升壓電路范文

導語：如何才能寫好一篇升壓電路，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

（北京化工大學機電工程學院，北京100029）

摘要：為了克服傳統直流升壓電路體積大、能耗大的缺點，設計一種基于NE555的直流升壓電路。該電路具有功耗低、結構簡單、變換效率高等特點。利用Proteus電路仿真技術，對該直流升壓電路模型進行仿真分析。通過改變影響直流升壓電路輸出的兩個關鍵因素，得到電路輸出電壓的變化規律。通過實驗驗證，設計電路達到了預期目標。實驗結果表明，在保持脈沖頻率和儲能電感的電感量一定的情況下，負載電阻和控制脈沖的占空比的增加，將導致電路輸出電壓增大。

關鍵詞 ：直流升壓電路；電路模型；電路仿真技術；Proteus

中圖分類號：TN782+.3?34；TP62+1；TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1004?373X（2015）18?0144?03

低功率直流升壓原理應用廣泛，常應用于電路開關控制器和直流電源的設計[1?2]。直流升壓電路分為隔離型和非隔離型兩種，傳統直流升壓電路采用電磁感應變壓器的隔離型電路，具有體積大、能耗大的缺點。非隔離型直流升壓電路又分為電容型和電感型，電容型電荷泵倍壓轉換電路輸出電壓的范圍有限，未獲得廣泛應用。本文設計了一種基于NE555 的電感式非隔離型直流升壓電路，NE555 無穩態多諧振蕩電路能產生頻率和占空比可調的脈沖信號，可將直流5 V電壓升高至所需直流電壓，適合作為直流升壓電路的開關電路。

1 系統組成與原理

直流升壓電路系統主要由電源、開關信號發生器、開關三極管、儲能電感和整流二極管等器件組成，如圖1所示。

系統的工作原理為：NE555輸出脈沖信號控制三極管Q1的通斷。Q1導通，電源流入的能量儲存于電感中；Q1從導通到截至的瞬間，電感另一側將產生高于電源電壓的瞬時脈沖。此脈沖經整流后給電容C7充電，輸出放大的低功率電壓。

2 電路分析

根據多諧振蕩電路原理[3]，基于NE555的無穩態多諧振蕩電路設計如圖1左半部分所示。通電后，NE555的2腳電壓小于1 3 VCC，3腳輸出高電平，內部放電管截止，使7腳掛空，電源VCC 通過R1 和R2 對電容C1 充電；當C1 充電到2 腳電壓大于2 3 VCC 后，3 腳輸出變為低電平，內部放電管導通，7 腳接地，電容C1 通過R2 對地放電，2腳電壓下降；當2腳電壓下降到小于1 3 VCC 后，電源VCC 又通過R1 和R2 對電容C1 充電，使2 腳電壓上升。循環過程中，3腳將輸出方波信號：

式中：tL 為低電平持續時間；tH 為高電平持續時間；q 為輸出方波占空比；f 為輸出方波頻率。

穩態下，忽略管子的導通壓降，一個周期T 內電感L兩端壓差u 對時間的積分為零，即：

式中：ton 為電感的充電時間；toff 為電感的放電時間；Uo為輸出電壓；Ui 為輸入電壓。若電感的充放電時間等于控制脈沖的高低電平持續時間，由式（3），式（5）可得：

保持脈沖信號頻率和電感量不變，作為電感升壓的決定因素，電感電流主要受NE555發出的控制脈沖和輸出負載R6影響。

（1）脈沖信號頻率不變，占空比變化

當脈沖信號占空比增加時，三極管的導通時間增加，這將導致電感電流峰值增加，而電感放電時間減少了。穩態時，電感另一側存在微弱感應電動勢Ud，由式（5）可知：

式中：T 不變，Ud 遠小于Ui ，toff 減小，輸出電壓將升高。

當脈沖信號占空比降低時，三極管導通時間減少，電感電流峰值降低，三極管截止時間增加。穩態時，電感電流降至零后出現短暫停滯。電感峰值電流減小，充放電時間比相對降低，輸出電壓將降低。

（2）輸出負載電阻變化

當輸出負載電阻R6減小時，輸出負載電流增加。當三極管即將導通時，電感電流仍未下降至零，電感另一側仍存在感應電動勢Ud，由式（5）可知：

ton 和toff 不變，輸出Uo 將降低。

當輸出負載電阻R6增大時，電感放電時間變短。當電感放電結束時，三極管仍處于截止狀態，導致電感電流降至零后出現短暫停滯。由式（6）可知，穩態下，當ton 不變，toff 減小時，輸出電壓將升高。

3 電路仿真與實驗

3.1 電路仿真

為直觀了解本直流升壓電路的特性，用Proteus 構建仿真模型，進行仿真測試[4?5]。其輸出電壓Vout波形如圖2所示，測得穩態輸出電壓Vout為15.3 V。

穩態下，三極管Q1的基級電壓VQ 波形如圖3所示，周期為0.035 ms，高電平持續時間為0.024 ms，符合理論計算。通過電感L1的電流I1波形如圖4所示，其波形變化與VQ波形相對應，符合理論分析。

（1）保持脈沖信號頻率不變，占空比變化

脈沖信號頻率不變，占空比變為90%。穩態輸出電壓Vout 為38.2 V，電流I1 波形圖如圖5（a）所示。脈沖信號頻率不變，占空比變為52%。穩態輸出電壓Vout 為12.3 V，電流I1波形圖如圖5（b）所示。

（2）輸出負載電阻變化當負載電阻R6 為68 Ω時，為降低RC 低通濾波上限截止頻率，將C8 增至100 μF，穩態輸出電壓Vout 為9.52 V，電流I1 波形圖如圖6（a）所示。當輸出空載，即沒有R6，C8為10 μF時，穩態輸出電壓Vout 為40.5 V，電流I1波形圖如圖6（b）所示。

由仿真分析可知，在保持脈沖頻率和電感量不變的情況下：負載電阻不變時，增加脈沖信號占空比，將導致輸出電壓升高；脈沖信號占空比不變時，增大負載電阻，將導致輸出電壓升高。

3.2 實驗分析

根據圖1 所示電路原理圖，搭建實驗電路，并進行實驗分析。根據仿真測試內容，通過改變元器件，測得不同情況下的穩態輸出電壓數據。穩態輸出電壓仿真實驗對照數據表如表1所示。

由實驗結果可見，輸出電壓變化規律與理論分析一致。由于實際電路有一定電路損耗，輸出電壓略低于仿真結果。

4 結語

本文設計了一種基于NE555的直流升壓電路，利用Proteus 軟件對電路進行仿真分析，并進行了實驗驗證。結果表明，在保持脈沖頻率和儲能電感的電感量一定的情況下，通過合理選擇電路中的各器件參數，可以得到所需的低功率直流電壓。

參考文獻

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[2] 張劍.一種直流電源轉換電路的研究和設計[D].成都：電子科技大學，2006.

[3] ZHANG Z， THOMSEN O C， ANDERSEN M A E. Soft ?switched dual?input DC?DC converter combining a boost?half?bridge cell and a voltage?fed full?bridge cell [J]. IEEE Transac?tions on Power Electronics，2013，28（11）：4897?4902.

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[5] 周潤景，張麗娜，劉印群.Proteus入門實用教程[M].北京：機械工業出版社，2007.

[6] 曹子林，陳戈珩，李文秀.一種優化逆變電源直流變壓電路[J].長春工業大學學報：自然科學版，2012（2）：155?158.

篇2

【關鍵詞】職業生涯規劃 ，大學生， 職業價值觀 ，現狀與對策

【 abstract 】 in various work of the rapid development of the field at the moment, the market higher education to meet the needs of the growing and change, the higher education system reform and open. But, with the deepening of the reform of the graduates' employment and change the way of, the career planning of the college students is particularly important. This paper mainly summarizes the meaning of career planning of college students' employment and social significance of, and the current situation of college students' career planning of the paper, and to put forward the corresponding countermeasures and Suggestions.

【 key words 】 career planning, college students, the professional values, present situation and the countermeasures

中圖分類號：C913.2文獻標識碼：A 文章編號：

隨著各大高校的擴招，高校畢業生的就業工作遇到了巨大的挑戰，解決大學業生就業問題，成了社會輿論的熱點和高校及相關部門工作的焦點。許多高校在學生畢業前夕，通過各種形式（如組織各種就業洽談會、見面會，建立就業網，開展了網上求職、對口溝通等多種新形式）來提高畢業生的就業率。此外，各級政府和社會各界也就高校畢業生的就業問題，采取了相應的對策。同時，在認清了這種嚴峻的就業形勢后，大學生本身的的就業觀念也逐步發生著深刻的變化，他們從以往的只局限于正式的就業崗位中走了出來，逐漸開始接受各種各樣的就業崗位。自主創業、合作創業也逐漸變得大眾化，成為畢業大學生就業的潮流。

針對目前的大學生職業生涯規劃問題，解決措施應從教育的全過程抓起。許多大學生在當初高考填報志愿時，選擇專業時帶有一定的盲目性。因此我認為，在學生在進入大學時，高校應該指導大學生樹立正確的就業觀，指導他們逐步完成對自己職業生涯的規劃。但從現狀來看，此項工作開展的并不容樂觀，在對我校大學生的調查中顯示，大部分學生對自己將來的職業并沒有具體的規劃。在大學期間，大學生對自己的發展規劃不明確，不能運用職業設計理論，規劃未來的工作與人生發展方向，這種情況嚴重影響了學生對就業的提前準備和準確定位，甚至影響對工作的適應性。所以，大學生的職業生涯規劃就成為了亟待解決的問題。

大學生職業生涯規劃是指大學生根據自身情況,結合發展機遇,對決定個人職業生涯的主客觀因素進行分析、測評和總結,確定其事業奮斗目標,選擇合適的職業,制定相應的教育和培訓計劃,并對每一步驟的時間、項序和方向作出合理的安排。大學生職業生涯規劃是通過大學生的自我認識,進行自我肯定并自我成長,最終達到自我實現的個人發展過程

能夠合理、有效地做好職業生涯規劃，是大學生通向成功的第一步。它可以使大學生充分地認識自己，突破生活的格線，塑造清新充實的自我，清晰分析客觀環境，正確選擇職業，采取有效的措施克服職業生涯發展中的各種困擾，從而實現自己的理想。大學生要想在最短的時間內適應社會，在紛繁復雜的職業世界中找到適合自己的職業并不斷探索，就必須對自己的人生進行合理的職業生涯規劃。從學校走向社會，大學生將會面對一個全新的世界，在這個社會里，使大學生能夠立足的是所選職業，它不僅是生活的基礎，更重要的是它所體現出每個人存在的價值。

一、當前大學業職業生涯遇到的現狀

(一)職業生涯規劃意識淡薄

通過對應屆畢業生的問卷調查和座談,我們發現,在校大學生普遍缺乏職業生涯規劃意識,他們對制作簡歷、寫自薦信、搜集就業信息、準備面試、就業基本禮儀等常識性問題了解甚少,表現為求職過程中沒有目標和想法,看到需求就投簡歷。在與用人單位溝通時,過分關注經濟利益,而不考慮職業前景與長遠發展,更不考慮個人的能力和優劣勢,擇業盲目。目前,大學生職業生涯規劃問題越來越受到各高校的重視,但其普及面還不夠廣。.生涯設計公益網職業規劃據有關調查顯示,61.7%的學生希望在大學期間獲得有關職業生涯規劃的服務;87.2%的學生對學校開展的職業生涯規劃教育感到不滿意或僅僅是一般。高校并沒有在大學期間對大學生進行充分的職業生涯規劃,導致大學生渴求職業生涯規劃方面的知識,但卻沒有機會系統地學習。

(二)職業生涯規劃定位不準確

相當部分學生的就業期望值過高,缺乏對自身的準確定位,在擇業過程中普遍追求“三大”(大城市、大企業、大機關)、“三高”(高收入、高福利、高地位),致使人才流動呈現不均衡現狀。這表明,學生在擇業過程中,不能充分了解自己的優勢和劣勢,無法準確對自身和職業定位,缺乏職業生涯規劃的自主意識。

（三）規劃盲目,短視行為傾向明顯

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關鍵詞：繼電保護 電流回路 電壓回路 控制信號回路 電氣閉鎖回路

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（c）-0075-02

對于發電廠，其運行方式比較靈活，大部分發電廠在廠內由變壓器、高壓母線、高壓配電裝置以及傳輸線構成了升壓站。相應的繼電保護裝置以及遠動設備構成了升壓站的二次系統。將二次設備互相連接起來對一次設備實現監測、控制以及保護功能的電氣回路即為二次回路。

1 二次回路的分類及作用

按照電源性質分類，二次回路可以分為交流電流回路、交流電壓回路以及直流回路。按照用途分類，二次回路可以分為測量回路、開關控制信號回路、操作電源回路以及電氣閉鎖回路。以往發生的繼電保護事故中，二次回路出現故障常常是根本原因，二次回路對電力生產的正常運行具有重要影響。若線路保護接線錯誤，當線路發生故障時，將導致該跳閘的斷路器拒動，不該動作的斷路器卻誤動，擴大了事故范圍，嚴重時可能導致電力系統瓦解。若測量回路出現問題，則會在電能的計量上出現差錯，對于電費的計算將出現問題。由此可見，二次回路在電力生產過程中，對于系統的安全以及電能計量方面都具有重要作用。該文對幾類較為重要的回路進行分析。

2 幾種重要二次回路分析

2.1 電流回路

電流回路為電流互感器（CT）的二次側引出來，經過二次電流元件電流線圈的所有回路。電力二次回路電纜的路徑是從電流互感器接線盒到斷路器端子箱，然后由斷路器端子箱經電纜溝到達繼保室相應的保護、測量以及計量屏柜。其原理圖如圖1所示。

電流回路需要注意下述要求。電流互感器二次繞組的二次接線必須正確。一個電流互感器的二次回路必須只能是一點接地。電流回路所用電纜截面要符合CT工作準確等級相應的要求。二次回路一般不設置切換，如果需要切換，則要做好防止電流回路開路的措施。在驗收和維護過程中，要重點檢查CT變比、容量以及準確度是否符合設計要求。檢查CT各次繞組的連接方式、極性、相別標示是否正確。

電流互感器二次回路的檢驗要點為，對于差動保護，電流回路的相對極性關系以及變比務必準確。對于帶方向的電流保護、距離保護等，特別注意電流回路的相別、極性以及保護方向必須正確。除保證接線正確外，電流回路連線必須牢靠。從端子相處到負載端測定電流回路的壓降和阻抗值，必須符合誤差要求。

2.2 電壓回路

電壓回路從電壓互感器（PT）二次側引出來，經過測量儀器的電壓線圈。電壓回路一般從電壓互感器就地端子箱接到PT并列裝置，經母線電壓切換/并列裝置切換后接到電壓小母線，然后各個線路間隔的保護、測量、計量裝置再各自切換使用。其中母線電壓互感器隔離刀閘的輔助接點、各線路間隔母線隔離刀閘輔助接點以及母聯斷路器輔助接點控制電壓回路的切換、并列、解列等。電壓回路需要注意下述要求。電壓互感器二次繞組的二次接線必須正確。中性點小母線（N600）連通的幾組PT二次回路，只能在主控制N600一點接地，PT在開關場地二次中性點的接地點要斷開。為了保證接地點可靠，PT中性點不能接熔斷器或其他開關。對于獨立的PT，則既可以在主控制一點接地，也可以在開關場地一點接地。電壓互感器二次回路的檢驗要點為，PT的變比、容量、準確級、各繞組連接方式以及極性關系必須符合設計要求。電壓回路自PT二次側引出端到主控室電壓母線的直流電阻必須負荷要求，其電壓降不能超過額定電壓的3%。

2.3 斷路器操作信號回路

斷路器操作機構能夠實現分閘和合閘，保護裝置對斷路器分合位進行監視。測控裝置給操作機構發分合閘命令，操作機構執行相應動作。斷路器常閉輔助接點并聯接入測控裝置的信號開入端子，給出斷路器分閘位置發信，當斷路器斷開時報“分閘”信號。斷路器常開輔助接點串聯接入測控裝置的信號開入端子，給出斷路器合閘位置發信，當三相斷路器都處于合閘位置后，報“合閘”信號。

斷路器本體信號回路，對斷路器本體的運行狀態進行監視，包括“彈簧未儲能”信號、“SF6壓力低告警”信號、“SF6壓力低閉鎖”信號、“斷路器非全相動作”信號等。斷路器壓力降低到閉鎖設定值以下時，斷路器機構箱內壓力繼電器將動作，給測控裝置發壓力低閉鎖信號，通過二次回路控制保護閉鎖重合閘。

通常利用傳動試驗檢驗分合閘回路、防跳回路、三相不一致回路、信號回路、遠方/就地方式是否正常，包括以下試驗步驟：斷路器就地分合閘傳動試驗;斷路器遠方分合閘傳動試驗;斷路器三相不一致傳動試驗;斷路器操作閉鎖功能試驗等。

2.4 電氣閉鎖回路

電氣閉鎖回路是根據“五防”的要求，以實現防止誤操作的目的。以隔離開關閉鎖回路為例，隔離開關的操作必須受到對應斷路器的閉鎖。在斷路器在合閘狀態下不能對隔離開關進行操作，以防止帶電誤操作隔離開關。同時隔離開關需要接受接地刀閘的閉鎖，在接地刀閘在合閘狀態時，不能對隔離開關進行操作。對于操作閉鎖回路，其檢驗方法為實際對斷路器、隔離刀閘、接地刀閘進行操作，逐一驗證各閉鎖回路的功能。

3 結語

繼電保護二次回路中，電流回路、電壓回路以及控制信號回路是最為重要的回路。該文對升壓站二次回路的分類進行了介紹，聯系二次回路與一次設備之間的關系，對幾種二次回路的功能進行了說明。介紹了行業規程對各種二次回路的要求，給出了具體回路的調試要點。只有深入了解二次回路，對其采用正確的完整的調試方法，才能保證電站的安全穩定運行。

參考文獻

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關鍵詞：高壓輸電線路，建設，環境影響

中圖分類號：TM723文獻標識碼： A 文章編號：

1.線路施工的環境影響和防治措施

1.1噪聲

(1)施工過程中的施工噪聲和交通運輸噪聲，這僅是暫時性的影響，只要在施工中采取一定的措施，事先與有關機關及當地居民充分協商，遵循有關法規和規定，控制施工時間，影響就會減少到最低限度。

(2)運行中的輸電線路表面，由于附近的空氣電離會產生電暈，尤其在惡劣氣候下，交流線路的電暈活動會顯著增加，并由此產生噪聲。

1.2輸電線路電磁污染

高壓輸電線路的特點是電壓高、頻率低。輸電線路的運行電壓通常要比日常電器設備運行電壓大3個數量級。50Hz的工頻在電磁頻譜中屬于極低頻，與廣播電視、微波通訊相比，要小5～10個數量級。輸電線路的電磁效應主要是通過電場、磁場和電暈等3種形式起作用的。

(1)輸電線路運行時，輸電導線上的電壓會在周圍空間產生電場。交流輸電線路產生的電場雖然是交變電場，但是因為其頻率極低，所以可用靜電場的一般概念來認識。它同樣具有靜電場的普遍特性，即電場強度的大小與導線上的電壓成正比。

一個般在超高壓輸電線路下的最大地面場強為5-10kV／m，而在自然界，晴朗天氣時大氣中的電場強度僅為130V／m左右(在雷暴雨等惡劣天氣的地面場強也會達到10kV／m)。

(2)輸電線路的磁場強度的大小只與電流大小有關，而與電壓無關。50Hz的工頻磁場很容易穿透大多數物體，如建筑物和人，且不會受到這些物體存在的干擾。

在日常生活中，彩色電視機或電炊具附近的磁場強度為0.5～1.0mT。與之相比，500kV輸電線路下的最大地面磁場強度僅為0.035T，要小1～2個數量級。所以，對于220kV及以下的輸電線路來說，輸電線路所產生的磁場是比較弱的。

(3)輸電線路的電暈放電主要受線路本身特性的影響，如線路電壓越高，電暈放電就越強。線路導線直徑越大，電暈放電則越弱。導線的表面光潔度越高，電暈放電則越弱。同時，它還受到環境因素的影響，如空氣污染越嚴重，電暈放電就越強。相對空氣密度越小，電暈放電就越弱。相對空氣密度越大，電暈放電就越強。風速越大，電暈放電就越強。因此，在大氣環境質量較差的地區和天氣比較惡劣的氣候條件下，輸電線路的電暈放電現象總是比較強烈的。

1.3電磁污染對環境的影響

1.3.1對通信線路的干擾和危害

輸電線路對通信線路的影響包括靜電感應和電磁感應。

由于靜電耦合作用，輸電線路的電場會在鄰近的通信線上產生感應電壓，即靜電感應。當輸電線路與通信線路較近和三相導線換位不對稱時，就會因為三相靜電容量不平衡而在通信線中產生感應電壓。如果此時雜音電平較大，超過了一定限度，就會對正常通信造成干擾。

同樣，輸電線路的磁場也會在鄰近的通信線路上產生感應電壓，輸電線路的磁影響主要來自輸電線路中的諧波。因為通信線路音頻通道的工作頻率為300～3400Hz，而輸電線路的許多諧波正好迭落在這個頻率范圍內，所以一般規定系統中的諧波等效干擾電壓低于系統額定電壓值的1％，才能符合要求。

通過多次實測和計算結果表明：在輸電線路50m以內，電場的影響較大，是干擾通信的主要因素，相比之下磁場的影響很小，可以忽略不計。隨著距離增大，電場的影響顯著下降。在距離100m以外，磁場影響就上升為主要因素，靜電影響則可忽略不計。

如果在通信線上的感應電壓形成了短路電流，還可能危及人員、設備的安全。在輸電線路故障斷路或短路以及遭到雷擊時，輸電電壓或電流就可能在瞬間升高幾倍，其影響足以對人員、設備構成威脅，防止這類危險的有效辦法主要還是依靠在系統中設置完善的保護裝置。

1.3.2對無線電、電視的干擾影響

輸電線路產生的工頻交變磁場隨距離的衰減是很快的，它的波長與電視、微波相比要大得多。交流輸電線路就好象是個性能極差的“發射天線”，50Hz的低頻功率是無法發射出去的。但是，輸電線路電暈放電產生的無線電雜音卻具有很高的頻率，能傳播較遠的距離。

現場實測結果表明：在距輸電線路200m的地方，其干擾場強就小得可以忽略不計。無線電雜音的強度受氣象條件的影響很大，在惡劣天氣下的無線電雜音要比晴朗天氣強得多。因此，通常只有在惡劣的天氣下，無線電雜音才會對距輸電線路很近而且接收信號較弱的特殊住戶造成無線電和電視干擾。

2.對人類及其活動的影響

2.1對人體的生態影響

電氣設備的電磁場對人體的影響可分為短期影響和長期影響。短期影響表現為毛發顫動和電擊2種形式。毛發顫動和電擊這2種現象都是由人或車輛等導電物體上的感應電壓和電流造成的，感應電壓的大小主要與外電場的強度以及導電物體的外形尺寸成正比。所以，外電場的強度增大，人所感應的毛發顫動感亦隨之增加，甚至產生刺痛感。在9kV／m的場強下，大約20％的人會產生頭發刺痛感。在2～3kV／m的場強下，能感覺到頭發顫動的人少于5％。毛發顫動雖然不會造成人體損傷，但是其心理影響是不可忽視的。

電擊現象可以分為暫態電擊和穩態電擊。暫態電擊發生在感應帶電物體與接地物體相接觸的一瞬間，帶電物體上的積累電荷在瞬間釋放而造成電擊，即火花放電。暫態電擊的強弱主要取決于放電能量的大小，當放電能量大于0.1mJ會使人感到刺痛。

當放電能量達到0.5～1.5mJ時，則會引起不自覺的肌肉反應(如驚跳)，但還不致于造成傷害。如果放電能量達到25～5OmJ時，就會對人體造成損傷(如燒傷)，超過此限就有生命危險。在超高壓輸電線路下，由于人的體形尺寸有限，感應電壓較低，接地時的電擊通常是十分微弱的，小于人的感覺水平。

電氣設備和高壓輸電線路對人體的長期生態影響是個較復雜的問題，要搞清其作用機理和影響程度，需要做長期系統的輻射實驗。而目前國內外所進行的此類研究還主要局限于動物實驗和對受影響人員的調查研究。

要避免電磁輻射對人體可能造成的危害，可以從設計和勞動保護2個方面采取措施。在運行中對工作人員采取局部屏蔽和限制工作時間等保護措施，也能起到減少電磁輻射的作用。

2.2對生活質量的影響

噪聲和靜電感應的影響是客觀存在的，在一定的范圍內可能對公眾健康產生影響。由于一般人員不能進入或靠近運行中的變電所區內，而運行操作人員在良好的環境下工作，工作環境噪聲值、電場強度滿足國家關于工業衛生和勞動保護方面的法規要求，因此這些影響是很小的。

3.消除不利影響的方法

3.1項目位置選擇

輸電線路路徑應選擇在沒有大的環境資源的地方，不損害任何有價值的陸生或水生生態資源，不危及任何歷史文物或歷史上重要的東西，不受水災或地震干擾，需拆遷移民的人口盡可能少。所選擇的地點不作為旅游、再生產或環境美化用途。

3.2項目建設中采用的方法

優先使用當地的勞動力，減少外來工人。使用塵壓器減少塵土飛揚。在平整土地時，污水經沉淀后排放，沉淀物用于平整及填墊。為防止揚塵可以適當灑水及植樹綠化。

3.3感應、電磁干擾的防治措施

選擇合理的線路走向和路徑。在屏蔽效果較好的地方安裝屏蔽線，以避免電磁感應對通信系統的影響。

3.4職業安全與公眾衛生

設立職業安全與公眾衛生監測、監督機構，進行必要的環境監測，進行職業健康與安全檢查，正常情況下與當地的有關部門合作，加強生產運行中的勞動安全管理。

4.結論

綜上所述，只要在項目的建設中充分考慮其對環境各要素的影響，采取切實有效的措施，由高壓輸電線路建設對環境產生的影響是可以減小到可以接受的范圍的。

參考文獻：

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【關鍵詞】 高壓輸電；電磁輻射；人體健康；流行病學調查

Properties of distribution of electromagnetic irradiation of high-voltage transmission and investigation of its influence on human health

【Abstract】 Objective To study the influence of electromagnetic irradiation of high-voltage transmission on human body.Methods The distributions of electric and magnetic fields generated by high-voltage transmission lines with 110kV and 220kV were measured. Epidemiological investigations to 1400 inhabitants near high-voltage transmission line in Hubei， Hunan and Jiangxi， etc， were made. Some physiological parameters were measured among those people who have been living beside transformer substations for a long time and who live far away from high-voltage transmission systems.Results The intensity of electric filed of high-voltage transmission lines ranged from 7000V/m to 300V/m while magnetic filed from 0.1 Gauss to 0.01 Gauss. Results showed that the intensity of the electromagnetic field decreased quickly with increasing of distance from the transmission lines. The electromagnetic irradiation of the high-voltage transmission can really influence health of human body， especially for men， through investigation of epidemiology in Beijing， Sichuan and Hunan etc. Physiological parameters of those who were exposed to transformer substations for a long time were different from those of people who lived far away from transformer substations.Conclusion The electromagnetic irradiation of high-voltage transmission line might cause some influence in human body at different degree.

【Key words】 high-voltage transmission;electromagnetic irradiation;health of human body;epidemiological investigation

隨著國家工業化程度的發展，高壓輸電線路和各種電視臺、電臺、微波輻射臺及變電站布滿了我們生活的空間，特別在城市地區更是如此。這些高壓輸電線路、電臺和電視臺向我們生活空間輻射了大量的低頻電磁波，幾乎使生活在城市的人們都不同程度的受這種電磁輻射的影響，在高壓輸電線路、電臺和電視臺附近的人們，受到輻照的時間特別長，強度特別大。由于這些電磁輻射都攜帶有極高的電磁能量和具有強大的電磁力，它必然對周圍的人和動物產生強烈的相互作用，改變生物的電磁特性，影響生物的生理健康和生物功能。這種影響的程度和產生的生物效應和疾病一直以來引起人們的懷疑，但是并沒有進行過系統的研究和測試。我們查閱了最近十多年來相關研究的資料，雖然有些人做過一些高壓輸電線路生物醫學效應測試，但是由于測試的部位不同，所用方法的差別，儀器精確程度的不同，并且大多數在宏觀層次上做零星的測試，所得的結果相當分散，不能說明任何問題。因此，高壓輸電線路對人體是否有影響引起了長期的爭論，沒有一個定性的結論。至此，國家關于高壓輸電線路電磁輻射對人體健康的影響的標準長期不能出臺，雖然有些行政部門已提出了一些標準，但很快就遭到很多人的反對而不能實施。其根本原因是缺乏有充分說服力的實驗證據來證明高壓輸電線路電磁輻射對人體健康構成了實際的影響。在這種情況下，我們在全國各地，特別是在高壓電輸送比較集中的三峽、四川和貴州等地區進行了流行病學調查，主要針對生活在高壓輸電線路附近的人群和遠離輸電線的同一地區的不同年齡，不同性別，不同文化程度，不同工作的人的神經系統、血液循環系統、生殖系統和聽力、視覺系統、內臟器官等的狀況進行調查。并對長期生活在變電站附近的居民與生活在同地區，遠離高壓輸電線路的居民進行生理指標的檢測。從這些指標我們看出高壓輸電線路電磁輻射確實對人體的健康造成了不同程度的影響。

1 材料與方法

1.1 高壓輸電線路和變電站周圍電磁輻射強度分布 在北京和成都、華陽的高壓變電站和空曠的高壓輸電區（220kV和110kV的高壓輸電線路），用電磁場測試儀測量了從離高壓輸電線路大約1.5m到地面范圍內的電場和磁場的分布情況。

1.2 高壓輸電線路對人體健康影響的流行病學調查 為了研究高壓輸電線路對人體的長期效應，我們分別在湖北三峽地區、湖南、江西、四川、貴州、北京等地對居住在高壓輸電線路附近的1400多人進行了調查；對遠離高壓輸電線路的800多居民也進行了對比調查。主要調查了以下幾個方面：神經系統癥狀、皮膚及附屬器官疾病癥狀、循環系統疾病癥狀、消化系統疾病癥狀、泌尿生殖系統疾病癥狀、血液系統疾病癥狀、內分泌系統疾病癥狀和眼耳鼻喉疾病癥狀等。

1.3 高壓輸電線路對腦電、心電、肌電和血常規指標等生理狀態影響 對長期居住在變電站附近的人員隨機選擇了13名居民（作為實驗組），進行心電圖、血常規、肌電及腦電的測定，同時對遠離高壓輸電線路電磁輻射的人群隨機選擇了10名相同年齡段人（作為對照組），進行相同指標的測定。

2 結果

2.1 高壓輸電線路和變電站周圍電磁輻射強度分布 實驗測得220V和110V高壓輸電線路以及變電站周圍電場強度值大約從7000V/m變化到300V/m，其磁場強度值大約從0.1高斯變到0.01高斯左右，同時，我們發現高壓輸電線路的電磁場輻射強度隨著距離的增大而迅速減少。我們測量了高壓輸電線路正下方、距離地面1.6m到2.3m電磁場場強分布大約是3500～4100V/m和0.1～0.09高斯左右。

2.2 高壓輸電線路對人體健康影響的流行病學調查 對1375份和789份有效的調查表統計后表明高壓輸電線路的電磁輻射主要引起神經系統疾病，其中神經系統患病率64.7%，皮膚及附屬器官疾病患病率19.2%，循環系統疾病患病率17.1%，消化系統疾病患病率22.7%，泌尿生殖系統疾病患病率7.4%，血液系統疾病患病率19.9%，內分泌系統疾病患病率14.5%，眼耳鼻喉疾病患病率31.6%。在所有神經系統疾病中眩暈、頭痛、頭昏、困倦、乏力、失眠、入睡困難、多夢、煩躁、易發怒、健忘、記憶力衰退、注意力不集中等癥狀較為明顯，已達到總數的10%以上，其中記憶力衰退達20.5%。另外，皮膚及附屬器官疾病中經常發作的有瘙癢和毛發脫落，其中毛發脫落患病達10.1%；在循環系統疾病中心悸和高血壓較突出，高血壓占7.15%；在消化系統疾病中厭食和便秘較高，便秘達9.78%；在泌尿生殖系統中尿頻和性功能減退發病率較高，尿頻達2.86%；在血液循環系統中貧血和高脂血癥較為明顯，貧血達14.62%；在內分泌系統疾病中多汗較為顯著，占到13.95%；在眼耳鼻喉疾病中視力減退和流淚、耳鳴較明顯，視力減退達19.65%。我們也對不同血型，不同性別，不同年齡段人患病情況進行了分類統計和對照。其中不同血型間患病癥狀和比率并無明顯差異，男女性別間患病情況和比率也很相近，但是隨著年齡的不斷增長，患病率逐漸增加。關于不同血型人在電磁輻射作用下患病情況(作為輻照組)的調查結果如圖1所示。

圖1 不同血型電磁輻射患病癥狀百分比對比（注：圖中標注與表1相同）（略）

我們在湖北的三峽地區、湖南、江西、四川、貴州、北京等地遠離高壓輸電線路的800多居民(即對照組)對上述問題也進行了同樣的詢問對比調查。通過輻照組和對照組對比分析，發現女性受高壓輸電線路的影響相對較小，只有視力減退有所增高；而男性受高壓輸電線路電磁輻射的影響相對較大，在神經系統方面的困倦，記憶力衰退，皮膚及附屬器官疾病中毛發脫落，血液循環系統中的貧血，在內分泌系統疾病中的多汗，眼耳鼻喉疾病中視力減退等癥狀都有顯著高于對照組，其對比結果見表1及圖2；而從總體分析記憶力衰退，多汗及視力減退等癥狀要高于對照組。從上面的調查和分析可以看到高壓輸電線路對人體健康的影響絕對不能忽視。同時我們從電磁場對神經系統、血液循環系統、心血管系統和生殖系統在高壓輸電線路電磁輻射照射大鼠1年以后的變化進行了生物學、生理學、生物物理學和生物醫學等檢查，通過實驗組和對照組的對比發現高壓輸電線路確實對這些系統引起了不同程度的改變［1］，并對這些系統的分子結構進行觀測，也發現了相應的變化，從而使我們得出結論，高壓輸電線路確實對人體構成了不同程度的影響，如長期居住在高壓傳輸線附近，這種影響不可忽視。

表1 高壓輸電線路電磁輻射輻照組與對照組男性患病百分比對比 （略）

注：s-male表示實驗組男性；d-male表示對照組男性。1～1眩暈，1～2 頭痛， 1～3 頭昏， 1～4 困倦，1～5 乏力，1～6 失眠， 1～7入睡困難，1～8 多夢，1～9 煩躁， 1～10 驚恐， 1～11緊張， 1～12 易發怒， 1～13 抑郁， 1～14 焦慮， 1～15 多疑， 1～16 健忘，1～17 記憶力衰退， 1～18 注意力不集中， 1～19 心神不定，1～20 喜怒無常， 1～21 坐臥不安；

2～1 紅斑， 2～2 丘疹，2～3 風團，2～4 水皰，2～5 膿包， 2～6 紫癜， 2～7 瘙癢， 2～8 毛發脫落；

3～1 心悸， 3～2 心律失常， 3～3 高血壓， 3～4 冠心病；

4～1 厭食， 4～2 惡心、嘔吐， 4～3 便秘， 4～4 慢性腹瀉， 4～5慢性腹痛， 4～6 黃疸，4～7 肝腫大，4～8 脾腫大， 4～9 膽囊炎；

5～1 尿頻， 5～2 排尿困難， 5～3 尿失禁， 5～4 遺尿， 5～5 血尿， 5～6 男性不育，5～7 女性不育， 5～8 性功能減退；

6～1 貧血， 6～2 出血傾向， 6～3 血小板減少， 6～4 白細胞減少，6～5 淋巴結腫大， 6～6 高血脂， 6～7 高血粘 ；

7～1 甲狀腺腫大， 7～2 乳腺腫塊， 7～3 多汗；

8～1 結膜炎， 8～2 流淚， 8～3 視力減退，8～4 耳鳴，8～5 咽痛，8～6 咽部異物感，8～7 聲音嘶啞

圖2 高壓輸電線路電磁輻射輻照組與對照組男性患病百分比對比（注：圖中標注與表1相同）（略）

2.3 腦電、心電、肌電和血常規指標等生理狀態

2.3.1 腦電 見圖3。圖3表示了對照組和實驗組的腦電具體結果。圖中PSD是腦電功率譜。從圖中可以看出生活在變電站附近的人群的腦電圖中α波段（8～13Hz）和θ波段（1～3.5Hz）普遍高于正常人群。如我們所知，人在清醒、安靜和閉眼時出現α波，波的振幅越大，表示上述狀態腦的興奮度越高；θ波在睡眠、深度麻醉、缺氧和大腦有器質性病變時出現，它的振幅越高，表示腦組織的上述狀態更加明顯。從這個結果我們看到高壓輸電線路的電磁輻射對腦組織的影響確實不能忽視。雖然我們不能和某種疾病掛鉤，但這種影響確實存在，其影響的程度，有待今后做定量的分析和廣泛的研究。但我們應該指出，在θ波中可能包括環境噪聲的成分。

2.3.2 心電 結果顯示實驗組有23.1%的人心電圖異常，7.7%的人為邊緣心電圖；對照組有20%的人心電圖異常，10%為邊緣心電圖。用正常病例統計方法進行統計分析發現二者對比顯示， 居住于變電站附近受電磁輻射影響的居民其心電圖異常率稍高于遠離高壓輸電線路電磁輻射的居民。

2.3.3 人體肌電測量 測定了生活在高壓輸電線路附近和遠離人群的肌電， 隨機選擇13名人員作為實驗組，采用求統計平均值方法分析了實驗組人群肌電的區域時間、最大值、峰值及兩點差值并較對照組人群(隨機選擇10名人員)的結果作比較（見表2），發現兩者沒有明顯差別（P>0.05），但是對于最小值與對照組人群比較，發現實驗組的值顯著增大（P

2.3.4 血常規 從血常規指標來看，實驗組有23.1%的人的血常規部分指標異常，對照組有20%的人部分指標異常。但實驗組指標異常主要是血相倒置及紅細胞數、血紅蛋白數同時偏低狀況顯著，人體已有一些病癥出現；而對照組指標異常主要是白細胞數相對偏低，但仍比實驗組的相對值高。在一定程度上這表明變電站電磁輻射可能對人體血液指標有一定的影響。

圖3 生活在變電站附近生活的人群和正常人群的腦電圖的比較（略）

a. Center PSD: 腦頂葉 PSD； b. Occipital PSD: 腦枕葉 PSD；c. Left Temp PSD: 腦左顳葉 PSD； d. Right Temp PSD: 腦右顳葉 PSD---abn: 居住在變電站附近人群的結果； －Nor: 正常人群結果

表2 高壓工頻電磁場對人體肌電的影響（略）

3 討論

從總結以上的流行病的調查和生活在高壓輸電線路附近人群與遠離它的正常人群的部分生理指標的測試結果，我們發現高壓輸電線路電磁輻射對人體眾多生理指標有不同程度的影響，其中記憶力衰退、心神不定、慢性腹瀉、貧血、高血脂、聲音嘶啞等癥狀的發生率明顯增高；而白細胞減少和血小板減少等癥狀的發生率相對較低，這也與很多文獻關于電磁輻射使人體白細胞數目增加的報道相符［2，3］。另外高壓輸電線路的電磁輻射對女性的影響相對較小，對男性的記憶力和毛發的脫落、貧血、多汗及眼鼻喉疾病的產生都有一定的作用；同時不同血型間患病的差異并不明顯；實驗組的調查結果顯示對人的肌電、腦電和心電都有不同的增多，因此我們得出高壓輸電線路的電磁輻射對男性有較大的負面影響。

參考文獻

1 龐小峰.生物電磁學.成都：電子科技大學出版社，2004， 45-198.

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2、電路基板上的電池正負極輸入線是否斷、短路：若斷、短路發生在集成電路的芯片附近，修復比較困難，需換用新的電路基板；

3、升壓電路故障：以常規法檢測升壓電路，若升壓電容擊穿，則需換用新電容，若升壓電容正常，即為CMOS集成電路故障，需換電路基板；

4、導電橡膠故障：導電橡膠故障有壓縮量小、軸向尺寸小，或塑料支架變形而壓不緊等，可換用壓縮量較大軸向尺寸稍大的導線橡膠；

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關鍵詞：不間斷電源（UPS）；正弦脈寬調制；電壓電流雙閉環控制

中圖分類號：TN86 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 12-0000-01

一、設計方案論證

方案一：采用DSP作為核心控制器，主電路采用半橋逆變。這種方案控制部分功能強大，可同時控制逆變主電路和各個分支電路。但半橋逆變電壓利用率低，要求輸入電壓很高。而且DSP控制的成本較高，程序復雜，給設計增加了難度.

方案二：SPWM逆變器

SPWM型變換器是給逆變器固定的直流電壓，通過開關元件有規律的導通和關斷，得到由寬度不同的脈沖組成的電壓波形，削弱和消除某些高次諧波，得到具有較大基波分量的正弦輸出電壓。

方案三：采用U3988作為控制核心，逆變主電路采用全橋逆變。這樣可以做到硬件電路簡單，電路可靠性增強，設計周期變短。這樣輸入電壓不用提到很高就可輸出要求的電壓。

方案四：采用SA866控制芯片，SA866所有的運行參數，包括載波頻率、波形、最小脈沖寬度、死區脈寬等都是通過外接的EEPROM編程，由于數字電路在高頻電路中會受到嚴重干擾，因此SA866在應用上有了一定的局限性。

方案五：采用多重移相疊加階梯波合成逆變器階梯波合成逆變器的輸出波形為階梯波，其階高按正弦規律變化。這種階梯波中的諧波含量比方波顯著減少，如階梯波數為18的階梯波總諧波含量為基波的9.48%。如果階梯數越多，則總的諧波含量就越小。但這種電路過于復雜，因此本方案不予采用。

綜上所述，在方案二中，由于采用恰當的芯片，使電路簡單，無須編程，成本低廉，能夠滿足系統設計的要求，所以選擇方案二。

二、組成單元

主電路單元：采用全橋逆變電路共有四個臂，可以看成是兩個半橋逆變的組合而成，成對的兩個橋臂同時導通，兩對交替各導通180度，全橋逆變電路是單相逆變電路中應用最多的。

主控制單元：采用采用U3990F6-50控制芯片，在逆變狀態下，OUTA輸出的SPWM脈沖序列經過逆變后對應正弦波的正半周；OUTB輸出的SPWM脈沖序列經過逆變后對應正弦波的負半周，并且要注意的是加在反饋引腳上的電壓必須是實時的。

反饋單元：利用變壓器將生成的交流信號變到9V，再將整流之后的電壓反饋給U3990F6-50的2腳，從而實現穩壓、調壓。

輔助電源單元：采用UC3842控制芯片，此芯片構成的反激電源，電路簡單而且效率高，可以滿足各個用電單元的需求。

充電單元：采用的是恒流充電電路，充電電流可以達到0.4A，而且還具有過充保護功能。設計采用運放LM358，通過調節同相端與反相端的分壓電阻可以實現對電池過充的保護。本設計的過充電壓設定為38V。當電池電壓超過36V時，反相端的電壓將超過同相端的設定值，使得放大器輸出發生翻轉，輸出低電平，三極管截至，使得TIP42截至，停止充電，實現了過充保護的功能。

功能保護單元：過流保護和短路保護是利用電流互感器來實現的，通過示波器的觀察電流互感器能快捷準確的采集輸出的交流信號，這樣使得保護動作快，整個電路受到的沖擊降到了最小。欠壓保護和升壓變換通過運放構成的比較電路來控制繼電器實現的，在實際運行過程中有完美的表現，完全到達了要求。

驅動單元：采用的光耦隔離驅動能很好的將主電路與控制電路分開，達到了利用弱電控制強電的目的。

顯示單元：采用的是單片機89S52和TLC2543組成的信號采集處理方案，可以準確的顯示輸出的電壓、電流以及輸出功率。

Boost升壓電路單元：為保證交流輸出幅度維持在24V，逆變之前的直流電壓至少為24×1.4=33.6V，但蓄電池工作電壓范圍的下限為29V，如果逆變前的電壓不做處理，會使電壓調整率降到很低。所以本設計在輸入濾波和逆變之間加入一級Boost升壓電路，主控芯片采用UC3843

三、部分電路的分析

（一）控制電路的分析

控制電路共分兩部分，一部分為邏輯量控制，一部分為模擬量控制，根據主逆變電路為單極性的要求，電路采用正負半周分別驅動的方式，當正半周時，LM339比較器輸出為低電平，通過與非門4011B轉換成高電平，從而打開與門4081B，使得輸出脈沖在整個正半周期間通過與門4081B的4腳，控制輸出主電路開關管Q2、Q3導通；同理，當正弦波為負半周時，LM339輸出為高電平，從而控制對角橋臂Q1、Q4導通，這樣就實現了SG3525雙組驅動脈沖在每個半周期內同時輸出的要求，保證了整流后的正弦波與三角波比較，完整輸出的要求。

模擬量控制采用電壓、電流雙閉環控制調節，其基準為標準正弦波，電壓反饋通過電壓互感器再經放大器放大后進入PI調節器與標準正弦波進行比較，從而達到消除誤差正弦跟隨的目的，PI調節器的輸出作為電流比例調節器的基準輸入，同時電流反饋信號經電流互感器輸入比例調節器，經比例調節器對電壓信號和電流信號的綜合調節，輸入至精密整流電路，達到SG3525僅能輸入單極性的要求，其中重要的一點電流反饋信號的引入對增加系統的阻尼、改善波形的失真度都起到了良好的作用。

考慮輸出空載情況，電壓上升過高，故此該電路設計了空載電壓限制電路。

（二）充電單元的分析

充電電流較小，主控制管損耗不大，所以蓄電池充電電路采用線形電源結構，線形電路的主調節管為2SC3281，控制調節管為C2383，調節器采用OP37放大器，充電電路的最大充電電流為0.5A，最高充電電壓為40V，采用倒接二極管的形式，當電池電壓升至40V時，二極管自然截止，防止電池過充。

四、結論

由于在電源逆變之前加入了Boost升壓電路，使逆變電源的電壓調整率很?。凰薪涍^大電流的線路均盡量采用粗導線，開關器件均選用優良器件，器件的各項指標參數均遠大于額定值，所以電壓調整率和負載調整率均得到提高；充電電源采用恒壓恒流的形式，輸出電流達到250mA，浮充電壓41.4V，既能快速充電又能產生過充；逆變器的控制芯片采用正弦波逆變器專用芯片U3990F6-50Hz，大大降低了輸出正弦波的失真度。所以本設計具有效率高、正弦失真度小、電壓和負載調整率低、其他保護功能齊全等特點。

五、創新點

（1）逆變之前加入了Boost升壓電路，提高了電壓和負載調整率；

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【關鍵詞】功率因數校正 降壓輸出型 高壓輸出型

1 問題的提出

目前，典型的降壓型（BUCK）功率因數校正器對功率的提高還不能令人滿意，雖然高壓輸出型（BOOST）功率因數校正器已在各種用電設備上獲得廣泛的應用，但是由于輸出電壓高，使得某些應用領域制造成本加大、產品可靠性降低。譬如，為熒光燈、高壓納燈等照明光源配套使用的電子鎮流器就是如此。40瓦的熒光燈和高壓納燈的工作電壓約100伏，如能使功率因數校正器的輸出電壓為200伏左右，就可降低電子鎮流器上開關管電壓應力，省掉開關變壓器、減小降壓電感的體積、容量，使產品的材料成本和生產成本大為降低。同時可靠性、耐用性、效率等性能指標會明顯提高。再者，日本、美國等發達國家的市電電壓約為110伏，我們對其先進產品的消化只能是方法上的模擬，也就是對其先進產品的電路參數，器件性能參數要重新設計，費事費力，事位功半，往往制造出的產品在性能上還有所下降。如能設計出輸出電壓為200V而成本又低的高功率因數校正器，我們對其先進產品的消化吸收就能從方法上的模擬變為形體上的仿真，為我們多快好省的研制出先進的電源產品提供了條件。這主是我們要研制降壓型高功率因數校正器的目的。

2 降壓型功率因數校正器

2.1 單管降壓型高功率因數校正器電路

2.1.1 電路組成

單管降壓型高功率因數校正器由升壓型（BOOST）功率因數校正器電路和降壓轉換電路組成，其電路圖如圖1-1所示。在圖1-1中，由開關管V1、電感器L1、二極管D1-5、D8、電容器C1、Co組成升壓電路；由開關管V1、二級管D6-8、電感器L2、電容器C1、Co組成降壓電路。

2.1.2 電路工作過程

設該功率因數校正器的輸出電壓Vo約為市電峰值電壓的二分之一，即Vo≤200伏。當開關管V1工作時，在提高了功率因數便市電電壓、電流波形保持一致的同時，所功率因數校正器的高壓輸出（Vi+Vo）變成降壓。具體變換過程是：

當開關管V1在開關信號作用下導通時，電容器C1上的能量通過二極管D7、電感器L2、電容器Co、二級管D6及開關管V1級成的供電回路將電容器C1上存儲的能量傳輸給輸出電容器Co；當開關管V1在截止時，電感器L2存儲的能量通過輸出電容器Co、二級管D7、D8組成的續流供電回路傳輸給輸出電容器Co；同時，電感器L1中存儲的能量約有二分之一直接傳輸給輸出電容器Co，實現了高效傳輸。到此該電器完成了一個工作周期，實現了高效功率因數和降壓輸出功能。

2.1.3 電路的設計

設該功率因數校正器中的升壓電感器L1和儲能電感器L2的設計完全和升壓型功率因數校正器中的設計及降壓型開關電源中儲能電感的設計一樣，不再敘述。

2.1.4 電路的優點

該電路的優點是簡單方面的實現了降壓高功率因數輸出。與傳統的BUCK電路相比，實現了輸入電流的連續，減小了電磁干擾，方便了后級開關電源的設計，該電路可以廣泛的應用在電子鎮流器、家電、辦公自動化等中小功率用電設備中。該電路根據不同需要還可以派生出圖1-2、圖1-3、圖1-4三種電路，其工作過程不再敘述。如在圖中a、b兩點加入D9，會提高電路效率。

2.2 準單管降壓型高功率因數校正器電路

2.2.1 電路的組成

準單管降壓型高功率因數校正器電路由升壓型（BOOST）功率因數矯正器電路、降壓型（BUCK）功率因數矯正器電路和降壓轉換電路三部分組成。其電路圖如圖2-1所示。在圖2-1中，由開關管V1、二極管D1～5、D7、電感器L1、電容器C1、Co組成升壓電路；由開關管V2、電感器L1、二極管D1～5、電容器Co組成降壓電路（在開關管V2導通時），由開關管V2、電感器L2、二極管D6、電容器C1、Co組成在開關管V2導通時向輸出端供電的回路；由電感器L2、二極管D6、D7及電容器Co組成在開關管V2截止時向輸出端續流供電回路。

2.2.2 電路工作過程

該電路的工作過程有二種模式，即當市電電壓小于或等于輸出電壓前后，開關管V1、V2同時導通或截止為第二種工作模式。本文只對第一種工作模式進行說明。

設該電路的輸出電壓Vo約為市電峰值電壓的二分之一，即Vo≤200伏。在市電電壓Vi≤Vo前后，開關管V1、V2同時導通或截止，由開關管V1實現升壓型功率因數校正器的功能，開關管V2實現把電容器C1的能量傳輸給輸出電容器Co，完成降壓轉換功能。在市電電壓Vi≥Vo時，開關管V1截止主開關管V2工作，V2導通時，由開關管V2、電感L1、一極管D1～5、電容器Co組成的降壓功率因數校正電路把輸入電流直接傳送給電容器Co；同時還把電容器C1上能量通過與電容器Co、電感器L2、二極管D6組成的供電回路傳送給輸出電容器Co；開關管V2截止時，該電路由降壓型工作模式變為升壓型工作模式，使輸入電流連續向輸出電容Co供電。同時電感器L2中存儲的能量通過與二極管D6、D7、電容器Co組成的續流供電回路向輸出電容器Co供電。到此該電路完成了一個工作周期，實現了降壓轉換功能。

2.2.3 電路的優點

該電路的優點是使用一個主開關管實現了降壓輸出。且功率因數高，而主開關管承受的電壓應力約為市電電壓峰值的一半，且使得市電輸入電流連續，電磁干擾小，效率高、成本低?？蓮V泛應用于空調、電磁爐、微波爐、通信電源、逆變焊機等中大功率電源設備中。該電路根據不同需要還可以派生出圖2-2、圖2-3、圖2-4三種電路，其工作過程不再敘述。如在圖a、b兩點加入D8，會提高電路效率。

3 結論

本文所提出的降壓型高功率因數校正器電路簡單、控制容易，減小開關器件的電壓應力，功耗小，降低了用電設備成本，提高了可靠性。在輸入電流連續的前提下，實現了降壓輸出，減少對電網的污染。而且為更好的消化吸收趕超國外的先進產品提供了有力的支持。隨著電源技術的進步國內外都把減少用電設備對電網的污染、凈化電網提出了更高的要求，為了減少入世后國外先進電源產品對我國電源市場的沖擊，我們必須加大力度協作攻關，研制出具有自己特色的高功率因數校正器。去搶占這個極具潛力的電源大市場。

篇9

在各種品牌型號的衛星接收機（卡）中，對室外LNB供電部分采用以LM317為主的電路比較多，來自電源板的23V電壓（對于低電壓工作的電腦內置式接收卡來說，其23V電壓一般是來自開關式升壓電路）通常由LM317第2腳入，再從第3腳輸出，當然輸出13V還是18V電壓由其第1腳決定。不過在DVBWorld2102sUSB多媒體數據接收盒中，其LNB供電電路卻不一樣，它無需使用LM317來完成切換的，而是直接利用開關式升壓專用芯片MC34063來完成的，下面筆者就向大家來簡單介紹一下工作原理，錯誤或欠妥之處還望燒友們海涵。

圖1是DVBWorld2102sUSB多媒體數據接收盒LNB供電電路實物圖，圖2是依據實物繪制出的原理圖。MC34063是一枚雙極性線性集成電路，采用SOIC－8貼片封裝。它內部包含溫度補償帶隙基準源、一個占空比周期控制振蕩器、驅動器和大電流輸出開關。MC34063芯片輸入電壓范圍在2.5V－40V之間，工作振蕩頻率在100Hz－100kHz之間，最高能輸出1.5A的開關電流，使用該芯片可在使用最少外接元件的情況下構成升壓電路、降壓電路以及反相電路。MC34063的工作原理是：振蕩器通過恒流源對外接在CT 管腳(3 腳)上的定時電容不斷地充電和放電以產生振蕩波形。充電和放電電流都是恒定的，振蕩頻率僅取決于外接定時電容的容量。與門C 輸入端在振蕩器對外充電時為高電平，D 輸入端在比較器的輸入電平低于閾值電平時為高電平。當C 和D輸入端都變成高電平時觸發器被置為高電平，輸出開關管導通；反之當振蕩器在放電期間，C 輸入端為低電平，觸發器被復位，使得輸出開關管處于關閉狀態。電流限制通過檢測連接在VCC（即6腳）和7 腳之間采樣電阻（Rsc）上的壓降來完成，當檢測到電阻上的電壓降接近超過300 mV 時，電流限制電路開始工作，這時通過CT 管腳(3 腳) 對定時電容進行快速充電以減少充電時間和輸出開關管的導通時間，結果是使得輸出開關管的關閉時間延長。在本電路中，MC34063組成升壓電路，儲能電感L3接在MC34063的1、7腳之間，輸出電壓的計算公式為V＝1.25（1+R7/R8）。當接收垂直極化的節目時，CY7C68013A－56LF（U3）第40腳極化電壓控制H/V輸出端口為低電平，Q1和Q2均截止，MC34063輸出電壓由R7和R8決定，約13V左右。當接收水平極化的節目時，CY7C68013A－56LF（U3）第40腳極化電壓控制H/V輸出端口為高電平，經R35、R11使Q1和Q2導通，使得R9一端接地，即相當于R9與R8并連，這時MC34063的輸出電壓由R7、R8和R9決定，約18V左右，這樣就達到了極化切換的目的。

由Q5、Q6、Q10和Q11等元件組成的電路完成F22/DisEqC信號的輸入，由高頻調諧器第11腳輸出的F22/DisEqC信號經Q10和Q11放大后，被送到由Q5和Q6組成的復合管基極，由MC34063輸出的LNB電壓輸入到復合管集電極，這樣調制有F22/DisEqC信號的LNB電壓最后由復合管發射極經保險電阻F1、隔離二極管D2和C16濾波后輸送到室外的LNB。保險電阻F1是為了防止室外LNB短路而設計的，當室外LNB短路時會導致電流加大，這樣F1就會斷路從而保護了MC34063及Q5、Q6、Q10和Q11等元件的安全。

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【關鍵詞】無線充電 升壓電路 數字電源 超級電容

無線充電技術及相關領域是目前技術研究和消費電子領域的熱點。一方面無線充電技術是對以往電源技術和充電技術領域一個革命性的創新；各個廠商和科研機構投入巨大資源進行技術改進和商業應用開發。另一方面，在實際應用方面，無線充電技術仍然未得到更廣泛的應用推廣。

限制無線充電技術發展推廣的原因除了商業標準不同意和成本問題外，技術環節也有一些亟待解決的問題。傳輸效率受很多因素影響不能得到進一步的提高，直接輸出電壓范圍較低等。

本文設計了一種改進的無線充電電路，在傳統成熟無線充電電路的基礎上添加了智能可調的升壓電路模塊，并且在電路中添加了超級電容模塊，可以實現快速的儲能和電能輸出。。

1 無線充電技術概述

目前的無線充電主要有三種：

1.1 電磁感應式

初級線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應在次級線圈中產生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。主要就是感應線圈的方式。

1.2 磁場共振

磁場共振由能量發送裝置，和能量接收裝置組成，當兩個裝置調整到相同頻率，或者說在一個特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量。這是目前被寄予最大期望的無線充電技術

1.3 無線電波式

這是發展較為成熟的技術，類似于早期使用的礦石收音機，主要有微波發射裝置和微波接收裝置組成，可以捕捉到從墻壁彈回的無線電波能量，在隨負載作出調整的同時保持穩定的直流電壓。

主流的無線充電標準有五種：Qi標準、Power Matters Alliance（PMA）標準、Alliance for Wireless Power（A4WP）標準、iNPOFi技術、Wi-Po技術。

2 改進的無線充電電路的實現

2.1 前級無線充電電路

TI公司提供了多種類的無線充電解決方案，包括多種輸出電壓，多種輸出功率，以及多種類型的傳輸線圈方案。本方案前級采用了成熟的全面集成型解決方案。方案基于的bq51025 和 bq500215 芯片。方案不僅支持防水、防塵以及便攜式設計，而且還更快的為 1 節及 2 節（1S 和 2S）鋰離子電池充電且不會產生過熱。此外，該充電解決方案還兼容于市場上任何符合 5W Qi 標準的產品。

Bq51025 接收器支持 4.5V 至 10V 的可編程輸出電壓。與 TI bq500215 無線電源發送器相結合，還可在 10W 功率下實現高達 84% 的充電效率，從而可顯著提高散熱性能。硬件電路如圖所示

2.2 數控升壓電路

前級無線充電路已經具有可編程的輸出電壓，但是輸出范圍仍然不能夠滿足一些特點場合要求，譬如一些高電壓場合。升壓電路其實是DC/DC轉換電路的一種。本方案采用了一個高效的數控升壓電路將輸出電壓抬升到最高30伏輸出。本模塊采用單片機作為控制核心，采集前級輸出的電壓、電流。自動進行穩壓操作，可以精確的控制輸出電壓。方案采用STM32單片機和TI公司專門針對高輸出電壓的LM25122-Q1。其輸入電壓范圍廣泛，最低3伏，最高40伏，輸出電壓可以提升至最高50伏。因此可用于12V、24V 和 48V 電源系統。電路如圖2所示。

2.3 超級電容模塊

超級電容器，是一種介于傳統電容器和電池之間的一種電化學儲能裝置，具有功率密度高、循環壽命長、安全可靠等特點，現已廣泛應用于混合電動汽車、大功率輸出設備等多個領域。本方案所涉及的無線充電電路由于技術條件限制不能夠作為大功率大電流的輸出場合。因此在輸出級并聯一個超級電容模塊，作為大功率備用輸出就顯得尤為重要。本方案采用超級電容管理芯片BQ33100 來實F超級電容模塊。提供一系列豐富的管理、充電控制、監控和保護功能，用于 2、3、4 或 5 個超級電容器串聯，可對每個電容器進行監控和平衡，或者用于多達 9 個電容器串聯。bq33100 可以測量測量超級電容的可用電容、健康狀況、電壓、電流、溫度和其他關鍵參數，保留準確的數據記錄，并通過 2 線 SMBus 1.1 兼容接口將這些信息報告給系統主機控制器。

3 結論

本文設計實現了一個改進的無線充電電路。方案特點是實現了寬電壓輸出，同時應用超級電容模塊來實現突發的大功率輸出要求。在一些手持儀器的充電環節中，可以得到很好的應用。

參考文獻

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[2]汪嶺.DC/DC升壓變換器設計[D].上海交通大學，2007.

[3]武偉，謝少軍，張祝許津銘.基于MMC雙向DC-DC變換器的超級電容儲能系統控制策略分析與設計[J].中國電機工程學報，2014（27）：4568-4575.

作者簡介

汪立偉，男，四川省成都市人。碩士學位。研究方向為智能電子技術。