Роль источников питания в системных и конструкторских программах

November 7, 2011 by admin Комментировать »

Источники питания выполняют очень уникальную роль внутри типовых систем. Во многих аспектах источник питания является "матерью" всей системы. Он дает системе жизнь, обеспечивая устойчивым и непрерывным питанием ее схемы. Он защищает ее от жестких проявлений внешнего мира, не позволяя им причинить системе вред. В случае внутреннего сбоя источник должен сбоить "элегантно", не позволяя этому сбою достичь системы.

К сожалению, матерей воспринимают как нечто само собой разумеющееся, и их важные функции не оцениваются по достоинству. Система питания в конструкторской программе чаще всего разрабатывается в последнюю очередь, и для этого есть две основные причины. Во-первых, никто не хочет этим заниматься, поскольку каждый желает разрабатывать более "захватывающие" схемы, и, к тому же, редко какой инженер имеет действительно основательные познания в системах питания. Во- вторых, стендовые источники обеспечивают все необходимое питание на стадии отладки системы, но когда изделие выходит на стадию интегрирования, раздается возглас: "Опа! Мы забыли разработать источник питания!". К тому же, зачастую проектировщик, назначенный "заведовать" источниками питания, имеет очень небольшой опыт в их проектировании, и очень мало времени остается для обучения перед тем, как изделие должно быть внедрено в производство.

Такая ситуация может привести к "эффекту камня на шее", который в двух словах можно выразить так: "Вы его придумали, вы его и одевайте (и так всегда!)". Неудивительно, что за это никто не хочет браться, и, даже если его попросят, каждый утверждает, что ничего не знает о проектировании источников питания.

Подготовка к работе. Все начинается с первого вопроса

Для того чтобы разработать хороший проект, должно быть задано множество вопросов, прежде чем начнется сам процесс проектирования. И чем раньше они будут заданы, тем лучше. Эти вопросы также помогут избежать многих проблем позже при выполнении конструкторской программы из-за недостатка взаимодействия и предусмотрительности. Перечислим основные вопросы, которые должны быть заданы.

Из отдела маркетинга

1.              От какого источника система должна получать свое питание? Существуют различные конструкторские подходы для каждой системы питания, и вы можете получить информацию о том, какие неблагоприятные условия эксплуатации наблюдались для каждой из них.

2.              Каким правилам безопасности и регулирования радиопомех (radio frequency interference, RFI) и электромагнитных помех (electromagnetic interference, EMI) должна удовлетворять система, чтобы ее можно было продавать на целевом

рынке? Этот вопрос относится не только к электрической, но и к физической части проекта.

3.              Какая философия лежит в основе эксплуатации системы? Ответ на этот вопрос диктует, какой вид защитных схем и физического дизайна лучше всего подошел бы в данном случае.

4.              Каковы условия внешней среды, в которой должно будет работать изделие? Имеются в виду температурный диапазон, различные уровни радиочастот окружающей среды, пыль, грязь, удары, вибрация и другие физические воздействия.

5.              Какой предусматривается тип постепенного ухудшения рабочих характеристик изделия, когда какая-либо его часть выйдет из строя? Ответ на этот вопрос будет определять тип схемы силовой шины и упорядочения питания, которые могут потребоваться внутри системы.

От конструкторов из других отделов, связанных с разработкой продукта

1.              Каковы технологии интегральных схем, которые будут использованы в рамках проекта системы? Невозможно защитить что-либо, если вы не знаете, как его можно сломать.

2.              Каковы "ожидаемый в лучшем случае" максимальный и минимальный пределы тока нагрузки и имеют ли место какие-либо нерегулярные характеристики запрашиваемого тока, вызванные двигателями, видеомониторами, пульсирующими нагрузками и т.д.? Всегда добавляйте 50% сверх тех значений, которые вам сообщили, а при необходимости эти оценки всегда можно снизить. Нужно выяснить также, какими могут быть максимальные отклонения напряжения источника, которые, по мнению проектировщика, цепь может выдержать. Ответ на этот вопрос диктует такие конструкторские подходы как перекрестная стабилизация выходов и компенсация обратной связи с целью обеспечения потребностей нагрузок.

3.              Имеются ли цепи, особенно чувствительные к шуму? Такие цепи могут находиться в аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователях, видеомониторах и т. п. Ответ на этот вопрос диктует необходимость дополнительной фильтрации источника или может потребовать синхронизации его с чувствительной схемой.

4.              Предъявляются ли какие-либо особые требования к последовательности запитки каждой схемы для надежного функционирования?

5.              Как много требуется физического пространства и какова его форма для размещения источника питания внутри корпуса? Места всегда не хватает, так что начинайте вести переговоры о справедливом его распределении.

6.              Требуются ли для источника питания какие-либо специальные интерфейсы? К ним могут относиться любые прерывания выключения питания и т. п., которые могут потребоваться для каких-нибудь схем изделия.

Эти вопросы определяют начальную стадию проектирования, обозначив среду, в которой должен функционировать источник питания. Все это затем формирует базис проектной спецификации источника питания.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты