计算机电源范文

计算机电源范文第1篇

关键词：计算机；电源接地；问题分析

1 对计算机电源接地的认识

计算机电源接地是指在供电插座与计算机之间连接一条导线，而这条导线可以滤除电源的干扰，为计算机的外壳提供保护性接地，从而有效的防止因计算机漏电而对人体造成伤害。把一块焊有接地线的金属条，埋在计算机所在的建筑物旁的土地中，并且金属条的周围放置有吸湿剂与防锈剂从而保证良好的接地功能，而将金属条上的接地线引入到用户的室内并且通过插座和计算机的外壳连接。作为民用供电，一般要求接地的装置的电阻应在4Ω以下。如果用户的计算机电源的接地装置符合相关安全供电的规范，拥有接地性能相对较好，就能够把计算机各个部位上的漏电、静电、甚至是雷击都能很好的导入到大地之中，从而能够有效的避免不必要的伤害。

2 计算机电源未接地带来的问题

事实上，计算机电源未接地的故障不仅仅体现在外壳带电，而且还会引起很多的故障，这些故障现象对计算机工作的可靠性、稳定性和安全性都构成了严重的威胁。

3 对计算机电源未接地所产生问题进行分析

笔者近几年来一直从事计算机维修的工作，发现有些客户对计算机电源接地的理解不够全面，且连线很不规范，再加上计算机设备本身的一些原因，从而引起计算机故障，具有一定的安全隐患。下面列举几个不良的现象。

3.1 用户对计算机中用到的接地线不够重视

根据相关的规定，电气设备外露的可导电的部分均应该进行可靠接零或者接地。对将电气设备进行固定的连接螺栓，多数情况下不会被认为是安全可靠的接地连接，而是应该采用跨接式连接。接地线的连接处不能够松动，而在振动比较大的地方则应该加相应的防护措施。而很多计算机用户没有注意到相关的问题，对计算机电源接地的工作没有给予应有的重视，从而造成了计算机的故障。

3.2 用户对计算机电源接地的理解不够全面

对于计算机电源接地，不仅要了解配电系统保护接地的形式，还应该明确三个概念，即重复接地、接地保护与接零保护。用户应根据实际情况，选择合理的接地形式，从而达到保护计算机的目的。

3.3 用户使用的开关电源接地性能差，从而导致漏电

制作计算机电路板时所使用的氯化铁，当空气比较潮湿的时候，就有可能形成导电层而导致计算机的机壳带电。该现象常在一些价格比较低廉低的计算机的开关电源体现出来，而且漏电的感觉很明显，这时用户只有将计算机电源接地才能够直接的用手去接触计算机机箱，并在必要的情况下更换计算机的电源。

4 计算机的电源接地具有很好的效果，可解决相应的问题

4.1 将计算机的电源接地可以避免漏电的危害

当计算机电源外层绝缘物质被损坏时，使平时不外露的导电部分暴露出来，这时将计算机的外露导电部分接地，可以避免漏电的伤害。计算机漏电的危害主要体现在对人体的危害方面。漏电会对人体造成一定的伤害，轻则产生些许不适感，重则会发生严重的触电事故。而计算机电源接地，可将漏电导出，从而避免了漏电对人体造成的危害。

4.2 将计算机的电源接地可以防止静电的危害

将计算机的电源接地，能够把静电荷导人到大地之中，从而防止因静电的积聚而形成对设备和人体的伤害。静电对于计算机设备的危害，主要体现在对数据安全与集成电路的危害。半导体物质对静电十分敏感，即使强度比较低的静电的冲击，也可能会使半导体被击穿而失去作用，导致了集成电路的损坏，就是说计算机的设备已经被损坏。从而造成了数据的错误，甚至将数据丢失。而当电源接地后，产生的静电就会被消除，从而有效的防止了静电对计算机造成伤害。

4.3 将计算机的电源接地可以避免雷击的危险

将计算机的电源接地，可将雷电顺利的导入到大地之中，从而防止雷电流对计算机和人的身体造成伤害。我们知道雷击一般可以分三类：感应雷击、直接的雷击、雷电电磁脉冲和 。感应雷击通过导体可传播很远，且会把与该导体连接在一起的设备损坏；直接的雷击不但对建筑物造成很大的伤害，而且也会对计算机设备造成损坏，对人体也会带来比较严重的伤害；当雷电电磁脉冲产生的时候，一瞬间就会在周围的空间里面会产生十分强大的电磁场，从而在计算机的网线、电源线以及其他的数据线中产生比较大的电流，对计算机数据和计算机设备造成损坏。将计算机的电源接地，能够有效的避免感应雷击、直接雷击与雷电电磁脉冲对计算机产生的危害，从而保护了计算机设备及计算机数据的安全。

总而言之，计算机电源的接地是十分重要的，它不仅关系到计算机运行的稳定性、安全性，还与我们的人身安全息息相关的。因此，我们应该给予充分的重视，认真落实好计算机电源接地的相关工作，避免计算机产生漏电、静电、遭受雷击等现象，从而保证我们生命与财产的安全。

[参考文献]

[1]杨培英，蒋七一，姚玉君.微型计算机电源的故障诊断[J].辽宁工程技术大学学报.2009年04期.

[2]钱华.计算机房的接地装置[J].航天制造技术.2011年03期.

计算机电源范文第2篇

【关键词】计算机；电源；故障；检测

在当今世界，在计算机设备中大多采用的数据是他激式脉宽调制式开关直流稳压电源（简称开关电源），开关电源没有巨大的工频变压器，而是使用了直接整流高频变换和脉冲调制技术，功率的晶体管在高频率的开关状态工作，因此开关电源具有小体积、重量小、高效率、抗干扰强和性能输出稳定等优势。

1 计算机电源的构成及其功能

1.1 计算机电源的构成

在当今世界，在计算机设备中大多数采用的数据是他激式脉宽调制式开关直流稳压电源（简称开关电源）。开关电源没有巨大的贡品变压器，而是使用了直接整流高频变换和脉冲调试技术，功率的晶体管在高频率的开关状态下工作，因此开关电源具有小体积、重量小、高频率、抗干扰强和性能输出稳定等优势。

他激式脉宽调制式开关直流稳压电源电路基本有四个部分构成：（1）开关震荡部分；（2）低压直流电输出部分；（3）直流电的输入和电源整流部分；（4）低压直流电的输出部分。虽然开关电源分为许多不同的种类但是基本的工作原理大致上一致。

1.2 计算机电源的功能

交流电源经过低通滤波器后，进入桥式的整流电源，经过整流电和电容滤波后得到高压的直流电压。此电压经过逆变器可以变成随意的脉宽可调矩形波，在变压器的作用下，形成宽度可调的输出的脉冲方波，在经过整流电路、滤波器可以取得自身需要的输出电压进行保护，一旦出现漏电等意外情况，瞬间断电，保护人身财务的安全。

整个电源是在一个电源箱子里，在盖子的下面有一个轴流风扇散热用。电源是固定的，在主机里面，有多个插头用来输出，跟系统插座与主机相连接，跟驱动器插座与驱动器相连接。

2 计算机电源的使用特性

开关电源在使用的过程中因为他激式电路具有很好的保持的点天的原因，所以在各个档位负载都是空载的时候，会自动的进行节流状态的保持，每个输出端的电流必然会处于一个不太正常的状况，用个三用表在每个输出端测量出每个不太正常的电压值，此时不要产生其他错误的判断。此时的开关电源电源的过压和过流博湖都是节流方式，一旦进行保护的动作即显示没有输出，在等电源的故障排除后，重新启动电源，这样电源才能正常稳定的恢复输出。

开关电源都是以+5伏作为主要的输出电源，所以采取样品检测及其过压保护措施都是用这个档的电压作为基础。在使用的+5伏档作为正常输出的输出端是最好不要小于额定负载数，否则会引起电压身高，使其不能稳定的输出，并且如果严重的话会造成电源的损坏。

另外，值得一提的是，风扇大体来看分为俩种：一是直接端口接在交流电网上，对风扇能否自由旋转作为电源是否正常运行的标准；另一种是接在+12伏的输出端上，它是有极的，如果不慎接反了，计算机电源会瞬间进入到没有电压的输出的自我保护阶段，也就是瞬间断电。

3 关于计算机电源的故障具体维修措施

电源在计算机的组成部分中是十分重要的，一旦电源发生问题就会影响整个计算机系统的正常运作。下面将介绍一些常见的排除计算机电源故障的常用方法。

3.1 没有电压输出

当电源每个档位都处在负载的状况下，测量不出来每个输出端的电压值时，即认为是没有电压输出，这个在计算机的电源故障中是十分常见的，主要有以下几种状况。第一，保险丝熔断。闭合这个电路，打开计算机的电源外壳，如归计算机的保险丝已经被熔断了，那么故障一般情况是在高频变压器初级绕阻之前。先检查整个电路的电源交流的输出电压，输出的开关档位位置是否选择正确。然后在高压整流器和高压滤波电容处检查一下，档进入的电压升高时，瞬间产生的工作电压将要比额定的最大电压要高，甚至会击穿电容器，熔断保险丝，发生电源爆炸的危险。因为高压滤波电容器一般来说都是容量比较大的电容器，电流瞬间的工作电流值可以到达20安，所以瞬间电流过大，导致保险丝被熔断。当进入的电压偏高的时候，功率开关管会被击穿，使保险丝被熔断，在检测过程中比如功率开关管被击碎，还应该检测他的前一级的激励管。关于以上的电源故障，只要换上性能相近的元件就可以了。

3.2 虽然保险丝完整，直流没有输出

开始闭合回路的瞬间产生较大的电流，烧毁限流电阻，毁坏开路。直流电源输出的电压中随意的一处发生故障，都会导致电源进入保护状态，是电源不能继续输出，检查这种故障要用到测量工具不停地测量观察每个档位的电压的输出端，不停地启动电源，观察在启动电源的瞬间哪个档位的电压值不正常，就可以确定故障在哪一路，发现不对的地方，顺着电路往前不停地检查，查出原因。因为电源是处于高压滞洪，所以有些计算机电源警察那个因为焊点有空隙引起长时间的放点，导致没有电脑元的稳定输出。另外，只要重新焊好就没问题了。

3.3 电源输出电压不稳

计算机电源的负载能力极差，导致了计算机主机新加元件不能正常运行，这种原件只能在负载比较轻的时候使用，负载重了就没办法工作了，遇到此种状况，电源本身没问题，主要是工作点没有选择好，当震荡被放大增益变低，放大的电路正处在非线性工作状态时，都会有这种故障，适量的挑换各个晶体管，使其增益增强，调整晶体管工作点，使其处于线性区内，从而提高计算机电源本身负载能力。

电源稳定输出的电压都正常，但计算机主机不能启动，这样的情况主要是信号产生的回路没有输出，信号的延迟的时间不太够，解决此类计算机电源故障，先测量电压，如果没有，在检查延时电路元器件。原因多是晶体三极管被破坏，造成始终处于低电平，无法产生信号，更换晶体管可以解除这个计算机电源故障。如果有电压，但是主机仍旧无法运行就需要更换电容器了。

开机后，显示器显示不正常，检测计算机电源，他的四档输出都正常，用示波器来检查各个不同的电压档位，如果介入电压变大，引起了显示器画面变动，此时一般是电容器电容变小或者是电容器本身发生故障导致的，更换更大的电容器，故障就可以解除。

电源发出异样的声音，造成的原因一般是电压过大或者还是电流过大，使电源始终处于高度输出状态，从而使整个电路发生短路，关闭了这个计算机主机电源。在计算机电源关闭的同时，可控硅也会被随之截止，不在短路后，电源又会重新启动，反反复复，造成计算机电源发出异样的声音。

电源输出电压不太稳定会造成计算机运行出现困难，无法工作等现象。造成这种故障一般是原件老化、发热，可以采用降温法和更换元件的方法来保证整个电路的正常运行。

4 结束语

在计算机平时的应用中，如果出现故障是非常令人烦恼的，但是其中的计算机电源故障又占了很大的比例。电源是计算机很重要的组成部分，可以说是计算机运行的基础，是重中之重。所以，本文根据本人平时对于计算机管理和学习中的新的，对计算机电源故障的问题做出以上的浅析和探究。

参考文献：

[1]马英洁，张爱玲，吴冠楠.提高自动气象站数据可用率的方法探讨[J].气象水文海洋仪器.2013（02）.

[2]宋树礼，罗淇. CAWS600型自动气象站常见故障处理及日常维护[J]. 气象水文海洋仪器. 2009（04）.

计算机电源范文第3篇

随着现代科学技术的不断进步，微型计算机系统应用已成为一种必不可少的生产控制，科研设计及办公自动化的现代工具。

但微型计算机对电源的质量要求较高，因为它直接关系到微型计算机寿命及安全可靠运行。防止数据丢失。一般地说，计算机对电源的要求有以下几个方面：

（1）电网的电压稳定度偏差不超过额定值的±10%，且要求一旦出现过或欠压最大好均有报警信号，以通知操作人员及时处理。

（2）电网供电电压杂波少，干扰少，以免造成微型计算机被电网干扰而误停，尤其是在工业控制系统中使用微型计算机时，还必须搞好屏蔽以防辐射磁场的干扰。

（3）电网必须在规定时间内连续供电。因为无规则的停电可能损坏微型计算机系统。在经常会发生无规则停电的运行环境中，必须配置不停电供电系统（UPS）。

（4）微型计算机电源系统最好不要与带有大容量感性负荷的电网并联运行，以免产生高压涌流和干扰，扰乱计算机的正常工作。

（5）人机接触频繁，须保证外壳对地电压不超过人体的安全电压，电网地线接地可靠。

因此，计算机房电源接线方式及保安接地方式的合理与否，直接关系到微型计算机的可靠运行与人的生命安全，必须引起高度的重视。下面就通常所见的几种电源接线及保安接地方进行分析比较。

二、采用TN-C（三相四线制）系统的分析

许多计算机用户为了便於与其它电气设备共用线路，通常机户采用TN-C系统供电，接线如图1所示：

根据目前我国供电设计标准，按对称负荷考虑三相四线制线路的压降不超过5%，特殊情况下可达到10%，中性线截面按相线载流量的50%选择，零序电流大时，中性线的电压降有可能加位达到10%以上，当电源中性线断时，只要各相上投入运行的计算机台数不相同，就有可能出现超过10%的过电压，这就出现不符合计算机运行要求的电压偏移。实际上，即使中性线未断线，各相投运台数不相同的，由于中性线有压降，也将使负载中性点移位，进而使某相电压过高，另外的相电压过低，还有可能出现共模干扰等，影响计算机的正常运行。

三、计算机房与其它负载群共用一路电源的情况分析

在微型计算机中常规定电源中性线与大地之间的电位差不应超过0.5V，如图2所示。其目的就是要限制负载中性点位移，如果在计算机未投入运行前中性点与大地之间的电位差超过0.5V，则当计算机投入运行时中性点位移将更大。

前面已经指出，许多计算机用户为了方便，往往将计算机房与其它设备共用一路三相四线制电源，电路如图4所示：

当其它用电设备投入运行时，将因负荷不对相而产生零序电压，由于TN-C制架空架线的允许电压损失为5%（甚至10%）、中性线上的电压降有可能大于5%（或10%），甚至为该值的一倍，足以引起麻电现象，使操作人员无法正常工操作。不仅如此，随着零序电流大小变化，进而使计算机电源电压匆高匆低，波动幅度和闪变值超过计算机的允许范围，这不利于计算机的正常工作。因此，为了保证电源电压的稳定，应该对机房设有专用电源线，杜绝干扰源。

四、计算机房保安接地分析

由于计算机操作时人们全神贯注，工作人员往往对触电毫无戒备，在这种情况下，如果不能确保机房外壳接地的可靠性，那么将是危险的，同时，地线还可以防止噪音的干扰。

在一般情况下，计算机房的电源采取TN-C系统或TN-S系统（三相五线制），因而保安接地常有以下几种。

（1）用中性线兼作保护接零干线如图1所示。

（2）采用专用保护零干线接零

（3）将机壳单独接地

（4）将计算机房的电源中性线进行反复接地

（5）将保护零干线重复接地

在图1方案中一旦中性线断线，将因中性线位位移，或在某相计算机绝缘击穿瞬间，使另外二相的计算机承受电压造成压击穿烧毁，另外不平衡电流在中性线上的压降有可能造成过电气设备外壳产生麻电感；在图5（a）中，三相不衡不会引起外壳麻电感，但当中性线断电时，有可能引起严重的过电压，在图5（b）中，不仅性线断会引起某相产生严重过电压击穿；而且还可能使绝缘击穿后，设备外壳对地电压超过安全电压，引起触电死亡事故，相比之下，图5（c）方案较好，它有以下优点：

（1）当中性线断线时负载中性点位移引起的过电压较小，一般不会超过相电压的1.5倍。

（2）当绝缘击穿时，外壳对地电压将小于人体安全电压。

（3）有利于消除电视天线等电波的干扰。

虽然图3（c）较好地解决了电压波动及电波干扰等问题，但其中性线的压降仍可能引起麻电感。因此，若选择图3（d）方案，不仅具备了图3（c）方案的优点，还克服图3（a）中可能引起麻电的缺点。也就是说，上述五种方案保安接地方案中，图3（d）的方案最佳。但是上述五种方案都不能消除因中性点位移而引起的1~2相过电压的缺点。

五、比较理想的电源接线方式选择

为了使计算机正常工作，电源必须符合计算机的要求，即电压偏移不超过允许值，谐波不超过允许值，从技术上保证不发生触电死亡事故等。通过上面的分析可知，采用TN-C、TN-S系统都是不理想的方案。对于具有较多台计算机的用户的机房，应该采取IT系统配电，其接线方式如图6所示，它的优点是：

（1）机房采用专用电源线路供电，以减少其他用电设备的干扰。

（2）采用隔离变压器将计算机机房变为小接地电流系统，并将设备外壳保护接地区以保证任何时候接触电压不超过安全电压及抗外界电波的干扰。

计算机电源范文第4篇

关键词：电源系统；稳定性标准；阻抗匹配；开关电源

中图分类号：TP302 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）06-0-03

0 引 言

随着数字技术的发展，航空电子领域机载计算机已得到广泛应用，为航空器带来便利。机载计算机通常使用开关电源模块产品为CPU、接口、总线等负载模块供电，并使用EMI电源滤波器降低电磁干扰，但在机载计算机设计中，开关电源模块及组成系统的稳定性问题经常被忽视，稳定性严重影响机载计算机系统的性能和安全。

在机载计算机中，开关电源模块往往可以单独通过稳定性评估及试验验证，例如小信号稳定要求、所用元器件的离散性、高低环境下电特性等方法进行分析。而机载计算机在使用电源模块组成电源系统时，却可能出现电源系统不稳定等故障，此类故障经常发生在EMI电源滤波器和电源串联使用的模式中。

本文基于EMI源滤波器和电源串联使用模式，通过对电源系统进行建模，针对机载计算机EMI电源滤波器的输出阻抗、开关电源的输入阻抗进行分析，确定EMI电源滤波器输出阻抗对滤波器及电源系统稳定性的影响，并提出机载计算机电源模块及组成系统的稳定性判定标准。

1 稳定性分析

为了直观分析机载计算机的稳定性，将机载计算机的滤波器、电源模块简化为串联使用的电源系统模型进行阻抗分析。模型A为EMI电源滤波器，模型B为开关电源模块，系统模型如图1所示。

Ta、Tb分别为A、B的传递函数，Zo为A的输出阻抗，Zi为B的输入阻抗。那么该系统的传递函数为T：

该系统的传递函数T分母中的Zo/Zi决定了该系统传递函数的稳定性，即EMI电源滤波器的输出阻抗、开关电源的输入阻抗决定了该电源系统的稳定性。

使用Middlebrook判定方法可有效准确地判断系统工作的稳定性。该法则可用于电源系统级联稳定性分析，主要采用阻抗分析方法，由加州理工学院的Middlebrook教授提出，其原理是运用电源输出阻抗与负载输入阻抗之比来分析开关电源间的阻抗稳定性。Middlebrook判定方法指出，独立的功率变换器模块在级联运行时，其系统的稳定性应使级联处前级模块的输出阻抗小于后级模块的输入阻抗。

EMI电源滤波器的输出阻抗、开关电源的输入阻抗应遵循阻抗失配原则。为保证该电源系统的稳定性，在全输入范围、全频段范围内EMI电源滤波器的输出阻抗应小于开关电源的输入阻抗。

2 阻抗分析

2.1 EMI电源滤波器输出阻抗

机载计算机广泛使用EMI电源滤波器进行电磁干扰的抑制。EMI电源滤波器最主要的性能参数就是插入损耗，插入损耗分为共模和差模插入损耗。插入损耗越大，表明该滤波器对干扰的抑制能力越强。内部电路通常采用如图2所示的滤波器电路图。

等效EMI电源滤波器的参数，简化为LC滤波电路。电路模型如图3所示。经计算，输出阻抗如公式（2）所示：

Lf为滤波器模型中两个差模电感量之和，即LD1+LD2；Cf为EMI电源滤波器内Cx电容与电源模块输入端滤波电容之和；Rind为滤波器内共模电感及两个差模电感直流电阻之和，在设计、计算EMI电源滤波器输出阻抗时，应考虑滤波器的阻尼特性，它决定了LC滤波电路谐振峰的大小。

利用Matlab对该表达式进行仿真，得到EMI电源滤波器输出阻抗的典型曲线图，如图4所示。

2.2 开关电源输入阻抗

开关电源的输入阻抗体现了输入电流变化时输入电压的变化。通常来说，机载计算机常用的降压DC/DC变换电路在中低频段表现为电阻特性。DC/DC变换器反馈环路调节输出特性时，相对于输入端口，DC/DC变换器表现为额定功率负载，输入端口等效电阻为负阻抗。

在设计应用中，可以使用仪器测量法对电源电路进行输入阻抗测试。仪器测量法使用噪声分离设备分离共模、差模噪声并计算阻抗值，但数学表达式较复杂，该差模阻抗测量计算方法很难实现。

对电源电路建立模型，推导该电路的传递函数，并根据传递函数得出该电路的输入阻抗。以机载计算机中常用的BUCK型降压DC/DC变换器为例，其简化模型如图5所示。

根据图中电路拓扑形式，该型降压DC/DC变换器的输入阻抗为：

利用Matlab对该表达式进行仿真，得到降压DC/DC变换器输入阻抗的典型曲线图，如图6所示。

将EMI电源滤波器的输出阻抗、开关电源的输入阻抗放置在同一幅频特性图中就可以直观判断在全频段范围内，前级模块输出阻抗与后级模块输入阻抗的关系，并由此得出电源系统的稳定性。

若EMI电源滤波器的输出阻抗小于开关电源的输入阻抗，并留有6 dB的安全裕量，则电源模块及组成系统处于稳定状态，如图7所示。反之，若EMI电源滤波器的输出阻抗大于开关电源的输入阻抗，则电源模块及组成系统处于不稳定状态。此外，还应考虑开关电源在不同工作状态下，输入电压、输入负载变换时的输出阻抗变化。

3 试验结果及分析

为验证上文阻抗分析，根据机载计算机工作模式，利用EMI电源滤波器和电源的串联接法，通过设置EMI电源滤波器的输出阻抗和电源的输入阻抗搭建系统故障模型，实现该系统的不稳定工作状态。

按照图2设置某机载计算机EMI滤波器参数，Lf=LD1+LD2=400 μH，Cf=70 μF，Rind=RL+RLD1+RLD2=0.14 Ω，并根据该机载计算机的实际工作状态得出电源的输入阻抗为27 dBΩ。

将Lf=400 μH，Cf=70 μF，Rind=0.14 Ω代入公式，经计算，滤波器输出阻抗峰值为33 dBΩ，截止频率为0.96 kHz，后级输入阻抗为27 dBΩ。在0.96 kHz频率处，存在前级输出阻抗大于后级输入阻抗的情况，不满足Middlebrook判定方法，则该系统为不稳定系统。滤波器的输出阻抗、电源模块的输入阻抗如图8所示。

在实验室中，为该机载计算机提供28 V直流电压，通过示波器检测计算机上电过程中滤波器输出的28 V电源信，发现此时该处电压发生震荡，且震荡最大电压值为32.1 V，震荡最小电压值为24.5 V，振荡频率为1.18 kHz，与分析结果一致。

再次改变EMI电源滤波器参数，验证系统稳定状态。将Lf更改为50 μH，其他参数不变。从图9中可以看出，此时系统处于稳定状态。通过示波器检测计算机滤波器输出，振荡现象消失，与分析结果一致。

由分析和实验结果可知，要保证机载计算机电源系统的稳定性，就要对组成串联级联模式电源系统的EMI电源滤波器、开关电源产品的输入输出阻抗进行分析，按照在全频段范围内，前级模块的输出阻抗须小于后级模块输入阻抗的判定准则，评估判定机载计算机电源系统的稳定性。

4 结 语

文中探讨了滤波器输出阻抗和开关电源输入阻抗匹配的原因，并提出机载计算机电源模块及组成系统的稳定性判定标准，有助于提升开关电源模块及组成系统的稳定性。

参考文献

[1]杨继深.电磁兼容技术之产品研发与认证[M].北京：电子工业出版社，2004.

[2]谢金明.高速数字电路设计与噪声控制技术[M].北京：电子工业出版社，2003.

[3]杨旭，裴云庆，王兆安.开关电源技术[M].北京：机械工业出版社，2004.

[4]杨雷，林开伟，张俊涛.电源系统阻抗对电路板ESD测试的影响[J].物联网技术，2014，4（11）：43-45.

[5]田育新，孙立萌，孟颖悟，等.热插拔技术在机载计算机电源系统中的研究[J].航空计算技术，2009，39（5）：104-106.

[6]卢杰，邝小飞.频率抖动技术在开关电源振荡器中的实现[J].物联网技术，2014，4（12）：39-40.

[7]郭创，刘华伟，樊蓉，等.小型机载计算机电源的设计与研究[J].电子技术应用，2003，29（5）：27-29.

计算机电源范文第5篇

关键词：电源模块 保护电路 应用

中图分类号：TN4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（a）-0045-02

随着微电子技术的发展，要求计算机的性能更加安全可靠，而计算机电源系统是否稳定，关系到整个计算机的工作状态及性能，为了确保计算机电源系统输出电压稳定和计算机电源自身的安全，计算机电源设计中保护电路的应用设计日趋重要。

1 保护电路介绍

1.1 保护电路构成

保护电路一般由故障检测电路、电压翻转电路、保护执行电路三部分组成，有的包含有保护显示电路[1]。故障检测电路对保护电路的电压或者电流进行检测，并将检测结果送到翻转电路，当检测到的电压或者电流超过设定值时，故障检测电路将检测到的故障信息送到翻转电路。产生保护控制电压，驱使保护执行电路动作，使保护电路退出工作状态或进入相应的保护状态，达到保护目的。常用保护电路构成如图1所示。

1.2 保护电路种类

保护电路种类划分方法较多，根据故障检测电路的检测方式分为过流检测保护电路、过压检测保护电路、失压检测保护电路及IC内部检测保护电路；根据保护电压翻转电路的类型可分为三极管电压翻转保护电路、可控硅电压翻转保护电路、模拟可控硅翻转保护电路和IC内部电压翻转保护电路；根据保护执行方式可分为待机处理保护电路、小信号处理保护电路、电源震荡驱动保护电路、稳压处理保护电路和保护电路直接执行保护的保护电路。

2 电源模块保护电路设计

某计算机电源设计可利用空间较小，在230 mm×200 mm的印制板上需要将220 V交流电转换成+5 V、+12 V、-12 V等多种稳压直流电源。为了避免因电源故障造成对其他部件损坏，需要电源保护电路设计。（如图2）

2.1 输入电源检测电路设计

输入～220 V的保护电路分三种，选用压敏电阻并接输入电源零火线两端，当输入电压超出压敏电阻的耐压值时，压敏电阻击穿短路，导致保险丝烧断而起到保护作用，选用热敏电阻串入输入电源火线上，因短接等原因导致电流过大超出热敏电阻指标时，热敏电阻烧断而切断电源，起到保护其他组件的作用；采集交流整流滤波后的直流300 V，将300 V分压后送人比较器MAX973输入断，和比较器MAX973另一输入端的基准电源进行比较，在电压要求范围之外时，比较器翻转，最终使DC/DC模块的输入电源断开而起到过压和欠压保护作用。

2.2 输出电源检测电路设计

采集+5 V输出直流电源，分压后送人比较器输入端，和比较器输入的基准电源进行比较，+5 V电源在要求范围之外时，比较器翻转，最终使DC/DC模块的输入电源断开而起到过压和欠压保护作用。

采集+12 V输出直流电源，分压后送人比较器输入端，和比较器输入的基准电源进行比较，+12 V电源在要求范围之外时，比较器翻转，最终使DC/DC模块的输入电源断开而起到过压和欠压保护作用。

采集-12 V输出直流电源，分压后送人比较器输入端，和比较器输入的基准电源进行比较，-12 V电源在要求范围之外时，比较器翻转，最终使DC/DC模块的输入电源断开而起到过压和欠压保护作用。

2.3 翻转电路设计

将MAX973输出端接入光电耦合器一端，光电耦合器输出端和+5 V、+12 V、-12 V检测比较器电路的输出端并接到比较器负端，和接在比较器正端的基准电源进行再次比较，输入电源和三路输出电源检测电路中任何一个电源电压值超出预定范围，则翻转电路输出电压开始翻转，将翻转后的电平送到执行电路输入端。

2.4 执行电路设计

该电源模块借用DC/DC直流稳压模块自身具有的软启动保护功能，当输入端保护端管脚为低时，DC/DC直流稳压模块停止工作。翻转电路送出电平为0～5 V，而DC/DC直流稳压模块输入电源为300 V，为了防止模块损坏对翻转电路造成逆向损坏，在翻转电路输出端和DC/DC直流稳压模块输入保护端之间增加光电耦合器进行隔离。

3 应用效果

该计算机电源模块完成设计、生产、调试后，对其保护电路的各项保护功能进行测试，均达到预定目标，满足了使用要求。

参考文献

[1] 孙铁强.进口彩电保护电路原理与维修[M].中国水利水电出版社，2010.

[2] 王海生，黄振，葛宁.基于多相滤波结构的高效动态数字信道化接收机设计[J].电路与系统学报，2013，18（2）：1-5.

计算机电源范文第6篇

小体积、轻重量、高可靠性、高效率是航空电源始终追求的目标。随着微电子技术发展，采用大规模和超大规模集成电路的机载计算机主机已越来越小型化，这就对其电源部件的体积和重量提出了进一步小型化的要求。机载计算机是一种抗恶劣环境的计算机，其电源部分也必须满足抗恶劣环境的要求，例如必须适应-55℃～+125℃的环境温度和较膏药范围的输入电压；同时还要耐振动、耐撞击、抗电磁干扰等。

1 某机载计算机电源的技术要求

某机载计算机对电源部件的技术要求见表1。

表1 某机载计算机电源技术要求

输入直流电压27V（24V～32V）输出直流电压多路输出电压种类+5V12V-32.5输出电流4A0.2A0.05A稳压精度≤±1%≤±2%≤±2%纹波电压Vp-p50mV120mV300mV工作温度-55℃～+125℃外型尺寸362mm×160mm×15mm

重量≤0.5kg具有短路、过流、过压等保护；满足其它机载条件。2 回归式变换原理

根据该电源部件输出电压种类多、给定的外型尺寸小、输入电压变化范围大、工作温度范围宽等特点，必须设计小型、高效、可靠的供电电源。为此，选择回扫式变换电路（又称flyback、ON-OFF型）进行设计，图1为其典型电路结构。此电路简洁可靠，主开关元件和变压器利用率很高，由于采用了峰值电感电流检测技术，可以灵敏地限制最大输出电流，因此高频脉冲变压器不必设计较大的余量，特别适用于几百瓦以下功率的电源系统中。

其基本工作原理为：当开关管Q1导通时（TON），电流流过变压器T1的初级线圈N1，变压器将能量以磁场的形式存储起来，由于初、次级圈相位不同，所以当电流流过初级线圈时，次级线圈N2中没有电流流过。当Q1截止时（TOFF），消失 的磁场使初、次级线圈中电压极性反转，整流二极管VD导通，电流通过VD流向负载，变压器的能量释放，提供负载电压、电流。控制器占空比为：

其中，VF为二极管正向压降；VSAT为Q1饱和电压降；Vo为输出电压；VIN为输入电压。

电流临界连续时，初级绕组电感量为：

其中，fOSC为开关频率；Pomin为轻负载时输出功率；η为转换效率；VINmin为最小输入电压；Dmax为最大占空比。

3 设计方案

3.1 回扫式控制器选择

National Semiconductor公司最新推出的LM2588系列控制器旨在实现一种能够满足多路供电电压输出而无需进行复杂设计的高集成度电源的解决方案。系统设计者使用它能很快地开发出小型、低成本、多路供电的电源系统。

LM2588采用7脚TO-220封装，主要包括100kHz振荡器、2.9V稳压电路、误差放大器、5A/65V的NPN开关管以及过流、过热、低电压锁定，还包括软启动、逻辑关断、逻辑控制等，内部结构如图2所示。

3.2 高频脉冲变压器设计

设计的某机载计算机DC/DC开关电源如图3所示。

U1为控制器LM2588-5.0。脉冲变压器T1共有五个绕组：N1为初级绕组，N2、N3、N4、N5为次级绕组，分别对应输出+12V@0.1A、-12V@0.2A、-32.5V@0.05A以及+5V@4A，且N2、N3圈数相同。

由于回扫式控制器具有连续型和不连续型控制的特点，所以设法使其稳定就显得很重要。高频脉冲变压器的设计是整个回扫式控制电路的关键，电源的性能和优劣在很大程度上取决于变压器的设计。这里选择TOKIN公司FEER28L磁芯，磁芯的有效截面积为84.7mm2，有效磁路长度为78.3mm。彩 铁氧体B25材料，常温时最大磁感应强度Bm=5100Gs。

3.2.1 确定变压器匝比α

α=N2/N1=[（1-Dmax）/Dmax]·[(Vo1+VF)/Vinmin] (3)

由Vinmin=24V、Vo1=5V、Dmax=0.46得出α≈0.3。

3.2.2 初级绕组电感量

最大输出功率为：

Po=(Vo1+VF)·Io1+(Vo2+VF)·Io2+(Vo3+VF)·Io3+(Vo4+VF)·Io4

=26.15(W) (4)

假设效率η按照85%计算，则输入功率为：

P1=Po/η=34.8(W) (5)

设PWM控制最大占空比Dmax=42%,如果初级绕组的电感量设计得大，则流过功率开关管和输出滤波电容的电流峰值小，但由于电流上升斜率小，电路抗干扰能力差且功率开关管开通电流大；电感量小时，电流脉动大，冲击电流大。因此设计电感电流工作在连续工作状态，轻负载时取额定功率的一半，由（2）式可知：

初级绕组的峰值电流为：

Ip=(2·Po)/ [η·(VI·D)]=(2×26.15)/(0.85×27×0.46)=4.95(A)<5(A) (5)

3.2.3 初、次级绕组匝数

初级绕组的电感的储能为：

其中，Bs为磁感应度，Sc为脉冲变压器产芯有效截面积；Bs=10 4GS,Sc=0.847平方厘米。则由（6）式可知：

次级绕组匝数N2、N3为：

N2=N3=[N1(Vo2+VF)(1-D)]/VIN·D

=[10×(12+0.5)×0.54]/(27×0.46)≈6

同理可得：N4≈33，N5≈3。

3.2.4 磁感应强度范围

初级输入电流平均值为：

IIN（av）=Po/(η·VIN·D) （7-1）

初级电流上升值ΔI为：

ΔI=VIN·TON/L （7-2）

初级电流IL工作范围为：

IIN（av）-ΔI/2≤IL≤IIN(av)+ΔI/2 （7-3）

由（7-1）、（7-2）以及（7-3）三式可知，当VIN在24V～32V之间变化时，IL的工作范围在1.62A～4.62A之间变化。

由：B=L·I/（N1·Sc） （7-4）

得：B的工作范围为620Gs～1800Gs

最高磁感应强度大约是Bm的三分之一，设计是合理的。

3.3 开关电源电路特性分析

3.3.1 电流模式稳定性

当占空比大于50%时，所有电流模式控制器不可避免地要受到振荡谐波的影响而导致不稳定。为了消除振荡谐波，在回扫式控制器应用电路中，必须把被级线圈的电感量设计为大于最大值。其经验计算公式如下（单位为μH）:

L≥{2.92[(VINmin-VSAT)·(2Dmax-1)]/(1-Dmax) (8)

3.3.2 限流、短路保护

如果电感峰值电流大于限流值，控制器内部集成的限流比较器将触发逻辑控制电路，关断NPN开关管的驱动输出，起到很好的限流保护作用。

如果将输出端直接短路，由于使用标准型号的变压器，

当输出电压降至正常值的80%时，开关频率将降至25kHz。更低的开关频率将导致开关管截止时间更长，变压器完全可以在开关管重新导通之间释放掉储存的全部能量。因此，在开关管重新导通时，变压器中为零电流，在这种情况下，开关峰值电流限制电路将限制初级电感峰值电流，很好地起到了保护控制器的作用。在短路实验中，控制器没有明显的过热现象，恢复至正常情况时，电路仍可正常工作。3.3.3 逻辑关断、频率调整与同步

通过“逻辑关断、频率调整”引脚1可进行逻辑关断控制。当3V以上的逻辑电平被加在引脚1上时，控制器便进入逻辑关断状态。因此，通过此引脚，可搭建简单的电路，构成过电压保护电路等。

开关频率可以通过外接电阻RSET在100kHz～200kHz之间调整，这个特点可以让使用者根据工作频率优化磁存储以及电容器的尺寸、型号等。表2为不同的电阻值对应的常用开关频率。

表2 电阻值对应的开关频率

RSET/k开关频率/kHz悬空100200125471503317522200控制“频率同步”引脚6，可使控制器与系统时钟或其它开关模式的振荡器信号同步。这个特点使得可以并联使用多个设备，使其工作在同一个开关频率下，极大地消除了相关频率噪声干扰，使开关谐波得到控制和协调；同时获得更多的输出电压值，扩大控制器的应用范围。

3.3.4 损耗功率、热关断

损耗功率PD主要取决于V1、多路输出最大负载电流之和∑ILOAD以及主功率线圈比N等，其近似计算公式如下：

控制器的结温决定于环境温度TA、封装热阻θJA（7脚TO-220封装典型值为35～45℃/W）以及损耗功率PD等，可近似计算如下：

TJ=PD×θJA+TA （10）

在绝大多数应用中，控制器并不需要使用散热片来降低温度，但当控制器温度超过其最大结温时(典型值为150℃)，控制器便进入热关断状态，迫使控制器停止工作，直到冷却至允许开启的温度时才重新工作。也可加装散热片来提高控制器结温，使控制器正常工作。

4 应用效果

为了给控制器提供稳定、连续的供电电压，将大于100μF的存储电容接至供电输入端。将一个1.0μF的陶瓷旁路电容接在地与输入端之间，且尽可能靠近控制器，或连成RC低通滤波器，能有效地消除由输入电流脉冲产生的噪声干扰。为了获得更好的滤波效果，也可用参数为10μH/200mA的小电感代替电阻。

输出电容则选择大容量、低等效串联电阻（<0.1Ω）的电容，可大大提高负载瞬态响应特性，降低输出电压纹波。

为满足电磁兼容性要求，可在电压输入端采用TVS瞬变电压吸收二极管（1.5KE43A）和小型的抗干扰滤波器。

电源主要技术指标为：输入电压27V（18V～36V）。开关频率100kHz。输出电压分A、B、C、D四级：A组+5V@4A，峰-峰值电压纹波小于40mV；B组+12V@0.2A，峰-峰值电压纹波小于50mV；C组-12V@0.2A，峰-峰值电压纹波小于50mV；D组-32.5@0.05A，峰-峰值电压纹波小于200mV，效率（满载）为87.1%。

该电源部件中的所有元器件组装在362mm×160mm的板面里，元器件最大高度低于15mm，重量仅为0.21kg。电源经过各项性能测试和高低温实验，并通过与计算机联试，证明其各项性能指标均达到设计要求。

回扫式拓扑电路结构无疑是目前比较理想的多路供电电源电路结构。其峰值电感电流可检测、输出电压扩展性强等特点，极大地提高了控制电路的稳定性和抗干扰能力，便于供电电源的设计。

计算机电源范文第7篇

关键词：计算机；电源远程控制；操作协议；智能化控制

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）06-0024-03

信息技术的快速发展，对计算机操作性能的要求也是越来越多，在一些职能部门当中，改善计算机的使用效能，更加合理地完善计算机的智能化是计算机产业不断发展的重要因素。不断简化的人为操作，使得在一些工作当中减少人所产生工作的负担是计算机操控技术革新的重要体现。这样可以在很大程度上节省人力消耗，也能够在一定程度上降低因人为因素导致的数据错误现象发生的概率。对于远程计算机操控技术就是在现有的计算机控制技术上一次新的发展过程，通过在电源控制方面的技术研究，来不断完善计算机控制的设计方案，以及将合理的方案投入使用，更好地服务于大众，下面我们就远程计算机电源控制系统的设计以及实现的方式展开相应的研究。

1 计算机电源开启方式

在使用远程的计算机电源控制中，就要对于电源的开关系统进行具体的介绍，其工作原理简单来讲就是计算所智能装置与电机直接相连，装置可以有效的控制计算机在启动的初期所产生的相关的负效应，比如明显的电压减低以及过大的冲击电流，根据载荷的大小智能的调节电流的大小，这样不仅可以起到智能化控制，还能有效保护在实际生产过程中接触的操作人员的安全控制，实现安全生产，实现可持续发展，此外计算机电源控制开关方式有人工操控的技术无法比拟的系统优势，由于其体积小、操作方便，构造也很简单，因此故障率极低，这也是电源控制系统应用得到重视的原因之一。

对于远程电源控制方式来讲其主回路是通过普通的晶闸管作为开关，但是电源启动技术方面，大功率的晶闸管是作为主回路开关元件的首选，导通角的智能化系统控制是通过单片机的应用实现的。计算机电源控制启动装置的具体工作机理是：（1）在最开始的启动阶段，晶闸管的导通角逐渐升高，电机两端的电压也会随之产生变化，由此会对晶闸管的输出电压产生调节功能，当控制系统转速升高到启动扭矩时，启动过程便结束；（2）计算机电源控制装置还具有一个关键的功能——限流，当晶闸管处于完全导通状态时，电机便会处于额定功率下工作，再加上旁路接通起的同时启动，可以有效地延长晶闸管的使用周期，此时计算机进入到稳定运行状态；（3）当计算机程序需要停车时，第一步是旁路接通起器的断开，这样做的直接目的是减小旁路接通器内晶闸管的导通角，这样的话电机转速归零，计算机操作停止，最终处于关闭状态。

2 计算机电源控制系统设计

计算机远程控制不仅能够保证计算机装置在启动、运行中的平稳而且能够有效地减少冲击电流的危害伴随着计算机技术的发展，启动过程与计算机相连，实现交互式操作智能化程度更高。由此不难发现计算机远程控制装置具有很大的发展潜力与发展前景。解决远程震荡以及冲击电流的不利影响的最为有效地途径便是运行前根据预定的可控曲线进行设置，分阶段慢速有序的启动计算机系统，这样一来便可以解决很多动力学问题。现在简单介绍几种常用的计算机远程控制方式：（1）斜坡恒流：电流升高的速度越快，启动速率越高。这种方式是以一定的速率提高电流，直到预定的制定电流后，再以恒定的电流运行，直到启动阶段完成。（2）斜坡电压：启动电压由低到高逐步攀升，不需要闭环控制电流的过程。这种启动方式的最大优点是机理简单易懂，系统故障率低，但是缺乏对电流的控制，因此晶闸管会受到电流的冲击，使用寿命降低。（3）阶跃式：启动阶段加载启动扭矩，这个扭矩一般很大，这样可以有效降低负载的静摩擦力，但是这种方式的弊端是会对计算机装置产生强干扰.（4）矩形转矩：这种启动方式相比较上述三种而言，体积较小，故障率低，结构完善紧凑，设计更加合理优化，安全措施齐全，载荷能力大。

计算机远程控制装置的硬件设计主要集中在电路设计上，其中主回路的控制是核心因素，关键是晶闸管的设计，连接顺序为计算机装置与电动机，其中晶闸管的导通角设计也是重要的一点，使输出电压逐步升高直至额定电压。

在计算机远程控制装置中，控制器的质量以及工作原理直接决定着控制系统的优劣，目前通常的控制器为可编程化的控制器，这种控制器的可靠性较高，可以实现系统的优化和平稳运行，整个运行系统的控制上位机通常是由电子计算机来担当，由此可见，可编程控制器以及电子计算机是关键的两个因素，需要进行相应的程序计算与设计，这种程序设计的过程优化以及结果的完备性、可靠性、准确性直接影响到机械运行的可靠性、稳定性。

具体而言，可以从以下几个方面来阐述计算机远程控制装置的软件设计：可编程控制器往往采用面向运行过程的control language和面向问题的image language，其特点是结构简单紧凑，过程直观易懂，它的程序设计方案一般是根据流程图来实现的；以电子计算机为上位机的计算机软件选取，伴随着现代科技的不断发展，现代计算机软件的功能也日趋强大与完善，可靠性不断提高，这些软件通常都会选择面向对象以及可视化的设计方法，同样，计算机远程控制装置控制系统的控制软件应该具有响应速度快、敏感度高和分析点准确、过程优化等特点，操作界面与接口模块采用不同的程序语言编写也就成了必然条件。这是软件设计里面比较重要的一步，首先要把握操作主界面的设计，因为这是可视化操作界面与操作人员最直接的界面，要求界面简单，直观，功能齐全。

3 远程计算机操控技术的方案设计

远程电源控制节点设计中的硬件部分设计中S3C44B0X是以ARM7TMDI为内核的高性能CPU，是ARM公司最早为业界普遍认可并且赢得最广泛应用的处理核。S3C44B0X的推荐最高工作频率为66MHz。采用0.25μm工艺的CMOS标准宏单元和存储编译器。其低功耗精简和出色的全静态设计特别适合于对成本和功耗敏感的应用。同样S3C44B0X还采用了一种新的总线结构，即SAMBAII（三星ARMCPU嵌入式微处理器总线结构）。

S3C44B0X通过4个I/O口（PC0、PC1、PC2、PC3）将控制信息分别输出到4个电磁继电器上，继电器选用10A额定电流，既可以控制大功率的交流电，又可以控制直流电（弱电）。通过控制交流电的开关直接控制远程被控制计算机的电源，也可以在紧急情况下强行断电关闭计算机。通过控制直流电的开关动作（闭合、断电时序），模拟人工按计算机的电源键，达到开关计算机的目的（包括重新启动），从而保护计算机相关硬件设备。该设备目前原则上只控制一台计算机，最多同时支持两台计算机的电源控制。

图1 远程继电控制示意图

在远程控制的嵌入式软件设计中，选用ARM公司提供的ADS1.2开发工具进行开发和调试，ADSl.2提供完整的Windows界面开发环境，它使Windows平台的开发人员能快速适应该软件功能。该软件的C语言编译器效率极高，能同时支持C++语言，使软件、硬件工程师可以很方便地使用C语言进行开发。为了提高调试速度，增强批量调试各函数的功能，可以将函数的关键状态变量输出到串口，通过上位机保存各个调试状态，再离线

分析。

4 结语

在本文中，从对远程计算机的核心控制中的电源配件进行分析，剖析了电源开关的相应使用原来，通过数据的变换来实现智能远程计算机操作系统。通过改变计算机控制的方式，来使得电源的操作系统更加的方面，在使用中也操作更加简单并且通过相关的检测和监控方式来完善远程计算机电源控制系统的设计和实现。另外，该电源控制系统不仅仅可以用于远程计算机电源的控制，也同样适用于无人值守机房、化工等领域中危险设备的远程电源管理控制当中。

参考文献

[1] 明五一，沈娣丽，刘武发.基于ARM7无线传输

的热电偶测温监控系统[J].单片机与嵌入式系统

应用，2010，11（13）：169-172.

[2] 明五一，刘武发.基于ARM点到点通讯协议的设

计及实现[J].才智论坛，2009，7（13）：

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[3] ARM Limited.ARM7TDMI（Rev4）Technical

Reference Manual[M].ARM DDl，2001，12

（17）：390-392.

[4] 沈娣丽.小型集散控制系统组态软件设计[D].华

计算机电源范文第8篇

关键词：计算机电源仿真；动态系统；仿真模型

中图分类号：TM727

动态系统计算机电源仿真是以计算机科学，概率论，随机网络论，系统工程理论等多学科为基础的，以数学建模为主要手段的新型学科。电源动态系统计算机仿真是计算机仿真的一个分类，做好电源动态计算机的仿真对于真实系统的设计和优化具有重要意义。

所谓计算机电源仿真主要指的是以计算机为主要工具，通过建立仿真模型来对计算机输出信息进行认真分析和研究。计算机仿真技术的主要目的是对现有系统进行科学评价和改进优化。计算机仿真技术在工程设计，计算机集成，网络通讯方面应用非常广泛。基于计算机仿真技术的动态系统的计算机仿真技术则主要是对仿真对象的实际性能进行科学评估和预测。

在动态计算机电源仿真技术中仿真建模是其中的重要环节，仿真效果在很大程度上都取决于仿真建模。因而我们必须要高度重视动态系统的计算机仿真建模。笔者认为计算机的仿真建模类型与计算机的类型有很大的关系，计算机的类型不同动态计算机仿真类型也不同。当前动态系统的计算机仿真建模基本上可以分为数字机仿真，模拟机仿真和模拟――数字仿真三大类型。笔者认为电源动态系统的计算机仿阵基本上可以分为三个基本步骤：建模，模型实现与模型实验。仿真实际上也是包括三个元素：模型，系统和计算机。本文将重点分析动态计算机系统的仿真建模。

1 仿真建模的基本步骤

动态系统的计算机电源仿真建模基本上可以分为以下四个步骤：一是分析系统；二是设计模型；三是模型实现；四是仿真实验。接下来笔者就来详细分析这四个步骤、。

1.1 分析系统。所谓分析系统主要是要明确仿真对象，要确定对象的系统边界，目标函数以及控制参量。对于那些复杂系统而言我们除了要了解上文中的基本内容外，还要对系统内部的层次关系，子系统之间的关系，子系统对上级系统之间的关系。笔者认为明确这些关系是进行设计的前提。系统分析是一项非常重要的步骤，科学分析系统是实现基本步骤的前提，笔者认为在设计过程中必须要认真分析系统。

1.2 设计模型。在详细分析了系统后接下来的工作就是要设计模型。在设计模型的时候，笔者认为首先必须要明确系统与环境之间的信息和能量交换关系。明确这一关系是设计的前提。因而设计过程中必须要明确两者之间的关系。而后就是要进行转换把数学模型转换成相应的用计算机语言或者是电路表示的仿真模型。在模型设计过程中必须要对仿真时间步长和特殊系数发生器的计算方法保持高度重视，在设计过程中要结合系统自身的特点来确定仿真时间步长和计算方法。设计模型是系统模型设计的关键性步骤，对于计算机仿真具有全局性影响，我们必须要高度重视模型设计。

1.3 模型实现。在完成了科学设计之后，接下来的工作就是模型实现了。在这一阶段设计人员可以根据仿真数学模型研制出相对应的数据处理软件或者是模型电路。动态计算机的仿真建模最终是要靠模型来实现的，科学研制仿真数学模型具有重要意义。

1.4 仿真实验。在完成建模之后，最后还要进行仿真实验以确定模型效果。所谓仿真实验主要指的是在计算机上运行数据处理软件或者是对模拟电路加电，而后观察数字计算结果或者电压电频变化曲线。在实验过程中我们必须要研究对象自身的特点来确定具体的实验方案，仿真实验基本上又可以分为确定具体方案，启动仿真，输出信息等步骤。仿真实验的主要目的是通过对输出信息的观察来与实际系统进行比较，最终进行改进和完善。

2 仿真建模

模型分析法是计算机仿真的主要方法。模型分析法主要是通过对实际系统的抽象分析构造出一个数据模型而后利用这个数据模型与实际系统进行对比分析。在模型分析中最关键的步骤就是建立一个能够反映出实际系统关键特征的模型。对于复杂系统而言基本上又可以分为建立结构关系模型，性能分析，评估三个阶段。

仿真系统模型的分类根据分类标准的不同可以分为多个种类。具体而言，仿真系统模型根据表示方法可以分为数学模型和物理模型两大类，计算机仿真主要采用的是数学模型。根据时间关系可以把系统数学模型分为连续时间动态模型，离散时间动态模型，静态模型，混合时间动态模型。根据系统变化方式进行分类，则可以分为离散事件系统变化模型和连续变量系统模型。下面笔者就以连续变量动态系统为例来详细探讨如何进行仿真建模。

2.1 连续变量动态系统的仿真建模。所谓连续变量动态系统主要指的状态连续变化，而驱动方式为时间驱动的物理系统。连续变量动态系统本身根据时间取值方法和取值域又可以分为离散时间动态系统，连续时间动态系统，连续――离散实践混合的动态系统。

在构建模型的方法中针对连续变量动态系统的描述的方法有很多，其中最常见的方式是系统动力学模型，回归模型，差分方程模型，常/偏微分方程模型。在这几种模型中微分方程中微分方程模型应用最为广泛。下面笔者就以微分方程模型来进行分析。

在连续动态系统中我们可以把系统输入设为{u（t）}，而系统输出则设为{y（t）}。此时应用较多的高阶微分方程模型则是：

当系统中出现输入信息{ ε（t）}的时候，此时随机微分方程则是：

该模型在系统中应用十分广泛。模型（1）（2）是研究连续动态系统的有效手段。下面笔者就阿里详细介绍以上两种模型如何转化问计算机仿真模型。上文中的两种模型都是高阶微分，针对高阶微分我们很难直接转换成仿真模型，此时我们就需要采用化归的办法，把模型转化成一阶积分的形式来进行仿真。对于这两个模型我们主要有三种方式来进行转换，一种方式是模型转换法，另一种方式就是离散相似法，最后一种方式是变换操作域法。下面笔者就来详细论述这三种转换方法。先来看第一种模型转换法，采用模型转换法我们主要针对模型（1）（2）采取以下步骤：

通过以上步骤我们就可以把模型（1）转化成：

而模型（2）则可以转化为：

通过以上分析我们就会发现，数值积分是连续动态系统仿真的有效算法，因而它在连续动态系统中应用非常广泛。在设计过程中我们必须要加强对数值积分法的研究。数值积分法具有论述详细和实用算法多的特点，我们在应用过程中必须要结合系统计算机的的特点来选择算法

在分析了模型转换法之后，接下来笔者就来详细论述离散相似法。所谓离散相似法主要指的是通过对连续动态系统采用离散方式来进行转换。在计算机运行过程中，通常意义上它们不具备处理连续数据的能力，此时就需要采用离散相似法的形式来进行分析。所谓离散相似法主要指的是对连续系统进行离散化处理，以便于求的离散模型，最终以离散相似模型作为仿真模型来实现对实际系统的分析。结合上文的两个模型而言就是要设置采样开关以及信号重构器来实现。信号重构器应该具备适当的阶次。笔者结合大量的理论研究以及实践证明，离散相似法在实际系统的转换中能够起到良好的效果。采用这一技术可以实现对模型的有效转换。在实际系统中有一项技术非常重要，这就是Kalman 递推估计技术。采用仿真方法可以实现对Kalman 滤波的精确分析，对各种扰动的灵敏度能够进行精确的定量分析。离散相似法的应用能够为Kalman 滤波算法提供有效的技术支持。

在对连续动态系统进行仿真的时候，有时仿真的目的并不是为了研究系统的输出值，而是要研究实际系统的性能，例如系统的稳定性，操作性，可靠性等指标。在这种情况下我们主要采用变换操作域的方法来进行分析。所谓变换操作域主要指的是在设计过程中要尽量选择S域和Z域来进行分析。具体而言就是要：

对上文中的方程式4进行Laplace变换，此时就可得出以下公式：

该公式就可以称作系统的传递函数。上文中主要是采用L变换。我们采用Z变换技术同样可以得到类似要求，我们在设计过程中必须要结合系统自身的特点来选择一种较为方便的方法来进行处理。无论是L变换还是Z变换，在模型转换中都起到了非常方便的作用。我们要加强对着两种变换技术的研究。此外除了要注重这两种变换之外，我们还要对重构器的设置保持高度重视。重构器的设置在变换域操作中有着重要意义。

重构器设置，可以从零阶信号重构器，一阶线性重构器以及三角形信号重构器，这三种重合器的脉冲传递函数进行分析。在连续信号离散化过程中信息不可避免的会产生损失，这就会导致离散化采样后的数据处理同离散化处理之前的信号之间是有误差的。在变换域操作过程别是在S域与Z域变换中，通过引入校正器可以有效解决这个误差问题。在变换过程中通过调整校正器传递函数可以使得离散后的模型接近系统原型。针对系统校正，一般意义上有两种方式，离散校正和连续校正。

以上三种方法就是对连续动态系统进行转换的三种方法，我们在实际操作过程中必须要结合建模的目的和连续动态系统本身的性能来选择转换方法。在这三种方法中，笔者认为变换域操作法可以起到减小误差，保证系统稳定性的目的。

2.2 高阶系统的简化方法。在计算机电源仿真中，系统在运用微分方程来转换过程中经常会遇到高阶次的问题。高阶次微分方程的出现给系统建模带来不小难度，因而我们必须要采用科学的简化方法来简化高阶微分方程。笔者认为当前高阶微分方程的简化方式有以下两种：一种是频率域简化法；另外一种是时域简化法。下面笔者就来详细介绍这两种方法。

频率域法本身又可以分为Pade法，连分式法以及混合法。时域简化法则主要可以分为摄动法和系统集结法。摄动法主要对整个系统进行解耦处理，解耦处理的最终目的是要把高阶模型分为多个低维模型。摄动法本身又可以分为强耦合关系的非奇异摄动法和弱耦合关系的奇异摄动法。

3 离散事件动态系统的建模

所谓离散事件动态系统主要指的是系统状态跳跃式变化，系统状态迁移主要发生在离散时间点上的动态系统，与连续动态系统不同离散事件动态系统的驱动方式是事件驱动。离散事件系统大部分都是人造系统，系统结构非常复杂，采用传统的微分方程方法很难起到作用。因而我们必须要选择水平更高的方式来进行设计。笔者认为当前针对离散事件动态系统的建模方式基本上可以分为三类：一类是Petri网络模型。二是排队论模型；三是自动机模型。接下来，笔者就来详细分析这三种形式。

3.1 Petri网络模型。Petri网络模型是离散事件动态系统计算机仿真建模过程中应用最广泛的模型。我们说它的应用范围广，笔者认为主要体现在两个方面：一是它既可以用于不带时标的仿真模型中，又可以运用在带时标的模型中。二是它既可以用于确定性的仿真模型，又可以用于具备逻辑性的定性建模中。Petri网络模型具有众多优点，具体而言有以下几个优点：一是具有形式简洁，直观的特点，因而适用于系统组织；二是能够实现对异步并发系统的有效模拟，对模型实体的有效分析；三是能够在不同级别上表示出系统的结构。

近些年来，随着计算机电源仿真技术的发展，Petri网络方法获得了迅猛发展，该模型在实际应用中的效果也越来越显著。在几十年的发展中逐渐研究出了定随机Petri 网（ DSPN） ，有色Petri 网，随机Petri 网（ SPN） ，带有禁止弧的计时变迁Petri 网等各中扩展类模型。

网络扩展类型的增多，Petri网络模型的应用范围也随之扩大。笔者认为该模型在离散事件动态系统中的应用取得了良好效果，同时解决了许多难题。例如广义随机Petri网实现了对计算机局域网实现了精确分析，同时又形成了专业的仿真自动分析软件。又例如高级Petri网的出现，在工程计划管理中获得了广泛应用，成为工程计划确定关键路线的重要手段。

计算机电源范文第9篇

关键词：ZigBee远程计算机电源控制系统；应用

随着科学信息技术的高速发展，计算机在各个行业中的运用范围和地位已经不可替代，计算机运作已经关系到整个行业或部门的运作、资源管理及商业机密等内容，因此，如何运用计算机进行运作管理已经成为各个行业急需解决的重要问题，但计算机的工作任务和管理工作日益增大，且随之复杂化，企业不仅需要投入大量的人力资源，并且计算机的管理工作十分枯燥，每天要定时进行开关机操作，需要耗费大量的时间和精力。据有关市场研究调查显示，当前解决该问题的方法主要为IBM等公司开发的纯软件产品；将软件和硬件相结合，即利用开关电源间接控制远程计算机开关机功能的IT远程机房管理系统；以及利用短信或电话接入的方式，实现远程控制计算机开关机管理。本文就远程计算机电源控制系统的设计和实现，对软件和硬件相结合实现计算机开关机功能进行研究分析。

1 远程计算机电源控制系统组成部分

1.1 远程网关设备

电源控制系统的外部网络通常都是采用因特网，内部网络主要以ZigBee网络为主。而远程网关是整个网络系统中的重要组成部分，远程网关与ZigBee的收发模块相链接，将接收到的外部的网络命令传输至楼层内部，从而实现远程电源控制设备的控制。远程网关的组成部分包括S3C44BOX嵌入式处理器、CC2420芯片、GPRS GTM900A通信模块和嵌入式远程网关控制软件。

1.2 控制服务器

控制服务器主要是通过对网络内中所有的远程电源控制设备和被控计算机、远程网关等相关通信软件进行控制管理，在Oracle10g数据库和服务器端软件中可以监测被控计算机的运行状况和远程电源继电器的开关状况，同时软件管理还可以访问计算机的相关数据查看被控计算机当前的运行状况。管理端软件将控制服务器中的指令预先储存在数据库命令队列表中，待那只服务器发出相应的指令后即可执行任务。

1.3 远程电源控制设备

每台电脑都是一个相对独立的个体，每套远程电源控制设备在原则上只能控制一台被控计算机，为以后的扩容升级做准备，我们将每个系统由1台被控电脑添加到可以控制2台被控计算机。远程控制设备上带有4个电磁继电器，有2路继电器可以独立控制被控计算机的电源开关键，且每一路都具有模拟开关键的动作的功能，而另外2路控制AC220V电压。远程电源控制设备受服务器端软件控制，每个电磁继电器开关机状态都是可以控制和查询的，我们可以设定一个固定的时间对远程网关和电源控制设备的通信链路状况进行查询管理，远程电源控制设备由S3C44BOX嵌入式处理器、电磁继电器、嵌入式远程电源控制软件、CC2420芯片软组成。

1.4 被控端计算机软件

并不是计算机的远程开关都是通过模拟人工按计算机执行命令，为了保证计算机硬件设备和安全关闭被控计算机，被控端计算机软件的功能主要是在接收到命令后即可执行关闭被控计算机操作，同时与控制服务器端软件进行通信，进而反馈被控计算机的状态。

1.5 管理端软件

控制端服务器软件仅限于一台计算机，为了方便操作和管理，相应地增加了管理端软件，通过图形化界面来完成相应的管理工作。同时工作人员对其中任何一台计算机进行操作，该系统都可以检测所有被控计算机当前的运行状态，并发送任务和查询任务执行状况。

1.6 通信协议

通信协议由TCP/IP和ZigBee网络通信协议2个部分组成，TCP/IP用于处理控制服务器和远程网关设备的通信，而ZigBee网络用于处理远程网关设备和远程电源控制设备的通信。ZigBee网络应用APDU格式，静载荷通信协议与基于TCP/IP的应用差距不大，而ZigBee网络当通信距离变长达到50m以上时的误码率与丢包率增大。因此，在采用ZigBee网络时，通信协议必须满足精悍、短小等条件，才能保证通信的质量。

2 远程控制系统的构成

远程控制系统要实现系统的相互辅助的功能，系统中原有的机房和被控制计算机的结构可以保持不变。在运用服务器和数据库服务器运用、业务系统等方面的服务器，不用再重新组建新的硬件设施，可直接在服务器上对服务器端软件进行控制和操作，数据库服务器上直接选用运行Oracle10g；远程网管设备选用ZigBee网络通信，在控制中心网络及防火墙对被控制计算机进行链接。被控制计算机在实际业务中可以利用原有的网络与控制端服务器软件传输信息和数据，在接收到命令后执行命令。远程电源控制终端控制被控计算机的电源按键及交流电源，利用无线网络与控制端服务器进行通信即可，软件在接收到相应的指令后进行计算机开关机动作。

远程关网由硬件部分与嵌入式软件组成。硬件S3C44BOX的内核主要采用ARM7TMDI内的高性能CPU来实现，其中工作频率最高可达到66MHz，同时采用0.25μm的CMOS存储编译器与标准宏单实现精简、低功耗的全静态设计。嵌入式软件采用ACSI.2进行开发和调试功能，该系统可以为开发人员提供一个较为完整地视窗界面开发环境，让工作人员能够快速的适应当前状态和掌握该软件的相关功能。远程网关设备要处理GPRS和ZigBee两个网络，GPRS网络利用CTM9OOA通信模块，通过TCP协议和控制服务器通信，在对AT命令后就能实现一个简化编程模型。而网关设备在ZigBee中主要起着一个协调器的作用，而远程电源控制设备则是整个网络的终端角色。

3 控制系统软件设计

3.1 控制端软件的设计

控制端软件通常采用Delphi 6编写，而通信主要运用Socket、被控计算机和远程电源控制设备来实现，并完成发送命令、执行命令以及查询被控计算机命令的一个执行状态。在被控计算机的运行状态及远程电源的开关状态准备传输到Oracle 10g和服务器端软件的数据库后，即可对软件进行相应的操作和管理工作，而该操作只需要直接访问数据库即可查询相应被控计算机当前的运行状况。管理端软件在发出一系列的控制命令后通过数据库缓存，并等待控制服务器执行。控制端服务器的端口通常设置为3000，软件在正常运行状下启动Socket，此时被控计算机和远程网关设备就提供相应的服务，同时借助网关设备，无线通信向被控端发出软、硬件开关机、断交流电、查询设备状态等任务命令。同时我们还可以将控制端软件设为自动控制模式与手动控制模式。

3.2 被控端软件设计

为实现安全关闭计算机和保护计算机硬件设备，我们在开关机计算机时并不都是依靠模拟人工开关计算机断电或电源键。而是利用软件来完成计算机的开关机等相应的操作。而控制端服务器可以直接对软件进行操作来实现关机，当被控计算机受到计算机死机、网络掉线或网络拥堵等因素不能自动关闭计算机时，则可以通过远程电源控制设备执行硬件关机等相应指令。被控端软件采用Delphi 6编写，通信采用Socket和控制端服务器接受和完成相关命令。

3.3 管理端软件设计

为了提高软件的易用性，和方便相关工作人员操作，管理端软件运用图形化界面，工作人员可以在任何一台被控电脑中运行该系统并进行相关操作。同时还可以对被控计算机进行数据监测和管理操作，以及发送命令、执行命令和查询执行命令的情况。管理端软件包括密码管理、用户登录、组设置、用户设置、历史指令等多个功能，有利用相关工作人员查看和进行操作管理。管理端软件采用Delphi 6编写，而数据库采用的则是选用Oracle 10g，该软件通过数据库命令队列表实现与控制端服务器的通信工作。

计算机电源范文第10篇

图1所示的模拟电源解决方案是一种众所周知和经过实践检验的技术，功率电子工程师在时域中理解起来毫不费力。模拟PW M控制器包括一个误差放大器，用一些电阻和电容构成补偿网络。通过对电阻和电容值进行微调可实现最佳性能。模拟PW M控制器提供快速和准确控制，人们开发了许多先进的模拟控制方案来实现最佳性能，特别是在瞬态要求非常严格的微处理器核心电源应用中。其针对核心及外设电源应用的简单性、易用性和低成本是无可替代的。

最近，数字电源在计算机应用领域受到重视。图2所示的数字电源解决方案通过数字化所检测的电压和电流信息以及以数字形式（频域）重建补偿器和PW M比较器来仿真模拟控制环路模块。要想实现与模拟环路相似的性能，常常需要极高速（> 100MH z）的数字算法处理器。这会导致较高的待机功耗，并可能需要非易失存储器（N V M）来存储具体设计配置信息，如反馈补偿参数。它还需要工程师在模拟和数字域中理解设计。由于其复杂性的缘故，普通电源设计人员无法完全理解数字PWM控制器，这迫使数字PWM厂商向用户提供所有支持和完成设计的大部分内容。因此，设计的稳健性和可靠性严重依赖于厂商支持。数字电源有模拟电源所不具有的一些优点，如轻松更新控制回路补偿参数而不修改硬件电路。另一方面，检测适合计算机应用行业的解决方案仍然需要对热补偿和电流检测网络在硬件电路层面进行微调；因此它们根本不是全数字式方案，而是一种混合式方案。

对于需要用户接口和电源管理的系统，人们常常会引入串行总线，如PMBus。图3所示的混合数字电源解决方案在模拟控制环路和电源管理模块之间需要一个A DC和一个DA C，用于接口和通信。由于数字电源方案中一切采用数字形式的部分都包含在控制环路中，所以数字环路和电源管理模块之间不需要专用的A DC或DA C。但是，数字电源解决方案需要一个A D C来数字化检测到的电压和电流模拟信号，以便进行数字控制处理，还需要一个DA C来将数字信息转换回模拟形式，用于控制功率级，如图4所示。该A D C和DA C都在数字控制环路内部,这有可能影响环路响应，除非使用非常高速和高位数（bit- count）的A DC/ DA C——这会显著提高偏置功率。PMB us电源管理模块的工作频率通常为100k H z或400k H z，而对于非常快速的A D C和D C A转换，数字控制算法处理器的工作频率必须大于100MH z。因此，混合解决方案通常具有比数字解决方案低得多的偏置功率和更快速的环路响应。

结语

本文考察了全数字电源解决方案在计算机技术领域的局限性和一些优势。同时考察了混合数字方案与全数字电源方案进行了对比。混合数字方案提供了模拟控制环路来实现世界一流的瞬态性能，以及数字电源管理功能来实现灵活的可编程性和易于使用的接口。该方案可靠、经济、节能且易于使用。它是一种符合能源之星要求和环保型拓扑结构。