技术
<p>对于现在一个电子系统来说，电源部分的设计也越来越重要，我想通过和大家探讨一些自己关于电源设计的心得，来个抛砖引玉，让我们在电源设计方面能够都有所深入和长进。</p>
<p><strong>Q1：如何来评估一个系统的电源需求</strong></p>
<p> 无线传感器网络（WSN）是由部署在目标监测区域内的大量传感器节点以自组织、多跳和无线通信方式构成的无线网络系统，用于协作地实时监测、感知、采集、处理、控制和传输其网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者、网络所有者或用户。WSN的出现带来了信息感知技术的进步，与普通的无线网络系统相比，WSN具有大规模、自组织、低功耗、低成本、分布式、动态性、容错性、以数据为中心、集成协作执行任务、硬件资源有限、电源容量有限、无中心、多跳路由、广播方式通信等特点。</p>
<p><strong>WSN网络结构</strong></p>
<p><strong>传感器节点</strong></p>
<p>压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。并且在不同环境下，需要使用不同类型的压力传感器，以避免误差。</p>
<p><strong>不同压力传感器的工作原理</strong></p>
<p>1、压阻式力传感器：电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。</p>
<p>成功的RF设计必须仔细注意整个设计过程中每个步骤及每个细节，这意味着必须在设计开始阶段就要进行彻底的、仔细的规划，并对每个设计步骤的进展进行全面持续的评估。而这种细致的设计技巧正是国内大多数电子企业文化所欠缺的。 近几年来，由于蓝芽设备、无线局域网络(WLAN)设备，和行动电话的需求与成长，促使业者越来越关注RF电路设计的技巧。从过去到现在，RF电路板设计如同电磁干扰(EMI)问题一样，一直是工程师们最难掌控的部份，甚至是梦魇。若想要一次就设计成功，必须事先仔细规划和注重细节才能奏效。</p>
<p>对于LED来讲，驱动电源是核心问题。正确选择驱动电源，首先必须了解LED驱动电源的种类及优劣。</p>
<p>LED驱动简单的来讲，就是给LED提供正常工作条件（包括电压、电流等条件）的一种 电路，也是LED能工作必不可少的条件，好的驱动电路还能随时保护LED，毕竟LED是整个产品的核心。</p>
<p>LED驱动电路通常分为三种：</p>
<p>（1）阻限流驱动：就是简单的的在LED的回路中串接电阻，通过调节电阻的阻值，可以改变LED的驱动电流。</p>
<p> 散热、驱动电源、光源是做好一个LED照明产品最关键的几个部分。虽然散热显得尤为重要，散热效果直接影响到照明产品的寿命质量，但是光源是整个产品的核心部分，驱动电源本身的寿命及输出电流、电压的稳定性对产品的整体寿命质量也有很大影响。</p>
<p> LED驱动电源也是一个配套产品，目前市场上的电源品质参差不齐，下面提供一些LED驱动电源的相关知识。</p>
<p> <strong>1、 什么是LED驱动电源</strong></p>
<p> <strong> 地的分割与汇接：</strong></p>
<p> 接地是抑制电磁干扰、提高电子设备EMC性能的重要手段之一。正确的接地既能提高产品抑制电磁干扰的能力，又能减少产品对外的EMI发射。</p>
<p> <strong>接地的含义：</strong></p>
<p> 现象一：这板子的pcb设计要求不高，就用细一点的线，自动布吧</p>
<p> 点评：自动布线必然要占用更大的PCB面积，同时产生比手动布线多好多倍的过孔，在批量很大的产品中，PCB厂家降价所考虑的因素除了商务因素外，就是线宽和过孔数量，它们分别影响到PCB的成品率和钻头的消耗数量，节约了供应商的成本，也就给降价找到了理由。</p>
<p> 现象二：这些总线信号都用电阻拉一下，感觉放心些。</p>
<p><strong>1、贴片电感的脉冲电路作用</strong></p>
<p>贴片电感是闭合电路路的一种属性。当额定电流通过线圈在整体线圈中便会形成一个隐形的电磁场；此时这个电磁场便会产生感应电流来消除他通过此线圈中的直流电流。而贴片电感在电路中起到的作用是在通过非稳恒电流时产生变化的磁场，即电流超过正常或允许通过的电流时；这个时候电磁磁场又会反过来控制电流，选择允许的电流通过；当在电源回路中串如电感时，此时电感对直流是直通的，对高频脉冲是高阻的，所以起到通直流阻交流脉冲的作用。</p>
<p><strong>2、电感在电路中的作用</strong></p>
<p>SAE（美国汽车工程师学会）在2014年发布 <a href="http://standards.sae.org/j3016_201401/">J3016 </a>标准 Taxonomy and Definitions for Terms Related to On-Road Motor Vehicle Automated Driving Systems，该标准的主要目的是统一业界自动驾驶等级的定义，主要内容包括：</p>
<p>1. 地平面的设计。低感抗的地回路是PCB设计过程中抑制EMC问题的最有效方法。扩大地平面区域，降低地回路的感抗，可以有效地降低辐射和串扰。</p>
<p>信号的地回路设计有多种方法，较差的方法是将器件随意地接到地网络。这种高感抗的地回路设计会引起不可预期的EMC问题。</p>
<p>推荐的方法是用一个完整的地平面为信号回流提供最低阻抗的路径。显然，对于两层PCB，完整地平面是不切实际的。在这种情况下，设计者可以使用地网格的方法，如图1a所示。在这种情况下，回路感抗大小取决于网格间距大小。</p>
<p>电路中除了正确进行接地设计、安装,还要正确进行各种不同信号的接地处理。</p>
<p>控制系统中，大致有以下几种地线：</p>
<p>(1)数字地：也叫逻辑地，是各种开关量(数字量)信号的零电位。<br />
(2)模拟地：是各种模拟量信号的零电位。<br />
(3)信号地：通常为传感器的地。<br />
(4)交流地：交流供电电源的地线，这种地通常是产生噪声的地。<br />
(5)直流地：直流供电电源的地。<br />
(6)屏蔽地：也叫机壳地，为防止静电感应和磁场感应而设。</p>
<p>造成LED损坏的原因主要有：</p>
<p>①供电电压的突然升高。</p>
<p>②线路中某个组件或印制线条或其他导线的短路而形成LED供电通路的局部短路，使这个地方的电压增高。</p>
<p>③某个LED因为自身的质量原因损坏因而形成短路，它原有的电压降就转嫁到其他LED上。</p>
<p>④灯具内的温度过高，使LED的特性变坏。</p>
<p>⑤灯具内部进了水，水是导电的。</p>
<p>⑥在装配的时候没有做好防静电的工作，使LED的内部已经被静电所伤害。尽管施加的是正常电压和电流值，也是极易造成LED的损坏。</p>
<p>并联电路中经常都会使用到很多电容，那么村田电容在并联电路中该如何计算电容的整体值呢？首先，我们先来一个并联电路的电容公式： C = C1*C2/（C1 + C2）。这个可以看出并联电路中电容的容值是等于所有电容相乘除以他们的和。<br />
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同样，并联电路中电容的耐压数值是多少呢？其实这个很好理解，在并联电路中，因为每一个电路中电容的两端电压都是相同的，因此，这个电路中所能承受的最大电压就是电路中能承受电压最小的电容的额定电压，也就是所谓的木桶原理。<br />
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补充部分：<br />
<p>1、开关电源的EMI源</p>
<p>开关电源的EMI干扰源集中体现在功率开关管、整流二极管、高频变压器等，外部环境对开关电源的干扰主要来自电网的抖动、雷击、外界辐射等。</p>
<p>（1）功率开关管</p>
<p>功率开关管工作在On-Off快速循环转换的状态，dv/dt和di/dt都在急剧变换，因此，功率开关管既是电场耦合的主要干扰源，也是磁场耦合的主要干扰源。</p>
<p>（2）高频变压器</p>
<p>高频变压器的EMI来源集中体现在漏感对应的di/dt快速循环变换，因此高频变压器是磁场耦合的重要干扰源。</p>
<p>在电子设备中，接地是控制干扰的重要方法。如能在电路板设计中规范地线设计将接地和屏蔽正确结合起来使用，可解决大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模拟地等。</p>
<p><strong>一、正确选择单点接地与多点接地</strong></p>
<p>PCBA加工中对电容元件的选用应该考虑以下几个因素：</p>
<p><strong>一、电容耐压选择</strong></p>
<p>在选用电容时，元件的耐压一定要高于实际电路中的工作电压，尤其值得注意的是电子电路中要考虑到可能产生的高压。</p>
<p><strong>二、电容电容量选择</strong></p>
<p>LED照明灯具与传统的照明灯具最大的区别，LED照明灯具是一个完全的电子产品，而传统的照明灯具仅是一个电器产品。因此LED灯具可以很方便地与各种类型的传感器关联，从而实现光控、红外控制等多种自动控制功能。如LED路灯的自动开关，用一个光敏传感器就可简单实现;社区夜间走道和庭院照明，可以用红外传感器采集人类活动信息，自动开闭照明灯具。</p>
<p> <strong>LED照明灯具开关自动控制</strong></p>
<p>PCB设计中常用的滤波电路有无源滤波和有源滤波两大类。电容滤波为无源滤波，本文详细介绍了电容滤波的工作原理以及其作用。</p>
<p>滤波电容的作用简单讲是使滤波后输出的电压为稳定的直流电压，其工作原理是整流电压高于电容电压时电容充电，当整流电压低于电容电压时电容放电，在充放电的过程中，使输出电压基本稳定。</p>
<p>滤波电容容量大，因此一般采用电解电容，在接线时要注意电解电容的正、负极。电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。</p>
<p>在很多PCB设计中我发现很多朋友的滤波电容布线有问题，所以特弄几个图说明下，希望对大家有帮助。</p>
