MIK602S-1131V2隔离器南京 低功耗是电子产品工具设计永无止境的追求伴随技术的发展，目前隔离器和栅的功耗与过去相比已经减小许多，性能和技术指标也

产品的功耗是各个功能单元功耗的总和，只有各个功能单元的功耗才能使得总得功耗产品的热性和寿命。隔离器和栅由输入、输出、隔离、电源、等单元构荿其中单元是无源的限压限流网络，技术上进行低功耗改进的可能性非常小主要在输入、输出、电源、隔离四个单元进行技术改进。

　　技术指标在隔离器选型时除了要确定隔离器的功能、适应前后端接口外还有精度、输出纹波、温度漂移、功耗、响应时间等许多参數需要用户谨慎选择。我们公司的生产的隔离器除小、小量程等特殊输入的隔离变送器精度为±0.2%以外其余的精度均为±0.1%。　　IM系列栅的特性：●电源为通用供电单元●可插拔接线端子●三种不同变送形式●用于Namur输入回路的ASIC电路●用于设定设备参数开放式的PACtware●在整篇文章中我们将着重介绍供电电源和可插拔端子部分。 1　引　言 1、 输出单元模块的自适应负载技术 输出模块可以根据负载的大小动态输出模块的輸出功率从而自身的。的负载设计是根据额定负载的大小设计输出功率当输出负载非常小时，多余的负载功率就耗散在仪表内部从洏时仪表自身。假设一台隔离器的输出负载设计为750欧姆那么输出驱动功率一般设计为0.5W。如果在实际应用中此隔离器的负载使用在50欧姆的丅那么就有 0.5W – 0.02W = 0.48W的功率转换为仪表自身的。如果时多路输出将产生更多的热量而输出模块的额定功率在实际应用中又难以应付市场的复雜状况。 MIK-602S-1131V2隔离器南京 自适应负载技术很好的解决了这个矛盾此技术的原理图示如下： 下表是对比的数据: 条件：电源24DC；负载变化 50欧姆～750欧姆 输出模块类型 输出模块自适应负载输出模块 模块的耗散功率（50Ω） 320mW 10mW 模块的耗散功率（250Ω） 220mW 10mW 模块的耗散功率（500Ω） 120mW 10mW 模块的耗散功率（750Ω） 20mW 10mW 從上表可以看到：自适应负载技术使得模块的耗散功率是恒定在一个很低的水平，不会受到负载变化的影响 负荷检测可以根据负载的大尛输出功率，极大的了输出模块的用户在定货时无须说明负载大小，极大的方便了用户的使用和缓解了库存压力

　　目前隔离技术主偠有磁隔离与光隔离两大类。从技术复杂程度来看磁隔离比光隔离处理技术复杂，采用磁隔离技术设计者可以根据技术指标采用的设計方案，隔离的线性、精度可以根据产品要求灵活控制北京国电中自电气有限公司采用电流互感、电流互感反馈、电压互感、电压互感反馈、电流互感功率补偿等多种磁隔离。

　　电流变送器是将液位传感器里的下部的水和上部蒸汽的冷凝水通过仪表管送到变送器的波纹管两侧以波纹管两侧的差压带动机械放大装置用指针指示水位的一种远方仪表。当然还有把电气模拟量变换成数字量的也可以叫变送器

输出模块可以根据负载的大小动态输出模块的输出功率，从而自身的的负载设计是根据额定负载的大小设计输出功率，当输出负载非瑺小时多余的负载功率就耗散在仪表内部，从而时仪表自身假设一台隔离器的输出负载设计为750欧姆，那么输出驱动功率一般设计为0.5W洳果在实际应用中此隔离器的负载使用在50欧姆的下，那么就有 0.5W – 0.02W = 0.48W的功率转换为仪表自身的如果时多路输出将产生更多的热量，而输出模塊的额定功率在实际应用中又难以应付市场的复杂状况 2、 隔离单元模块的低功耗改进 隔离单元是决定产品技术指标的重要单元。 目前隔離技术主要有磁隔离与光隔离两大类隔离电路形式有直接调制耦合，反馈调制耦合等多种形式具体采用什么形式要根据产品的技术指標而定。 总的来讲可以大致分为开关量采用光隔离模拟量采用磁隔离的。从技术复杂程度来看磁隔离比光隔离处理技术复杂，采用磁隔离技术 设计者可以根据技术指标采用的设计方案，隔离的线性、精度可以根据产品要求灵活控制而光隔离的线性、精度只能依赖器件厂家提供的技术指标， 设计人员可以的很少也不可能超过厂家提供的技术指标。由于功耗大光电隔离也不能实现无源隔离。北京国電中自电气有限公司采用电流互感、电流互感反馈、 电压互感、电压互感反馈、电流互感功率补偿等多种磁隔离根据产品的特点选择不哃的磁隔离。

　　产品的小型化是隔离器和栅的发展趋势公司目前的MS系列产品的厚度只有6.2mm。低功耗的设计实现体现在产品的外观上就是產品的小型化只有低功耗产品才能实现密集安装。伴随着技术的进步我们将设计出功耗更低、性能更好、体积更小的产品。

上述隔离Φ电流互感功率补偿是功的，目前在新一代的无源隔离栅中使用在保证技术指标的同时，了隔离单元的功耗 3、电源模块 电源的技术指标是基础，决定产品的性能目前流行的电源拓扑形式虽然非常多，也很成熟但我们在隔离器和栅的电源设计中进行了技术，目前采鼡的参数式开关稳压电源设计了的发明根据隔离器和栅的特点，参数式开关稳压稳压电源了效率了电源的复杂程度。从工艺和成本上妀进了产品的故障率。

　　响应时间 三、无源隔离器和栅 的隔离器和栅均为有源需要外接24V直流电源。而无源隔离器和栅不需要外接24V直鋶电源接线数量了三分之一，了安装和难度因此，无源隔离器和栅的应用越来越广泛是在DCS和PLC的接口应用中，普遍采用无源隔离器和柵的设计 　　3.5该控制装置具有自学习功能只要经过现场调试确定，模块内部的微处理器就自动建立了一套适用于该电动门的数学模型微处理器根据电动阀门中电机电流的变化，分析和判断阀门以及电机的工作运行状态并将这些状态信息与建立的数学模型进行比较分析囷运算，自动地进行修正确保电动阀门开、关的准确定位。　　随着技术的进步无论是现场的一次仪表，还是控制都发生了变化，隔离器和栅也需要进一步发展适应更高的要求北京国电中自电气有限公司总结多年来的实践，对产品进行了改进对隔离器和栅的性能進行了，以市场的需求 无源隔离器和栅的示意图： 无源隔离器和栅是指无须外接24V直流电源，其工作所需要的能量来源于表示的4 ~ 20mA电流因此，无源隔离器和栅的功耗必须非常小是一种微功耗的设计应用。更低的功耗和更高的输入、输出线性是衡量无源隔离器和栅的关键指標

　　因不同的类型电子产品工具需要使用不同的充电器充电时还要寻找合适的插口和理顺接线，笔者利用电磁感应原理设计了智能无线充电器。该无线充电器具有自動感应充电和充满电后智能断电功能不仅适用于各种不同充电电压和容量的电子产品工具，而且能够对多台不同的电子产品工具同时进荇充电作品采用智能无线充电的设计思想，具有使用方便、适用面广的优点有较高的推广应用价值。

　　1.1 当前充电模式情况

　　在电孓科技技术高速发展的今天全球范围内的手机用户数量已经达到了33亿，再加上MP3、MP4等其他周边电子产品工具平均不到2人就拥有一个需要充电的便携式电子产品工具。目前普遍使用的都是数据线插接式充电这种充电方式数据线接口用久了通常会有触不良等现象，而且单个充电器适应面不广因不同的类型电子产品工具需要使用不同的充电器，充电时还要寻找合适的插口和理顺接线真可谓费时费力；各种便携式电子产品工具的充电是一件令人头痛的麻烦事。为了改良上面的现象研发智能无线充电器是很有必要的。

　　1.2 作品简介及优点

　　智能无线充电器利用电磁感应原理是非接触充电系统，不再通过导线（充电线）传输电能而是无线传输方式充电。没有充电所用的粅理接口与一般充电器相比，避免了插线或拔电池的麻烦具有一般充电器的工作原理；作品采用一（充电器）对多（感应负载）充电、智能充电的设计思想；无线充电器对负载充电时，指示灯将由绿灯转换为七彩灯手机也正确显示充电状态并智能完成充过程（实验产品为手机）。本充电器可以同时对多个负载充电可以自动感应是否有负载充电，达到自动充电充满电后10秒自动断电，达到智能化；从洏大大方便了用户智能无线充电器使用十分方便、一个充电器就可以满足一个家庭的需要，具有较高的推广应用价值、成本低廉（与一般充电器价格相差不多）等优点现在世界上许多大公司（如Sony，Intelapple，飞利普等）也正在火热研究中；智能无线充电必将是取代物理直插的發展方向将肯定受到人们的欢迎和重视。

　　基于以上思路充分运用所学电子技术知识，经过老师悉心指导设计、制作智能无线充電器，它具有如下优点：

　　电路由脉冲产生部分、功率放大部分滤波部分、比较部分及发射和接收部分组成，每部分只是几个小元件組成制作简单。

　　一台充电器可以对多个负载充一个家庭购买一台充电器就可以满足全家人使用，随着负载的增加工作效率也会增高，因此可以节约用电同时亦可减少不必要的开销

　　与一般充电器相比，减少了插拔的麻烦同时亦避免了接口不适用，接触不良等现象老年人也能很方便地使用。

　　只要把感应负载往充电器上面放就可以自动感应充电，通过信息反馈当感应负载满电后，自動断电实现充电过程智能化。

　　无线充电器利用电磁感应原理通过NE555D芯片产生一个36.7K的脉冲频率（因为经过调试在36.7K频率时，效率达到最高）IRFP460功率放大，使发射线圈产生磁场当接收线圈靠近时，产生感应电流经过全波整流和稳压，得到负载 （手机）所需要的充电电压囷电流发射线圈的电流会随着感应负载的增加而增大，通过运放把0.33欧的负载电压23倍放大再经过1N4148整流滤波得到电压U1与基准源Uo比较。充电時U1大于Uo七彩灯闪亮，表示正在充电；空负载或充满电时U1小于Uo，绿灯亮若10秒钟后没有感应负载，自动断电；按一下复位键则充电器重噺启动 具体电路分析如下：

　　2.1.2 功率放大及无线发射模块

　　主要把NE555D产生的一个36.7KHZ的脉冲功率放大，经发射线圈发射出去当脉冲为高电岼时，Q12栅极为高电平Q12导通，此时Q8饱和Uceq电压只有0.67V，经D10-4148后Q1栅极电压为0Q1截止。当脉冲为低电平时Q8、Q12同时截止，电流直接由R16 D10 Q1Q1导通。整个過程中Q1与Q12均以一开一关的形式工作电路如图2：

　　2.1.3 感应线圈模块

　　如图3，当感应线圈靠近发射线圈时就会产生感应电流，经过全波整流后根据不同的电子产品工具的充电电压，可选择不同的稳压二极管稳压再经三极管Q100放大电流后供给不同电子产品工具充电。

　　2.1.4 充电检测模块

　　当有感应负载时R20（0.33欧）电阻上的电压会增大，经运放U2A放大A=1+R5/R6=23倍后电压变化明显，再经过1N4148整流滤波得电压U1与基准源U。仳较此时U1＞U。运放输出Ui为高电平，七彩灯闪烁；当感应负载充满电（或没有感应到负载）此时U1＜U。运放输出Ui为低电平，绿灯亮

　　2.1.5 智能断电模块

　　（1）当开关S2断开时，整充电器处于智能充电过程充电器启动时，继电器K1闭合同时K2为断开状态。当有感应负载时七彩灯闪烁，Ui为高电平此时Q5饱和，电压Uceq为0.67V低于Q2+Q4的导通电压之和（1.34V），Q2与Q4构成达林顿同时截止，继器K1吸合；当感应负载充满电（或無感应负载）时绿灯亮，即Ui为低电平此时Q3截止，电容C5与R9构成RC充电电路当电容充电电压到达Q2与Q4的导通电压时，Q2导通使Q4饱和，此时继電器工作电压只有0.67V继电器断开，整个电路处于完全断电状态断电后，继电器K2闭合此时C5与R13构成RC放电电路，给C5快速放电当按一下轻触複位开关时，充电器重新启动当感应负载充满电（或无感应负载）时，电容C5充电其电压为Ut

　　经计算得断电时间：t=10S

　　实现了10秒自动斷电。在绿灯亮的10秒内只要有感应负载则Ui为高电平，Q3饱和电容C5放电。整个充电过程实现智能化断电

　　（2）当S2闭合时，整个充电电蕗处于手动断电过程

　　具体工作流程如图7所示：

　　系统实物图如图8、图9、图10所示。

　　该作品主要技术指标如表1所示

　　本系统所采用的主要元件清单如表2所示：

　　元器件总价格 $=17.18（元）

　　通过研究，我们发现无线电磁感应充电的应用领域十分广泛除了应用于朂基本的手机、MP3、MP4、笔记本电脑，数码相机等便携设备充电外还可以应用在医疗、工业领域中，特别对于那些完全密封式的设备有着更偅要的意义；如果把发射线圈装进鼠标垫里面便可实现鼠标无线供电。其实除了感应充电以外还可以通过改变脉冲频率实现驱蚊赶鼠等功能。

　　本设计把目前电子类课程所学的专业知识真正应用到实践中由于作品架构设计合理，电路功能实现较好性能优良、稳定，较好地达到了预期设计要求的各项指标

　　［1］徐守时。信号与系统［M］合肥：中国科学技术大学出版社，2003.

　　［2］张桂芬电子技术基础［M］。北京：人民邮电出版社2005.

　　［3］赵树杰，赵建勋信号检测与估计理论［M］。北京：清华大学出版社2005.

　　罗陶（1981—），男广东机电职业技术学院助教，主要研究方向：电子与通信

电子产品工具更新换代的解决方案

---让您快速出产品的解决方案

随着新科技的迅速发展产品更新速度越来越快，如何高效率低成本研发出新产品占领市场是各个企业最为關注的头等大事

企业研发新电子产品工具都要经历以下几个过程：

一般整个过程需要一年甚至更多，其中设计环节完全根据开发人员的硬件设计水平设计不好往往会影响到后期产品的稳定性、可靠性，甚至有可能被淘汰浪费了大量人力物力，因此成本高周期长即便絀了产品也有可能已经落后了。

电子产品工具逆向设计过程如下：

从上面的过程我们发现整个逆向过程代替了正向设计中的一个“设计”環节虽然环节多了，但因为拿来的国外早期产品本身已经是经过很长的研发周期已经是很稳定可靠的产品了，再加上自己的功能改造後出来的就是很稳定可靠的产品而这些环节借助我们的逆向设计软件可以缩短正向设计所用时间的几倍甚至几十倍。因此极大地缩短叻开发周期降低了研发成本。

北京德耳塔科技开发有限公司是一家多年从事电子产品工具逆向设计研究的专业软件企业从上世纪八十年玳至今在为企业做逆向服务的同时，也使逆向设计软件得到了全面发展以下是我公司开发的逆向设计的专用工具，真正解决了逆向设计嘚所有问题：

RPcb Enterprise由两大模块构成了电子产品工具逆向设计的完整解决方案：