1是開關(guān)管漏源電壓VDS波形，2是去磁繞組電流is波形，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析是完全吻合的。

第2篇：電源電路設(shè)計(jì)范文

本文設(shè)計(jì)的直流電源方向顯示器是利用三極管是否導(dǎo)通對(duì)外接的直流電源正負(fù)極進(jìn)行方向判斷，通過二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)、四-十六線譯碼器譯碼后，驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管按不同的方向依次點(diǎn)亮。當(dāng)電路中沒有外接直流電源時(shí)，則發(fā)光二極管將不發(fā)光。

關(guān)鍵詞：

直流電源；計(jì)數(shù)；譯碼；顯示

電流的形成是由于導(dǎo)體中的自由電子在電場(chǎng)力的作用下，做有規(guī)則的定向運(yùn)動(dòng)，但是習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?。為了形象直觀地表示出直流電源中電流的運(yùn)動(dòng)方向，本文設(shè)計(jì)了直流電源方向顯示器，可以對(duì)電路中是否外接直流電源以及直流電源方向進(jìn)行判斷并顯示。

1.電路框圖

直流電源方向顯示器電路是由電源電路、方向檢測(cè)和邏輯控制電路、閘門電路、計(jì)數(shù)電路、譯碼電路、顯示電路六部分組成。其原理框圖如圖1所示。

2.電路設(shè)計(jì)

2.1電源電路

電源電路由變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路組成。在此設(shè)計(jì)中變壓電路采用220/18V的變壓器；整流電路是采用整流橋?qū)崿F(xiàn)，也可以采用四個(gè)整流二極管組成橋式整流（例如用1N4001）；濾波采用電容濾波實(shí)現(xiàn)；穩(wěn)壓電路是采用LM317三端集成穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)中可輸出1.25～27V電壓，將輸出調(diào)節(jié)成5V直流電壓給各芯片供電即可。具體原理圖如圖2所示。

2.2方向檢測(cè)和邏輯控制電路

方向檢測(cè)電路主要由兩個(gè)NPN三極管9014組成，六反相器CD4069實(shí)現(xiàn)邏輯控制，原理圖如圖3所示。當(dāng)輸入模塊外接上正下負(fù)3V電池時(shí)，三極管Q1導(dǎo)通，Q2截止。電流經(jīng)Q1的發(fā)射結(jié)、R4電阻形成回路。Q1的集電結(jié)將低電平輸入到CD4069的1腳，2腳輸出高電平到CD4516芯片的第10腳，使=1；同時(shí)，2腳的高電平使二極管D1導(dǎo)通，CD4069的5腳輸入高電平，6腳輸出低電平到CD4516的5腳端，從而控制芯片CD4516進(jìn)行加計(jì)數(shù)。反之，當(dāng)輸入模塊外接上負(fù)下正的3V電池時(shí)，三極管Q2導(dǎo)通，Q1截止。電流經(jīng)Q2的發(fā)射結(jié)、R5電阻形成回路。Q2的集電極輸出低電平到CD4069的3腳，4腳輸出的高電平使二極管D2導(dǎo)通，5腳輸入為高電平，6腳輸出低電平到CD4516的5腳端；同時(shí)，由于Q1截止，集電極輸出高電平到CD4069的1腳，2腳輸出低電平，使=0，從而控制芯片CD4516進(jìn)行減計(jì)數(shù)。當(dāng)輸入模塊沒有外接直流電源時(shí)，三極管Q1、Q2均截止，方向檢測(cè)電路不工作。

2.3閘門電路

閘門電路由晶體振蕩器電路和分頻器電路組成，原理圖如圖4所示。晶體振蕩器電路采用32.768kHz石英晶體，通過CD4060內(nèi)部振蕩電路外加電阻構(gòu)成。分頻器由CD4060實(shí)現(xiàn)14分頻后從3腳輸出2Hz的脈沖信號(hào)。

2.4計(jì)數(shù)、譯碼和顯示電路

計(jì)數(shù)由二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器CD4516芯片完成，譯碼采用四—十六線譯碼器CD4514完成，顯示電路由發(fā)光二極管和電阻組成，原理圖如圖5所示。CD4516的功能表如表1所示，當(dāng)CD4516的5腳端、1腳EN端、9腳RD端均為低電平時(shí)，在15腳CP脈沖的上升沿作用下，=1，進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，=0時(shí)，進(jìn)行減法計(jì)數(shù)。譯碼器CD4514的功能表如表2所示，當(dāng)CD4516為加計(jì)數(shù)時(shí)，即外接直流電源的方向?yàn)樯险仑?fù)時(shí)，譯碼器能夠從左向右依次驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光。顯示電路如圖5所示，由發(fā)光二極管和電阻組成。當(dāng)發(fā)光二極管的陽極加高電平時(shí)，二極管發(fā)光；相反，發(fā)光二極管的陽極加低電平時(shí)，發(fā)光二極管不發(fā)光。

3.結(jié)論

本文介紹的直流電源方向顯示器的設(shè)計(jì)，可以鞏固數(shù)字電路的基礎(chǔ)知識(shí)及增強(qiáng)理論知識(shí)的應(yīng)用能力，控制發(fā)光二極管依次發(fā)光的速度也可以用非門和電阻組成的閘門電路完成。計(jì)數(shù)和譯碼也可以采用其它的可逆計(jì)數(shù)器和譯碼器實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]卿太全,李蕭,郭明瓊.常用數(shù)字集成電路原理與應(yīng)用[M].北京:人民郵電出版社,2006.

[2]秦曾煌.電工學(xué)(第六版)下冊(cè)電子技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2004.

第3篇：電源電路設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞： 硬件描述語言； 脈寬調(diào)制； 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化； 邏輯功能設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TN964⁃34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 1004⁃373X（2014）08⁃0153⁃03

Design of aero power supply invert⁃controlling circuit based on EDA technology

WU Guo⁃qiang1， JIANG Chao2， LIU Qing⁃quan1， LIU Yan2， 3

（1. Unit 94816 of PLA， Fuzhou 350002， China； 2. Air Force Service College， Xuzhou 221000， China； 3. Unit 92919 of PLA， Ningbo 315000， China）

Abstract： To adapt to the new need and the quick development rhythm of the aero power quality， a modulation scheme of aero inverting circuit was designed by means of the advanced modern EDA technique and pulse⁃width modulation technique. The area⁃equivalent sine wave pulse width modulation （SPWM） was adopted to set up control mathematics model. The logic function needed in circuit design was realized with number operation， digital conversion and hardware description Language VHDL. PLDs are taken as the hardwares of the modulation control circuit. With the MAX+plus Ⅱ software， the simulation and hardware testing experiment were completed on the EDA test developing system （GW⁃GK system）， the three⁃phase SPWM waveform pulse series was acquired， the digitaliztion control was realized， the wave harmonic component was decreased and the almost ideal sine wave was obtained. The method simplified the structure and scale of the control circuit， and increased the control accuracy and credibility of the system.

Keywords： hardware description language； pulse width modulation； electronic design automation； logic function design

當(dāng)前航空電源型號(hào)各異，種類龐雜，應(yīng)該說綜合性能還不夠高。特別是隨著航空器的不斷發(fā)展，其對(duì)電源保障需求面臨諸多新挑戰(zhàn)。因此，研制先進(jìn)電源保障設(shè)備，提高其通用性、綜合性，可為現(xiàn)有各類航空器提供通用配套保障，不但能夠適應(yīng)航空器換代的需要，提高其實(shí)用性，而且可以壓縮保障裝備設(shè)備的數(shù)量和規(guī)模。研究事例為航空逆變電源，其特性是負(fù)載三相平衡的前提下，能夠保證三相電壓的幅值、相位始終處于平衡。構(gòu)成的組合式三相全橋逆變電路見圖1。本文引入了技術(shù)現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)（EDA），綜合運(yùn)用非常超高速集成電路硬件描述語言設(shè)計(jì)語言（VHDL）和可編程邏輯電路（PLD）元器件進(jìn)行控制邏輯的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，對(duì)組合式三相逆變電路進(jìn)行狀態(tài)控制，獲得要求的輸出電壓及波形[1⁃3]。

1正弦脈寬調(diào)制方案的設(shè)計(jì)與計(jì)算

脈寬調(diào)制（Pulse⁃width Modulation，PWM）是在固定頻率下，設(shè)計(jì)一定規(guī)律的脈寬系列，控制逆變器的開關(guān)器件的導(dǎo)通及截止?fàn)顟B(tài)，在輸出端獲取所需航空電源，滿足設(shè)計(jì)的品質(zhì)要求。

1.1等效面積法的數(shù)學(xué)模型

采納等效面積正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）生成法，具有輸出波形諧波量小，波形接近正弦波形而且算法簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)[4⁃5]。

先把理想正弦波劃分為若干等份，如圖2所示，某一等份的弧線與時(shí)間軸形成的面積等同于某矩形脈寬，前提是矩形脈寬中點(diǎn)與弧線投影的中心點(diǎn)在時(shí)間軸上重合，且兩者面積相等，劃分的等份數(shù)量越大，整個(gè)矩形脈沖系列就越近似于設(shè)計(jì)所需的理想正弦波形，其中，矩形脈寬就是用于控制逆變器上元器件的導(dǎo)通、截止?fàn)顟B(tài)[6]。

圖1組合式逆變電路示意圖

如第k個(gè)脈沖，其的正弦波形弧線垂直向下與時(shí)間軸形成的面積為SAk，與其等效的脈沖矩形面積為SRk，易得到公式：

[SAk=MUsα1kα4ksinθdθ=MUscosα1k-cosα4k =SRk=Usα2k-α3k]

式中：調(diào)制參數(shù)為M；理想正弦波被劃分為N等份。

每等份的時(shí)間寬度為θk，每等份的時(shí)間軸中點(diǎn)為αmk，等效面積的矩形寬度（相當(dāng)于導(dǎo)通時(shí)間）為θpk，等效面積的矩形前后兩端剩余時(shí)間（相當(dāng)于截止時(shí)間）寬度為θnk，計(jì)算公式分別是：

[θk=α4k-α1k=2πN,αmk=2πNk-1+2π2N=πN2k-1,θpk=α3k-α2k,θnk=θk-θpk2]

1.2設(shè)計(jì)計(jì)算及數(shù)據(jù)生成

設(shè)定一定數(shù)值后，通過上述等式和公式，利用數(shù)學(xué)工具M(jìn)atlab軟件進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，生成表1和脈沖數(shù)據(jù)。

圖2 等效面積算法SPWM生成模型

2軟、硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

控制電路的硬件采用PLD元器件，并基于VHDL語言進(jìn)行設(shè)計(jì)達(dá)成所需的邏輯功能，做到數(shù)字化控制。

整個(gè)系統(tǒng)主要由開關(guān)模塊M_ONOFF、可控時(shí)鐘分頻器M_CLOCK、反饋調(diào)制模塊M_MANDP、脈沖寬度數(shù)值存儲(chǔ)器A、B、C：PW_ROM和脈沖發(fā)生器M_PWM等模塊按一定邏輯對(duì)接而成，如圖3所示形成了逆變控制邏輯電路的頂層設(shè)計(jì)文件M_TOP_SPWM，可實(shí)現(xiàn)等效面積正弦波脈寬調(diào)制法設(shè)計(jì)所需的脈沖波形系列，用來控制開關(guān)器件IGBT的導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)。

2.2邏輯電路的硬件編譯與實(shí)現(xiàn)

逆變控制電路的頂層設(shè)計(jì)文件用VHDL語言編程描述成邏輯電路后，采用Max+PlusⅡ（Multiple Array MatriX Programmable Logic User SystemⅡ）為本實(shí)驗(yàn)的EDA設(shè)計(jì)軟件，并在EDA實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)（GW⁃GK系統(tǒng)）上完成仿真和硬件測(cè)試實(shí)驗(yàn)。首先選用ALTERA公司的EP1K50TC144⁃3芯片，然后如圖4，圖5所示對(duì)此芯片管腳進(jìn)行輸入輸出定義、編譯，通過ByteBlasterMV并行下載，打印機(jī)接口與目標(biāo)板相連，完成芯片邏輯功能配置，最終在硬件上實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)電路邏輯功能。

3仿真結(jié)論與開發(fā)前景

頂層設(shè)計(jì)文件編譯后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，結(jié)果如圖6所示，其中脈沖系統(tǒng)S_A12、S_A34是單相全橋逆變器A的控制信號(hào)，S_B12、S_B34是單相全橋逆變器B的控制信號(hào)，S_C12、S_C34是單相全橋逆變器C的控制信號(hào)，顯而易見三個(gè)單相全橋逆變器控制脈沖信號(hào)S_A、B、C生成相隔1/3周期，而且非常精確，完全滿足實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所需的品質(zhì)要求。

[圖4 芯片引腳的鎖定分配][圖5 連接下載]

采用VHDL硬件描述語言對(duì)硬件的功能進(jìn)行編程，在實(shí)驗(yàn)室就能設(shè)計(jì)獲得所需的控制邏輯電路，特點(diǎn)明顯，具有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法根本無法實(shí)現(xiàn)的靜態(tài)可重復(fù)編程和動(dòng)態(tài)在系統(tǒng)重構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，這大大提升了航空電源控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性，實(shí)現(xiàn)了硬件的“軟件化”。用可編程邏輯器件PLD芯片不但壓縮了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)周期，減少誤差，提高設(shè)計(jì)系統(tǒng)的精確度（如圖6所示，可控制到3 ms以下），而且可以高度縮小控制系統(tǒng)的硬件規(guī)模，提高了集成度[1，3]，降低了開發(fā)成本，有利于當(dāng)前航空事業(yè)突飛猛進(jìn)對(duì)電源的多樣化需求開發(fā)，前景廣闊。

圖6實(shí)驗(yàn)功能仿真效果圖

參考文獻(xiàn)

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第4篇：電源電路設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞:電阻電容電感參數(shù)性能

電阻、電容、電感作為常見的電路元件,在任何電路中幾乎都能看他們的存在。由于這些電子元件太普通,以至于電路設(shè)計(jì)者在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)一般只關(guān)心其基本的參數(shù),即電阻阻值,電容容量,電感感量,而對(duì)其他的參數(shù)卻不太關(guān)心甚至忽略了,因此往往會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象,雖然電路設(shè)計(jì)原理正確,但在把電路圖紙轉(zhuǎn)化為實(shí)物以后,經(jīng)常出現(xiàn)一些意想不到的現(xiàn)象,但又很難找出出現(xiàn)故障的原因。該文將通過幾個(gè)實(shí)例分析,簡(jiǎn)要的介紹一下基本電子元件電阻、電容、電感在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中進(jìn)行選擇的基本常識(shí)。

1電阻的選擇

1.1電阻的分類及特點(diǎn)

電阻主要有四種,碳膜電阻,線繞電阻,金屬膜電阻,金屬氧化膜電阻。碳膜電阻穩(wěn)定性良好,負(fù)溫度系數(shù)小,高頻特性好,受電壓和頻率影響較小,噪聲電動(dòng)勢(shì)較小,阻值范圍寬,但精度不高。線繞電阻具有較低的溫度系數(shù),阻值精度高,穩(wěn)定性好,耐熱耐腐蝕,主要做精密大功率電阻使用,缺點(diǎn)是高頻性能差。金屬膜電阻比碳膜電阻的精度高,穩(wěn)定性好,溫度系數(shù)小。金屬氧化膜電阻在高溫下穩(wěn)定,耐熱沖擊,負(fù)載能力強(qiáng)。

1.2案例分析

如圖1所示電路,該電路是一個(gè)常見的濾波電路,在設(shè)計(jì)中電阻R的功率為1/16瓦,該電阻在此電路中的作用主要是衰減電路中的噪聲,但在實(shí)際運(yùn)行中,經(jīng)常出現(xiàn)電阻爆裂的現(xiàn)象,經(jīng)過測(cè)試,造成該現(xiàn)象的主要原因是在設(shè)計(jì)中只關(guān)注了電阻阻值,而忽視了對(duì)電阻額定功率的選擇。1.3電阻選擇要點(diǎn)在選擇電阻時(shí),首先考慮的是電阻阻值的大小,這可以通過計(jì)算得到。由于電阻上有電流通過,因此電阻會(huì)消耗功率,為了保證電路的可靠運(yùn)行,這時(shí)還需要考慮電阻的額定功率,特別是在功耗高的支路上,電阻額定功率的選擇尤為重要,否則很容易損壞電阻。在一般的電源電路和其他設(shè)定器件工作參數(shù)的電路中,如電源電路中的電壓或電流取樣電阻,在晶體管放大電路中用于設(shè)置電路工作點(diǎn)的偏置電阻等,為了保證電路的穩(wěn)定工作,對(duì)相關(guān)電阻的精度要求將會(huì)大大提高,在這種情況下一般應(yīng)選用金屬膜電阻或金屬氧化膜電阻。對(duì)于繞線電阻,雖然精度高,但分布參數(shù)較大,不適合用于高頻電路中。

2電容的選擇

2.1電容的分類及特點(diǎn)

陶瓷電容:用高介電常數(shù)的鈦酸鋇一氧化鈦擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質(zhì),并用燒滲法將銀鍍?cè)谔沾缮献鳛殡姌O制成,體積小,價(jià)格低,穩(wěn)定性好,但容量較低。鉭電容:使用鉭作為介質(zhì),是一種電解電容,但不使用電解液,適合在高溫下工作。其特點(diǎn)是溫度特性好,適宜于小型化。主要缺點(diǎn)是耐壓耐電流能力較弱。鋁電解電容:鋁電解電容是由鋁圓筒做負(fù)極,里面裝有液體電解質(zhì),插入一片彎曲的鋁帶做正極制成。它的特點(diǎn)是容量大,但是漏電大,穩(wěn)定性差,有正負(fù)極性,適宜用于電源濾波或者低頻電路中。

2.2電容的主要作用

從電容的容抗公式Z=1/ωC可以看出,信號(hào)頻率和電容容量都會(huì)影響其阻抗的大小,正是基于此原因,電容的一個(gè)重要作用就是濾波,幾乎所有的電源電路中都會(huì)用到。從理論上說,電容越大,阻抗越小,通過的頻率也越高。但實(shí)際上超過1uF的電容大多為電解電容,有很大的電感成份,所以頻率高后反而阻抗會(huì)增大。有時(shí)會(huì)看到有一個(gè)電容量較大的電解電容并聯(lián)了一個(gè)小電容,這時(shí)大電容通低頻,小電容通高頻。電容的第二個(gè)主要作用就是起旁路作用,旁路電容為本地器件提供能量的儲(chǔ)能器件,它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化,降低負(fù)載需求,就像小型可充電電池一樣,旁路電容能夠被充電,并向器件進(jìn)行放電。電容的第三個(gè)主要作用是起去耦作用,避免電路間的耦合干擾。

2.3案例分析

如圖2所示電路,在少量數(shù)據(jù)處理時(shí),電路工作正常用,而一旦出現(xiàn)大數(shù)據(jù)處理,偶爾會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。在一般情況下,可能會(huì)認(rèn)為是時(shí)鐘或CPU出了問題,但實(shí)際上在此電路中并非如此。測(cè)量CPU供電引腳,發(fā)現(xiàn)紋波電壓很高,最后在該引腳增加兩個(gè)小電容以加強(qiáng)濾波作用,此時(shí)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象即消失。

2.4電容選擇要點(diǎn)

陶瓷電容體積小、穩(wěn)定性好,但容量小,適用于高頻濾波。鉭電容溫度穩(wěn)定性好,容值較大,耐壓耐流能力弱,適用于高頻濾波。鋁電解電容容量大,耐壓高,但精度差,適用于低頻波波。另外還需要特別關(guān)注電容的阻抗與頻率變化的關(guān)系,事實(shí)上,一個(gè)電容器可等效成R、L、C二端線性網(wǎng)絡(luò),不同類型的電容器其等效參數(shù)R、L、C的差異很大,等效電感大的電容器(如電解電容器)不適合用于耦合、旁路高頻信號(hào),等效電阻大的電容器不適合用于Q值要求高的振蕩回路中。

3電感的選擇

3.1電感的作用

由電感的阻抗公式Z=ωL可知,頻率越高,電感的阻抗越高,而對(duì)直流的阻抗為零,因此電感的一個(gè)基本作用就是通交流阻直流。另外由于電感是由導(dǎo)線繞制而成,由法拉弟電磁感應(yīng)定律可知,當(dāng)通過電感的電流發(fā)生變化時(shí),電感將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而阻礙電流的變化,所以電感具有保持器件電流穩(wěn)定的作用。最后電感還有濾波的作用。

3.2案例分析

如圖3所示電路,電源電壓紋波較大,該電路中的LC濾波器本是用于濾波的,然而正是由于這個(gè)LC濾波器,導(dǎo)致了電路發(fā)生了諧振,該諧振信號(hào)疊加在輸出電壓上,從而使輸出電壓紋波增大,把濾波電感去掉,輸出電壓上幾乎波有紋波電壓。

3.3電感選擇要點(diǎn)

電感與電容構(gòu)成低通濾波器時(shí),要防止噪聲頻率點(diǎn)與諧振頻率點(diǎn)的重合,以免產(chǎn)生共振。電感串聯(lián)在電源電路中,要考慮電感器件的壓降。信號(hào)線上的電感,要注意其品質(zhì)因數(shù)與頻率的關(guān)系,電源電路上使用的電感,要注意其直流電阻,額定電流大小等,特別需要強(qiáng)調(diào)的是在選電感時(shí),首先應(yīng)明確其使用頻率范圍,鐵芯線圈只能用于低頻,一般鐵氧體線圈、空心線圈可用于高頻。

4結(jié)語

電阻、電容、電感作為基本的電子元件,他們的性能參數(shù)對(duì)電路的正常工作有極大的影響。該文通過幾個(gè)簡(jiǎn)單的案例分析,說明在電路設(shè)計(jì)時(shí)不能簡(jiǎn)單的只考濾電阻阻值、電容容量、電感感量,為了提高電路的工作質(zhì)量及電路工作的穩(wěn)定性還需要考慮其他的參數(shù),并簡(jiǎn)單的說明了選型的基本原則。

參考文獻(xiàn)

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第5篇：電源電路設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞:電源抑制比;低壓差線性穩(wěn)壓器;電壓增益;頻率補(bǔ)償

Design of A Low-dropout Regulator with High PSRR

YUAN Xiao-bo1,XU Dong-ming1,2,XIE Qing-sheng2

(1. Department of Information and Communication Engineering,Xi’an institute

of post and telecommunication,Xi’an710061,China;

2.Xi’an Supermicro Electronics Co.,LTD,Xi’an 710061,China)

Abstract:Power supply rejection ratio(PSRR)is one of the most important performance indexes in power management circuit, which reflects the sensitivity of the circuit to the power noise. To restrain the influence of the noise of the circuit, a high PSRR is needed. A low-dropout regulator with high PSRR is presented in this paper.

Key words: PSRR; LDO regulators; voltage gain; frequency compensation

1引言

隨著電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展,電源管理解決方案不斷追求高效率、小面積、低成本。而LDO(Low Drop out)線性穩(wěn)壓器由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、低噪聲、低功耗及較小的封裝尺寸等突出特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于各種移動(dòng)電子系統(tǒng)中,如筆記本計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、尋呼機(jī)、PDA等。它能夠大大地降低輸出晶體管的飽和電壓,使得輸入電壓可以非常接近輸出電壓,從而降低了功率消耗,延長(zhǎng)了電池壽命。

本文對(duì)典型LDO電路的PSRR進(jìn)行了分析,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種具有高增益和高PSRR的LDO電路,并采用miller補(bǔ)償技術(shù)使電路具有高的穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)[1]。

2傳統(tǒng)LDO電源抑制比分析

如圖1是簡(jiǎn)單的LDO模型。本文將先對(duì)這個(gè)模型進(jìn)行分析,然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先對(duì)公式中出現(xiàn)的參數(shù)進(jìn)行介紹:Av是LDO的開環(huán)增益,β是反饋系數(shù),Zo是輸出到地的等效電阻,Zo-reg是反饋環(huán)路的輸出電阻, Ro-passs是Mp的輸出阻抗。由圖1可以得到:

根據(jù)《CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)》中所提出PSRR的計(jì)算方法,如圖2所示的簡(jiǎn)單等效模型,PSRR[2]可以寫為:

由式(3),對(duì)以下情況分析:

DC及低頻時(shí)的PSRR:在低頻時(shí)環(huán)路增益很大,因此可以不必考慮Zo,可以得到式(4):

中頻時(shí)的PSRR:從誤差放大器主極點(diǎn)開始到LDO環(huán)路增益下降到1(即到單位增益頻率)這段中頻范圍內(nèi),可由Av-ac(Av-ac是電路的交流小信號(hào)增益)代替Av:

由式(5)可以看出PSRR會(huì)在第一個(gè)極點(diǎn)開始下降并且會(huì)一直下降,直到單位增益頻率(UGF)。原因在于環(huán)路輸出電阻隨頻率的增大而減小。

高頻時(shí)的PSRR:ZCo在高頻時(shí)開始小于RL,PSRR可寫為式(6):

當(dāng)頻率更高時(shí):ZCo可認(rèn)為AC短路及Co很小,可以得到式(7):

從上面的典型LDO分壓模型來描述LDO的PSRR,可以知道LDO環(huán)路響應(yīng)主極點(diǎn)后PSRR開始下降,隨后PSRR由環(huán)路增益、單位增益頻率、輸出極點(diǎn)以及寄生電阻(ESR)零點(diǎn)決定。PSRR的帶寬是以犧牲直流PSRR為代價(jià)的,但可以通過采用兩級(jí)放大器以得到高增益和理想的帶寬。下面將對(duì)實(shí)際電路增益的頻率響應(yīng)進(jìn)行分析,以達(dá)到高的PSRR和帶寬。

3改進(jìn)型LDO電路設(shè)計(jì)

誤差放大器設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是頻率補(bǔ)償。一般的誤差放大器都是多極點(diǎn)結(jié)構(gòu),為了使系統(tǒng)穩(wěn)定,并提供快速的環(huán)路響應(yīng),必須對(duì)電路進(jìn)行頻率補(bǔ)償。傳統(tǒng)的LDO設(shè)計(jì)是通過用外接電容的串聯(lián)電阻引入一個(gè)零點(diǎn),來抵消一個(gè)極點(diǎn)的辦法來達(dá)到環(huán)路穩(wěn)定[3]的。但是傳統(tǒng)的LDO頻率補(bǔ)償有以下幾個(gè)缺點(diǎn):首先,由于主極點(diǎn)值與負(fù)載電阻成正比,所以輸出電流的變化會(huì)改變環(huán)路帶寬;其次,輸出電容的寄生電阻容易受溫度等的影響,使得零點(diǎn)與極點(diǎn)的抵消失效,所以穩(wěn)定性變差[4]。

針對(duì)這些缺點(diǎn),本文提出了一種動(dòng)態(tài)Miller頻率補(bǔ)償結(jié)構(gòu),圖3是其電路結(jié)構(gòu)圖。Vfb 是反饋信號(hào),Vref 來自帶隙基準(zhǔn),第1級(jí)用為誤差放大器;第2級(jí)也是一個(gè)放大器,增加電路環(huán)路增益,使電路能驅(qū)動(dòng)阻值低的負(fù)載;采用PMOS 晶體管Mp作為調(diào)整管是輸出級(jí),來提供足夠低的輸入輸出壓差;輸出直接反饋到誤差放大器輸入端。

其中電流采樣電路是由Mp、Mps、M1、M2組成的,設(shè)計(jì)時(shí)M1的偏置電流很小而M2的W/L很大,使得M1和M2都工作在亞閾值區(qū)附近,因而VSG_M1≈VSG_M2≈VTH,采樣管M2的漏端電壓等于輸出電壓Vout。因此Mps和Mp的源漏柵電壓均相等,所以此采樣電路有很高的采樣精度。

在圖3中,晶體管M8工作在線性區(qū),可以看成一個(gè)阻值隨負(fù)載電流變化的線性電阻。假設(shè)其等效電阻為rM8,則rM8、Rc和Cc可以在誤差放大器的開環(huán)傳遞函數(shù)中產(chǎn)生一個(gè)隨負(fù)載變化的零點(diǎn),這個(gè)零點(diǎn)可以用來抵消同樣隨負(fù)載變化的輸出極點(diǎn)。而Miller電容C的極點(diǎn)分裂作用可以將主極點(diǎn)移到第1級(jí)的輸出上,并把一個(gè)附加極點(diǎn)推向高頻。Cc和CM是補(bǔ)償電容,在這里附加電阻Rc是因?yàn)閱为?dú)的rM8不能提供足夠大的電阻來補(bǔ)償和抵消輸出極點(diǎn)。

忽略電路中的次要寄生參數(shù),從上面的LDO簡(jiǎn)化電路圖可以得出總的電壓增益以及每一級(jí)的電壓增益,如式(8)、(9)、(10)、(11)。Av是電路的總增益,三級(jí)放大器的增益分別用A1、A2、A3表示,它們的跨導(dǎo)則分別用gma、gmd、gmp表示,前兩級(jí)的輸出電阻為Roa和Rod。

隨著負(fù)載電流的增大電路增益降低。

需要說明的是,此電路設(shè)計(jì)中輸出外接電容Co和等效串聯(lián)電阻較小,在此基礎(chǔ)上分析電路可得到以下結(jié)果,有三個(gè)極點(diǎn)以及兩個(gè)零點(diǎn):

通過對(duì)電路的仔細(xì)設(shè)計(jì),把P3推向高頻;用rM8,Rc和Cc在誤差放大器的開環(huán)傳遞函數(shù)中產(chǎn)生一個(gè)隨負(fù)載變化的零點(diǎn)Z2,Z2可以用來抵消同樣隨負(fù)載變化的輸出極點(diǎn)P2。這樣可以得到一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)路響應(yīng)。仿真波形如圖4,在負(fù)載為10 mA和100 mA時(shí)相位裕度[5]都為55°左右,帶寬大于100 kHz。

通過對(duì)LDO的增益的頻率響應(yīng)和PSRR分析,可以得到以下結(jié)論:本文采用的三級(jí)運(yùn)放能夠得到高的增益的同時(shí)又保證了足夠的相位裕度,因此可以達(dá)到較高的PSRR,PSRR和增益的關(guān)系由下圖5可以看出:在低頻時(shí)可以達(dá)到90 dB的PSRR,和環(huán)路DC增益相當(dāng)(電路中輸出直接反饋到輸入端,也就是說反饋系數(shù)β為1,這樣又提高到電路的低頻PSRR),當(dāng)?shù)経GF時(shí)PSRR為最低,隨后有稍許好轉(zhuǎn)。

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當(dāng)LDO為數(shù)字電路供電時(shí),由于數(shù)字電路工作狀態(tài)不斷發(fā)生變化,導(dǎo)致LDO負(fù)載電流的變化。LDO 的輸出電壓也會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)的跳變上沖(或下沖) ,也就是產(chǎn)生超調(diào)現(xiàn)象。這是由于負(fù)載的跳變,這里就引入了負(fù)載調(diào)整量的問題。本文所提出的電路因?yàn)橛休^好的頻率響應(yīng),以及附加了額外的電路來增大調(diào)整管的充放電電流(這部分電路未在電路圖中給出),使得電路能夠這里不做詳細(xì)的討論,只給出仿真結(jié)果。

圖6是在1 ns時(shí)負(fù)載電流Iout=100 mA ~ 1 mA電路的瞬態(tài)響應(yīng),可以看到輸出電壓僅有25 mV的跳變并且沒有振鈴現(xiàn)象。圖7是在1 ns時(shí)負(fù)載電流Iout=1 mA ~ 100 mA電路的瞬態(tài)響應(yīng),輸出電壓的跳變也僅有35 mV。

4結(jié)論

本文以設(shè)計(jì)輸出電流為100 mA的高穩(wěn)定、高電源抑制比線性穩(wěn)壓器LDO為目標(biāo),采用了三級(jí)放大器結(jié)構(gòu)來增大環(huán)路增益,利用工作在線性區(qū)的MOS管具有的壓控電阻特性,構(gòu)造零點(diǎn)跟蹤電路以

(下轉(zhuǎn)第87頁)

抵消隨輸出電流變化的極點(diǎn),并采用了改進(jìn)型的Miller補(bǔ)償方案使電路系統(tǒng)具有55°的相位裕度。通過對(duì)LDO的PSRR分析,在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了較高的PSRR和較好的帶寬。

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作者簡(jiǎn)介

袁曉波,碩士研究生,研究方向:通信專用集成電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì);

徐東明,教授,碩士生導(dǎo)師,主要從事集成電路設(shè)計(jì)與研究;

第6篇：電源電路設(shè)計(jì)范文

1、印制電路板設(shè)計(jì)的布局原則：

設(shè)計(jì)印制電路板(PcB)首先要考慮其尺寸大小，PCB尺寸過大時(shí)，印制線條長(zhǎng)，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加；過小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后再確定特殊元件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局。

1.1在確定特殊元件的位置時(shí)要遵守以下原則：

(1)盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近.輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。

(2)某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。

(3)重量超過15g的元器件應(yīng)當(dāng)用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件，不宜裝在印制板上，而應(yīng)裝在整機(jī)的帆箱底板上，且應(yīng)考慮散熱問題，熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。

(4)對(duì)于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動(dòng)開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)放在印制板上方便于調(diào)節(jié)的地方；若是機(jī)外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng)。

(5)應(yīng)留出印制扳定位孔及固定支架所占用的位置。

1.2根據(jù)電路的功能單元.對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以TN則：

(1)元器件的布局首先要考慮的一個(gè)因素就是電性能，把連線美系密切的元器件盡量放在一起，尤其對(duì)一些高速線，布局時(shí)就要使它盡可能地短，功率信號(hào)和小信號(hào)器件要分開。按照電路的流程安排各個(gè)動(dòng)能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。

(2)以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上.盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。

(3)位于電路板邊緣的元器件，離電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形。長(zhǎng)寬比為3：2或4：3。電路板面尺寸大干200x150mm時(shí)，應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度。

2、印制電路板設(shè)計(jì)的布線原則：

(1)輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線，以免生反饋藕合。

(2)印制導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基扳間的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。當(dāng)銅箔厚度為0.05mm、寬度為1～15mm時(shí).通過2A的電流，溫度不會(huì)高于3℃，因此導(dǎo)線寬度為1.5mm可滿足要求。對(duì)于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選O.02～0.3mm導(dǎo)線寬度。當(dāng)然，只要允許，還是盡可能用寬線，尤其是電源線和地線。導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對(duì)于集成電路，尤其是數(shù)字電路，只要工藝允許，可使間距小至5～8mm。

(3)印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會(huì)影響電氣性能。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí)，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時(shí)，最好用柵格狀，這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熟產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。

3、焊盤設(shè)計(jì)原則：

焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊，焊盤外徑D一般不小于(d+1.2)mm，其中d為引線孔徑。對(duì)高密度的數(shù)字電路，焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm。

4、抗千擾設(shè)計(jì)的原則：

4.1電源線設(shè)計(jì)根據(jù)印制線路板電流的大小，盡量加粗電源線寬度，減少環(huán)路電阻，并使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。

4.2地線設(shè)計(jì)的原則：

(1)數(shù)字地與模擬地分開。若線路板上既有邏輯電路又有線性電路，應(yīng)使它們盡量分開。低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地，實(shí)際布線有困難時(shí)可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接地，高額元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。

(2)接地線應(yīng)盡量加粗。若接地線用很細(xì)的線條，則接地電位隨電流的變化而變化，使抗噪性能降低。因此應(yīng)將接地線加粗，使它能通過三倍于印制板上的允許電流。如有可能，接地線應(yīng)在2～3mm以上。

(3)接地線構(gòu)成閉環(huán)路。數(shù)字電路組成的印制板，其接地電路布成閉合環(huán)路，能有效提高抗噪聲能力。

4.3 PCB設(shè)計(jì)的常規(guī)做法之一是在印制板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐伺弘娙?，退藕電容的一般配置原則是：

(1)電源輸入端跨接10―100ul的電解電容器。如有可能，接100uF以上的更好。

(2)原則上每個(gè)集成電路芯片都應(yīng)布置一個(gè)0.01pF的瓷片電容，如遇印制板空隙不夠，可每4～8個(gè)芯片布置一個(gè)1～10pF的膽電容。

(3)對(duì)于抗噪能力弱、關(guān)斷時(shí)電源變化大的器件，如RAM、ROM存儲(chǔ)器件，應(yīng)在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容。

(4)電容引線不能太長(zhǎng)，尤其是高頻旁路電容不能有引線。

(5)在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件，操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電，必須采用Rc電路來吸收放電電流。一般R取1～2K，c取2.2―47UF，另外，CMOS的輸入阻抗很高，且易受感應(yīng)，因此對(duì)不使用端，要接地或接正電源。

5、高頻電路設(shè)計(jì)原則

5.1在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。

一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣，不但美觀.而且裝焊容易.易于批量生產(chǎn)。高頻電路往往集成度較高，布線密度大，采用多層板是降低干擾的有效手段。合理選擇層數(shù)能大幅度降低印制板尺寸，能充分利用中間層來設(shè)置屏蔽，更好地實(shí)現(xiàn)就近接地，有效地降低寄生電感，有效縮短信號(hào)的傳輸長(zhǎng)度，能大幅度降低信號(hào)間的交叉干擾等等。所有這些都能有效提高高頻電路的可靠性。

5.2高頻電路布線的引線最好采用壘直線，需要轉(zhuǎn)折，可用45度折線或圓弧轉(zhuǎn)折，減少高頻信號(hào)對(duì)外的發(fā)射和相互問的耦合。

5.3高頻電路器件管腳間的引線越短越好，高頻電路器件管腳間的引線層間交替越少越好，高頻電路布線要注意信號(hào)線近距離平行走線所引入的“交叉干擾”，若無法避免平行分布，可在平行信號(hào)線的反面布置大面積“地”來大幅度減少干擾。盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關(guān)系是：地線>電源線>信號(hào)線，

5.4對(duì)特別重要的信號(hào)線或局部單元實(shí)施地線包圍的措施，各類信號(hào)走線不能形成環(huán)路，地線也不能形成電流環(huán)路。

5.5每個(gè)集成電路塊的附近應(yīng)設(shè)置一個(gè)高頻退耦電容。

第7篇：電源電路設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：LED節(jié)能燈；電路設(shè)計(jì)；元器件

節(jié)能減排是我國(guó)當(dāng)前首要關(guān)注問題，在全球生態(tài)環(huán)境日漸惡劣，能源危機(jī)逐漸加大的情況下，如何合理利用有效資源問題值得人類深思，就我國(guó)目前能源利用形勢(shì)而言，要想有效降低國(guó)家電能消耗，就要大力推廣使用綠色光源，LED節(jié)能燈正以其綠色環(huán)保的設(shè)計(jì)逐步進(jìn)入了人們的視野，贏得了人們的喜愛，為社會(huì)發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。LED節(jié)能燈與傳統(tǒng)的白熾燈不同，LED節(jié)能燈的發(fā)光二極管主要有三種光線混合產(chǎn)生，二極管通常由半導(dǎo)體、電極引線與管殼構(gòu)成，具有單項(xiàng)導(dǎo)電性，在照明產(chǎn)業(yè)中起著重要的作用。目前我國(guó)關(guān)于LED節(jié)能燈標(biāo)準(zhǔn)方案的出臺(tái)將進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)半導(dǎo)體照明體系的建立。

1 LED發(fā)光原理

LED節(jié)能燈采用的發(fā)光二極管是由GaP、GaAs等半導(dǎo)體組合而成，其核心構(gòu)造為pn結(jié)，發(fā)光二極管不僅具有一般pn結(jié)構(gòu)的特性，能夠進(jìn)行正、反向?qū)?，還可以在一定條件下產(chǎn)生光照。在正向電壓下，電子從N區(qū)進(jìn)入P區(qū)，空穴由P區(qū)進(jìn)入N區(qū)，進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少子與多子復(fù)合發(fā)光，產(chǎn)生光照，如圖1所示。

2 LED節(jié)能燈電路結(jié)構(gòu)及連接方式

2.1 電路結(jié)構(gòu)

如圖1所示，LED照明電路結(jié)構(gòu)主要由30-40個(gè)LED燈進(jìn)行串聯(lián)，燈的數(shù)量可以隨需求增加。

LED節(jié)能燈通常使用220V交流電，讓其經(jīng)過降壓電容降壓后進(jìn)行全橋整流，再通過濾波器經(jīng)限流電阻R3給LED燈提供恒流電源。經(jīng)降LED燈額定電流為18mA±，因此，LED節(jié)能燈的安裝也通常采用杯矩形式進(jìn)行，為其提供更好的散熱。

2.2 連接方式

LED節(jié)能燈采用全部串聯(lián)方式，如圖3所示，將多只LED正負(fù)極連接成串，串入限流電阻R，并且通過每只LED燈的工作電流相同。LED燈的串聯(lián)要求驅(qū)動(dòng)器能夠輸出較高的電壓，若LED的一致性相差較大，分配在其兩端的電壓也會(huì)有所差異，通過LED的電流相同，則LED燈亮度一致。通常有一顆LED燈因?yàn)橘|(zhì)量原因?qū)е露搪窌r(shí)，電路由于采用了穩(wěn)壓方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器的輸出電壓不變，在分配時(shí)剩余的LED燈兩端的電壓則會(huì)加大，容易引起損壞。但采用恒流串聯(lián)方式驅(qū)動(dòng)LED燈電流，就可以有效避免剩下的LED燈被升高電壓損壞。

3 LED節(jié)能燈元器件的選擇

（1）LED節(jié)能燈一般選用高亮度白光二極管，電壓保持在3.0-3.6之間。圖1以40顆LED節(jié)能燈為了，每盞燈的電壓數(shù)為3V，總電壓數(shù)為120V。

（2）R1為電源進(jìn)線中的一個(gè)300Ω/2W-5W的串聯(lián)電阻，可以有效減少電路短路故障，避免故障擴(kuò)大化，還可以便于測(cè)量電壓計(jì)算電路消耗功率。

（3）C1為整個(gè)LED燈運(yùn)作帶去電容降壓，利用電容在交流信號(hào)的一定頻率下產(chǎn)生的容抗來限制LED等的最大工作電流，如在50Hz的工頻下，11uF電容產(chǎn)生的容抗大約為3180Ω，當(dāng)220V的電壓在電容器兩端進(jìn)行流通，其最大電流可產(chǎn)生至70mA，盡管有電流通過，但在電容器上不會(huì)進(jìn)行消耗，電容達(dá)到理想度，其流動(dòng)電流為虛部電流，所做功則為無功功率。

（4）R3為限流電阻，一般在5K左右，防止電路電壓和溫度升高，限制LED電流。C2為濾波電容，能夠?qū)腃1通過的充電電流產(chǎn)生緩沖作用，減少電流對(duì)LED電路的損耗，要采用耐壓250V以上的電容。C2是濾波電容，開燈的瞬間因?yàn)镃1的存在會(huì)有一個(gè)很大的充電電流，該電流將會(huì)對(duì)LED產(chǎn)生損傷，有了C2的介入，開燈的充電電流完全被C2吸收起到了開燈防沖擊保護(hù)，濾波電容要用耐壓250v以上。

4 結(jié)論

綜上所述，LED節(jié)能燈能夠有效節(jié)約能源、高效照明，其損耗小、使用壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保、安裝方便等特點(diǎn)也逐漸得到了人們的親睞，越來越多的人開始使用LED照明燈，為照明產(chǎn)業(yè)帶來了新的商機(jī)。而LED作為一種新型的節(jié)能環(huán)保的照明產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)必定會(huì)成為未來照明產(chǎn)業(yè)主流發(fā)展的必經(jīng)之路。

[參考文獻(xiàn)]

第8篇：電源電路設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：張江園區(qū)；集成電路設(shè)計(jì)；企業(yè)

中圖分類號(hào)：F270 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2013）12-0026-04

自1958年美國(guó)德克薩斯儀器公司發(fā)明了世界上第一塊集成電路以來，作為電子信息行業(yè)的核心和基礎(chǔ)，集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，技術(shù)水平突飛猛進(jìn)，這是技術(shù)驅(qū)動(dòng)和市場(chǎng)拉動(dòng)雙重合力的結(jié)果。雖然集成電路制造業(yè)依然是這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的中流砥柱，但值得注意的是近年來設(shè)計(jì)業(yè)異軍突起。張江集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)無疑也暗合了這樣的趨勢(shì)。雖然張江集成電路設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試和設(shè)備材料四業(yè)均保持了平穩(wěn)快速的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，但設(shè)計(jì)業(yè)充分顯示了先導(dǎo)性行業(yè)的活力，成為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中增長(zhǎng)最快、占比上升最明顯的行業(yè)。

一、張江集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)

集成電路產(chǎn)業(yè)是張江高科技園區(qū)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一。該產(chǎn)業(yè)鏈的形成肇始于2000年底第一家晶圓代工企業(yè)——中芯國(guó)際的投資建設(shè)。一大批芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試及設(shè)備材料等上下游企業(yè)，在張江 “產(chǎn)業(yè)鏈”發(fā)展思路和以創(chuàng)新帶動(dòng)園區(qū)建設(shè)的主導(dǎo)思想下快速集聚張江，展訊、華虹、格科微、昂寶、AMD、Nvidia和Marvel等一批國(guó)內(nèi)外著名設(shè)計(jì)企業(yè)經(jīng)歷了多年的快速發(fā)展，在移動(dòng)通訊、3G/4G手機(jī)芯片、高清數(shù)字電視、智能標(biāo)簽、綠色電源、數(shù)字多媒體等芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域形成了獨(dú)特的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在：

（一）技術(shù)水平加速提升

作為產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)含量最高的設(shè)計(jì)業(yè)，生存和發(fā)展的根本動(dòng)力在于技術(shù)創(chuàng)新。

張江園區(qū)一批具有競(jìng)爭(zhēng)力的自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)企業(yè)，通過技術(shù)創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新已成為各自細(xì)分領(lǐng)域的引領(lǐng)者，部分領(lǐng)軍企業(yè)設(shè)計(jì)研發(fā)的產(chǎn)品已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。2011年初，展訊推出了全球首款40nm低功耗商用TD-HSPA/TD-SCDMA多模通信芯片，這款芯片的研制成功，標(biāo)志著張江園區(qū)手機(jī)芯片設(shè)計(jì)水平首次達(dá)到世界一流水平。又如深迪半導(dǎo)體開發(fā)的一款陀螺儀產(chǎn)品—SSZ030CG，標(biāo)志著第一款具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的商用MEMS陀螺儀的誕生，打破了歐美及日本對(duì)這一高科技領(lǐng)域的技術(shù)壁壘。

經(jīng)過多年的努力，張江集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)相繼實(shí)現(xiàn)了技術(shù)乃至應(yīng)用領(lǐng)域的新突破。設(shè)計(jì)企業(yè)研發(fā)的基帶、射頻、圖像傳感器、功率放大器、能源計(jì)量等20多類芯片被廣泛應(yīng)用于手機(jī)、智能卡、數(shù)字電視、汽車電子、智能電表和水表等消費(fèi)電子和工業(yè)電子領(lǐng)域。越來越多的設(shè)計(jì)企業(yè)從單一的技術(shù)或產(chǎn)品開發(fā)向系統(tǒng)方案集成和終端產(chǎn)品開發(fā)轉(zhuǎn)變。

（二）銷售收入持續(xù)增長(zhǎng)

張江集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)已由初創(chuàng)期轉(zhuǎn)入成長(zhǎng)期，持續(xù)快速增長(zhǎng)正是IC設(shè)計(jì)企業(yè)進(jìn)入成長(zhǎng)期的重要標(biāo)志。

2010年，在全球和國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)全面復(fù)蘇的背景下，張江設(shè)計(jì)業(yè)呈現(xiàn)全面爆發(fā)式的增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)銷售收入66.1億元，同比增長(zhǎng)56%。2011年，即使在半導(dǎo)體行業(yè)不景氣的情況下，張江設(shè)計(jì)業(yè)依然實(shí)現(xiàn)銷售收入95.7億元，首次超過芯片制造業(yè)，同比增長(zhǎng)44.8%，是四業(yè)中增速最快的行業(yè)，遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)30.2%的平均增速。占上海的比重由2010年的58.4%上升為64.1%，占全國(guó)比重由18.2%上升至20.2%。

自2004年張江出現(xiàn)首家超億元的設(shè)計(jì)企業(yè)（上海華虹集成電路有限責(zé)任公司）以來，每年超億元的設(shè)計(jì)企業(yè)數(shù)量不斷增加，2012年已達(dá)10多家。其中最為突出的是展訊公司，2011年銷售收入在上一年猛增238%的基礎(chǔ)上再次翻番，達(dá)到42.88億元，增速居全球前25大集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)首位。

（三）資源整合步伐加快

并購(gòu)重組現(xiàn)已成為設(shè)計(jì)企業(yè)在短期內(nèi)快速實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)整合，彌補(bǔ)技術(shù)短板的最佳方案，這也是世界集成電路發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的普遍規(guī)律。

張江集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)順應(yīng)國(guó)際半導(dǎo)體行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域兼并重組的發(fā)展趨勢(shì)，通過產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)間的并購(gòu)重組，克服單一企業(yè)進(jìn)入市場(chǎng)的障礙，加速進(jìn)入高端芯片市場(chǎng)。例如聚辰半導(dǎo)體與美凌微電子以股份置換的方式進(jìn)行合并，發(fā)揮雙方在智能卡芯片、模擬和混合信號(hào)集成電路產(chǎn)品方面的優(yōu)勢(shì)，融合數(shù)字和模擬技術(shù)，打造國(guó)內(nèi)模擬IC市場(chǎng)的巨頭。再如銳迪科在布局基帶芯片領(lǐng)域的同時(shí)，獲得泰鼎一項(xiàng)IP特許和開發(fā)協(xié)議，可以開發(fā)生產(chǎn)和銷售派生版本的數(shù)字電視SOC平臺(tái)，這也意味著銳迪科將進(jìn)入數(shù)字電視市場(chǎng)。

張江集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)通過兼并重組，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，既保存了企業(yè)實(shí)力，延伸拓寬了產(chǎn)業(yè)鏈；又推動(dòng)了企業(yè)做大做強(qiáng)，增強(qiáng)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

二、張江集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)的發(fā)展瓶頸

張江園區(qū)是中國(guó)集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)最為集中，技術(shù)水平相對(duì)較高，所有制形式最為多樣化的產(chǎn)業(yè)基地。但在張江落戶的設(shè)計(jì)企業(yè)，總的來說，還處于成長(zhǎng)階段，企業(yè)規(guī)模小，盈利能力不足，產(chǎn)品線單一，缺乏核心技術(shù)和自主品牌。張江大多數(shù)設(shè)計(jì)企業(yè)發(fā)展后勁乏力的主要原因在于：

（一）政策限制挫傷企業(yè)發(fā)展活力

政策支持在集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重要作用不言而喻。2000年的國(guó)發(fā)18號(hào)文開啟了國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的黃金十年。但近年來，政策的諸多限制，抑制了芯片設(shè)計(jì)企業(yè)乃至整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的良性發(fā)展。

首先，由于財(cái)稅[2000]25號(hào)文對(duì)“集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)”的定義，導(dǎo)致許多設(shè)計(jì)企業(yè)在工商登記后，稅務(wù)機(jī)關(guān)不認(rèn)可其為生產(chǎn)型企業(yè)，拿不到加工手冊(cè)，無法實(shí)現(xiàn)出口退稅。當(dāng)設(shè)計(jì)企業(yè)設(shè)計(jì)的芯片需要在境內(nèi)加工時(shí)，只能通過境外公司下訂單，并通過國(guó)外公司銷售。而張江的設(shè)計(jì)企業(yè)僅僅成了設(shè)計(jì)中心。

其次，中國(guó)自2005年4月1日起停止執(zhí)行財(cái)稅[2002]70號(hào)第一條即增值稅實(shí)際稅負(fù)超過3%的部分實(shí)行即征即退政策，致使設(shè)計(jì)企業(yè)在尚未銷售產(chǎn)品前，須先交付芯片制造、封裝和測(cè)試等各個(gè)加工環(huán)節(jié)17%的增值稅，從而造成設(shè)計(jì)企業(yè)流動(dòng)資金周轉(zhuǎn)困難。而其他采用增值稅制的國(guó)家和地區(qū)，如新加坡為3%，中國(guó)臺(tái)灣為5%，韓國(guó)為10%，都較國(guó)內(nèi)低。設(shè)計(jì)企業(yè)為了避免資金占?jí)海荒苡鼗鼐惩庀聠渭庸?。此外，由于進(jìn)口芯片可以免稅，境內(nèi)客戶便不愿采購(gòu)境內(nèi)設(shè)計(jì)企業(yè)芯片，造成境內(nèi)設(shè)計(jì)企業(yè)不能實(shí)現(xiàn)本土銷售。

張江一批設(shè)計(jì)企業(yè)因受政策影響，在完成設(shè)計(jì)后不得不轉(zhuǎn)移到境外生產(chǎn)和銷售，造成銷售額、利潤(rùn)和稅收大量流向境外，使張江的芯片代工企業(yè)和封裝測(cè)試企業(yè)得不到設(shè)計(jì)企業(yè)的訂單支持，既阻礙了以設(shè)計(jì)企業(yè)為“龍頭”推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)全面發(fā)展的趨勢(shì)，也使國(guó)家稅收遭受巨大損失。

（二）融資困難束縛企業(yè)發(fā)展規(guī)模

集成電路產(chǎn)業(yè)是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集和人才密集的產(chǎn)業(yè)，對(duì)于投融資環(huán)境的要求較其他產(chǎn)業(yè)更為迫切。然而，集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)的特殊性，使其融資之路較其他產(chǎn)業(yè)更為艱難。

首先，中國(guó)的投融資渠道比較單一，國(guó)內(nèi)銀行體系重點(diǎn)關(guān)注的是回報(bào)率穩(wěn)定、資產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)小的行業(yè)和大型國(guó)有企業(yè)。而大多數(shù)設(shè)計(jì)企業(yè)無廠房、設(shè)備等固定資產(chǎn)，其資產(chǎn)輕、規(guī)模小、歷史短的特征，不符合傳統(tǒng)意義上的銀行放貸標(biāo)準(zhǔn)。近年來，雖然有些銀行推出了以知識(shí)產(chǎn)權(quán)等無形資產(chǎn)獲取信用貸款的金融產(chǎn)品，但由于知識(shí)產(chǎn)權(quán)質(zhì)押登記流程長(zhǎng)，耗時(shí)久，加上一般高新技術(shù)較為尖端，其市場(chǎng)價(jià)值和發(fā)展前景難以為金融機(jī)構(gòu)人員理解和評(píng)估。銀行為了規(guī)避自身風(fēng)險(xiǎn)，不愿從根本上突破現(xiàn)有的評(píng)估模式，所以真正通過知識(shí)產(chǎn)權(quán)質(zhì)押獲得銀行貸款的企業(yè)少之又少。

其次，雖然設(shè)計(jì)企業(yè)可以選擇國(guó)內(nèi)或海外上市，但國(guó)內(nèi)上市門檻高，使眾多設(shè)計(jì)企業(yè)望而卻步。如主板市場(chǎng)需要連續(xù)三年盈利，中小板需要連續(xù)兩年盈利，創(chuàng)業(yè)板需要最近三個(gè)會(huì)計(jì)年度凈利潤(rùn)均為正數(shù)，且累計(jì)超過3 000萬元。而海外上市手續(xù)復(fù)雜、成本高，加上國(guó)際影響力不夠，能夠成功上市的僅屬業(yè)中翹楚，中小型設(shè)計(jì)企業(yè)根本無法企及。此外，雖有政府扶持資金，但審核周期長(zhǎng)，有時(shí)要超過一年，根本無法在企業(yè)最需要資金的時(shí)候雪中送炭。

融資困難一方面使眾多的設(shè)計(jì)企業(yè)發(fā)展規(guī)模受阻；另一方面無力投入高新技術(shù)研發(fā)，致使產(chǎn)品附加值不高，只能在國(guó)內(nèi)低端產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，前景堪憂。

（三）人才缺失制約企業(yè)發(fā)展?jié)摿?/p>

集成電路設(shè)計(jì)業(yè)是產(chǎn)業(yè)鏈中人才密集度最高的行業(yè)，如何更好地利用現(xiàn)有人才激勵(lì)政策、戶籍政策來吸引人才，留住人才，用好人才，是助推設(shè)計(jì)企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。

一般來說，集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)引進(jìn)的研發(fā)高端人才大多來自海外，收入相對(duì)較高。然而根據(jù)中國(guó)現(xiàn)行的個(gè)人所得稅法的相關(guān)規(guī)定，這些人才收入的征稅率相較于其在國(guó)外繳納的所得稅來說要高出許多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一位年薪10萬美元的美籍工程師，按照美國(guó)稅法以及其撫養(yǎng)子女、購(gòu)房貸款和贍養(yǎng)父母的抵扣規(guī)定，其實(shí)際繳納的總稅率僅為10%～15%。而按照中國(guó)個(gè)人所得稅法，實(shí)際繳納的總稅率至少達(dá)35%，根本不利于設(shè)計(jì)企業(yè)高端人才的引進(jìn)，也降低了該類人才留在國(guó)內(nèi)發(fā)展的穩(wěn)定性。

同時(shí)，受上海戶籍制度的限制，許多優(yōu)秀的外地人才被拒之門外。雖然有居住證制度，但與戶籍享有的權(quán)利和保障存在明顯差異，尤其在子女教育問題上。更重要的是居住證遠(yuǎn)沒上海戶籍那樣讓人產(chǎn)生安全感與歸屬感。許多優(yōu)秀的外地人才只能到上海周邊地區(qū)——戶籍政策門檻相對(duì)較低的蘇、杭州等地，尋找個(gè)人價(jià)值的發(fā)展空間。此外，上海作為全國(guó)最發(fā)達(dá)的現(xiàn)代化城市，生活成本居高不下。根據(jù)英國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)人智庫最新一期“全球生活成本指數(shù)”排行榜，上海已與紐約基本看齊，大陸第一，全球第三十，遠(yuǎn)高于內(nèi)地城市的生活成本，不僅令未來者望而卻步，也令已居者萌生去意。

上海日趨緊張的用人環(huán)境和設(shè)計(jì)企業(yè)成倍增長(zhǎng)的人才需求形成巨大的供需矛盾，招聘人才難，人才流失嚴(yán)重已成為制約設(shè)計(jì)企業(yè)發(fā)展不容忽視的關(guān)鍵因素。

三、張江集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)發(fā)展策略

集成電路設(shè)計(jì)業(yè)是集成電路產(chǎn)業(yè)中最具活力和最富發(fā)展?jié)摿Φ男袠I(yè)，是集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的集中體現(xiàn)，也是中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重中之重。如果設(shè)計(jì)業(yè)發(fā)展滯緩，不僅牽制集成電路市場(chǎng)的擴(kuò)展，也嚴(yán)重影響芯片制造和封裝測(cè)試等整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展與穩(wěn)定。因此，采取一些有突破性的措施來迅速改善集成電路設(shè)計(jì)業(yè)的現(xiàn)狀，對(duì)推動(dòng)集成電路整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展十分重要。

（一）構(gòu)建以設(shè)計(jì)企業(yè)為“龍頭”的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈保稅監(jiān)管新模式

首先，將設(shè)計(jì)企業(yè)視同于將產(chǎn)品制造外包的集成電路生產(chǎn)型企業(yè)，使其可以享受產(chǎn)品出口退稅，鼓勵(lì)設(shè)計(jì)企業(yè)將流片加工和銷售重返境內(nèi)。目前，集成電路生產(chǎn)制造有兩種方式，一種是英特爾、德州儀器公司等企業(yè)采用的IDM（集成器件制造商）方式；另一種是以垂直分工為主要特征的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈方式，主要由集成電路設(shè)計(jì)公司（Fabless）、芯片代工企業(yè)（Foundry）、封裝測(cè)試企業(yè)（Assembly&Testing）分別完成。中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)、新加坡、韓國(guó)等均是通過后一種方式參與集成電路產(chǎn)業(yè)的國(guó)際分工。中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)也是借助于這種方式得以迅速崛起。因此，對(duì)集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)的認(rèn)識(shí)不應(yīng)僅停留在設(shè)計(jì)服務(wù)層面上。實(shí)際上，F(xiàn)abless才是集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)的主流商業(yè)模式。Fabless的準(zhǔn)確含義是沒有芯片廠的半導(dǎo)體公司。如果在政策層面能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)企業(yè)定位于生產(chǎn)型企業(yè)，設(shè)計(jì)企業(yè)享受免抵退政策也就順理成章了。

其次，參照臺(tái)灣新竹的成功經(jīng)驗(yàn)，將集成電路產(chǎn)業(yè)進(jìn)行全程保稅，即保關(guān)稅和增值稅。對(duì)經(jīng)認(rèn)定的集成電路企業(yè)，無論是集成電路設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、封裝、測(cè)試企業(yè)還是集成電路設(shè)備和原材料生產(chǎn)企業(yè)，在其從事集成電路產(chǎn)業(yè)相關(guān)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中，給予保稅政策。當(dāng)這些企業(yè)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)銷售，就按國(guó)內(nèi)銷售征稅；若產(chǎn)品出口，則免于征稅。如果張江集成電路產(chǎn)業(yè)能夠參照國(guó)際通行做法，對(duì)設(shè)計(jì)企業(yè)設(shè)計(jì)的芯片在生產(chǎn)加工過程中不征收增值稅，那么它對(duì)帶動(dòng)芯片制造、封裝測(cè)試、設(shè)備制造和軟件開發(fā)等各個(gè)環(huán)節(jié)的跨越式發(fā)展有著不可估量的作用，它可以使整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈上繳給國(guó)家的稅收呈幾何級(jí)、跳越式增長(zhǎng)。

（二）搭建投融資專業(yè)化金融服務(wù)平臺(tái)，助力設(shè)計(jì)企業(yè)發(fā)展騰飛

首先，根據(jù)張江設(shè)計(jì)企業(yè)特性和發(fā)展階段，開發(fā)多層次、多品種的金融產(chǎn)品，以適應(yīng)不同特點(diǎn)和階段的企業(yè)融資需求。對(duì)于處在研發(fā)階段的初創(chuàng)型企業(yè)，引入張江小額貸款、融資租賃和融資擔(dān)保等；對(duì)于產(chǎn)品處于研發(fā)階段的企業(yè)，則從“投貸聯(lián)動(dòng)”入手，引入私募基金、風(fēng)險(xiǎn)投資等。同時(shí)，加大推進(jìn)張江已經(jīng)實(shí)施的“銀政合作”項(xiàng)目，按照“風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、限額補(bǔ)貼、征信先行、專業(yè)運(yùn)作、監(jiān)管創(chuàng)新”的原則，以企業(yè)融資信用信息征集為基礎(chǔ)，不斷引入多家商業(yè)銀行共同參與，支持銀行擴(kuò)大放貸規(guī)模，對(duì)解決企業(yè)融資問題有突出貢獻(xiàn)的機(jī)構(gòu)給予風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償和獎(jiǎng)勵(lì)。一方面，銀行通過提高抵押融資比例、豐富質(zhì)押融資手段、加快審批速度、優(yōu)化信貸結(jié)構(gòu)，為企業(yè)提供銀行融資；另一方面，政府通過風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、梯度獎(jiǎng)勵(lì)等激勵(lì)措施，增強(qiáng)銀行放貸信心。有了政府的擔(dān)保抵沖壞賬額度，銀行的放貸規(guī)模成倍放大，一些原本不符合銀行放貸條件的企業(yè)可以因此得益，從而解決設(shè)計(jì)企業(yè)在發(fā)展過程中的融資難題。

其次，幫助設(shè)計(jì)企業(yè)進(jìn)入多層次資本市場(chǎng)，促使企業(yè)創(chuàng)新與資本運(yùn)作有機(jī)結(jié)合。對(duì)有改制上市意愿的企業(yè)，邀請(qǐng)券商等專業(yè)中介機(jī)構(gòu)進(jìn)行不同資本市場(chǎng)的專題培訓(xùn)或上門個(gè)別輔導(dǎo)，從公司治理、內(nèi)部控制、股權(quán)激勵(lì)、商業(yè)模式設(shè)計(jì)等多角度全面分析企業(yè)發(fā)展之路，有針對(duì)性地幫助企業(yè)提高上市融資實(shí)務(wù)操作技能，使之充分了解企業(yè)自身發(fā)展現(xiàn)狀，選擇最佳上市板塊。尤其是要幫助設(shè)計(jì)企業(yè)充分認(rèn)識(shí)到“新三板”作為多層次資本市場(chǎng)的組成部分，可成為有創(chuàng)新能力和發(fā)展?jié)摿ζ髽I(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要加速器。同時(shí)，鼓勵(lì)設(shè)計(jì)企業(yè)進(jìn)入OTC中心掛牌交易，對(duì)交易各方給予引導(dǎo)和支持，為科技型企業(yè)早期融資創(chuàng)造條件。

（三）推動(dòng)創(chuàng)新人才政策，營(yíng)造聚才、育才、用才的良好環(huán)境

首先，以張江建設(shè)國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)為契機(jī)，推進(jìn)和落實(shí)“張江創(chuàng)新十條”政策。設(shè)立以國(guó)資為導(dǎo)向的“代持股專項(xiàng)資金”，實(shí)施股權(quán)激勵(lì)。對(duì)符合股權(quán)激勵(lì)條件的團(tuán)隊(duì)和個(gè)人，給予股權(quán)認(rèn)購(gòu)、代持及股權(quán)取得階段所產(chǎn)生的個(gè)人所得稅代墊等資金支持。推行“張江聚才計(jì)劃”，加速高端人才集聚。建立以市場(chǎng)化的角度、企業(yè)家的眼光為導(dǎo)向的全新人才評(píng)價(jià)方法，以實(shí)踐和貢獻(xiàn)為出發(fā)點(diǎn)來衡量人才。設(shè)立“張江創(chuàng)新人才獎(jiǎng)勵(lì)資金”，通過評(píng)價(jià)方式、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和激勵(lì)方式的創(chuàng)新幫助企業(yè)吸引和留住關(guān)鍵、骨干人才。還可借鑒一些國(guó)家或地區(qū)的做法，對(duì)貢獻(xiàn)大和特別急需的高層次人才，實(shí)施個(gè)人所得稅補(bǔ)貼、個(gè)人購(gòu)房貸款貼息及年度嘉獎(jiǎng)等激勵(lì)政策，來加大企業(yè)吸引人才，留住人才的法碼。

其次，不斷優(yōu)化工作和生活環(huán)境，全方位降低人才的創(chuàng)業(yè)和居住成本。針對(duì)上海高房?jī)r(jià)對(duì)企業(yè)引進(jìn)、留住人才帶來的壓力，加速開發(fā)建設(shè)價(jià)格優(yōu)惠、配套設(shè)置齊全的人才公寓，建造限價(jià)商品房，定向配售給符合條件的引進(jìn)人才、專業(yè)技術(shù)骨干、管理人員自住。同時(shí)，積極拓展優(yōu)質(zhì)教育資源，提升園區(qū)基礎(chǔ)教育水平，對(duì)設(shè)計(jì)企業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才，其子女在學(xué)前教育、義務(wù)教育階段入園入學(xué)安排上予以優(yōu)先照顧，并為外籍高層次人才及其配偶、未成年子女和外籍高端技術(shù)人員，申請(qǐng)長(zhǎng)期居留許可提供便利。

四、結(jié)束語

當(dāng)今世界正處于電子信息時(shí)代，集成電路產(chǎn)業(yè)對(duì)于改變我們的生活方式，促進(jìn)全球信息技術(shù)發(fā)展，提（下轉(zhuǎn)79頁）（上接28頁）升各國(guó)綜合國(guó)力具有重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義。未來的張江，如何把握相關(guān)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)以集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)為龍頭，帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展；如何把握建設(shè)張江國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)的重大機(jī)遇，集聚創(chuàng)新能力，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，躋身世界一流集成電路產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)行列，任重而道遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 2011年度張江高科技園區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告[Z].

[3] 朱貽瑋.中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展論述文集[M].北京：新時(shí)代出版社，2006.

第9篇：電源電路設(shè)計(jì)范文

1原理簡(jiǎn)介

1.1主備用變頻器切換接線原理主備用變頻器間的切換主要是利用繼電器間的切換來實(shí)現(xiàn)電源和控制線路的切換。通過制作一塊電源切換板來控制KM1A、KM2A、KM1B、KM2B、KM3等交流接觸器之間的切換，來時(shí)實(shí)現(xiàn)380VAC電源通過主備變頻器到合成器風(fēng)機(jī)的切換。通過制作一塊控制線路切換板來實(shí)現(xiàn)從CCU接口板J11來的控制信號(hào)到主備變頻器的切換。

1.2主備用變頻器電源切換原理圖1為主備用變頻器電源切換繼電器板的控制線路圖，220VAC作為交流接觸器的線包電壓，通過控制交流接觸器的常閉、常開接點(diǎn)的吸合來控制380VAC風(fēng)機(jī)電源到主備用變頻器倒換。

1.3主備用變頻器控制線路的切換原理主備用變頻器控制線路的切換是通過控制線路切換板來實(shí)現(xiàn)的，他也是用到了繼電器的吸合原理來實(shí)現(xiàn)的。a.當(dāng)變頻器切換開關(guān)S1在主用位置時(shí),使控制線路切換板的K10、K20、K30、K40的線包不得電，控制信號(hào)就從就從J11通過這四個(gè)繼電器到J11A然后送到主用的變頻器。b.當(dāng)變頻器切換開關(guān)S1在備用位置時(shí)，+24VDC就從主備用變頻器電源切換板的TB1（見圖1）送到J2-3使控制線路切換板K10、K20、K40的線包得電動(dòng)作，這樣這三個(gè)線包就倒到備用的一路，控制信號(hào)就從J11通過K10、K20、K30、K40到J11B然后送到備用的變頻器。c.當(dāng)變頻器切換開關(guān)S2在旁路位置時(shí)，+24VDC就從主備用變頻器電源切換板的TB1（見圖1）送到J2-3使控制線路切換板的K30線包得電動(dòng)作，模擬出變頻器正常的狀態(tài)信號(hào)送回J11。這樣當(dāng)變頻器故障的時(shí)候發(fā)射機(jī)就認(rèn)為變頻器正常而繼續(xù)工作。

2主要元器件選擇

2.1電源切換板的交流接觸器采用施耐德公司的型號(hào)為L(zhǎng)C1D18M7C的交流繼電器，其功耗小、壽命長(zhǎng)、安全可靠。

2.2控制線路切換板的繼電器為歐姆龍公司24VDC的微型繼電器，其特點(diǎn)是抗電磁干擾性能強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)高密度安裝。

3線路連接和安裝

3.1主備用變頻器電源切換板的線路連接和安裝由于哈里斯在整機(jī)設(shè)計(jì)上比較緊湊，在現(xiàn)有的合成器柜上無法安裝體積較大的主備用變頻器電源切換板和備用變頻器。所以只能利用低壓配電柜上面的空間，把電源切換板和備用變頻器安裝在低壓配電柜的上面。把切換開關(guān)安裝在低壓配電柜的外側(cè)面板上。

3.2主備用變頻器控制線路的切換板的線路連接和安裝控制線路切換板是根據(jù)原理圖制作的15cm×11cm的PCB板。考慮到平時(shí)維護(hù)和檢修的需要將控制線路的切換板安裝在合成器A1柜的側(cè)面板上。變頻器控制信號(hào)線從合成器CCU接口板的J11接出至切換板的J11，從切換板的J11A和J11B接出分別到主用和備用的變頻器。繼電器的24VDC線包電壓從電源切換板TB1引出至控制線路切換板J1和J2兩個(gè)端子。從這兩塊切換板和備用變頻器的安裝位置來看對(duì)合成器機(jī)柜內(nèi)的整體布局沒有影響，周圍由足夠的空間，安裝、拆卸與檢修都十分方便。

4結(jié)束語