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[關(guān)鍵詞]消防電源消防電路電路安全

中圖分類號:X9文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1110034-01

目前居民住宅已由實用型轉(zhuǎn)向小康型,人民生活水平不斷提高,大功率電器也逐步普及,但由于在電氣線路設(shè)計過程中忽略了安全問題,致使電氣火災(zāi)時有發(fā)生,給居民帶來了極大的損失。根據(jù)2008年火災(zāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計。住宅電氣火災(zāi)占全區(qū)電氣火災(zāi)總數(shù)的60%,而且在住宅火災(zāi)起因中居于第一位。電氣線路的主要用途是用來輸送電能,其特點是線路長、分支多,應(yīng)用范圍廣,易于接觸可燃物,一般故障較為隱蔽,難以發(fā)現(xiàn)。往往由于短路、過負荷、接觸電阻過大等原因。產(chǎn)生電火花、電弧或引起電線、電纜過熱,從而造成火災(zāi)。近年來隨著我國住宅建設(shè)和電力事業(yè)的飛速發(fā)展,住宅電氣火災(zāi)的數(shù)量也在迅速上升。

一、消防電路設(shè)計的載流里取值偏大

我國電氣設(shè)計中線路載流量和負載電流量值的選用往往失當而偏于不安全,為此常導(dǎo)致線路過載。國際上權(quán)威性的線路載流量數(shù)值是IEC364-5-523標準,但我國還沒有線路載流量的國家標準,一般電氣設(shè)計規(guī)范中線路載流量數(shù)值偏大,因此選用的線路截面與實用情況相比往往過小,留下線路過載的隱患。例如,在墻上明敷單相線路,采用常用的2.5rnm2銅芯塑料絕緣電線配電,按IEG364-5-523標準,此四路的載流量應(yīng)為26A,而按我國的設(shè)計資料,這一回路的載流量卻為32A,高出25%沒有正確的線路載流量數(shù)據(jù),則很難保證線路不發(fā)生過載的危險。

二、線路負荷估算偏小

我國長期存在線路負荷估算偏小而導(dǎo)致線路過載短路起火的問題,這一問題尚未得到充分認識。住宅用電的特點之一是負荷難以估算,隨著生活水平的迅速提高,我國住宅用電還將持續(xù)增長。根據(jù)國外經(jīng)驗,必須對住宅用電增大給予充分的估計,留有足夠發(fā)展余量,否則將給電氣消防安全留下無窮后患。

三、缺乏專門的電路設(shè)計規(guī)范

國際上電氣安全技術(shù)不斷完善和提高,而一些行之有效的電氣安全基本要求在我國新建和改建線路規(guī)定中卻未見到,設(shè)計與施工只能參考電力設(shè)計規(guī)范和防火手冊中的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,內(nèi)容零散,不易操作。這些都將會在我國新住宅線路和舊住宅改造線路中留一些不安全因素。

四、電路設(shè)計存在的問題

隨著用電水平不斷提高,為用電方便,避免亂拉臨時線或亂接抽座板,住宅內(nèi)電源插座的設(shè)置數(shù)量不斷增多,電源插座成了影響用電安全的主要因素。據(jù)北京市對住宅插座使用情況的一項調(diào)查,居民普遍反映住宅設(shè)計的固定插座數(shù)最偏少,長期使用插座板的人占85.5%。插座板影響居室美觀,給日常生活帶來了很多不便,而且由于居民缺乏電氣安全知識,多用雙芯單層絕緣線來接抽座板,這種電線沒有護套,易因擠壓損傷而破壞絕緣。又因不注愈加接PE線,使所接家用電器不能接地,而且市場銷售的插座板多為不合格產(chǎn)品。據(jù)國家技術(shù)監(jiān)督局公布對插頭插座的抽查結(jié)果顯示:有近四成產(chǎn)品不合格,其接觸壓力和接觸面積均不足,負荷電流稍大插座板即因接觸不良而產(chǎn)生異常高溫。因此,住宅內(nèi)亂拉電線常引起電氣火災(zāi)事故。線路分支回路過少回路過少致使每個回路所帶的負荷增大,實際上等于減小了線路截面,其結(jié)果會造成線路溫度升高,當溫度超過導(dǎo)線的耐熱溫度時導(dǎo)線的壽命就會急劇縮短。根據(jù)經(jīng)驗數(shù)字,PVC絕緣工作溫度每超過耐熱溫度8℃,其使用壽命約減少一半。舊住宅改建的電氣線路往往不是由專業(yè)人員設(shè)計的,施工隊伍更不規(guī)范,一些用戶為了舒適、安全、實用而進行的二次電氣裝修相反比第一次更不安全,隱患更多。如,現(xiàn)在次裝修中的布線是穿PVC管,走地板下。裝地板時往往不小心破壞PVC管的保護作用,致使電線短路的現(xiàn)象較普遍。我國頒布了有關(guān)建筑室內(nèi)電氣線路必須安裝漏電保護裝置的強制性規(guī)定的,但住宅樓許多都未裝設(shè)漏電保護裝置,有些甚至沒有布設(shè)專用地線(E)或保護零線(PE),即使有也是虛設(shè)的或者不符合規(guī)范,特別是在中、小城鎮(zhèn)、這類問題相當普遍?？墒沁@些數(shù)量眾多的舊的住宅核門前仍在使用。舊樓房的電氣線躋容量小,線路老化嚴熏,部分地區(qū)的住宅中仍然使用鋁導(dǎo)線,許多建筑電氣設(shè)計都不符合現(xiàn)行的安全技術(shù)規(guī)范和標準,存在著許多用電安全隱患,如火災(zāi)、觸電及損壞用電設(shè)備等,已遠不能適應(yīng)當前社會發(fā)展的需要,這些住宅樓電氣線路安全性問題日益突出。

五、消防泵故障電路

我國《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定,消防控制設(shè)備應(yīng)具有顯示消防水泵工作、故障狀態(tài)的功能。為了顯示各消防泵的開、停工作狀態(tài),通常的做法是將各消防泵交流接觸器的輔助觸點作為工作狀態(tài)(開或停)信息輸出(輔助常開觸點閉合為開泵,斷開為停泵)?？紤]到消防泵故障,可能是機械方面的,也可能是電氣方面的;目前,國內(nèi)外尚沒有能給出各種故障信息的傳感器;因此,準確給出水泵故障信息的技術(shù),目前尚不能解決。從流體力學來說,消防水泵故障當消防水壓不足,用PLC輪流切換各臺主消防泵進行查找。應(yīng)當指出,如果消防泵故障多于一臺或消防水壓不足是由于實際用水流量人于設(shè)計值引起,則用上述方法也查找不出有故障的水泵。實用上,通常把某此水泵動力供應(yīng)電路上空開跳閘作為消防泵故障的信息。空開跳閘信息可由空開上的輔助觸點方便地給出。

六、火災(zāi)事故時切除非消防電源的措施

在火災(zāi)情況下,為防止可能發(fā)生的線路短路故障,防止由電氣線路造成火勢蔓延擴大,以及消防員撲救之前應(yīng)切斷起火部位的非消防用電。但如何正確實施,還有一些問題值得研究探討。

(一)按防火分區(qū)切除非消防電源。很明顯,火災(zāi)時需要切除的,僅僅是“起火部位”的非消防用電,所以切除非消防用電應(yīng)按防火分區(qū)實施分區(qū)控制,盡可能地縮小強切電源的范圍,盡可能地減少因強切電源造成的意外損失。工程中曾見過不少強切非消防電源不進行分區(qū)設(shè)計,如二十幾層的高層住宅,當發(fā)生火災(zāi)時若毫無區(qū)別和毫無選擇地一次切除電源,造成全樓人為斷電。為防止上述情況的發(fā)生,火災(zāi)時切除非消防用電應(yīng)按防火分區(qū)實施分區(qū)控制,對高層住宅宜按樓層分組,以二十四住宅為例,筆者認為每3-4層為一組為好。

(二)組合電源。即由以上任意兩種或兩種以上電源的組合的供電方式,由于上述幾種電源的結(jié)構(gòu)、可靠程度都不同,對系統(tǒng)的要求和應(yīng)用范圍也不同。所以在實際當中選擇某一種應(yīng)急照明電源有時是很難滿足要求的,這時就有必要選擇兩種或兩種以上的應(yīng)急照明電源。當應(yīng)急照明電源是取自電網(wǎng)的獨立電源時,要求由外部引用兩路、獨立電源供電,確保一路故障時,另一路仍繼續(xù)工作。應(yīng)急照明配電系統(tǒng)自成體系,保證在火災(zāi)情況下,切除非消防負荷后,系統(tǒng)仍可供電。此種方式供電容量和供電時間不受限制,轉(zhuǎn)換時間容易滿足要求。

參考文獻:

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關(guān)鍵詞：EDA；SoC；教學特色

作者簡介：侯寧（1982-），男，河南鎮(zhèn)平人，河南城建學院電氣與信息工程學院，講師；趙張飛（1984-），男，安徽滁州人，河南城建學院電氣與信息工程學院，助教。（河南 平頂山 467000）

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）08-0088-02

集成電路工藝的不斷進步，使得整個嵌入式系統(tǒng)可以集成到單顆芯片中，稱為系統(tǒng)芯片（System-on-a-chip，SoC）。SoC是在專用ASIC的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其不再是功能單一的單元電路，而是一種面向某種應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)。[1，2]與由分立器件構(gòu)成的板級系統(tǒng)相比，SoC在成本、體積、速度、集成度、功能多樣性等方面均具有極大優(yōu)勢，是各種自動化設(shè)備、汽車電子、家電、消費類電子領(lǐng)域的核心部件。

由于我國在集成電路設(shè)計領(lǐng)域起步較晚，雖然歷經(jīng)十余年的奮起直追，但與國外的差距反而有逐步拉大的趨勢。2012年，國內(nèi)芯片進口總量2197.17億個，總額約1650億美元，已經(jīng)超過石油進口總額的1200億美元。SoC芯片的進口量更是在芯片進口總量中占有極大比重，因此，培養(yǎng)合格的集成電路設(shè)計人才是高校面臨的一項極其迫切的任務(wù)。

一、EDA技術(shù)教學面臨的挑戰(zhàn)

SoC系統(tǒng)設(shè)計包含硬件設(shè)計和嵌入式軟件設(shè)計兩個方面，需要微機原理、數(shù)字電路設(shè)計、模擬/射頻電路設(shè)計、嵌入式軟件等多學科的知識與技能。同時，由于SoC系統(tǒng)需要軟硬件協(xié)同實現(xiàn)系統(tǒng)功能，因此設(shè)計者必須在定義SoC功能規(guī)范時，確定SoC系統(tǒng)的軟硬件劃分。隨后，按照軟件工程方法學設(shè)計嵌入式軟件，按照VLSI集成電路設(shè)計方法學設(shè)計硬件。在設(shè)計過程中也需要結(jié)合軟硬件協(xié)同設(shè)計的思想，加快SoC系統(tǒng)的設(shè)計進度。[3，4]

現(xiàn)階段，我國高校中電子類及通訊類專業(yè)均開設(shè)有導(dǎo)論性質(zhì)的SoC系統(tǒng)課程，但是理論性太強，學生缺乏對SoC系統(tǒng)的直觀認識并且出現(xiàn)重嵌入式軟件，輕體系結(jié)構(gòu)及硬件設(shè)計的問題。學生對系統(tǒng)總線、知識產(chǎn)權(quán)核（intellectual Property，IP）、軟硬件劃分、軟硬件協(xié)同設(shè)計等概念不甚了解。

EDA技術(shù)是通訊工程、電子信息工程、電子科學與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，也是唯一一門講述現(xiàn)代數(shù)字電路設(shè)計方法及流程的課程。[5]當前EDA技術(shù)實驗面臨內(nèi)容單一，實驗項目常以驗證型實驗為主，學生的設(shè)計難以突破實驗箱的限制。[6]此外，在該課程教學之前，學生通過微機原理、單片機原理等課程的學習，已經(jīng)對嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、指令集等概念建立起整體認識，但是由于面對的仍然是8051、8259等分立器件，學生還沒有建立系統(tǒng)的概念，特別是軟硬件協(xié)同設(shè)計的思想。因此，EDA技術(shù)教學中，在學生掌握了基本組合電路、時序電路設(shè)計方法后，利用一個真實的SoC系統(tǒng)平臺進行實踐教學，可以使學生進一步理解SoC系統(tǒng)，通過SoC系統(tǒng)實驗使學生初步建立起軟硬件協(xié)同設(shè)計思想。

二、SoC系統(tǒng)平臺介紹

為了滿足EDA設(shè)計課程教學中SoC系統(tǒng)實驗的需要，筆者開發(fā)了一款嵌入式SoC系統(tǒng)平臺，如圖1所示。

嵌入式SoC系統(tǒng)平臺包括一款兼容ARM指令集[7]的處理核。AHB總線掛接內(nèi)部存儲器，默認從設(shè)備，中斷控制器。處理核通過APB總線橋訪問常用的慢速外設(shè)，包括通用IO、定時器、SPI接口、I2C接口以及UART接口。

嵌入式SoC系統(tǒng)平臺結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)化設(shè)計，外設(shè)豐富，除了滿足SoC系統(tǒng)實驗要求外，還可以做為EDA課程設(shè)計的基礎(chǔ)平臺開展一些開放性實驗。

筆者開設(shè)的SoC系統(tǒng)實驗課沒有采用Altera公司的SOPC實驗環(huán)境。[8，9]筆者認為對于初步接觸SoC系統(tǒng)的學生而言，該平臺涉及的自動化工具過多，容易將學生學習的注意力轉(zhuǎn)移到工具的使用上，而忽略了對SoC系統(tǒng)本身的學習。

三、SoC系統(tǒng)實驗介紹

已經(jīng)開設(shè)的SoC系統(tǒng)實驗包括系統(tǒng)總線實驗、通用總線接口（General Purpose Input Output，GPIO）設(shè)計實驗和開放性實驗三部分。通過這部分內(nèi)容的學習，要求學生掌握系統(tǒng)總線、IP核的概念，初步建立軟硬件協(xié)同設(shè)計思想并理解軟硬件資源開銷。

1.系統(tǒng)總線實驗

微機原理和單片機課程通常以8051作為授課對象。8051的外部總線是一種板級三態(tài)總線，要求地址和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，完全不同于強調(diào)流水操作的現(xiàn)代系統(tǒng)總線。AMBA總線是ARM公司定義的一種系統(tǒng)總線規(guī)范，用于ARM處理核與外設(shè)IP間的數(shù)據(jù)通訊，是一種典型的現(xiàn)代系統(tǒng)總線。①由于ARM處理核超高的市場占有率，AMBA總線標準應(yīng)用廣泛。

AMBA總線規(guī)范內(nèi)容較多，實驗僅涉及AHB-LITE總線和APB總線的基本操作。

圖2所示為一個典型的AHB-LITE總線系統(tǒng)，實驗要求學生自己定義各個外設(shè)的總線地址區(qū)間，設(shè)計出總線的譯碼器模塊和多路選擇器模塊。

APB總線橋連接AHB總線與APB總線，這部分內(nèi)容作為開放實驗的一部分，供學有余力的同學學習。實驗中僅要求學生掌握APB總線的基本讀寫時序。

通過系統(tǒng)總線實驗，使學生理解現(xiàn)代系統(tǒng)總線的設(shè)計思路，理解板級總線與片內(nèi)系統(tǒng)總線的區(qū)別。

2.GPIO設(shè)計實驗

GPIO是SoC系統(tǒng)最基本的外設(shè)IP，可以用作各類總線擴展接口，還可以提供額外的控制監(jiān)視功能。本實驗要求學生需要依據(jù)設(shè)計規(guī)范，設(shè)計出一款基于APB總線接口的GPIO外設(shè)IP，特別要求GPIO支持硬件“讀―改―寫”操作。通過該實驗使學生理解IP核的設(shè)計重點，重點建立軟硬件劃分的設(shè)計思想，理解軟硬件資源開銷。

圖3所示為實驗技術(shù)規(guī)范定義的GPIO框圖，主要包括數(shù)據(jù)模塊和中斷模塊。GPIO規(guī)范要求設(shè)計具有如下特征：軟件配置輸入或者輸出；支持硬件“讀-改-寫”功能；可配置作為中斷源；可配置支持上升沿和下降沿中斷。

在實際教學中，要求學生必須完成GPIO的數(shù)據(jù)模塊的設(shè)計。中斷模塊的設(shè)計可作為開放性實驗。在實驗中，要求學生用軟件實現(xiàn)“讀―改―寫”操作，與硬件的“讀―改―寫”操作比較，深刻理解嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中的軟硬件開銷問題，對SoC系統(tǒng)的軟硬件劃分思想有初步的認識。

3.開放性實驗

SoC系統(tǒng)的內(nèi)容豐富，由于EDA技術(shù)學時有限，筆者將一些課程教學無法涉及的內(nèi)容放在EDA課程設(shè)計的開放性實驗環(huán)節(jié)。學生可以在利用SoC系統(tǒng)平臺開發(fā)外設(shè)IP，豐富平臺功能。

開放性實驗提供的可選實驗包括：PWM電機控制實驗，要求學生根據(jù)規(guī)范要求設(shè)計PWM IP并控制電機運轉(zhuǎn)；UART通用串口實驗，要求學生根據(jù)規(guī)范設(shè)計UART IP并與PC 調(diào)試助手通訊；SPI FLASH編程實驗，要求學生根據(jù)規(guī)范設(shè)計SPI IP并完成SPI FLASH編程；I2C接口液晶控制實驗，要求學生根據(jù)規(guī)范設(shè)計I2C IP并控制液晶模塊；RTC實驗，要求學生根據(jù)規(guī)范設(shè)計RTC IP并編程支持實時時鐘；未來開放性實驗還將提供SD Card IP，USB IP，Ethernet IP等實驗。

集成電路設(shè)計技術(shù)發(fā)展迅猛，SoC系統(tǒng)平臺的擴展和豐富需要教師不斷學習，以確保學生在校期間能接觸到最先進的集成電路設(shè)計知識，快速適應(yīng)未來工作。

四、 結(jié)束語

針對當前本科教育階段SoC系統(tǒng)教學中重理論，輕實踐，重軟件，輕硬件設(shè)計的問題，筆者利用自己研發(fā)的SoC系統(tǒng)實驗平臺，積極探索EDA技術(shù)課程教學，加強實踐環(huán)節(jié)指導(dǎo)，提升學生對SoC系統(tǒng)的理解，使學生初步建立起軟硬件協(xié)同設(shè)計的思想。利用EDA課程設(shè)計的開放性實驗環(huán)節(jié)，指導(dǎo)學有余力的學生獨立設(shè)計一些簡單的外設(shè)IP，培養(yǎng)學生興趣，進一步增強學生就業(yè)競爭力。

注釋：

①參見的內(nèi)容。

參考文獻：

[1]郭煒， 郭箏，謝憬.SoC設(shè)計方法與實現(xiàn)[M].電子工業(yè)出版社，

2007.

[2][美]羅文.復(fù)雜SoC設(shè)計[M]. 吳武臣， 侯立剛，譯.機械工業(yè)出版社，2006.

[3]趙川，徐濤，孫曉光.高性能處理系統(tǒng)的軟硬件協(xié)同設(shè)計研究[J].計算機工程與科學，2009，31（1）：20-23.

[4]于海，姚啟桂，虞躍，等.基于SoPC的狀態(tài)監(jiān)測裝置的嵌入式軟硬件協(xié)同設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，（22）：1-4.

[5]周莉莉，周淑閣.EDA課程教學方法的研究與實踐[J].實驗室科學，2008，（5）：55-57.

[6]翟文正，管功湖.將EDA 技術(shù)引入計算機組成與結(jié)構(gòu)實驗教學的研究[J].實驗室研究與探索，2008，（12）：12-14.

[7]周立功.ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程[M].北京：北京航空航天大學出版社，2008.

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關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計 配電 問題

中圖分類號：TU92 文獻標識碼：A文章編號：

前言

傳統(tǒng)建筑電氣設(shè)計只包括供電和照明，其內(nèi)容一般對應(yīng)的是現(xiàn)代的強電和弱電。供電、照明、防雷等屬強電，而其余部分統(tǒng)統(tǒng)歸于弱電。強弱之分在于電壓高低，在學界沒有爭議。在設(shè)計中設(shè)計人員所使用的表達方式和工具要適應(yīng)自己的思維方式和習慣。

一、建筑電氣概述

1.1 用電設(shè)備種類多

電氣設(shè)備的種類非常繁多，包括照明設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、給排水設(shè)備、電梯設(shè)

備、消防設(shè)備、制冷設(shè)備等。照明設(shè)備主要包括照明燈、應(yīng)急照明指引等、路燈等；空調(diào)設(shè)備主要包括空調(diào)機等；給排水設(shè)備主要包括生活用水泵以及消防泵等；電梯設(shè)備主要包括貨梯、人用電梯；消防設(shè)備主要包括正壓風機、排煙風機、消防泵等；制冷設(shè)備主要包括冷卻塔風機等。

1.2 耗電量大

根據(jù)用電設(shè)備的不同其耗電量也有所不同。但大體來說，建筑中的有點設(shè)備的耗電量很大，以給排水設(shè)備為例，生活用水泵每時每刻都在運行，其耗電量非?？捎^。

1.3 供電可靠性較好

建筑內(nèi)的用電設(shè)備的供電可靠性較好，設(shè)有主電源和臨時電源兩個獨立系

統(tǒng)。例如，當建筑內(nèi)突然停電時，應(yīng)急供電系統(tǒng)就會開啟，應(yīng)急照明、消防、客

梯、生活供水泵等設(shè)備不會受到停電的影響。

二、建筑電氣設(shè)計中應(yīng)該注意的問題

2.1建筑設(shè)計配電回路過少

在建筑電氣設(shè)計中普遍出現(xiàn)的一個問題就是住宅內(nèi)的配電回路相對過少，由于回路過少就會增加電路的負載，也就相當于減少了導(dǎo)線的橫截面。從具體操作實踐來看，建筑的分支回路一般由照明、空調(diào)插座、電源插座、廚房電源插座等等組成。居民在電路設(shè)計時，一般會在臥室安裝空調(diào)插座，我們應(yīng)該根據(jù)空調(diào)負荷的大小，安裝兩個回路，防止電路負荷過高而發(fā)生火災(zāi)。居民建筑電路設(shè)計的回路應(yīng)該不少于五個，而且分支所使用的導(dǎo)線橫截面不小于2.5平方毫米，且應(yīng)該用銅芯的導(dǎo)線，最好不要使用鋁制的導(dǎo)線。

我們在進行導(dǎo)線鋪設(shè)時，要采用暗敷設(shè)的方式，也可以將銅芯絕緣導(dǎo)線用穿管的方式，且穿線管要選用符合要求的，具有阻燃性能的pvc管，禁止將導(dǎo)線直接埋在墻體內(nèi)進行鋪設(shè)，以減少發(fā)生電路短路發(fā)生火災(zāi)的可能。一般來講，應(yīng)該有電話線路、有線電視線、還有從配電箱出來的回路，總計至少有七八條線路，這些線路中，除了照明線路應(yīng)該至于頂板輻射外，其它的線路應(yīng)該鋪設(shè)在地面墊層里面，而各線路之間彼此交叉也是在所難免。對于鋪設(shè)線路，由于考慮到最近線路輻射，且居民住宅建筑墊層又非常薄，所以線路交叉的問題很難得到很好的解決；此外照明線路一般通過頂棚燈的接線盒來進行分線，居民在鋪設(shè)地板時，經(jīng)常會將敷設(shè)在地面下的線路進行打斷，很容易造成電路安全和電氣設(shè)計使用不方便的問題。在暗敷設(shè)線路時，我們可以沿著墻縫垂直、平行地面或者沿著板孔進行敷設(shè)，這樣能避免這種情況的發(fā)生。

2.2電氣線路材料選取不一

（1）在電氣設(shè)計時，對于居民住宅電纜線最好是使用銅芯塑料線。在實際操作中，很多設(shè)計人員或者住戶為了節(jié)省一部分費用，選擇鋁線。雖然在成本上稍微節(jié)省一點成本，但是增加了日后發(fā)生火災(zāi)的幾率，給日后用電帶來了巨大安全的隱患。一般來講，銅線比鋁線的韌性好，機械強度高，導(dǎo)電的性能也強，而且鋁線的熔點也低于銅線，表面容易氧化，一旦發(fā)生短路，很容易發(fā)生火災(zāi)。

（2）在居民住宅設(shè)計時最好能選擇那些導(dǎo)線橫截面較大的銅線。例如按照設(shè)計要求，進戶線至少選擇10平方毫米的銅線，但是我們在操作過程中，最好選擇16平方毫米的銅線，而對于空調(diào)來講，器回路應(yīng)該不小于4平方毫米，對于照明回路導(dǎo)線應(yīng)該用2.5平方毫米的銅線。這是因為隨著日后家用電器的使用日益增多，如微波爐、洗衣機、冰箱等等，其產(chǎn)生的負荷會越來越大。如果導(dǎo)線橫截面過小，在長期的使用中，導(dǎo)線會發(fā)熱，機械強度、電壓損失、經(jīng)濟電流密度等都是我們必須考慮的因素。導(dǎo)線截面過小，將引起回路阻抗增大，電壓質(zhì)量受到一定的影響，這一點在高層建筑中尤為突出。例如由于導(dǎo)線橫截面過小，產(chǎn)生加劇導(dǎo)線發(fā)熱，加速導(dǎo)線老化，進而發(fā)生線路故障引發(fā)電擊傷人和火災(zāi)事故，但是我國目前還沒有完成載流量標準的制定。

（3）住戶私自在墻上安裝明線，造成安全隱患，也不美觀。由于家用電氣越來越多，室內(nèi)墻上插座數(shù)目太少，早期設(shè)計的電氣線路已經(jīng)不能滿足住戶的要求，許多住戶不請專業(yè)電工，而是自己隨便在墻上安裝插座，不僅在電線質(zhì)量、規(guī)格選取上不符合要求，而且由于私自亂接，增加了電路故障的可能性。此外室內(nèi)縱橫交錯的電線也影響美觀。

2.3電纜線路設(shè)計欠合理

在電路設(shè)計過程中，由于線路上下左右縱橫交錯，即使是小型的工程所使用的電線也不下萬米，而對于大工程來說更是不計其數(shù)，所以在線路上的損耗是相客觀的，因此在電路設(shè)計時，一定要對線路的損耗給予高度的重視。一般來講，低壓配電室應(yīng)該是靠近豎井，并且由低壓配電室提供給每個豎井的干線，這樣可以有效防止支線沿著于線倒送的現(xiàn)象。另外一方面，我們還可以充分利用部分季節(jié)性負荷線路，當這些線路使用率很低時，可以將其調(diào)整為常期大額用電的用戶使用，緩解輸電線的輸電壓力。

2.4 低壓配電系統(tǒng)中導(dǎo)線載流量與斷路器整定電流不匹配

在電纜線中的電流量和低壓短路器的整定電流配合選擇、供電路線中收到短路器保護等等，這些都是經(jīng)常會遇到的問題，同時也是我們電氣設(shè)計員應(yīng)該掌握的基本技能。雖然表面上看起來很簡單，但是在實際的操作中面臨的問題遠不止是這些。總而言之，我們必須以《低壓配電設(shè)計規(guī)范》準繩，高要求高標準，從整體出發(fā)，全面考慮各種影響因素。

三、建筑電氣的節(jié)能設(shè)計

3.1 照明節(jié)能設(shè)計

對于照明節(jié)能設(shè)計來說，它主要指的是在保證照明質(zhì)量的前提之下，對照明電路中能量的損失進行一定程度的減少，并有效達到能量利用最大化目標。一般情況下，主要有如下幾種：

①照明方式選擇：應(yīng)當充分利用自然光，這是節(jié)省照明能耗的重要方式之一，即在設(shè)計中電氣設(shè)計人員應(yīng)當盡量考慮到自然光與人工照明的充分結(jié)合，從而從很大程度上節(jié)省了照明電能；

②選擇合理的光源：其最本的原則就是應(yīng)根據(jù)不同的場所選擇不同的光源。

③選擇恰當?shù)恼彰鞣绞交蜓b置也是一種可行的節(jié)電能的方法。

3.2 空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能

公共建筑暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗至少占建筑總能耗的50％以上，系統(tǒng)節(jié)能潛力巨大。具體應(yīng)遵循以下原則：機電設(shè)備啟停優(yōu)化控制；變風量、變流量系統(tǒng)最優(yōu)控制；冬夏季部分負荷時水泵分設(shè)控制；與冰蓄冷相結(jié)合的低溫送風系統(tǒng)控制；參數(shù)設(shè)定節(jié)能控制，包括溫度標準設(shè)定、焓值控制、利用室內(nèi)CO2濃度控制新風量等。

3.3 優(yōu)化選擇變壓器

變壓器作為配電系統(tǒng)的基本設(shè)備，其損耗大約占總耗量的6%，主要分為鐵耗和銅耗，鐵耗又稱為空載損耗，與負荷大小無關(guān)，僅與鐵芯的制作材料和制造工藝有關(guān)，故一般來說，最好選擇節(jié)能型變壓器。銅耗與負荷的大小有關(guān)，故在選擇變壓器的容量和臺數(shù)時，應(yīng)根據(jù)負荷運行的時間性變化，相應(yīng)的選擇變壓器的運行參數(shù)與臺數(shù)，盡量減少不必要的損耗。

3.4 降低電路損耗

當電能傳輸時，在電路網(wǎng)絡(luò)中就產(chǎn)生功率損耗，一般來說，其與線路的長度和負載的大小相關(guān)聯(lián)。因此，應(yīng)當盡量提高系統(tǒng)的功率系數(shù)、減少導(dǎo)線的電阻，從而降低其損耗。其措施主要有以下幾種：

①線路路徑的選擇要合理。為減小導(dǎo)線長度，線路盡可能不走彎路，盡量走直線；

②合理選擇導(dǎo)線截面積：導(dǎo)線的截面積大小的確定應(yīng)根據(jù)電流指標與經(jīng)濟條件來確定。對于線路較長的電路，在滿足電流以及電壓降要求的情況下，可使導(dǎo)線的截面積加大1～2 級；

③合理確定電氣用房所在的位置。變、配電所盡量接近負荷中心，以盡量減小供電距離，減少不必要的供電電能的損耗和有色金屬的消耗。

篇4

關(guān)鍵詞：ASIC；設(shè)計流程；數(shù)字集成電路

中圖分類號：TN742 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 16-0028-02

進入21世紀以后，通信技術(shù)的發(fā)展與人民生活需求的不斷增長，導(dǎo)致集成電路的需求出現(xiàn)井噴式的增長。集成電路分為專用集成電路和通用集成電路。相比通用集成電路，專用集成電路面向特定用戶，品種多，批量少，需求設(shè)計和生產(chǎn)周期短，同時功耗更低，重量更輕，體積更小，性能更好，成本更低等優(yōu)點。因此涌現(xiàn)出來一大批數(shù)字集成電路（簡稱ASIC）設(shè)計公司。其中，北京的微電子集成產(chǎn)業(yè)園和上海的張江微電子園集中了國內(nèi)很多的芯片設(shè)計（簡稱IC設(shè)計）公司和國外頂尖IC設(shè)計公司駐中國研發(fā)部。而專用集成電路是現(xiàn)在集成電路設(shè)計的研究熱點。包含有數(shù)字集成電路（簡稱ASIC）設(shè)計、模擬ASIC設(shè)計、數(shù)模混合ASIC設(shè)計、射頻ASIC設(shè)計等類型。本論文研究集成電路中最為廣泛的數(shù)字ASIC設(shè)計。ASIC設(shè)計過程總共分為5個階段，分別為：項目策劃、總體設(shè)計、詳細設(shè)計與可測性設(shè)計、時序驗證與版圖設(shè)計、流片與整理。這5個階段以文檔的遞交作為完成階段性完成任務(wù)的分界點。本論文也將以此5個階段為主線進行研究和討論。

一、項目策劃

在集成電路設(shè)計的第一個階段是項目策劃。這就需要開發(fā)團隊在正式進入是實質(zhì)性研發(fā)階段之前，需要對該產(chǎn)品潛在的市場需求進行調(diào)研。根據(jù)調(diào)研的結(jié)果，做出可行性報告。將此可行性報告提交市場和研發(fā)部門進行論證，討論該產(chǎn)品研發(fā)的正確性與否。如果可行，則寫項目任務(wù)書，用以給出明確的產(chǎn)品性能的大致說明，項目進度、研發(fā)周期管理等的。

二、總體設(shè)計

第二階段是總體設(shè)計?？傮w設(shè)計階段的主要任務(wù)是：認真分析市場的需求，確定設(shè)計對象以及設(shè)計目標。在原先第一階段給出的項目任務(wù)書的基礎(chǔ)上，進一步充實芯片的功能確定，內(nèi)外部性能的要求，芯片驗收的參數(shù)指標。同時要積極組織各方面的人員論證各種實現(xiàn)可行的系統(tǒng)實現(xiàn)方案，選擇最佳的實現(xiàn)方案，敲定最終的系統(tǒng)實現(xiàn)方案，以及加工工程，工藝水平。在系統(tǒng)實現(xiàn)方案完成之后，需要是使用仿真軟件進行系統(tǒng)設(shè)計，并進行仿真，進行可行性驗證。通過仿真結(jié)果，來初步估計產(chǎn)品的最終性能。這一階段所做的工作，最終以系統(tǒng)規(guī)范化說明書為任務(wù)完成的標準。在系統(tǒng)規(guī)范化說明書中，主要包含有晶片面積的估計；．產(chǎn)品研發(fā)預(yù)算估計；初始的產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計；風險分析；設(shè)立產(chǎn)品的目標、可行性和里程碑；設(shè)計路線和開發(fā)工具的選定。其中需要指出的是進行系統(tǒng)設(shè)計以及系統(tǒng)仿真的可行性分析?？尚行苑治鍪堑诙A段最重要的一個環(huán)節(jié)，它是對該項目的利潤模型、開發(fā)周期和風險性的分析。一方面，該ASIC開發(fā)項目的最終產(chǎn)品是替代目前的一個成功產(chǎn)品，則成本降低與功能增強是項目最突出的任務(wù)。另一方面，該ASIC開發(fā)項目旨在開辟新的市場或者替代目前尚未成功的產(chǎn)品，研發(fā)時間將是項目中首先關(guān)心的文圖。由于項目的研發(fā)策略會對整個項目的結(jié)構(gòu)設(shè)計、開發(fā)等產(chǎn)生巨大的影響，項目規(guī)劃者需要根據(jù)項目的具體情況在正式研發(fā)階段開始之前對項目的這些驅(qū)動因素進行歸納分析，以制定項目的研發(fā)策略。

三、詳細設(shè)計與可測性設(shè)計

數(shù)字研發(fā)流程走到此，如果前面的任務(wù)全部走完，那么研發(fā)將進入實質(zhì)性的開發(fā)階段。這一個過程又拆分為如下的模塊：

（一）頂層模塊劃分

頂層設(shè)計是一個富有創(chuàng)造性的階段，在這個階段，要定義產(chǎn)品的頂層架構(gòu)。許多經(jīng)典的工程折中問題都需要在這個階段做出決定。產(chǎn)品的開銷、設(shè)計的開銷、產(chǎn)品上市時間、資源需求和風險之間的對比也是頂層結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的一部分。這個階段中的創(chuàng)造性思維對于產(chǎn)品的成功有著極大的影響。創(chuàng)造性可以體現(xiàn)在產(chǎn)品的創(chuàng)意、頂層架構(gòu)設(shè)計創(chuàng)意和設(shè)計流程的創(chuàng)意等方面。這個階段的工作主要由少數(shù)具有結(jié)構(gòu)設(shè)計和系統(tǒng)設(shè)計才能的高級工程師參與。這一階段的具體任務(wù)是：討論幾個頂層結(jié)構(gòu)備選項；分析這幾個頂層結(jié)構(gòu)選項——需要考慮技術(shù)靈活性、資源需求及開發(fā)周期等；完成頂層結(jié)構(gòu)設(shè)計說明；確定關(guān)鍵的模塊(如果需要，這些模塊可以盡早開始)；確定需要使用的第三方IP模塊；選擇開發(fā)組成員；確定新的工具；確定開發(fā)路線/流程；討論風險；預(yù)估硅片面積、輸入輸出引腳、開銷和功耗等。這個階段需要遞交的文檔則是這個階段需要遞交的文檔：結(jié)構(gòu)設(shè)計文檔與ASIC開發(fā)計劃文檔。在結(jié)構(gòu)設(shè)計文檔中，設(shè)計者需要清楚地描述電路板、軟件和ASIC的劃分。通常ASIC作為系統(tǒng)中的一個重要部分，它的功能需要在頂層結(jié)構(gòu)設(shè)計說明中詳細的描述。ASIC開發(fā)計劃：這個計劃必須經(jīng)過項目管理人員的驗收通過。同時，還需要完成設(shè)計線路描述文檔。這個文檔要再次定義項目開發(fā)中所需要的工具、技術(shù)和方法。

（二）模塊級詳細設(shè)計

模塊級詳細設(shè)計，顧名思義，則是將頂層結(jié)構(gòu)合理地劃分成一些更小的模塊。各個小設(shè)計模塊間需認真細致的合理劃分。劃分著需要確定功能功能，模塊與模塊之間的聯(lián)系等等。為了明了給對方展示劃分結(jié)果，ASIC的層次化結(jié)構(gòu)一般以圖示方式表示。

本階段的任務(wù)分別為：將頂層架構(gòu)分解成更小的模塊；定義模塊的功能和接口；回顧上一階段完成的初始項目開發(fā)計劃和頂層結(jié)構(gòu)設(shè)計文檔；風險進一步分析；開發(fā)規(guī)范(代碼編寫風格，開發(fā)環(huán)境的目錄結(jié)構(gòu)）；檢查芯片設(shè)計規(guī)則(晶片溫度，封裝，引腳，供電等)；還需要做的工作是重新估計芯片的門數(shù)。本階段輸出的則是各個模塊的設(shè)計文檔，以及準確的項目研發(fā)計劃。同時，從該階段開始，需要設(shè)計人員將ASIC的生產(chǎn)商必須確定下來。項目管理者必須與ASIC生產(chǎn)商建立例會制度，在這些例會中需要討論ASIC的結(jié)構(gòu)和設(shè)計路線。因為ASIC生產(chǎn)商有他們的一套生產(chǎn)流程和他們自己的技術(shù)特點，設(shè)計也需要遵循他們的設(shè)計規(guī)則。以免設(shè)計走不必要的彎路，耽誤設(shè)計進度。

（三）模塊實現(xiàn)

模塊設(shè)計階段，則是以文檔引導(dǎo)設(shè)計。主要任務(wù)為：模塊及設(shè)計、編碼、測試和綜合；芯片級的測試環(huán)境設(shè)計、編碼和測試；給出一個更準確的芯片面積估計。在這個階段，編碼的測試一般使用VCS或者是modelsim軟件。代碼綜合使用的綜合器包括Synopsys公司的DesignCompiler或者SynplifyPro，Candence公司的BuilderGates等。這個階段輸出所有的模塊設(shè)計、代碼和模塊織的測試；初始的模塊級綜合；最終決定的芯片引腳。

（四）系統(tǒng)仿真，綜合和版圖設(shè)計前門級仿真階段

該階段的主要任務(wù)是：撰寫系統(tǒng)測試文檔；編寫測試偽代碼；進行RTL（硬件描述語言）級與門級仿真；記錄跟蹤問題的解決過程，如可能，使用錯誤自動報告系統(tǒng)進行錯誤的反饋和修改；檢查芯片設(shè)計是否滿足設(shè)計規(guī)范；開始撰寫芯片的使用指南；自行編寫綜合腳本，進行設(shè)計綜合(這個時候就需要掌握TCL腳本的簡單寫法)；依據(jù)芯片特性，大致畫出芯片內(nèi)模塊擺放的方法成功地完成第這個階段輸出的條目如下：驗收過的系統(tǒng)仿真；所有的RTL級仿真和門級仿真完成及測試報告；綜合后的網(wǎng)表。

四、時序驗證和版圖設(shè)計

ASIC設(shè)計的第四部分是時序驗證和版圖設(shè)計。這個階段是通過時序分析來指導(dǎo)版圖設(shè)計。主要的流程如圖1所示。

這個階段需要多次進行預(yù)布局布線，從整個電路中提取出所有時序路徑并計算信號沿在路徑上的延遲傳播，進而找出違背時序約束的錯誤(主要是SetupTime和HoldTime)，這些信息添加進入下一輪布局布線方案，盡最大可能的合理布局布線，通過一次次的仿真確定最終的版圖信息，并將最終版布局布線之后的版圖進行后仿真。這些工作進行完畢以后需要輸出物理設(shè)計與設(shè)計驗證兩個文檔。物理設(shè)計(PhysicalDesign)是VLSI設(shè)計中最消耗時間的一步.他的工作是將電路設(shè)計中的每一個元器件（包括電阻、電容、晶體管、電感等）以及這些元器件之間的連線轉(zhuǎn)換成集成電路制造所需要的版圖信。而在版圖設(shè)

計完成以后，非常重要的一步工作是版圖驗證。版圖驗證主要包括有設(shè)計規(guī)則檢查(DRC)，版圖的電路提取(NE)，電學規(guī)則檢查(ERC)和寄生參數(shù)提取(PE)。對版圖進行布局與布線不僅不要豐富的專業(yè)知識，同時更需要很多模擬電子以及布線的經(jīng)驗。布局布線使用的工具一般為SocEncounter。SOCEncounter采用層次化設(shè)計功能將芯片分割成多個小塊，以便單獨進行設(shè)計，再重新進行組裝。SOCEncounter首先讀入RTL或門級網(wǎng)表，并快速構(gòu)建可準確代表最終芯片（包括時序、布線、芯片大小，功耗和信號完整性）的芯片“虛擬原型”。通過使用物理虛擬原型功能，設(shè)計師可以快速驗證物理可行性并在邏輯上進行必要更改。在布局布線的時候，需要首先指定IO，電源和地的布置，制定平面布置、插入時鐘樹等工作之后，才可以進行開始使用工具進行自動的布局布線。最后得到的布局布線的結(jié)果仍然需要手工調(diào)整，才可以得到合理的設(shè)計版圖。

五、流片與整理階段

數(shù)字集成電路設(shè)計的最后階段為流片與整理階段。在完成版圖設(shè)計之后的仿真和綜合之后，網(wǎng)表被送去生產(chǎn)。生產(chǎn)簽字文檔將作為設(shè)計者和生產(chǎn)廠商之間的ASIC生產(chǎn)簽字的根據(jù)。這個文檔清楚地描述了網(wǎng)表的版本號、ASIC生產(chǎn)商所需要的測試向量、質(zhì)量意向和商業(yè)上的問題等。簽字之前，ASIC生產(chǎn)廠商需要仔細檢查設(shè)計者提供的網(wǎng)表文件、版圖設(shè)計結(jié)果和測試向量。通常ASIC生產(chǎn)廠商要求測試向量在簽字之前是經(jīng)過仿真的，這是一個比較長的過程。在樣片返回設(shè)計公司以后，仍然需要測試芯片；用錯誤報告數(shù)據(jù)庫跟蹤測試中出現(xiàn)的錯誤；分析失敗的測試例；對ASIC中出現(xiàn)的錯誤進行定位；針對ASIC中出現(xiàn)的錯誤，確定在網(wǎng)表中的改動；評估芯片的工作電壓范圍和溫度范圍(環(huán)境測試)；進行與其他已有產(chǎn)品的互通性測試。確保生產(chǎn)的集成電路達到最初規(guī)定的性能與設(shè)計指標。

綜上所述，由于底層工藝技術(shù)的不斷變化，以及新工具廠商的出現(xiàn)，ASIC設(shè)計流程會出現(xiàn)一些流程上的調(diào)整，這個流程也不是一層不變。本論文所講述的是現(xiàn)在各個IC設(shè)計公司通用的設(shè)計流程。

參考文獻：

[1]我國數(shù)字頻率合成芯片獲突破性進展. /news_show.asp.

篇5

大部分設(shè)計者認為所有LED產(chǎn)品的品質(zhì)都是一樣的。然而，LED的制造商和供應(yīng)商眾多，亞洲生產(chǎn)商向全球供應(yīng)低成本的LED。令人吃驚的是，在這些制造商中只有一少部分能夠制造出高品質(zhì)的LED。對于只用作簡單指示作用的應(yīng)用，低品質(zhì)的LED就足以滿足要求了。但是在許多要求一致性、可靠性、固態(tài)指示或照明等領(lǐng)域里必須采用高品質(zhì)的LED，特別是在惡劣環(huán)境下，例如在高速公路、軍用／航空，以及工業(yè)應(yīng)用等。

根本因素

區(qū)分LED質(zhì)量高低的因素是哪些?如何說出兩種LED的差別?實際上，選擇高質(zhì)量的LED可以從芯片開始，直到組裝完成，這期間有許多因素需要考慮。Tier-One LED制造公司能夠生產(chǎn)優(yōu)良的、指標一致的晶圓是從高品質(zhì)的LED制造材料做起的，進而可以制造出優(yōu)良的芯片。在決定LED所有性能指標的條件中，晶圓生產(chǎn)工藝所采用的化學材料是相當重要的因素。

一片2英寸晶圓可以切割出6000多個LED芯片，這里面僅有個別芯片的性能指標與整體不同。而一個優(yōu)秀的芯片生產(chǎn)商制造的芯片在顏色、亮度和電壓降等方面的差異性非常小。當LED芯片封裝完成后，它們的許多性能指標就有可能存在很大的差別，如視角。此外，封裝材料的影響也是相當大的，例如，硅樹脂就比環(huán)氧樹脂的性能好。

分類能力

優(yōu)秀的LED制造商不僅能制造高質(zhì)量的芯片，而且也具有根據(jù)LED的顏色、亮度、電壓降和視角的不同而對其進行分類包裝的能力。高品質(zhì)LED供應(yīng)商會向客戶提供工作特性一致的產(chǎn)品，而品質(zhì)較低的LED供應(yīng)商則只能提供類似于“混裝”的LED。

對于高端的、質(zhì)量要求嚴格的應(yīng)用領(lǐng)域，例如機場跑道的邊界燈，必須滿足FAA級的顏色和亮度規(guī)范，為保證性能和安全，LED包裝的一致性也是被嚴格限定的。包裝等級較差的LED被用在要求嚴格的應(yīng)用領(lǐng)域會導(dǎo)致過早發(fā)生故障等一系列非一致性問題，很有可能釀成重大事故。為了避免設(shè)備停機和保證設(shè)計中規(guī)定的LED具有可靠的工作特性，在高端和質(zhì)量要求嚴格的應(yīng)用中避免使用“混裝”產(chǎn)品是相當重要的。

產(chǎn)品配套能力

除了分立LED，LED的組裝和供電對于它的性能、亮度和顏色等指標都有非常重要的影響。由于環(huán)境溫度、工作電流、電路結(jié)構(gòu)、電壓尖峰和環(huán)境因素等都能夠影響LED的性能指標，恰當?shù)碾娐吩O(shè)計和組裝是保護LED和保證性能的關(guān)鍵。LED制造商也使用多種技術(shù)和不同的材料來設(shè)計電路結(jié)構(gòu)和組裝，大多數(shù)情況下，LED裝配者的經(jīng)驗高低的差別會造成同一個應(yīng)用中的LED在整體性能和可靠性上存在差異。

隨著LED需求的迅速增長，服務(wù)全球市場的制造商和組裝廠同樣迅速增加。但令人遺憾的是，激增的支持廠家不僅大量采用低品質(zhì)的LED，他們的封裝和LED設(shè)計工程師經(jīng)驗也相對不足。因此，除了通過已有的經(jīng)驗準確篩選LED供應(yīng)商外，OEM廠商也必須考察他們的電路設(shè)計和組裝技術(shù)以確保滿足設(shè)計規(guī)范，以及設(shè)計是否提供了足夠的散熱能力，因為導(dǎo)致LED發(fā)生故障和性能不一致的主要因素是過熱。

第三方測試

為了消除測試中存在的不公正，許多公司都委托第三方來測試LED的組裝和電路結(jié)構(gòu)。一個LED器件可能在苛刻環(huán)境下測試或使用數(shù)周。在測試過程中，同時進行壓力、溫度循環(huán)、電壓固定／變化、電流固定／變化等測試，其他苛刻環(huán)境條件下的測試來決定LED是否滿足應(yīng)用的要求。測試前后發(fā)生的大量的參數(shù)改變都要被記錄下來，同時要監(jiān)視被測LED亮度、顏色和電壓降的變化。

加速生命周期測試是特殊應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)避免故障的一個關(guān)鍵測試。測試有助于確保篩選出那些期望至少可以工作100000小時，但僅工作1000小時就提前發(fā)生故障的LED。這種情況是可能出現(xiàn)的，因為低品質(zhì)的LED(也可能是組裝設(shè)計得不合理的高品質(zhì)LED)在工作1000小時后亮度就會降低。實際上，一個低品質(zhì)的LED如果有更高的驅(qū)動電流，在工作初期會比高品質(zhì)的LED更亮，然而，過高的電流會使LED發(fā)熱過快，最終結(jié)果是亮度變暗或燒毀。

另外，組裝技術(shù)在某種程度上對LED性能的影響要比芯片本身還大的例子也是有的。設(shè)計工程師應(yīng)該向LED供應(yīng)商索要LED的可靠性規(guī)范，并且也應(yīng)該進行LED的組裝測試以保證亮度比較高的確實更好。有些優(yōu)秀的LED供應(yīng)商可以保證他們的LED組裝技術(shù)的可靠性能夠持續(xù)三年或更長，并且可以進一步提供包含高品質(zhì)LED和針對特殊應(yīng)用而進行的恰當設(shè)計在內(nèi)的最終LED產(chǎn)品。

檢測的量要性

兩個在運輸領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用有助于解釋充分的測試如何防止LED在提供高度可視性的應(yīng)用中發(fā)生故障。在20世紀90年代早期，LED用于轎車和卡車的剎車燈。有些LED設(shè)計很快就出現(xiàn)了性能指標上的不一致性，并很快燒毀了，其原因或許是由于LED的質(zhì)量問題，或許完全是產(chǎn)品本身的設(shè)計問題。直到最近，在交通信號燈方面，當LED成為更合適的光源時，這種現(xiàn)象才被重視。設(shè)計布滿LED的直徑8英寸或12英寸的印制板的公司必須在選擇LED和改善設(shè)計等方面考慮環(huán)境和應(yīng)用需求。

以上任何情況，如果壓力測試或加速生命周期測試都已經(jīng)做過了，就可以認為是高質(zhì)量的LED或LED的組裝是合格的，也就可以應(yīng)用在需要更長使用壽命和更高可靠性的場合了。

合理使用

篇6

關(guān)鍵詞：激光導(dǎo)引頭；高過載；電路組；灌封固化

激光導(dǎo)引頭為配備在彈藥武器系統(tǒng)前端的高精度電子設(shè)備，對內(nèi)部器材的振動、沖擊、強度、剛度均有較高的要求，其中電路控制部分為其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為保證導(dǎo)引頭在軸向8000g的加速度沖擊下，設(shè)備內(nèi)部電子組件的安全可靠，我們將對內(nèi)部的電路組件進行灌封固化處理，并利用Ansys分析軟件對電路組進行沖擊分析，根據(jù)分析結(jié)果確認灌封固化效果，最后利用空氣炮試驗進行確認。

1 概述

隨著科技的發(fā)展，精確制導(dǎo)類武器在現(xiàn)代作戰(zhàn)系統(tǒng)中的作用日益突出，小型化、智能化為成為目前武器系統(tǒng)的重要發(fā)展方向，小型化意味著在更小的空間內(nèi)容納更多的器材元件，而智能化又要求武器系統(tǒng)在小型化的同時有著更高的探測靈敏度和打擊精度，這就對設(shè)備組件本身的強度、剛度、振動、沖擊等有了更高的設(shè)計要求。

電路組作為激光導(dǎo)引頭的控制中樞，通常來說，電路板和焊接器件本身在不低于8000g的沖擊下的無法滿足設(shè)計要求，本文將依據(jù)工程實際，對導(dǎo)引頭電路組進行灌封固化處理，并通過軟件分析和試驗驗證來確認灌封效果，從而使電路組滿足武器彈藥設(shè)計要求。

2 電路組抗過載性設(shè)計

2.1 可靠性設(shè)計

在結(jié)構(gòu)設(shè)計中我們采用以下方法提高其強度和可靠性：（1）多點支撐，降低高度，提高平均強度；（2）結(jié)構(gòu)緊湊，受力均勻，降低平均應(yīng)力，減少應(yīng)力變化；（3）受力分布均勻，多層電路器件排布合理，減小強度變化。

為使力在結(jié)構(gòu)中的傳遞最直接，我們采用電路組疊裝的組合方式，從而使整個電路組既緊湊又簡單；為使結(jié)構(gòu)元件的剖面應(yīng)力盡可能均勻分布，我們采用圓形分布的電路排布方式，從而使整個電路組的質(zhì)心盡可能集中于軸線上；為保證元件材料的力學性能應(yīng)與元件的受力要求一致，我們還將對組合測試成功的電路組進行灌膠封裝。

2.2 振動和沖擊設(shè)計

振動和沖擊既是設(shè)備不可避免的實際工況，一般來說，振動和沖擊導(dǎo)致產(chǎn)品或系統(tǒng)的損壞一般分為三類：（1）振動和沖擊導(dǎo)致機械結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大變形或斷裂；（2）各種緊固件由于振動沖擊作用而松動，元器件脫開，從而導(dǎo)致設(shè)備功能的降低或破壞；（3）各種電子組件和接插件的松動或接觸不良，在較大的沖擊和振動下，導(dǎo)致的元器件引線的斷裂，電路系統(tǒng)的短路或開路故障等。

針對上述問題，我們采以下措施：（1）提高離散的電器元件的安裝剛性，盡量縮短引線的長度，注重貼面焊接，并用環(huán)氧材脂膠或聚氨酯膠點封在安裝板上；（2）降低集成電路的安b高度，整個設(shè)備中涉及緊固件的部分不允許使用通常的彈墊和平墊，裝配時螺釘直接點膠固定；（3）采用阻尼減振措施，整個電路組整體灌膠固化。

2.3 灌膠固化處理

2.3.1 齊套性檢查及準備工作

檢查工具齊備性：紙杯（每套配一個）、夾具工裝、攪拌工具、電子稱1臺、量杯2個、手套人手1雙、口罩每人2個、雙組份膠液（A、B）若干等。

清洗夾具及夾頭，夾頭涂抹脫模劑，涂三遍。將夾具工裝固定至電路組上，要求夾具一側(cè)與電路組后蓋板無縫隙，另一側(cè)與電路組最后一塊電路板形成密閉結(jié)合（膠液不遺漏）。

2.3.2 灌膠固化

（1）將雙組份膠液分別導(dǎo)入兩個量杯內(nèi)；A組分膠導(dǎo)入紙杯約36g，B組分膠導(dǎo)入紙杯約35g。（2）混合膠液，快速攪拌均勻；膠液快速攪拌后，立即倒入夾具工裝內(nèi)，整體靜置30分鐘。（3）30分鐘后，拆除工裝夾具和夾頭；清理電路組多余發(fā)泡劑，要求電路板發(fā)泡不超出電路組圓形邊界；同時清理夾具和夾頭上的發(fā)泡劑粘接物，以備下一次發(fā)泡使用。（4）首先檢查是否存在明顯未填充部分或電子器件，如有上述情況，則及時補充相應(yīng)部分；其次檢查電路組發(fā)泡情況，若出現(xiàn)明顯結(jié)構(gòu)疏松，則及時清理掉疏松部分，重新發(fā)泡。

3 有限元分析和試驗

3.1 有限元分析

根據(jù)設(shè)計規(guī)范，為確保設(shè)計的有效性和可靠性，本設(shè)計采用有限元軟件Ansys對電路組做了模態(tài)分析和高過載沖擊分析。模型說明：為提高計算效率，在不影響整體分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，分析模型去除了內(nèi)部小孔、小平面、小螺釘和螺紋孔等特征，并把導(dǎo)引頭內(nèi)部的后端電路板組采用分層的聚四氟乙烯材料替代。

沖擊試驗輸入條件為：產(chǎn)品應(yīng)滿足彈丸發(fā)射（最大發(fā)射過載：軸向：8000g，橫向：1500g）及飛行彈道環(huán)境（彈道無控段≤3g、修正段≤40g）要求。

經(jīng)過上述四幅圖片對比，我們可以看出：（1）灌封前，電路組的應(yīng)力主要集中于電路板的板間連接處和元器件凸起處；灌封后整個電路組受力均勻，應(yīng)力主要集中于電路組的后蓋板處，且灌封后應(yīng)力峰值有了明顯減小。（2）灌封前電路組的形變主要集中于電路板的元器件焊接處，灌封后電路組的形變主要集中于遠離電路組固定端的側(cè)端。最重要的是，灌封后電路組的最大形變從0.457mm減小為0.016mm，明顯提高了電路組抗沖擊的強度和可靠性。

3.2 試驗驗證

為驗證本設(shè)計能夠滿足設(shè)計要求，我們進行了空氣炮試驗和靶場實彈打靶。試驗證明，經(jīng)過灌封固化后的激光導(dǎo)引頭結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，處理電路功能正常，電路組系統(tǒng)穩(wěn)定有效。

4 結(jié)束語

本文給出了一種針對高沖擊載荷下電路組防護的方法：針對設(shè)備的受力環(huán)境和結(jié)構(gòu)特點，對導(dǎo)引頭電路組的安裝排布和振動沖擊要求進行了專門設(shè)計，并對電路組的灌封固化進行了較為詳細的闡述，從而使電路組滿足在特定環(huán)境下的使用要求。經(jīng)過有限元分析和實彈測試，證明改灌封固化方法對電路組的防護達到了設(shè)計要求，從而使系統(tǒng)滿足相應(yīng)的振動沖擊要求。

參考文獻

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關(guān)鍵詞：工業(yè)電氣自動化；節(jié)能技術(shù)；智能照明系統(tǒng)；電路保護；

中圖分類號：TE08 文獻標識碼： A

一、電氣設(shè)計的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)

1.節(jié)能技術(shù)概述

環(huán)保節(jié)能是建設(shè)‘資源節(jié)約型’社會的根本要求，我國作為一個能源大國，從工業(yè)設(shè)計上優(yōu)先考慮節(jié)能是可持續(xù)發(fā)展的重要要求。可以分為以下幾個方面：

（1）動力節(jié)能

動力節(jié)能的本質(zhì)是提高使用效率。主要可以從電動機方面入手。高效電機可以節(jié)約能源、保護環(huán)境、降低能耗，國際電工技術(shù)委員會通過了IEC 60034-30：2008的統(tǒng)一標準，我國承諾從2011年7月1日起執(zhí)行IE2及以上標準。而符合這個標準的電機主流型號為Y ＼ YZ等新系列，它可以將效率提高3%-6%，從而總損耗減少20%-30%。然而，如果像這樣提高所有電動機效率，那么一年將節(jié)能765億千瓦時，就相當于節(jié)約了三峽近一年的發(fā)電量。所以節(jié)能帶來的收益無比巨大。

（2）線路節(jié)能

線路節(jié)能主要考慮變壓器的選擇以及電路的設(shè)計兩方面。

變壓器的容量負載和數(shù)量設(shè)計直接決定了工業(yè)用電的節(jié)能效果。根據(jù)變壓器的鐵損和線損，以及變壓器的成本與運行費用，目前最高效節(jié)能的運行負載應(yīng)控制在75%-85%之間。而現(xiàn)在大多數(shù)在設(shè)計時會選擇單臺負荷率小于50%，兩臺變壓器互為承擔，第三臺做備用這種設(shè)計思路，將會導(dǎo)致變壓器因空載而產(chǎn)生不必要的線損。

而線路節(jié)能主要取決于布線的設(shè)計，從高壓電路布線、到工業(yè)內(nèi)部布線，合理的設(shè)計既可以降低線路損耗又可以轉(zhuǎn)化的效率。隨著電器的大功率化，線路上的電流只會增不會減，所以關(guān)鍵問題在于降低線路的電阻，比如合理選用導(dǎo)線截面、盡量布直線等。另外，合理設(shè)置電柜與各電器的連接方式，在合理布線的基礎(chǔ)上，減少轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)和轉(zhuǎn)換點，從而降低能耗。

（3）節(jié)能型電器

目前，第三代第四代中高端低壓電器產(chǎn)品將成為發(fā)展的主流。首先外殼材料便于回收符合環(huán)保要求，其次新材料新技術(shù)的設(shè)計使得這些產(chǎn)品更加節(jié)能。比如，真空電器、半導(dǎo)體電器、微電子技術(shù)電器等智能化組合產(chǎn)品。在智能化技術(shù)與虛擬仿真技術(shù)的推動下，第四代低壓節(jié)能型電器與工業(yè)自動化系統(tǒng)中的FCS系統(tǒng)可以更好地集成，滿足發(fā)展的趨勢。

各種節(jié)能型設(shè)計的利用與普及可以很好地解決經(jīng)濟發(fā)展與資源消耗的矛盾，有利于建設(shè)綠色循環(huán)的經(jīng)濟發(fā)展體系。

2.智能照明控制系統(tǒng)與新型照明技術(shù)

城市化進程的逐步開展，使得城市照明系統(tǒng)的設(shè)計顯得愈加重要。照明設(shè)計和建筑裝修有著非常密切的關(guān)系，在初始設(shè)計時就應(yīng)根據(jù)時代變革的要求配置合理方案。

（1）智能照明控制系統(tǒng)

目前比較前沿的是智能照明控制系統(tǒng)，其具備自動調(diào)節(jié)與網(wǎng)絡(luò)式控制的特征。該系統(tǒng)的實現(xiàn)在于借助各種控制元件，實現(xiàn)自動開啟、自動調(diào)節(jié)光照度等各種設(shè)計。它通過調(diào)節(jié)燈具的最佳輸出功率來使得光線柔和均勻，從而至少可以節(jié)約30%的能耗。而且還能根據(jù)人流高峰低谷、陰晴變化或者氣氛來調(diào)節(jié)明暗，從而達到電能光照的最合理利用。另外，該系統(tǒng)可以通過計算機系統(tǒng)對整個網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)控，能在惡劣的環(huán)境下連續(xù)穩(wěn)定工作，通過監(jiān)控系統(tǒng)實時發(fā)出故障報告等等，大大減少了維護和故障排查的成本。

（2）新型照明技術(shù)

照明光源的選擇也很重要。要優(yōu)先選用有電子鎮(zhèn)流器的熒光燈、電子控制的節(jié)能燈、發(fā)光二極管（LED）以及太陽能節(jié)能燈具等，建筑采光照明新技術(shù)的應(yīng)用可以既有利于智能系統(tǒng)實時控制，又有利于節(jié)約能源。

發(fā)光二級管（LED燈）的發(fā)現(xiàn)是照明史上一次巨大突破，它秉承著更小更亮更節(jié)能的理念，漸漸滲透到日常照明中?；诖税l(fā)明的新型節(jié)能照明控制IC技術(shù)很好地實現(xiàn)了自適應(yīng)控制技術(shù)和高電壓半導(dǎo)體結(jié)隔離技術(shù)，作為新型照明技術(shù)的派生也已經(jīng)得到廣泛的利用。

在生命科技異軍突起以后，照明技術(shù)與納米技術(shù)融合，科學家研究表明通過納米技術(shù)可以誘導(dǎo)植物發(fā)光從而實現(xiàn)綠色照明，這個發(fā)現(xiàn)將節(jié)省布線和能源，帶來巨大的變革。

進行照明設(shè)計，還要充分考慮對自然光的合理利用。在滿足建筑節(jié)能設(shè)計的同時，加大建筑外窗和單層廠房屋面安裝采光板就很好的解決了這個問題。對于一些高大的工業(yè)建筑，可以采用一般照明加局部照明的設(shè)計方案，既滿足建筑對一般照明的基本要求，又能照顧到局部加工作業(yè)對于照明的需求。

3.電路保護

電路保護主要有過流保護（OC）、過壓保護（OV）、過溫保護（OT）、過溫過流保護（TFR）、過流過壓保護（OCOV）等，現(xiàn)在電氣化設(shè)備技術(shù)的高精尖發(fā)展，對電路保護技術(shù)的要求也隨之升級。

智能斷路器、智能電動機保護器、智能接觸器等元器件的設(shè)計、生產(chǎn)，以及與智能型網(wǎng)絡(luò)和智能型監(jiān)控器的集成，使得電路故障保護達到智能化控制，合理保護高頻供電系統(tǒng)。

動力電路的主開關(guān)的設(shè)計是電路系統(tǒng)的第二道鎖，通過開關(guān)位置設(shè)計以及保險絲的相互作用，實現(xiàn)啟動與斷電的保護。

電氣的接地要求，通過接地排或者接地端子實現(xiàn)，避免電壓泄露。而暴漏在外的帶電金屬還應(yīng)加防護罩和屏蔽的設(shè)置，防電磁防干擾。

區(qū)域控制模式的急停電路設(shè)計，在緊急情況下可以斷開某驅(qū)動部件的動力電源而不會致使全區(qū)域斷電。

預(yù)防雷擊和過熱過濕影響，可以在動力區(qū)選用合適的避雷設(shè)備、溫控風扇、濕度報警器等等。

隨著電力和電氣產(chǎn)品的普及，用電安全已成為共識，而保護元件已成為必需品。同時，科技進步要求保護元件的設(shè)計更科學更便捷更智能化。

4. 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)

應(yīng)根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》和《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》并結(jié)合廠房的生產(chǎn)類別或堆放物品的性質(zhì)確定是否設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)并確定保護等級?；馂?zāi)自動報警的設(shè)備選擇應(yīng)根據(jù)《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058-92判斷是否選用防爆、本安型的設(shè)備。對小面積二級保護對象可以采用區(qū)域報警系統(tǒng)，報警主機設(shè)置在有人值班的值班室或管理室就可以了，大面積的廠房可以視情況采用集中報警系統(tǒng)，這時要設(shè)置專用消防控制室。

二、工業(yè)電氣自動化的應(yīng)用技術(shù)與發(fā)展趨勢

工業(yè)電氣自動化將會趨向于模塊獨立分布，接口開放式設(shè)計和系統(tǒng)綜合處理信息化。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是這一發(fā)展的原動力。

隨著接口標準化，各種設(shè)備與PC的集成變得越來越容易，因此可以利用PC機與智能設(shè)備的連接構(gòu)造自動化系統(tǒng)。中央控制器便是工業(yè)PC機、PLC與相關(guān)控制軟件，而I/O通過布線延伸為各個現(xiàn)場電氣設(shè)備與終端。利用網(wǎng)絡(luò)對各種設(shè)備的自動化控制系統(tǒng)既方便過程控制和AMS設(shè)備管理，又方便實時了解各種配電路的故障及其原因，實現(xiàn)管理和過程控制一體（EMS）。

電氣自動化產(chǎn)品越來越智能化，會使得電氣的運行更高效、更便捷、更流暢。而系統(tǒng)接口的開放式設(shè)計會增加延展性和兼容性。目前，分布式控制系統(tǒng)，PCI總線工控機，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，遠程終端裝置，人機界面軟件（HMI）等等與工業(yè)自動化有關(guān)的新型產(chǎn)品設(shè)計層出不窮，國內(nèi)自動化產(chǎn)品與系統(tǒng)設(shè)計逐漸走向成熟，隨著自動化設(shè)計成本的進一步降低，工業(yè)自動化勢必將普及到生活的方方面面。

一般的電氣自動化控制考慮到模塊的獨立性與靈活性，會采取控制層按照功能區(qū)域劃分，或者按照電柜細分兩種方案。按功能區(qū)域劃分會使得整體更易擴展，而按照電柜細分會使得線路的銜接更平穩(wěn)靈活。而對于小一點的公司，可能更可接近于總線式分布設(shè)計，這樣會使得自動化更易操作更容易實現(xiàn)。

某中海油公司的項目對比研究現(xiàn)場總線技術(shù)（FCS）與智能分布式控制系統(tǒng)（DCS）兩種技術(shù)來實現(xiàn)自動化控制，據(jù)研究報告指出，F(xiàn)CS可以更精確的控制和自診斷，然而因為FCS的造價比DCS要高許多，所以在中小型工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)設(shè)計中可能DCS更符合實際，但是隨著技術(shù)進步帶來的成本逐步降低，這些技術(shù)的普及已是大勢所趨。

結(jié)語：電力設(shè)施已成為現(xiàn)代社會生產(chǎn)生活的動力源泉，電氣化已成為人類文明程度的核心標志。電氣化將進入規(guī)?；?guī)范化生產(chǎn)時代，而開發(fā)有自主產(chǎn)權(quán)的節(jié)能高科技電器產(chǎn)品將成為必然，這就要求我們學好技術(shù)，產(chǎn)學研結(jié)合，為研究生產(chǎn)安全性能高的自動化電氣系統(tǒng)與產(chǎn)品做好準備。

參考文獻：

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篇8

關(guān)鍵詞：市政電氣設(shè)計；接地施工；問題；措施

中圖分類號： S611 文獻標識碼： A

引言

接地是電力工作之一，它的作用就是保障電路的安全。很多機械設(shè)備的外殼都會接上地線，以此來降低事故的發(fā)生概率。在進行電氣設(shè)計時，相關(guān)工作人員首先需要考慮的就是電氣系統(tǒng)的安全性，為此，做好電氣設(shè)計中的接地設(shè)計就顯得尤為重要?，F(xiàn)在，仍然有不少工作人員沒有意識到接地的重要性，從而大大的降低了市政電氣的設(shè)計質(zhì)量，與此同時，也埋下了安全隱患。總而言之，市政電氣設(shè)計中的接地工作特別的重要，而這也是本研究闡述這方面內(nèi)容的原因。

一、對機械設(shè)備安裝電氣接地保護的必要性

電力機械設(shè)備自身具有區(qū)別于其他事物的獨特特點，并且電力機械設(shè)備的用電特點也有著獨有的特性。因此，非專業(yè)人員在使用電力機械設(shè)備的過程中，往往會因為操作的錯誤而發(fā)生觸電事故，造成一定的損失和傷亡。而觸電事故大多以間接觸電事故為主。所謂的間接觸電就是指由于電力機械內(nèi)部的絕緣體發(fā)生損壞或故障，從而導(dǎo)致電力機械設(shè)備的可導(dǎo)電外部結(jié)構(gòu)帶有電壓，當人與可導(dǎo)電的帶有一定電壓得機械設(shè)備外殼發(fā)生接觸時，就會發(fā)生觸電事故，輕者損壞機械設(shè)備，重則可能造成人員傷亡。

隨著我國工業(yè)社會的快速發(fā)展，電力機械設(shè)備已經(jīng)在社會工作和生活中的各個領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用，然而，操作這些具有一定危險性的機械的人員多為缺乏對電力機械設(shè)備了解的非專業(yè)新人員，由于缺乏相關(guān)的知識，他們不僅不能及時的發(fā)現(xiàn)機械設(shè)備的故障，還可能成為造成機械設(shè)備發(fā)生故障的誘因。在外部人員缺乏相關(guān)保護進入機械設(shè)備區(qū)，并與漏電的設(shè)備發(fā)生接觸后，就極易導(dǎo)致電力機械設(shè)備事故的發(fā)生。

除此之外，機械設(shè)備單相接地故障的長期存在也會通過導(dǎo)致電力機械設(shè)備局部或者全部的溫度不斷升高而引發(fā)電力火災(zāi)事故的發(fā)生。所有這一切電力機械設(shè)備事故的出現(xiàn)都會在不同程度上給企業(yè)或個人的生命財產(chǎn)安全帶來威脅和損失，因此，為電力機械設(shè)備安裝電氣接地保護和漏電保護器的做法是十分重要而且必要的。

二、接地設(shè)計中存在的問題

（一）由于市政電氣在設(shè)計的過程當中，通常會把每道工藝進行構(gòu)建，并且進行接地設(shè)置，這也就是我們所說的重復(fù)接地。但在一些建筑物當中，會把接地應(yīng)用鍍鋅扁鋼相連接，這反映出施工操作人員并不了解接電以及電位聯(lián)結(jié)之間的關(guān)系，意識模糊，不是完全清楚二者之間的關(guān)系，把二者同等化，這是在設(shè)計當中存在的一個隱患問題。

（二）在基礎(chǔ)安全設(shè)計當中，建筑物的防雷接地設(shè)計是其中之一。在防雷設(shè)計方面存在一定的缺失，所以就會給構(gòu)建物在一定范圍之內(nèi)存在限制，沒有達到實際性的設(shè)計要求。同樣，在參照規(guī)范方面也帶來一定的缺失，沒有全面的了解構(gòu)建物，比如在設(shè)計高架橋或者水處理等方面都是一些基礎(chǔ)的構(gòu)建物，但是在進行設(shè)計時，卻忽略了電氣設(shè)計，沒有做好一些防御措施。此外，如果是對高架橋進行防雷設(shè)計，沒有做到準確計算，因此，缺乏一定的規(guī)范性。

（三）防雷接地問題。建筑物防雷接地設(shè)計在市政電氣設(shè)計中屬于較為基本的設(shè)計。建筑物防雷接地設(shè)計往往會出現(xiàn)以下幾種問題：1.防雷設(shè)計規(guī)范的內(nèi)容不夠充足，致使防雷設(shè)計的實際施工會遇到一些困難；2.防雷設(shè)計參照性規(guī)范內(nèi)容不夠全面，相關(guān)工作人員就只能根據(jù)以往的經(jīng)驗進行防雷設(shè)計，致使防雷引線的間距、接閃器的網(wǎng)格尺寸等細節(jié)出現(xiàn)誤差，而這就會影響防雷設(shè)施的功能以及建筑物的安全性能。

（四）10千伏配變電應(yīng)注意的問題。在10千伏的配電網(wǎng)中，接地系統(tǒng)的中性點不需要接地，這種接地方式有兩大好處，第一個好處，即使供電系統(tǒng)發(fā)生問題，接地系統(tǒng)仍可以繼續(xù)運行，運行時間大約為1個半小時；第二個好處，這種接地方式的安全系數(shù)較高，保障了使用者的生命安全。地電流允許通電的最大額度為20An，但是，近幾年，我國的工業(yè)發(fā)展的越來越好，自然而然，10Kv的電纜使用量也就大大的增加了，這也就意味著20An的地電流已經(jīng)無法滿足廣大民眾對電的需求了。而且，接地系統(tǒng)一旦發(fā)生問題，整個電路就易出現(xiàn)短路現(xiàn)象，這種情況嚴重的阻礙了市政電氣系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，也危害到了人民的生命安全。

三、解決市政電氣設(shè)計中與接地有關(guān)的問題的方法

（一）防雷接地

1.接地接零保護。電氣設(shè)備的接地接零的相關(guān)要求。在保護零線時宜采用多股銅線，不能使用獨股鋁線。因為單相制的相線截面和零線截面相同，在對三相四線制的工作零線進行保護時，保護零線要大于相線截面的二分之一。接地保護控制線要和零線匹配，工作零線要和保護零線分開，兩者不能夠合為一條線。零線上禁止加設(shè)開關(guān)和熔斷保險，零線不能夠串聯(lián)，行燈變壓器保護零線和電焊機之間不可以有接頭，螺柱等不可以當作導(dǎo)體使用。零線和設(shè)備以及端子板連接一定要牢固，不可以虛接，要滿環(huán)3600。在無正式壓接線鼻子時，線端的纏繞一定要緊實，并要加墊壓滿，注意壓點一定要設(shè)在明處。

2.屏蔽地。屏蔽地是為避免電磁感應(yīng)而對建筑物金屬屏蔽網(wǎng)#視頻線和音頻線的屏蔽金屬外皮以及電氣設(shè)備的金屬外殼和屏蔽罩進行接地的一種防護辦法。在所有接地之中，屏蔽地是最為復(fù)雜的。屏蔽本身就能夠防止外界干擾，還可以通過屏蔽對外界構(gòu)成一定程度的干擾，而在設(shè)備內(nèi)部的各個元器件之間也必須防電磁干擾，比如比較常見的電子管屏蔽罩以及中周外殼就是例子。

3.信號地。信號地就是每個電子電路的基準電位點。信號地的作用就是保證電路有一個相對統(tǒng)一的基準電位，避免出現(xiàn)浮動而造成信號誤差。信號地的連接方法就是相同電氣設(shè)備的信號輸入端和信號輸出端地不可以連在一起，應(yīng)該保持分離的狀態(tài)。后級電氣設(shè)備的輸出地只能和前級電氣設(shè)備的輸入地相連接。不然信號就可能通過地線而形成反饋，導(dǎo)致信號的浮動。

（二）10kv配電線路接地有效預(yù)防措施

1.加強線路管理。主要檢查電線與樹木、建筑物的距離是否安全，電桿是否有鳥窩等雜物，導(dǎo)線是否脫落、松動等故障；對10kv配電線路中的變壓器和絕緣子以及避雷裝置等進行定期的測試，做到及時的維修及替換。要加大10kv配電線路的安全與宣傳工作，建立起10kv配電線路安全運行的環(huán)境與氛圍，為接地系統(tǒng)的安全創(chuàng)設(shè)一個良好的空間。

2.優(yōu)化接地系統(tǒng)。一方面，在10kv配電線路接地系統(tǒng)中安裝相應(yīng)的支路熔斷器，減少故障帶來的停電區(qū)域的面積以及停電整修的時間，提升配電網(wǎng)絡(luò)的絕緣強度，快速找到故障點的位置。另一方面，可以借助消弧線圈使接地選線裝置實時并準確的進行對10kv配電線路對地電容變化的跟蹤，進而可以快速有效的解除10kv配電線路單相接地故障。

（三）在設(shè)計當中必須要做好等電位聯(lián)接的處理

把這一問題解決好才可以確保接地的安全性。比如在設(shè)計污水處理廠時，因為氧化溝會占很大的面積，所以它的結(jié)構(gòu)還是以鋼筋為主，這就會給低電阻以及聯(lián)接提供很好的條件，由此我們也可以看出，不需要很多的處理也會達到它的安全性。由于建筑物路線必須要設(shè)置在金屬橋架內(nèi)，所以這就要求橋架與鋼管做接地處理，從而發(fā)揮出它的屏蔽作用，如果是在導(dǎo)線的外露范圍內(nèi)，就必須對局部進行電位連接，起到一個防護作用。

結(jié)束語

在市政電氣設(shè)計中，接地設(shè)計占有十分重要的位置，因為接地與市政電氣系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的安全性與穩(wěn)定性有著非常密切的關(guān)系。在市政電氣接地設(shè)計的過程中，相關(guān)工作人員往往會出現(xiàn)以下一些問題，如，對設(shè)計規(guī)范的內(nèi)容不是十分的了解、不注重設(shè)計細節(jié)，等等，而一旦出現(xiàn)這些問題，整體的市政電氣設(shè)計都會受到影響。所以，相關(guān)工作人員一定要豐富自己的專業(yè)知識，在工作的時候集中精力，從而將市政電氣接地設(shè)計工作做好，使接地設(shè)計具有較高的實用性能。

參考文獻：

[1]王炳強.電路設(shè)計中接地的合理設(shè)計及重要性[J].電子制作,2014,07:247-248.

篇9

關(guān)鍵詞：SystemVerilog；隨機約束；功能覆蓋率；斷言；面向?qū)ο?/p>

中圖分類號：TN492 文獻標識碼：B

文章編號：1004-373X(2008)06-008-04

Verification Technology Based on SystemVerilog Language

YAN Mo ZHANG Yuan2

(1.College of Mechanical and Electrical Engineering，Xi′an University of Architecture & Technology，Xi′an，710055，China；

[JZ]2.Graduate Department，Chang′an University，Xi′an，710064，China)

Abstract：With the increasing of IC design scale，the verification becomes more and more difficult.This paper presents an IEEE new standard SystemVerilog language with constrained- random，assertion，functional coverage technologies in verification，and introduces the method of using Object Oriented Programming (OOP) thinking to build verification platform.These technologies promote the efficiency of chip design extremely，reduce the chip design risks and the test engineers′ burdens.

Keywords：SystemVerilog；constrained-random；functional coverage；assertion；OOP

1 引 言

近年來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，集成電路制造工藝技術(shù)越來越先進，芯片設(shè)計的規(guī)模變得越來越大，芯片驗證工作成了制約芯片設(shè)計水平的關(guān)鍵性因素。對于一款復(fù)雜的SoC芯片，設(shè)計驗證將占到整個設(shè)計工作量的70%以上。然而驗證技術(shù)相對于設(shè)計，其發(fā)展一直比較緩慢，并且出現(xiàn)相對停滯的現(xiàn)象。這就是所謂的“驗證危機”。為了解決這個困境，EDA廠商相繼推出一些新的驗證手段和概念：隨機約束(constrained-random)、斷言(assertion)、功能覆蓋率(functional coverage)等。所有這些，都是原先使用Verilog語言進行功能驗證所不具備的。

毫無疑問，工具和語言是制約驗證再次提升的癥結(jié)所在。IEEE新的標準語言SystemVerilog結(jié)合了來自Verilog，VHDL，C++的概念，還有驗證平臺語言和斷言語言，也就是說，他將硬件描述語言(HDL)同現(xiàn)代的高級驗證語言(HVL)結(jié)合起來。

因此，SystemVerilog擁有驗證工程師所需要的全部結(jié)構(gòu)，這其中包括：隨機約束(constrained-random)、功能覆蓋率(functional coverage)、斷言(assertion)、面向?qū)ο?OOP)等新技術(shù)。

2 SystemVerilog語言中的驗證技術(shù)

2.1 隨機約束(constrained-random)技術(shù)

(1) 隨機約束的概念

隨機約束技術(shù)是一種隨機的產(chǎn)生測試激勵的新技術(shù)。相比這種新的隨機激勵產(chǎn)生技術(shù)，往往更加熟悉定向測試激勵的產(chǎn)生。傳統(tǒng)的定向測試手段是：根據(jù)設(shè)計規(guī)范，工程師通過手工編寫測試向量來驗證設(shè)計規(guī)范中的某一項功能。但是，隨著芯片設(shè)計規(guī)模和復(fù)雜程度的增加，采用定向測試可能需要成百上千乃至上萬的測試向量，驗證空間成“幾何”增長。這無疑需要大量的人力，同時隨著代碼行數(shù)的增多又會導(dǎo)致出錯概率的增加，從而增加驗證的難度。另一方面，定向測試只是針對已知測試空間，無法證明設(shè)計中不存在潛在的錯誤。

隨機約束技術(shù)的引入是解決這一難題的有效手段。利用計算機隨機生成函數(shù)，設(shè)計者可以隨機產(chǎn)生任意不同的測試向量，從而使驗證程序的代碼大幅度減少，提高驗證工作的效率。但是，僅通過隨機函數(shù)產(chǎn)生測試向量還不能夠有效地驗證設(shè)計規(guī)范的要求，這項技術(shù)最重要的特點是能夠約束測試向量的生成。通過對要生成的測試向量施加約束，可以人為地控制向量的生成。工程師可以根據(jù)規(guī)范中所定義的功能或者根據(jù)所關(guān)心的邊角情況，人為地產(chǎn)生各種測試向量來驗證設(shè)計的正確性。通過對隨機測試向量施加一定的約束，測試向量最終會變成定向測試激勵。由此，可以認為，定向測試激勵僅是隨機約束激勵的一個特例，而隨機約束激勵能夠?qū)Ω鼜V泛的設(shè)計空間進行驗證。

(2) 隨機約束激勵的編寫方法

為了能夠產(chǎn)生隨機測試激勵，首先需要將激勵信號聲明為隨機變量。以一個數(shù)據(jù)包的產(chǎn)生為例，如下所示：

rand integer pkt_len；[JY]// 隨機產(chǎn)生數(shù)據(jù)包長度

rand bit [7：0] payload []；[JY]// 隨機產(chǎn)生數(shù)據(jù)包載荷

constraint pkt_c {[JY]// 約束關(guān)系

pkt_len >= 3；

pkt_len

payload.size() == pkt_len；

}

在上面這段代碼中可以看到，數(shù)據(jù)包的長度pkt_len和載荷數(shù)據(jù)payload都被聲明成一個隨機變量。他們的產(chǎn)生依賴于約束條件。從約束條件中可以看到，數(shù)據(jù)包的長度pkt_len在3~5之間，載荷payload的長度則由pkt_len決定。

如果要將數(shù)據(jù)包載荷中的數(shù)據(jù)取值限定在一定的范圍內(nèi)，則可以使用如下語句進行約束：

foreach (payload[i]) payload[i] inside {[0：16]，[64：128]}；

這條語句表明，將來生成的載荷數(shù)據(jù)只能在0~16和64~128之間進行取值。

要想控制數(shù)據(jù)生成的概率，還可以使用如下語句：

foreach (payload[i]) payload[i] dist {[0：16]：=80，[64：128]：=20}；

上面這條語句對數(shù)據(jù)的取值概率進行了約束。payload將在0~16和64~128范圍內(nèi)按照80~20的概率進行取值。

如果繼續(xù)修改約束條件，例如對數(shù)據(jù)包使用pkt_len==5；進行約束；數(shù)據(jù)載荷使用foreach (payload[i]) payload[i] == i；進行約束。這樣，可以清楚地知道所生成的payload是按照{(diào)1，2，3，4，5}進行取值。這時，隨機約束產(chǎn)生的測試激勵實際上已經(jīng)轉(zhuǎn)化為定向測試激勵。

在定義了上面的這些約束條件后，應(yīng)當把他們放在一個自定義的類(Class)中，例如：driver類。這樣做的好處是，設(shè)計者可以很容易的構(gòu)建驗證平臺。接著，可以按照下面的方法產(chǎn)生激勵：

driver drv[JY]// 聲明為driver類

drv = new；[JY]// 產(chǎn)生driver類對象

if (drv.randomize()==1) begin

for (i = 1；i

$display("@%0d： paypload[%0d]=%0d"，time，i，drv.payload[i])；

#20ns；

end

end else

$display("Randomization failed")；

這段代碼中使用drv.randomize()對driver類對象drv進行隨機化，如果成功，就顯示出payload數(shù)據(jù)；否則顯示隨機化過程失敗。

2.2使用功能覆蓋率(functional coverage)

功能覆蓋率往往是同隨機約束一起使用的，當設(shè)計者使用了隨機約束產(chǎn)生激勵時，怎么能夠知道設(shè)計是否已經(jīng)達到目標?無論是否使用隨機激勵或定向激勵，設(shè)計者都能夠通過使用覆蓋率來精確估計驗證過程。

使用功能覆蓋率的一般過程是這樣，首先，仿真工具會根據(jù)用戶定義的覆蓋率組將覆蓋率數(shù)據(jù)收集到一個或多個數(shù)據(jù)庫中。測試開始時，覆蓋率會隨著測試的時間而不斷提升，到達一定時候，覆蓋率不再增加。這時，如果覆蓋率還沒有達到100%，設(shè)計者可以采用更多的種子生成激勵進行測試或通過修改約束的方法生成新的激勵，直到整個設(shè)計的功能覆蓋率達到100%。這時可以認為驗證結(jié)束。功能覆蓋率的使用方法如下：

covergroup memory @ (posedge en)；

address ： coverpoint addr {

bins low= {0，127}；

bins high= {128，255}；

}

endgroup

上面這段代碼中使用covergroup關(guān)鍵字定義了一個功能覆蓋率組并且使用關(guān)鍵字converpoint定義功能覆蓋率點。他的意義是：每當en信號上升沿來的時候，仿真工具將采樣addr信號，將收集得到的值分別放入low和high兩個數(shù)據(jù)庫文件中。當addr小于128時，他的值將被收集到low這個數(shù)據(jù)庫文件中；當addr大于127時，他將被收集到high這個數(shù)據(jù)庫文件中。low和high是采用bins關(guān)鍵字并由用戶自己定義的用來收集覆蓋點addr數(shù)據(jù)的二進制文件。

仿真工具會根據(jù)收集到的這些數(shù)據(jù)和用戶預(yù)先定義好的這些二進制類型的數(shù)據(jù)庫文件進行命中比對，從而計算出相應(yīng)的功能覆蓋率。

2.3斷言(assertion)技術(shù)

斷言技術(shù)是SystemVerilog語言為進行芯片驗證而增加的新技術(shù)。一條斷言就指明系統(tǒng)的一個行為，他主要用來驗證設(shè)計行為。SystemVerilog包含2種類型的斷言：即時(immediate)斷言和并發(fā)(concurrent)斷言。

(1) 即時(immediate)斷言

即時斷言主要跟隨在仿真事件之后，同仿真過程一起使用，他的執(zhí)行類似過程控制塊中的語句。他主要是在語句執(zhí)行的過程中對一個表達式進行判斷，也可以使用if語句進行同樣的解釋。如果表達式的計算結(jié)果為：X，Z，0，那么他就被解釋成假并且被斷言失敗。反之，表達式被解釋為真并且斷言通過。即時斷言可以使用下面的語句進行：

assert (req1 || req2) display("assert passed")；

else error("assert failed at time %0t"，time)；

這條語句對表達式req1||req2進行斷言，當表達式成立時，斷言通過；否則，斷言失敗。

(2) 并發(fā)(concurrent)斷言

并發(fā)斷言基于時鐘語義并且使用采樣后的變量值，他就像帶有時鐘的always塊。并發(fā)斷言描述一種跨越時間的行為。與即時斷言不同的是，他的計算模型是基于時鐘的，斷言僅在時鐘標記發(fā)生時進行計算。一個并發(fā)斷言的構(gòu)成一般由以下幾個部分組成：布爾(Boolean)表達式、序列(Sequences)、屬性(Property)、屬性斷言指令。

在并發(fā)斷言中，序列表達式表示的是時間序列上的一組事件。為了精確的描述時序行為，SystemVerilog定義了基本的序列運算符：拼接(concatenation)、重復(fù)(repetition)、跳轉(zhuǎn)重復(fù)(goto repetition)、非連續(xù)重復(fù)(non-consecutive repetition)、貫穿(throughout)、蘊涵within)、交集(intersect)、與(and)、或(or)[2]。其意義如下：

拼接運算 如a##2 b表示在當前時鐘標記時刻a事件為“真”，在隨后2個時鐘標記時刻b事件應(yīng)當為“真”。a##[0：3] b表示b跟隨在a之后的0~3個時鐘標記期間。

重復(fù)運算 如a##1 b[*3]##1 c表示a##1 b##1 b##1 b##1 c，b被重復(fù)了3次。如果使用b[*2：3]，則表示b被重復(fù)2~3次。

跳轉(zhuǎn)重復(fù)運算 如a##1 b[->2：10]##1 c表示在第1個時鐘標記a為“真”，在最后一個時鐘標記c為“真”，在倒數(shù)第2個時鐘標記b為“真”，在a之后c之前包含倒數(shù)第2個b之間b為“真”應(yīng)當為2~10次。這個表達式等價于：a##1 ((!b[*0：]##1 b)[*2：10])##1 c。這里表示時鐘標記數(shù)不固定。

非連續(xù)重復(fù)運算 如a##1 b[=2：10]##1 c等價于：a##1((!b[*0：]##1 b)[*2：10])##1 !b[*0：]##1 c。

貫穿運算 如a throughout (b[->1])表示a必須一直保持有效直到b也有效。

蘊涵運算 如a within b表示從b開始到結(jié)束期間，若a至少發(fā)生1次，則該表達式匹配。

交集運算 如a intersect b表示a與b從開始到結(jié)束都應(yīng)當匹配。

與運算 如a and b表示a和b在開始時應(yīng)當匹配，結(jié)束時可以不同。

或運算 如a or b表示a和b中只要有一個匹配，表達式就匹配。

序列的定義可以使用sequence和endsequence進行定義，如：

sequence s1；

a and b；

endsequence

屬性是由基本的序列組成，描述了一個復(fù)雜的硬件時序行為。假設(shè)已經(jīng)定義了req1和req2序列，屬性可以描述如下：

property a1；

@ (posedge clk)

disable iff (reset)

req1 |-> req2；

endproperty

上面代碼表示定義了一個斷言屬性a1，每次在時鐘上升沿的時候斷言進行計算。|->符號表示req1匹配時就有req2匹配。disable iff (reset)語句表明斷言在reset有效時不進行計算，即不在復(fù)位時刻進行斷言。

當定義完屬性后，就可以用斷言指令，對屬性進行斷言，例如：

a1_assert ： assert property (a1)；

3驗證平臺的建立與面向?qū)ο笏枷?/p>

要能夠有效地使用上述的驗證技術(shù)，驗證工程師需要搭建合理的驗證環(huán)境。一般的驗證平臺結(jié)構(gòu)如圖1所示：

從圖1中，可以看出整個驗證平臺從底至上被分成信號層、命令層、功能層、場景層以及測試層。這其中包括了：生成器、、驅(qū)動器、監(jiān)視器、檢查器、記分板以及斷言。

信號層為DUT(被測設(shè)計)提供信號級的連接。命令層在信號層之上，一般包括驅(qū)動器(Driver)、監(jiān)視器(Monitor)和斷言(Assertion)。驅(qū)動器主要用來向DUT提供激勵數(shù)據(jù)。監(jiān)視器用來報告觀測到的時序和數(shù)據(jù)。功能層位于命令層之上，是高層次操作的抽象。這一層主要包括(Agent)、檢查器(Checker)和記分板(Scoreboard)。的作用是接收上層傳來的高層事務(wù)，如DMA的讀寫等，并且將這些高層事務(wù)轉(zhuǎn)換成單獨的命令向驅(qū)動器提供。驅(qū)動器在接收到發(fā)出的命令后，就會生成相應(yīng)的激勵數(shù)據(jù)。檢查器根據(jù)監(jiān)視器報告的時序和數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的判斷。SystemVerilog語言在驗證中使用記分板技術(shù)實現(xiàn)自檢查結(jié)構(gòu)。記分板的作用就是根據(jù)層送來的命令和檢查器所報告的命令進行比較，用來確定是否某一高層事務(wù)被遺漏，同時進行記錄。場景(Scenario)層在功能層之上，主要是用來生成高層事務(wù)。最上層是測試層，他被用來配置不同的測試案例，定義不同的約束條件。在整個測試工程中，功能覆蓋率由仿真工具自動生成，測試者將根據(jù)功能覆蓋率來調(diào)整測試平臺，修改測試案例直到覆蓋率達到100%，便可以認為測試過程結(jié)束。

為了使驗證平臺的分層結(jié)構(gòu)更容易實現(xiàn)，各驗證模塊之間更容易地進行數(shù)據(jù)通信，SystemVerilog引入了面向?qū)ο?OOP)的思想建立驗證平臺。一般情況下，將驅(qū)動器、監(jiān)視器、檢查器、記分板、事務(wù)生成器使用關(guān)鍵字class定義為類。一旦定義了一個類之后，就可以將與之相關(guān)的數(shù)據(jù)和操作統(tǒng)一放在這個類里面。從而使整個驗證平臺的結(jié)構(gòu)變得清晰并且更容易維護。

4結(jié)語

隨機約束、功能覆蓋、斷言已經(jīng)成為現(xiàn)代芯片驗證中的關(guān)鍵技術(shù)。這些技術(shù)能夠大幅度地提高工作效率，降低芯片設(shè)計風險，節(jié)約成本。在使用這些技術(shù)進行芯片驗證工作時，應(yīng)當合理地運用面向?qū)ο蟮乃枷氚凑涨懊嫣岬降姆謱咏Y(jié)構(gòu)建立相應(yīng)的驗證平臺。這樣做不僅可以加快驗證環(huán)境的建立、有效地使用驗證技術(shù)而且還可以降低驗證平臺的維護成本、增強程序可讀性。

參考文獻

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篇10

Prime 750 Titanium的顏值非常高，它以黑色為主色調(diào)，搭配銀色作為點綴，左右兩側(cè)留有梯形造型的下凹和開孔，不僅讓電源的外觀看上去更加硬朗，同時也可以起到增強通風散熱的作用。海韻的Prime系列屬于旗艦級定位，做工用料自然在同樣額定功率的產(chǎn)品中處于頂級位置。Prime 750 Titanium通過了80Plus鈦金認證，額定功率為750W，采用全模組線材設(shè)計，電源尺寸為170×150×86mm，屬于加長型ATX電源，根據(jù)廠商的承諾，該款產(chǎn)品可享受長達10年的質(zhì)保服務(wù)。

Prime 750 Titanium采用單路+12V輸出設(shè)計，額定功率為750W，其中+12V輸出最高可達16A/744W；+5V與+3.3V最高均可達到20A電流的水平，兩路聯(lián)合輸出則為最高100W功率；+5V待機則可輸出3A的電流，相當于15W功率，以M足日益增長的USB接口供電需求。Prime 750 Titanium采用了13.5cm尺寸靜音散熱風扇，支持Hybrid溫控模式，可實現(xiàn)溫度與散熱效果之間最佳的平衡。

Prime 750 Titanium為全模組線材設(shè)計，隨電源附帶的模組線材共有13根，可提供1個24pin主供電接口、2個4+4pin CPU供電接口、4個6+2pin PCI-E供電接口、10個SATA供電接口、5個D型4pin供電接口以及1個軟驅(qū)供電接口。此外，電源還提供有用于理線的扎帶，以便于玩家整理機箱內(nèi)部的線纜。

打開電源的外殼，可以看到Prime 750 Titanium的散熱風扇是來自鴻華的產(chǎn)品，型號HA13525M12F-Z，12V/0.36A，屬于FDB液態(tài)軸承風扇，一般來說，在噪音控制上會有不錯的表現(xiàn)。在電路設(shè)計上，Prime 750 Titanium采用主動式PFC+全橋諧振+同步整流+DC to DC架構(gòu)，全日系電容設(shè)計，用料充足且做工扎實，內(nèi)部的絕緣保護以及EMI防護都做得很到位。

電源在AC輸入插座后方設(shè)置有EMI電路，并且加上了金屬屏蔽罩，這是海韻近期慣用的做法，不過，由于屏蔽罩的原因我們無法確定里面的具體用料，只能從縫隙位置看到其中至少擁有1個X電容和1對Y電容，保險管也是安裝在屏蔽罩里面。而在主PCB上的EMI器件則共計有2個共模電感、1個X電容與2對Y電容，保護器件上可以看到有MOV和NTC，前者位于輸入插頭的后方，后者的位置則是在兩個主電容的旁邊，配置有獨立的繼電器。

Prime 750 Titanium采用全橋諧振架構(gòu)打造，2個整流橋共用1個散熱片，型號為LVB2560，規(guī)格為600V/25A，余量比較講究。電源的2枚PFC管是英飛凌IPP50R140CP，規(guī)格為550V/15A@100℃/0.140Ω，PFC二極管則是ROHM的SCS110AG碳化硅肖特基二極管，規(guī)格為600V/10A。兩部分的管子都使用了獨立的驅(qū)動變壓器，可以有效減少損耗。另外，全橋諧振的四枚主開關(guān)管則為英飛凌IPP50R199CP，規(guī)格為550V/11A@100℃/0.199Ω，共用1塊鋁制散熱片。

Prime 750 Titanium的+12V同步整流電路布置在主PCB底部，配置有4顆MosFET，均為飛兆半導(dǎo)體的FDMS015N04B，基本規(guī)格為40V/100A/1.5mΩ。+5V與+3.3V采用DC to DC設(shè)計，由于散熱片遮擋的原因看不到元件的具體型號?？梢钥吹?，模組接口配置有大量FPCAP固態(tài)電容進行輸出濾波，24pin主供電接口還使用了兩顆NCC電解電容進行單獨濾波，用料很扎實。

Prime 750 Titanium是一款80Plus鈦金牌認證電源，它在115Vac輸入的環(huán)境下，轉(zhuǎn)換效率最高可以超過94%，而在230Vac的輸入環(huán)境則可以超過95%，平均轉(zhuǎn)換效率在94%以上。值得一提的是，海韻Prime 750 Titanium在低負載環(huán)境下的轉(zhuǎn)換效率也有很好的表現(xiàn)，輸出功率為30W時轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)接近85%，輸出75W時轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過91%，表現(xiàn)十分出色。

Prime 750 Titanium支持ECO溫控模式，且用戶可以根據(jù)使用需求自行選擇手動開啟。開啟ECO模式后，電源在負載較低或者內(nèi)部溫度較低的情況下，可控制散熱風扇停止轉(zhuǎn)動。測試中，我們拿到的這款Prime 750 Titanium需要在輸出功率達到375W（即半載的情況下）才開始轉(zhuǎn)動風扇，起步轉(zhuǎn)速在470RPM左右，滿載時風扇轉(zhuǎn)速則維持在530RPM左右，噪音很低。

而關(guān)閉ECO模式后，電源風扇不再支持低溫低負載停轉(zhuǎn)，而是保持長期運作的狀態(tài)。風扇會以450RPM為起步轉(zhuǎn)速，隨著輸出功率和內(nèi)部溫度的提升而逐漸增加，滿載時風扇轉(zhuǎn)速同樣是維持在530RPM左右。 從這樣的表現(xiàn)來看，Prime 750 Titanium的風扇噪音即便是在常規(guī)模式下也是極低的，對于比較在意散熱效能的玩家來說，完全可以選擇關(guān)閉ECO模式 。

空載純待機是指電源接通AC而不開機的狀態(tài)，按Intel ATX12V 2.31規(guī)范中的推薦值，5Vsb在100mA/250mA/1A的負載下轉(zhuǎn)換效率應(yīng)該高于50%、60%、70%，待機空載小于1W。從我們v1.01版本測試體系開始增加了2檔待機電流測試，現(xiàn)在已經(jīng)擴展到3A。

Prime 750 Titanium的三組主電壓輸出偏離情況：+12V、+5V和+3.3V分別為2.13%、0.7%和0.79%，負載調(diào)整率為0.05%、0.10%和0.03%?？梢钥闯觯琍rime 750 Titanium的輸出電壓是非常穩(wěn)定的，而且三路輸出都符合相應(yīng)的規(guī)范要求，唯一能挑剔的只有+12V輸出電壓略微偏高，以海韻的實力完全可以將其控制得更接近標準的+12V。

紋波和噪聲是電源直流輸出中夾雜的交流成分，如果用示波器觀察，就會看到電壓上下輕微波動，像水波紋一樣，所以稱之為紋波。按照Intel ATX12V 2.3.1規(guī)定，+12V、+5V、+3.3V的輸出紋波與噪聲的Vp-p（峰-峰值）分別不得超過120mV、50mV和50mV。過高的紋波會干擾數(shù)字電路，影響電路工作的穩(wěn)定性。

我們使用數(shù)字示波器在20MHz模擬帶寬下按照Intel規(guī)范給治具板測量點處并接去耦電容，對電源進行滿載紋波的測量。示波器截圖分為低頻下和電源開關(guān)頻率下的波形，低頻下的紋波峰峰值作為打分基準，開關(guān)頻率下的紋波波形及測量值作為參考。Prime 750 Titanium在滿載時的+12V、+5V、+3.3V低頻紋波為25mV、18mV和14mV，相當優(yōu)秀的表現(xiàn)，值得稱贊。

交叉載測試項目我們按照Intel ATX12V 2.3和SSI EPS12V 2.92電源設(shè)計指導(dǎo)的要求，制定出650W電源交叉負載圖表。值得注意的是，我們并非原封照搬設(shè)計規(guī)范，而只選擇其中比較有實際意義的4個測試點，分別是交叉負載框里的左下、左上、右上和右下角四個點。這四個點的意義分別為：左下角（A點）：整機最小負載；左上角（B點）：輔路最大負載、12V最小負載，例如多個機械硬盤同時啟動的情況；右上角（C點）：輔路最大負載、整機滿載；右下角（D點）：12V最大負載、輔路最小負載，例如使用單個固態(tài)硬盤運行3D游戲的情況；測試點的X坐標表示總的+12V的輸出功率，Y坐標表示+5V和+3.3V的輸出功率之和。

交叉負載的測試與前面的均勻負載測試的評判標準一致，電壓偏離額定值越少越好，除-12V之外各路偏離率允許的值都為±5%。Prime 750 Titanium在本項測試中表現(xiàn)很不錯，電壓的穩(wěn)定性很好，在各個測試點變化都不大，然而稍稍偏高的+12V輸出電壓對本項測試的得分有一定的影響，因此我們建議海韻還是盡量把+12V的電壓設(shè)置得更接近標準值。

掉電保持時間（Hold-up Time）是指電源掉電之后電壓輸出值跌出范圍允許的5%的時間，我們測量的是+12V、+5V和Power-OK（Power-Good）信號的保持時間。SSI EPS12V 2.92服務(wù)器電源設(shè)計指導(dǎo)中對輸出電壓保持時間的要求是電源在75%的負載下保持時間應(yīng)該大于18ms，而Power-OK信號的保持時間要求是大于17ms。

掉電保持時間如此受關(guān)注，是因為其很大程度上關(guān)系到硬件的壽命，Power-OK保持17ms意味著面臨17ms以內(nèi)的掉電情況時電腦能持續(xù)運行而不出現(xiàn)關(guān)機、重啟的狀況，而各路電壓保持18ms或者更長的時間，是為了在掉電發(fā)生時各個硬件能夠做出應(yīng)急處理，比如機械硬盤的磁頭歸位、SSD的掉電保護。

按照評測要求，電源的+12V和+5V保持時間應(yīng)該等于或者大于18ms，PG保持時間應(yīng)該等于或者大于17ms。Prime 750 Titanium電源有著非常充裕的保持時間，+12V的保持時間達到了47.2ms，+5V則達到了50ms的水平，PG保持時間同樣出色為45.6ms，其整體表現(xiàn)可以拿到滿分。