移動電源設計報告精選(九篇)

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第1篇：移動電源設計報告范文

關鍵詞 移動通信電源系統(tǒng)；安全性；可靠性；智能化

中圖分類號：TN86 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）15-0184-02

在整個移動通信電源系統(tǒng)之中，通信電源系統(tǒng)運行質量又直接關系著整個移動通信網(wǎng)絡的安全和可靠運行，對于其的維護和管理工作重要意義不言而喻。本文為此具體地探討了提高移動通信電源系統(tǒng)安全性與可靠性，現(xiàn)報告如下。

1 移動通信電源系統(tǒng)的典型配置

移動通信電源系統(tǒng)主要是為各移動通信網(wǎng)絡設備提供安全、穩(wěn)定、可靠、不間斷的供電保障。移動通信電源高低壓系統(tǒng)主要包括高壓配電系統(tǒng)設備、燃油貯存、供給系統(tǒng)、變壓器、油機/市電切換設備、應急油機接入/切換設備、低壓配電系統(tǒng)設備、固定備用發(fā)電機組等，其相關設備的典型配置如下。

1.1 高壓配電系統(tǒng)典型配置

采用兩路10 kV市電供電方式，兩路市電取自不同的變電所，采用兩路獨立的引入路由；高壓配電系統(tǒng)具備兩段獨立母線，配置母聯(lián)開關；同一低壓配電系統(tǒng)中兩臺變壓器分別從兩段母線取電。

1.2 備用發(fā)電機組典型配置

備用發(fā)電機組容量應滿足局樓保證用電設備運行的最大負荷；多臺備用發(fā)電機組應根據(jù)低壓配電系統(tǒng)配置，采用分段運行方式或并聯(lián)運行方式。

1.3 低壓配電系統(tǒng)典型配置

采用低壓母線分段供電方式；低壓供電系統(tǒng)應滿足當任一主要輸出開關故障中斷，都不應影響其承擔負載的正常運行；固定柴油發(fā)電機組輸出與變壓器輸出采用自動轉換開關切換；開關電源系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)、機房專用空調系統(tǒng)的供電，應分別從兩段低壓母線各取一路，形成主備用供電輸入模式。

1.4 變壓器典型配置

省際樞紐樓變壓器的配置應按不少于2臺設置；地市級以上移動通信局變壓器應采用2臺或多余2臺的變壓器，在其中一臺變壓器故障或檢修時，其余的變壓器可滿足保證負荷用電。

2 移動通信電源系統(tǒng)安全性與可靠性的要求

2.1 安全性

近年來，隨著移動電子產品的普及，也促使了移動電源的產生，并迅速得到了發(fā)展。消費者對移動電源認知與需求的提高，是對市場上所有移動電源產品的考驗，更是促進移動電源行業(yè)發(fā)展的助推劑。人們最為關心的就是移動通信電源系統(tǒng)的安全性和可靠性，移動通信系統(tǒng)必須實時滿足通信控制安全數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務和安全監(jiān)控數(shù)據(jù)業(yè)務需求，確保通信系統(tǒng)滿足實時的可測性、可控性、可靠性、有效性、可維護性、安全性、保密性等需要。因鑒于移動通信電源系統(tǒng)控制所需的通信系統(tǒng)從提供的業(yè)務種類和現(xiàn)有公眾移動通信網(wǎng)絡業(yè)務應用存在一定的差異，公網(wǎng)首先可進行一些如遠程視頻監(jiān)控等特色業(yè)務的探索，然后通過高帶寬、高冗余來保障移動通信的安全性的業(yè)務需求。而3G系統(tǒng)中的安全防范技術是在2G的基礎上建立起來的。3G系統(tǒng)提供了雙向認證機制，而且在改進算法的同時把密鑰長度增加到128bit，還把3GPP接入鏈路數(shù)據(jù)加密延伸至無線接入控制器（RNC），既提供了接入鏈路信令數(shù)據(jù)的完整性保護，還向用戶提供了可隨時查看自己所用的安全模式及安全級別的安全可視性操作。

2.2 可靠性

在通信網(wǎng)絡中，電源設備是通信設備的心臟和樞紐，尤其對于核心交換和長途傳輸設備而言，電源設備的可靠性就顯得更加重要。比如對于通信基站而言，電源產品除了要穩(wěn)定可靠以外，還要具備較強的環(huán)境適應能力。隨著通信技術和通信需求的不斷發(fā)展，我國的移動通信產業(yè)正逐漸從“注重用戶數(shù)量增長”向“業(yè)務種類與業(yè)務結構并舉、用戶數(shù)量與服務質量并重”的發(fā)展模式轉變。至于系統(tǒng)間的無線干擾問題，低頻段800 MHz的系統(tǒng)頻段由于系統(tǒng)發(fā)的頻段據(jù)GSM-R較近，而2000 MHz頻段的3G系統(tǒng)由于距GSM-R較遠，其干擾不大，在具體應用中可以忽略。

3 提高移動通信電源系統(tǒng)安全性與可靠性的措施―智能化

3.1 休眠功能

比如中移動公司的某某分公司大多數(shù)通信設備采用開關電源直流供電方式，造成整流模塊長期處于低負載率工作，轉換效率低下；并且出于對通信電源系統(tǒng)的安全、可靠性考慮，開關電源系統(tǒng)容量采取整流模塊冗余配置，且預留的蓄電池充電容量在正常工作時并不使用，極大地浪費了能源。為提高電源設備的轉換效率，減少能源浪費，某某分公司應用了開關電源整流模塊休眠節(jié)能技術。某某分公司計劃部技術專家介紹，開關電源整流模塊休眠技術是根據(jù)負載電流大小，通過智能休眠技術，與系統(tǒng)的實配模塊數(shù)量和容量相比較，來自動調整工作整流模塊的數(shù)量，把整流模塊調整到最佳負載率下工作，從而降低系統(tǒng)的帶載損耗和空載損耗，使部分模塊處于休眠狀態(tài)，實現(xiàn)節(jié)能目的?；谝陨?，某某分公司2012年投入資金200萬元，對全省首批1664套基站開關電源進行節(jié)電改造，當年底完成全網(wǎng)5038套開關電源改造，該項共節(jié)電1612.8萬度。

3.2 充放電管理功能

某某電信經(jīng)過對各能耗的調研分析，得出機房和基站耗電占總耗電的85%左右，而基站耗電中以主設備耗電和空調耗電為主，機房耗電中以空調耗電和機房設備耗電為主。因此，通過空調改造、引入自然冷源降低空調能耗，成為某某電信重點采用的技術之一。在確?；具\行環(huán)境正常的前提下，某某電信根據(jù)對基站室內外溫、濕度的監(jiān)測和邏輯判別來控制基站智能通風設備，直接引入室外冷空氣對基站進行自然冷卻，并聯(lián)動控制基站原有空調設備的啟停，該系統(tǒng)為“智能通風控制系統(tǒng)”，有效降低了基站空調的運行時間或替代基站空調設備，達到了利用自然風對基站通風散熱、降低基站電能消耗的目的。從201年起，某某電信通過總結基站智能通風/換熱系統(tǒng)在運行維護過程中的經(jīng)驗，以及環(huán)境因素對通風/換熱系統(tǒng)的節(jié)電效率影響，連續(xù)通過一期、二期工程完成了全網(wǎng)可改造基站三分之二以上的智能通風系統(tǒng)改造。至2012年底，累計投資1100萬元改造完成智能通風基站2121個，占全網(wǎng)可改造基站數(shù)量的67%，共節(jié)電1094.6萬度。

3.3 諧波治理

通信電源系統(tǒng)諧波治理不僅能降低通信電源系統(tǒng)的運行能耗，有效節(jié)約電費，還能較大地提高供電系統(tǒng)的有效利用率、提高柴油發(fā)電機組的有效利用率、延長供電系統(tǒng)的使用壽命，從而很大程度的節(jié)約了通信電源系統(tǒng)的一次性投入，有效的節(jié)約了投資成本從而進一步達到節(jié)能降耗的效果。比如H 局配電系統(tǒng)的總容量為5800 kVA，在采取了各種諧波綜合治理措施后，整個系統(tǒng)運行的電流降低了600 A，相當于整個配電系統(tǒng)有效容量提高了416KVA，即系統(tǒng)容量提升了7.17%，節(jié)約了一次投資430萬元。另一方面通過諧波治理后，通信電源系統(tǒng)的諧波得到有效抑制，提升了供電系統(tǒng)的供電可靠性，消除了供電系統(tǒng)中諧波對通信設備的影響，改善了因電流過大引起電纜及設備開關發(fā)熱嚴重問題，因此，進行通信電源系統(tǒng)諧波綜合治理意義重大。

總之，在移動通信電源系統(tǒng)的運行中，安全性與可靠性意義重大。本文首先概述了移動通信電源系統(tǒng)的典型配置，分析了移動通信電源系統(tǒng)安全性與可靠性要求，提出了提高移動通信電源系統(tǒng)安全性與可靠性的措施―智能化。

參考文獻

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第2篇：移動電源設計報告范文

不可抗拒的手游時代

根據(jù)《中國游戲產業(yè)報告》（以下簡稱“報告”）的數(shù)據(jù)顯示，2016年1～6月，中國游戲用戶達到4.89億人。其中，客戶端游戲用戶規(guī)模達到1.38億人，同比增3.1%；網(wǎng)頁游戲用戶規(guī)模達到2.79億人，同比降8.7%；移動游戲用戶規(guī)模達到4.05億人，同比增10.7%。在各個細分市場方面，客戶端游戲市場實際銷售收入達281億元，同比增長5.2%；網(wǎng)頁游戲市場實際銷售收入達100.6億元，同比下降2.1%；中國移動游戲市場實際銷售收入達374.8億元，同比增長79.1%。值得一提的是，手游的銷售收入已經(jīng)占到整個游戲產業(yè)的收入的47.6%，近乎半壁江山，各大頁游端游紛紛轉型手游。

持續(xù)多年的高增長讓手游成為網(wǎng)絡應用領域的明珠，強大的吸金能力和賺錢效應帶動了整個手游生態(tài)圈，除游戲本身外，由游戲衍生出的IP更帶動多個產業(yè)鏈的蓬勃發(fā)展，而在人們討論游戲文化乃至信仰的時候，游戲硬件產業(yè)也因為手游的興起正發(fā)生著改變。

游戲成為硬件催化劑

戰(zhàn)爭是科技發(fā)展的催化劑，而游戲則足以成為IT硬件技術和產品發(fā)展的催化劑。傳統(tǒng)PC時代，

端游和頁游推動了CPU、顯卡、內存、硬盤等PC硬件的發(fā)展和更迭，在個人消費領域，游戲應用對硬件性能需求的提升往往成為人們更換或升級PC的原動力，很長一段時間，游戲玩家的應用需求以及游戲硬件的形態(tài)，往往影響著整個PC硬件的發(fā)展趨勢。

從游戲主板、游戲內存到電競顯示器、電競鍵鼠，廠商們往往會將最前沿的科技和時尚的設計元素融入游戲硬件中，以滿足游戲應用的需求，而在手游普及初期，輕度游戲的特性讓手游不會對用戶手機硬件性能有太大需求，而隨著技術和大IP的深度挖掘，重度手游逐漸成為趨勢，而這類手游對移動終端設備硬件性能的需求，顯然推動了整個硬件的進步。 硬件需要擁有諸多前沿科技以滿足游戲應用的需求

有多少人能想到《精靈寶可夢GO》2周后，美國市場上移動電源的銷量幾乎翻了一倍，雖然移動電源的銷量從2015年開始出現(xiàn)上漲，但《精靈寶可夢Go》之前的幾周里漲幅只有4%，因此可以說，這款游戲的大熱帶動了移動電源的銷量增長。當然，移動電源僅是配件類的存在，手游的興起，對硬件技術和產品本身又會有哪些推動呢？

以游戲為核心的迭變

手游對移動性的需求進一步提升PC輕薄、便攜設計元素，除讓智能手機、平板電腦這樣便攜性出色的產品占據(jù)優(yōu)勢外，也催生了二合一設備這樣的產品，更成為未來筆記本電腦形態(tài)設計重要的發(fā)展方向，通過平板電腦+筆記本的模式滿足手游移動性和重度體驗的需要。 《精靈寶可夢GO》推動了不少硬件產品的普及

二合一產品領域的崛起，或多或少有手游在背后的推動，而新一代智能手機、平板電腦性能的提升同樣極大受到手游的影響。越來越多手機品牌廠商將注意力放在性能相對強勁的中高端產品身上，這類產品除憑借更強強勁的整機性能為用戶帶來更流暢應用體驗外，更讓手游應用變得更為流暢。除更強的處理器芯片外，突破百GB的USF 2.0存儲芯片能輕松滿足手游游戲下載安裝的需要，而6GB運行內存同樣為用戶帶來“高速公路”般應用體驗。而為獲得更好的操控體驗，大屏自然是不可或缺的配備，5英寸及以上尺寸手機能夠進入主流消費市場，自然少不了手游的推動力。

無論是筆記本電腦還是智能手機，傳統(tǒng)消費市場經(jīng)過多年的推廣和普及已經(jīng)趨于飽和，換機成為市場發(fā)展的主要推動力，而游戲應用無疑是整個技術和產品更迭的核心驅動力。 手機極大刺激了MOGA ACE POWER這類外設產品的崛起

移動外設市場的興起

一款《精靈寶可夢GO》就可以推動移動電源市場銷量，高速發(fā)展的手游對整個移動外設市場的推動顯然不止于此。無論是以《武士2：復仇》為代表的FTG格斗游戲還是《FIFA 14》為代表的SPG體育競技，又或者《澤諾尼亞傳奇》這樣的ARPG動作角色扮演類游戲，玩家除需要大屏幕提升操控體驗外，更需要各種外設以提升游戲體驗，這樣的市場需求也刺激了MOGA ACE POWER、Steelseries Stratus這類游戲外設的崛起。

為獲得更好的手游操控體驗，移動外設產品的崛起幾乎是必然的，而移動VR等應用更會催生新的移動硬件需求，讓整個市場形成一個健康的循環(huán)。

跨界催生創(chuàng)業(yè)游戲設備

跨界融合是近幾年IT領域發(fā)展的重要趨勢，手游的興盛以及游戲IP的深度挖掘，讓定制手游硬件的出現(xiàn)成為必然。早在2014年8月，蝸牛游戲手機首代機型（78點P01）的出現(xiàn)，便體現(xiàn)了手游與硬件的深度融合，實體按鍵的加入，讓這類設備更類似索尼、任天堂的掌機，不過在便攜和通話等方面的讓其更具有手機元素。在新游互聯(lián)、UC九游、小米、蝸牛游戲將目光聚焦在手柄、游戲手機等硬件領域時，也有云創(chuàng)新這樣的初創(chuàng)企業(yè)將目光放在新領域拓展上，Cool Gym這樣以游戲減肥為目的的產品，更為手游與硬件的跨界融合提供了新的思路。

從移動性、操控性入手，手游與硬件廠商的融合無疑能為用戶帶來更好的游戲體驗，而隨著跨界融合的深入，裸眼3D、手游與客廳大屏的互動等等應用需求勢必催生更多新奇體驗和設備。 蝸牛游戲手機首代機型（78點P01）早在2014年便嘗試手游與硬件的融合

寫在最后：內容助推硬件發(fā)展

第3篇：移動電源設計報告范文

隨著無線傳輸技術的發(fā)展，基于2.4GHz無線傳輸技術的鼠標在性能上比以前已經(jīng)有了大幅度提升，但仍舊無法完全避免跳幀和延遲等老毛病，這也讓不少使用無線鼠標的用戶感到煩心。在這個糾纏無線鼠標多年的問題面前，雙飛燕新推出的G7630無線鼠標給了我們一個較好的解決方案。

雙飛燕G7630無線鼠標采用銀灰色表面搭配黑色底殼設計，外殼使用了烤漆質感的處理工藝，光澤度很好。鼠標兩側采用內凹式設計，進行了磨砂處理，握感舒適。在鼠標的按鍵上，左右按鍵的鍵程適中，彈性很足，這讓按鍵的反應相當迅速。鼠標的滾輪上帶有刻度，滾動時段落感強，不過在下按滾輪時稍有些緊。G7630的電池倉設計在底部，只要裝入一節(jié)AA電池就可供鼠標使用。另外，它還配備了電源開關和接收器倉，在不使用鼠標的時候，可以關閉鼠標電源，同時將接收器放置在倉內。

那么，雙飛燕G7630無線鼠標為什么號稱“零延遲”呢?這主要是由于雙飛燕將G7630的US時報告率提高到了500Hz，也就是說鼠標每秒鐘向計算機傳輸500次數(shù)據(jù)包，換算后為2ms響應一次，如此迅速的響應時間就能很好地避免了延遲現(xiàn)象的出現(xiàn)。同時G7630的USB報告率還可以切換到250Hz和125Hz，當我們并不需要太高響應時間時(如常規(guī)辦公應用)，就可以適當調低鼠標的USB報告率。在實際游戲測試中，我們通過CS來考察這款鼠標在無線延遲以及移動定位上的表現(xiàn)?？偟膩碚f，延遲現(xiàn)象在G7630身上已經(jīng)表現(xiàn)得不明顯了，同時這款鼠標的定位能力也讓人滿意。只是它的分辨率僅有800dpi，在高分辨率的大屏顯示器上移動顯得有些遲緩。

當前基于2 4GHz無線技術的鼠標在無障礙物的情況下傳輸距離普遍只有10米，而雙飛燕G7630無線鼠標僅配備了一個迷你接收器，卻標稱無障礙狀態(tài)下能達到15米的傳輸距離，讓人非常吃驚。通過實測，我們也發(fā)現(xiàn)G7630在有障礙物情況下的傳輸距離就能達到10米左右，超過同類產品不少。同時配臺驅動程序還可以顯示電池的余量，在更換電池后也不需要重新識別就能使用，非常方便。目前雙飛燕正在做限量銷售活動，G7630的體驗價僅為99元，性價比非常高，很適合有意選擇無線鼠標的消費者購買。(劉東)

第4篇：移動電源設計報告范文

關鍵詞：節(jié)能；電源管理；功率半導體；智能電網(wǎng)

隨著環(huán)保問題日益引起重視，低碳、環(huán)保之詞充斥于各大媒體，引發(fā)了一系列關于環(huán)保問題的討論。其實。在我們討論環(huán)保問題之時，必須明確的一個前提是不影響現(xiàn)階段的生活狀態(tài)。試想，如果讓人們強調環(huán)保以至于回到過去“鉆木取火”“日出而作日落而息”的狀態(tài)，估計沒多少人會繼續(xù)堅持將環(huán)保的口號喊下去。因此，所謂環(huán)保，就是在現(xiàn)有生活水準基礎上盡可能減少對地球環(huán)境的破壞，直觀點就是盡可能減少不可再生能源的應用，以緩解二氧化碳給氣候帶來的壓力。然而人類現(xiàn)代化生活所需要的正常能源又是不可或缺的，因此必須在解決必要能源需求的基礎上實現(xiàn)環(huán)保的要求。

開源節(jié)流，從來都是相輔相成的兩個方面，對于環(huán)保而言同樣如此。開源，就是充分開發(fā)如太陽能、風能、水利等可再生資源，而節(jié)流則是在相同生活需求的前提下，盡量降低能源損耗。對于半導體產業(yè)而言，環(huán)保的責任就是通過盡可能降低半導體產品的電力消耗以及由半導體產品帶來的電力節(jié)省來實現(xiàn)能源消耗的節(jié)流。

BP世界能源報告指出，2007年全球能源消耗的三分之一來自于電子系統(tǒng)，累計耗電量超過17：IM Gwh(17.1兆千瓦時)，這個數(shù)字還將以3％左右的速度不斷攀升。2007年，中國電子系統(tǒng)的能源消耗超過2.8兆千瓦時，僅次于美國，如果通過半導體技術將現(xiàn)有電能消耗節(jié)約5％，就相當于每年節(jié)省出5個三峽水電站的發(fā)電總量。

半導體的節(jié)能趨勢

無論從半導體廠商還是電源制造商的觀點來看(往往兩者有很多共同點)，今后的主體發(fā)展趨勢仍將集中在進一步提高轉換效率，提升功率密度，高可靠性及更低成本。電源的效率幾乎是電源技術與應用中永恒的主題，隨著全球經(jīng)濟的一體化和對節(jié)能環(huán)保的關注，更高的轉換效率意味著對能源的有效利用和減少能耗開支。以馬達驅動為例，近年來逐漸得到普及和應用的電力電子變頻調速技術就變革性地改變了全世界工業(yè)和家庭用的交流電動機的使用，并極大程度地節(jié)約能源。配合液晶顯示技術而來的背光源電力電子應用完全改變了傳統(tǒng)彩色電視機的市場、產品和消費。

Microsemi功率產品部應用工程經(jīng)理錢昶認為，隨著電源系統(tǒng)功率處理能力的不斷上升和對系統(tǒng)體積不斷減小的要求，功率密度變成未來發(fā)展的重要課題：不同于早期的體積重量要求主要集中在航天軍工等特殊領域，功率密度現(xiàn)在大量的民用產品和應用中也占據(jù)了舉足輕重的地位。便攜式電腦和手持移動通信設備就要求有極高的功率密度，使得設備本身變得更小超薄。另外，在中等功率范圍的應用中。例如集中式的太陽能逆變器和工業(yè)電焊機，設備體積和重量也是重要的考慮因素。

高可靠性和成本常常是一對矛盾：在提高可靠性的同時，將會牽涉到使用更昂貴的材料或更多的元器件與電路。如何在此二者之間找到最佳的平衡和折衷也是未來電源技術與市場發(fā)展的主題之一。在通信電源領域，器件工作的可靠性歷來受到制造商和終端客戶的重視。半導體和系統(tǒng)的可靠性越高，生產廠商所承擔的產品保證所帶來的費用就越低，而且同時降低了用戶在設備維護方面的人工與成本。在可靠性與成本方面突破性的發(fā)展將依賴于半導體器件的新工藝技術，以及無源元件，特別是磁元件和電容的材料，設計和制造的進展。

直面設計挑戰(zhàn)

幫助工程師提升電源設計效率，一直是半導體廠商與電源系統(tǒng)工程師最關注的問題。進一步提高能效依賴于半導體器件，電路拓撲結構和封裝技術的新發(fā)展或優(yōu)化選取。

首先，從器件方面，功率型金屬氧化物場效應管(MOSFET)一直以來在小功率應用方面占主導地位。溝道柵極技術已普遍于低壓MOSFET以減小通態(tài)電阻從而降低損耗。而在未來幾年里，淘道柵極技術有向較高電壓MOSFET推廣的趨勢。所以這對于300V以上的功率型MOSFBT管是一個新變化。近些年來超結(SuperJunction)MOSFET發(fā)展也很快，對應于傳統(tǒng)的500V以上的平面MOSFET在通態(tài)電阻和電流密度方面具有競爭力，但是它的動態(tài)開關特性還是弱于平面MOSFET，從而使高頻高電壓應用仍然偏向傳統(tǒng)型的MOSFET。另外寬禁帶MOSFET器件。例如氮化鎵(GaN)和碳化硅(sic)MOSFET在研發(fā)中不斷取得的成就也表明這些新型的復合半導體器件會逐步走向商用化，極大提升系統(tǒng)能效，改變硅半導體目前在市場上的一統(tǒng)局面。

其次，工程師可以靈活運用各種各樣的拓撲結構以提高系統(tǒng)效率。像現(xiàn)在通信電源和服務器電源設備中常用的零電壓開關相移式全橋結構就是新拓撲加新控制的典范。在太陽能功率變換中，三電平二極管鉗位逆變器具有低成本、高效率的特點，作為一種新興的電路拓撲結構能在特定應用場合下提高能效。

最后，優(yōu)化半導體器件或電路的封裝也是提高系統(tǒng)能效的一種積極手段。關于這點常常被人們忽視。優(yōu)化的封裝可以直接改善電路中的雜散參數(shù)，例如寄生電感，從而優(yōu)化電特性。實踐表明緊湊的封裝不僅減小電路體積，更重要的是能減小開關過程中的電壓電流尖峰。使用相對低電壓等級的器件將有利于減少損耗。另外，優(yōu)化的封裝可改善系統(tǒng)散熱，以減低電路或器件的工作溫度，從而進一步降低損耗。

概括地說，從系統(tǒng)角度出發(fā)，認真選擇與優(yōu)化器件，電路與封裝配合優(yōu)化的控制方法就一定能最大限度地降低損耗，提升系統(tǒng)能效。

凌力爾特公司電源產品市場總監(jiān)Tony Armstrong介紹，任何系統(tǒng)中的功耗都必須以兩種方式解決，首先，跨整個負載電流范圍最大限度地提高轉換效率，其次，降低DC／De轉換器在所有工作模式時的靜態(tài)電流。因此，為了在降低系統(tǒng)功耗方面發(fā)揮積極作用，電源轉換和管理Ic必須提高效率，也就是降低功耗，并在輕負載和休眠模式具有非常低的功耗水平。特別是很多大功率系統(tǒng)都采用多種單階轉換或兩階轉換方法的組合來應對有關的熱量問題。然而，系統(tǒng)設計師面臨著一個以哪種方式來滿足特定系統(tǒng)需求的難題。電壓不斷下降的同時提高電流的需求日益增加，這持續(xù)促進了很多這類大功率系統(tǒng)的開發(fā)。在這一領域取得的大多數(shù)進步都可以追溯到電源轉換技術領域的改進，尤其是電源Ic和電源半導體的改進。總之，這些組件允許在對電源轉換效率影響最小的情況下提高開關效率，對提高電源性能做出了貢獻。這是通過降低開關和接通狀態(tài)的損耗、同時允許高效率去除熱量而得以實現(xiàn)的。不過，向較低輸出電壓遷移給這些參數(shù)施加了更大的壓力，這反 過來又導致了極大的設計挑戰(zhàn)。

節(jié)能方法大家談

當能效標準逐漸成為電子產品新的緊箍咒，各大電源半導體廠商不得不面對電源管理技術的全新挑戰(zhàn)。

節(jié)能減耗是電源技術發(fā)展的主要趨勢和方向。目前的國際國內標準對待機功耗，負載效率提出嚴格要求，比如EnergyStar、EPA等，對于半導體廠家來說要求提供更為有效方案來節(jié)能減耗。數(shù)字電源是另外一個發(fā)展趨勢，其具有傳統(tǒng)模擬所不具備的許多優(yōu)勢，在通信電源，新能源等將會得到更多應用。德州儀器高級技術市場開拓工程師劉學超認為，對于電源半導體供應商來講，主要是通過新的控制方式和模式轉換來幫助提高效率降低功耗，在電源領域未來比較重要的發(fā)程熱點包括諧振控制技術、低待機功耗、超薄電源、LED驅動電源和數(shù)字電源。

半導體制造商正在開發(fā)多種創(chuàng)新技術，如全新的控制方法，可以省去附加的外部組件，從而也可以降低功耗。同時，雖然效率主要由所選擇的外部功率級設計和開關頻率來決定，但是半導體組件能夠減少I2R損耗。飛兆半導體亞太區(qū)市場行銷及應用工程副總裁藍建锎認為，主要發(fā)展趨勢和市場需求將會集中在提高功率轉換效率、組件集成度和降低待機功耗等方面。同步整流、交錯式拓撲和數(shù)字通信等應用不斷增多，未來數(shù)年，這三個方面將給電源和功率管理方式帶來重大的影響。

美國國家半導體(Ns)亞太區(qū)資深市場經(jīng)理吳志民介紹。NS一直在提高電源產品的易用性和功率密度方面進行不懈的努力：客戶希望減少在電源設計方面的工作量，因此傾向于選擇易于使用的電源技術。電子設計業(yè)的專業(yè)化分工日趨明顯，許多客戶并非電源管理技術的專家，他們希望電源廠商提供容易使用的電源模塊，并且能夠提供相應的設計指導來加快產品設計進程。另一方面，由于現(xiàn)在的電子越來越朝著“輕薄”方向發(fā)展，供電系統(tǒng)占用越來越少印制電路板的板面空間，因此電源管理解決方案的功率密度必須不斷提高。美國國家半導體目前有多個辦法可以解決這些問題，例如采用更高的開關頻率、更先進的封裝技術以及更精密的生產工藝。

安森美半導體電源及便攜產品全球銷售及營銷高級總監(jiān)鄭兆雄認為，主體趨勢將是以創(chuàng)新技術來幫助電子產品提高能效，進一步推動綠色節(jié)能趨勢。舉例來說，目前液晶電視市場快速發(fā)展，就其背光源而言，仍是傳統(tǒng)的冷陰極熒光燈(ccFL)占主導地位；新興的發(fā)光二極管(LED)背光源與之相比，色彩表現(xiàn)更優(yōu)勢，大幅降低能耗，且更加環(huán)保，但礙于成本因素，目前市場滲透率還相對較低，不過，LED背光源的液晶電視市場將在今后幾年內趕上及超過CCPL背光源。除了液晶電視背光應用，LED通用照明市場也將快速發(fā)展，隨著應用規(guī)模的擴大，將進一步從商業(yè)應用向主流消費及住宅市場滲透，讓用戶更廣泛地享受到綠色節(jié)能的好處。

更高層面的機遇

第5篇：移動電源設計報告范文

關鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；電源管理；電源管理軟件；傳感器網(wǎng)絡能耗管理

引言

普適計算、智能空間等概念前所未有地擴展了嵌入式系統(tǒng)的應用范圍。同時也對嵌入式系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、體積、功耗提出了更嚴格的要求。各種移動終端、可穿戴設備、消費類電子產品、傳感器網(wǎng)絡節(jié)點等典型嵌入式設備對能耗越來越敏感，電源管理技術正成為這些產品設計的關鍵所在。電源管理技術正由傳統(tǒng)的基于電源管理器件和外設控制為主的靜態(tài)控制方式，轉到以具備智能電源管理功能的嵌入式微處理器結合操作系統(tǒng)為核心的智能管理軟件的動靜態(tài)結合的綜合控制模式。

為了應對電源管理技術面臨的挑戰(zhàn)，芯片廠商推出了效率越來越高的電源管理芯片以及對能耗管理功能更加強大、精細的微處理器。以此為基礎，如何設計高效、智能的系統(tǒng)軟件對嵌入式設備進行能源管理，已成為研究熱點。本文將以典型硬件的電源管理功能為基礎，分析幾種代表性嵌入式操作系統(tǒng)的電源管理實現(xiàn)，探討電源管理系統(tǒng)軟件現(xiàn)狀及研究應用前景。

電源管理基本概念與方法

在電地供電的嵌入式系統(tǒng)中，一般采用高效率的電源管理芯片用于供電管理，或采用大容量的電池以解決能耗需求。但這兩種技術的發(fā)展還無法滿足快速增加的芯片動態(tài)功耗和靜態(tài)功耗。當電路工作或邏輯狀態(tài)翻轉時會產生動態(tài)功耗，未發(fā)生翻轉時漏電流會造成靜態(tài)功耗。在供電電壓Vdd下消耗的功率P如公式(1)所示：

P=C*V2dd*fc+VddIQ(1)

這里c為電容，fc為開關頻率，Vdd為電源電壓，Io為漏電流。C*V2aa*fC為動態(tài)功耗；VddIQ為靜態(tài)功耗。隨著芯片運行速度的提高和工藝尺寸的不斷縮小、密度增加，其動態(tài)功耗和靜態(tài)功耗也在不斷增長，加劇了電源管理的復雜性。

有一種方法可以協(xié)調高性能與低功耗之間的矛盾，就是根據(jù)系統(tǒng)負載進行性能調節(jié)。從公式(1)中我們可以得知，對一個給定負載，動態(tài)功耗的量值與供電電壓的平方成正比，與運行頻率成正比。減少供電電壓并同時降低處理器的時鐘速度，功耗將會呈平方速度下降，代價是增加了運行時間。此外，還可以通過停止芯片模塊的時鐘和電源供應的辦法，將能耗降至最低，代價是重新啟動該模塊時需要額外能耗。因此，通過有效地利用上述能耗管理方法，得到性能和功耗間的最佳平衡，達到節(jié)能最大化。

嵌入式微處理器對電源管理的支持

從8位單片機到32位高性能處理器，都在一定程度上支持電源管理功能。例如處理器支持多種電源狀態(tài)，如圖1所示。

系統(tǒng)在運行態(tài)(Run)時，設備全部正常工作。在空閑態(tài)時，處理器按照特定的模式，進行相應的節(jié)能。在掛起狀態(tài)下，處理器掛起，主存儲器運行在節(jié)能的自刷新模式，只有功耗管理電路、喚醒電路繼續(xù)工作。現(xiàn)有的單片機、ARM等32位RISC處理器一般都支持以上模式，下面分別加以介紹。

單片機的電源管理支持

在傳感器網(wǎng)絡應用中，傳感器節(jié)點一般采用低廉的8/16位單片機，其電池壽命至關重要。節(jié)點工作時按功率消耗由小到大有睡眠(sleep)、空閑(idle)、接收(receive)及發(fā)送(transmit)等四種模式。大多時間內，節(jié)點都處于睡眠與空閑模式，只有少量能耗。

ATMEL采用picoPower技術的AVR微控制器顯著降低了功耗。這些技術包括一個超低功耗晶振、睡眠模式下自動終止和重激活欠壓檢測器、能完全停止對設備電力供應的省電寄存器以及能夠關閉特定管腳輸入的數(shù)字輸入中斷寄存器。picoPower技術使工作電流大幅度降低，減少了斷電狀態(tài)下不必要的功耗，使電池使用壽命得到了延長

ARM的電源管理技術

ARM以其優(yōu)秀的低功耗技術在消費類電子等領域得到廣泛應用。ARM實現(xiàn)了不同級別的低功耗管理技術，如表1所示。

據(jù)ARM估計，32位的Cortex-M3處理.器內核以0.19mW/MHz(0.18微米)極低的功耗在特殊應用中占據(jù)優(yōu)勢。32位Cortex-M3設備執(zhí)行任務的速度比8位設備快許多倍，所以活動模式中所用的時間更短，平均功率相應降低。其功耗如表2所示。

高端ARM處理器還支持功能更強大的電源管理功能，通過電壓調節(jié)與頻率調節(jié)相結合，極大地降低功耗，提高能量效率。動態(tài)電壓調節(jié)(DVS)是通過對系統(tǒng)的負載預測，在一個開環(huán)電壓控制系統(tǒng)中用多組能耗級別的頻率、電壓對來實現(xiàn)。自適應電壓調節(jié)(AVS)用一個閉環(huán)電壓控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，它無需配對的頻率、電壓，能提供更優(yōu)的節(jié)能效果。

例如以TI的OMAP1610(ARM926E核)處理器為例，內部可以調節(jié)參數(shù)包括：CPU電壓，DPLL頻率控制，CPU頻率控制，交通控制器(TC)，外部設備控制器，DSP運行頻率，DSP MMU頻率，LCD刷新頻率。通過定義操作點(OperationPoints，OP)數(shù)據(jù)結構來抽象表示頻率、電壓等能耗級別，如表3所示。

其中，192MHz-1.5V操作點參數(shù)1500表示OMAP3.2核心電壓1500mV；16表示DPLL頻率控制12MHz晶振輸入倍頻16倍；1表示分頻為1；1表示OMAP3.2核心分頻為1(所以它運行在192MHz)；2表示TC(交通控制器)分頻為2(所以它運行在96MHz)；如果使用TI的DSP代碼，則后四個參數(shù)為不可控，均使用默認值。

更先進電源管理功能的嵌入式微處理器還有90nm工藝的Marvel PAX300系列，提供更細顆粒的電源管理技術(稱為MSPM)，API和驅動程序；飛思卡爾iMX31支持DVFS(動態(tài)的電壓和頻率調節(jié))和DPTC(動態(tài)的處理器溫度補償)等技術，它配合飛思卡爾MCl3783和MC34704 IC管理器件，Linux驅動和策略管理代碼，用戶可以方便地構建一個具備優(yōu)秀電源管理能力的嵌入式系統(tǒng)。

ARM與國家半導體(NS)開發(fā)出了先進的能量管理解決方案，智能能量管理器(IEM)預測軟件決定了處理器可以運行的最低性能級別，同時，通過智能能量控制器(IEC)的幫助、通過自適應功率控制器(APC)與外部能量管理單元(EMU)一起工作，使處 理器運行在能保證應用軟件正確運行的最低電壓和頻率下。

典型嵌入式系統(tǒng)能耗組成

典型嵌入式系統(tǒng)，例如移動終端，其能耗主要部件包括嵌入式微處理器(CPU)、內存、LCD及背光，電源轉換部件，其他部件還可能包括基帶處理器、DSP、外設控制器等。據(jù)統(tǒng)計，CPU占20％～25％，LCD以及背光占用了20％，內存占15％，電源轉換占5％～10％，其他的組成占用剩余的30％～40％。典型嵌入式系統(tǒng)的能耗組成如圖2所示。在這些元件中，有些元件性能指標和能耗固定；有些元件可在不同時間工作，并有多種可控的耗能狀態(tài)。后者的有效使用成為系統(tǒng)節(jié)能的關鍵所在。

三種典型嵌入式操作系統(tǒng)電源管理實現(xiàn)

伴隨著消費電子產品的普及，電源管理已經(jīng)成為重要技術指標和產品的有機組成。傳感器網(wǎng)絡的普及迫切需要一種小型化、有極高能耗管理能力的網(wǎng)絡化小型操作系統(tǒng)。源于斯坦福大學的TinyOS是其中典型代表。Windows CE在嵌入式移動終端設備中得到廣泛應用，其能耗管理實現(xiàn)與Windows CE內核架構緊密相關。Linux以其開放性和可定制等特點在嵌入式領域得到極大的發(fā)展。本文選擇上述三種典型嵌入式操作系統(tǒng)，對其電源管理實現(xiàn)進行討論與分析。

TinyOS

在無線傳感器網(wǎng)絡中，每個傳感器節(jié)點都是典型的嵌入式系統(tǒng)，主要功耗器件有處理器、內存、帶A/D的傳感器和無線收發(fā)單元等。傳感器由于存儲容量小、運算能力弱、功耗低、易失效等特點，對嵌入式開發(fā)提出了更高要求。無線傳感器網(wǎng)絡的特點決定了降低系統(tǒng)功耗是系統(tǒng)設計的核心，決定了電源管理是傳感網(wǎng)專用操作系統(tǒng)重要組成。對電源管理的支持優(yōu)劣，決定了整個傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)生存周期長短。TinyOS操作系統(tǒng)是一個傳感網(wǎng)專用操作系統(tǒng)的典型代表。它具有基于組件的特性，采用相互關聯(lián)的模塊進行能量管理。

?Tinyos的每個設備都可以通過StdControl.stop命令被停止。

?負責管理硬件設備的組件將切換該設備到低功耗狀態(tài)。

?TinyOS的HPLPowerManagement構件通過檢查處理器的I/O引腳和控制寄存器狀態(tài)，識別當前硬件的狀態(tài)，將處理器轉入相應的低功耗模式。

?調度器會在就緒任務隊列為空時，自動將處理器置于低功耗模式。但是保留設備的運行，以至于他們中的任何一個可以喚醒系統(tǒng)。

?系統(tǒng)的定時器服務可以工作在大多數(shù)處理器的極低功耗的省電模式下。

Windows CE

Windows CE從4.0版本引入電源管理器(Power Manager)來提供管理電源框架。電源管理器負責管理設備電源，提高操作系統(tǒng)整體能耗效率，并且與不支持電源管理功能的設備和應用兼容，存內核OAL層、設備驅動程序和應用程序之間充當中間人角色。電源管理器還嚴格區(qū)分系統(tǒng)的電源狀態(tài)與設備的電源狀態(tài)，讓一些智能設備可管理自己的電源狀態(tài)。

?電源管理器結構

Windows CE電源管理器PM.DLL直接與設備管理器Device.exe鏈接，并支持三個接口：

?驅動程序接口：被需要進行電源管理的設備的驅動程序使用。

?應用程序接口：被需要利用電源管理的應用程序使用。

?提醒接口(Notification)：被需要接受電源事件提醒的應用程序使用。

電源管理器直接或間接地與應用程序和驅動程序交互。電源管理器與驅動程序主要通過驅動程序接口進行交互，與應用程序通過API和提醒接口進行交互，如圖3所示。

?系統(tǒng)電源狀態(tài)

Windows CE系統(tǒng)電源狀態(tài)的改變可以作為一個OEM事件，或者通過OEM的應用程序和工具調用SetPowerState()函數(shù)產生。Windows CE支持以下幾種電源狀態(tài)：(1)ON狀態(tài)，用戶在主動使用設備。(2)UserIdle狀態(tài)，用戶與設備停止交互，但仍有可能使用設備。(3)SystemIdle狀態(tài)，在經(jīng)過一段時間的UserIdle后進入此狀態(tài)，但是驅動和系統(tǒng)仍然活動。(4)Suspend狀態(tài)，當驅動程序和系統(tǒng)進程不再與系統(tǒng)交互時進入此狀態(tài)。(5)ColdReboot和Reboot狀態(tài)，冷啟動后系統(tǒng)電源狀態(tài)。

?設備電源管理

Windows CE設備電源狀態(tài)管理和系統(tǒng)相分離。驅動程序需要實現(xiàn)：(1)響應電源管理器的請求，報告它的電源能力。(2)處理電源管理器發(fā)送的電源請求。(3)啟動后給設備加電。(4)關閉時給設備停止供電。(5)如果它可以喚醒系統(tǒng)，則為設備啟用喚醒功能。設備還可以通過調用RegisterPowerRelationship()函數(shù)告訴電源管理器它為獨立的子設備驅動處理電源請求。例如總線設備驅動或某些設備驅動。

電源管理器和支持電源管理的設備之間的交互包括兩種機制：(1)電源管理器到驅動程序，電源管理器使用DeviceIoControl()函數(shù)向設備驅動程序發(fā)送I/O控制(IOCTLs)。設備必須能響應管理器的電源管理能力查詢、狀態(tài)設置等IOCTLs。(2)驅動程序到電源管理器，驅動程序使用DevicePower Notify()函數(shù)與電源管理器交互，請求電源管理器把它的設備置于某種狀態(tài)。如果電源管理器接受該請求則通過發(fā)送IOCTL_POWER_SET等IOCTLS來進行設置。

?應用程序與電源管理器交互

Windows CE應用程序與電源管理有兩種交互機制：(1)應用程序接口，用以獲取當前系統(tǒng)和設備的電源狀態(tài)；(2)電源事件提醒接口，提供電源事件的提醒。應用程序接口中，GetSystemPowerState()函數(shù)用來返回當前系統(tǒng)電源狀態(tài)。SetSystemPowerState()函數(shù)可被OEM程序或者其他應用程序調用，來把系統(tǒng)電源狀態(tài)設置為需要值。SetDevicePower()用來設置設備電源狀態(tài)。為了實現(xiàn)提醒接口，應用程序還得通過CreateMsgqueue()函數(shù)建立消息隊列，將其句柄傳給電源管理器。而后電源管理器把提醒發(fā)送到消息隊列中，調用者可選擇可用提醒的一個子集進行響應。

第6篇：移動電源設計報告范文

根據(jù)IMS Re search的研究報告，全球能源分立式元件與模塊市場由2006年的125億美元增加到2007年的136億美元，增長了9.3％。功率半導體元件和模塊市場在未來5年的年平均增長率預期為8％～9％。隨著油價上漲與環(huán)境保護需求增長相結合的影響，能源效率已成為所有半導體公司最關心的主要問題。為了在各種不同應用中實現(xiàn)更高效率或更優(yōu)越的能源管理產品與技術，如馬達控制、電源、運算設備、消費類電子、照明設備及汽車，功率半導體成為改善燃料效率與降低排放的關鍵，也構成了半導體產業(yè)的新挑戰(zhàn)。

便攜式設備與壁電源應用的產品中有基本的能源限制。便攜式的能源損耗在要求更高的效率與功能時已造成兩倍的損失，然而由數(shù)據(jù)存儲器、伺服器等所消耗的能源也大約占美國能源消耗的1.5％，ADI公司研發(fā)副總裁兼技術總監(jiān)Samuel Fuller表示：“更高的能效只有通過更進一步降低能源消耗來實現(xiàn)。”

人們只專注于能效，而不是功率，在過去這會導致大量的能源浪費。但現(xiàn)在人們開始注意架構上的改變(如多核處理)及材料的改善(如高k材料)，從而可以節(jié)省更多的能源。Fuller表示：“很多能源的損失要追溯到來源，如果我們可以降低這些損失，便可以節(jié)省更多的能源?！?/p>

Intersil運算電源管理應用工程資深經(jīng)理Bogdan Duduman也持相同的看法。他相信未來的產品將不斷地對更低的成本及增加效率提出挑戰(zhàn)。他指出，對更多的電源或更高效率的電源總是有可實現(xiàn)的技術，但都還沒有達到滿足成本要求的地步。

除了在電源管理方面宏觀的觀察，微觀到元件部分，對制造者也提出了挑戰(zhàn)。例如，新世代的移動電話使能源有效率的應用成為必要，為電源管理硬件設計師制造了新的難題。移動裝置集合了多重功能，其多種電話配備多重模式以及多模操作促進了對多模功率放大器的需求。Skyworks公司線性產品生產總經(jīng)理Beth Logan表示，利用單一裝置實現(xiàn)多種模式的方案到現(xiàn)在仍不存在。目前的方案是借用多重功率放大器，但其效率極低。

RFMD公司策略行銷經(jīng)理Kevin walsh提出，電池技術也需要改變。他主張電池轉換到更高的容量是不理想的，因為這會降低工作電壓，制造商必須調整功率放大器使之工作在較低的電壓，這對實現(xiàn)高效率的電源管理不是一件好事。

電源管理集成

對所有這些挑戰(zhàn)，半導體公司正努力開發(fā)解決方案，而集成電源管理功能到芯片中是一個可行的方案。

Allegro Microsystems公司IC事業(yè)部策略行銷總監(jiān)Steven Lutz說：“我們看到集成電源管理功能到IC中是一種趨勢。在過去，低成本的電源管理IC已被大量使用，但隨著提高能效的考慮，更高效能的電源管理IC現(xiàn)在已有更多應用，例如馬達控制。”

RFMD公司的walsh說：“人們也了解到在系統(tǒng)中有功率放大器的好處，而不只是單純增加了成本。一些公司也正在研究集成在IC上的其他架構，例如降壓轉換器、降壓升壓狀態(tài)?！?/p>

skyworks公司也熱衷于集成，以降低在轉換時的能源損失。Logan表示：“現(xiàn)在許多測量的應用將不同供應商的零部件組合起來，這樣效率低且成本高。Skyworks在整個設計上有完整的概念，且可以集成分立元件的功能，以獲得系統(tǒng)級的設計。與其他產品相比較，還能實現(xiàn)電路板面積上的大幅縮小?！崩?，skyworks在它的測試測量方案中將電源管理功能集成到前端模塊中。該方案將省電功能插入前端模塊，可以協(xié)助在睡眠模式下進一步節(jié)省能源。睡眠模式電路的作用是協(xié)助前端在待機時使電流盡可能低于1μA?！斑@些分立元件的實際壽命大大延長，它們之間的協(xié)作只在需要時才會發(fā)生?！?/p>

系統(tǒng)級集成

系統(tǒng)級集成是另外一種可以改善電源效率的方法。RFMD公司與半導體方案供應商、參考設計工程師等的合作非常密切，而不是給他們一些固定的選擇，該公司要持續(xù)不斷的提供策劃，提供一個更動態(tài)的方案來設計產品。

RFMD公司的Walsh解釋說：“當我們開始一個新計劃時，不僅僅是考慮特定功率放大器的問題，而是整個系統(tǒng)級電源管理的問題。我們評估問題，諸如前端的損失、頻率帶寬的要求等，嘗試找出前端或應用將會怎樣，從而對系統(tǒng)有一個更完整的認識。”

RFMD企業(yè)公關總監(jiān)Ben Thomas說：“我們樂于看到更高級系統(tǒng)集成的趨勢，而不是從不同的廠商購買分立元件再將它們組合在一個平臺上，我們集成所有的零件、模塊、前端，這時關于功率放大器與前端的知識對完整的系統(tǒng)級方案將會有幫助?！?/p>

CREE電源部門的Paul Kirestead指出，為了實現(xiàn)系統(tǒng)級的電源管理，傳統(tǒng)硅半導體工藝將受到先進且集成的模擬與數(shù)字設備的挑戰(zhàn)。分立式電源必須采用更多的外來設備、制造工藝與材料來改善內部的電源密度與熱特性。

能實現(xiàn)取代嗎?

除了考慮電源如何能更有效的使用之外，包括半導體公司、研究機構與大學等在內的組織也在持續(xù)地尋找電源管理更優(yōu)越的取代品或下一步要實現(xiàn)的目標。然而一個概念從實驗室/研發(fā)(原型)階段到商業(yè)實現(xiàn)通常要花約10年～15年的時間。ADI公司的Fuller說：“考慮到我們目前的狀況，如果要去改革開關、轉換和調控，現(xiàn)有的CMOS晶體的替代品必須已經(jīng)實現(xiàn)才行，但事實上它還不存在，因此還存在一個潛在的差異?！?/p>

這是很嚴峻的挑戰(zhàn)，且在電源管理和芯片設計中需要更多的創(chuàng)新。“必須了解什么是高效電源管理的關鍵因素?如何得到改善?我相信參與這一設計的每個人都有所貢獻。”

Fuller還表示，一些制造商正在考慮3D結構的CMOS工藝。堆疊CMOS器件是一種選擇，在高濃度端或許可以實現(xiàn)額外的電容。同時有些制造商也在考慮如更慢的處理器這類措施，實際上卻是徒勞無功的。

減少損耗：應用

最直接地開發(fā)更好的電源管理芯片的方法是降低芯片的消耗。半導體公司已開始嘗試滿足持續(xù)低電流、低功率操作的需求。

LED背光

照明造成大部分能源的消耗，各家公司也在尋找傳統(tǒng)低效率電燈的替代品，而LED的興起使之成為候選者之一。同時，由于尺寸與能效的優(yōu)勢，在顯示器產業(yè)中由CCFL轉向LED背光也是一個趨勢。

CREE公司的目標是提供更便宜、亮度更高且更高效率的方案。背光，特別是筆記本電腦和TV的LCD是其最主要的應用，其次是工 業(yè)及車用。由于LED節(jié)省能源的好處，也將為其帶來更多家庭消費類產品的應用。

CREE業(yè)務開發(fā)總監(jiān)Mark McClear：“目前的應用大部分已經(jīng)商業(yè)化，但我們期望更多的在家庭中應用?！毕裨S多其他技術一樣，LED技術發(fā)展到成熟階段還要花一段時間，不只是技術本身，也包括價格。“顧客購買產品不只會考慮技術上的先進性，更重要的是經(jīng)濟意義即性價比的考慮。”

McClear預測從傳統(tǒng)照明方案轉換到新的照明方案將會花上幾年時間，而系統(tǒng)級的改變則是必須的?！叭藗兪褂脽襞菀呀?jīng)有很多年了，這些新產品將LED、驅動器、光學、熱管理集成到一個產品中。即使LED提供了一種更高能效的選擇，仍需要時間讓人們熟悉和接受它。”

筆記本電腦的節(jié)能

從CCFL轉換到LED的一個關鍵因素是怎樣使LED工作在最佳狀態(tài)。Allegro公司的方案致力于解決這一問題。其產品可供筆記本電腦背光使用(A8500、A8503)，為系統(tǒng)提供多重點流感應的功能，允許在電流通道中有更佳的顯示效果與高精度，它也是一種升壓轉換器，能將電池的輸入轉換到更高電壓以驅動LED。同時不斷監(jiān)測電流狀況以使所需的電流與匹配相符而不至于讓很多電能漏流到電流感應IC中。

這類產品采用一個線性電流感應單元來有效地控制LED。Allegro事業(yè)部總監(jiān)(行政管理)Vijay Mangtani的疑問是：“根據(jù)定義，每個線性電流感應單元都有些電力損耗，所以問題是，如何將電力損耗降至最小，并且不能以犧牲準確度為代價?”要通過提高輸出電壓到剛好能夠維持LED在可完全控制的狀態(tài)，一個穩(wěn)定的電流監(jiān)控可有效滿足這一功能。

Intersil公司提供給筆記本電腦的解決方案要能滿足核心調節(jié)器的效率要求。根據(jù)Intersil筆記本電腦電源產品資深應用經(jīng)理Matt Harris介紹，在筆記本電腦的應用中，對核心調節(jié)器的要求是根據(jù)一個快速(即刻)的反映來快速轉換。其RQ調節(jié)器是一個頻率調節(jié)器，特性位置由負載單獨控制，當負載改變時導致非?？斓念愃凭€性的回應，與傳統(tǒng)的調節(jié)器比較，其脈沖調節(jié)位置是由時鐘信號來控制的。

伺服器

在伺服器市場中，電源管理的發(fā)展藍圖是不同的。Intersil公司的Duduman相信，伺服器部分主要由不斷改變的電腦規(guī)格來驅動?！斑@是典型的，沒有太多的空間讓我們去改變。實際上我們可以為改善提出一些建議，但大部分仍取決于那些有較大功耗的部分來采取措施。我們要打破這些限制并不容易。對于我們所在的產業(yè)，只能通過大集團例如結合OEM來發(fā)動一項大行動?！彼嘈?，到最后，制造商必須提出解決方案，不僅是可行(更高效率)的，還要更具成本效益?！皩Υ耍覀兊姆桨笇⑹抢靡恍┰屑夹g提供給臺式電腦和伺服器。”

Allegro公司專項技術的特定目標是在伺服器上實現(xiàn)更優(yōu)越的電源管理，A11egro實施的一項獨特技術能感應磁場，而不是通過霍爾效應感應器的使用來直接測量電流?！斑@種作法讓我們在這個架構上有效地降低了電力損耗，如果每一個伺服器有6W的熱損耗，而在一個資訊中心有10個伺服器，基本上可以節(jié)省60W來冷卻能源。”Allegro的Mangtani做出上述闡述。該公司預期，測量一個系統(tǒng)里有多少電流是由個別部分流出的也是一種趨勢。以這些特別的霍爾效應電流感應IC，例如ACS7112和ACS7154，該公司在這個潛在市場中已處于有利位置。

更先進的制造工藝

除改善產品本身之外，制造工藝及材料也是可以提高效率的領域。ADI公司的作法是不斷采用更先進的制造工藝。該公司的eXtra快速互補雙極型晶體管(XFCB)工藝允許軌對軌的電路模式，在功率放大器上實現(xiàn)最低的能源損耗。該公司相信其XFCB與CMOs工藝技術將在電源管理類領域中占據(jù)重要地位并向模擬設備應用擴展。

Skyworks公司擁有的技術如GaAs、HBT、SiGe、BiCMOS、PHEMT等，都是為了制造更高效率的產品。skyworks資深產品行銷經(jīng)理Wes Boyd說：“這些技術讓我們開發(fā)出低插入損耗、高效率的產品。我們專有的HBT技術是獨一無二的，因為它結合雙極型晶體管與雙極型場效應管(BiFET)制造工藝用于基于GaAs工藝的產品。當我們能夠將兩者結合在一種工藝上，就可以在同一顆芯片上實現(xiàn)低睡眠電流和電源關斷模式，從而實現(xiàn)低成本、節(jié)省空間且高效的設備?！?/p>

另一方面，RFMD公司正在改進生產材料。RFMD公關總監(jiān)BenThomas相信，GaN材料的開發(fā)能夠顯著增加芯片的效率，從冷卻和能源損耗的角度出發(fā)對產品提出進一步的改善。該公司還表示，市場對GaN材料的需求是很大的，因為有廣泛的市場需求?！盁o論怎樣，在RF的領域，不管是高功率、高線性等，都會有GaN的應用。雖然它還在初期階段，但我們也在推進大規(guī)模商業(yè)化的進程。通過GaN的應用，有線電視混合放大器能實現(xiàn)更高的線性、更低的扭曲以及非常好的電流損耗?！?/p>

CREE公司的Paul Kire stead說，其電源產品小組應用碳化硅(SiC)材料來生產分立的電源元件和芯片供電源模塊應用。這些元件比硅材料有更低的損耗系數(shù)，而且有助于在相關的元件中將損耗降至最小，同時減少冷卻系統(tǒng)所需的能源。

CREE公司生產sic接面屏障肖特基二極管來取代在電源功率因數(shù)校正(PFC)電路中傳統(tǒng)的硅二極管，在反向器電路里的飛輪二極管用作太陽能的反向器與各種其他馬達控制和功率轉換電路。這些二極管具有零逆轉恢復損耗，可以改善電路整體效率在1％～2％之間，等同于在電源應用中10％～30％的損耗改善。由于崩潰電場強度、熱傳導性以及SiC內部能階改善的優(yōu)點，該公司預測它是一種潛在的可取代硅在高效能開關中應用的材料。隨著Sic成本的不斷下降及產品應用的不斷擴大，Sic將有望滲透到傳統(tǒng)硅分立元件市場。

也有公司在研究將MEMS用于電源產品。“MEMS能實現(xiàn)極低損耗、高功率的放大器，在開關時可協(xié)助降低損耗。在第一階段我們可看到MEMS作為開關的替代品，而進一步的應用如取代其他的分立元件還要在數(shù)年之后才能實現(xiàn)。我們目前把重點放在IP的開發(fā)上，且在這一主題上做進一步的研發(fā)。預期第一個MEMS產品大概在2010年問世。”RFMD的銷售經(jīng)理GarethEdwards解釋說。

降低能源損耗

除此之外，有些公司也在為更好地利用內部能源而努力。例如飛兆半導體在公司內實施一系列綠色演練，目的在于為員工樹立一個“典范”。這些演練包括各種加速馬達的安裝、設備關機指南、再生能源的使用等。飛兆公司全球銷售部門總監(jiān)Claudia Innes表示，在2004年～2007年，這些措施幫助公司減少能源損耗比例約為43％。

CREE公司也采用類似的作法。該公司在美國Durham辦公室的主要區(qū)域以LED照明方案取代傳統(tǒng)照明，其目的是為降低能源損耗。

第7篇：移動電源設計報告范文

【關鍵詞】:消防安全;電梯設置

1 前言

隨著生活水平不斷提高,用火、用電、用油、用天然氣日益增多,引發(fā)火災的因素也在增加。與電梯有關的火災事故也頻有發(fā)生,后果十分嚴重。

2　防煙排煙

為了使火災發(fā)生時,人員能夠順利進入相對無煙區(qū)且有利于通過消防電梯進行安全疏散,根據(jù)規(guī)范要求,消防電梯應設置前室,前室內應有機械排煙或自然排煙的設施,火災時可將產生的大量煙霧在前室附近排掉,并宜靠外墻設置,這樣更有利于利用直通室外的窗戶進行自然排煙,這在一定程度又對消防電梯井進行了防護。消防電梯前室的建筑面積,要求居住建筑不應小于4. 5平方米,公共建筑不應小于6平方米。當與防煙樓梯間合用前室時,居住建筑不應小于6平方米,公共建筑不應小于10平方米。消防電梯前室應設乙級防火門,在首層應設置直通室外的安全出口,當條件受限制時,應設置能夠直通室外的通道,其經(jīng)過長度不應超過30米,便于消防隊員能夠迅速到達消防電梯入口處。

目前在火災撲救的實踐過程中,消防電梯的防煙設計愈來愈得到改善。規(guī)范強調消防電梯前室正壓送風,以提高前室風壓的方法來達到阻止煙氣進入的目的。由于正壓送風口設置位置及防火門難以保持常閉的原因,此方法實際防煙的效果不一定理想。通過消防電梯井道送風加壓的效果可能更為理想,其阻止煙氣進入前室、轎廂的效果應更為明顯。

3　消防電梯供電及電纜電線設計

消防電源應該有兩路電源.除日常線路所提供的電源外,供給消防電梯的專用應急電源應采用專用供電回路.消防電梯在發(fā)生火災時,應切換到消防電源上,以保證緊急情況下的使用。但目前的狀況是:部分二類高層建筑特別是住宅根本沒有嚴格意義上的雙電源,同時,電氣線路沒有按消防電源的要求進行敷設,一旦發(fā)生火災,根本不能保證在市電切斷下的緊急使用。

在建筑物頂棚內的消防電氣線路,一般宜采用金屬管或金屬線槽布線:在難燃型材料的吊頂內,可采用難燃型(如氧指數(shù)大于50)硬質塑料管、塑料線槽布線。

4　消防電梯的設置位置

消防電梯井屬于豎向管井,當建筑物發(fā)生火災時,豎向管井是火勢上下蔓延的主要途徑,而且也是拔煙火的通道,若防火分隔不當或未作適當防火處理,高溫煙火會迅速傳播擴大,造成撲救困難,嚴重危及人身安全,增大火災損失。電梯井一般都與電梯廳,走道及其他房間相通,若在其中設有可燃氣體和易燃、可燃液體、電線(纜),不但不安全,而且一旦發(fā)生火災會威脅其他管井及整個建筑物的安全。為此,消防電梯井應單獨設置,消防電梯井與機房與相鄰電梯井、機房之間,應采用耐火極限不低于2小時的隔墻隔開,在隔墻上開門時,應設甲級防火門。電梯井內應嚴禁敷設可燃氣體和甲、乙、丙類液體管道,并不應敷設與電梯無關的電纜、電線等。消防電梯井壁除開設電梯門洞和通氣孔外,不應開設其他洞口,電梯門不應采用柵欄門。

5　擋水、排水設計

消防電梯前室門口宜設置擋水設施,以阻擋滅火產生的水從此進入電梯內。盡管規(guī)范對此已有要求,但有些設計單位在圖紙設計中不能非常詳細的觸及到致使在消防電梯投入使用中因此而出現(xiàn)問題。重慶中天大酒店13層發(fā)生火災,由于消防電梯前室沒有堵、排水的設計,水大量流進電梯,使消防電梯不能使用,消防人員只能利用樓梯進入著火樓層進行撲救,火災造成了不必要的經(jīng)濟損失。

前車之鑒,后事之師,故應強調消防電梯前室內,電梯口至門口有一定的下水坡,同時應在電梯口增設排水槽,通過電梯井道內的專用排水管道將水排至集水井,以有效阻止流水進人消防電梯。這是消防電梯設計中最容易忽略的也是不應該忽略的問題。

6　高層超高層電梯的控制系統(tǒng)

由于超高層建筑采用多梯系統(tǒng),為了提高電梯群的使用效率,以最快的速度滿足乘客的需要,縮短乘客等候時間,為此應采用微機電梯控制系統(tǒng),通過計算機控制系統(tǒng)及時地處理大量信息,判斷各站臺的呼叫信息和各電梯的位置、方向、開閉狀態(tài)、轎廂內呼叫等各種狀態(tài),以提高運送能力,改善服務質量,提高超建筑的經(jīng)濟效益。電梯微機群控系統(tǒng)主要有以下幾個方面:

1.轎廂到達各?？空九_前應減速,到達兩端站臺前強迫減速、停車,避免撞頂和沖底,以保證安全。

2.滿載直駛,只停轎廂內乘客指定的站臺。

3.對轎廂內的乘客所要到達的站臺進行登記并通過指示燈作為應答信號,在到達指定站臺前減速停車、消號,對候梯的乘客的呼叫進行登記并作出應答信號。

4.端站臺乘客呼叫,調用抵端站臺轎廂與空載轎廂之近者服務。

5.當轎廂到達某一站臺而成空載時,另有站臺呼叫,該轎廂與另外行駛中同方向的轎廂比較各自至呼叫層的距離,近者抵達呼叫站并消號。

6.站臺呼叫被登記應答后,轎廂到達該站臺時應有聲音提醒候梯乘客。

7.在各站臺設置轎廂位置顯示器,對站臺乘客進行預報,消除乘客的焦急情緒,同時可使乘客向應答電梯預先移動,縮短候梯時間。

8.運行中的轎廂掃描各站臺的減速點,根據(jù)轎廂內或站臺有無呼叫決定是否停車。

9.控制系統(tǒng)時刻監(jiān)視電梯的狀態(tài),同時掃描各站臺的呼叫的狀態(tài)。

10.控制室將電梯群分類,分單數(shù)層站停和雙數(shù)層站停,所有電梯都以端站為終點,在中間層站,單數(shù)層站臺呼叫雙數(shù)層站臺的轎廂,控制室不登記,不作應答,反之也一樣。

11.中間站臺呼叫直達電梯不登記,不作出應答。

12.乘客站臺呼叫轎廂,同站臺能提供服務的所有電梯的應答器均作出應答。

13.轎廂完成輸送任務,若無呼叫信號或被指示執(zhí)行其它服務,則電梯停留在該站臺,轎廂門打開,等待其它的呼叫信號。

7　高層超高層電梯的供電系統(tǒng)

超高層電梯的供電系統(tǒng)一般都配置兩路獨立的供電電源,以保證電梯的用電,防止電梯的供電中斷而使乘客滯留在行駛的電梯內。當一路電源發(fā)生故障或進行維修時,另一路電源自動投入。若發(fā)生意外事故或大范圍地區(qū)停電使第二電源也不能供電時,這時供電系統(tǒng)應轉換到第三電源,超高層的第三電源一般由柴油發(fā)電機供給。當?shù)谌娫匆舶l(fā)生故障時,只有依靠蓄電池供電,一般要求蓄電池能夠給各樓層的公共通道提供應急照明和應急電力,其余向電梯供電,并且能夠維持電梯繼續(xù)工作。

8　弱電系統(tǒng)對電梯的監(jiān)控功能

樓宇自控系統(tǒng)是計算機對建筑物內的設備實施一體化管理和控制。其對電梯的監(jiān)控功能為:

(1)電梯的運行臺數(shù)時間控制;

(2)電梯的運行狀態(tài)監(jiān)控;

(3)語音報告服務系統(tǒng);

9　電梯的接地系統(tǒng)

現(xiàn)代電梯引用計算機系統(tǒng)控制以后,電梯的接地系統(tǒng)就變得復雜了。它包括信號接地、安全接地保護和防雷接地保護等。

1.信號接地

2.安全接地保護

3.防雷接地保護

第8篇：移動電源設計報告范文

關鍵詞：配電網(wǎng)絡 企業(yè)發(fā)展 諧波

1 配電網(wǎng)絡中諧波危害分析

與一般無線電電磁干擾一樣，變頻器產生的諧波通過傳導、電磁輻射和感應耦合三種方式對電源及鄰近用電設備產生諧波污染。傳導是指諧波按著各自的阻抗分流到電源系統(tǒng)和并聯(lián)的負載，對并聯(lián)的電氣設備產生干擾;感應耦合是指在傳導的過程中，與 變頻器輸出線平行敷設的導線又會產生電磁耦合形成感應干擾;電磁輻射是指變頻器輸出端的諧波還會產生輻射作用，對鄰近的無線電及電子設備產生干擾。配電網(wǎng)絡中的諧波的危害具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

變壓器：電流和電壓諧波將增加變壓器銅損和鐵損，結果使變壓器溫度上升，影響絕緣能力，造成容量裕度減小。諧波還能產生共振及噪聲等。感應電動機：電流和電壓諧波同樣使電動機銅損和鐵損增加，溫度升。同時諧波電流會改變電磁轉距，產生振動力矩，使電動機發(fā)生周期性轉速變動，影響輸出效率，并發(fā)出噪聲。電力電容器：當諧波產生時由于頻率增大，電容器阻抗瞬間減小，涌入大量電流，因而導致過熱、甚至損壞電容器，還有可能發(fā)生共振，產生振動和噪聲。開關設備：由于諧波電流使開關設備在起動瞬間產生很高的電流變化率，使暫態(tài)恢復峰值電壓增大，破壞絕緣，還會引起開關跳脫、引起誤動作。保護電器：電流中含有的諧波會產生額外力距，改變電器動作特性，引起誤動作，甚至改變其操作特性，或燒毀線圈。計量儀表：計量儀表因為諧波會造成感應盤產生額外轉距，引起誤差，降低精度，甚至燒毀線圈。電力電子設備：電力電子設備通?？烤_電源零交叉原理或電壓波形的形態(tài)來控制和操作，若電壓有諧波成分時，零交叉移動、波形改變、以致造成許多誤動作。

2 諧波治理技術分析

對于全球的能源系統(tǒng)，諧波的存在越來越令人擔心，因為過大的諧波電流可能導致電源變壓器過熱和保護繼電器誤觸發(fā)。連接電網(wǎng)的負載和電源越來越依賴于電源電子設備，而這些設備會產生或消耗諧波能量，因此諧波污染日趨嚴重。最近Analog Devices, Inc.推出一款電能計量ICADE7880，它能為電表和電源質量監(jiān)控設備提供實時諧波分析。ADE7880支持智能電網(wǎng)系統(tǒng)對諧波污染進行精確監(jiān)控，以便在必要時，電力公司及其客戶能夠采取糾正措施。ADE7880電能計量IC設計用于三相電表，可提供完整的諧波分析，包括幅度和相位信息；在2000:1的動態(tài)范圍內，針對最高的63次諧波，其精度優(yōu)于1%。該器件是首款采用ADI公司專有的ARTM（自適應實時監(jiān)控）諧波分析技術的新產品，設計人員再也無需定制開發(fā)復雜的數(shù)字信號處理電路，對系統(tǒng)微控制器的要求也得以降低。

2.1 ADE7880特點

電力電子元器件等大量非線性設備在電力系統(tǒng)中的投入使用，使得電網(wǎng)的諧波污染給電網(wǎng)和用電設備帶來了安全隱患，所以對諧波進行實時檢測，確切掌握系統(tǒng)諧波狀況，對防止諧波危害、維護電網(wǎng)的安全運行十分必要。ADE7880是基于TMS320C2xx內核的定點數(shù)字信號處理器。器件上集成了多種先進的外設，為電機及其他應用的實現(xiàn)提供了良好的平臺。同時代碼和指令與F24x系列完全兼容，從而保證了項目或產品設計的可延續(xù)性。該芯片采用了高性能的32位中央處理器、哈佛結構，高性能靜態(tài)CMOS技術，主頻最高可達150MHz（時鐘周期可達6.67ns）；具有外部存儲器接口，可擴展多達1MB的空間。片內有18KRAM，128kflash存儲器，128位的密鑰；內部集成有定時器、事件管理器、SPI、SCI、CAN、AD等豐富的片內設備。

2.2 硬件接口設計

ADE7880有兩種訪問液晶模塊的方式：總線方式和I/O口方式。由于液晶模塊的處理速度比DSP慢得多，要使兩者的速度達到匹配，必須加入一定的延時才能夠滿足要求，因此在該設計中采用I/O方式，用DSP的數(shù)字I/O口來控制液晶顯示模塊。ADE7880芯片的數(shù)字I/O口工作電壓為3.3V，液晶模塊的工作電壓為5V，為了保證液晶的正常工作，以及DSP芯片不會因引腳電壓過大而被燒壞，兩者之間要接電平轉換器實現(xiàn)電平轉換，由于該系統(tǒng)只對液晶模塊寫信號，只要實現(xiàn)3.3V到5V電壓轉換即可，因此本設計用兩片74HCT245作為電平轉換芯片。

3 諧波治理的措施

3.1建立諧波監(jiān)督管理體系

用電檢查人員利用春秋檢、定檢、走訪客戶、標準化變電所會議等與用戶交流的工作機會，廣泛宣傳諧波的危害性和治理方法，使用戶深刻了解諧波治理的重要性，認識到諧波治理是電力企業(yè)和用戶的共同責任。讓用戶明白諧波治理是一項互惠互利、節(jié)能增效，保證電網(wǎng)和設備安全穩(wěn)定運行的舉措。由于重慶地區(qū)電力需求持續(xù)急劇增加，電網(wǎng)建設逐步加大，每年電網(wǎng)運行方式都會有變化，每年初該局按最新的電網(wǎng)運行參數(shù)計算變電所最小短路容量，為用戶諧波測試數(shù)據(jù)分析工作做準備。

3.2嚴格業(yè)擴報裝審批手續(xù)

在新裝用戶負荷調查階段，對于諧波設備容量較大的客戶，嚴格按照用戶的協(xié)議容量分配用戶所容許的諧波注入量，并要求用戶提供對該局電網(wǎng)電能質量影響的評估報告。超過國標允許值時，同步投入治理措施。在圖紙審批階段，對諧波治理措施審核。接入電網(wǎng)前，對消諧裝置組織驗收，如果驗收不合格，不允許為其送電。通電后進行諧波實測，如果實測諧波超標，不允許該非線性負荷接入電網(wǎng)運行。

3.3諧波超標反復踏查

重慶電企業(yè)對轄區(qū)內350戶10KV客戶變電所的用電設備進行了調查，并按用戶負荷性質篩選出50戶可能諧波超標的用戶，對其進行不定期走訪。檢測嚴格執(zhí)行電力諧波的國家標準，對于測試出諧波超標的用戶，立即請電科院專家進行測試，出具正式監(jiān)測報告，按照《電力法》、《供電營業(yè)規(guī)則》“誰污染，誰治理”的原則，下達《客戶諧波檢測結果及治理通知書》，與客戶簽訂諧波治理協(xié)議，限期治理。

4 結束語

目前，由于用戶對諧波的危害認識不足，諧波治理工作往往是供電企業(yè)單方努力，尤其是對于已經(jīng)投產諧波源遺留問題的用戶，諧波一直得不到有效的控制。盡管國家已經(jīng)明確規(guī)定，諧波治理依據(jù)“誰污染，誰治理”的原則。但由于缺乏有效的制約手段，供電部門往往只能對有治理愿望的用戶落實措施，用戶往往占更多的主動地位。只有在諧波治理使用戶獲得明顯的利益時，用戶才肯投入資金進行諧波治理。雖然諧波治理前行的道路依然不平坦甚至充滿了荊棘，但是重慶市的電力員工依然繼續(xù)努力，對諧波超標的重點諧波源客戶進行跟蹤測量、分析和有效治理，做好新建和增容用戶的諧波監(jiān)督管理，為供電區(qū)域內所有用戶提供更加可靠、清潔干凈的電力。

參考文獻：

第9篇：移動電源設計報告范文

【關鍵詞】鐵路 信號設備 聯(lián)鎖 安全預控 管理

Abstract：computer interlocking signal infrastructure in railway signal control system in recent years has been the rapid development of railway signal interlocking safety pre-control management, in accordance with the process to protect the results of the process of program control, management philosophy ,interlock safety to take the initiative to pre-controlled by passive controlled, collaborative management standardization, standardization of equipment design, construction, maintenance and other units, so that the management operation level to executive level in the production operations and management to achieve a reasonably human-machine joint control, self-control positions.

Key words：railway signaling equipment interlock safety pre-control management

中圖分類號：G267文獻標識碼：A 文章編號：

一、鐵道信號聯(lián)鎖設備的故障診斷

1、傳統(tǒng)的故障診斷方法

依靠技術人員對設備故障機理的把握程度和經(jīng)驗，進行分析、判斷和故障處理。主要方法有邏輯推理法、優(yōu)選法、比較法、斷線法、校核法、試驗分析法、檢查法、調研法、逐項排除法、儀表測試法等。

2、信號處理法

一般利用信號模型，如相關函數(shù)、頻譜、自回歸滑動平均、小波變換等，分析可測信號，提取方差、幅值、頻率等特征值，檢測出故障。這些方法簡單方便。

3、解析模型法，它建立診斷對象精確數(shù)學模型的基礎上，運用數(shù)理統(tǒng)計、解析函數(shù)等數(shù)學方法，對被測信息進行處理診斷。但在實際診斷中，經(jīng)常難以構成被診斷對象的精確數(shù)學模型，加上大型復雜設備的非線特征，限制了解析模型診斷法的使用效果和范圍。

4、人工智能故障診斷法，是利用神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法、模糊邏輯、專家系統(tǒng)等進行診斷以及與其他傳統(tǒng)技術相融合的診斷技術，構成以診斷對象進行狀態(tài)識別、故障辨識和狀態(tài)預測的故障智能診斷系統(tǒng)。這種診斷方法有：神經(jīng)網(wǎng)絡故障診斷法、遺傳算法故障診斷法、模糊邏輯故障診斷法和專家系統(tǒng)故障診斷法等。

隨著電子技術計算機技術及信息技術的發(fā)展，智能故障診斷技術廣泛應用在鐵道信號設備，為故障分析和診斷提供了現(xiàn)代化輔助決策工具。為提高故障預防和狀態(tài)維修的水平發(fā)揮了重要作用。

二、可靠性與安全性技術保障

保障性是指道岔電子控制模塊的設計特性滿足實際使用要求的能力。通過可靠性、維修性設計以及測試性設計。能夠使設備在實際應用中具有高安全性、高可靠性的技術保障。另一方面通過模塊的技術保障設計，使模塊得到所要求的保障資源和措施，在這個過程中，需要進行深入的技術保障分析，使設備的設計與技術保障措施達到最佳的匹配，保障系統(tǒng)以最佳的壽命周期，完成和實現(xiàn)應用領域的控制要求。

道岔電子控制模塊的設計特性主要包括可靠性、安全性、易維護性、測試性、運輸性、保障性、標準化等等，其重要性顯得尤為突出的是可靠性和安全性，而達到高可靠性和高安全性的基礎就是模塊可靠性、安全性的技術保障。

1、硬件技術保障

硬件電路性能的好壞直接影響整個系統(tǒng)工作質量，應用硬件抗干擾措施是經(jīng)常采用的一種有效方法。通過合理的硬件電路設計可以削弱或抑制絕大部分干擾，在道岔電子控制單元的硬件設計中，主要采取了以下幾種保障措施：

1)盡可能的采用電流器件，減少使用電壓器件。因為干擾都是以電壓的形式出現(xiàn)的，而形成電流必須有一定的能量，所以少使用電壓器件可以收到事半功倍的效果。

2)在模塊設計時，選用性能好、質量高、參數(shù)穩(wěn)定性好的元器件。對電阻功率、電容的耐壓必須有儲備系數(shù)，儲備系數(shù)均須大于1．5。

3)充分考慮電源對單片機的影響，電源做得好，整個電路的抗干擾就解決了一大半，單片機對電源噪聲很敏感，在該系統(tǒng)中采用給單片機電源以及邏輯電路加濾波電路，以減小電源噪聲對單片機的干擾。

4)電路板合理分區(qū)，比如強、弱信號、數(shù)字、模擬信號等。在道岔控制單元中，設計時將繼電器等較大干擾源和MCU等敏感元件遠離。

5)用地線把數(shù)字區(qū)和模擬區(qū)隔離，數(shù)字地和模擬地也進行了分離，最后接于電源地。

2、軟件技術保障

對于數(shù)據(jù)信息的傳輸，采用了正反碼重傳的冗余結構，即任意一條來自CAN總線的控制命令都可以在兩個MCU中同時執(zhí)行。另外可以采用16位CRC編碼校驗技術，從而保證了信息傳輸過程中的安全性，對于數(shù)據(jù)信息的存儲，采用了定時刷新的措施,MCU周期性的自檢、刷新其內存中的數(shù)據(jù)信息,保證與原始信息的一致。

三、建立常態(tài)化聯(lián)鎖安全應急管理流程

將日常故障處理、臨時過渡施工、配合施工中積累的聯(lián)鎖安全管理經(jīng)驗和做法，按照“風險識別、系統(tǒng)評估、卡控措施、反饋信息的步驟制定成常態(tài)化工作流程。各級聯(lián)鎖管理人員在信號設備發(fā)生故障到達現(xiàn)場后，按照流程要求，查明故障原因，積極進行修復，確定聯(lián)鎖試驗范圍名稱、項目，故障處理完畢及時將相關試驗表格上報段調度。

對特殊中岔、場聯(lián)、坡道、引導、道口、專用線設備等進行詳細檢查，利用段局域網(wǎng)平臺，將特殊設備分布、原理、試驗方法及維護注意事項登錄在段信息網(wǎng)絡平臺上，方便車間學習、交流，強化聯(lián)鎖試驗應急演練。落實卡控措施，堅決杜絕聯(lián)鎖試驗缺項、漏試，聯(lián)鎖試驗不徹底盲目開通使用等違章行為。

四、建立聯(lián)鎖安全信息快速反饋機制

建立《聯(lián)鎖安全問題庫》。對鐵道部、路局、電務段檢查監(jiān)測診斷發(fā)現(xiàn)的問題，全部建檔入庫，分類管理，動態(tài)更新，及時處理各類隱患和問題。運用電務試驗車軌檢車檢測、用戶回訪、機電聯(lián)勞等方式，對問題處理進行跟蹤驗證，閉環(huán)處理。

健全聯(lián)鎖安全信息診斷評估制度，建立段車間2級固定設備和移動設備安全運行信息診斷評估網(wǎng)絡，明確評估標準，實現(xiàn)聯(lián)鎖安全信息資源的科學合理利用，形成指導安全生產的有效依據(jù)強化聯(lián)鎖圖紙檔案管理，做到信息化、標識化，制定落實5項管理要求: 每個車站相同的局部設備如有多套不同圖紙必須合成為一套完整的圖紙；工區(qū)、車間、電務段存放的同一個車站的圖紙必須完全相同；室外箱盒內的圖紙必須與車站整套圖紙中的局部設備圖紙完全一致；所有圖紙應做到與實物配線完全一致；整套圖紙應做到不缺圖頁、不缺邊少角、張張清晰，并裝訂整齊。

五、建立聯(lián)鎖安全綜合試驗機制

強化計算機聯(lián)鎖修改軟件仿真試驗記錄管理，針對部分軟件廠家在仿真試驗初期對發(fā)現(xiàn)問題、主要原因、處理措施等無任何記錄的現(xiàn)象，電務段嚴格執(zhí)行部 局規(guī)定，建立健全了計算機聯(lián)鎖仿真試驗報告制度，在每次仿真試驗時，由聯(lián)鎖軟件研制單位和設備管理單位共同出具仿真試驗書面報告，內容包括: 車站名稱 試驗日期、雙方參加試驗人、試驗項目、發(fā)現(xiàn)問題、處理結果等，并由雙方單位試驗人簽字。對完成仿真試驗后的聯(lián)鎖軟件芯片必須進行封存管理，研制單位和設備管理單位同時在封條上簽字，現(xiàn)場施工封鎖當天雙方共同確認原封裝良好后進行開封，如設備管理單位發(fā)現(xiàn)事前已經(jīng)開封，應拒絕現(xiàn)場軟件更換。

結語

總之，信號聯(lián)鎖是指通過技術方法，使信號、道岔和進路必須按照一定程序并滿足一定條件，才能動作或建立起來的相互關系，確保聯(lián)鎖關系正確是信號設備設計、制造、施工、維護應遵循的基本原則，聯(lián)鎖錯誤或失效都將直接危及行車安全，以強化現(xiàn)場預防控制為重點，嚴格執(zhí)行聯(lián)鎖紀律，嚴抓聯(lián)鎖責任制落實，實現(xiàn)了安全生產的持續(xù)穩(wěn)定。

參考文獻