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電源電路設(shè)計(jì)技巧范文1

【關(guān)鍵詞】電子電路調(diào)試方法調(diào)試技巧

隨著科技水平的不斷進(jìn)步,電子產(chǎn)品日新月異，各種成熟的電子電路多不勝數(shù)。任何一臺(tái)電子設(shè)備在使用前，必須要通過(guò)調(diào)試，使電路能夠滿足規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求，這樣電子設(shè)備才能正常安全的運(yùn)行。這就要求調(diào)試者既要十分清楚電子電路的工作原理，又要有一定的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法。因此，電子電路的調(diào)試占有重要地位，這也是理論聯(lián)系實(shí)際的重要環(huán)節(jié)。另外，電子設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行中，會(huì)發(fā)生故障，需要維修。這些技術(shù)工作均離不開電子電路的調(diào)試工作，因此電子電路調(diào)試技術(shù)十分重要。

一、電子電路調(diào)試原則

調(diào)試電子電路時(shí)要遵守“檢查確認(rèn)、先靜后動(dòng)、先分后整、由零到滿”的調(diào)試原則。

1.檢查確認(rèn)：調(diào)試前不加電源的檢查過(guò)程。對(duì)照電路圖和實(shí)際線路檢查元件安裝位置是否正確、牢固；連線是否正確，有無(wú)虛接；插接件是否接觸良好；元器件引腳之間有無(wú)短路，電源極性、信號(hào)源連線是否正確；確認(rèn)無(wú)誤后，可轉(zhuǎn)入靜態(tài)檢測(cè)與調(diào)試。

2. 先靜后動(dòng)：電子電路先要進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試后再進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試是電子電路接通直流電源后測(cè)量各關(guān)鍵點(diǎn)直流電壓是否在正常狀態(tài)下。動(dòng)態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，調(diào)試的方法是在電路的輸入端加上所需的信號(hào)源，并循著信號(hào)的流向逐級(jí)檢測(cè)各有關(guān)點(diǎn)的波形、參數(shù)和性能指標(biāo)。

3. 先分后整：先對(duì)每個(gè)單元電路進(jìn)行調(diào)試，沒有問(wèn)題后，在進(jìn)行整體電路調(diào)試。

4. 由零到滿：先不帶負(fù)載調(diào)試，再帶輕載調(diào)試，最后帶滿載調(diào)試。

二、電子電路調(diào)試方法及技巧

電子電路的調(diào)試方法很多，目的都是為達(dá)到電路設(shè)計(jì)指標(biāo)，要經(jīng)過(guò)“測(cè)試一判斷一調(diào)整一再測(cè)試” 反復(fù)進(jìn)行的過(guò)程。電路測(cè)試和調(diào)試是電子設(shè)備的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。通過(guò)調(diào)試，可以發(fā)現(xiàn)和糾正電子電路設(shè)計(jì)方案的不足、安裝的不合理，通過(guò)采取一定的改進(jìn)措施，使電路達(dá)到設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)的要求。在工作中積累了一些電子電路調(diào)試的方法及技巧，具體的的調(diào)試步驟如下：

1. 調(diào)試前的準(zhǔn)備工作：調(diào)試前先要按照調(diào)試要求準(zhǔn)備好儀器儀表及工具。調(diào)試常用的儀表儀器有萬(wàn)用表、穩(wěn)壓電源、示波器、信號(hào)發(fā)生器等。

2. 接線檢查：電路安裝完成后，不能急于通電，先要認(rèn)真檢查電路接線是否正確。

3. 檢查元件安裝正確性：調(diào)試前除了檢查接線的正確性之外，還要對(duì)照電路圖和實(shí)際線路檢查元件安裝正確性，用萬(wàn)用表電阻檔檢查焊接和接插是否良好；元器件引腳之間有無(wú)短路，連接處有無(wú)接觸不良，二極管、三極管、集成電路和電解電容的極性是否正確；電源供電包括極性、信號(hào)源連線是否正確；電源端對(duì)地是否存在短路（用萬(wàn)用表測(cè)量電阻）。若電路經(jīng)過(guò)上述檢查，確認(rèn)無(wú)誤后，可轉(zhuǎn)入下一步驟靜態(tài)檢測(cè)與調(diào)試。

4. 靜態(tài)檢測(cè)與調(diào)試：通電而在不加輸入信號(hào)的狀態(tài)下，對(duì)電路進(jìn)行一些數(shù)據(jù)的測(cè)量和狀態(tài)驗(yàn)證。如電路中有集成電路芯片插座，首先不要插入集成電路芯片，接通電源，檢查電源電壓是否正常，電路中有無(wú)冒煙，異常氣味，元器件有無(wú)發(fā)燙等現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)異常情況，立即切斷電源，排除故障。這些都通過(guò)以后，用萬(wàn)用表檢查集成電路插座的電源端，檢查該電源端電壓是否正確。這是很重要一步，因?yàn)橐话慵呻娐沸酒灰娫床唤渝e(cuò)，內(nèi)部的自帶保護(hù)電路就可以正常工作，集成電路芯片就很不容易損壞。

如果電源正常，就可以斷開電源，將集成電路芯片插入插座，然后繼續(xù)通電，分別測(cè)量各關(guān)鍵點(diǎn)直流電壓，如靜態(tài)工作點(diǎn)、數(shù)字電路各輸入端和輸出端的高、低電平值及邏輯關(guān)系、放大電路輸入、輸出端直流電壓等是否在正常工作狀態(tài)下，如不符，則調(diào)整電路元器件參數(shù)、更換元器件等，使電路最終工作在合適的工作狀態(tài)。

5. 動(dòng)態(tài)檢測(cè)與調(diào)試：動(dòng)態(tài)檢測(cè)順序一般按信號(hào)流向進(jìn)行，這樣可把前面調(diào)試過(guò)的輸出信號(hào)作為后一級(jí)的輸入信號(hào)，為最后聯(lián)調(diào)創(chuàng)造有利條件。動(dòng)態(tài)調(diào)試是在靜態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，在電路的輸入端加上所需的信號(hào)源，并循著信號(hào)的流向逐級(jí)檢測(cè)電路中各有關(guān)點(diǎn)的波形、參數(shù)和性能指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求，如有必要，就要對(duì)電路參數(shù)作進(jìn)一步調(diào)整。調(diào)測(cè)試完畢后，要把靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試結(jié)果與設(shè)計(jì)指標(biāo)加以比較，經(jīng)深入分析后對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使之達(dá)標(biāo)。

6. 整體電路聯(lián)調(diào)：在以上調(diào)試的過(guò)程中，因是逐步擴(kuò)大調(diào)試范圍的，實(shí)際上已完成某些局部電路間的聯(lián)調(diào)工作。在整體電路聯(lián)調(diào)前，先要做好各功能塊之間接口電路的調(diào)試工作，再把全部電路連通，然后進(jìn)行整體電路聯(lián)調(diào)。整體電路聯(lián)調(diào)就是檢測(cè)整個(gè)電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)及各項(xiàng)功能。調(diào)試中，把各種測(cè)量?jī)x器及系統(tǒng)本身顯示部分提供的信息與設(shè)計(jì)指標(biāo)逐一對(duì)比，找出問(wèn)題，然后進(jìn)一步修改、調(diào)整電路的參數(shù)，直至完全符合設(shè)計(jì)要求和實(shí)現(xiàn)功能為止。

三、調(diào)試時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

在調(diào)試過(guò)程中，出現(xiàn)故障時(shí)要認(rèn)真查找原因，根據(jù)電路原理找出解決問(wèn)題的辦法，發(fā)現(xiàn)器件或接線有問(wèn)題，需更換修改，更換完畢，經(jīng)認(rèn)真檢查后，排除故障，才可繼續(xù)重新通電，最終排除電路中可能存在問(wèn)題的點(diǎn)，排除故障使電路工作正常。在信號(hào)較弱的輸入端，盡可能使用屏蔽線連線，屏蔽線的外屏蔽層要接到公共地線上。

調(diào)試過(guò)程中自始至終要有嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)作風(fēng)，不能存在僥幸心理，調(diào)試過(guò)程中，不但要認(rèn)真觀察和測(cè)量，還要認(rèn)真做好記錄，包括記錄觀察的現(xiàn)象、測(cè)量的數(shù)據(jù)、波形及相位關(guān)系，必要時(shí)在記錄中要附加說(shuō)明，尤其是那些和設(shè)計(jì)不符的現(xiàn)象，更是記錄的重點(diǎn)。依據(jù)記錄的數(shù)據(jù)才能把實(shí)際觀察到的現(xiàn)象和理論預(yù)計(jì)的結(jié)果加以定量比較，從中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)和安裝上的問(wèn)題，加以改進(jìn)，以進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)方案。只有這樣才能通過(guò)調(diào)試，收集積累第一手材料，對(duì)積累豐富自己的感性認(rèn)識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)起到的積極作用。

電子電路調(diào)試是我們電子設(shè)備使用前必不可少的過(guò)程，調(diào)試的過(guò)程是將電路中元器件工作在相互匹配的最佳狀態(tài)，使電路的各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到要求，電子設(shè)備使用效果更好，電子設(shè)備系統(tǒng)能夠正常安全的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]李杰. 電子電路設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試完全指導(dǎo). 化學(xué)工業(yè)出版社，2013年

電源電路設(shè)計(jì)技巧范文2

關(guān)鍵詞：印制電路板；實(shí)用性；可制造性

前言：對(duì)于電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，線路板的設(shè)計(jì)可以說(shuō)是整個(gè)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，在很多情況下，即便電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原理圖沒有問(wèn)題，如果印制電路板的設(shè)計(jì)不合理，同樣會(huì)在很大程度上影響電子設(shè)備的生產(chǎn)可靠性。與此同時(shí)，電子產(chǎn)品的可制造性也是設(shè)計(jì)師必須考慮的重要因素，如果設(shè)計(jì)出來(lái)的線路板無(wú)法滿足生產(chǎn)所需要的可制造要求，便會(huì)使生產(chǎn)效率大大降低，從而提升成本。所以，在進(jìn)行印制電路板設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要掌握相關(guān)設(shè)計(jì)技巧，更應(yīng)該注意運(yùn)用正確的設(shè)計(jì)方法。

一、印制電路板設(shè)計(jì)的布局技巧

在進(jìn)行印制電路板設(shè)計(jì)的過(guò)程中，布局是其中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)后期的布線效果會(huì)產(chǎn)生很大影響，所以，能否對(duì)印制線路板進(jìn)行合理布局是設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵。一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需要內(nèi)在質(zhì)量與外在美觀兼顧，兩者的完美結(jié)合才是一個(gè)成功的產(chǎn)品。在此基礎(chǔ)上，印制電路板設(shè)計(jì)的還需要注意以下幾方面的問(wèn)題：

第一，印制電路板布局的根本原則是要將布通率盡可能提升，如果需要對(duì)相關(guān)器件進(jìn)行移動(dòng)，一定要保證連接飛線，并且將存在連線關(guān)系的器件集中起來(lái)，從而將走線盡可能縮短。第二，在印制電路板布局的過(guò)程中，還需要將模擬器件與數(shù)字器件分離，并且將距離盡可能拉長(zhǎng)，從而避免器件之間產(chǎn)生干擾[1]。第三，去耦電容要離器件的電源越近越好。第四，在器件放置的過(guò)程中，一定要充分考慮整體性的后期焊接，散熱問(wèn)題也是不可忽視的，因此器件的放置不能過(guò)于密集。第五，充分利用設(shè)計(jì)軟件中所提供的數(shù)組與聯(lián)合等功能，提升印制電路板設(shè)計(jì)的布局效率。

二、印制電路板設(shè)計(jì)的布線技巧

一般情況下，印制電路板的設(shè)計(jì)軟件都會(huì)提供非常強(qiáng)大的手工布線功能，而自動(dòng)布線則是由全自動(dòng)布線器中的布線引擎進(jìn)行控制，布線時(shí)常常會(huì)將兩種方法聯(lián)合起來(lái)，一般采用先手工，再自動(dòng)，再手工的方式。

（一）布線技巧

在印制電路板設(shè)計(jì)的過(guò)程中，布線也是其中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，一切前期準(zhǔn)備活動(dòng)全部都是圍繞布線進(jìn)行的，布線也是整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中最為精細(xì)、限定最高的一個(gè)步驟。印制電路板的布線主要分為單面、雙面、多層三種，其布線方式則主要分為交互式與自動(dòng)式[2]。對(duì)于要求湘桂較高的布線作業(yè)，可以在進(jìn)行自動(dòng)式布線時(shí)，先運(yùn)用交互式布線，在這個(gè)過(guò)程中，輸出與輸入兩端的邊線需要保證不平行或相鄰，從而降低產(chǎn)生反射干擾的可能性。

（二）電源與地線的相關(guān)處理

另外，即便能夠良好的完成印制電路板中的布線工作，如果電源與地線的處理沒有達(dá)到要求，還是會(huì)產(chǎn)生一定的干擾，從而在一定程度上降低產(chǎn)品性能，更有甚者，還有可能降低產(chǎn)品的成功率。因此，在處理電源與地線的過(guò)程中，需要加上去耦電容。與此同時(shí)，還要盡可能的加寬電源與地線，使信號(hào)線、電源線、地線三者的寬度呈遞增關(guān)系，以降低其產(chǎn)生的噪音干擾，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量。

在使用大面積同層作為地線時(shí)，需要在印制板上將未使用的部分與地相連接，將其作為地線進(jìn)行公分利用，也可以將其作為多層板，讓地線與電源兩者各占用一層，從而避免干擾。

（三）模擬與數(shù)字兩種電路的共地處理

當(dāng)前，絕大多數(shù)的印制電路板都不是傳統(tǒng)單一的功能電路，都是由模擬與數(shù)字兩種電路組成的，所以在進(jìn)行布線的過(guò)程中就需要綜合考慮，避免兩種電路之間的相互干擾，尤其是地線上所產(chǎn)生的噪音干擾。

三、相關(guān)可制造性研究

在當(dāng)前條件下，絕大多數(shù)電子電路產(chǎn)品的生產(chǎn)都以表面組裝技術(shù)為依托，所以，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程中，就一定要將表面組裝技術(shù)的制造過(guò)程充分考慮進(jìn)去，只有這樣，才能保證設(shè)計(jì)出更加符合生產(chǎn)要求的電子電路產(chǎn)品。本文便以多功能燈為例進(jìn)行相關(guān)分析：

（一）表面組裝技術(shù)

多功能燈主要由燈頭、燈頭支臂、外殼、充電電池、導(dǎo)線、電源插座、控制按鈕以及主體控制板等裝置組成。在表面組裝技術(shù)的生產(chǎn)流程中，一般情況下都會(huì)將表面組裝技術(shù)分為錫膏支撐與掛膠支撐兩部分[3]。兩者的區(qū)別主要體現(xiàn)在貼片前后：貼片前，前者使用的是焊錫膏，后者使用的是貼片膠；貼片后，前者通過(guò)回流爐的方式來(lái)完成焊接，后者雖然也過(guò)回流爐，但其作用只是固定，真正焊接時(shí)還要過(guò)波峰焊。除此之外，在對(duì)主控板進(jìn)行設(shè)計(jì)與選擇時(shí)，還需要注意陰陽(yáng)板在拼版過(guò)程中的使用、陰陽(yáng)板的優(yōu)缺點(diǎn)、使用拼版的個(gè)數(shù)等方面。

（二）拼版方案

通過(guò)對(duì)具體情況以及設(shè)計(jì)生產(chǎn)分析，多功能燈的主體控制板主要運(yùn)用的是雙面錫膏回流焊接工藝。所以通過(guò)選擇多功能燈主體控制板元件，可以對(duì)配置圖中的頂面線路層和地面線路層進(jìn)行分析，并設(shè)計(jì)出預(yù)支相對(duì)應(yīng)的拼版圖[4]。設(shè)計(jì)時(shí)可以采取正面與背面同方向，或正面與背面相交叉兩種拼版方案。

由于主體控制板正面的元件相對(duì)較多，如果采取正面與背面同方向的拼版設(shè)計(jì)，便會(huì)產(chǎn)生元件分布不均的問(wèn)題，元件分布過(guò)于集中會(huì)造成局部區(qū)域散熱不良，溫度升高過(guò)快，從而使主體控制板在進(jìn)入回流焊接的過(guò)程中形成板子翹曲[5]。因此，采用正面與背面相交叉的拼版方式更加合理。

（三）拼版方案選擇原因及優(yōu)勢(shì)

選擇正面與背面相交叉拼版方式主要有以下三方面原因：其一，能夠?qū)⒈砻娼M裝技術(shù)的長(zhǎng)線優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，從而提升打件效率；其二，能夠有效節(jié)省網(wǎng)版；其三，如果將其做成單面板，需要運(yùn)用手工方式進(jìn)行元器件焊接，在一定程度上降低了生產(chǎn)效率。

采用正面與背面相交叉拼版方式的優(yōu)點(diǎn)在于以下四方面：其一，能夠有效節(jié)省生產(chǎn)成本；其二，采用這種方式在程序編制初期便可以有效節(jié)省程序優(yōu)化時(shí)間，相當(dāng)于將兩面程序當(dāng)做一個(gè)程序進(jìn)行編制，只需要針對(duì)一個(gè)程序進(jìn)行優(yōu)化條件的考慮；其三，對(duì)于一部分產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，采用這種方式可以在很大程度上節(jié)省輔料，還能夠減少附加工具的使用頻率，如能夠少做一片鋼網(wǎng)等；其四，采用這種方式能夠有效提升生產(chǎn)產(chǎn)量，其原因在于在生產(chǎn)過(guò)程中不用經(jīng)常換產(chǎn)，節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間，另外，這種方式實(shí)際上是一種裝貼程序，與兩面程序相比，能夠減少一半的基板搬運(yùn)時(shí)間。

結(jié)論：

以上技巧在進(jìn)行印制電路板設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的過(guò)程中常常會(huì)被忽視，但作為一個(gè)專業(yè)人員來(lái)說(shuō)，卻是必須要掌握的基本技能，因此，在學(xué)習(xí)與運(yùn)用過(guò)程中，都需要重視電子電路的實(shí)用性設(shè)計(jì)，以提升電子產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳小花，李殊驍.基于虛擬技術(shù)的電子電路設(shè)計(jì)與仿真[J].廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014.11（16）：155-156.

[2]張君昌，張丹，崔力.融合Burg譜估計(jì)與信號(hào)譜平坦度的語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)[J].西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2012.12（11）：247-248.

[3]張君昌，劉海鵬，樊養(yǎng)余.一種自適應(yīng)時(shí)移與閾值的DCT語(yǔ)音增強(qiáng)方法[J].西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2013.19（05）：132-134.

電源電路設(shè)計(jì)技巧范文3

涉及可視化仿真工具的應(yīng)用工作主要圍繞MATLAB進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)，避免繁瑣繪圖以及計(jì)算流程的牽制效應(yīng)，最終挖掘直觀、快捷的電流變換電路的創(chuàng)新存在模式。因此，本文具體聯(lián)合負(fù)荷升降要求的變換裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)情景演練，將內(nèi)部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及電感參數(shù)設(shè)計(jì)要求劃分清晰，同時(shí)完整論述該類系統(tǒng)的規(guī)范原理，穩(wěn)定必要結(jié)構(gòu)疏通潛力。

【關(guān)鍵詞】直流斬波 電路樣式 MATLAB 模擬技術(shù) 細(xì)化流程

直流斬波電路強(qiáng)調(diào)疏通可調(diào)電壓環(huán)境下的直流電形態(tài)，穩(wěn)定輸入與輸出流程的銜接績(jī)效。技術(shù)人員為了有效穩(wěn)固該電路性能，從中挖掘適當(dāng)?shù)奶嵘绞剑瑫r(shí)對(duì)開發(fā)原理以及性能提升要領(lǐng)進(jìn)行同步規(guī)劃。需要注意的是，其中實(shí)際斬波裝置的工作模式存在兩類，包括脈沖與頻率調(diào)試技巧。

1 斬波電路的工作原理論述

直流斬波電路主要功能就是結(jié)合直流電調(diào)試轉(zhuǎn)換特性進(jìn)行結(jié)構(gòu)延展，透過(guò)對(duì)機(jī)理布置特征的觀察，涉及不同樣式的控制方式具體可以延展為時(shí)間比例、瞬時(shí)值以及二者混合構(gòu)建途徑。此類電路主張使用某類權(quán)控器件，途中聯(lián)系IGBT以及相關(guān)器件進(jìn)行總體流程延展；控制環(huán)節(jié)中若采用晶閘管，技術(shù)人員需設(shè)置晶閘管關(guān)斷的輔助電路。整體電路以及相關(guān)電流規(guī)劃流程中為了穩(wěn)定管制績(jī)效，有關(guān)設(shè)計(jì)人員專門設(shè)置了續(xù)流二極管部件。這類斬波電路的典型用途之一就是應(yīng)用拖動(dòng)式直流電動(dòng)機(jī)，同時(shí)積極帶動(dòng)蓄電池負(fù)載功能；不足之處在于這類布局體系中都將出現(xiàn)反電動(dòng)勢(shì)狀況。在現(xiàn)實(shí)電路設(shè)計(jì)流程中主要運(yùn)用開關(guān)器件、阻性負(fù)載以及協(xié)調(diào)電壓管理，并且內(nèi)部電壓數(shù)值主要借助開關(guān)張合狀態(tài)表現(xiàn)。

2 直流斬波電路的建模與仿真操作技術(shù)研究

2.1 借用IGBT搭建的直流降壓斬波電路以及規(guī)范參數(shù)設(shè)置

按照特定直流變換裝置仿真模擬操作技巧分析，有關(guān)默認(rèn)格式下的參數(shù)設(shè)計(jì)與緩沖電路管理工作需要滿足同步跟進(jìn)條件。在留有升降功能的非隔離式變換裝置空間之下，有關(guān)變換器之間的正負(fù)極性輸出機(jī)理形態(tài)十分復(fù)雜，必須全程依靠?jī)?chǔ)能電感疏通。整個(gè)流程下來(lái)，必定造成變換器的耗能數(shù)量增加結(jié)果，影響實(shí)際工作協(xié)調(diào)質(zhì)量。在實(shí)際項(xiàng)目開展過(guò)程中，技術(shù)人員最好全面摒棄不同變換器既定工作理念，同時(shí)采用新型技術(shù)指標(biāo)要求規(guī)范開關(guān)電源結(jié)構(gòu)，爭(zhēng)取從中獲取優(yōu)良的使用價(jià)值。IGBT具體結(jié)合高壓應(yīng)用與快速終端設(shè)備進(jìn)行垂直功率的自然進(jìn)化調(diào)整；因?yàn)閮?nèi)部源漏通道電阻附加效應(yīng)影響，IGBT開始針對(duì)結(jié)構(gòu)功率缺陷進(jìn)行應(yīng)對(duì)。盡管創(chuàng)新模式的MOSFET設(shè)備將RDS特性全面規(guī)整，但是在高平電環(huán)境中的功率導(dǎo)通損耗現(xiàn)象仍然十分緊張；為了穩(wěn)固IGBT結(jié)構(gòu)，需要貫徹標(biāo)準(zhǔn)雙極器件與VCE同步調(diào)用實(shí)效，將高電流密度瓶頸限制全面克服。

2.2 變換器控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)流程分析

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中主要采取模擬控制與數(shù)字調(diào)節(jié)兩種途徑，本文就是重點(diǎn)結(jié)合變換器交互式系統(tǒng)進(jìn)行雙重規(guī)整。為了穩(wěn)定變換器降壓與升壓工作模式需求，不同電路疏通信號(hào)應(yīng)該主動(dòng)與最新電路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)良匹配，保證將邏輯控制下的分配問(wèn)題全面肅清。按照這種原理分析，技術(shù)人員開始將變換器與主變換電路開關(guān)電源進(jìn)行智能匹配，后期結(jié)論內(nèi)容具體如下所示：新型變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，各個(gè)節(jié)點(diǎn)工作交流模式也相對(duì)明確一些，能夠穩(wěn)定數(shù)字化模擬操作的動(dòng)機(jī)需求。

2.3 直流斬波電路的建模與仿真操作

2.3.1 仿真模型以及相關(guān)參數(shù)匹配

結(jié)合IGBT直流降壓電路建模以及參數(shù)設(shè)置條件進(jìn)行科學(xué)分析，有關(guān)直流變換器仿真模型與默認(rèn)參數(shù)設(shè)置條件已經(jīng)齊全，為了迎接緩沖電路的消極化影響挑戰(zhàn)，在設(shè)計(jì)仿真操作流程中主要遵循以下細(xì)化工序要求：將參數(shù)調(diào)試界面打開，選取固定算法之后設(shè)置相對(duì)誤差標(biāo)準(zhǔn)，直接點(diǎn)擊進(jìn)入仿真模擬流程，其中各類脈沖周期統(tǒng)一穩(wěn)定在0.001s左右，有關(guān)后期的仿真控制結(jié)果要做到精準(zhǔn)提取；可在固定窗口位置建立全新模型結(jié)構(gòu)，并將工具箱電力模塊與IGBT模塊等資源依次打開，按照默認(rèn)值要求實(shí)施必要參數(shù)規(guī)劃，同時(shí)將內(nèi)部緩沖電路取消；之后將電源模塊打開，將必要直流電壓模塊灌輸并打開參數(shù)設(shè)置條框，將電壓源設(shè)置為200V；后續(xù)可將必要部件與接地模塊組打開，并直接復(fù)制串聯(lián)樣式的規(guī)劃窗口，將內(nèi)部電阻設(shè)置為10Ω；透過(guò)MATLAB輸入源模塊，同時(shí)在buck窗口環(huán)境中復(fù)制脈沖發(fā)生器模型，必要時(shí)可實(shí)現(xiàn)輸出結(jié)果與IGBT門極的匹配目標(biāo)。

2.3.2 直流升降壓斬波電路的仿真操作

結(jié)合IGBT元件以及電路仿真模擬流程進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)觀察，涉及默認(rèn)參數(shù)以及電路緩沖效應(yīng)必須及時(shí)得到制定。尤其在電感支路與仿真動(dòng)作同步延展條件下，為了主動(dòng)迎合升降壓斬波理論的精準(zhǔn)規(guī)范要求，在直流變換電路設(shè)計(jì)過(guò)程中主要運(yùn)用電控基準(zhǔn)作為開關(guān)節(jié)點(diǎn)，保證電路接通與斷開時(shí)機(jī)的科學(xué)管控。適當(dāng)應(yīng)用SIMU LINK對(duì)降壓斬波電路與升降壓斬波的仿真結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析，并做好與常規(guī)電路設(shè)計(jì)方案的對(duì)比準(zhǔn)備，確保輸出電壓波形的穩(wěn)定狀態(tài)，最終全面驗(yàn)證仿真結(jié)果的精準(zhǔn)效應(yīng)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，運(yùn)用MATLAB對(duì)降壓斬波電路仿真模擬操作流程進(jìn)行細(xì)致分析，同時(shí)采取常規(guī)電路歸控結(jié)果進(jìn)行同步檢驗(yàn)，進(jìn)而全面肯定創(chuàng)新操作流程的積極效用。這種模擬操作手段有效杜絕了傳統(tǒng)分析模式中的繁瑣繪圖與計(jì)算流程，進(jìn)而靈活改變參數(shù)組合搭配樣式，適應(yīng)科學(xué)調(diào)試的現(xiàn)實(shí)狀況，爭(zhēng)取為后期電子技術(shù)與多元內(nèi)涵整合奠定雄厚基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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電源電路設(shè)計(jì)技巧范文4

關(guān)鍵詞 ZPW-2000A；自動(dòng)閉塞；光電耦合器；抗干擾；信號(hào)；聯(lián)鎖；區(qū)間

中圖分類號(hào)：U22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2013）19-0026-02

我國(guó)電氣化鐵路接觸網(wǎng)采用25 kV單相交流供電，牽引電流最高可以達(dá)到上千安培以上，電力機(jī)車的牽引變壓器在工作過(guò)程中產(chǎn)生大量的諧波成分和電磁干擾，設(shè)備的可靠性和抗干擾能力對(duì)整個(gè)信號(hào)系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行有著重要影響。隨著鐵路信號(hào)設(shè)備數(shù)字化程度的推進(jìn)，傳統(tǒng)的模擬控制系統(tǒng)已經(jīng)很難滿足鐵路現(xiàn)場(chǎng)的要求。為了能更有效地監(jiān)控軌道電路現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作狀態(tài)，使信號(hào)設(shè)備避開電磁波等干擾，設(shè)計(jì)了通過(guò)線性光電耦合器實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)電信號(hào)的精確采樣，通過(guò)光電耦合器和固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)信號(hào)設(shè)備的有效控制。

1 光電耦合器的基本電路

光電耦合器（簡(jiǎn)稱光耦），是一種把發(fā)光元件和光敏元件封裝在同一殼體內(nèi)，中間通過(guò)電光電的轉(zhuǎn)換來(lái)傳輸電信號(hào)的半導(dǎo)體光電子器件。光電耦合器可根據(jù)不同要求，由不同種類的發(fā)光元件和光敏元件組合成許多系列的光電耦合器。目前應(yīng)用最為廣泛的是發(fā)光二極管和光敏三極管組合成的光電耦合器。光電耦合器的基本工作原理是：光電耦合器件中的發(fā)光二極管為輸入端，當(dāng)正向輸入電流流向其PN結(jié)時(shí)，發(fā)光管發(fā)光，從而形成一個(gè)光源，發(fā)光的強(qiáng)度隨電流的增加而增加。輸出端為光敏器件，其作用是將光信號(hào)檢測(cè)后變?yōu)殡娏鬏敵觥Ｔ摴庠凑丈涞焦饷羧龢O管表面上，使光敏三極管產(chǎn)生集電極電流，該電流的大小與光照的強(qiáng)弱，亦即流過(guò)二極管的正向電流的大小成正比。由于光耦合器的輸入端和輸出端之間通過(guò)光信號(hào)來(lái)傳輸，因而兩部分之間在電氣上完全隔離，沒有電信號(hào)的反饋和干擾，故性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。發(fā)光管和光敏管之間的耦合電容小（2 pf左右）、耐壓高（2.5 kV左右），故共模抑制比很高。輸入和輸出間的電隔離度取決于兩部分供電電源間的絕緣電阻。此外，因其輸入電阻小（約10 Ω），對(duì)高內(nèi)阻源的噪聲相當(dāng)于被短接。因此，由光耦合器構(gòu)成的模擬信號(hào)隔離電路具有優(yōu)良的電氣性能。

光耦的基本電路如圖1所示。圖1（a）的負(fù)載電阻RL接在發(fā)射極及地之間，圖1（b）的負(fù)載電阻RL接在電源與集電極之間。

在圖1（a）中，輸入端加上輸入電壓，經(jīng)限流電阻R1后，有一定的電流IF流經(jīng)紅外發(fā)光二極管，IF與輸入電源、發(fā)光二極管的正向壓降VF及R1的關(guān)系為：IF=（Vcc-VF）/R1式中的VF取1.3 V。IF的最大值查手冊(cè)得出（一般情況下工作時(shí)IF≤10 mA）。

從圖1（b）可以看出，輸入端不加輸入電壓，二極管截止，無(wú)光電流產(chǎn)生，輸出端電壓是集電極電壓。輸入端加了Vcc電壓，負(fù)載得電，二極管導(dǎo)通，產(chǎn)生光電流，輸出端電壓為0 V，這個(gè)功能相當(dāng)于“反相器”。如果在輸入端加幅值為5 V的脈沖，輸出端集電極電壓是12 V，RL=10 kΩ，則輸出的脈沖幅值接近12 V，從這功一能來(lái)看，相當(dāng)于“變壓器”；若輸入電壓從0躍變到+5V，輸出則從0躍變到接近12 V，它又可用作電平“轉(zhuǎn)換器”。

2 光電耦合管在ZPW-2000A自動(dòng)閉塞系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

ZPW-2000A自動(dòng)閉塞設(shè)備中，一方面要實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、處理，從而控制現(xiàn)場(chǎng)電路狀態(tài)。系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)電流、電壓幅值是有效值信號(hào)，再通過(guò)光電耦合器配合運(yùn)放電路轉(zhuǎn)換為單片機(jī)的最佳采樣區(qū)間；另一方面要接收并執(zhí)行來(lái)自單片機(jī)的命令：包括設(shè)置參數(shù)、傳輸歷史數(shù)據(jù)、清除歷史數(shù)據(jù)等。光電耦合器主要應(yīng)用于隔離放大電路、取樣電路、檢測(cè)邏輯電路、控制電路及電平轉(zhuǎn)換電路等。

2.1 低壓電路之間的隔離線性放大器電路設(shè)計(jì)應(yīng)用

在ZPW-2000A無(wú)絕緣軌道電路衰耗器的移頻報(bào)警電路中，應(yīng)用電路如圖2所示。光電耦合管5起到兩個(gè)低壓電路間的隔離和放大作用。若各區(qū)間信號(hào)點(diǎn)的發(fā)送器和接收工作正常，報(bào)警光耦導(dǎo)通，Kz24V的電源經(jīng)過(guò)R1和光耦5的二極管及報(bào)警光耦回到負(fù)極，使光耦5導(dǎo)通，它的射極輸出控制三極管V7導(dǎo)通，控制YBJ吸起。

2.2 編碼條件讀取中的光電隔離電路設(shè)計(jì)應(yīng)用

在ZPW-2000A發(fā)送器低頻和載頻編碼條件讀取時(shí)，考慮故障—安全，電路中設(shè)置了讀取光耦、控制光耦。消除配線干擾，保證模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的隔離，采用“功率型”電路。

如圖3所示，根據(jù)GJ的狀態(tài)控制“編碼條件電源”（+24V）接入。

由B點(diǎn)送入由CPU控制產(chǎn)生的方波信號(hào)，當(dāng)GJ時(shí)，+24V編碼條件電源接通，即可從“讀取光耦”受光器A點(diǎn)獲得與B點(diǎn)相位相同的方波信號(hào)，送回到CPU。當(dāng)GJ時(shí)，+24V編碼條件電源斷開，受光器A點(diǎn)不能獲得與B點(diǎn)相位相同的方波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)編碼條件的讀取。

“控制光耦”與“讀取光耦”的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)外界干擾信號(hào)和電路元件故障的動(dòng)態(tài)檢查。任一光耦的發(fā)光源，受光器發(fā)生短線或擊穿等故障時(shí)，或各種電磁干擾信號(hào)等“讀取光耦”A點(diǎn)都得不到動(dòng)態(tài)的脈沖信號(hào)。

另外，采用光電耦合器也實(shí)現(xiàn)了外部編碼控制電路與微機(jī)數(shù)字電路的隔離。

2.3 脈沖檢測(cè)電路中光電隔離電路設(shè)計(jì)應(yīng)用

在發(fā)送器的安全與門電路中，采用相互獨(dú)立的兩路非“故障—安全”數(shù)字電路，該電路由統(tǒng)一外控微機(jī)輸出條件控制，每路數(shù)字電路對(duì)信息執(zhí)行結(jié)果判斷符合要求后，各自送出一組連續(xù)方波動(dòng)態(tài)信號(hào)。專門設(shè)計(jì)兩個(gè)光電耦合管對(duì)兩組連續(xù)方波動(dòng)態(tài)信號(hào)進(jìn)行檢查。只有在確認(rèn)兩組動(dòng)態(tài)信號(hào)同時(shí)存在條件下，方可驅(qū)動(dòng)執(zhí)行繼電器，其原理電路如圖4所示。

兩個(gè)脈沖動(dòng)態(tài)信號(hào)分別是由CPU1、CPU2單獨(dú)送出。“光耦1”、“光耦2”用于檢測(cè)兩個(gè)脈沖信號(hào)是否存在，驗(yàn)證功出的檢測(cè)結(jié)果，并實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路與模擬電路間的隔離。

變壓器B1將“光耦1”接收的方波信號(hào)讀出，經(jīng)“整流橋1”的整流及電容C1的濾波后，在負(fù)載R2上產(chǎn)生一個(gè)獨(dú)立的直流電源U0。該獨(dú)立電源反映了CPU1上輸出了脈沖信號(hào)，并做為執(zhí)行電路開關(guān)為“光耦2”管提供了集電極電源。

“光耦2”接收“CPU2”信號(hào)，通過(guò)射極輸出控制開關(guān)三級(jí)管的導(dǎo)通與截止。變壓器B2將“光耦2”接收的方波信號(hào)讀出，經(jīng)“整流橋2”的整流及電容C2的濾波后，輸出直流控制FBJ。FBJ的吸起必須檢測(cè)“方波1”、“方波2”同時(shí)存在的條件下。

3 結(jié)論

系統(tǒng)通過(guò)線性光電耦合器的精確傳輸，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對(duì)強(qiáng)電側(cè)信號(hào)的精確采樣，進(jìn)而通過(guò)光電耦合器和固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行、表示、計(jì)算機(jī)等設(shè)備的控制。和以往的系統(tǒng)相比，由于采用光電傳輸，抗干擾性好，并且容易操作；采用數(shù)字系統(tǒng)使體積減小，成本較低；并且由于新型單片機(jī)的強(qiáng)大功能，使得系統(tǒng)功能有很好的擴(kuò)展性。

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電源電路設(shè)計(jì)技巧范文5

關(guān)鍵詞：電子 制圖 驅(qū)動(dòng)

隨著電子技術(shù)、電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期不斷加快，傳統(tǒng)的職業(yè)院校電子專業(yè)課程已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足企業(yè)對(duì)電子專業(yè)技能人才的要求。從筆者學(xué)院近幾年畢業(yè)的電子專業(yè)學(xué)生的跟蹤反饋中，我們發(fā)現(xiàn)企業(yè)迫切需要職業(yè)院校加快課程體系的建設(shè)。為此，筆者學(xué)院根據(jù)企業(yè)調(diào)研的結(jié)果，在學(xué)院的電子類相關(guān)專業(yè)增設(shè)了電子工程制圖課程。為使課程教學(xué)真正貫徹落實(shí)“堅(jiān)持以就業(yè)為導(dǎo)向，深化職業(yè)教育教學(xué)改革”的原則，筆者學(xué)院組織電子教研室與計(jì)算機(jī)教研室具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的一線教師共同開展專項(xiàng)教改課題研究，力求使課堂內(nèi)容貼近教學(xué)實(shí)際，滿足學(xué)生成才與企業(yè)電子專業(yè)崗位群的需要。經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)實(shí)踐，筆者學(xué)院已逐步將該課程建設(shè)成有特色、實(shí)用性強(qiáng)的精品課程。

一、職業(yè)院校電子工程制圖教學(xué)任務(wù)

電子工程制圖作為職業(yè)院校電子類相關(guān)專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，在教學(xué)中首先必須把握住課程的教學(xué)任務(wù)。根據(jù)企業(yè)崗位群的需要，我們將該課程的教學(xué)任務(wù)定位于使學(xué)生掌握運(yùn)用相關(guān)軟件完成電路原理圖的繪制、電路仿真、PCB板的設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)規(guī)則的檢查、輸出文檔報(bào)表等一系列的技能，對(duì)學(xué)生進(jìn)行職業(yè)意識(shí)培養(yǎng)和職業(yè)道德教育，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)與職業(yè)能力，增強(qiáng)學(xué)生適應(yīng)職業(yè)變化的能力，為學(xué)生職業(yè)生涯的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

二、職業(yè)院校電子工程制圖教學(xué)內(nèi)容

通過(guò)近幾年的教學(xué)實(shí)踐與摸索，筆者學(xué)院逐漸建立起一套適應(yīng)學(xué)院實(shí)際教學(xué)狀況的教學(xué)模式。首先在教學(xué)軟件的選擇上，不盲目追求“品牌”，而是選擇最適合學(xué)院職校生當(dāng)前知識(shí)、能力素質(zhì)的軟件。經(jīng)過(guò)多方比較、試用、反饋，特別是征求企業(yè)一線電子技術(shù)工程師的意見，最終決定采用Protel DXP 2004軟件。該軟件是基于Windows操作平臺(tái)的一款支持中文操作的電子電路設(shè)計(jì)軟件，它具有強(qiáng)大的設(shè)計(jì)功能，能夠滿足電子電路設(shè)計(jì)的需要，為用戶提供全面的設(shè)計(jì)解決方案，也是目前用戶群最大、實(shí)際工程應(yīng)用最廣泛的版本。其次在教師隊(duì)伍的培養(yǎng)上“走出去，請(qǐng)進(jìn)來(lái)”。筆者學(xué)院的許多電子專業(yè)教師是大學(xué)畢業(yè)直接分配進(jìn)入學(xué)校任教的，其中有很多老教師對(duì)于電子工程制圖的軟件應(yīng)用十分陌生，特別是都缺乏企業(yè)實(shí)踐經(jīng)歷。為此，學(xué)院一方面利用校企合作的模式，鼓勵(lì)相關(guān)專業(yè)教師利用寒暑假去企業(yè)第一線調(diào)研、培訓(xùn)，同時(shí)聘請(qǐng)企業(yè)的電子工程師、技師以及技術(shù)人員來(lái)校擔(dān)任外聘教師，這樣“兩條腿走路”，就使教學(xué)真正實(shí)現(xiàn)與企業(yè)需求的“無(wú)縫對(duì)接”。

三、職業(yè)院校電子工程制圖教學(xué)模式

由于學(xué)院學(xué)生的層次差異較大，因此在教學(xué)中必須根據(jù)不同層次學(xué)生的需求展開教學(xué)。為了幫助學(xué)生迅速掌握Protel DXP 2004設(shè)計(jì)系統(tǒng)的使用方法和操作技巧，學(xué)院在教學(xué)中摒棄傳統(tǒng)的以知識(shí)傳授為主線的知識(shí)架構(gòu)，而是以項(xiàng)目為載體，以任務(wù)來(lái)推動(dòng)，依托具體的工作項(xiàng)目和任務(wù)將有關(guān)專業(yè)課程的內(nèi)容逐次展開，這樣才能實(shí)現(xiàn)預(yù)定教學(xué)目標(biāo)。

1.項(xiàng)目教學(xué)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)

項(xiàng)目教學(xué)法已被證明是比較適合于職業(yè)院校專業(yè)課程教學(xué)的一種教學(xué)方法。針對(duì)電子工程制圖課程的教學(xué)特點(diǎn)，我們將整個(gè)教學(xué)內(nèi)容分為九個(gè)項(xiàng)目，即初識(shí)Protel 的發(fā)展及作用、繪制串聯(lián)型穩(wěn)壓電源原理圖、生成串聯(lián)型穩(wěn)壓電源原理圖相關(guān)報(bào)表、制作原理圖元件庫(kù)、熟悉PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作環(huán)境、制作新的PCB元件庫(kù)、制作串聯(lián)型穩(wěn)壓電源電路PCB板、層次原理圖的設(shè)計(jì)、制作模擬烘 手機(jī)顯示與控制電路的PCB板。各個(gè)項(xiàng)目設(shè)置不同難度的任務(wù)，如“繪制串聯(lián)型穩(wěn)壓電源原理圖”項(xiàng)目安排設(shè)置串聯(lián)型穩(wěn)壓電源原理圖環(huán)境、原理圖元件庫(kù)、放置串聯(lián)型穩(wěn)壓電源元件、串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的元件布局、放置串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的導(dǎo)線、放置電源/接地端口等任務(wù)，在每個(gè)項(xiàng)目的任務(wù)都完成后，教師布置所講授內(nèi)容的“自我測(cè)評(píng)”。這樣將完成這些項(xiàng)目任務(wù)作為目的精選課堂教學(xué)內(nèi)容，各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的分布由淺入深，從簡(jiǎn)到繁，循序漸進(jìn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性得到了充分的激發(fā)。

2.案例導(dǎo)入，理實(shí)一體

電源電路設(shè)計(jì)技巧范文6

關(guān)鍵字：FPGA；高速低功耗； 方法措施

FPGA的功耗高度依賴于用戶的設(shè)計(jì)，沒有哪種單一的方法能夠?qū)崿F(xiàn)這種功耗的降低，如同其它多數(shù)事物一樣，降低功耗的設(shè)計(jì)就是一種協(xié)調(diào)和平衡藝術(shù)，在進(jìn)行低功耗器件的設(shè)計(jì)時(shí)，人們必須仔細(xì)權(quán)衡性能、易用性、成本、密度以及功率等諸多指標(biāo)。

FPGA設(shè)計(jì)的總功耗包括靜態(tài)功耗和動(dòng)態(tài)功耗兩個(gè)部分。其中，靜態(tài)功耗是指邏輯門沒有開關(guān)活動(dòng)時(shí)的功率消耗，主要由泄漏電流造成的，隨溫度和工藝的不同而不同。靜態(tài)功耗主要取決于所選的FPGA產(chǎn)品。

動(dòng)態(tài)功耗是指邏輯門開關(guān)活動(dòng)時(shí)的功率消耗，在這段時(shí)間內(nèi)，電路的輸入輸出電容完成充電和放電，形成瞬間的軌到地的直通通路。與靜態(tài)功耗相比，通常有許多方法可降低動(dòng)態(tài)功耗。

為提高FPGA的數(shù)據(jù)處理速度及降低芯片功耗，邏輯電路設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)采用以下措施：

（1）采用流水線，降低芯片功耗，提高系統(tǒng)時(shí)鐘。流水線是一種設(shè)計(jì)技巧，它在很長(zhǎng)的組合邏輯路徑中插入寄存器，寄存器雖增加了運(yùn)算周期數(shù)，卻能大大減少組合邏輯延時(shí)，提高整個(gè)系統(tǒng)工作頻率。有流水線電路在占用資源略有增加情況下，工作速度是沒有流水線電路的2倍多，可見，少量資源換來(lái)了芯片工作速度的成倍增加。

（2）按面積優(yōu)化組合邏輯，減小組合邏輯的復(fù)雜性，從而減少組合電路需要的邏輯門數(shù)量，邏輯門數(shù)的減少，意味著芯片功耗的降低。流水線的使用已經(jīng)保證芯片具有足夠高的處理速度，各個(gè)寄存器間的組合邏輯不再以速度為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，考慮到功耗要求，應(yīng)以最少的邏輯門數(shù)實(shí)現(xiàn)該功能。

（3）以原理圖描述功能模塊的數(shù)據(jù)流，以VHDL語(yǔ)言的行為語(yǔ)句描述控制流。這種邏輯電路設(shè)計(jì)思想，充分利用原理圖設(shè)計(jì)直觀、形象和VHDL輸入法簡(jiǎn)單明了的優(yōu)勢(shì)，既可以獲得具有高效率流水線結(jié)構(gòu)的同步電路，又能夠大大縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。

（4）在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)使用“自底向上”與“自頂向下”設(shè)計(jì)相結(jié)合、“邏輯設(shè)計(jì)”與“功能仿真”交替進(jìn)行的設(shè)計(jì)技巧，以保證邏輯電路的層次化、模塊化以及功能的正確性。首先把邏輯復(fù)雜的功能模塊，分割為幾個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的小模塊；然后分別設(shè)計(jì)這些小模塊，進(jìn)行功能仿真，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，修改設(shè)計(jì)，再仿真……，直到功能完全正確；再實(shí)例化小模塊，組成功能復(fù)雜的大模塊，依舊重復(fù)功能仿真、修改設(shè)計(jì)的過(guò)程；再實(shí)例化這些大模塊，構(gòu)成更上層模塊……，最后獲得功能完全正確的邏輯電路。

（5）在時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)上減少開關(guān)動(dòng)作也可大幅降低功耗。多數(shù)可提供獨(dú)立全局時(shí)鐘的FPGA是分割為幾部分的，若一個(gè)設(shè)計(jì)間歇地采用部分邏輯，就可關(guān)掉其時(shí)鐘以節(jié)省功耗。最新FPGA中的PLL可禁止時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)并支持時(shí)鐘轉(zhuǎn)換，因此既可關(guān)掉時(shí)鐘也可轉(zhuǎn)換為更低頻率的時(shí)鐘。更小的邏輯部分能夠潛在地使用本地/局域時(shí)鐘來(lái)替代全局時(shí)鐘，因此不必使用不相稱的大型時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)。

（6）對(duì)易受干擾的設(shè)計(jì)而言，減少意外的邏輯干擾可大幅降低動(dòng)態(tài)功耗。意外干擾是在組合邏輯輸出時(shí)產(chǎn)生的暫時(shí)性邏輯轉(zhuǎn)換。減少這種效應(yīng)的一個(gè)方法是重新考慮時(shí)序設(shè)計(jì)，以平衡時(shí)序關(guān)鍵路徑和非關(guān)鍵路徑間的延遲。用戶可在軟件工具的幫助下應(yīng)用這種方法，例如某軟件可通過(guò)組合邏輯移動(dòng)寄存器的位置，以實(shí)現(xiàn)平衡時(shí)序。另外一種方法是引入流水線結(jié)構(gòu)，以減少組合邏輯深度，流水線還有助于增加速度。第二種方法對(duì)無(wú)意外干擾設(shè)計(jì)的效果不明顯，相反還可能增加功耗。

方便快捷的精確功率估算工具，不僅有助于設(shè)計(jì)工程師對(duì)功率進(jìn)行定量評(píng)估，同時(shí)也有助于加快產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)度。如果在初期功率評(píng)估工具和數(shù)據(jù)表中沒有實(shí)際數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)工程師就不能在設(shè)計(jì)階段走得更遠(yuǎn)。獲取初期評(píng)估數(shù)據(jù)工具，可使設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)開始之前就進(jìn)行功率估算。此外作為設(shè)計(jì)規(guī)劃，工程師可將布局和布線設(shè)計(jì)加載到更精確的功率評(píng)估持續(xù)當(dāng)中，從而得到一個(gè)更精準(zhǔn)的功耗描述。最好的評(píng)估工具可使仿真文件無(wú)縫集成到電源工具中，因而能夠獲得開關(guān)功率的精確描述；若不能進(jìn)行仿真，則該工具也能自動(dòng)給出FPGA設(shè)計(jì)的評(píng)估參數(shù)。

參考文獻(xiàn)：