我自己的原文哦~                                      https://blog.51cto.com/whaosoft/12163501

一、超详细的高频变压器制作流程

高频变压器是工作频率超过中频（10kHz）的电源变压器，主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器，也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的。按工作频率高低，可分为几个档次：10kHz- 50kHz、50kHz-100kHz、100kHz～500kHz、500kHz～1MHz、10MHz以上。

图1  高频变压器的线路图

高频变压器的制作大致包括以下十个过程，对每个过程的流程、工艺及注意事项作详细的分析。

01 绕线

  材料确认

1）变压器骨架（BOBBIN）规格的确认。

2）不用的引脚剪去时，应在未绕线前先剪掉，以防绕完线后再剪除时会刮伤线或剪错脚，而且可以避免绕线时缠错脚位。

3）确认骨架完整，不得有破损和裂缝。

4）将骨架正确插入治具，一般特殊标记为引脚1（PIN 1），如果图面无注明，则引脚1朝机器。

5）须包醋酸布的先依工程图要求包好，紧靠骨架的两侧，再在指定的引脚上先缠线（或先钩线）后开始绕线，原则上绕线应在指定的范围内绕线。

  绕线方式

1）绕线方式

根据变压器要求不同，绕线的方式大致可分为以下几种：

①一层密绕：布线只占一层，紧密的线与线间没有空隙，整齐的绕线如图3a所示。

②均等绕：在绕线范围内以相等的间隔进行绕线；间隔误差在20%以内可以允收，如图3b所示。

图3  绕线方式

③多层密绕：在一个绕组一层无法绕完，必须绕至第二层或二层以上，此绕法分为三种情况：

a）任意绕：在一定程度上整齐排列，达到最上层时，布线已零乱，呈凹凸不平状况，这是绕线中最粗略的绕线方法。

b）整列密绕：几乎所有的布线都整齐排列，但有若干的布线零乱（约占全体30%，圈数少的约占5%REF）。

c）完全整列密绕：绕线至最上层也不零乱，绕线很整齐的排列，这是绕线中最难的绕线方法。

④定位绕线：布线指定在固定的位置，一般分五种情况，如图4所示。

图4  定位绕线

⑤并绕：两根以上的线同时平行的绕同一组线，各自平行的绕，不可交叉，此绕法大致可分为四种情况，如图5所示。

图5  并绕方式

2）引线要领

飞线引线的长度按工程图要求控制，如需绞线，长度须多预留10%。套管须深入挡墙3mm以上，如图6所示。

图6  飞线和引线示意图

3）注意事项

①当起绕（START）和结束（FINISH）出入线在骨架的同一侧时，结束端回线前须贴一块横越胶布（CROSSOVER TAPE）作隔离。

②出入线于使用，骨架的凹槽出线时，原则上以一线一凹槽方式出线，若同一引脚有多组可使用同一凹槽或相邻的凹槽出线，唯在焊锡及装套管时要注意避免短路。

③绕线时需均匀整齐绕满骨架的绕线区为原则，除工程图面上有特别规定绕法时，则以图面为准。

④变压器中有加铁氟龙套且有折回线时，其出入线所加之铁氟龙套管须与 骨架的凹槽口齐平（或至少达2/3高），并自骨架的凹槽出线以防止因套管过长造成拉力将线扯断。但若为L形引脚水平方向缠线，则套管应与 骨架边齐平（或至少2/3长），如图7所示。

图7  套管的长度示意图

⑤变压器中须加醋酸布作为档墙胶带时，其档墙胶带必须紧靠模型两边。为避免线包过胖及影响漏感过高，故要求2TS以上之醋酸布重叠不可超过5mm，包一圈之醋酸布只须包0.9T，留缺口以利于凡立水良好的渗入底层。醋酸布宽度择用与变压器安规要求有关，VED绕法ACT宽度3.2mm包两边且须加套管。

绕法：PIN端6mm/4.8mm/4.4mm/4mm；TOP端3mm/2.4mm/2.2mm/2mm 时不须套管。绕线时铜线不可上档墙，若有套管，套管必须伸入档墙3mm以上。

02 包铜箔

 铜箔绕制工法

1）铜箔的种类及在变压器中之作用：我们以铜箔的外形分有裸铜各背胶两种：铜箔表面有覆盖一层胶带的为背胶，反之为裸铜；以在变压器中的位置不同分为内铜和外铜，裸铜一般用于变压器的外铜、铜箔在变压器中一般起屏蔽作用，主要是减小漏感，激磁电流，在绕组所通过的电流过高时，取代铜线，起导体的作用。

2）铜箔的加工

①内铜箔一般加工方法：焊接引线→铜箔两端平贴于醋酸布中央→折回醋酸布（醋酸布须完全覆盖住焊点）→剪断醋酸布（铜箔两边须留1mm以上），如图8所示。

图8  内铜箔加工示意图

②内铜飞宏加工方法如图9所示。

图9  内铜飞宏加工方法

③外铜加工方法如图10所示。

图10  外铜加工方法

  变压器中使用铜箔的工法要求

1）铜箔绕法除焊点处必须压平外铜箔之起绕边应避免压在骨架转角处，须自骨架的中央处起绕，以防止第二层铜箔与第一层间因挤压刺破胶布而形成短路，如图11所示。

图11  使用铜箔的工法要求

2）内铜片于层间作屏蔽绕组时，其宽度应尽可能涵盖该层之绕线区域面积，又厚度在0.025mm（1mil）以下时两端可免倒圆角，但厚度在 0.05mm（2mils）（含）以上之铜箔时两端则需以倒圆角方式处理。

3）铜箔须包正包平，不可偏向一边，不可上挡墙，如图12所示。

图12  包铜箔的示意图

4）焊外铜，如图13所示。

图13  焊接外铜的示意图

  注意事项

1）铜箔焊点依工程图，铜箔须拉紧包平，不可偏向一侧；

2）点锡适量，焊点须光滑，不可带刺，点锡时间不可太长，以免烧坏胶带；

3）在实物上，短路铜箔的厚度用0.64mm即可，而铜箔宽度只须要铜窗绕线宽度的一半。

03 包胶带

包胶带的方式一般有以下几种，如图14所示。

图14  包胶带的方式

注意：胶带须拉紧包平，不可翻起刺破，不可露铜线，最外层胶带不宜包得太紧，以免影响产品美观。

压线胶带的贴法如图15所示。

图15  压线胶带的贴法

04 压脚

1）将铜线理直理顺并缠在相应的脚上；

2）用斜口钳将铜线缠紧并压至脚底紧靠档墙；

3）剪除多余线头；

4）缠线圈数依线径根数而定，如图16所示。

图16  压脚方式

注意：铜线须紧贴脚根，预计焊锡后高度不会超过墩点；不可留线头，不可压伤脚，不可压断铜线，不能损坏模型。

另外，铜线过多的可绞线，如图17所示。

图17  绞过多的铜线

05 焊锡

  焊锡作业步骤

1）将产品整齐摆放；

2）用夹子夹起一排产品；

3）脚沾助焊剂；

4）以白手捧刮净锡面；

5）焊锡：立式模型镀锡时将脚垂直插入锡槽（卧式模型将脚倾斜插入焊锡槽），镀锡深度以锡面齐铜PIN底部为止，如图18所示。

图18  焊锡的示意图

  要求

镀锡须均匀光滑，不可有冷焊，包焊，漏焊，连焊，氧焊或锡团，焊锡的标准如图19所示。锡焊的要求如下：

图19  焊锡的标准

1）引脚为垂直引脚时，可留锡尖，但锡尖长不超过1.5mm。

2）引脚为L形引脚时且为水平方向缠线时，在水平方向的引脚不可留锡尖，垂直方向引脚可留锡尖且锡尖长不可超过1.5mm。

3）PVC线之裸线部份（多股线）不可有刻痕及断股，且锡焊后不可有露铜或沾胶，或沾有其它杂质。

4）助焊剂（FLUX）须使用中性溶剂。

5）锡炉度须保持在450～500℃之间，锡焊时间因线径不同而异，如下：AWG#30号线以上1～2s；AWG#21～AWG#29号线2～3s；AWG#20号线以下3～5s。

6）锡炉用锡条，其锡铅比例标准为60/40。每月须加一次新锡约1/3锡炉量。

7）焊一次锡面须刮净再第二次。

8）每周清洗锡炉一次并加新锡至锡炉满为止。

  注意事项

1）白包模型含锡油多，锡焊时间不可过长。

2）塑料模型不耐高温，易产生包焊或引脚移位。

3）不可烧坏胶带，三层绝缘线须先脱皮后镀锡；

4）焊点之间最小间隙须在0.5mm以上，如图20所示。

图20  焊点之间的距离要求

06 组装铁心

  铁心组装作业过程

1）铁心确认：不可破损或变形；

2）工程图规定须有气隙的铁心研磨，须加工的铁心；

3）组装：如无特殊规定，卧式模型已研磨的铁心装初级端，立式模型已研磨的引脚端；

4）铁心固定方式可以铁夹（CLIP）或三层胶布方式固定，且可在铁心接合处点环氧树脂胶（EPOXY）固定，点胶后须阴干半小时再置于120℃烤箱中烘烤一小时。包铁心的固定胶布须使用与线包颜色相同的胶布（图面特殊要求除外），厂家需符合UL规格。组装过程如图21所示。

图21  组装变压器过程示意图

注意：铁心胶布起绕处与结束处；立式起绕于引脚端中央，结束于中央；卧式起绕于引脚1，结束于引脚1。有的铜箔则起绕于焊接点，结束于焊接点。

  组装铁心之注意事项

1）组装铁心时，不同材质的铁心不可组装在同一产品上；

2）有加气隙（GAP）之变压器与电感器，其气隙（GAP）方式须依照图面所规定的气隙（GAP）方法，放于GAP中之材质须能耐温130℃以上，且有材质证明者或是铁心经加工研磨处理；

3）无论是有加气隙或无加气隙的铁心组合，铁心与铁心接触面都需保持清洁，否则在含浸作业后电感值会因而下降；

4）包铁心的胶布宽度规定，以实物外观为优先着眼，次以铁新宽减胶布宽空隙约0.3mm~0.7mm为最佳。

7.含浸

（1）操作步骤  

操作过程如图22所示，操作要求如下：

图22  含浸过程示意图

1）将产品整齐摆放于铁盘内。

2）调好绝缘漆（凡立水）浓度：0.915±0.04。

3）将摆好产品的铁盘放于含浸槽内。

4）启动真空含浸机，抽气至40~50cm/kg，放入绝缘漆，再抽气至65~75cm/kg，须连续抽真空，破真空3-5次，含浸10~15min，视产品无气泡溢出。

5）放气，放下绝缘漆，再反抽至65~75cm/kg一次，放气，待产品稍干后取出放置滤干车上阴干。

6）滤干10min以上，视产品无绝缘漆滴下。

7）烘干：先将烤箱温度调至80℃，预热1h再将温度调至100℃，烘烤2h最后将温度调至110℃，烘烤4h，拆样确认。

8）将产品取出烤箱。

9）冷却：用风扇送风加速冷却。

10）摆盘后送至生产线。

（2）注意事项

1）绝缘漆与稀薄剂调配比例为2：1

2）放入绝缘漆时，绝缘漆高度以完全淹没产品为准，但绝缘漆不可上铜脚（特殊机种除外）。

07 贴标签（或喷字）

1）标签确认：检查标签内容是否正确，有无漏字错字，字迹是否清晰，检查标签是否过期。喷字时必须确认所设定的标签完全正确，如图23所示。

图23  标签包含的内容

2）贴标签时，将产品初级朝同一方向整齐摆放，喷墨时应将产品之喷印面朝喷头，摆放于输送带上，产品必须放正。

3）贴标签：料号标签及危险标签须依图面所规定的置及方向盖印或黏贴。标示“DANGER（危险）”或“HIGH VOLTAGE（高压）”及闪电符号标签应贴付于变压器之上方中央位置。其贴示方向以“DANGER（危险）”箭头方向朝变压器原边绕组为作业要求，如图24所示。

图24  标签示意图

（4）注意事项：标签须贴正贴平，贴完后须用手单击，使之与产品完全接触；标签不可贴错、贴反、贴歪或漏贴。

08 外观

外观检查包括以下几个方面的内容：

（1）确认产品是否完整 

1）模型是否有裂缝，是否断开；

2）铁心是否有破损；

3）胶带是否刺破；

4）套管是否有破损，是否过短；

5）是否剪错脚位。

（2）清除脏物

1）含浸后变压器铁心四周不得残留余胶（绝缘漆固体状）以免变压器无法平贴PCB（印制电路板），或黏贴标签时无法平整；

2）清除铜渣锡渣。

（3）卧式铁心在含浸绝缘漆后不能有倾斜现象（线包不可超出骨架）。

（4）合PCB

有标有三点（STAND-OFF）的变压器，插入PCB时可允许三点平贴PCB即可。

（5）铁心不可有松动现象。

（6）脚须垂直光滑，不可有松动及断裂现象，且不能有刻痕。

（7） 引脚不可有弯曲变形或露铜氧化，间隔（PITCH）则以图面上规定或实套PC板为准，骨架的引脚长以图面上所规定为准。

（8）检查焊锡是否完整。

（9）检查标签是否正确，是否有贴错、贴反或漏贴。

（10）检查打点是否清晰，位置是否正确，有无打错、打反或漏打。

（11）不良品必须进行修补，无法修补方可报废。

（12）胶带修补：最外层胶布破损造成线圈外露者，须加贴胶布完全覆盖住破损处，且加贴胶布之层数须与原规定最外层胶布之层数相同，并于涂绝缘漆后烘烤干始可。加贴之胶布其头尾端均须伸入铁心两侧内，且伸入铁心两侧的胶布长以不超过铁心的厚度为限。（胶布伸入至少达到2/3铁心厚）。

09 电气测试

电气测试主要包括以下三个方面的内容：

（1）电感测试：测试主线圈的电感量。半成品测试时，须将电感值域范围适当缩小。

（2）圈数测试：测试产品的圈数，相位即同名端和异名端。

（3）高压测试。

....

二、模拟量采集从硬件到程序，从滤波到实际值转换

❤在单片机系统里对模拟量的处理要比数字量稍显复杂，但是只要掌握了使用技巧，使用起来也很简单，很多朋友一开始比较纠结于单片机的底层语言，非要先弄个明白才罢休，其实大可不必，重要的是我们要先学会怎么应用。

❤现以铅酸电池电压检测及充电电流检测为例讲解模拟量的硬件和程序的设计。

如图1为28节铅酸电池的电压检测电路，1--14节组成电池组1，15--28节组成电池组2；第1节正极为BAT+，14与15节之间为BATM，第28节负极为BAT-。输入端的8个二极管的作用是钳位作用；电路计算如图所示。

图1：电池组电压检测电路

如图2为铅酸电池的充电电流检测电路，TA1为工频电流互感器，输入的4个二极管为整流二极管，电流流过R37（510Ω）形成压差△V。电路计算如图所示。

图2：电池组充电电流检测电路

如图3为单片机STM32F103CBT6，图1和图2的模拟信号输入至单片机的PA5、PA6、PA7。

图3：STM32F103CBT6单片机

由于代码较多，为便于浏览，把其中一部分以截图的形式展示。

如图4为单片机adc.c文件的底层配置，把PA5、PA6、PA7端口配置成模拟输入模式。

图4：配置端口模式

如图5对以上三个模拟量进行模数转换并缓存入数组ADC_ConvertedValue[3]，得到的AD值的范围是0~4096。

图5：模数转换并缓存

如图6把以上两个配置函数整合在一起，定义成模拟量的初始化函数void ADC1_Init(void)。

图6：初始化

如图7在adc.h文件里声明函数void ADC1_Init(void)，另外几个函数也在adc的c文件里定义的，后面附上源程序（非截图）。

图7：声明函数

如图8在main()主函数里调用ADC1_Init()初始化函数（要去掉void），初始化函数一定要放在while(1)的前面，表示在进入while(1)无限循环前只执行一次。Analog_Processing()为模拟量处理函数，要放在while(1)无限循环里面（该函数在下面讲）。

图8，函数调用

以下为模拟量在main.c文件里的定义。

s16 Charging_Current;     //充电电流实际值
s16 Battery1_Voltage;     //电池组1电压实际值
s16 Battery2_Voltage;     //电池组2电压实际值
s16 Battery_Voltage;      //电池组总电压值

❤下面三个函数的定义都在adc.c文件里面定义的。

以下代码为模拟量处理函数：①对数组ADC_ConvertedValue[3]缓存值进行滤波处理；②对滤波后的AD值转换为实际值。

/******************************
模拟量处理函数
******************************/
void Analog_Processing(void)
{
//对AD值进行滤波
ADC_Charging_Current=Filter(ADC_ConvertedValue[0],ADC_Charging_Current,1,10);
ADC_Battery1_Voltage=Filter(ADC_ConvertedValue[1],ADC_Battery1_Voltage,1,10);
ADC_Battery2_Voltage=Filter(ADC_ConvertedValue[2],ADC_Battery2_Voltage,1,10);
//AD值转换为实际值
Charging_Current = Adc_To_Act(ADC_Charging_Current, 10, 4096, 0, 220);//22.0A
Battery1_Voltage = Adc_To_Act(ADC_Battery1_Voltage, 10, 4096, 0, 267);//267V
Battery2_Voltage = Adc_To_Act(ADC_Battery2_Voltage, 10, 4096, 0, 267);//267V
//两组电压相加得到总电压
Battery_Voltage = Battery1_Voltage + Battery2_Voltage;
}

以下代码为滤波函数，滤波函数有很多，采用合适的才是最实用的（该函数滤波后的值是连续变化的，有些滤波函数滤波后的值是跳变的）。

/******************************
滤波函数（base/k越大，容性越大）
该函数相当于是一个电容，通常取值k=1，base=10
******************************/
u16 Filter(u16 NewData, u16 OldData, u8 k, u8 base)
{
  u16 uiResult;
  if (NewData > OldData)
  {
    uiResult = NewData - OldData;
    uiResult *= k;
    uiResult += base >> 2;
    uiResult /= base;
    uiResult = OldData + uiResult; 
  }
  else if (OldData > NewData)
  {
    uiResult = OldData - NewData;
    uiResult *= k;
    uiResult += base >> 2;
    uiResult /= base;
    uiResult = OldData - uiResult; 
  }
  else
  {
    uiResult = NewData;
  }
  
  return(uiResult);
}

使用方法如下：NewData表示最新采用的模拟量；OldData表示滤波后的模拟量。

ADC_Battery1_Voltage=Filter(ADC_ConvertedValue[1],ADC_Battery1_Voltage,1,10);

为便于逻辑计算、控制及显示，以下代码是把AD值转换为实际值，

/******************************
AD值转换实际值函数
******************************/
s16 Adc_To_Act(s16 Adc_Value, s16 Pre_Adc_Min, s16 Pre_Adc_Max, s16 Pre_Act_Min, s16 Pre_Act_Max)
{
s32 _temp;
s32 _range;
_temp = (s32)((Adc_Value - Pre_Adc_Min) * (Pre_Act_Max - Pre_Act_Min) / (Pre_Adc_Max-Pre_Adc_Min)) + Pre_Act_Min;
_temp = Adc_Value - Pre_Adc_Min;
_range = Pre_Act_Max - Pre_Act_Min;
_temp = _temp * _range;
_range = Pre_Adc_Max - Pre_Adc_Min;
_temp = _temp + _range / 2;
_temp = _temp / _range;
_temp = _temp + Pre_Act_Min;
return(_temp);
}

使用方法如下：Adc_Value表示要转换的模拟量；Pre_Adc_Min表示模拟量AD值的最小值；Pre_Adc_Max表示模拟量AD值的最大值；Pre_Act_Min表示转换后实际值的最小值；Pre_Act_Max表示转换后实际值的最大值；（以下最大实际值220表示22.0A，是因为数码管显示需要小数表示）。

Charging_Current = Adc_To_Act(ADC_Charging_Current, 10, 4096, 0, 220);//22.0A

❤要点：

①模拟量的采样电路，我多采用运放的差分放大电路，原因是被测电压可以和运放不用共地，且可有效抑制共模噪声，可达到较高的精确线性测量，比如以上电池组的被测电压的误差与实际相差在0.3V左右；

②电池组输入至运放的8个1M的电阻是两个为一组的，且功率至少1/4W以上，因为在高压下的电阻容易老化，为保险起见，通常一个电阻的最大压差在100V以下为宜；

③电池组分为两组检测，一是为了降低元件所承受的电压，二是为了监视两组电池电压之间是否平衡，达到保护电池目的。

③函数应功能模块化，且具备通用性质，便于移植和调用，对于很多朋友应先学会如何使用，底层代码只要会配置就完全足够了。

当然，以上提供的设计是我通常的做法，能满足大多数的常规应用。

.....

三、提高嵌入式系统抗干扰能力的方式

在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好等越来越受到重视。

下面以单片机系统为例，对软件抗干扰方法进行研究。

1 软件抗干扰方法的研究 

在工程实践中，软件抗干扰研究的内容主要是：

• 消除模拟输入信号的噪声(如数字滤波技术);
• 程序运行混乱时使程序重入正轨的方法。

本文针对后者提出了几种有效的软件抗干扰方法。

1.1 指令冗余

CPU取指令过程是先取操作码，再取操作数。当PC受干扰出现错误，程序便脱离正常轨道“乱飞”，当乱飞到某双字节指令，若取指令时刻落在操作数上，误将操作数当作操作码，程序将出错。若“飞”到了三字节指令，出错机率更大。

在关键地方人为插入一些单字节指令，或将有效单字节指令重写称为指令冗余。通常是在双字节指令和三字节指令后插入两个字节以上的NOP。

这样即使乱飞程序飞到操作数上，由于空操作指令NOP的存在，避免了后面的指令被当作操作数执行，程序自动纳入正轨。

此外，对系统流向起重要作用的指令如RET、RETI、LCALL、LJMP、JC等指令之前插入两条NOP，也可将乱飞程序纳入正轨，确保这些重要指令的执行。

1.2 拦截技术

所谓拦截，是指将乱飞的程序引向指定位置，再进行出错处理。通常用软件陷阱来拦截乱飞的程序，因此先要合理设计陷阱，其次要将陷阱安排在适当的位置。​​whao开发板商城测试设备www.143ai.com​​

a.软件陷阱的设计
当乱飞程序进入非程序区，冗余指令便无法起作用。通过软件陷阱，拦截乱飞程序，将其引向指定位置，再进行出错处理。

软件陷阱是指用来将捕获的乱飞程序引向复位入口地址0000H的指令。通常在EPROM中非程序区填入以下指令作为软件陷阱：

NOP NOP LJMP 0000H  其机器码为 0000020000。

b.陷阱的安排

通常在程序中未使用的EPROM空间填0000020000。最后一条应填入020000，当乱飞程序落到此区，即可自动入轨。在用户程序区各模块之间的空余单元也可填入陷阱指令。

当使用的中断因干扰而开放时，在对应的中断服务程序中设置软件陷阱，能及时捕获错误的中断。如某应用系统虽未用到外部中断 1，外部中断1的中断服务程序可为如下形式：

NOPNOPRETI返回指令可用“RETI”，也可用“LJMP0000H”。如果故障诊断程序与系统自恢复程序的设计可靠、完善，用“LJMP0000H”作返回指令可直接进入故障诊断程序，尽早地处理故障并恢复程序的运行。

考虑到程序存贮器的容量，软件陷阱一般1K空间有2-3个就可以进行有效拦截。

1.3 软件“看门狗”技术

若失控的程序进入“死循环”，通常采用“看门狗”技术使程序脱离“死循环”。通过不断检测程序循环运行时间，若发现程序循环时间超过最大循环运行时间，则认为系统陷入“死循环”，需进行出错处理。

“看门狗”技术可由硬件实现，也可由软件实现。在工业应用中，严重的干扰有时会破坏中断方式控制字，关闭中断。则系统无法定时“喂狗”，硬件看门狗电路失效。而软件看门狗可有效地解决这类问题。

2 系统故障处理、自恢复程序的设计  

单片机系统因干扰复位或掉电后复位均属非正常复位，应进行故障诊断并能自动恢复非正常复位前的状态。

2.1 非正常复位的识别
程序的执行总是从0000H开始，导致程序从0000H开始执行有四种可能：

• 系统开机上电复位;
• 软件故障复位;
• 看门狗超时未喂狗硬件复位;
• 任务正在执行中掉电后来电复位。

四种情况中除第一种情况外均属非正常复位，需加以识别。

硬件复位与软件复位的识别：

此处硬件复位指开机复位与看门狗复位，硬件复位对寄存器有影响，如复位后PC=0000H，SP=07H，PSW=00H等。而软件复位则对SP、 SPW无影响。

故对于微机测控系统，当程序正常运行时，将SP设置地址大于07H，或者将PSW的第5位用户标志位在系统正常运行时设为1，那么系统复位时只需检测PSW.5标志位或SP值便可判此是否硬件复位。

由于硬件复位时片内RAM状态是随机的，而软件复位片内RAM则可保持复位前状态，因此可选取片内某一个或两个单元作为上电标志。

设40H用来做上电标志，上电标志字为78H，若系统复位后40H单元内容不等于78H，则认为是硬件复位，否则认为是软件复位，转向出错处理。若用两个单元作上电标志，则这种判别方法的可靠性更高。

开机复位与看门狗故障复位的识别：

开机复位与看门狗故障复位因同属硬件复位，所以要想予以正确识别，一般要借助非易失性RAM或者EEROM。

当系统正常运行时，设置一可掉电保护的观测单元。当系统正常运行时，在定时喂狗的中断服务程序中使该观测单元保持正常值(设为AAH)，而在主程中将该单元清零，因观测单元掉电可保护，则开机时通过检测该单元是否为正常值可判断是否看门狗复位。

正常开机复位与非正常开机复位的识别：

识别测控系统中因意外情况如系统掉电等情况引起的开机复位与正常开机复位，对于过程控制系统尤为重要。

如某以时间为控制标准的测控系统，完成一次测控任务需1小时。在已执行测控50分钟的情况下，系统电压异常引起复位，此时若系统复位后又从头开始进行测控则会造成不必要的时间消耗。

因此可通过一监测单元对当前系统的运行状态、系统时间予以监控，将控制过程分解为若干步或若干时间段，每执行完一步或每运行一个时间段则对监测单元置为关机允许值，不同的任务或任务的不同阶段有不同的值，若系统正在进行测控任务或正在执某时间段，则将监测单元置为非正常关机值。那么系统复位后可据此单元判系统原来的运行状态，并跳到出错处理程序中恢复系统原运行状态。

2.2 非正常复位后系统自恢复运行的程序设计

对顺序要求严格的一些过程控制系统，系统非正常复位否，一般都要求从失控的那一个模块或任务恢复运行。所以测控系统要作好重要数据单元、参数的备份，如系统运行状态、系统的进程值、当前输入、输出的值，当前时钟值、观测单元值等，这些数据既要定时备份，同时若有修改也应立即予以备份。

当在已判别出系统非正常复位的情况下，先要恢复一些必要的系统数据，如显示模块的初始化、片外扩展芯片的初始化等。其次再对测控系统的系统状态、运行参数等予以恢复，包括显示界面等的恢复。之后再把复位前的任务、参数、运行时间等恢复，再进入系统运行状态。

应当说明的是，真实地恢复系统的运行状态需要极为细致地对系统的重要数据予以备份，并加以数据可靠性检查，以保证恢复的数据的可靠性。其次，对多任务、多进程测控系统，数据的恢复需考虑恢复的次序问题。

系统基本初始化是指对芯片、显示、输入输出方式等进行初始化，要注意输入输出的初始化不应造成误动作。而复位前任务的初始化是指任务的执行状态、运行时间等。

对于软件抗干扰的还有一些其它常用方法，如数字滤波、RAM数据保护与纠错等。在工程实践中通常都是几种抗干扰方法并用，互相补充完善，才能取得较好的抗干扰效果。

从根本上来说，硬件抗干扰是主动的，而软件抗干扰是被动的。细致周到地分析干扰源，硬件与软件抗干扰相结合，完善系统监控程序，设计一稳定可靠的单片机系统是完全可行的。

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四、常见滤波电路分析技巧

  在整流电路输出的电压是单向脉动性电压，不能直接给电子电路使用。所以要对输出的电压进行滤波， 消除电压中的交流成分，成为直流电后给电子电路使用。在滤波电路中，主要使用对交流电有特殊阻抗特性的器件，如：电容器、电感器。本文对其各种形式的滤波电路进行分析。

滤波电路种类

    滤波电路主要有下列几种：

• 电容滤波电路，这是最基本的滤波电路；
• π 型 RC 滤波电路；
• π 型 LC 滤波电路；
• 电子滤波器电路。

滤波原理

单向脉动性直流电压的特点

    如下图所示。是单向脉动性直流电压波形，从图中可以看出，电压的方向性无论在何时都是一致的， 但在电压幅度上是波动的，就是在时间轴上，电压呈现出周期性的变化，所以是脉动性的。

    但根据波形分解原理可知，这一电压可以分解一个直流电压和一组频率不同的交流电压，如下图所示。在图中，虚线部分是单向脉动性直流电压 U。中的直流成分，实线部分是 UO 中的交流成分。

电容滤波原理

    根据以上的分析，由于单向脉动性直流电压可分解成交流和直流两部分。在电源电路的滤波电路中，利用电容器的“隔直通交”的特性和储能特性，或者利用电感“隔交通直”的特性可以滤除电压中的交流成分。讲解电容的视频：​​看老外怎么讲解电容工作原理​​。下图所示是电容滤波原理图。

    下图 (a)为整流电路的输出电路。交流电压经整流电路之后输出的是单向脉动性直流电，即电路中的 UO。

    下图 (b)为电容滤波电路。由于电容 C1 对直流电相当于开路，这样整流电路输出的直流电压不能通过C1 到地，只有加到负载 RL 图为 RL 上。对于整流电路输出的交流成分， 因 C1 容量较大， 容抗较小，交流成分通过 C1 流到地端，而不能加到负载 RL。这样，通过电容 C1 的滤波， 从单向脉动性直流电中取出了所需要的直流电压 +U。

    滤波电容 C1 的容量越大，对交流成分的容抗越小，使残留在负载 RL 上的交流成分越小，滤波效果就越好。

电感滤波原理

    下图所示是电感滤波原理图。由于电感 L1 对直流电相当于通路，这样整流电路输出的直流电压直接加到负载 RL 上。

    对于整流电路输出的交流成分，因 L1 电感量较大，感抗较大，对交流成分产生很大的阻碍作用，阻止了交流电通过 C1 流到加到负载 RL。这样，通过电感 L1 的滤波，从单向脉动性直流电中取出了所需要的直流电压 +U。

    滤波电感 L1 的电感量越大，对交流成分的感抗越大，使残留在负载 RL 上的交流成分越小，滤波效果就越好，但直流电阻也会增大。

π 型 RC滤波电路识图方法

    下图所示是 π 型 RC 滤波电路。电路中的 C1、C2 和 C3 是 3 只滤波电容，R1 和 R2 是滤波电阻，C1、R1 和C2 构成第一节 π 型的 RC 滤波电路， C2、R2 和 C3 构成 第二节 π 型 RC 滤波电路。由于这种滤波电路的形式如同希腊字母 π 和采用了电阻器、电容器，所以称为 π 型 RC 滤波电路。

    π 型 RC 滤波电路原理如下：

    （1）这一电路的滤波原理是：从整流电路输出的电压首先经过 C1 的滤波，将大部分的交流成分滤除，然后再加到由 R1 和 C2 构成的滤波电路中。C2 的容抗与 R1 构成一个分压电路，因 C2 的容抗很小，所以对交流成分的分压衰减量很大，达到滤波目的。对于直流电而言，由于 C2 具有隔直作用，所以 R1 和 C2 分压电路对直流不存在分压衰减的作用，这样直流电压通过 R1 输出。

    （2）在 R1 大小不变时，加大 C2 的容量可以提高滤波效果，在 C2 容量大小不变时，加大 R1 的阻值可以提高滤波效果。但是，滤波电阻 R1 的阻值不能太大，因为流过负载的直流电流要流过 R1，在 R1 上会产生直流压降，使直流输出电压 Uo2 减小。R1 的阻值越大，或流过负载的电流越大时，在 R1 上的压降越大，使直流输出电压越低。

    （3）C1 是第一节滤波电容，加大容量可以提高滤波效果。但是 C1 太大后，在开机时对 C1 的充电时间很长，这一充电电流是流过整流二极管的，当充电电流太大、时间太长时，会损坏整流二极管。所以采用这种 π 型 RC 滤波电路可以使 C1 容量较小，通过合理设计 R1 和 C2 的值来进一步提高滤波效果。

    （4）这一滤波电路中共有 3 个直流电压输出端，分别输出 Uo1、 Uo2 和 Uo3 三组直流电压。其中， Uo1 只经过电容 C1 滤波；Uo2 则经过了 C1、 R1 和 C2 电路的滤波，所以滤波效果更好， Uo2 中的交流成分更小；Uo3 则经过了 2 节滤波电路的滤波，滤波效果最好，所以 Uo3 中的交流成分最少。

     （5）3 个直流输出电压的大小是不同的。Uo1 电压最高，一般这一电压直接加到功率放大器电路，或加到需要直流工作电压最高、工作电流最大的电路中；Uo2 电压稍低，这是因为电阻 R1 对直流电压存在电压降；Uo3 电压最低，这一电压一般供给前级电路作为直流工作电压，因为前级电路的直流工作电压比较低，且要求直流工作电压中的交流成分少。

π型 LC滤波电路识图方法

    下图所示是 π 型 LC 滤波电路。π 型 LC 滤波电路与 π 型 RC 滤波电路基本相同。这一电路只是将滤波电阻换成滤波电感，因为滤波电阻对直流电和交流电存在相同的电阻，而滤波电感对交流电感抗大，对直流电的电阻小，这样既能提高滤波效果，又不会降低直流输出电压。

    在下图的电路中，整流电路输出的单向脉动性直流电压先经电容 C1 滤波，去掉大部分交流成分，然后再加到 L1 和 C2 滤波电路中。 

    对于交流成分而言， L1 对它的感抗很大，这样在 L1 上的交流电压降大，加到负载上的交流成分小。

    对直流电而言， 由于 L1 不呈现感抗， 相当于通路，同时滤波电感采用的线径较粗，直流电阻很小，这样对直流电压基本上没有电压降，所以直流输出电压比较高，这是采用电感滤波器的主要优点。

电子滤波器识图方法

电子滤波器

    下图所示是电子滤波器。电路中的 VT1 是三极管，起到滤波管作用， C1 是 VT1 的基极滤波电容，R1 是 VT1 的基极偏置电阻，RL 是这一滤波电路的负载，C2 是输出电压的滤波电容。

    电子滤波电路工作原理如下：

    ① 电路中的 VT1、 R1、 C1 组成电子滤波器电路，这一电路相当于一 只容量为 C1×β1 大小电容器，β1 为 VT1 的电流放大倍数，而晶体管的电流放大倍数比较大，所以等效电容量很大，可见电子滤波器的滤波性能是很好的。等效电路如上图（b）所示。图中 C 为等效电容。

     ② 电路中的 R1 和 C1 构成一节 RC 滤波电路， R1 一方面为 VT1 提供基极偏置电流，同时也是滤波电阻。由于流过 R1 的电流是 VT1 的基极偏置电流，这一电流很小， R1 的阻值可以取得比较大，这样 R1 和 C1 的滤 波效果就很好，使 VT1 基极上直流电压中的交流成分很少。由于发射极电压具有跟随基极电压的特性，这样 VT1 发射极输出电压中交流成分也很少，达到滤波的目的。

    ③ 在电子滤波器中，滤波主要是靠 R1 和 C1 实现的，这也是 RC 滤波电路，但与前面介绍的 RC 滤波电路是不同的。在这一电路中流过负载的直流电流是 VT1 的发射极电流，流过滤波电阻 R1 的电流是 VT1 基极电流，基极电流很小，所以可以使滤波电阻 R1 的阻值设得很大（滤波效果好），但不会使直流输出电压下降很多。

    ④ 电路中的 R1 的阻值大小决定了 VT1 的基极电流大小，从而决定了 VT1 集电极与发射极之间的管压降，也就决定了 VT1 发射极输出直流电压大小，所以改变 R1 的大小，可以调整直流输出电压 +V 的大小。

电子稳压滤波器

    上图所示是另一种电子稳压滤波器，与前一种电路相比，在 VT1 基极与地端之间接入了稳压二极管 VD1。电子稳压原理如下：

    在 VT1 基极与地端之间接入了稳压二极管 VD1 后，输入电压经 R1 使稳压二极管 VD1 处于反向偏置状态，此时 VD1 的稳压特性使 VT1 管的基极电压稳定，这样 VT1 发射极输出的直流电压也比较稳定。注意：这一电压的稳定特性是由于 VD1 的稳压特性决定的，与电子滤波器电路本身没有关系。

    R1 同时还是 VD1 的限流保护电阻。在加入稳压二极管 VD1 后，改变 R1 的大小不能改变 VT1 发射极输出电压大小，由于 VT1 的发射结存在 PN 结电压降，所以发射极输出电压比 VD1 的稳压值略小。

    C1、 R1 与 VT1 同样组成电子滤波器电路，起到滤波作用。

    在有些场合下，为了进一步提高滤波效果，可采用双管电子滤波器电路，2 只电子滤波管构成了复合管电路。这样总的电流放大倍数为各管电流放大倍数之积，显然可以提高滤波效果。

电源滤波电路识图小结

    关于电源滤波电路分析主要注意以下几点：

    （1）分析滤波电容工作原理时，主要利用电容器的“隔直通交”特性，或是充电与放电特性，即整流电路输出单向脉动性直流电压时对滤波电容充电，当没有单向脉动性直流电压输出时，滤波电容对负载放电。

    （2）分析滤波电感工作原理时，主要是认识电感器对直流电的电阻很小、无感抗作用，而对交流电存在感抗。

    （3）进行电子滤波器电路分析时，要知道电子滤波管基极上的电容是滤波的关键元件。另外，要进行直流电路的分析，电子滤波管有基极电流和集电极、发射极电流，流过负载的电流是电子滤波管的发射极电流，改变基极电流大小可以调节电子滤波管集电极与发射极之间的管压降，从而改变电子滤波器输出的直流电压大小。

    （4）电子滤波器本身没有稳压功能，但加入稳压二极管之后可以使输出的直流电压比较稳定。

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五、开关电源中的缓冲吸收电路

基本拓扑电路上一般没有吸收缓冲电路，实际电路上一般有吸收缓冲电路，吸收与缓冲是工程需要，不是拓扑需要。

缓冲电路是控制开关器件快速上升和下降引起的瞬态尖峰的重要办法。它们通常主要是由一些无源器件组成的网络，用来控制电路中无功元件产生的振荡。合理的缓冲电路，可以提高电路的可靠性和效率，降低EMI，并实现更高的工作频率。缓冲器的基本目的是吸收由寄生成分引起的无功能量，并且将能量消耗掉或者将引导至能够回收的地方。

而来自磁性器件和长PCB走线或环路中的电感，以及半导体结电容和布线耦合，这些是无功能量的常见来源。无论如何由于根本原因通常是寄生参数的影响，所以最重要的原则是尽量减少这些寄生参数。至于怎么样才能做到这一点，将在后面的章节中更详细地讨论。但在这里，我们是假设在PCB布局已经很好地完成了接下来谈论如何设计缓冲器大多数缓冲器都是针对特定的问题去设计的但是还是做一些分类可以帮助理解。第一个分类标准是将它们分成无源（只是电阻、电容、电感和二极管的组合）和有源（使用开关管）缓冲吸收电路，但另一个分类标准是看缓冲器是属于能量耗散还是非耗散类型，第三个分类标准是控制电压还是电流。任何时候感性元件遇到容性元件，如果还存在快速变化的电流或电压，其结果可能就是产生振荡。

吸收与缓冲的功效：

• 防止器件损坏，吸收防止电压击穿，缓冲防止电流击穿
• 使功率器件远离危险工作区，从而提高可靠性
• 降低（开关）器件损耗，或者实现某种程度的关软开
• 降低di/dt和dv/dt，降低振铃，改善EMI品质
• 提高效率（提高效率是可能的，但弄不好也可能降低效率）

也就是说，防止器件损坏只是吸收与缓冲的功效之一，其他功效也是很有价值的。

吸收：吸收是对电压尖峰而言。

电压尖峰的成因：

• 电压尖峰是电感续流引起的。
• 引起电压尖峰的电感可能是：变压器漏感、线路分布电感、器件等效模型中的感性成分等。
• 引起电压尖峰的电流可能是：拓扑电流、二极管反向恢复电流、不恰当的谐振电流等。

减少电压尖峰的主要措施是：

• 减少可能引起电压尖峰的电感，比如漏感、布线电感等
• 减少可能引起电压尖峰的电流，比如二极管反向恢复电流等
• 如果可能的话，将上述电感能量转移到别处。
• 采取上述措施后电压尖峰仍然不能接受，最后才考虑吸收。吸收是不得已的技术措施

拓补吸

将开关管Q1、拓扑续流二极管D1和一个无损的拓扑电容C2组成一个在布线上尽可能简短的吸收回路。

拓扑吸收的特点：

• 同时将Q1、D1的电压尖峰、振铃减少到最低程度。
• 拓扑吸收是无损吸收，效率较高。
• 吸收电容C2可以在大范围内取值。
• 拓扑吸收是硬开关，因为拓扑是硬开关。

体二极管反向恢复吸收开关器件的体二极管的反向恢复特性，在关断电压的上升沿发挥作用，有降低电压尖峰的吸收效应。

RC吸收

• RC吸收的本质是阻尼吸收。
• 有人认为R 是限流作用，C是吸收。实际情况刚好相反。
• 电阻R 的最重要作用是产生阻尼，吸收电压尖峰的谐振能量，是功率器件。
• 电容C的作用也并不是电压吸收，而是为R阻尼提供能量通道。
• RC吸收并联于谐振回路上，C提供谐振能量通道，C 的大小决定吸收程度，最终目的是使R形成功率吸收。
• 对应一个特定的吸收环境和一个特定大小的电容C，有一个最合适大小的电阻R，形成最大的阻尼、获得最低的电压尖峰。
• RC吸收是无方向吸收，因此RC吸收既可以用于单向电路的吸收，也可用于双向或者对称电路的吸收。

RC吸收设计

• RC吸收的设计方法的难点在于：吸收与太多因素有关，比如漏感、绕组结构、分布电感电容、器件等效电感电容、电流、电压、功率等级、di/dt、dv/dt、频率、二极管反向恢复特性等等。而且其中某些因素是很难获得准确的设计参数的。
• 比如对二极管反压的吸收，即使其他情况完全相同，使用不同的二极管型号需要的RC吸收参数就可能有很大差距。很难推导出一个通用的计算公式出来。
• R 的损耗功率可大致按下式估算：Ps = FCU2其中U为吸收回路拓扑反射电压。
• 工程上一般应该在通过计算或者仿真获得初步参数后，还必须根据实际布线在板调试，才能获得最终设计参数。

RCD吸收

特点：

• RCD吸收不是阻尼吸收，而是靠非线性开关D 直接破坏形成电压尖峰的谐振条件，把电压尖峰控制在任何需要的水平。
• C 的大小决定吸收效果（电压尖峰），同时决定了吸收功率（即R的热功率）。
• R 的作用只是把吸收能量以热的形式消耗掉。其电阻的最小值应该满足开关管的电流限制，最大值应该满足PWM逆程RC放电周期需要，在此范围内取值对吸收效果影响甚微。
• RCD吸收会在被保护的开关器件上实现某种程度的软关断，这是因为关断瞬间开关器件上的电压即吸收电容C上的电压等于0，关断动作会在C 上形成一个充电过程，延缓电压恢复，降低dv/dt，实现软关断。

不适应性：

• RCD吸收一般不适合反激拓扑的吸收，这是因为RCD吸收可能与反激拓扑相冲突。
• RCD吸收一般不适合对二极管反压尖峰的吸收，因为RCD吸收动作有可能加剧二极管反向恢复电流。

钳位吸收RCD钳位：

• 尽管RCD钳位与RCD吸收电路可以完全相同，但元件参数和工况完全不同。RCD吸收RC时间常数远小于PWM周期，而RCD钳位的RC时间常数远大于PWM周期。
• 与RCD吸收电容的全充全放工况不同，RCD钳位的电容可以看成是电压源，其RC充放电幅度的谷值应不小于拓扑反射电压，峰值即钳位电压。
• 由于RCD钳位在PWM电压的上升沿和下降沿都不会动作，只在电压尖峰出现时动作，因此RCD钳位是高效率的吸收。

齐纳钳位：

• 齐纳钳位的几种形式。
• 齐纳钳位也是在电压尖峰才起作用，也是高效率吸收。
• 某些场合，齐纳钳位需要考虑齐纳二极管的反向恢复特性对电路的影响。
• 齐纳吸收需注意吸收功率匹配,必要时可用有源功率器件组成大功率等效电路

无损吸收

无损吸收的条件：

• 吸收网络不得使用电阻。
• 不得形成LD电流回路。
• 吸收回路不得成为拓扑电流路径。
• 吸收能量必须转移到输入侧或者输出侧。
• 尽量减少吸收回路二极管反向恢复电流的影响。

无损吸收是强力吸收，不仅能够吸收电压尖峰，甚至能够吸收拓扑反射电压，比如：

缓冲

缓冲是对冲击尖峰电流而言

• 引起电流尖峰第一种情况是二极管（包括体二极管）反向恢复电流。
• 引起电流尖峰第二种情况是对电容的充放电电流。这些电容可能是：电路分布电容、变压器绕组等效分布电容、设计不恰当的吸收电容、设计不恰当的谐振电容、器件的等效模型中的电容成分等等。

缓冲的基本方法：在冲击电流尖峰的路径上串入某种类型的电感，可以是以下类型：

缓冲的特性：

• 由于缓冲电感的串入会显著增加吸收的工作量，因此缓冲电路一般需要与吸收电路配合使用。
• 缓冲电路延缓了导通电流冲击，可实现某种程度的软开通（ZIS)。
• 变压器漏感也可以充当缓冲电感。

LD缓冲

特点：

• 可不需要吸收电路配合。
• 缓冲释能二极管与拓扑续流二极管电流应力相当甚至更大。
• 缓冲释能二极管的损耗可以简单理解为开关管减少的损耗。
• 适当的缓冲电感（L3）参数可以大幅度减少开关管损耗，实现高效率。
  
  LC缓冲

特点:

• 需要吸收电路配合以转移电感剩余能量。
• 缓冲释能电阻R的损耗较大，可简单理解为是从开关管转移出来的损耗。
• R、L参数必须实现最佳配合，参数设计调试比较难以掌握。
• 只要参数适当仍然能够实现高效率。

饱和电感缓冲

• 饱和电感的电气性能表现为对di/dt敏感。
• 在一个冲击电流的上升沿，开始呈现较大的阻抗，随着电流的升高逐渐进入饱和，从而延缓和削弱了冲击电流尖峰，即实现软开通。
• 在电流达到一定程度后，饱和电感因为饱和而呈现很低的阻抗，这有利于高效率地传输功率。
• 在电流关断时，电感逐渐退出饱和状态，一方面，由于之前的饱和状态的饱和电感量非常小，即储能和需要的释能较小。另一方面，退出时电感量的恢复可以减缓电压的上升速度，有利于实现软关断。
• 以Ls2为例，5u表示磁路截面积5mm2，大致相当于1颗PC40材质4*4*2的小磁芯。

饱和电感特性：

• 热特性

饱和电感是功率器件，通过进入和退出饱和过程的磁滞损耗（而不是涡流损耗或者铜损）吸收电流尖峰能量，主要热功率来自于磁芯。这一方面要求磁芯应该是高频材料，另一方面要求磁芯温度在任何情况下不得超过居里温度。这意味着饱和电感的磁芯应该具有最有利的散热特性和结构，即：更高的居里温度、更高的导热系数、更大的散热面积、更短的热传导路径。

• 饱和特性

显然饱和电感一般不必考虑使用气隙或者不易饱和的低导磁率材料。

• 初始电感等效特性

在其他条件相同情况下，较低导磁率的磁芯配合较多匝数、与较高导磁率的磁芯配合较少匝数的饱和电感初始电感相当，缓冲效果大致相当。这意味着直接采用1 匝的穿心电感总是可能的，因为任何多匝的电感总可以找到更高导磁率的磁芯配合1 匝等效之。这还意味着磁芯最高导磁率受到限制，如果一个适合的磁芯配合1 匝的饱和电感，将没有使用更高导磁率的磁芯配合更少匝数的可能。

• 磁芯体积等效特性

在其他条件相同情况下，相同体积的磁芯的饱和电感缓冲效果大致相当。既然如此，磁芯可以按照最有利于散热的磁路进行设计。比如细长的管状磁芯比环状磁芯、多个小磁芯比集中一个大磁芯、穿心电感比多匝电感显然具有更大的散热表面积。

• 组合特性

有时候，单一材质的磁芯并不能达到工程上需要的缓冲效果，采用多种材质的磁芯相互配合或许才能能够满足工程需要。

无源无损缓存吸收

• 如果缓冲电感本身是无损的（非饱和电感），而其电感储能又是经过无损吸收的方式处理的，即构成无源无损缓冲吸收电路，实际上这也是无源软开关电路。
• 缓冲电感的存在延迟和削弱的开通冲击电流，实现了一定程度的软开通。
• 无损吸收电路的存在延迟和降低了关断电压的dv/dt，实现了一定程度的软关断。
• 实现无源软开关的条件与无损吸收大致相同。并不是所有拓扑都能够搭建出一个无源软开关电路。因此除了经典的电路外，很多无源软开关电路都是被专利的热门。
• 无源无损软开关电路效率明显高于其他缓冲吸收方式，与有源软开关电路效率相差无几。因此只要能够实现无源软开关的电路，可不必采用有源软开关。

吸收缓存电路性能

滤波缓

• 电路中的电解电容一般具有较大的ESR（典型值是百毫欧姆数量级），这引起两方面问题：一是滤波效果大打折扣；二是纹波电流在ESR上产生较大损耗，这不仅降低效率，而且由于电解电容发热直接导致的可靠性和寿命问题。
• 一般方法是在电解电容上并联高频无损电容，而事实上，这一方法并不能使上述问题获得根本的改变，这是由于高频无损电容在开关电源常用频率范围内仍然存在较大的阻抗的缘故。
• 提出的办法是：用电感将电解和CBB分开，CBB位于高频纹波电流侧，电解位于直流（工频）侧，各自承担对应的滤波任务。
• 设计原则：Π形滤波网络的谐振频率Fn应该错开PWM频率Fp。可取Fp=（1.5～２）Fn 。
• 这一设计思想可以延伸到直流母线滤波的双向缓冲，或者其他有较大滤波应力的电路结构。

振铃

振铃的危害：

• MEI测试在振铃频率容易超标。
• 振铃将引起振铃回路的损耗，造成器件发热和降低效率。
• 振铃电压幅度超过临界值将引起振铃电流，破环电路正常工况，效率大幅度降低。

振铃的成因：

• 振铃多半是由结电容和某个等效电感的谐振产生的。对于一个特定频率的振铃，总可以找到原因。电容和电感可以确定一个频率，而频率可以观察获得。电容多半是某个器件的结电容，电感则可能是漏感。
• 振铃最容易在无损（无电阻的）回路发生。比如：副边二极管结电容与副边漏感的谐振、杂散电感与器件结电容的谐振、吸收回路电感与器件结电容的谐振等等。

振铃的抑制：

• 磁珠吸收，只要磁珠在振铃频率表现为电阻，即可大幅度吸收振铃能量，但是不恰当的磁珠也可能增加振铃。
• RC 吸收，其中C可与振铃（结）电容大致相当，R 按RC吸收原则选取。
• 改变谐振频率，比如：只要将振铃频率降低到PWM频率相近，即可消除PWM上的振铃。
• 特别地，输入输出滤波回路设计不当也可能产生谐振，也需要调整谐振频率或者其他措施予以规避。

吸收缓存能量再利用

RCD吸收能量回收电路：

只要将吸收电路的正程和逆程回路分开，形成相对0 电位的正负电流通道，就能够获得正负电压输出。其设计要点为：RCD吸收电路参数应主要满足主电路吸收需要，不建议采用增加吸收功率的方式增加直流输出功率。

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六、常见的脉冲电路到底有何用途和特点？

​  在电子电路中，电源、放大、振荡和调制电路被称为模拟电子电路，因为它们加工和处理的是连续变化的模拟信号。电子电路中另一大类电路的数字电子电路。它加工和处理的对象是不连续变化的数字信号。数字电子电路又可分成脉冲电路和数字逻辑电路，它们处理的都是不连续的脉冲信号。脉冲电路是专门用来产生电脉冲和对电脉冲进行放大、变换和整形的电路。家用电器中的定时器、报警器、电子开关、电子钟表、电子玩具以及电子医疗器具等，都要用到脉冲电路。
    电脉冲有各式各样的形状，有矩形、三角形、锯齿形、钟形、阶梯形和尖顶形的，最具有代表性的是矩形脉冲。要说明一个矩形脉冲的特性可以用脉冲幅度 Um 、脉冲周期 T 或频率 f 、脉冲前沿 t r 、脉冲后沿 t f 和脉冲宽度 t k 来表示。如果一个脉冲的宽度 t k =1 ／ 2T ，它就是一个方波。
    脉冲电路和放大振荡电路最大的不同点，或者说脉冲电路的特点是：脉冲电路中的晶体管是工作在开关状态的。大多数情况下，晶体管是工作在特性曲线的饱和区或截止区的，所以脉冲电路有时也叫开关电路。从所用的晶体管也可以看出来，在工作频率较高时都采用专用的开关管，如 2AK 、 2CK 、DK 、 3AK 型管，只有在工作频率较低时才使用一般的晶体管。
    就拿脉冲电路中最常用的反相器电路（下图1）来说，从电路形式上看，它和放大电路中的共发射电路很相似。在放大电路中，基极电阻 R b2 是接到正电源上以取得基极偏压；而这个电路中，为了保证电路可靠地截止， R b2 是接到一个负电源上的，而且 R b1 和 R b2 的数值是按晶体管能可靠地进入饱和区或止区的要求计算出来的。不仅如此，为了使晶体管开关速度更快，在基极上还加有加速电容 C ，在脉前沿产生正向尖脉冲可使晶体管快速进入导通并饱和；在脉冲后沿产生负向尖脉冲使晶体管快速进入截止状态。除了射极输出器是个特例，脉冲电路中的晶体管都是工作在开关状态的，这是一个特点。

    脉冲电路的另一个特点是一定有电容器（用电感较少）作关键元件，脉冲的产生、波形的变换都离不开电容器的充放电。

产生脉冲的多谐振荡器

    脉冲有各种各样的用途，有对电路起开关作用的控制脉冲，有起统帅全局作用的时钟脉冲，有做计数用的计数脉冲，有起触发启动作用的触发脉冲等等。不管是什么脉冲，都是由脉冲信号发生器产生的，而且大多是短形脉冲或以矩形脉冲为原型变换成的。因为矩形脉冲含有丰富的谐波，所以脉冲信号发生器也叫自激多谐振荡器或简称多谐振荡器。如果用门来作比喻，多谐振荡器输出端时开时闭的状态可以把多谐振荡器比作宾馆的自动旋转门，它不需要人去推动，总是不停地开门和关门。
（ 1 ）集基耦合多谐振荡器
    下图2是一个典型的分立元件集基耦合多谐振荡器。它由两个晶体管反相器经 RC 电路交叉耦合接成正反馈电路组成。两个电容器交替充放电使两管交替导通和截止，使电路不停地从一个状态自动翻转到另一个状态，形成自激振荡。从 A 点或 B 点可得到输出脉冲。当 R b1 =R b2 =R ， C b1 =C b2 =C 时，输出是幅度接近 E 的方波，脉冲周期 T=1.4RC 。如果两边不对称，则输出是矩形脉冲。

（ 2 ） RC 环形振荡器
    下图 4 是常用的 RC 环形振荡器。它用奇数个门、首尾相连组成闭环形，环路中有 RC 延时电路。图中 RS 是保护电阻， R 和 C 是延时电路元件，它们的数值决定脉冲周期。输出脉冲周期 T=2.2RC 。如果把 R 换成电位器，就成为脉冲频率可调的多谐振荡器。因为这种电路简单可靠，使用方便，频率范围宽，可以从几赫变化到几兆赫，所以被广泛应用。

脉冲变换和整形电路

    脉冲在工作中有时需要变换波形或幅度，如把矩形脉冲变成三角波或尖脉冲等，具有这种功能的电路就叫变换电路。脉冲在传送中会造成失真，因此常常要对波形不好的脉冲进行修整，使它整旧如新，具有这种功能的电路就叫整形电路。
（ 1 ）微分电路
    微分电路是脉冲电路中最常用的波形变换电路，它和放大电路中的 RC 耦合电路很相似，见图 5 。当电路时间常数 τ=RC<<t k="" 时，输入矩形脉冲，由于电容器充放电极快，输出可得到一对尖脉冲。输入脉冲前沿则输出正向尖脉冲，输入脉冲后沿则输出负向尖脉冲。这种尖脉冲常被用作触发脉冲或计数脉冲。

（ 2 ）积分电路
    把图 5 中的 R 和 C 互换，并使 τ=RC>>t k ，电路就成为积分电路，见图 6 。当输入矩形脉冲时，由于电容器充放电很慢，输出得到的是一串幅度较低的近似三角形的脉冲波。

（ 3 ）限幅器
    能限制脉冲幅值的电路称为限幅器或削波器。图 7 是用二极管和电阻组成的上限幅电路。它能把输入的正向脉冲削掉。如果把二极管反接，就成为削掉负脉冲的下限幅电路。

    用二极带或三极管等非线性器件可组成各种限幅器，或是变换波形（如把输入脉冲变成方波、梯形波、尖脉冲等），或是对脉冲整形（如把输入高低不平的脉冲系列削平成为整齐的脉冲系列等）。
（ 4 ）箝位器
    能把脉冲电压维持在某个数值上而使波形保持不变的电路称为箝位器。它也是整形电路的一种。例如电视信号在传输过程中会造成失真，为了使脉冲波形恢复原样，接收机里就要用箝位电路把波形顶部箝制在某个固定电平上。下图 8 中反相器输出端上就有一个箝位二极管 VD 。如果没有这个二极管，输出脉冲高电平应该是 12 伏，现在增加了箝位二极管，输出脉冲高电平被箝制在 3 伏上。

    此外，象反相器、射极输出器等电路也有“整旧如新”的作用，也可认为是整形电路。
    有记忆功能的双稳电路多谐振荡器的输出总是时高时低地变换，所以它也叫无稳态电路。另一种双稳态电路就截然不同，双稳电路有两个输出端，它们总是处于相反的状态：一个是高电平，另一个必定是低电平。它的特点是如果没有外来的触发，输出状态能一直保持不变。所以常被用作寄存二进制数码的单元电路。
（ 1 ）集基耦合双稳电路
    下图 9 是用分立元件组成的集基耦合双稳电路。它由一对用电阻交叉耦合的反相器组成。它的两个管子总是一管截止一管饱和，例如当 VT1 管饱和时 VT2 管就截止，这时 A 点是低电平 B 点是高电平。如果没有外来的触发信号，它就保持这种状态不变。如把高电平表示数字信号“ 1 ”，低电平表示“ 0 ”，那么这时就可以认为双稳电路已经把数字信号“ 1 ”寄存在 B 端了。

    电路的基极分别加有微分电路。如果在 VT1 基极加上一个负脉冲（称为触发脉冲），就会使 VT1 基极电位下降，由于正反馈的作用，使 VT1 很快从饱和转入截止， VT2 从截止转入饱和。于是双稳电路翻转成 A 端为“ 1 ”， B 端为“ 0 ”，并一直保持下去。
（ 2 ）触发脉冲的触发方式和极性
    双稳电路的触发电路形式和触发脉冲极性选择比较复杂。从触发方式看，因为有直流触发（电位触发）和交流触发（边沿触发）的分别，所以触发电路形式各有不同。从脉冲极性看，也是随着晶体管极性、触发脉冲加在哪个管子（饱和管还是截止管）上、哪个极上（基极还是集电极）而变化的。在实际应用中，因为微分电路能容易地得到尖脉冲，触发效果较好，所以都用交流触发方式。触发脉冲所加的位置多数是加在饱和管的基极上。所以使用 NPN 管的双稳电路所加的是负脉冲，而 PNP 管双稳电路所加的是正脉冲。
（ 3 ）集成触发器除了用分立元件外，也可以用集成门电路组成双稳电路。但实际上因为目前有大量的集成化双稳触发器产品可供选用，如 R—S 触发器、 D 触发器、 J － K 触发器等等，所以一般不使用门电路搭成的双稳电路而直接选用现成产品。

有延时功能的单稳电路

    无稳电路有 2 个暂稳态而没有稳态，双稳电路则有 2 个稳态而没有暂稳态。脉冲电路中常用的第 3 种电路叫单稳电路，它有一个稳态和一个暂稳态。如果也用门来作比喻，单稳电路可以看成是一扇弹簧门，平时它总是关着的，“关”是它的稳态。当有人推它或拉它时门就打开，但由于弹力作用，门很快又自动关上，恢复到原来的状态。所以“开”是它的暂稳态。单稳电路常被用作定时、延时控制以及整形等。
（ 1 ）集基耦合单稳电路
    图 10 是一个典型的集基耦合单稳电路。它也是由两级反相器交叉耦合而成的正反馈电路。它的一半和多谐振荡器相似，另一半和双稳电路相似，再加它也有一个微分触发电路，所以可以想象出它是半个无稳电路和半个双稳电路凑合成的，它应该有一个稳态和一个暂稳态。平时它总是一管（ VT1 ）饱和，另一管（ VT2 ）截止，这就是它的稳态。当输入一个触发脉冲后，电路便翻转到另一种状态，但这种状态只能维持不长的时间，很快它又恢复到原来的状态。电路暂稳态的时间是由延时元件 R 和 C 的数值决定的：t t =0.7RC 。

（ 2 ）集成化单稳电路
    用集成门电路也可组成单稳电路。图 11 是微分型单稳电路，它用 2 个与非门交叉连接，门 1 输出到门 2 是用微分电路耦合，门 2 输出到门 1 是直接耦合，触发脉冲加到门 1 的另一个输入端 U I 。它的暂稳态时间即定时时间为：t t = （ 0.7 ～ 1.3 ） RC 。

脉冲电路的读图要点

    ①、脉冲电路的特点是工作在开关状态，它的输入输出都是脉冲，因此分析时要抓住关键，把主次电路区分开，先认定主电路的功能，再分析辅助电路的作用。

    ②、从电路结构上抓关键找异同。前面介绍了集基耦合方式的三种基本单元电路，它们都由双管反相器构成正反馈电路，这是它们的相同点。但细分析起来它们还是各有特点的：无稳和双稳电路虽然都有对称形式，但无稳电路是用电容耦合，双稳是用电阻直接耦合（有时并联有加速电容，容量一般都很小）；而且双稳电路一般都有触发电路（双端或单端触发）；单稳电路就很好认，它是不对称的，兼有双稳和单稳的形式。这样一分析，三种电路就很好区别了。

    ③、脉冲电路中，脉冲的生成、变换和整形都和电容器的充、放电有关，电路的时间常数即 R 和 C 的数值对确定电路的性质有极重要的意义，这一点尤为重要。

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七、如何测量芯片电源的噪声

1 日益发展的技术对芯片电压测试的挑战

    随着5G、车联网等技术的飞速发展，信号的传输速度越来越快，集成电路芯片的供电电压随之越来越小。早期芯片的供电通常是5V和3.3V，而现在高速IC的供电电压已经到了2.5V、1.8V或1.5V，有的芯片的核电压甚至到了1V。芯片的供电电压越小，电压波动的容忍度也变得越苛刻。对于这类供电电压较小的高速芯片的电压测试用电源噪声表示，测求要求从±5%到 ±-1.5%，乃至更低。

    如上图1，日益发展的技术对芯片电压测试的挑战。

    如果芯片的电源噪声没有达到规范要求，就会影响产品的性能，乃至整机可靠性。因此工程师需要准确地测量现代电路产品中的芯片电压的电源噪声。

2 芯片电源噪声的特点

2.1 更小幅度，更高频率

    以往电源噪声的要求维持在几十mV的量级，而随着芯片电压的降低，很多芯片的电源噪声已经到了mV的量级，某些电源敏感的芯片要求甚至到了百uV的量级。直流电源上的噪声是数字系统中时钟和数据抖动的主要来源。处理器、内存等芯片对直流电源的动态负载随着各自时钟频率而发生，并可能在直流电源上耦合高速瞬态变化和噪声，它们包含了1 GHz以上的频率成分。

    因此与传统的电源相比，芯片电源的噪声具有频率高/幅度小等特点，这就为了工程师准确地测得芯片的电源噪声带来了挑战。

    如上表1，传统电源和芯片电源频率和噪声范围。

2.2 电源分布网络（PDN）引入的噪声干扰

    为了保证电路上各个芯片的供电，电源分布网络（PDN）遍布整个PCB。如果电源分布网络靠近时钟或者数据的PCB走线，那么时钟/数据的变化会耦合到电源分布网络上，也会成为电源噪声的来源。在这种情况下，工程师还需要定位电源噪声的来源，以便后续调整PCB的布局和布线，减少PDN网络受到的干扰。

    上图2，时钟/数据传输线耦合到电源分布网络的干扰。

3 影响电源噪声测试准确性的因素

    示波器是电源噪声测试的重要仪器。为了能够准确地测量GHz带宽内mV级别的电源噪声，并定位干扰电源分布网络的噪声来源，需要考虑如下因素：示波器的底噪，探头的衰减比，示波器的偏置补偿能力，探头的探接方式，以及示波器的FFT能力等等。      

3.1 示波器底噪

    示波器本身是有噪声的。当示波器测试电源噪声时，其底噪会附加到被测的电源噪声上，进而影响电源噪声的测试结果。

    如上图3，示波器底噪对电源噪声测试结果的影响。

3.2 探头的衰减比

    目前最常用的500MHz带宽的无源探头的衰减比为10:1，其会放大示波器的底噪，影响电源噪声测试的不确定性。

    如果用传统的衰减比为1:1的无源探头，可以避免放大示波器的底噪。但是这种探头的带宽一般在38MHz，无法测到更高频率的电源噪声。同样会影响电源噪声测试的不确定性。

    所以，为了准确测量电源噪声，需要一款衰减比为1:1，带宽到GHz的探头。

    如上图4，探头的衰减比对电源噪声测试的影响。

3.3 示波器的偏置补偿能力

    电源噪声是叠加在芯片直流电压上的噪声，为此需要将示波器的偏置电压设到与直流电压相等的水平，再测量电源的噪声。例如某芯片的供电电压是3.3V，首先将示波器的偏置电压调到3.3V，然后再测试3.3V直流电源上的噪声波动，但是示波器在该偏置电压的垂直挡位会受限，一般只能到20mV/div，用来测试mV级别的电源噪声，会带来很大的误差。

    为了解决类似问题，有的工程师使用隔直电容去除直流，但会导致直流电源压缩和丢失低频漂移信息。如果电容值选取不当，还会影响高频能量。 

    如上图5，示波器的偏置补偿能力受限。

    如上图6，隔直电容影响低频信息。

3.4 探头的探接方式

    电路形态各异，需要有更灵活的方法来进行信号的探接。探接的稳定性和寄生参数对被测电源电路的影响不可忽视，所以需要尽量贴近芯片的管脚，并使用短地线。           

    如上图7 贴近芯片管脚，使用短地线。

3.5 示波器的FFT能力

    由于电源分布网络PDN会受到干扰噪声的来源，因此需要示波器具有强大的FFT分析能力，以便分析的干扰噪声的频率，进而排查噪声的源头。

    如上图8所示，FFT分析电源噪声的频谱。

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八、常用的电路接口

在电路系统的各个子模块进行数据交换时可能会存在一些问题导致信号无法正常、高质量地“流通”。

例如有时电路子模块各自的工作时序有偏差(如CPU与外设)或者各自的信号类型不一致(如传感器检测光信号)等，这时我们应该考虑通过相应的接口方式来很好地处理这个问题。

下面就电路设计中7个常用的接口类型的关键点进行说明一下：

01.TTL电平接口

这个接口类型基本是老生常谈的吧，从上大学学习模拟电路、数字电路开始，对于一般的电路设计，TTL电平接口基本就脱不了“干系”!它的速度一般限制在30MHz以内，这是由于BJT的输入端存在几个pF的输入电容的缘故(构成一个LPF)，输入信号超过一定频率的话，信号就将“丢失”。它的驱动能力一般最大为几十个毫安。正常工作的信号电压一般较高，要是把它和信号电压较低的ECL电路接近时会产生比较明显的串扰问题。

02.CMOS电平接口

你是不是总有种感觉说，进入职场后，很快就觉得储备知识不够用了？那是多么正常的现象，现在手机阅读那么方便，多关注下自己领域的新消息，觉得光看看公众号还不够？可以百度一下关键词，看简书，看知乎，总之就是给自己做发散式的加法阅读。

03.ECL电平接口

这可是计算机系统内部的老朋友啊!因为它的速度“跑”得够快，甚至可以跑到几百MHz!这是由于ECL内部的BJT在导通时并没有处于饱和状态，这样就可以减少BJT的导通和截止时间，工作速度自然也就可以提上去了。But，这是要付出代价的!它的致命伤：功耗较大!它引发的EMI问题也就值得考虑了，抗干扰能力也就好不到哪去了，要是谁能够折中好这两点因素的话，那么他(她)就该发大财了。还有要注意的是，一般ECL集成电路是需要负电源供电的，也就是说它的输出电压为负值，这时就需要专门的电平移动电路了。

04.RS-232电平接口

玩电子技术的基本没有谁不知道它的了(除非他或她只是电子技术专业的“门外汉”)。它是低速串行通信接口标准，要注意的是，它的电平标准有点“反常”：高电平为-12V，而低电平为+12V。So，当我们试图通过计算机与外设进行通信时，一个电平转换芯片MAX232自然是少不了的了。但是我们得清醒地意识到它的一些缺点，例如数据传输速度还是比较慢、传输距离也较短等。

05.差分平衡电平接口

它是用一对接线端A和B的相对输出电压(uA-uB)来表示信号的，一般情况下，这个差分信号会在信号传输时经过一个复杂的噪声环境，导致两根线上都产生基本上相同数量的噪声，而在接收端将会把噪声的能量给抵消掉，因此它能够实现较远距离、较高速率的传输。工业上常用的RS-485接口采用的就是差分传输方式，它具有很好的抗共模干扰能力。

06.光隔离接口

光电耦合是以光信号为媒介来实现电信号的耦合和传递的，它的“好处”就是能够实现电气隔离，因此它有出色的抗干扰能力。在电路工作频率很高的条件下，基本只有高速的光电隔离接口电路才能满足数据传输的需要。有时为了实现高电压和大电流的控制，我们必须设计和使用光隔离接口电路来连接如上所述的这些低电平、小电流的TTL或CMOS电路，因为光隔离接口的输入回路和输出回路之间可以承受几千伏特的高压，足以满足一般的应用了。此外，光隔离接口的输入部分和输出部分必须分别采用独立的电源，否则的话还是有电气联系，也就不叫隔离了。

07.线圈耦合接口

它的电气隔离特性好，但是允许的信号带宽有限。例如变压器耦合，它的功率传输效率是非常高的，输出功率基本接近其输入功率，因此，对于一个升压变压器来说，它可以有较高的输出电压，但是却只能给出较低的电流。此外，变压器的高频和低频特性并不让人乐观，但是它的最大特点就是可以实现阻抗变换，当匹配得当时，负载可以获得足够大的功率，因此，变压器耦合接口在功率放大电路设计中很“吃香”。

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九、经典的单片机供电电路分析

分析一个经典的单片机供电电路，电路的原理图如下图所示：

▲ 开关电路简化后的电路

在电路上电之前。开关"TEST"断开，单片机也没有通过VCC加电。此时，T1的基极通过R9(100k)接地，处于截止状态。T3的基级电阻R7所连接的Test，T1都处于截止状态，所以T3也处于截止状态。

电源+9V被T3隔离，没有加载稳压芯片IC2上，IC2的输出VCC保持低电平。

▲ 电路关闭状态

按动按钮“TEST”启动电路，T3的基极通过R7，Test，T2的b-e接地，从而使得T3导通。此时+9V通过T3加到IC2稳压芯片。IC2输出VCC是加到单片机上。

单片机工作后，通过IO2输出高电压，通过R8使得T1导通。此时即使Test松开，T3的基极也可以通过R7,LED1，T1接地，实现电源自锁打开。

▲ 按动TEST，启动电路

▲ 电路启动后，由MCU提供T1基极电压，从而维持T3导通

之后，单片机软件可以来使得IO2端口重新变成低电平，使得T1截止，进而使得T3截止。

可以根据IO1端口，读取T2的开关状态，进而判断用户是否按动功能键。判断用户按动Test之后，等到用户释放Test之后，便可以将IO2置低电平。

也可以根据软件功能，实现自动延迟掉电，进而减少对供电电源的消耗。

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十、RC电源系统结构和特性及其常见配置方式

本文中，深入探讨了无线电控制（RC）板载电源系统的基础知识，解析了RC接收器（RX）的作用，讨论了电机驱动中电机控制器与电池的选择，详细对比了有刷电机与无刷电机（BLDC）的特性，解释了无刷电机按Kv值分级的原理及其电流消耗估算方法。文章强调了正确的互连与严格的电池监控对延长RC电源系统使用寿命的重要性，为RC爱好者提供了实用的指导与建议。

1. 引言

无线电控制 (RC) 板载电源系统在过去是非常基本的系统，其组件只包括一个接收器和一些由镍镉 (NiCad) 电池供电的伺服机构。然后，随着电机的引入和其他电力需求的增加，RC 系统发生了很大变化。本文将解释现代 RC 电源系统中使用的术语和组件及其常见配置方式。

2. RC电源系统的主要组件2.1 接收器（RX）

RC 接收器 (RX) 有两个作用：

1. 信号解析：解析来自发射器的信号，并将数据导向正确的通道。
2. 电源供应：提供电源轨，为各种伺服机构或使用伺服通道的其他外围设备提供电流和电压。
    

RX 需要稳定的 4.8 V 至 6 V DC 电源来执行控制任务（图 1）。如果 RC 型号由甲烷或气体发动机驱动，只需使用能为接收器提供电压的 NiCad 或 NiMH 电池即可。某些情况下，采用汽油发动机的 RC 车辆会为点火系统单独配备电池。

图 1：RC 接收器的布局。（图片来源：Don Johanneck）

2.2 电机与电机控制器

采用电机驱动的型号需要功率更大的电池和独立的油门控制系统。电机控制器接收来自 RX 的油门信号，并将其转换到电池电压范围内，以满足电机的一切需求。为了满足 RX 的电源需求，一些电机控制器为 RX 提供专用 5 V 稳压输出，称为去电池电路或 BEC。这样，系统设计人员就无需安装两块电池。一块电池用于电机，另一块用于 RX。如果控制器没有 BEC 或其 5 V 输出不能提供足够的电流，也可以安装一个直接与电池连接的独立 BEC。

2.3 有刷电机与无刷电机

用于 RC 飞行器推进的有刷 DC 电机使用寿命短，且很快就被无刷 DC 电机 (BLDC) 取代。电机控制器称为电子调速器或 ESC。ESC 按照其额定输出功率及其处理各种 LiPo 电池的能力来分级，锂聚合物电池因其大容量占领了 EC 电池市场。大多数 ESC 都具有上文提到的 BEC 电路，但也有一些没有。BEC 通常指的是线性稳压电路。这种电路效率低，会发热。于是，uBEC 电路应运而生，这是一种效率更高的开关稳压器。

更多文中同款 Lipo  电池，欢迎点击文末 “阅读全文”，了解更多。

图 2：RC 电源和控制系统。（图片来源：Don Johanneck）

3. 无刷电机的特性与电流消耗估算3.1 无刷电机的分级

有刷电机按照其输入电压和电流消耗情况分级，而更常见的无刷电机则按照 Kv 分级，且基本上以 RPM 每伏特的形式表示。如果无刷电机的等级为 850 Kv，那么每施加 1 V 的转速就是 850 rpm。4S LiPo 电池的电压约为 14.8 V，在最大电池电流和电机输出轴空载的情况下，850 Kv 时电机的转速为 12,580 rpm。ESC 调节电压，以提供与发射器 (TX) 油门控制位置成比例的满量程转速控制。​

3.2 电流消耗估算

要确定无刷电机的潜在电流消耗，需要采用一些模糊的数学计算。用电机的重量（克）乘以系数 3.5，就能得出大致的最大功率。假设 850 Kv 电机的重量为 174 克。该电机的耗电量就约为 600 W。由于瓦特数是电压和电流的乘积，因此用瓦特数除以所施加的电压，就能得出全 RPM 下的电流消耗约 41 A。

一般来说，RC 操作员不会在飞行或驾驶过程中一直保持油门全开运行，但如果他们这样做的话，6500 mAh 电池组可以让 850 Kv 的电机在满载状态下运行约 9.5 分钟（6500 mAh/41000 mA = 0.1585 小时）。​

4. LiPo 电池的选择与使用

4.1 LiPo 电池的基本参数

LiPoly、锂聚合物或 “LiPo” 指的是同一类高输出电池。这些电池的选择依据是 ESC 所能控制的范围和电机要求。为方便查阅，大多数 LiPo 电池都会在电池标签上标明相.关信息，包括电芯数量、额定安培小时数和放电速率等。额定电压与电芯数量直接相.关。由于每个 LiPo 电芯的标称电压为 3.7 V，“S”或串联值与电池组的串联电芯数量有关。2S 电池组的电压为 7.4 V，3S 电池组的电压为 11.1 V，以此类推。额定安培小时值用于确定电池组在已知电流消耗的情况下可提供电流的时长。xx提供了一个非常有用的工具，可根据电流消耗计算电池寿命（图 3）。

图 3：估计飞行时间 - xx电池寿命计算器。​

4.2 “C”额定值与充电速率

“C”额定值描述了不会导致电芯损坏的电池组的最大电流消耗。只需用“C”额定值乘以以安培为单位的容量即可得到最大电流消耗。15C 3200 mAh 电池组的最大电流消耗为 48 A。在确定充电速率时，“C”额定值也很有用（图 4）。为 LiPo 电池组正确充电应遵守相应的规定，以防电池损坏以及因过度充电或电芯物理损坏而造成火灾风险。一定要使用充电速率可调且采用平衡导线连接器的充电器，如果可行的话，还可使用传感器来监控电池组的温度。应妥善废弃出现“鼓包”的电池组或电芯明显损坏的电池组，以防充电过程中发生燃烧或爆炸。通常的做法是选择 1C 充电速率，计算方法是将额定 mAh 转换为安培数，然后按此速率充电。上文提到的 3200 mAh 电池组的最大充电速率为 3.2 A（1C）。平衡导线可确保电池组充电均匀，并允许用户使用与平衡导线直接连接的专用仪表来监控每个电芯。

图 4：估计充电时间 - xx电池寿命计算器。

4.3 电池使用注意事项

小心，不要让电池组中的每节电芯的放电电压低于 3.7 V。持续低于此电压水平放电会缩短电池寿命并降低容量。由于过度充电或物理损坏而造成严重损坏的电池组会膨胀并突破外包装，由于看起来像玉米卷的外壳，所以被称为 “tacoed”。在处理这种电池时，不要再为其充电。这时的电池易挥发且不可预测。为了安全起见，LiPo 电池组不能再使用时必须进行中和并回收。

5. 总结

RC 电源系统可以非常简单廉价，也可以价值数百美元。无论哪种方式，正确的互连和严格的电池监控都将延长电源系统的使用寿命。通常情况下，电源系统的使用寿命为数年甚至数十年。保养得当的电池可以使用几个季度，但由于 RC 车会持续快速放电，因此需要频繁更换。

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十一、单端、推挽、桥式拓扑结构变压器对比

单端正激式

    单端：通过一只开关器件单向驱动脉冲变压器。

    正激：脉冲变压器的原/付边相位关系，确保在开关管导通，驱动脉冲变压器原边时，变压器付边同时对负载供电。

    该电路的最大问题是：开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管关断时，脉冲变压器处于“空载”状态，其中储存的磁能将被积累到下一个周期，直至电感器饱和，使开关器件烧毁。图中的D3与N3构成的磁通复位电路，提供了泄放多余磁能的渠道。

单端反激式

    反激式电路与正激式电路相反，脉冲变压器的原/付边相位关系，确保当开关管导通，驱动脉冲变压器原边时，变压器付边不对负载供电，即原/付边交错通断。

    脉冲变压器磁能被积累的问题容易解决，但是，由于变压器存在漏感，将在原边形成电压尖峰，可能击穿开关器件，需要设置电压钳位电路予以保护D3、N3构成的回路。

    从电路原理图上看，反激式与正激式很相象，表面上只是变压器同名端的区别，但电路的工作方式不同，D3、N3的作用也不同。

推挽（变压器中心抽头）式

    这种电路结构的特点是：对称性结构，脉冲变压器原边是两个对称线圈，两只开关管接成对称关系，轮流通断，工作过程类似于线性放大电路中的乙类推挽功率放大器。

    主要优点：高频变压器磁芯利用率高（与单端电路相比）、电源电压利用率高（与后面要叙述的半桥电路相比）、输出功率大、两管基极均为低电平，驱动电路简单。

    主要缺点：变压器绕组利用率低、对开关管的耐压要求比较高（至少是电源电压的两倍）。

全桥式

    这种电路结构的特点是：由四只相同的开关管接成电桥结构驱动脉冲变压器原边。

    图中T1、T4为一对，由同一组信号驱动，同时导通/关端；T2、T3为另一对，由另一组信号驱动，同时导通/关端。两对开关管轮流通/断，在变压器原边线圈中形成正/负交变的脉冲电流。

    主要优点：与推挽结构相比，原边绕组减少了一半，开关管耐压降低一半。

    主要缺点：使用的开关管数量多，且要求参数一致性好，驱动电路复杂，实现同步比较困难。这种电路结构通常使用在1KW以上超大功率开关电源电路中。

半桥式

    电路的结构类似于全桥式，只是把其中的两只开关管（T3、T4）换成了两只等值大电容C1、C2。

    主要优点：

• 具有一定的抗不平衡能力，对电路对称性要求不很严格
• 适应的功率范围较大，从几十瓦到千瓦都可以
• 开关管耐压要求较低
• 电路成本比全桥电路低

    这种电路常常被用于各种非稳压输出的DC变换器，如电子荧光灯驱动电路中。

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十二、如何看懂波特图

波特图的主要功能是用来表示系统的频率特性，包括幅频特性和相频特性。假设有一个系统用于跟随正弦波，当输入一个正弦波时，输出也是一个正弦波，但是输入、输出在幅值和相位上是会有差异的，在时域如下图所示。

从上图可知在某一频率下该系统的幅值增益为20lg(1.4/2.0)=-3.1dB，相移（滞后角）为-45°（负数表示滞后）。当输入的频率不同，幅值增益和相相移也会变化，显然在时域上是很难表示系统在不同频率下的输出，在此引入了波特图，用于表示系统在不同频率下的特性，即幅值变化的比例和相移的程度。定义波特图的横坐标为频率，纵坐标为增益和相移并以对数的形式表示（对数能放大坐标）。我们改变输入信号的频率，并测出在不同频率下输出信号的幅值和相移，并计算进行坐标转换，就可绘制出如下的某一理想电机的开环和闭环波特图。

上图理想电机的波特图分为开环和闭环两个曲线，闭环系统是指输出信号反馈到输入端参与控制，从两根曲线可以读出不同的信息。通过开环系统的幅频曲线和相频曲线可以获得系统的幅值裕度和相位裕度来判断系统的稳定性。规定当输入某频率信号时幅值增益为0dB时，该频率下输出的相移角+180°为开环系统的相位裕度。下图所示的系统的相位裕度为180°+（-147°）=33°。规定当输入某频率信号，系统的输出相移为-180°（输出翻转）时，其输出幅值增益为系统的增益裕度（幅值裕度），下图的系统的幅值裕度为0-32.5dB=32.5dB

上图系统的幅值裕度为32.5dB，相位裕度为33dB，系统稳定。为了保证系统在闭环控制下能稳定，一般要求系统的相位裕度大于45°。当系统的幅值裕度为0，相位裕度为0就会发生自激振荡，在控制上是不稳定系统。下面分析增益为0dB，相移为-180°的系统的特性。如下图所示的PID控制系统，当系统在某一频率的开环增益为0dB，开环相移为-180°，引入反馈构成闭环控制。PID控制的输入量ERR=INPUT-OUTPUT，系统的开环输出相移为-180°，因为计算出来的误差值将翻倍，构成了一个正反馈系统，系统是不稳定的。

在调PID参数时候，不同参数下的系统阶跃响应如下图所示，可分为欠阻尼、过阻尼、临界阻尼系统。

欠阻尼、过阻尼、临界阻尼系统的波特图如下图所示。

另外，根据系统的波特图也可以进行控制系统的校正，这是波特图最大的用途。

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十三、加速度传感器的种类、应用及选型

本文，详细阐述了加速度传感器的类型和主要功能，并深入解析了多种类型加速度传感器的工作原理与应用特性。此外，文章还提供了选择加速度传感器时的考虑重点与选择技巧，以及实际应用中可能遇到的问题与解决方法，为工程师和技术人员在选购和使用加速度传感器时提供了实用的参考。

加速度传感器又称为加速度计，是一种测量物体加速度的设备，能够检测线性运动和角速度的变化。它的基本功能包括测量物体在三维空间中的加速度，并转换这些物理量为电信号输出。

加速度传感器的主要功能包括测量线性加速度，可以测量物体在X、Y、Z三个方向上的加速度，也可以进行倾斜测量，可通过测量重力分量来判断物体的倾斜角度，另外也可用于振动分析，可监测物体的振动状态，常用于设备健康监测，加速度传感器还可用于移动检测，可检测物体的运动状态和速度变化。

加速度传感器常应用于手机和可穿戴设备，用于检测手势、步数计算、屏幕旋转和其他运动相.关功能。在汽车安全系统中，加速度传感器可在车辆的防抱死制动系统（ABS）、电子稳定控制系统（ESC）和碰撞检测系统中，用于测量车辆的加速度和倾斜状态。

在航天应用中，加速度传感器可用于飞行器姿态控制和导航系统中，帮助飞行器稳定飞行和精确定位。在工业自动化中，加速度传感器可在机器人、工业设备和生产线中，用于位置和运动控制。

此外，在许多运动设备中，如健身跟踪器、运动相机等，加速度传感器可测量运动过程中的加速度和振动状态。在医疗监控设备中，加速度传感器则可用于患者运动状态的监测。

加速度传感器作为一种多功能的传感器，因其小型化、高灵敏度和可靠性，广泛应用于各个领域，为现代科技的发展提供了重要支持。

加速度传感器的运作原理

加速度传感器的种类与应用领域

加速度传感器根据其工作原理可以分为电容式、压电式、压阻式、热传导式、电磁式、伺服式等几种类型，每种类型都可适合不同的应用领域，在应用时可依据实际需求与各种加速度传感器的特性，来选择合适的加速度传感器。

电容式（MEMS）加速度传感器

1. 电容式加速度传感器

电容式加速度传感器是一种利用电容变化来测量加速度的传感器，利用质量块在受到加速度时引起的电容变化来测量加速度。它的运作原理和结构使其适合广泛的应用领域。

电容式加速度传感器通常由质量块（Seismic Mass）、悬挂系统（Suspension System）与电容板（Capacitor Plates）等几个主要部分组成。当传感器受到加速度时，质量块会相对于固定结构产生位移，悬挂系统则是将质量块固定在传感器内，允许其在加速度作用下移动，质量块与固定结构之间会形成电容，当质量块移动时，电容板之间的间距变化将导致电容值改变。

电容式加速度传感器具有灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合多种应用场景，在消费电子产品中，如智能手机、平板和游戏控制器，可用于手势检测和屏幕自动旋转。在医疗设备中，如可携式医疗监控设备，可用于检测患者的运动状态。在汽车电子中，可用于车辆稳定控制系统（ESC）和碰撞检测。

压电式（MEMS）加速度传感器

2. 压电式加速度传感器

压电式加速度传感器利用压电材料在受到机械应力时产生电荷的特性，来测量加速度。这种传感器以其高灵敏度和宽带率响应范围著称，适用于多种需要精确加速度测量的应用领域。

压电式加速度传感器的主要组成部分包括压电材料、质量块和基座。压电材料通常由压电陶瓷（如PZT）或压晶体管（如石英）制成，这些材料在受到机械应力时会产生电荷。质量块则固定在压电材料的一端，当传感器受到加速度时，质量块因惯性而施加应力在压电材料上。基座则是固定压电材料和质量块的结构。

压电式加速度传感器具有高灵敏度、宽带率响应范围和可靠性高的优点，适用于多种精密测量和监测应用，像是在工业监测中的振动分析和机械故障检测，可用于监控工业设备的运行状况。在航天应用中，可用于飞行器的振动和加速度测量，帮助飞行器姿态控制和导航。在地震监测应用中，可用于地震波的检测和分析。

压阻式（MEMS）加速度传感器

3. 压阻式加速度传感器

压阻式加速度传感器利用压阻效应，即材料在受到应力作用下其电阻值发生变化的特性来测量加速度。这种传感器具有高灵敏度和可靠性的优点，适合多种需要精确加速度测量的应用领域。

压阻式加速度传感器的主要组成部分包括压阻器件、质量块和基座。压阻器件通常由半导体材料（如硅）制成，这些材料在受到应力作用时会改变其电阻值。质量块固定在压阻器件的一端，当传感器受到加速度时，质量块因惯性而施加应力在压阻器件上，基座则是固定压阻器件和质量块的结构。

压阻式加速度传感器因其精确度高、反应快速，适用于多种需要精确加速度测量的应用领域，像是汽车安全系统中的安全气囊系统，用于碰撞检测和触发气囊，医疗设备中的如心脏监测设备，用于检测心跳和运动状态，以及结构健康监测应用中用于桥梁和建筑物的振动监测。

4. 热传导式加速度传感器

热传导式加速度传感器利用加速度对内部气体温度场分布的影响来测量加速度。这种传感器具有高灵敏度、稳定性佳和无机械运动部件的优点，适合多种需要精确加速度测量的应用领域。

热传导式加速度传感器的主要组成部分包括加热器、热敏电阻（或热电偶）、封闭腔体和工作气体。加热器位于封闭腔体的中心，用于加热工作气体（如氮气或氩气）。热敏电阻（或热电偶）则分布在封闭腔体内，用于测量气体的温度变化，封闭腔体的内部则充满工作气体。

热传导式加速度传感器具有高灵敏度、反应快速和耐用性强的优点，适用于多种需要精确加速度测量的应用领域，像是精密仪器中，可用于高精度的加速度测量，如宇宙飞船的姿态控制和导航，以及消费电子产品中的智能手机和健身跟踪器，用于检测细微运动。

5. 电磁式加速度传感器

电磁式加速度传感器利用电磁感应原理来测量加速度，这种传感器结构简单，耐用性高，适用于多种需要精确加速度测量的应用领域。

电磁式加速度传感器的主要组成部分包括质量块、线圈、磁铁和弹簧。当传感器受到加速度时，质量块会相对于固定结构产生位移，质量块与线圈相连，当质量块移动时，线圈也随之移动，磁铁固定在传感器内部，产生稳定的磁场，弹簧则用于将质量块固定在初始位置，并提供回复力。

电磁式加速度传感器因其精确度高、结构简单、耐用性好，被广泛应用于现代科技和多种工业领域中，是许多精密测量和控制系统中的重要组成部分。像是如大型机械等重工业设备的振动监测，用于故障预警和维护。在运动科学领域，可用于运动员的动作分析和训练效果评估。

伺服式加速度传感器

6. 伺服式加速度传感器

伺服式加速度传感器是一种高精度的加速度测量设备，利用伺服机构来平衡质量块的位移，从而测量加速度。这种传感器广泛应用于需要精确和稳定加速度测量的领域。

伺服式加速度传感器的主要组成部分包括质量块、弹簧、检测设备（如光传感器或电容式传感器）、伺服机构和反馈电路。当传感器受到加速度时，质量块会相对于固定结构产生位移。弹簧则将质量块固定在初始位置，提供回复力。检测设备会检测质量块的位移，如采用光电传感器或电容式传感器。伺服机构则包括电磁力或电机，根据检测设备的输出信号，施加反向力来平衡质量块的位移。反馈电路则将检测到的位移信号转换成电信号，控制伺服机构产生相应的反向力。

伺服式加速度传感器具有高精度、高稳定性和宽量程的优点，适用于多种需要精确加速度测量的应用领域，像是航天领域的飞行器姿态控制和导航、人造卫星和宇宙飞船，地震监测中的地震波检测，于地震研究和地震预警系统，测量地震波的加速度和振动特征。此外，在精密仪器、工业自动化、建筑结构监测、汽车工程等领域也有广泛的应用。

采用加速度传感器时的考虑重点与选择技巧

在选择加速度传感器时，需综合考量诸多因素，以保障其性能与可靠性契合应用需求。主要考虑的要点有测量范围、频率响应、灵敏度、线性度、噪声水平、温度稳定性、尺寸和重量、电源要求、安装和集成、环境耐受性等。

测量范围

应明确应用所需的最大和最小加速度测量范围，所选传感器需能覆盖该范围。范围过大，会降低分辨率；范围过小，则会导致数据超出测量范围。

频率响应

依据应用需求确定所需的频率响应范围。对于高频率应用（如振动分析），需要较高的频率响应，要确保传感器在所需频率范围内有良好的响应特性。

灵敏度与线性度

灵敏度是指加速度变化对应的输出电信号变化量，应根据应用需求选择合适的灵敏度，高灵敏度适用于低加速度测量，低灵敏度适用于高加速度测量。线性度则是指传感器的输出应与加速度成线性关系，高线性度可确保测量结果准确，需确认传感器的线性度参数符合应用要求。

噪声水平与温度稳定性

传感器的噪声水平会影响测量精度，应选择噪声水平低的传感器，以获得更准确的数据，并根据应用需求评估噪声水平对测量结果的影响。同时，要确保传感器在工作环境的温度范围内有良好的稳定性，因为温度变化可能影响传感器的灵敏度和线性度，所以要考虑温度补偿和稳定性。

尺寸、重量与电源要求

根据应用环境选择合适的传感器尺寸和重量，较小和轻便的传感器适用于空间受限和可携式应用。还需确认传感器的电源要求，包括工作电压和电流消耗，确保电源系统能够满足传感器的需求，避免过高的功率消耗影响系统性能。

安装和集成

安装和整合相当重要，应考虑传感器的安装方式和与其他系统的集成方式，选择易于安装和集成的传感器，以降低安装和维护成本。

环境耐受性

这是确保传感器稳定运作的关键，要确保传感器能够耐受工作环境中的各种条件，如振动、冲击、湿度和尘埃等，应选择具有防水、防尘和耐腐蚀等特性的传感器以提高可靠性。

在选择加速度传感器时，要确定应用需求，了解明确的应用场景和具体需求，如测量范围、频率响应和精度要求等，然后根据需求选择合适类型的加速度传感器（如压电式、压阻式、电磁式等），并参考技术规格，详细阅读传感器的技术规格，确保其参数符合应用需求。选择时要对比多个品牌和型号的传感器，挑选最佳性能和性价比的产品，同时选择具有良好信誉和可靠性的供货商，确保产品质量和售后服务，可参考其他用户的评价和推荐，选择经过实际应用验证的产品。在实际应用中，要对选定的传感器进行测试，验证其性能和稳定性，并根据测试结果进行必要的调整和优化，确保传感器在实际环境中的可靠性。此外，还需考虑未来扩展需求，根据应用需求的可能变化，选择具有一定扩展性的传感器，以确保传感器能够满足未来可能增加的功能和性能需求。

加速度传感器在应用时的常见问题与解决方法

加速度传感器在实际应用中可能会遇到以下各种问题：

噪声干扰

加速度传感器输出信号中含有噪声，会影响测量精度。解决方法是采用低噪声传感器，在信号处理电路中加入滤波器，滤除高频噪声，并尽量减少传感器和电路周围的电磁干扰（EMI），如使用屏蔽和接地技术。

温度漂移

环境温度变化会影响传感器的灵敏度和准确度，导致测量数据漂移。解决方法是使用具有温度补偿功能的传感器，在传感器安装位置采取温度控制措施，保持环境温度稳定，并在信号处理阶段进行温度校正，补偿温度对测量结果的影响。

灵敏度不一致

不同批次的传感器灵敏度可能存在差异，影响测量一致性。解决方法是在使用前对传感器进行校准，确保其灵敏度一致，并尽量选择来自同一批次的传感器，减少批次间的差异，同时使用高质量、可靠的传感器品牌和供货商，以减少产品差异。

非线性响应

传感器的输出信号与加速度之间的关系不是完全线性，会影响测量精度。解决方法是使用线性度较高的传感器，并在信号处理阶段进行非线性校正，补偿传感器的非线性响应，以及进行多点校准，以提高整个量程范围内的测量精度。

振动和冲击

外界的振动和冲击会影响传感器的测量结果，导致数据不稳定。解决方法是安装防振动和冲击的支架或缓冲材料，以减少外界干扰，并使用专门设计的抗振动和抗冲击的加速度传感器，以及在信号处理阶段滤除短时间内的纹波信号，保留稳定数据。

安装问题

传感器安装不当会影响测量结果的准确性和可靠性。解决方法是根据传感器的技术规范进行正确安装，确保其固定牢固且位置准确，并避免传感器受到外力或变形，保持其正常工作状态，同时使用适合应用环境的安装配件，如采用防水、防尘、防腐蚀等配件。

数据传输问题

加速度传感器的数据传输过程中可能会受到干扰或丢失数据，影响测量结果。解决方法是使用屏蔽电缆和接地技术，减少电磁干扰，并确保数据传输系统的稳定性和可靠性，避免数据丢失，同时使用数据校验和冗余技术，提高数据传输的完整性和准确性。

长期稳定性

长期使用过程中可能会出现性能退化和漂移，影响测量准确性。解决方法是定期校准和检测传感器，确保其性能稳定，并使用高质量和可靠的传感器，减少长期使用中的性能退化，在需要长期稳定性的应用中，选择具有高稳定性的传感器。

供电问题

加速度传感器需要稳定的电源供应，否则可能会影响其测量结果。解决方法是使用稳压电源供应器，确保电源电压稳定，并避免电源电压波动过大，影响传感器的正常工作，同时使用适合传感器电源要求的电池或电源模块，确保供电稳定。

类型	应用特性
电容式加速度传感器	电容式加速度传感器因其精确度高、反应快速，被广泛应用于现代科技和日常生活中，成为多种设备中不可或缺的核心组件。
压电式加速度传感器	压电式加速度传感器因其高精度和可靠性，被广泛应用于多个领域，特别是在需要精确测量和监控加速度的场景中发挥着重要作用。
压阻式加速度传感器	压阻式加速度传感器具有高灵敏度、稳定性高和易于集成等优点，适用于多种需要精确加速度测量的应用领域。
热传导式加速度传感器	热传导式加速度传感器因其无机械运动部件、稳定性高和精确度高，被广泛应用于现代科技和多种工业领域中，是许多精密测量和控制系统中的重要组成部分。
电磁式加速度传感器	电磁式加速度传感器具有结构简单、耐用性高、测量精度好的优点，适用于多种需要精确加速度测量的应用领域。
伺服式加速度传感器	伺服式加速度传感器因其高精度、高稳定性和宽量程，被广泛应用于需要精确加速度测量的各种领域，是现代科技和工业中不可或缺的精密测量工具。

结语

加速度传感器的种类相当多样，每种类型都有其独特的优缺点和适用场景，在采用时应根据具体应用需求来选择最合适的类型。在使用加速度传感器时，也应根据实际的应用需求，以及所面对的问题来采取相应的解决方法，并在长期使用过程中经常性的进行保养和维护，确保加速度传感器能够正常运行并获得准确的测量结果。

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