序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]十篇單元電路論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。

篇（1）

當(dāng)前供電企業(yè)安全教育培訓(xùn)工作中存在的問(wèn)題

1.對(duì)安全教育培訓(xùn)重要性認(rèn)識(shí)不足。部分基層單位、班組負(fù)責(zé)人，對(duì)安全教育培訓(xùn)工作重要性和緊迫性的認(rèn)識(shí)存在盲區(qū)，導(dǎo)致員工崗位安全教育培訓(xùn)工作沒(méi)有被納入單位、班組日常工作計(jì)劃的現(xiàn)象出現(xiàn)，受經(jīng)濟(jì)效益、工作進(jìn)度等客觀因素的影響，顯現(xiàn)出員工崗位安全教育培訓(xùn)缺乏的現(xiàn)象。

2.安全教育培訓(xùn)制度尚不健全。隨著供電企業(yè)快速發(fā)展和企業(yè)員工對(duì)安全教育培訓(xùn)滿意度的變化，現(xiàn)有安全培訓(xùn)制度顯現(xiàn)出安全教育培訓(xùn)管理制度或標(biāo)準(zhǔn)的缺失，可操作性欠缺，安全教育培訓(xùn)職能交叉加重了基層的負(fù)擔(dān)等方面的問(wèn)題。

3.安全教育培訓(xùn)覆蓋面不足?；鶎訂挝弧嘟M受培訓(xùn)能力限制，導(dǎo)致員工安全教育培訓(xùn)有名無(wú)實(shí)，流于形式，造成基層員工安全教育培訓(xùn)嚴(yán)重缺失，在不斷積累之后造成員工整體安全素質(zhì)和安全意識(shí)偏低。

4.安全教育培訓(xùn)針對(duì)性不強(qiáng)。當(dāng)前，安全培訓(xùn)多以理論講解為主，由于與現(xiàn)場(chǎng)安全工作實(shí)際出現(xiàn)脫節(jié)，開展安全教育培訓(xùn)工作之前沒(méi)有開展前期調(diào)研，廣泛征求員工對(duì)安全教育培訓(xùn)的需求，導(dǎo)致安全教育培訓(xùn)沒(méi)有真正按照不同專業(yè)、不同層次員工的工作特點(diǎn)把握安全教育培訓(xùn)需求，有針對(duì)性的擬定安全教育培訓(xùn)計(jì)劃和實(shí)施方案，使基層單位、班組的安全教育培訓(xùn)顯現(xiàn)出走過(guò)場(chǎng)，為了培訓(xùn)而培訓(xùn)，缺乏針對(duì)性等方面的問(wèn)題。

5.安全教育培訓(xùn)評(píng)價(jià)管理機(jī)制還不夠完善。目前，供電企業(yè)員工安全培訓(xùn)體系建設(shè)逐步趨于完善，但培訓(xùn)評(píng)價(jià)管理體系相對(duì)滯后，導(dǎo)致基層單位、班組安全培訓(xùn)開展情況的監(jiān)督、檢查和培訓(xùn)質(zhì)效的考核、認(rèn)證欠缺規(guī)范。

6.安全教育培訓(xùn)師資較薄弱。一是基層單位、專業(yè)班組培訓(xùn)員由于長(zhǎng)期從事繁忙的現(xiàn)場(chǎng)工作、接觸的專業(yè)前沿信息較少、時(shí)間和精力有限等原因，導(dǎo)致教育理念更新不及時(shí)，教育理論知識(shí)相對(duì)欠缺；二是由于基層單位、專業(yè)班組培訓(xùn)員在承擔(dān)現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)教學(xué)任務(wù)的同時(shí)還要面對(duì)和處理復(fù)雜、動(dòng)態(tài)的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工作，導(dǎo)致培訓(xùn)人員投入到培訓(xùn)教學(xué)上的時(shí)間、精力很難保證；三是一些基層單位將培訓(xùn)人員承擔(dān)的培訓(xùn)任務(wù)劃為義務(wù)勞動(dòng)，缺乏有效的激勵(lì)機(jī)制，導(dǎo)致培訓(xùn)人員在開展安全教育培訓(xùn)教學(xué)工作中的積極性受挫，培訓(xùn)效能感下降，從而影響了安全生產(chǎn)教育培訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量。

做好企業(yè)安全教育培訓(xùn)工作的對(duì)策研究

1.企業(yè)要健全和完善安全教育培訓(xùn)體系的基礎(chǔ)建設(shè)。企業(yè)在完善三級(jí)安全教育培訓(xùn)體系的同時(shí)，一是在硬件設(shè)施的投入和配備等方面要安排專用資金，落實(shí)具體部門，建設(shè)并完善企業(yè)員工安全教育培訓(xùn)基地，配置必要的培訓(xùn)設(shè)備和設(shè)施，深入基層開展培訓(xùn)課題調(diào)研，根據(jù)企業(yè)安全生產(chǎn)管理要求，制定安全教育培訓(xùn)計(jì)劃；二是加強(qiáng)企業(yè)安全教育培訓(xùn)師資隊(duì)伍的建設(shè)，通過(guò)基層選拔、自主培養(yǎng)，專業(yè)人員引進(jìn)等多種方式，做好安全教育培訓(xùn)師資資源的儲(chǔ)備，建立能滿足企業(yè)安全教育培訓(xùn)要求的師資隊(duì)伍，保證安全教育培訓(xùn)工作的質(zhì)效，使安全教育培訓(xùn)計(jì)劃能夠得到有效落實(shí)。

2.企業(yè)要將安全教育培訓(xùn)與企業(yè)安全目標(biāo)愿景進(jìn)行有效結(jié)合。安全教育培訓(xùn)具有形式和載體多元化的特征，但無(wú)論是通過(guò)企業(yè)安全文化建設(shè)，還是通過(guò)安全知識(shí)和技能培訓(xùn)、競(jìng)賽、演講、論壇、專題講座等形式開展安全教育培訓(xùn)，始終都要同企業(yè)安全發(fā)展的安全目標(biāo)愿景相結(jié)合。一是企業(yè)要將安全教育培訓(xùn)與員工個(gè)人的崗位追求、價(jià)值追求相結(jié)合。從關(guān)心員工各方面利益的角度出發(fā)，通過(guò)安全教育培訓(xùn)使員工樹立正確的安全價(jià)值觀，能夠發(fā)自內(nèi)心的真正認(rèn)識(shí)到只有保證了安全，才能得到個(gè)人利益，實(shí)現(xiàn)個(gè)人追求，真正實(shí)現(xiàn)“要我安全”到“我要安全”的轉(zhuǎn)變，主動(dòng)接受安全教育培訓(xùn)，自覺(jué)汲取安全知識(shí)、提升安全技能。二是安全教育培訓(xùn)要納入企業(yè)的教育培訓(xùn)總體規(guī)劃中，與專業(yè)技能培訓(xùn)、學(xué)歷教育培訓(xùn)有機(jī)融合，確定專責(zé)部門和人員統(tǒng)一管理，形成完善的安全教育培訓(xùn)體系，避免安全教育培訓(xùn)流于形式的現(xiàn)象出現(xiàn)，使安全教育培訓(xùn)在培訓(xùn)資金、培訓(xùn)時(shí)間、培訓(xùn)場(chǎng)所、培訓(xùn)設(shè)施、培訓(xùn)質(zhì)效等方面從組織結(jié)構(gòu)和管理上得到保障。

3.企業(yè)要形成安全教育培訓(xùn)的閉環(huán)管理流程。安全教育培訓(xùn)的閉環(huán)流程包括全面掌握企業(yè)和員工安全技能和素質(zhì)提升需求，做好安全教育培訓(xùn)需求分析；根據(jù)安全教育培訓(xùn)需求有針對(duì)性的編制安全教育培訓(xùn)計(jì)劃，設(shè)置培訓(xùn)課程；安全教育培訓(xùn)實(shí)施過(guò)程和安全教育培訓(xùn)質(zhì)效評(píng)價(jià)等四個(gè)方面。企業(yè)和員工安全技能和素質(zhì)提升需求調(diào)查，是確定安全教育培訓(xùn)目標(biāo)、制定安全教育培訓(xùn)計(jì)劃的基礎(chǔ)，是進(jìn)行安全教育培訓(xùn)實(shí)施過(guò)程和安全教育培訓(xùn)質(zhì)效評(píng)價(jià)的前提，也是加強(qiáng)培訓(xùn)工作計(jì)劃性、針對(duì)性、可控性和預(yù)見(jiàn)性的關(guān)鍵。企業(yè)和員工安全技能和素質(zhì)提升需求調(diào)查主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：一是安全教育培訓(xùn)部門和基層單位、班組對(duì)企業(yè)安全教育培訓(xùn)制度的落實(shí)情況；二是企業(yè)安全水平和缺陷、隱患、事故狀況，員工安全意識(shí)、安全技能水平和“三違”現(xiàn)象發(fā)生率；三是員工對(duì)崗位新工藝、新設(shè)備、新技能的認(rèn)知狀況，應(yīng)急處置技能和水平。

編制安全教育培訓(xùn)計(jì)劃和設(shè)置培訓(xùn)課程，應(yīng)根據(jù)各級(jí)安全教育培訓(xùn)體系組織機(jī)構(gòu)實(shí)際，結(jié)合安全教育培訓(xùn)需求調(diào)查制定。計(jì)劃要做到有目標(biāo)、有內(nèi)容、有措施，注重針對(duì)性、實(shí)效性、可行性和操作性。

安全教育培訓(xùn)實(shí)施過(guò)程首先是要明確培訓(xùn)要求，科學(xué)合理的控制培訓(xùn)進(jìn)度，著重從員工安全意識(shí)的提升、安全知識(shí)的完善、安全技能的補(bǔ)缺等方面提高員工整體安全素質(zhì)?；鶎拥膯挝缓桶嘟M在安全教育培訓(xùn)工作的實(shí)施中，可從制度、規(guī)范、常態(tài)、學(xué)用結(jié)合等方面出發(fā)，采用安全知識(shí)和技能培訓(xùn)、競(jìng)賽、演講、論壇、專題講座等多種形式，喚起員工參與安全教育培訓(xùn)積極性；把握好安全理念、安全啟迪、事故警示、人機(jī)互動(dòng)等環(huán)節(jié)，對(duì)員工進(jìn)行全方位的安全教育培訓(xùn)；結(jié)合工作實(shí)際和安全實(shí)踐經(jīng)歷，緊貼本單位和班組安全生產(chǎn)工作實(shí)際，開展安全知識(shí)和技能學(xué)習(xí)、討論分析事故案例等，真正做到有的放矢。

篇（2）

傳統(tǒng)的搶答器一般利用數(shù)字邏輯電路做成，功能單一，已不適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，單片機(jī)與串口通信的結(jié)合已廣泛應(yīng)用到各個(gè)電子系統(tǒng)。本文是基于單片機(jī)為核心的搶答系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)串口通信動(dòng)態(tài)傳輸數(shù)據(jù)，使搶答系統(tǒng)具有電路簡(jiǎn)單、操作方便、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)。特別是搶答系統(tǒng)與PC通信相聯(lián)系，使整個(gè)搶答系統(tǒng)功能更完善。

1、系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)搶答器功能過(guò)于單一，因此，可將其功能進(jìn)行擴(kuò)展，設(shè)計(jì)出以單片機(jī)為核心的搶答器系統(tǒng)，總體框圖如圖1所示。

搶答系統(tǒng)由控制開關(guān)、搶答開關(guān)、加/減分電路、計(jì)時(shí)電路、顯示電路、報(bào)警電路、PC通信等幾部分構(gòu)成，如圖1所示。

圖1、總體方案電路圖

完成功能如下：

a、搶答開始時(shí)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，最先按動(dòng)搶答按鈕的選手應(yīng)具優(yōu)先權(quán)，搶答系統(tǒng)應(yīng)能準(zhǔn)確迅速地判斷出第一搶答者并將其信號(hào)鎖存，同時(shí)將輸入端關(guān)閉而使其它搶答信號(hào)無(wú)效。選手編號(hào)/得分情況能夠在顯示屏上顯示。此功能由中央控制單元,譯碼、顯示電路完成。

b、問(wèn)題回答完畢，主持人應(yīng)根據(jù)回答的準(zhǔn)確性給予不同分值的加/減。此功能由加/減分電路完成。

c、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)若有人搶答，搶答有效，終止定時(shí)，若無(wú)人搶答，此次無(wú)效。此功能由計(jì)時(shí)，中央控制單元完成。

d、每次問(wèn)題回答結(jié)束，主持人應(yīng)通過(guò)復(fù)位按鈕進(jìn)行復(fù)位，各種程序又回到初始狀態(tài)。為進(jìn)行下一輪的搶答工作做準(zhǔn)備。

搶答開始之前，賦予選手一定的初始分，若選手違例搶答，報(bào)警電路工作，提醒有人違例搶答，同時(shí)編號(hào)牌顯示違例選手號(hào)碼，該違例選手會(huì)被自動(dòng)扣分。搶答開始時(shí)，記分牌顯示選手初始值，此時(shí)，主持人根據(jù)需要，選定不同分值的題目讓選手回答。當(dāng)主持人宣布搶答開始，同時(shí)按下開始鍵的時(shí)候，選手搶答，編號(hào)牌顯示選手編號(hào)。這時(shí)只能有第一位選手優(yōu)先搶答成功，其他搶答無(wú)效。與此同時(shí)，倒計(jì)時(shí)就開始計(jì)時(shí)，在剩下最后幾秒的時(shí)候，報(bào)警電路工作，提醒選手。搶答時(shí)間結(jié)束，本題搶答無(wú)效。選手回答問(wèn)題完畢，主持人應(yīng)根據(jù)回答問(wèn)題的情況，對(duì)選手成績(jī)做出相應(yīng)的處理。每一題搶答結(jié)束后，主持人進(jìn)行電路復(fù)位功能，為下一題做準(zhǔn)備。而每一題的搶答過(guò)程中，編號(hào)顯示牌和各選手的得分情況會(huì)自動(dòng)的送到PC機(jī)上進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示?？萍颊撐摹?/p>

1.1 硬件電路設(shè)計(jì)

1.1.1、中央控制單元

中央控制單元是控制系統(tǒng)的中樞，是系統(tǒng)的信息處理部分，鍵盤開關(guān)，控制開關(guān)等發(fā)出信號(hào)，中央控制單元收到信號(hào)后做出分析、響應(yīng)，完成電路功能的執(zhí)行?？萍颊撐?。

系統(tǒng)選用ISP-Flash系列單片機(jī)AT89S8252，它是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，功能強(qiáng)大，它可向輸出單元輸出控制信號(hào)。

1.1.2、鍵盤輸入及加/減分電路

選手通過(guò)按鍵進(jìn)行搶答，單片機(jī)識(shí)別到有按鍵按下時(shí)，轉(zhuǎn)到相應(yīng)的程序，控制譯碼顯示器顯示選手的編號(hào)或分?jǐn)?shù)。而開始鍵，加/減分鍵也是通過(guò)鍵盤轉(zhuǎn)到相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn)功能。

鍵盤作為輸入設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)程序可實(shí)現(xiàn)很多功能。搶答器按如圖2所示的矩陣結(jié)構(gòu)連接，可有效減少單片機(jī)的I/O口。用單片機(jī)位處理指令來(lái)判斷是否有鍵按下，若有鍵按下，則有電平輸入。轉(zhuǎn)到相應(yīng)程序，顯示有效選手的號(hào)碼，而其他選手再按“搶答鍵”也無(wú)效。若無(wú)人搶答，報(bào)警電路工作，表示本次搶答無(wú)效。若選手違例提前搶答，報(bào)警電路提醒選手注意，顯示牌顯示違例選手號(hào)碼，單片機(jī)通過(guò)程序指令讓該違例選手減去一定分值。

加/減分電路與搶答鍵工作原理一樣，當(dāng)按下加/減分按鍵，單片機(jī)控制程序指令，給選手加/減相應(yīng)的分值，每一題只能給與搶答選手一次的加減分機(jī)會(huì)，若有特殊情況，主持人可在控制臺(tái)進(jìn)行操作。

若搶答鍵太少，可通過(guò)增加I/O口數(shù)量或者在中央處理單元外再外擴(kuò)一片可編程I/O接口芯片。

圖2、鍵盤結(jié)構(gòu)圖

1.1.3、選手編號(hào)/分?jǐn)?shù)顯示電路

譯碼顯示：利用單片機(jī)串行口加外圍芯片74LS164，構(gòu)成多個(gè)并行輸出口，用于串－并轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)CD4511鎖存-譯碼器進(jìn)行LED數(shù)碼管顯示?？萍颊撐?。數(shù)據(jù)從單片機(jī)輸出經(jīng)74LS04反相器進(jìn)入74LS164的輸入端，而時(shí)鐘脈沖經(jīng)74LS04反相器連接到74LS164的CLK脈沖信號(hào)端，在LED顯示相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)字，從而完成選手編號(hào)的顯示。

選手得分顯示電路與編號(hào)顯示電路原理一樣，可將多片74LS164芯片相連，增加其顯示位數(shù)。

1.1.4計(jì)時(shí)、報(bào)警等電路

倒計(jì)時(shí)器電路中，選用四位十進(jìn)制減法定時(shí)/計(jì)數(shù)專用集成電路EC9410和7448TTLBCD--7段譯碼器組成可預(yù)置數(shù)的十進(jìn)制減法器。在時(shí)鐘脈沖的作用下，倒計(jì)時(shí)開始。若某組搶答有效，計(jì)時(shí)停止并顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)刻。若一直無(wú)人搶答.則倒計(jì)時(shí)到“00”自然停止。

報(bào)警輸出單元如圖3所示，數(shù)據(jù)輸入端與單片機(jī)相連，電路由三極管外加揚(yáng)聲器等外圍電路構(gòu)成，當(dāng)中央控制單元通過(guò)分析確定存在違例搶答或是倒計(jì)時(shí)停止，便通過(guò)指令給報(bào)警電路數(shù)據(jù)輸入端一個(gè)高電平，三極管就導(dǎo)通，產(chǎn)生信號(hào)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出警報(bào)，從而形成一個(gè)報(bào)警電路，可通過(guò)調(diào)節(jié)報(bào)警聲長(zhǎng)短來(lái)判斷是倒計(jì)時(shí)停止報(bào)警還是違例搶答報(bào)警。

圖3、報(bào)警電路

1.2單片機(jī)與PC機(jī)的通信

搶答過(guò)程中，顯示數(shù)據(jù)需要傳入PC機(jī)內(nèi)。單片機(jī)與PC機(jī)間的通信選用USB串口通

信，將單片機(jī)采集的信息傳送到PC機(jī)中，由PC機(jī)進(jìn)行處理。該系統(tǒng)使用Phillps公司的PDIUSBD12芯片作為USB接口芯片。PDIUSBD12通常用于微控制器系統(tǒng)并與微控制器通過(guò)高速通用接口進(jìn)行通信，也支持本地DMA傳輸。該器件采用模塊化的方法實(shí)現(xiàn)一個(gè)USB接口，允許在眾多可用的微控制器中選擇最合適的作為系統(tǒng)微控制器，性能較好。

USB接口芯片PDIUSD12的八位I/O口線DATA0至DATA7具有可控的三態(tài)門電路，故而PDIUSBD12芯片可以直接與AT89S8252的數(shù)據(jù)總線相連，掛在系統(tǒng)總線上。當(dāng)系統(tǒng)將采樣得到的信息通過(guò)USB總線上傳給PC時(shí)，AT89S8252選通PDIUSBD12芯片，將單片機(jī)內(nèi)的采樣信息通過(guò)系統(tǒng)總線傳給USB接口芯片，繼而傳給上位機(jī)，完成數(shù)據(jù)的傳輸。

USB串口通信可采用控制傳輸模式，塊傳輸模式，同步傳輸模式，中斷傳輸模式等4種傳輸模式，根據(jù)本設(shè)計(jì)電路特點(diǎn)，采用中斷傳輸模式。其傳輸模式圖如圖4、圖5所示。

圖4、中斷輸入事務(wù)

圖5、中斷輸出事務(wù)

中斷服務(wù)子程序處理由PDIUSBD12產(chǎn)生，在中斷服務(wù)子程序中把數(shù)據(jù)從PDIUSBD12芯片的緩沖區(qū)中轉(zhuǎn)移到單片機(jī)環(huán)形緩沖區(qū)中，并清除該芯片內(nèi)部緩沖區(qū)的使能，以便PDIUSBD12芯片接受新的數(shù)據(jù)包。而后建立正確的時(shí)間標(biāo)志，通知主程序進(jìn)行正確的處理。

2、結(jié)束語(yǔ)

文章創(chuàng)新點(diǎn)在于（1）以ISP-Flash系列單片機(jī)AT89S8252為核心的搶答器功能強(qiáng)大，（2）采用USB串口通信，使功能進(jìn)一步得以完善。整個(gè)方案較好地完成了搶答器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，此外，還需考慮需報(bào)警，增加語(yǔ)音報(bào)警等情況，功能強(qiáng)大的AT89S8252中央控制單元配合USB串口通信，使整個(gè)搶答器反映快，功能齊全，使用性強(qiáng)，可靠運(yùn)行。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 楊文顯，現(xiàn)代微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)教程.清華大學(xué)出版社[M]，2006。

篇（3）

 

前言

單片機(jī)控制系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室反復(fù)實(shí)驗(yàn)都可以得到很好的預(yù)期效果,然而把系統(tǒng)放到實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行時(shí)卻不能工作。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。原因是工作現(xiàn)場(chǎng)比實(shí)驗(yàn)室環(huán)境惡劣,系統(tǒng)受到了各種各樣的干擾,加之構(gòu)成系統(tǒng)的元器件本身方面存在的可靠性，以及系統(tǒng)本身各部分之間的相互耦合因素等原因，系統(tǒng)必須增加一些有效的抗干擾措施才能正常運(yùn)行。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)之談，有時(shí)存在后期的抗干擾工作往往會(huì)比前期的設(shè)計(jì)工作還要艱巨,花費(fèi)的時(shí)間也需要得更多,所以說(shuō)抗干擾技術(shù)是非常重要,關(guān)于在抗干擾措施是否能夠運(yùn)用得恰當(dāng)方面，其直接關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

一、單片機(jī)遙控系統(tǒng)系統(tǒng)工作原理

單片機(jī)以其體積小、價(jià)格廉、面向控制等方面的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，使得單片機(jī)在各種工業(yè)控制、儀器儀表、產(chǎn)品的自動(dòng)化、智能化方面獲得了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)的遙控系統(tǒng)以單片機(jī)系統(tǒng)為基本控制單元,能夠構(gòu)成無(wú)線傳輸系統(tǒng)、速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)等等,而且其優(yōu)點(diǎn)是，能夠在三公里外控制運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的啟動(dòng)、速度快慢、停止、往返。而且最特別的是在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)行過(guò)程中，可根據(jù)需要隨機(jī)調(diào)節(jié)速度快慢,調(diào)速一般是在7~25km/h范圍。單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制了所有這些狀態(tài),開始通過(guò)鍵盤輸入控制參數(shù),然后經(jīng)過(guò)單片機(jī)運(yùn)算和處理行為,并且通過(guò)無(wú)線數(shù)傳模塊完成對(duì)參數(shù)的無(wú)線傳輸、運(yùn)行狀態(tài)以及調(diào)速設(shè)備的控制方式,達(dá)到遙控運(yùn)行的目的要求。

二、單片機(jī)遙控系統(tǒng)系統(tǒng)受干擾原因及危害

在電磁干擾較弱時(shí)，其可靠性和穩(wěn)定性往往是容易達(dá)到應(yīng)用要求，這方面尤其是在室內(nèi)體現(xiàn)出來(lái)，然而對(duì)在室外，會(huì)遇到各種各樣的環(huán)境條件，尤其是那種在工作環(huán)境較惡劣的情況下，就會(huì)導(dǎo)致儀器儀表工作不正?；蚴ъ`。而單片機(jī)的遙控系統(tǒng)一般都安裝在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，而在工業(yè)現(xiàn)成環(huán)境中的干擾大多是以窄脈沖的形式出現(xiàn)，而這樣的形式其最終造成微機(jī)系統(tǒng)故障的多數(shù)現(xiàn)象都是“死機(jī)”現(xiàn)象。究其原因是計(jì)算機(jī)中的CPU在執(zhí)行某條指令時(shí)，受周圍環(huán)境干擾的沖擊，影響到它的操作碼或地址碼發(fā)生改變，最終致使該條指令出現(xiàn)錯(cuò)誤。這時(shí)，CPU就會(huì)執(zhí)行隨機(jī)拼寫的指令，并將其操作數(shù)作為操作碼執(zhí)行，從而導(dǎo)致有關(guān)程序“跑飛”或進(jìn)入“死循環(huán)”。對(duì)于在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中由于諸多大型用電設(shè)備的投入或者是撤出電網(wǎng)運(yùn)行，經(jīng)常都會(huì)造成系統(tǒng)的電源電壓不穩(wěn)，如果當(dāng)電源電壓降低或掉電時(shí)，這樣就會(huì)造成重要的數(shù)據(jù)丟失的可能性，以至于系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，而且干擾也會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)內(nèi)部程序指針錯(cuò)亂現(xiàn)象，從而使得中斷程序運(yùn)行超出定時(shí)時(shí)間。關(guān)于RAM中計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)被沖亂，導(dǎo)致程序計(jì)算出錯(cuò)誤的結(jié)果。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。假設(shè)設(shè)法在電源電壓降到一定的限量值之前，單片機(jī)進(jìn)行快速地保存重要數(shù)據(jù)，將會(huì)最大限度地減少損失，對(duì)于干擾源的影響會(huì)使系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性大大降低，嚴(yán)重的情況還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行紊亂，造成生產(chǎn)事故。

三 如何實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的遙控系統(tǒng)的抗干擾

關(guān)于高頻干擾噪聲和有用信號(hào)的頻帶是不同的,其解決方法是在導(dǎo)線上增加濾波器的方法來(lái)切斷高頻干擾噪聲的傳播,或者也可加隔離光耦來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。關(guān)于電源噪聲的危害最大。需要把電源做得好,其整個(gè)電路的抗干擾能力就解決了一大半問(wèn)題。對(duì)于在單片機(jī)系統(tǒng)中還可借助于一定的外部附加電路來(lái)監(jiān)測(cè)電源電壓，當(dāng)在電源發(fā)生故障時(shí)能夠及時(shí)通知單片機(jī)快速保存重要數(shù)據(jù)，同時(shí)斷開單片機(jī)外圍設(shè)備用電電源，從而使整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的功耗降到最低點(diǎn)。目前市場(chǎng)上許多單片機(jī)對(duì)電源噪聲都是十分敏感的,那么就要給單片機(jī)電源加濾波電路或穩(wěn)壓器,達(dá)到減小電源噪聲對(duì)單片機(jī)的干擾。比如,可以利用磁珠和電容組成π形濾波電路,當(dāng)然條件要求不高時(shí)也可用100Ω電阻代替磁珠。當(dāng)電源恢復(fù)正常時(shí)，取消掉電工作方式，通過(guò)復(fù)位單片機(jī)，使系統(tǒng)重新正常工作。

單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的抗干擾與系統(tǒng)的接地方式也存在很大的影響，接地技術(shù)有能夠抑制噪音的效果。所以說(shuō)一個(gè)良好的接地能在很大程度上抑制系統(tǒng)內(nèi)部噪音耦合的現(xiàn)象，而且還能夠防止外部干擾的侵入，能夠真正提高系統(tǒng)的抗干擾能力。在這里需要注意的是，如果要求設(shè)備的金屬外殼等需要安全接地，其屏蔽用的導(dǎo)體的必須能夠很好的接地，這樣才能為單片機(jī)系統(tǒng)提供良好的地線，并且對(duì)提高系統(tǒng)的抗干擾能力極為有效果。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。尤其是對(duì)于有防雷擊要求的系統(tǒng)，其良好的接地是至關(guān)重要的。假設(shè)系統(tǒng)不能接地，或者是雖有地線現(xiàn)象，但是接地電阻過(guò)大，就會(huì)抗干擾元件就不能正常發(fā)揮其應(yīng)有的作用了。

關(guān)于單片機(jī)供電的電源的地俗稱邏輯地，并且和大地的地的關(guān)系具有相通性、浮空性、或接電阻性。但是不能把地線隨便接在暖氣管子上。堅(jiān)決不能把接地線與動(dòng)力線的火線、零線中的零線相混淆。因?yàn)閱纹瑱C(jī)系統(tǒng)通常存在模擬電路和數(shù)字電路兩種，并且關(guān)于數(shù)字地與模擬地是要分開，只是在一點(diǎn)相連，假設(shè)兩者不分，就會(huì)存在互相干擾現(xiàn)象，那么可以把控制條件中的關(guān)于一次采樣和處理控制輸出更改為循環(huán)采樣和處理控制輸出，這樣能夠?qū)T性較大的控制系統(tǒng)具有良好的抗偶然因素干擾作用效果。

設(shè)置輸出狀態(tài)寄存單元來(lái)抗干擾。其程序是根據(jù)單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)處理后的輸出結(jié)果為依據(jù)，設(shè)置出相應(yīng)的輸出狀態(tài)寄存單元形式，假設(shè)其中干擾侵入輸出通道將輸出狀態(tài)破壞時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)在定時(shí)查詢寄存單元的輸出狀態(tài)信息時(shí)，并發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，及時(shí)糾正輸出狀態(tài)。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。

設(shè)置自檢程序來(lái)抗干擾。論文大全，遙控系統(tǒng)抗干擾分析。通常是在計(jì)算機(jī)內(nèi)的特定位置或某些內(nèi)存單元中來(lái)設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志，并且在開機(jī)后或有自檢中斷請(qǐng)求要求時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)首先將運(yùn)行自檢測(cè)試程序，如對(duì)整個(gè)系統(tǒng)或關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行模擬方面的測(cè)試，對(duì)測(cè)試結(jié)果再通過(guò)某種方式顯示出來(lái)，目的是保證系統(tǒng)中信息存儲(chǔ)、傳輸、運(yùn)算的高可靠性。設(shè)計(jì)單片機(jī)的遙控系統(tǒng)過(guò)程中，要求電路的元器件或線路布局合理以消除元器件之間的電磁耦合相互干擾，如去耦電路或者是平衡電路等。還有種方法是采用冗余結(jié)構(gòu)，也稱容錯(cuò)技術(shù)或故障掩蓋技術(shù)，該方法是通過(guò)增加完成同一功能的并聯(lián)或備用單元數(shù)目來(lái)提高系統(tǒng)可靠性的一種設(shè)計(jì)方法。當(dāng)某些元器件發(fā)生故障時(shí)也不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。對(duì)于消減外部電磁干擾，可采用電磁兼容設(shè)計(jì)，目的是提高單片機(jī)系統(tǒng)在電磁環(huán)境中的適應(yīng)性，即能保持完成規(guī)定功能的能力。

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篇（4）

高壓開關(guān)柜在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著關(guān)合及斷開電力線路、保護(hù)系統(tǒng)安全的雙重功能，隨著電力系統(tǒng)向著高電壓、大機(jī)組、大容量的迅速發(fā)展，電網(wǎng)日益擴(kuò)大以及變電站無(wú)人值班管理模式和綜合自動(dòng)化的普及推廣，高壓開關(guān)柜的安全運(yùn)行越來(lái)越重要。高壓開關(guān)柜內(nèi)閘刀觸頭、電力電纜進(jìn)出線的接頭接觸不良時(shí)，接觸電阻增大，在負(fù)載電流流過(guò)時(shí)會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，過(guò)熱會(huì)引起金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度下降，絕緣材料老化并可能導(dǎo)致?lián)舸?，形成事故。在高壓開關(guān)柜中，固體絕緣中的空穴、不同特性的絕緣層之間，以及金屬（或半導(dǎo)電）電極的尖銳邊緣處，由于氣體的擊穿場(chǎng)強(qiáng)比固體介質(zhì)低得多，氣體中的電場(chǎng)又比固體介質(zhì)中高，往往在氣隙的部位產(chǎn)生局部放電。這些局部放電會(huì)造成電介質(zhì)絕緣強(qiáng)度逐步下降，最終導(dǎo)致絕緣的損壞。此外，高壓開關(guān)柜中還存在SF6氣體的泄漏，同樣會(huì)造成設(shè)備性能的下降。因此，測(cè)量和監(jiān)視高壓開關(guān)柜內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)，是避免重大事故發(fā)生及控制故障惡化的有力手段，對(duì)于保證高壓開關(guān)柜的正常運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和自動(dòng)化程度具有非常重要的意義。

目前已有的各個(gè)測(cè)試系統(tǒng)存在各種各樣的缺陷，并且各種方法只能實(shí)現(xiàn)對(duì)某一種故障的監(jiān)測(cè)，還無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。針對(duì)于上述的情況，針對(duì)于上述的情況，對(duì)高壓開關(guān)柜在運(yùn)行過(guò)程中各故障狀態(tài)下的氣體成分進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)各種故障狀態(tài)下，高壓開關(guān)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生不同的特征氣體。由此可見(jiàn)，采用變壓器油色譜測(cè)試的原理，通過(guò)對(duì)不同特征氣體的分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。基于上述的原理，本論文介紹了基于故障氣體原理開發(fā)了便攜式開關(guān)柜故障探測(cè)裝置，該系統(tǒng)通過(guò)提取開關(guān)柜運(yùn)行過(guò)程中所形成的氣體，采用氣敏傳感器對(duì)各種氣體成分進(jìn)行分析，從而對(duì)開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)做出可靠判斷，確保高壓開關(guān)柜的安全運(yùn)行。

一、開關(guān)柜內(nèi)部故障的特征氣體分析

對(duì)于采用SF6斷路器的小車式開關(guān)柜，最容易發(fā)生的異常是接頭發(fā)熱、SF6氣體泄漏和局部放電。下文將分別研究每種異常狀況的特征氣體特點(diǎn)。

1.接頭發(fā)熱

接頭發(fā)熱是一次設(shè)備的常見(jiàn)故障，對(duì)于常用的小車式開關(guān)設(shè)備，由于其斷路器小車經(jīng)常被移進(jìn)移出，斷路器的觸指和觸頭很容易受到撞擊等外力作用而變形，導(dǎo)致接觸不良而發(fā)熱，另外其電纜接頭也是發(fā)熱故障的高發(fā)部位，由于開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)熱幾乎不能早期發(fā)覺(jué)，接頭發(fā)熱故障對(duì)于開關(guān)柜的安全運(yùn)行事關(guān)重大。接頭發(fā)熱產(chǎn)生的特征氣體比較復(fù)雜，各種氣體的組分和濃度隨發(fā)熱溫度和接頭材料的不同而不同，主要特征氣體有以下幾種：

a.烷烴和硫化氫——主要是接頭電力脂、脂、示溫蠟片中雜質(zhì)受熱分解產(chǎn)生，由于斷路器觸頭無(wú)一例外地涂有脂，如果接頭發(fā)熱，凡士林融化導(dǎo)致內(nèi)部少量碳原子數(shù)量較少的烷烴和硫化物等雜質(zhì)氣化而分布在柜內(nèi)的空氣中，由于各種氣體傳感器對(duì)于烷烴等可燃?xì)怏w靈敏度極高，因此很容易檢出。

b.單質(zhì)銅和氧化銅顆?！绻麥囟冗^(guò)高，接頭的銅會(huì)逐步氧化發(fā)黑形成氧化銅，極少量的氧化銅和單質(zhì)銅會(huì)升華進(jìn)入空氣，并產(chǎn)生微量煙霧。

c.絕緣材料分解氣體——發(fā)熱接頭附近的絕緣材料（如環(huán)氧樹脂）受熱也會(huì)產(chǎn)生一定特殊氣體，另外接頭部位的灰塵受熱也會(huì)產(chǎn)生特殊氣體，主要有氫溴酸、胺類、腈類、酚類、烷烴、醛類、氮氧化物，多環(huán)芳烴、雜環(huán)族化合物、羥基化合物等。

2.局部放電

局部放電也是一次設(shè)備的常見(jiàn)故障，空氣中的放電現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生氮氧化合物、臭氧和負(fù)離子，因此對(duì)于空氣中的局部放電，如沿面放電等，可采用探測(cè)上述氣體的傳感器進(jìn)行探測(cè)，對(duì)于固體介質(zhì)內(nèi)部的局部放電則沒(méi)有作用。

3.SF6泄漏

絕大部分的小車式開關(guān)柜均為裝設(shè)斷路器SF6壓力表或密度繼電器，如發(fā)生SF6泄漏，只有等到壓力低于報(bào)警或閉鎖值時(shí)，才能通過(guò)處罰壓力接點(diǎn)的方式用光子牌、指示燈間接顯示出來(lái)，如果壓力接點(diǎn)失靈，SF6氣體即使漏完運(yùn)行人員也無(wú)法知道，如果此時(shí)操作斷路器可能導(dǎo)致設(shè)備爆炸的嚴(yán)重后果，因此采用另一種手段探測(cè)SF6泄漏也很有必要。由于現(xiàn)有的SF6氣體傳感器能檢測(cè)到0.1ppm以下濃度的SF6氣體，因此開關(guān)柜內(nèi)部的SF6泄漏應(yīng)該能很容易地檢出。

二、氣體傳感器設(shè)計(jì)

1.傳感器的選擇

通過(guò)對(duì)不同傳感器的性能比較，分析了各種傳感器在壽命、靈敏度、成本、加熱功耗和反應(yīng)速度方面的優(yōu)缺點(diǎn)，本論文提出了采用電化學(xué)可燃?xì)怏w傳感器+離子型煙霧傳感器+TGS型空氣質(zhì)量傳感器”檢測(cè)接頭發(fā)熱、大氣型臭氧傳感器檢測(cè)局部放電、環(huán)境監(jiān)測(cè)型SF6傳感器檢測(cè)SF6的方案。

接頭發(fā)熱采用電化學(xué)可燃?xì)怏w傳感器，該傳感器靈敏度很高，用其可滿意地檢出微量的硫化氫或其他可燃?xì)怏w；游離碳、游離狀氧化銅和單質(zhì)銅用氣體傳感器較難檢出，為了提高檢測(cè)性能，又加上了離子型煙霧傳感器，這樣如果柜內(nèi)有極少量的煙霧顆粒，也能及時(shí)檢出，通過(guò)聯(lián)合使用2種不同原理的氣體傳感器，就能較可靠地探測(cè)出開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)熱異常。局部放電和SF6泄漏的檢測(cè)分別采用O3/S-5型大氣監(jiān)測(cè)用臭氧傳感器和SM-SF6型SF6氣體傳感器，該兩種傳感器的檢出靈敏度都在0.1ppm以下，足以探測(cè)開關(guān)柜內(nèi)部的SF6氣體泄漏和表面局部放電現(xiàn)象。

2.氣體傳感器的典型應(yīng)用電路

氣體傳感器是一種將特征氣體濃度量轉(zhuǎn)化為電量的傳感器，大部分氣體傳感器都采用電阻率變化的方式輸出信號(hào)，當(dāng)環(huán)境中某種特征氣體含量較低時(shí)，傳感器電阻較大，當(dāng)該氣體濃度增大后，傳感器電阻減小，大部分氣體傳感器的電阻在一定范圍內(nèi)都能與氣體濃度成比例變化，具有較高的線性度。

典型的采用加熱方式工作的氣體傳感器電路如圖1所示，傳感器的1、2端口為加熱端口，3、4端口為輸出端口，R2為加熱端口的限流電阻，用以將加熱電流調(diào)整到傳感器所規(guī)定的電流值，R1為輸出端負(fù)載電阻，當(dāng)傳感器啟動(dòng)后，需要加熱一段時(shí)間，加熱完畢后即能工作，此時(shí)3、4端口的電阻值會(huì)隨著外界氣體濃度的變化而變化，從而使R1上的電流和輸出端的電壓變化，起到監(jiān)測(cè)氣體濃度的作用。

三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過(guò)上述的研究，本論文對(duì)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其整個(gè)原理如圖2所示。

從上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖可以看出，整個(gè)系統(tǒng)由CPU控制系統(tǒng)、按鍵、液晶顯示屏、通信總線、A/D數(shù)據(jù)采集單元、局部放電探測(cè)單元、SF6泄漏探測(cè)單元和觸頭過(guò)熱探測(cè)單元所構(gòu)成。整個(gè)系統(tǒng)的工作過(guò)程為：首先采用抽氣的方式，將開關(guān)柜內(nèi)的運(yùn)行氣體送入到各測(cè)量單元中，利用局部放電探測(cè)單元、SF6泄漏探測(cè)單元和觸頭過(guò)熱探測(cè)單元中的氣敏傳感器對(duì)各種故障的特征氣體進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)非電量向電量的轉(zhuǎn)換，接著將各測(cè)試信號(hào)傳到A/D數(shù)據(jù)采集單元，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，最后將數(shù)字信號(hào)送入CPU控制單元中，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類、統(tǒng)計(jì)分析，將測(cè)試結(jié)果和分析結(jié)果顯示在液晶屏中，其顯示的內(nèi)容可通過(guò)按鍵進(jìn)行更改。此外，整個(gè)系統(tǒng)還可以通過(guò)通信總線，將測(cè)試結(jié)果上傳至監(jiān)控中心。

四、測(cè)試電路設(shè)計(jì)

針對(duì)于上述電路的框架，本論文對(duì)其的測(cè)量電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其原理如圖3所示。

從圖3中可以看出，整個(gè)測(cè)試電路由模擬開關(guān)、AD采樣電路和MCU組成，其工作原理：首先將測(cè)量信號(hào)（如熱信號(hào)、局部放電信號(hào)等）接入模擬開關(guān)，然后利用MCU控制模擬開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其分時(shí)控制，將模擬信號(hào)輸入AD采集單元中，接著MCU控制AD采集單元實(shí)現(xiàn)對(duì)其模擬量的數(shù)字轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量的測(cè)量。

五、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)上述的測(cè)量電路，對(duì)其控制軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其程序的流程框圖如圖4所示。從圖中可以看出，整個(gè)程序的流程為：首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，如接口的電平、寄存器初值的設(shè)定，中斷的關(guān)閉等，然后控制模擬開關(guān)，使模擬信號(hào)進(jìn)入AD的輸入端，接著對(duì)其進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量的分時(shí)采樣，然后對(duì)所測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)高壓開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)作出判斷。

六、樣機(jī)的效果測(cè)試

鑒于要尋找內(nèi)部存在異常的運(yùn)行開關(guān)柜比較困難，因此設(shè)計(jì)了一些模擬實(shí)驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證該樣機(jī)的實(shí)際效果，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示，圖4為測(cè)量程序流程圖。

七、結(jié)論

本文說(shuō)明了空氣絕緣開關(guān)柜內(nèi)部異常早期探測(cè)的必要性，提出一種通過(guò)檢測(cè)開關(guān)柜內(nèi)空氣質(zhì)量和特征氣體組分的方式，來(lái)探測(cè)空氣絕緣開關(guān)柜內(nèi)部異常狀態(tài)的方法。通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)證明了其具有較高的可行性和實(shí)用性，對(duì)于接頭發(fā)熱、表面放電和SF6泄漏異常具有較高的檢出率，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高壓開關(guān)柜的監(jiān)測(cè)。

參考文獻(xiàn)

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[4]陸凡，王小平等.傳感器技術(shù)[J].1997，26（3）：5-6.

篇（5）

1.引言

在低壓配電系統(tǒng)中，低壓斷路器是應(yīng)用最為廣泛保護(hù)裝置之一，主要應(yīng)用于要求實(shí)現(xiàn)保護(hù)且不頻繁操作的場(chǎng)合。它不僅能在正常工作情況下接通、分?jǐn)嘭?fù)載電流，而且允許在故障或不正常的情況下自動(dòng)切斷電路，從而保護(hù)變壓器、用電設(shè)備和供電線路;同時(shí)通過(guò)上下級(jí)線路的選擇性配合，能夠避免非故障區(qū)域的停電，減少不必要的損失。鑒于此設(shè)計(jì)一款智能的低壓斷路器具有很大的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

2.總體方案設(shè)計(jì)

論文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)包括參量中央處理控制模塊、信號(hào)采集模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、人機(jī)交互模塊、通信模塊以及電源模塊等。圖1為硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖：

圖1 整體結(jié)構(gòu)框圖

本論文所設(shè)計(jì)的智能斷路器控制單元所要實(shí)現(xiàn)的基本保護(hù)功能包括：三段電流保護(hù)（過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)保護(hù)、短路短延時(shí)保護(hù)及短路瞬時(shí)保護(hù)）和單相接地保護(hù)，用戶可根據(jù)實(shí)際需要選用過(guò)電壓保護(hù)、低電壓保護(hù)。

3.電路設(shè)計(jì)

3.1 單片機(jī)I/O口擴(kuò)展

圖2 AT89C51RC2單片機(jī)接口擴(kuò)展原理圖

AT89C51RC2單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖2所示，本論文所實(shí)際的智能控制系統(tǒng)是以AT89C51RC2片上系統(tǒng)為核心的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。

3.2 A/D轉(zhuǎn)換模塊

由于AT89C51RC2單片機(jī)內(nèi)部并沒(méi)有集成ADC模塊，因此必須外接ADC芯片，這里我們選用了一種美國(guó)TI公司生產(chǎn)的TLC1543芯片。TLC1543是一款11模擬輸入通道，高性價(jià)比，采用CMOS工藝的10位開關(guān)電容逐次逼近原理實(shí)現(xiàn)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該芯片內(nèi)置3路自測(cè)方式，片內(nèi)集成系統(tǒng)時(shí)鐘，固有的采樣和保持功能，具有轉(zhuǎn)換速度快、誤差小的特點(diǎn)[2]。TLC1543芯片采用串行通信接口，與單片機(jī)接線簡(jiǎn)單，引線很少，能夠很好節(jié)省單片機(jī)的I/O資源。TLC1543芯片與單片機(jī)接線如圖3所示。

3.3 電源模塊

常用的電壓源設(shè)計(jì)有電流源供電和電壓源供電。由于電流互感器裝設(shè)在裝置的出線端，一旦斷路器跳閘，控制單元就將失去電壓，所以必須設(shè)置備用電源來(lái)保證電源模塊失去供電電壓之后單片機(jī)、LCD顯示器等電子元件的正常工作，電源電路設(shè)計(jì)較為復(fù)雜。因此，我們采用電壓源供電的方式，即任意取一相電壓經(jīng)電源變壓器變壓、整流單元整流后，采用DC-DC模塊轉(zhuǎn)換為所需電壓。電壓源供電是由裝置進(jìn)線端饋電線路供電，只要饋電線路不失去電壓，即使斷路器跳閘，也能保證控制單元的正常供電。系統(tǒng)電源電路如圖4所示。

圖3 TLC1543芯片與單片機(jī)接線原理圖

圖4 電源輸出原理圖

3.4 通信模塊

為了對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)顯示、后續(xù)數(shù)據(jù)處理及測(cè)量信號(hào)校正，可利用單片機(jī)的串行口與PC機(jī)進(jìn)行串行通信，將單片機(jī)采集的數(shù)據(jù)傳送到PC機(jī)中，由PC機(jī)的高級(jí)語(yǔ)言對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理及統(tǒng)計(jì)等復(fù)雜處理。在實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間的串行通信時(shí)，通常采用標(biāo)準(zhǔn)通信接口進(jìn)行串行通信。美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）正式公布的通信標(biāo)準(zhǔn)總線包括：RS-232、RS-449、RS-422、RS-423、RS-485等[3]。在串行通信中，應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)總線是RS-485，其通信距離約為1219m，最高速率10Mbps。SN65LBC184芯片與單片機(jī)AT89C51RC2的接線如圖5所示。

圖5 串口通信電路

3.5 溫度檢測(cè)、時(shí)鐘輸入電路

為了防止因溫度過(guò)高導(dǎo)致斷路器誤動(dòng)作甚至損壞設(shè)備本身，采用MAXIM公司微型化、高性能的1-Wire數(shù)字溫度傳感器DS18B20對(duì)智能控制單元工作環(huán)境溫度進(jìn)行檢測(cè)與控制。

現(xiàn)代化的配電系統(tǒng)往往要求能夠記錄故障發(fā)生、人員登錄、設(shè)備操作等的具體時(shí)間，以便在事后進(jìn)行故障分析。這就要求我們給智能控制單元配備實(shí)時(shí)時(shí)鐘輸入電路。DS1302芯片是MAXIM公司推出的一款性能較好、功耗低的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。

單片機(jī)與DS1302芯片、DS18B20芯片的接線原理如圖6所示。

圖6 DS1302、DS18B20與單片機(jī)的接線原理圖

圖7 主程序流程圖

4.系統(tǒng)主程序

主程序是整個(gè)軟件系統(tǒng)的中樞，它不僅指揮著程序流程，而且將各功能子模塊有效地連接起來(lái)，因此主程序的設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)軟件設(shè)計(jì)起著至關(guān)重要的作用。系統(tǒng)上電或復(fù)位后，首先進(jìn)行系統(tǒng)自檢，判斷硬、軟件有無(wú)故障，如果有故障則報(bào)警，然后開中斷，判斷是否需要設(shè)定整定值，隨后進(jìn)行信號(hào)采樣，一周期采樣完成后計(jì)算有效值，所計(jì)算的有效值與事先設(shè)置的整定值進(jìn)行比較，判斷有無(wú)故障或不正常工作狀態(tài)發(fā)生，隨即判斷是否需要脫扣，如果系統(tǒng)發(fā)出脫扣信號(hào)則系統(tǒng)推出，如果無(wú)故障發(fā)生或不需要脫扣，則返回到采樣環(huán)節(jié)循環(huán)。本文設(shè)計(jì)了如圖7所示的整體程序流程圖。

圖8 顯示功能界面

5.仿真

本設(shè)計(jì)所用的仿真軟件為英國(guó)Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件，它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及器件。它是目前比較好的仿真單片機(jī)及器件的工具。智能斷路器不僅能夠顯示三相電流、三相電壓、頻率、溫度參數(shù)，而且還具有時(shí)間顯示的功能，由于1602是顯示字符的液晶顯示屏，一共能顯示2行，每行能顯示16個(gè)字符。所以參數(shù)的顯示需要通過(guò)鍵盤進(jìn)行切換。顯示功能界面如圖8所示。在試驗(yàn)中，我們采用一個(gè)繼電器代替脫扣電路，當(dāng)仿真開始時(shí)，繼電器閉合。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電器斷開以保護(hù)設(shè)備。

6.結(jié)論

本文結(jié)合具體設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)三段電流保護(hù)、單相接地保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、短路保護(hù)、欠電壓保護(hù)以及過(guò)溫保護(hù)，保護(hù)精度控制在正常的范圍之內(nèi)。本文為實(shí)現(xiàn)斷路器的智能化和可通信等功能。經(jīng)仿真調(diào)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了較好的保護(hù)功能，還實(shí)現(xiàn)了測(cè)量和監(jiān)控等功能。所設(shè)計(jì)的控制器可靠性高，實(shí)時(shí)性好，特別是實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)通信，應(yīng)用前景廣闊。

參考文獻(xiàn)

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篇（6）

1 RN8316（SOC）簡(jiǎn)介

圖1 RN8316系統(tǒng)框圖

RN8316是深圳銳能微公司提供的一款低功耗、高性能、寬電壓、高集成度、高精度的三相MCU芯片，產(chǎn)品系統(tǒng)框圖如圖1所示。該產(chǎn)品內(nèi)嵌32位ARM Cortex-M0核，最高運(yùn)行頻率可達(dá)29.4812MHz，最大支持224Kbytes FLASH存儲(chǔ)器、16Kbytes SRAM和16Kbytes EEPROM，內(nèi)置單cycle乘法器（32bit*專業(yè)提供論文寫作和寫作服務(wù),歡迎您的光臨lunwen.   1KEJI AN.  C OM32bit）、CM0內(nèi)嵌系統(tǒng)定時(shí)器、2個(gè)DMA控制器，支持外部中斷等多種喚醒方式，提供完善的集成開發(fā)軟硬件環(huán)境。該芯片支持高速GPIO，可與不同電壓外設(shè)器件連接，最大支持10位ADC，8*32位的LCD，支持芯片電源電壓及外部電壓檢測(cè)。通信接口最大支持6路UART，2個(gè)7816口，1路I2C和1路SPI。同時(shí)，RN8316還集成了RTC、看門狗和加密處理器。

2 硬件電路設(shè)計(jì)

電力能效監(jiān)測(cè)終端主要由電源模塊、計(jì)量單元、存儲(chǔ)單元、載波模塊、通信模塊、直流模擬量采集等部分組成。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

圖2 電力能效監(jiān)測(cè)終端設(shè)計(jì)框圖

2.1 電源模塊設(shè)計(jì)

為保證終端能夠穩(wěn)定工作，并具有良好的電磁兼容特性，電源模塊采用三路電源供電，分別為主電源8 V、兩路12 V輔助電源，之間相互隔離。主電源VDD8V通過(guò)LDO降為VDD5V和VDD3.3V電源，主電源5 V為SOC、紅外、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)模塊供電，主電源3.3V給計(jì)量芯片供電。一路ZB12V輔助電源用于載波電路供電；另一路AUX12V輔助電源為遙信電路供電，同時(shí)通過(guò)LDO降為AUX5V，為RS485、直流模擬量電路供電。電源電路設(shè)計(jì)如圖3所示。

2.2 采樣計(jì)量單元

采樣計(jì)量單元是電力能效監(jiān)測(cè)終端的重要單元，設(shè)計(jì)中采用銳能微公司的RN8302計(jì)量芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流、功率、功率因數(shù)、諧波等數(shù)據(jù)的計(jì)量，并輸出有功、無(wú)功脈沖。RN8302占用SOC一路SPI，同時(shí)SOC配置中斷、復(fù)位口從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)計(jì)量芯片的控制和通信。RN8302管腳資源配置如圖4所示。

圖4 RN8302管腳資源配置

采樣電路中，考慮到生產(chǎn)成本和計(jì)量精度，電壓采樣采用電阻分壓采樣的方式，UA/UAN，UB/UBN，UC/UCN為采樣信號(hào)，而電流采樣采用電流互感器采樣的方式，IAP/IAN，IBP/IBN，ICP/ICN為采樣信號(hào)，電路圖分別如圖5和圖6所示，電壓采樣電路中的1K電阻和電流采樣電路中的5R電阻采用精度1%的精密電阻，電容用于去耦和濾波，以保障采樣精度。同時(shí)電壓采樣信號(hào)可用于電能質(zhì)量的監(jiān)測(cè)，擴(kuò)展電力能效監(jiān)測(cè)終端的功能配置。

圖5 電壓采樣電路

圖6 電流采樣電路

2.3 遙信電路

電力能效監(jiān)測(cè)終端配置兩路遙信端口，使用光耦LVT-816同SOC進(jìn)行隔離。遙信電路原理圖如圖7所示。

圖7 遙信電路

2.4 RS485電路

在實(shí)際工程運(yùn)用中，由于受到工程人員操作能力，經(jīng)驗(yàn)等因素的影響，RS485的A、B端子常常接反，導(dǎo)致不能夠正常抄表。因此，在電力能效監(jiān)測(cè)終端RS485電路的設(shè)計(jì)中，采用了無(wú)極性485芯片ECH485NE專業(yè)提供論文寫作和寫作服務(wù),歡迎您的光臨lunwen.   1KEJI AN.  C OM，A、B端子正反接都能夠正常通信。終端配置兩路RS485電路，分別用于抄表和維護(hù)，占用SOC兩路UART端口，485芯片用光耦同SOC進(jìn)行隔離。RS485電路如圖8所示。

2.5 直流模擬量電路

直流模擬量電路主要針對(duì)非電氣量的采集，該能效終端采用瑞薩電子的RL78/G13系列單片機(jī)進(jìn)行控制，SOC通過(guò)一路UART端口進(jìn)行通信，并配置復(fù)位腳進(jìn)行控制。直流模擬量電路通過(guò)光耦同主電路進(jìn)行隔離，終端配置了兩路信號(hào)的采集，拓展了數(shù)據(jù)的采集范圍，實(shí)現(xiàn)了采集和能效監(jiān)測(cè)的多樣化。直流模擬量采集電路圖如圖9所示。

2.6 載波電路

電力能效監(jiān)測(cè)終端的載波用于同能效采集服務(wù)器進(jìn)行通信，載波電路占用SOC一路UART端口用于收發(fā)數(shù)據(jù)，占用一路7816口實(shí)現(xiàn)載波的設(shè)置、復(fù)位、事件輸出等功能，并通過(guò)光耦同SOC進(jìn)行隔離，接口標(biāo)準(zhǔn)符合最新國(guó)網(wǎng)三相電表規(guī)范，可方便插拔和替換多個(gè)廠家的載波模塊，提升了產(chǎn)品的兼容性。載波電路如圖10所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文在智能用電及能效管理的基礎(chǔ)上，根據(jù)電力能效監(jiān)測(cè)終端技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用SOC芯片RN8316，進(jìn)行了硬件的設(shè)計(jì)。相對(duì)于傳統(tǒng)的基于獨(dú)立功能芯片的用電終端，基于SOC的電力能效監(jiān)測(cè)終端在功耗，穩(wěn)定性，可靠性等方面表現(xiàn)更加優(yōu)異，并且體積小，所用元器件少，生產(chǎn)成本較低，具有良好的市場(chǎng)前景。

參考文專業(yè)提供論文寫作和寫作服務(wù),歡迎您的光臨lunwen.   1KEJI AN.  C OM獻(xiàn)

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一、控制電路的基本構(gòu)成

牽引變電所的斷路器、隔離開關(guān)的控制電路一般是由指令單元、閉鎖單元、聯(lián)鎖單元、中間傳送放大單元、執(zhí)行單元和連接它們的導(dǎo)線等二次電氣設(shè)備組成。指令單元一般由控制開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕、保護(hù)出口繼電器和自動(dòng)裝置等構(gòu)成，其作用是發(fā)出斷路器、隔離開關(guān)分、合閘命令脈沖。

閉鎖單元般是由閉鎖繼電器接點(diǎn)、斷路器的輔助接點(diǎn)組成，其作用是當(dāng)一次設(shè)備發(fā)生重故障時(shí)，閉鎖接點(diǎn)打開，切斷分合閘回路，避免斷路器重合閘于故障設(shè)備，防止事故范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。隔離開關(guān)操作順序的正確性。中間傳送、放大單元是由繼電器、接觸器及其接點(diǎn)組成，其作用是將指令單元發(fā)出的命令脈沖放大，并按一定程序送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行單元是斷路器、隔離開關(guān)的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其作用是按命令驅(qū)使斷路器分合閘。

二、110kV隔離開關(guān)的作用和構(gòu)造

110kV隔離開關(guān)在結(jié)構(gòu)上無(wú)滅弧裝置，但是有一個(gè)明顯的斷開口。它的作用就是當(dāng)其他設(shè)備檢修的時(shí)候，用隔離開關(guān)隔離有電與無(wú)電部分，造成一個(gè)明顯的斷開點(diǎn)，使得檢修設(shè)備與電力系統(tǒng)完全隔離，保證工作人員人身和設(shè)備的安全。開關(guān)和隔離開關(guān)互相配合，進(jìn)行倒閘操作，以改變運(yùn)行方式，以及可以用其來(lái)分合一些無(wú)故障的低負(fù)荷小電流的電路等。

110kV隔離開關(guān)的基本構(gòu)造包含有導(dǎo)電主刀、絕緣子、傳動(dòng)垂直桿、底座、操作機(jī)構(gòu)等。機(jī)構(gòu)箱內(nèi)安裝有一個(gè)可以通過(guò)電氣控制正反轉(zhuǎn)的電機(jī)，利用電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)垂直傳動(dòng)桿和各相間的連桿，以驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)絕緣子，就可使得隔離開關(guān)的導(dǎo)電主刀進(jìn)行分合閘。

三、電動(dòng)操作控制回路原理分析

隔離開關(guān)的控制方式可以分為遠(yuǎn)動(dòng)控制、距離控制和就地控制三種。110kV隔離開關(guān)的電路是由一個(gè)控制回路和一個(gè)電機(jī)回路組成（如下圖）。在控制回路中，可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)隔離開關(guān)“遠(yuǎn)方”和“就地”進(jìn)行分合閘操作。由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1的切換，隔離開關(guān)既可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，又能進(jìn)行所內(nèi)距離控制。合、分閘操作通過(guò)電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)手動(dòng)/電動(dòng)行S3的轉(zhuǎn)換，隔離開關(guān)既能在操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)通過(guò)控制按鈕進(jìn)行就地分、合閘電動(dòng)操作，又能通過(guò)機(jī)械手柄進(jìn)行就地手動(dòng)操作。

電路接通，但因接通的勵(lì)磁繞組極性與合閘時(shí)相反，電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，使隔離開關(guān)分閘。隔離開關(guān)分閘到位后，分閘行程開關(guān)S21-2斷開，分間接觸器線圈失電，KM21-2、KM23-4斷開返回，自動(dòng)切斷電動(dòng)機(jī)回路，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。分閘完畢后，隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)QS17-19閉合，分閘位置繼電器KCT受電，KCT11-9閉合，位置信號(hào)燈綠燈GN亮，表示隔離開關(guān)在分位。

篇（8）

本課程的重點(diǎn)是電路設(shè)計(jì)，內(nèi)容側(cè)重綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)制作較為復(fù)雜的功能電路或小型電子系統(tǒng)。一般給出實(shí)驗(yàn)任務(wù)和設(shè)計(jì)要求，通過(guò)電路方案設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、電路安裝調(diào)試和指標(biāo)測(cè)試、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提高電路設(shè)計(jì)水平和實(shí)驗(yàn)技能。在實(shí)踐中著重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)的綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的能力。電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)一般要求學(xué)生根據(jù)題目要求，通過(guò)查閱資料、調(diào)查研究等，獨(dú)立完成方案設(shè)計(jì)、元器件選擇、電路設(shè)計(jì)、仿真分析、電路的安裝調(diào)試及指標(biāo)測(cè)試，并獨(dú)立寫出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⑽睦硗樀膶?shí)驗(yàn)報(bào)告。

具體地說(shuō)，學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐，應(yīng)達(dá)到以下基本要求：建立電子系統(tǒng)的概念，綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程中所學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)完成一個(gè)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；掌握電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法，了解電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)；進(jìn)一步熟悉常用電子器件的類型和特性，掌握合理選用器件的原則；掌握查閱有關(guān)資料和使用器件手冊(cè)的基本方法；掌握用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件設(shè)計(jì)與仿真電路系統(tǒng)的基本方法；進(jìn)一步熟悉電子儀器的正確使用方法；學(xué)會(huì)撰寫課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告；培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

2.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)過(guò)程

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是在教師指導(dǎo)下，學(xué)生獨(dú)立完成課題，達(dá)到對(duì)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合性訓(xùn)練，要求本課程設(shè)計(jì)涵蓋模擬電路知識(shí)和數(shù)字電路知識(shí)，因此課程設(shè)計(jì)的選題要求包含數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)。教學(xué)環(huán)節(jié)可以分為以下四個(gè)部分。

2.1課堂講授。

課程設(shè)計(jì)開始前，需要確定指導(dǎo)老師。由指導(dǎo)老師通過(guò)兩學(xué)時(shí)的教學(xué)，明確課程設(shè)計(jì)的要求，主要內(nèi)容包括課程介紹、教學(xué)安排、成績(jī)?cè)u(píng)定方法等。在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中，指導(dǎo)老師介紹課題的基本情況與要求，要求學(xué)生從多個(gè)課題中選擇一個(gè)。

2.2設(shè)計(jì)與調(diào)試環(huán)節(jié)。

2.2.1前期準(zhǔn)備、方案及電路設(shè)計(jì)。

前期準(zhǔn)備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設(shè)計(jì)、電路仿真等。在確定方案時(shí)要求學(xué)生認(rèn)真閱讀教材，根據(jù)技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)行方案分析、論證和計(jì)算，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工作內(nèi)容如下：題目分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、具體電路設(shè)計(jì)。學(xué)生根據(jù)所選課題的任務(wù)、要求和條件進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì)，通過(guò)論證與選擇，確定總體方案。此后是對(duì)方案中單元電路進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算，稱為預(yù)設(shè)計(jì)階段，包括元器件的選用和電路參數(shù)的計(jì)算。最后畫出總體電路圖（原理圖和布線圖），此階段約占課程設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)的30％。

2.2.2在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行電路安裝、調(diào)試，指標(biāo)測(cè)試等。

在安裝與調(diào)試這個(gè)階段，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行安裝和調(diào)試，達(dá)到任務(wù)書的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。預(yù)設(shè)計(jì)經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過(guò)后，學(xué)生即可購(gòu)買所需元器件等材料，并在實(shí)驗(yàn)箱上或試驗(yàn)板上組裝電路。運(yùn)用測(cè)試儀表調(diào)試電路、排除電路故障、調(diào)整元器件、修改電路（并制作相應(yīng)電路板），使之達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。此階段往往是課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，所需時(shí)間約占總學(xué)時(shí)的50％。

2.3撰寫總結(jié)報(bào)告，總結(jié)交流與討論。

撰寫課程設(shè)計(jì)的總結(jié)報(bào)告是對(duì)學(xué)生寫科學(xué)論文和科研總結(jié)報(bào)告能力的訓(xùn)練。學(xué)生寫報(bào)告，不僅要對(duì)設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試的內(nèi)容進(jìn)行全面總結(jié)，而且要把實(shí)踐內(nèi)容上升到理論高度?？偨Y(jié)報(bào)告應(yīng)包括以下方面：系統(tǒng)任務(wù)與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外，還應(yīng)對(duì)以下幾部分進(jìn)行說(shuō)明：設(shè)計(jì)進(jìn)程記錄，設(shè)計(jì)方案說(shuō)明、比較，實(shí)際電路圖，功能與指標(biāo)測(cè)試結(jié)果，存在的問(wèn)題及改進(jìn)意見(jiàn)，等等。總結(jié)報(bào)告具體內(nèi)容如下：課題名稱、內(nèi)容摘要、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求、比較和選擇設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案、畫出系統(tǒng)框圖、單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算和器件選擇。畫出完整的電路圖，并說(shuō)明電路的工作原理。組裝調(diào)試的內(nèi)容，包括使用的主要儀器和儀表；調(diào)試電路的方法和技巧；測(cè)試的數(shù)據(jù)和波形并與計(jì)算結(jié)果比較分析；調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法?？偨Y(jié)設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)和方案的優(yōu)缺點(diǎn)，指出課題的核心及實(shí)用價(jià)值，列出系統(tǒng)需要的元器件清單，列出參考文獻(xiàn)，收獲、體會(huì)，并對(duì)本次設(shè)計(jì)提出建議。

2.4成績(jī)?cè)u(píng)定。

課程的實(shí)踐性不僅體現(xiàn)實(shí)際操作能力，而且體現(xiàn)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)和分析的能力。因此，課程設(shè)計(jì)的考核分為以下部分：設(shè)計(jì)方案的正確性與合理性。設(shè)計(jì)成品：觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，是否達(dá)到技術(shù)要求。（安裝工藝水平、調(diào)試中分析解決問(wèn)題的能力）實(shí)驗(yàn)報(bào)告：實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)具有設(shè)計(jì)題目、技術(shù)指標(biāo)、實(shí)現(xiàn)方案、測(cè)試數(shù)據(jù)、出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方法、收獲體會(huì)等。課程設(shè)計(jì)答辯：考查學(xué)生實(shí)際掌握的能力和表達(dá)能力，設(shè)計(jì)過(guò)程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、工作作風(fēng)和科學(xué)精神及創(chuàng)新精神，等等。

3.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的步驟

篇（9）

Research on practice teaching mode of computer aided design of IC layout course

Shi Min， Zhang Zhenjuan， Huang Jing， Zhu Youhua， Zhang Wei

Nantong University， Nantong， 226019， China

Abstract： In this paper， the practice teaching mode of Computer Aided Design of IC layout course is discussed. According to one trunk line and two related course experiments mode， the experiment contents and methods were designed and implemented. Meanwhile， other efforts including emphasis of extracurricular scientific competition and reform of course practicum， were adopted to pay attention to the cultivation of comprehensive ability for students. The practice teaching mode proved that better teaching effect have been obtained.

Key words： Computer Aided Design of IC layout； practice teaching mode； course experiments； practicum

目前，高速發(fā)展的集成電路產(chǎn)業(yè)使IC設(shè)計(jì)人才炙手可熱，而集成電路版圖CAD技術(shù)是IC設(shè)計(jì)人才必須具備的重要技能之一。集成電路版圖CAD課程是我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)重要的專業(yè)主干課，開設(shè)在大三第二學(xué)期，并列入我校第一批重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目。本課程的實(shí)踐教學(xué)是教學(xué)活動(dòng)的重要組成部分，它是對(duì)理論教學(xué)的驗(yàn)證、補(bǔ)充和拓展，具有較強(qiáng)的直觀性和操作性，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、組織管理能力、創(chuàng)新能力和服務(wù)社會(huì)能力。結(jié)合幾年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐，筆者從本課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、課外科技競(jìng)賽等實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)工具、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)方法和教學(xué)手段、師資隊(duì)伍建設(shè)以及考核管理等方面進(jìn)行總結(jié)。探討本課程實(shí)踐教學(xué)模式可加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提升就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)他們成為IC設(shè)計(jì)人才具有十分重要的意義。

1 版圖設(shè)計(jì)工具

集成電路CAD技術(shù)貫穿于集成電路整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈（設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試），集成電路版圖設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)同樣離不開CAD工具支持。目前業(yè)內(nèi)主流版圖設(shè)計(jì)工具有Cadence公司的Virtuoso，Mentor Graphics公司的IC Flow，Springsoft公司的Laker_L3，Tanner Research公司的L_Edit和北京華大九天公司的Aether等。這些版圖設(shè)計(jì)工具的使用流程大同小異，但在自動(dòng)化程度、驗(yàn)證規(guī)模、驗(yàn)證速度等方面有所差異，在售價(jià)方面，國(guó)外版圖設(shè)計(jì)工具貴得驚人，不過(guò)近年來(lái)這些公司相繼推出大學(xué)銷售計(jì)劃，降低了版圖設(shè)計(jì)工具的價(jià)格。高校選擇哪種版圖設(shè)計(jì)工具進(jìn)行教學(xué)，則視條件而定。我校電子信息學(xué)院有2個(gè)省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心和1個(gè)省部共建實(shí)驗(yàn)室，利用這些經(jīng)費(fèi)，我們購(gòu)買了部分業(yè)內(nèi)一流的EDA工具進(jìn)行教學(xué)和科研。目前，我校版圖設(shè)計(jì)工具有北京華大九天公司的Aether和Springsoft公司的Laker_L3。

2 兩種相輔相成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

我校集成電路版圖CAD課程共48學(xué)時(shí)（理論講授24學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)24學(xué)時(shí)），實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是本課程教學(xué)的重要部分，在有限的實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間內(nèi)既要完成教學(xué)內(nèi)容，又要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行改革和創(chuàng)新。本課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的與要求：與理論教學(xué)相銜接，熟練使用版圖設(shè)計(jì)工具，學(xué)會(huì)基本元器件、基本數(shù)字門電路、基本模擬單元的版圖設(shè)計(jì)，為本課程后續(xù)的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)做準(zhǔn)備。緊緊圍繞“一個(gè)規(guī)則（版圖幾何設(shè)計(jì)規(guī)則）、兩個(gè)流程（版圖編輯流程和驗(yàn)證流程）、四個(gè)問(wèn)題”這條主線設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[1，2]。要解決的4個(gè)問(wèn)題分別是：（1）版圖設(shè)計(jì)前需要做哪些準(zhǔn)備工作？（2）如何理解一個(gè)元器件（晶體管、電阻、電容、電感）的版圖含義[3，4]？（3）如何修改版圖中的幾何設(shè)計(jì)規(guī)則檢查錯(cuò)誤？（4）如何修改版圖和電路圖一致性錯(cuò)誤？表1為本課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、對(duì)應(yīng)學(xué)時(shí)及對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)。筆者設(shè)計(jì)了兩種相輔相成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式：系統(tǒng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和實(shí)例化實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。系統(tǒng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)從有系統(tǒng)的、完整的角度出發(fā)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)3（數(shù)字基本門電路版圖閱讀）時(shí)，安排了5學(xué)時(shí)，采用3種版圖閱讀方式：讀現(xiàn)有版圖庫(kù)中的單元電路版圖、顯微鏡下讀版圖和讀已解剖的芯片版圖照片。針對(duì)同一內(nèi)容，采用不同形式，彼此類比，加深印象，既有實(shí)物，又有動(dòng)手操作，增強(qiáng)了直觀性和感性認(rèn)識(shí)。又如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)5（模擬單元MOS差分對(duì)管版圖設(shè)計(jì)）時(shí)，安排了5學(xué)時(shí)，從器件匹配的重要性入手，給出MOS差分對(duì)管的電路圖，講解具體器件的形狀、方向、連接對(duì)匹配的影響，特別是工藝過(guò)程引入器件的失配和誤差，對(duì)MOS差分對(duì)管的3種版圖分布形式（管子方向不對(duì)稱形式、垂直對(duì)稱水平柵極形式、垂直對(duì)稱垂直柵極形式）進(jìn)行逐一分析，指出支路電流大小對(duì)金屬線的寬度要求，對(duì)較大尺寸的對(duì)管，采用“同心布局”結(jié)構(gòu)。實(shí)例化實(shí)驗(yàn)教學(xué)先提出目標(biāo)實(shí)例，圍繞該實(shí)例，設(shè)計(jì)具體步驟，教師先示范，學(xué)生再模仿，如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)7（集成無(wú)源器件版圖設(shè)計(jì)）時(shí)，由于集成電阻、電容和電感種類很多，不能面面俱到，要求只對(duì)多晶硅電阻、平板多晶硅電容和金屬多匝螺旋形電感等常用元件進(jìn)行版圖分析和設(shè)計(jì)。課堂實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和課時(shí)是有限的，為此我們?cè)O(shè)置了課外實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，感興趣的學(xué)生選取一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目自己完成，指導(dǎo)教師定期檢查。學(xué)院開放了EDA實(shí)驗(yàn)中心（2007年該中心被遴選為省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)點(diǎn)，2009年12月通過(guò)省級(jí)驗(yàn)收），學(xué)生對(duì)本課程很感興趣，課外使用EDA實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)相當(dāng)踴躍。通過(guò)上述的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，特別是課外實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的訓(xùn)練，學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和科研素養(yǎng)得到了提高。

表1 課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、對(duì)應(yīng)學(xué)時(shí)及對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)

表1（續(xù)）

4 基于0.6μmCMOS工藝的數(shù)字門電路版圖設(shè)計(jì) 5 理解上華華潤(rùn)0.6 μm硅柵CMOS幾何設(shè)計(jì)規(guī)則；學(xué)會(huì)CMOS反相器、傳輸門、與非、或非等基本門電路版圖設(shè)計(jì)；DRC檢查。

5 基于0.6 μmCMOS工藝的MOS差分對(duì)管版圖設(shè)計(jì) 4 MOS差分對(duì)管版圖設(shè)計(jì)，包括匹配原則、同心布局等，DRC檢查。

6 版圖電路圖一致性檢查 3 掌握LVS流程、LVS錯(cuò)誤修改。

7 集成無(wú)源器件版圖設(shè)計(jì) 3 多晶硅電阻、平板多晶硅電容和金屬多匝螺旋形電感等常用元件版圖設(shè)計(jì)。

3 改革課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

課程設(shè)計(jì)是本課程培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，時(shí)間2周，集中指導(dǎo)，提前1個(gè)月發(fā)給學(xué)生任務(wù)書和指導(dǎo)書，每個(gè)班配備2名指導(dǎo)教師，注重過(guò)程控制。筆者在教學(xué)內(nèi)容、考核等方面進(jìn)行了改革和創(chuàng)新：在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上，給出了必做題和選做題，在選做題中要求每位學(xué)生完成數(shù)字電路版圖1題和模擬電路版圖1題，具體題目由抽簽決定，做到1人1題，避免學(xué)生抄襲?？己顺煽?jī)由課程設(shè)計(jì)成果（占50%）、小論文（占30%）、答辯（占20%）三方面綜合給出。以往的課程設(shè)計(jì)報(bào)告改為撰寫科技小論文，包括中英文題目、中英文摘要及關(guān)鍵詞、引言、電路原理與分析、版圖設(shè)計(jì)過(guò)程、分析與討論、結(jié)束語(yǔ)和參考文獻(xiàn)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何撰寫科技論文。精選優(yōu)質(zhì)小論文放在本課程網(wǎng)上學(xué)習(xí)資料庫(kù)里，供學(xué)生相互傳閱和學(xué)習(xí)。課程設(shè)計(jì)答辯具體要求參照畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯要求，包括準(zhǔn)備PPT講稿、講解5分鐘、指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)等過(guò)程，每位學(xué)生至少需要10分鐘時(shí)間。學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)答辯反映相當(dāng)好，鍛煉了語(yǔ)言組織和口頭表達(dá)能力，而且相互間可以直接交流和學(xué)習(xí)。我們還挑選課程設(shè)計(jì)成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生參加校內(nèi)集成電路版圖設(shè)計(jì)大賽。雖然課程設(shè)計(jì)的改革和實(shí)踐需要教師付出很多精力和時(shí)間，但我們無(wú)怨無(wú)悔，學(xué)生的認(rèn)可和進(jìn)步是我們最大的收獲。

4 精心指導(dǎo)學(xué)生參加課外科技競(jìng)賽

目前我校學(xué)生參加的集成電路版圖設(shè)計(jì)競(jìng)賽有校級(jí)版圖設(shè)計(jì)大賽以及行業(yè)協(xié)會(huì)和企業(yè)組織的版圖設(shè)計(jì)競(jìng)賽等。由校教務(wù)處主辦，電子信息學(xué)院承辦的南通大學(xué)版圖設(shè)計(jì)大賽是校級(jí)三大電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽之一，每年8月底舉行，邀請(qǐng)集成電路設(shè)計(jì)公司一線設(shè)計(jì)人員和半導(dǎo)體協(xié)會(huì)專業(yè)人士擔(dān)任評(píng)委，增加了競(jìng)賽的專業(yè)性和公正性，目前已經(jīng)舉辦了6屆，反響不錯(cuò)。從校級(jí)版圖設(shè)計(jì)大賽獲獎(jiǎng)?wù)咧刑暨x一部分學(xué)生參加行業(yè)協(xié)會(huì)和企業(yè)組織的版圖設(shè)計(jì)競(jìng)賽，如蘇州半導(dǎo)體協(xié)會(huì)主辦的集成電路版圖設(shè)計(jì)技能競(jìng)賽、北京華大九天公司主辦的“華大九天杯”集成電路設(shè)計(jì)大賽，其中“華大九天杯”集成電路設(shè)計(jì)大賽將挑選優(yōu)秀獲獎(jiǎng)學(xué)生參加華潤(rùn)上華的免費(fèi)流片，學(xué)生經(jīng)歷從電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)及驗(yàn)證、流片到測(cè)試各個(gè)環(huán)節(jié)，提高了綜合訓(xùn)練能力。

5 加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)

要提高課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量，關(guān)鍵是指導(dǎo)教師要思想素質(zhì)好，專業(yè)理論知識(shí)強(qiáng)，科研水平高，因此我們著力建立一支年齡結(jié)構(gòu)、職稱合理的實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍。目前很多年輕教師是從校園走向校園，畢業(yè)后直接上崗指導(dǎo)學(xué)習(xí)實(shí)踐，缺少工程實(shí)踐經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)。為了提高教師自身的業(yè)務(wù)水平，加強(qiáng)對(duì)年輕教師的培養(yǎng)，近十年來(lái)，我院每年暑假舉行集成電路CAD技術(shù)實(shí)踐培訓(xùn)班，由經(jīng)驗(yàn)豐富的教學(xué)、科研一線教師主講；不定期地邀請(qǐng)一流IC設(shè)計(jì)公司一線設(shè)計(jì)人員來(lái)院開設(shè)講座；同時(shí)挑選年輕骨干教師到一流IC設(shè)計(jì)公司學(xué)習(xí)和實(shí)踐，時(shí)間至少半年以上；現(xiàn)已聘請(qǐng)IC設(shè)計(jì)公司一線設(shè)計(jì)人員6人為兼職教師，指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。集成電路CAD技術(shù)日新月異，課程實(shí)踐環(huán)節(jié)師資隊(duì)伍建設(shè)必須與時(shí)俱進(jìn)。

6 結(jié)束語(yǔ)

我校電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、集成電路設(shè)計(jì)與集成系統(tǒng)專業(yè)2012年被評(píng)為省重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)，也是江蘇省首批培養(yǎng)卓越工程師的專業(yè)。集成電路版圖設(shè)計(jì)是這兩個(gè)專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的重要內(nèi)容之一，總結(jié)和探討集成電路版圖CAD課程實(shí)踐教學(xué)意義重大，今后我們要繼續(xù)推進(jìn)該課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的建設(shè)與改革，不斷探索，為我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)而努力奮斗。

參考文獻(xiàn)

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篇（10）

一、簡(jiǎn)介

據(jù)統(tǒng)計(jì)，換流變壓器在運(yùn)行過(guò)程中絕緣事故在全部故障中所占的比例在50%以上，而所有這些絕緣故障主要發(fā)生在閥側(cè)繞組或與之相關(guān)的部位。故對(duì)換流變壓器絕緣尤其是閥側(cè)繞組端部絕緣的研究顯得尤為重要。而針對(duì)換流變壓器所采用的油紙復(fù)合結(jié)構(gòu)，閥側(cè)繞組電場(chǎng)的研究是必要的。

二、換流變壓器模型的建立

本次仿真采用串聯(lián)12脈動(dòng)換流電路。12脈動(dòng)換流單元是兩個(gè)交流側(cè)電位差為30°的6脈動(dòng)單元在直流側(cè)串聯(lián)所組成的。圖1為串聯(lián)12脈動(dòng)換流變壓器的接線原理圖，利用變壓器二次側(cè)繞組接法的不同，使輸出整流電壓Ud在每個(gè)交流電源周期中脈動(dòng)12次。且為了保證換流變壓器閥側(cè)每相線電壓相等，閥側(cè)星接繞組與角接繞組的變比比值為k1：k2=1：。

變壓器工作時(shí)每個(gè)時(shí)刻只有4個(gè)晶閘管導(dǎo)通，且變壓器各閥的編號(hào)與閥的導(dǎo)通次序是一致的。本文為了簡(jiǎn)化計(jì)算，故作以下規(guī)定：

（一）整流角=0°，即在自然換相點(diǎn)進(jìn)行換相，可用二極管等效晶閘管。換相重疊角=0°，即設(shè)換相時(shí)為理想情況。

（二）閥側(cè)角接繞組與星接繞組的等效阻抗相等。

由可求出，閥側(cè)星接繞組線電壓幅值為242kV。為了便于仿真，將角接繞組簡(jiǎn)化為星接繞組，在閥側(cè)形成兩組對(duì)應(yīng)相相差30°星接電路。

三、仿真元件的選擇

本文應(yīng)用ORCAD軟件對(duì)換流變壓器閥側(cè)電壓進(jìn)行仿真，為了便于仿真，做了以下簡(jiǎn)化：

（一）電源采用閥側(cè)線電壓，省略對(duì)變壓器的數(shù)值計(jì)算。

（二）由于仿真的電壓過(guò)高，對(duì)整個(gè)電路采取歸一，即對(duì)直流側(cè)電壓為800V的電路進(jìn)行閥側(cè)電壓的仿真。

（三）=0°，采用二極管等效整流，考慮閥側(cè)所承受的電壓幅值，在元件庫(kù)中選擇D1N4007。

四、換流變壓器閥側(cè)電壓的軟件仿真

本文對(duì)一臺(tái)換流變壓器純電阻、阻容、阻感三種負(fù)載情況下進(jìn)行仿真。

（一）純電阻負(fù)載

在軟件環(huán)境下建立如圖2的仿真模型，仿真結(jié)果如圖3、4所示。由于換流變壓器網(wǎng)側(cè)電源的三相對(duì)稱性，本文在進(jìn)行仿真時(shí)，只取其中一相（A相）對(duì)其波形進(jìn)行研究，且仿真時(shí)間設(shè)為兩個(gè)周期，即40ms。

在上圖中，圖形1為直流側(cè)輸出電壓Ud的波形，圖形2為角接繞組的對(duì)地電壓Ub1的波形，圖形3為串聯(lián)星接繞組的輸出電壓Ua1-Um的波形。（下面圖采取相似圖形表示方法）

圖3包含直流端輸出電壓Ud，其波形波動(dòng)幅度不大，一個(gè)周期內(nèi)波動(dòng)12次，輸出波形接近直流。由閥側(cè)兩個(gè)串聯(lián)端輸出的線電壓Ub1和Ua1-Um可知，串聯(lián)的兩組換流閥輸出等效電壓相等，差別是角接繞組電壓超前相應(yīng)星接繞組30°，這與設(shè)計(jì)原理吻合。

比較圖4中換流變壓器閥側(cè)星接繞組對(duì)地電壓Ua1與圖3中Ub1可知，Ua1幅值、有效值明顯比Ub1的幅值、有效值高。這是因?yàn)樾墙永@組的對(duì)地電壓是自身輸出與角接繞組的對(duì)地電壓疊加而成。

由此可見(jiàn)，在閥側(cè)兩組繞組中，所承受交流電幅值相同時(shí)，星接繞組所承受直流電壓明顯比角接繞組所承受的直流電壓高。故換流變壓器的這種特性對(duì)變壓器的絕緣設(shè)計(jì)，尤其是閥側(cè)繞組絕緣設(shè)計(jì)，增加了很大難度。

（二）阻容性負(fù)載

建立如圖5示的閥側(cè)阻容性負(fù)載仿真模型，其仿真輸出電壓波形如圖6、7所示，其中。由于采用的是三相對(duì)稱電源，故以A相為例進(jìn)行分析。

如圖6所示，Ud的圖形趨于直線，與圖3相比電壓穩(wěn)定在800V，這是由于電容的鉗位作用使Ud波形在閥側(cè)電壓變化時(shí)保持穩(wěn)定。

因?yàn)橹绷鬏旊娭写蠖鄶?shù)電纜或負(fù)載呈現(xiàn)阻容性，由以上分析可知，阻容性負(fù)載電路會(huì)降低平波電抗器和直流濾波器等高壓設(shè)備所承受的電壓負(fù)荷變化率，提高這些高壓電器的工作壽命。

（三）阻感性負(fù)載

建立如圖8所示的閥側(cè)阻感性負(fù)載仿真模型，其仿真輸出電壓波形如圖9、10所示，其中。

如圖9、10可知，波形變化較純阻性電路相比并無(wú)顯著變化。因?yàn)樵趯?shí)際電路中會(huì)存在少量的殘余電感，由9、10可知，當(dāng)這種電感很小時(shí)，對(duì)電路影響并不大。所以我們?cè)趯?shí)際電路中應(yīng)保證殘余電感相對(duì)電路負(fù)載足夠小，降低殘余電感對(duì)電能傳輸效率的影響。

五、總結(jié)

大型換流變壓器常采用串聯(lián)12脈整流單元，其閥側(cè)繞組的兩個(gè)閥橋分別為星接和角接。換流變壓器網(wǎng)側(cè)與普通電力變壓器并無(wú)差別，而閥側(cè)繞組則不同。閥側(cè)繞組不僅承受交流電壓還要承受直流電壓，除此之外還會(huì)承受極性反轉(zhuǎn)電壓和各種暫態(tài)過(guò)電壓，這是換流變壓器與普通電力變壓器的首要區(qū)別。

實(shí)際輸電系統(tǒng)中，不會(huì)出現(xiàn)負(fù)載為純電阻的情況，都會(huì)摻雜電容和電感。對(duì)于電路，電容的引入可以減緩換相時(shí)電路中電壓的快速變化，也會(huì)降低電抗器等高壓電器上的電壓波動(dòng)。而較小的電感的引入不會(huì)對(duì)輸出波形有明顯的影響，因而可以盡量降低電路負(fù)載處殘余電感。

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