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照明型EPS應急電源設計的基本要求有哪些?
來源:本站 發布時間:2012-9-3 23:09:35 瀏覽次數: 次
照明型EPS設計的基本要求有哪些?
一、設計要點
設計是電力電子裝置研制過程中必不可少的重要環節。設計是將設計者的思維變成研制工作所必需的圖樣和數據的過程。在設計過程中,根據設計任務書的技術要求,應用的理論知識、實際經驗和各種參數數據;理論知識起指導作用,實際經驗和參考數據起支持作用。
1、原理設計:是一種不完全的,為可行性論證而進行的設計。例如,根據設計任務書而設計某種電路圖。設計的目的是為了證明可以用該電路來實現設計任務書提出的性能、功能與生產成本。
2、參數設計:原理設計的補充,為了使原理設計得以實現,具體計算電路的各種參數是必不可少的,通過參數設計可使原理設計得到修正和補充,進一步提高原理設計的可行性,滿足設計任務書的要求。
3、程序設計:現代電力電子裝置應用微處理器組成核心控制電路的越來越多,因此程序設計已經逐漸成為設計過程中不可缺少的組成部分。
4、安全設計:可靠設計、熱設計與電磁兼容 EMC 設計。
5、結構設計:研究工作向裝置制造轉化的重要步驟,包括主電路機械結構、控制電路結構、外部接口、機柜或機箱結構等,主要目的是:針對工作條件而確定裝置的熱學與力學上的要求,為制造實際裝置提供可行數據和圖樣。結構設計內容頗為復雜,需要較多的實際工藝知識,一般要與機械結構設計工程師與工藝師配合來完成。
二、 設計流程
要完成一個裝置的設計,需要經過以下一些步驟:
1、初步設計:內容包括電路原理設計、元器件參數概算、驗證初步設計可行性的計算機仿真分析,進行模擬實驗與局部實驗等;其間還要進行與性能相關的損耗分析、電路穩態分析與動態分析;然后確定基本技術方案;最后,據此提出一份滿足設計任務書的電原理圖。
2、技術設計:包括參數設計、程序設計、安全設計、EMC 設計與可靠性設計,對電源理圖中的各個電路參數的計算與有關元器件、零部件的選擇,通過價值工程與元器件參數優化的綜合分析,例如各開關器件的電壓最高值、電流最大值等。這里面元器件參數計算和選擇較為容易如半導體器件、電阻、電容等,經過參數計算后,可直接由定型產品中得到。另一些沒有定型產品的零部件如某些變壓器、電抗器等,只進行電參數計算是遠遠不夠的,還要進行結構參數計算和工藝設計,再通過生產部門加工才能得到。為了驗證技術與生產可行性,還必須進行原理樣機的實驗。
3、總體(工程)設計:為制造裝置而進行的全面設計,與前述設計最大的不同在于增加了應對環境試驗要求的機械結構設計、工藝與質量控制要求的內容,目的是提出制造該裝置所需的生產工藝流程圖與各階段生產工藝要求等詳細圖樣和各種參數。為保證質量一致性,模具與工裝的設計、調試、檢驗工藝等是不可缺少的。為了質量控制,還應對裝置提出相應的質量管理控制點與管理要求,目的是達到經濟運行(可靠度、可用度、可維護度)。
三、設計依據
1、各種標準: 設計中必須按照各種現行國家標準(GB)、國家軍用標準(GJB)、行業標準的有關規定執行;最好能按國際標準(如 IEC標準、美國IEEE標準等) 進行設計;特殊場合使用的設備不能按相關標準執行時,稱為非標準設備。為了保證質量,如果該類產品有國家或行業標準,規定企業制定的產品標準必須高于國家或行業標準。按執行標準的程度,國際或國家標準都分為兩大類標準。一類為強制性標準;另一類為推薦性標準。后者在標準號中要加一個“/T” 字符與字母。與安全、EMC 有關的標準都是強制性標準。
2、設計任務書提出的裝置性能指標與成本控制要求,是研制裝置要實現的目標,是設計過程必不可少的約束條件。此外,在應用與設計時,必須結合一些關鍵技術:
四、熱設計
電力電子電路發生的能量損耗,一般以熱能與聲學能形式發出,前者為主要因素。特別是工作頻率高于音頻范圍的高頻電力電子電路,基本損耗為熱能損耗。傳熱以熱路來分析,可以用電路來摸擬;關鍵是建立一個較準確的熱路模型。生產廠家規定了元器件的溫度條件;選用它們的時候,必須考慮技術條件中對裝置規定的工作與儲藏溫度、濕度等大氣條件,再結合考慮機箱內散熱情況與溫升情況,再核對元器件的溫度條件數據是否可行;否則要重新設計。
五、優化設計
除了高可靠低成本共同要求外,與信息電子電路優化目標的根本差別是:電力電子電路追求以最低的能量消耗高質量地處理電力的轉換與控制問題。除了上述電路優化要求外,對不同的電路環節也有相應的優化要求。對控制效果來說,有穩態誤差和動態誤差要求,對性能指標來說,有穩態性能和動態性能的要求,而每一項性能要求的提高,一般都要以更高的成本代價及更復雜的電路來實現。因此,優化設計是以滿足設計任務書前題下,追求最高的性能價格比。例如,模塊化 + 冗余配置的方案設計就是如此。
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