中间总线式电源的设计考虑
CAN总线接口电路设计注意事项
CAN总线接口电路设计注意事项CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用于汽车电子、工业自动化等领域的串行通信协议。
CAN总线接口电路设计的关键因素包括信号线路、电源与地线路、保护电路等部分。
以下是设计CAN总线接口电路时需注意的几个方面：1.信号线路设计信号线路的设计应考虑信号的稳定性、抗干扰能力和传输速率。
首先，应尽量降低信号线的长度以减小信号传输的延迟。
同时，为保证信号的稳定性和抗干扰能力，应使用屏蔽线缆，并正确接地以防止地回流问题。
另外，为提高传输速率，可采用信号差分传输方式，即CAN-H和CAN-L两个线进行差分传输。
2.电源与地线路设计电源与地线路的设计应考虑到CAN总线工作的稳定性和可靠性。
首先，电源线路应提供稳定的电压，以满足CAN总线的要求。
此外，地线路应设计合理，确保地的连续性和低阻抗。
同时，为降低地回流对信号传输的干扰，应采用低阻抗地连接方式，即在CAN控制器和每个节点上都连接一段短接电阻。
此外，为提高抗干扰能力，还可使用电源和地线的滤波电路。
3.保护电路设计保护电路是为了保护CAN控制器和节点不受外部干扰和短路等异常情况的影响。
首先，需要设置电压保护电路，以防止过压和过载等情况对硬件造成损坏。
同时，还应考虑到静电放电和电磁干扰等问题，采用保护电阻、TVS二极管等元件进行保护。
另外，还应设计电流限制电路，以防止短路时过大的电流对硬件造成烧毁。
4.稳压和滤波电路设计稳压和滤波电路的设计是为了提供干净的电源和地线，保证CAN总线的正常工作。
稳压电路可采用稳压芯片或稳压二极管等元件来实现，以保持电源的稳定性。
滤波电路可采用电感、电容等元件，滤除电源和地线上的高频噪声干扰，提高CAN总线的抗干扰能力。
5.PCB布局和阻抗匹配在PCB设计中，应合理布局CAN总线接口电路的各个元件和信号线路，以降低互相干扰的可能性。
可以根据信号的传输速率和长度选择合适的线路宽度，确保信号的传输速率和阻抗匹配。
iic设计的注意事项
iic设计的注意事项IIC（Inter-Integrated Circuit）是一种用于各种设备之间进行通信的串行通信协议。
它是一种双线制接口，具有高度可靠性和灵活性，可以用于控制和通信芯片之间的通信，以及处理器和外围设备之间的通信。
在进行IIC设计时，有一些注意事项需要考虑，以确保设计的可靠性和稳定性。
1.器件选择：选择合适的IIC器件非常重要。
需要根据具体的应用场景和设计需求，选择具有合适特性和性能的器件。
考虑到数据速率、电压等级、功耗、封装和价格等因素。
2.总线长度：IIC总线的长度不宜过长。
总线过长会导致信号衰减、信号失真和抗干扰能力下降等问题。
一般来说，总线长度最好控制在一米以内。
3. Pull-up电阻：IIC总线上需要添加适当的Pull-up电阻。
Pull-up电阻的大小会影响信号的上升时间和下降时间。
过小的Pull-up电阻会增加总线的功耗，而过大的Pull-up电阻则会导致信号变慢。
4.噪声和电源干扰：IIC总线容易受到外界噪声和电源干扰的影响。
为了保证数据的可靠性，需要在总线上采取适当的电源滤波和终端抑制措施，使用屏蔽线和电源续流电容等元件可以起到一定的干扰抑制作用。
5.节拍时序：控制IIC总线传输的节拍时序非常重要。
不同的设备可能有不同的时钟频率和数据传输速率，需要合理安排读写操作的时间窗口，以避免数据冲突和传输错误。
6. 信号电平：IIC总线有标准模式（Standard mode）和快速模式（Fast mode）两种模式。
标准模式的数据传输速率较慢，电平范围为0-5V，而快速模式的数据传输速率快，电平范围为0-10V。
在设计过程中，需要根据具体的应用需求选择合适的模式和电平范围。
7.地址冲突：在IIC总线上，不同的设备可能使用相同的地址，会导致地址冲突的问题。
为了避免地址冲突，可以采用采取编址和寻址规则、引入I2C地址选择器（如PCA9548）等措施。
8.时钟同步：在IIC总线上，主设备负责发送同步时钟信号给从设备。
配电自动化系统规划建设原则
配电自动化系统规划建设原则一、总体原则配电自动化系统规划建设需满足以下十大总体原则：1）配电自动化建设与改造宜以提升配网生产管理水平和提高供电可靠性为目标，以配电配网调度和配电网的生产指挥为应用主体，以挖掘资源和整合信息为重要手段，以强化配电自动化项目管理和实用化应用为抓手，提升配电自动化实用化应用水平，实现对配电网的监视和控制，满足与相关应用系统的信息交互、共享和综合应用需求。
2）配电自动化建设与改造应满足相关国际、行业、企业标准及相关技术规范要求；按照“统筹考虑、全面规划、分析现状、优化设计、因地制宜、分步实施、信息共享、增强效益、充分利用、适当改造、上级重视、专业协作”的总体原则进行规划设计和建设。
3）配网自动化建设与改造必须针对具体供电企业的实际情况而有所区别，不能简单地完全套用单一模式，应在全面评估实施区域的供电可靠性指标、配电网架特点、配电设备及自动化系统现状的基础上，合理选择简易型、实用型、标准型、集成型和智能型等不同类型的配电自动化实现方式；不同实现方式可以在同一地区的不同区域并存。
4）配电自动化宜结合配电网一次网架的建设与改造进行，避免仅为实施配电自动化而对配电一次网架进行大规模改造；配电自动化改造按照设备全寿命周期管理要求，应选择模块化、少维护、低功耗的设备，通过继承或适当改造，充分利用原有一次设备、配电主站、配电终端、配电子站和通信通道等资源，对新上系统和设备应考虑先进、可靠、经济、实用的方针，注重性价比；配电网规划应考虑配电自动化建设和改造需求。
5）配电自动化系统的应用尤其应注重实用化要求，通过与相关应用系统信息交互与服务共享，实现功能扩展和综合应用；应根据实际需要设计功能要求以降低运维的难度和工作量，尽量扩大覆盖范围以实现规模效益；应根据实施区域特点和相关应用系统的实际情况，分步实现配电自动化系统的主要应用功能。
6）配电自动化系统的设计应满足扩展性、延伸性、兼容性和可靠性要求，首先是要做好规划，在充分调研和论证的基础上，摸清本企业配网的信息资源，重点设计和解决好DMS/SCADA和GIS之间的关联，尤其是在系统对外接口、信息交换机制、图/模/库建立及转换上要考虑周密，解决好实时应用和管理应用的关系，采取有效技术措施实现配电自动化系统与相关系统数据信息的交互、集成、共享和综合应用，减少功能交叉和冗余，避免重复投资。
中间母线
本章从课题的来源与研究目的入手，首先介绍了目前通讯系统中单板直流供电方式的主要四种架构，通过对各种供电架构的分析，进而引出了中间母线变换器，并且说明了中间母线变换器在中间母线电源架构中的作用。
其次，对比、分析了国内外各主要电源模块生产商各自中间母线变换器产品的异同，明确了中间母线变换器目前的发展现状与国内外研究现状，最后给出了本文的主要研究工作。
1.1 课题来源与研究目的及意义近年，随着电子及数据产业的发展及分布式供电系统的推广，DC-DC变换器的应用越来越广。
在通信领域，高速的CPU、DSP、FPGA等应用越来越多，功能也越来越复杂，导致通信设备单板直流供电方式也产生了较大的变化。
新的微处理器、存储器、DSP及ASIC都趋向要求低电压、大电流供电。
面对这些，对电源行业提出了巨大的挑战，不仅要求电源产品除了能在低电压输出大电流外，还要做到体积小、重量轻、动态反应快、噪声小和价钱便宜[1~3]。
这些需求促使业界重新审视现有技术和架构[4,5]。
目前通讯系统中，主要供电方式有四种架构[6]：(1)集中式电源架构(CPA-Centralized Power Architecture) 集中式电源架构，如图1-1所示，这是最基本的电源结构，简单、成本低。
它把从前端到DC-DC转换的功能集中到一个框架，减少了占用负载点的电路板空间，避免串接作多次功率转换，效率较佳，处理散热及EMI问题也相对容易。
虽然集图1-1 集中式电源架构Fig.1-1 Centralized Power Architecture中式电源架构在很多应用上运作良好，但对要求低电压、多个负载点的应用，不是很适合。
(2)分布式架构(DPA-Traditional Distributed Power Architecture) 自80年代，模块电源面世后，分布式电源架构被广泛采用，成为最常用的电源架构，分布式电源架构如图1-2所示。
砖式的模块电源具备了DC-DC转换器的三项基本功能：隔离、变压和稳压。
can总线接口电路设计
can总线接口电路设计Can总线接口电路设计一、引言Can总线是一种常用的串行通信协议，广泛应用于汽车电子、工业自动化等领域。
Can总线接口电路的设计是实现Can总线通信的关键。
本文将从Can总线的基本原理、Can总线接口电路的设计要点以及常见的设计方案等方面进行探讨。
二、Can总线的基本原理Can总线是一种多主机、多节点的串行通信协议，采用差分信号传输方式。
其基本原理包括以下几个方面：1. 差分信号传输：Can总线采用两条线分别传输正负两个信号，通过差分电压来传递信息。
这种差分传输方式具有抗干扰能力强、传输距离远等优点。
2. 冲突检测与容错机制：Can总线采用冲突检测与容错机制，可以在多个节点同时发送数据时进行冲突检测，并通过优先级来解决冲突，确保数据传输的可靠性。
3. 高速传输：Can总线的通信速率可以达到几百kbps甚至几Mbps，能够满足高速数据传输的需求。
三、Can总线接口电路的设计要点Can总线接口电路的设计要考虑以下几个方面：1. 差分信号传输：Can总线的接口电路应保证正负两个信号的差分电压，一般通过差分放大器或差分驱动器来实现。
2. 抗干扰能力：Can总线在工业环境中应用广泛，接口电路应具备良好的抗干扰能力，包括抑制共模干扰、抑制电磁干扰等。
3. 高速传输：Can总线的通信速率较高，接口电路应具备足够的带宽和响应速度，以满足高速传输的需求。
4. 电源稳定性：Can总线接口电路对电源的稳定性要求较高，应采取合适的电源滤波和稳压措施，以确保电源的可靠性和稳定性。
5. 保护电路设计：Can总线接口电路应具备过压保护、过流保护等保护电路，以防止外部干扰对接口电路和总线的损坏。
四、常见的Can总线接口电路设计方案根据应用需求和成本考虑，常见的Can总线接口电路设计方案包括以下几种：1. 集成电路方案：使用Can总线收发器芯片，如TI的SN65HVD230等，通过将芯片与控制器进行连接，实现Can总线的收发功能。
I2C总线接口电路设计
I2C总线接口电路设计I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信总线协议，常用于连接各种集成电路之间的通信。
在I2C总线接口电路设计中，需要考虑电气接口、时序要求、硬件电路等方面的设计。
下面将从这些方面详细介绍I2C总线接口电路的设计。
一、电气接口设计1.电平转换：I2C总线上使用的信号线通常是5V或3.3V，而有些器件可能只支持3.3V电平，因此需要在总线接口电路中进行电平转换，以确保信号的兼容性。
2.上拉电阻：I2C总线上的SCL和SDA线需要使用上拉电阻，以确保信号线在空闲状态时保持在高电平状态。
通常建议使用4.7kΩ的上拉电阻。
二、时序要求设计1.起始信号：I2C总线通信的起始信号由主设备发送，它是一个从高电平切换到低电平的下降沿。
为了确保起始信号的准确性，可以使用RC 滤波电路对SCL和SDA信号进行滤波处理。
2.时钟频率：I2C总线的时钟频率通常为100kHz或400kHz。
在设计时需要考虑主设备和从设备的时钟频率能否匹配，并进行合适的时钟频率选择。
3.数据传输：每个字节的数据传输由主设备控制，数据在SCL时钟的上升沿到来时，SDA线上的数据应该保持稳定。
在设计时需要保证数据线上的电平变化满足I2C总线的要求。
三、硬件电路设计1.电源电路：I2C总线接口电路需要提供适当的电源电压，以供主设备和从设备工作。
需要注意电源稳定性和电源电压的合适选择。
2.ESD保护：考虑到I2C总线接口电路可能会面临静电等外部干扰，建议在接口电路中添加ESD保护电路，以保护电路免受ESD击穿的影响。
3.器件选择：在设计I2C总线接口电路时，需要选择合适的I2C驱动器和接收器器件，以确保电路的稳定性和可靠性。
4.PCB布局：良好的PCB布局是确保I2C总线接口电路稳定性的关键。
在布局时应注意信号线的走线规划、地线的布置以及滤波电容的选择等方面，以减小信号干扰和提高抗干扰能力。
总之，设计一套稳定可靠的I2C总线接口电路需要综合考虑电气接口、时序要求和硬件电路等方面的设计。
施耐德低压电气考试考试题(题库版)
施耐德低压电气考试考试题（题库版）1、问答题中性线过载保护（OSN）一般在什么场合使用？正确答案：对于4极断路器STR22SE/STR23SEOSN，应用于三次谐波含量较高的系统的保护中性线保护，在（江南博哥）4P4d位置，中性线保护调节旋钮可整定至1.6×Ir。
2、问答题如何实现断路器MT的通讯？如何接线？正确答案：用户可根据需求选择本体通讯模块和抽架通讯模块，它们分别反映了MT本体和抽架上的电气参数及状态量。
因此，固定式MT只能选择本体通讯模块，抽屉式MT可同时选择两种通讯模块或只选择本体通讯模块。
所有通讯模块必须提供直流24V工作电源。
只有本体通讯模块的接线：（1）从直流24V电源侧引出2根电源线，分别接到每台MT二次端子排上的E1（+）、E2（-）；（2）对于4线通讯方式，从MT二次端子排上的E3A.、E4B.、E5（A’）、E6（B’）引出4芯屏蔽双绞线，分别接至另一台MT断路器二次端子排上的E3A.、E4B.、E5（A’）、E6（B’），依次连接，构成4线通讯总线（3）对于2线方式，只要在每台MT二次端子排上短接E3和E5、E4和E6，然后引出2芯屏蔽双绞线，依次连接，构成2线通讯总线。
本体通讯模块+抽架通讯模块的接线：（1）从外部直流24V电源侧引出2芯导线，接到一个抽架通讯模块上部的一对“+”“-”端子，再从其旁边的一对“+”“-”引出2芯导线，接到另一个抽架通讯模块上部的“+”“-”端子，依次连接所有抽架通讯模块。
（2）用两芯导线连接MT二次端子排上的E1（+）和E2（—）至抽架通讯模块下部的“+”“-”端子；（3）用4芯屏蔽双绞线连接MT二次端子排上的E3A.、E4B.、E5（A’）、E6（B’）至抽架通讯模块breaker侧的对应端子；（4）用导线连接MT二次端子排上的911、914、811、812、311、314至抽架通讯模块上的CT、CD、CE接点；（注：OF、SDE、CH、PF、XF、MX与本体通讯模块的连接，已在断路器内部完成，这里的OF、SDE、CH、PF是和本体通讯模块配套供应的专用附件，并不占用MT断路器标准配置的同类接点数量。
can 电路设计
can 电路设计
CAN电路设计需要考虑多个方面，包括CAN总线的特性、微处理器的特性、传输速率、传输距离等。
以下是一些CAN电路设计的基本步骤：
1. 确定CAN总线的特性和规格：CAN总线是一种用于汽车和其他工业领域的通信总线，具有高速、可靠、实时性强的特点。
在CAN电路设计中，需要确定CAN总线的特性和规格，包括总线电压、总线电阻、传输速率等。
2. 选择合适的微处理器：微处理器是CAN电路的核心部件，需要选择具有CAN接口的微处理器，并且能够满足CAN总线的传输速率和通信距离的要求。
3. 设计CAN接口电路：CAN接口电路是连接CAN总线和微处理器的桥梁，需要设计合适的接口电路，包括物理接口和逻辑接口。
物理接口需要满足CAN总线的电气特性，逻辑接口需要实现CAN协议的解码和编码。
4. 设计电源电路：CAN电路需要稳定的电源供应，需要设计合适的电源电路，包括电源电压的稳定性和电源电流的限制等。
5. 设计信号隔离电路：CAN总线是一种差分信号传输方式，需要设计合适的信号隔离电路，以防止信号的干扰和损坏。
6. 测试和调试：在完成CAN电路设计后，需要进行测试和调试，以确保CAN电
路的稳定性和可靠性。
需要注意的是，CAN电路设计需要考虑多种因素，包括硬件、软件、通信协议等。
因此，在进行CAN电路设计时，需要综合考虑各种因素，以确保设计的正确性和可靠性。
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中间总线式电源的设计考虑
随着通信和数据系统中高性能处理器，专用IC和大规模FPGA的出现，系统中的每种单板的电压种类变得越来越多，板载电源的电流需求越来越大，电压也越来越低。
对于单路输出的电源往往只对输出电压的稳定性，纹波，过冲及其燥声有要求。
对于多路输出的电源，在某些系统中，对于每一路电源也提出了启动时间，延迟时间，上升时间，恢复时间，断电延时的要求，同时对各路电源间的交叉干扰，交叉调整率都提出了要求。
原有的单模块电源体系就难以满足新的通信系统的高速性和多样性的需求。
为了简化和规范电源系统的设计，提高分布式电源系统的可靠性和效率，降低系统的成本，一种称为中间总线电源供电结构（IBA）的电源管理逐渐形成规范。
在中间总线电源出现之前，48V直接降为3.3V或多路低电压输出的隔离电源方法一直被各路输出的交叉干扰，效率和低压基准等难题所困扰。
中间总线式电源为较高效率的系统电源的实现奠定了新颖性的低成本平台。
图1给出了中间总线电源系统的方框图。
图1. 中间总线电源系统
从上图的系统电源结构中可以看出，中间总线电源将一次电源输出的48V电压转换为非精确调节的9V ～18V的中间电压，再由下一级的DC-DC转换器变换为负载需要的2.5V和3.3V等电压。
中间总线电源为系统起到了承上启下的隔离并且初步变换电压作用，由于可以工作在开环模式，因此具备效率高，成本低的特点，并为下一级DC-DC变换器的优化设计提供了条件。
它应具有软启动，过流和短路保护，欠压保护和热保护的功能。
半桥式中间总线电源的设计考虑及实例
负载点电源(POL)在单路或多路非隔离的供电上，容易实现非常高效和稳定的能量变换，可以满足各种不同的最先进的系统控制及储存芯片的需求。
而位于负载点电源上端的中间总线电源就可以用一种无反馈，低成本，电路简单，而且容易扩展功率输出的电源控制芯片实现。
图3给出了一种完整的半桥式总线电源。
在图3电路中，U2是ISL6744，一种简单的双端输出的PWM控制器。
它的各管脚功能详见数据表[1] 。
ISL6744为低成本的桥式拓扑结构而且要求精确震荡频率和死区时间的控制提供了一种选择。
它以简洁的外围元件实现了具有可调软启动，过流，短路保护和内部过热保护的100W输出的半桥电路。
CR3,R2,R7,C6,Q5,D1组成了电
源的启动及偏置电路。
ISL6700为半桥电路的MOSFET驱动器。
在图3的半桥电路频率设置为200kHz。
图2是空载时半桥总线电源的输入特性。
从图中的曲线可以看出，输入55V 时，半桥电路的输入电流为150mA，此时测得的的输出电压为13V。
作为总线变换器，半桥转换器可以在接近50%的占空比(每个开关管的占空比D=0.5)开环工作。
在输入电压48V，输出12V时，变压器的变比为:
功率MOSFET的电流有效值计算公式为：
式中的D是占空比，N为变压器匝比。
图2. 半桥总线电源演示板输入特性
当按中间总线变换器输出10A估算时，按照上式计算得出有效电流为RMS =3.5A。
考虑原边的MOSFET选择
80V/7.5A的半桥开关。
变压器的原边匝数为4匝，副边为2匝。
对于副边的自驱动同步整流MOSFET，采用单匝对应的6V作为自驱动栅电压，这样的平面变压器结构简单。
为了降低导通损耗和增加散热，采用两个同步整流MOSFET并联作为全波同步整流的一个桥臂。
原边主管用两个定额
60V/10A的FDS5670并联。
原边半桥MOSFET的驱动电路采用了低成本的ISL6700驱动芯片（U4），可以提供1.4A的驱动能力，具有滞环的欠压保护功能和内置几十纳秒的死区时间，并提供4mm×4mm的封装。
而控制芯片ISL6744AUZ 仅占用5mm×3mm的面积。
这种封装为低成本高密度砖块电源设计奠定了基础。
输出电感L2的计算。
输出滤波器两端的电压可以表示为：
若设定电感的脉动电流是输出电流的5%，则最小电感：
因此选择载流18A的1.5μH输出电感L2。
半桥电路测试波形和结果
下面的两个波形是短路启动时控制器ISL6744的PWM 输出OUTA(TP4)和OUTB(TP5)的波形。
图4. 软启动初始时的PWM脉冲OUTA和OUTB
图5. 软启动后期的PWM脉冲OUTA和OUTB
从上面的测试结果看出，采用ISL6744和ISL6700设计的半桥中间总线电源至少实现92%以上的高效率。
另外可以实现短路保护和软启动功能，输出电压没有过冲。
在ISL6744的电源引脚上接的2.7V稳压管D2为ISL6700的预先启动提供了保证。
图3 ISL6744半桥应用电路，Vin=48V, V o=12V, Io=8A
图6 效率曲线
图7. 输出软启动功能
全桥电路的设计考虑
为改善隔离变压器磁性材料的利用率，在大功率输出时往往考虑全桥电路。
图9给出了全桥应用电路，该电路可以实现+12V/25A的输出，自驱动的全波同步整流输出电路采用了4个功率MOSFEET并联组成了每个桥臂，选用了适合300W以上的中大功率控制和驱动电路ISL6744和ISL2111。
ISL2111可以实现3A/4A的高电平/低电平驱动能力，集成了自举二极管，可以工作在8V～14V的电压范围，具有比
ISL6700更短的死区时间，可以带来较高的运行频率和效率，
同时减少了外围元件。
ISL2111的输出不受供电VDD的尖峰干扰，不受HS摆向低于地线GND或高速dv/dt变化率的影响。
这种廉价的控制器和高性能驱动电路的组合对更大输出功率的设计的不会带来显著的成本增加。
在图9的全桥电路中，U1的PWM脉冲OUTA发送至U2的LI和U3的HI，这样一来全桥的主管QL1和QH2就具备了同时导通的条件。
图8.全桥功率电路布局
图9 ISL6744全桥应用总线变换器电路
要提高效率降低模块热点，采用低导通电阻的MOSFET 是显而易见的增效方法，同时合理设计功率元件布局和PCB 的设计也极为关键。
图8所示为主要功率元件的布局例图，布局图的上半部分是输出电感和自驱动同步整流MOSFET
的位置。
布局图的底部是原边的MOSFET。
PCB嵌入式平面变压器位于中间。
在低成本的PWM控制器和MOSFET驱动器的基础上，这种简单高效的总线电源模块已经在演示板和实际通信系
统应用中得到了可行性及可靠性的验证。
参考资料:
[1] ISL6744 datasheet,Intersil Corporation /data/fn/fn9147.pdf。