民用飞机智能电源模块设计与实现
摘要：伴随着我国民用飞机设计的不断发展，各类机载设备中的电源模块已不再是单一供电设备的代名词，智能电源的出现使得电源的设计更为复杂、功能更为多样。如何进一步提高对电源模块的监控变得越发突出。从智能电路设计研究出发，按照电路功能划分，详细描述了软件架构，同时运用自检测技术(Built-In-Test，BIT)提升了智能电源的可控性和智能性。实际使用证明，该电源智能电路在智能配电软件的控制下能够良好地满足智能监控和控制功能，保障机载设备运行的安全。
关键词：电源模块;智能控制;自检技术;微控制器;人机交互;民用飞机
隨着我国某型飞机的首飞成功，机载电源模块已不在单纯完成对设备内部提供符合标准的交直流电，智能化和数字控制等方面的设计对于机载电源越发重要，同时如何更好地监控和维护电源已经成为飞机设计者和制造商关注的重要问题之一，因此民用飞机智能电源的设计变得越发重要，相对于传统电源系统，智能电源系统具有以下优势：1)便于控制和维护;2)功能的多样性和扩展性;3)实现人机交互。
1 总体框架
该智能电源模块需要向信息系统中的六种功能模块提供独立电压输出控制，并且监控每路的输出电压、电流，同时对电源模块的状态进行监控，支持系统的维护要求。
该智能电源采用单相115V、400Hz交流供电，经过前端交流电路的处理，为后端提供6路12V的直流电压以及3.3V和28V直流电压。为了实现模块智能控制功能，采用Atmel公司设计的ATmega128 MCU作为整个电源的控制核心，通过外围电路的配合，采用软件控制的方式实现电源模块的检测控制功能、信号处理功能、故障识别及处理功能和人机交互功能。整体设计框图如图1所示。
2 智能部分硬件设计
2.1 开关控制电路设计
独立控制供电是智能电源模块的关键技术之一，当系统内部某个模块出现故障的时候，关闭该路电源输出，可以有效地防止故障的扩散。采用传统的功率开关和驱动电路组成的控制电路不仅控制精度不高，无法对细微的变化做出有效的控制，而且占用印制板面积较大，不利于电源模块的小型化。因此，采取开关控制器硬件控制输出配合MCU软件控制输出的方式，开关控制电路主要功能是对6路12V的智能供电控制、过压过流保护。具体设计框图如图2所示：
本设计采用TI公司推出的TPS24720开关控制器，该控制器电压范围2.5V～18V，具有输出使能、硬件过压过流保护功能，满足3.3V和12V电压的开关控制，同时可调节电压、电流门限，并且该芯片提供监控电流采集点，精确地反映该通路上电流的大小。28V电压的开关控制采用TI公司推出的TPS2492开关控制器。
2.2 监控电路设计
监控电路的功能是监控开关控制器流过的电流以及输出电压，提供给ADC完成模数转换并传输给MCU，通过MCU完成对各模拟量的监控。
该监控电路需要实现对直流电源12V、3.3V电压和电流的监控，以及28V电源电压和电流的监控，采用模数转换器(ADC)配合MCU的方式监控电压、电流值，并通过软件控制开关控制器的输出使能，本设计中共采用4片ADT7516和2片Si8902 ADC配合MCU完成模数转换和监控。ADT7516是一款多功能四通道10-bit ADC，内部集成温度传感器，最大转换速率为22.5KHz，内部有2.28V参考电压;SI8902是一款隔离三通道10-bit ADC，转换时间为2us，隔离率最大为5KV。具体电路如图3所示：
MCU采用SPI总线完成对ADC的读写控制，通过MCU控制3-8译码器(74LVC138)完成对各ADC的片选，采用软件查询的方式对各通路电压、电流的采集，完成对各通路状态的监控，经过数据处理、逻辑比较，完成对各通路的开关控制。通过串口可以将采集的电压、电流值实时显示出来，供维护人员实时掌握电源模块的工作状态。
2.3 离散量电路设计
2.3.1 离散量输入接口电路设计
机舱内部输入的地/开信号经过离散量输入接口电路输入到MCU中，该电路不仅实现了输入信号去抖动，消除了虚假抖动信号对模块产生的虚假控制操作，而且实现外部输入信号与内部电路处理信号的电气隔离，在实现原理简单、可靠性高的基础上，引入了外部离散量BIT测试，具体电路如图4所示：
离散量开关连接的二极管防止外部高电平输入对内部电路的损坏。当外部离散量开关打开，即外部离散量接地，光耦导通，延迟器输出为低电平;当外部离散量开关关断，外部将信号上拉至28V，经过电阻分压和钳位电路保证施密特触发器输入端电压为3.3V，光耦不导通，延迟器输入由电源3.3V上拉，因此输出至GPIO管脚的电压为高电平。
2.3.2 离散量BIT测试电路
MCU通过离散量BIT测试电路可以有效测试离散量通路的正确性，可以在电路调试过程中及时定位和发现问题，极大地减少了电路调试维护时间，具体电路如图5所示：
由MCU的两个GPIO管脚控制电路输出离散量BIT信号，输入到图4离散量输入接口电路中， MCU采集延迟器的输出，从而可以回环测试离散量电路的正确性，由于两个开关不能同时闭合，否则会产生短路，因此通过以上电路设计，即可以隔离外部输入信号与内部处理信号，同时又可以防止信号短路的发生。
3 智能配电软件设计
3.1 需求分析
智能配电软件是实现智能电源健康管理和智能控制的重要组成部分，主要负责对电源模块输出通路的通断控制、BIT检测、故障处理、数据存储和上报、人机交互以及通过I2C接口实现电源模块和外部功能模块的信息交换。针对智能配电软件的需求，可以分为4种工作模式，分别为初始化模式、正常工作模式、人机交互模式以及故障处理模式。
3.2 软件构架设计
嵌入式软件开发以硬件电路为基础，依托于驱动程序，实现顶层应用开发，因此智能配电软件采用分层化的方式进行软件开发。其分层结构图如图6所示：
初始化模式根据离散量的状态进入不同的上电初始化内容和工作模式，接着进行上电BIT检测，完成MCU检测、NVRAM检测、RTC检测、温度检测、中断检测、离散量检测等。
正常工作模式下，在加电BIT检测结果正确时，按照NVRAM中的工作构型文件的加电顺序及加电间隔，控制输出支路的通断，有效的解决各模块间因初始化时间的差别带来的影响。随后进行周期BIT检测。
故常处理模式下，根据BIT检测结果进入不同的故障处理流程，根据需求涉及11种检测。
人机交互模式主要是飞机在进行地面维护时提供给维护人员的操作界面，人机交互提供三级菜单，用户可以通过菜单项选择不同的控制操作，进行BIT检测，并通过RS232接口实现工作、软硬件构型信息的显示和更新。
3.3 智能监控
智能监控是智能配电软件的核心功能之一，监控程序为单任务周期运行方式，当第一次上电时，由于没有进行人机交互模式中的工作构型信息的更新，因此采用默认的加电顺序、加电间隔以及3.3V、12V、28V电压、电流预设门限进行监控;在周期BIT中MCU分时对各通道开关控制器输出端的电压进行采集。当开关控制器流过的电流大于门限范围时硬件自动切断输出;当采集到的电压或者电流不满足电压、电流门限范围时，由MCU软件控制关断相应通路，通过软硬件结合控制方式不但可以增强对供电模块的保护，同时反应速度较快，能够及时监控各电压、电流实时采集值，完成相应通路通断控制。
3.4 BIT检测
该电源模块在软硬件设计之初，充分地考虑到了BIT检测，即依靠模块或系统具备的电路和程序，监控和检测自身运行状态，并对产生的故障进行诊断、隔离、记录和控制。电源系统的BIT检测技术主要包括硬件检测、信号处理、故障识别和故障处理四个部分。智能配电软件根据BIT执行的阶段的不同分为上电BIT、周期BIT和维护BIT三个部分。BIT检测结果充分地反应了当前电源模块的状态，BIT检测是智能配电软件的重要组成部分，贯穿于软件的各种工作模式中。图7清晰的表明BIT检测和整体软件流程图之间的关系。
4 测试方法与分析
功能测试中，由1块烧写了智能配电软件的电源模块、1台电源模块调测台、1块文件服务器模块、1台文件服务器模块调测台以及2台4通路电子负载装置构成。电源模块调测台通过RS232接口和PC机相连，电源模块调测台和文件服务器模块调测台通过I2C调测线缆相连，6路电子负载连接到电源模块调测台的6路12V输出端口，配置电子负载各路额定电流为4A。测试内容如下所示：
a. 采样数据读取：在人机交互模式下，温度显示45.2℃，各路电压、电流值显示均在指定范围内，误差低于±2%;
b. 电流测试：在人机交互模式下，通过更改外部电子负载的额定电流值，各路电流值显示均在指定范围内，误差低于±2%;
c. 过流测试：在正常工作模式下，更改外部电子负载的额定电流值，使其超过智能配电软件内部配置的电流最大门限(5A)构型信息，对应通路输出关断正常;
d. 掉电恢复测试：在过流测试的基础上，将额定电流值恢复正常，通过CBIT检测，该通路恢复供电正常;
e. 故障信息存储：在正常工作模式下，模拟电源模块遇到的故障，比如过流故障，随后重新上电，进入人机交互模式时，读取NVRAM中故障记录地址空间信息，正确的显示过流错误代码和相应的时间信息。
测试结果显示，通过智能配电软件，智能电源模块可以实时、迅速地掌握电源模块的各种状态信息，各通路的控制灵活准确，极大的方便定位和查找电源模块出现的问题，并对故障能够做到及时规避。
5 结束语
本文主要描述了一种基于MCU的电源模块智能部分的软硬件设计，并引入了BIT檢测设计，在详细介绍智能硬件电路的基础上，从软件的架构和控制流程出发，阐述了软件的各功能模式。该电源模块已经圆满地完成了某型飞机的首飞任务，工作稳定可靠，为后续电源模块智能控制的硬件设计和软件开发提供了一定的借鉴意义。
参考文献：
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[9] 李莉，于沛，陈丽娟等.民用飞机电源系统控制器自动测试系统设计[J].电光与控制，2016 23(1) ：44-47.
作者：杨启帆 赵腊才 韩康
【摘 要】论文对电源管理模块的原理功能进行了描述，对产品内部的BUCK稳压、锂电池充电管理、Boost升压、电源切换、单片机控制等电路模块的设计原理进行介绍。
【
【關键词】车载产品；供电管理；电源管理模块
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1 整体方案框图
本电源管理模块为车载重量检测仪相关产品设计，满足车载产品的电源管理应用需求。本产品的主要功能是将车载电瓶的电压转换成重量检测仪系统工作电压，同时为车载重量检测仪内置锂电池充电；在车载电瓶断开后无缝切换至锂电池供电；模块能够为后端的ARM芯片提供电源输出控制、电量信息输出等信息。为满足客户的需求，产品主要由以下几个部分构成：反激稳压、锂电池充电管理、Boost升压、电源切换、单片机控制等电路。
2 各部分详细方案
2.1 反激稳压电路
根据产品技术要求，总结得到反激稳压电路设计具体参数：
输入电压：17VDC-36VDC； 输出电压：9±0.1VDC；
纹波噪声：100mVp-p； 输出功率：最大20W；
输入与输出关系：隔离；
保护功能：输入欠压保护（17VDC），输出短路保护。
根据反激电路设计和调试经验，该反激电源与普通反激电源相比较并没有特殊性，不是本产品设计过程中的难点。在设计过程中应注意降低产品成本、提高产品可靠性。反激稳压电路将采用成熟的隔离反激拓扑，可以实现输入欠压保护、输出短路保护等功能；而且具有输入电压宽，调试简单等优点。电路基本框图如图1和图2所示：
2.2 锂电池充电管理电路（BQ2057）（TP5100）
锂电池充电管理参数：
输入电压：9±0.1VDC ； 电池参数：7.4V/2AH；
充电电压：8.4±0.1VDC； 充电电流：0.5A；
充电过热保护功能（电池温度超过45°C）；
防止电池过放电保护功能（电池输出电压低于6±0.1V）。
本产品采用BQ2057锂电池充电管理芯片，配合较少的外围器件可实现低成本的锂电池充电器，非常适用于低成本的紧凑产品设计。BQ2057的充电分为三个阶段：预充阶段、恒流充电和恒压充电阶段。该芯片推荐工作电压为4.5V-18V，通过配合PNP型三极管或者P沟道MOS管，辅以电池内部自带的NTC温度采样电阻，即可实现锂电池的三阶段充电和过温充电保护。图3是BQ2057配合PMOS管使用的典型电路图。
2.3 Boost升压电路
Boost升压电路参数：
输入电压：6VDC-8.4VDC ； 输出电压：9±0.1VDC；
纹波噪声：100mVp-p ； 输出功率：最大10W；
外部控制使能； 输入欠压保护，输出短路保护。
根据Boost升压电路设计和调试经验，该Boost电路没有特殊性，不是本产品设计过程中的难点。在设计过程中应注意降低产品成本、提高产品可靠性。Boost升压电路将采用LM5022作为控制芯片，可以实现输入欠压保护、输出短路保护等功能；而且具有输入电压宽，调试简单等优点。
2.4 供电切换电路
本产品具有供电切换功能：①当外接电源符合模块输入要求时，模块应切换至外接电源供电，同时对锂电池充电；②当外接电源电压低于17VDC（24VDC电瓶）时，模块切换至锂电池供电；③切换时间少于400μs。由于产品技术协议要求切换时间少于400μs，考虑到设计难度和实现成本，将两路输出通过输出二极管并联短接的方式进行连接，如图4。这种方式控制简单，实现成本低，能够满足客户要求。
2.5 单片机控制电路
单片机在本产品中主要实现以下功能：锂电池电量信息采集，锂电池输出控制功能，产品输出功能，RS232通信功能。为实现上述功能，設计了单片机外围电路，主要有供电电路、模拟信号处理电路、I/O口输出驱动电路、RS232电平转换电路，如图5。
3 总结
单片机作为产品的控制核心，通过采集产品的输入、输出电压和电流对产品输出端的通断开关进行控制，从而对产品的电源进行管理；并通过温度传感器对产品环境温度进行采集，实现整个产品的温度保护。本产品的设计原理和设计方法已经经过了市场验证，满足车载产品的电源管理应用需求。
作者：王铁举
随着节能、再生能源、“绿色”和电子设备必须遵守强制性能效规范，以及便携装置小型化多功能的发展趋势，要求电源与电源管理必须提高电源效率、降低待机功耗、改善功率因数、高功率密度、高可靠性、高集成度、小尺寸、安全和低成本。
为了向读者介绍最新的电源与电源管理技术，本刊采访了一些著名公司，包括Ns，Maxim，Linear，ON Semiconductor，Microchip，Fairchild，Renesas Technology，Infineon等，他们就电源与电源管理技术的发展趋势、创新技术、新产品及其应用、典型解决方案等发表了独特见解。下面是访谈录。
电源供应及电源管理技术将朝着以下的几个方向发展：
容易使用：
可靠的防护设计：
较高的功率密度。
容易使用
许多客户都并非电源管理技术的专家，他们只想利用高效率的开关稳压器为他们设计的电路提供稳压供电。自1990年以来，美国国家半导体(NS)便一直为客户提供Simple Switcher开关稳压器。目前推出的 Simple Switcher开关稳压器及SimpleSwitcher控制器属于第5代的产品，其特点是适用于宽输入电压范围。而且体积极小，但可以输出极高的电流，只需极少外置元件。美国国家半导体的WEBENCH设计工具一直大受客户欢迎。现在这套工具的功能又有进一步的提升，以便客户设计新产品时可以获得更可靠的技术支持。WEBENCH设计网页是个一站式的设计平台。客户可以通过这个平台挑选电源管理芯片，就电路设计进行模拟测试，以便微调及优化系统设计，而且整个设计过程只需几分钟便可完成。
可靠的防护设计
若要确保产品高度稳定可靠，客户必须采用加设了可靠防护装置的电源管理产品。许多新推出的电源管理产品都有基本的周期限流功能，以免系统出现过载及短路情况。此外，许多新产品还另外提供多一重的防护。例如打嗝或电压/频率折回(foldback)功能。美国国家半导体降压稳压器的限流保护点非常准确。以LMZ0000系列降压稳压器为例，在指定温度范围内的温度操作，这系列产品的限流值都极为准确，偏差不会超过±10%。相较之下，市场上同类产品的偏差率高达±20%至30%。
较高的功率密度
由于供电系统占用越来越少印制电路板的板面空间，因此电源管理解决方案的功率密度必须不断提高。目前有多个办法可以解决这个问题，例如采用更高的开关频率、更先进的封装技术以及更精密的生产工艺。作为电源管理芯片生产工艺的领导者，NS拥有先进的技术及丰富的设计经验，因此可以解决客户的供电系统设计问题。
NS响应电源管理技术的发展趋势推出多款新产品，其中包括以下几种。
LM2267x及LM22680芯片(属于第5代Simple Switcher的产品)适用于宽输入电压范围(4.5V至42V)，而且可以输出高达5A的电流。客户可以利用WEBENCH设计工具挑选合适的Simple Switcher开关稳压器，然后按照自己的要求设计电源供应系统，整个设计过程只需几分钟便能完成。
LM20000系列降压稳压器是设计高能源效率、高度可靠电源供应系统的理想解决方案。LM20000系列芯片与Simple Switcher开关稳压器大致相同，共有14个不同的型号，各有不同的电压及电流额定值。这系列芯片的限流值保护点非常准确，偏差不超过±10%，而且一旦过载情况持续，会利用电压/频率折回功能解决问题。
LM34917A是另一款高功率密度的稳压器芯片。这款开关稳压器适用于高输入电压，而且方案体积小巧，最适用于汽车摄影机等必须采用高输入电压的系统。1.25A的LM34917A开关稳压器可以承受高达33V的输入电压，而且采用只有1.97×2.30mm2的μSMD封装。
电源与电源管理的发展趋势是：
安全、可靠的电池充电器设计仍然是便携式消费类产品关注的问题。Maxim利用专有的半导体工艺，将高压充电FET集成在PMIC内部，无需外部过压保护电路即可保证充电的安全性。MAX8677A允许Ac适配器输入和USB输入，内部功率开关和控制电路实现充电/系统供电电源的智能选择。系统供电管理电路可以在没有电池连接或电池已经深度放电、或者是给设备充电时，继续为负载供电。
功能越来越丰富、尺寸越来越小。例如：在手机，特别是智能手机中集成wiFi、GPS、8M像素照相机、QWERTY键盘等功能：Maxim创新的模块化设计可大大降低系统成本和元件数量，较高的开关频率允许使用微小的外部元件。从而为便携产品设计提供强大支持。不同的手机制造商会采用不同的基带和应用处理器，Maxim PMIC：的模块化设计能够针对用户的特殊需求，提供定制设计。
MAX8660/MAX8661 PMIC专为基于第三代MarvelI Xscale技术的Monahans应用处理器而设计，可以支持Xscale处理器工作于智能手机、PDA、便携媒体播放器，GPS导航器以及其它需要大量计算和多媒体能力的低功耗设备中。MAX8660在5mm×5mm×0.8mm、40引脚TQFN封装内集成有8路高性能、低工作电流的电源，I2C接口，以及监控功能。器件完全兼容于Monahans电源的I2C寄存器设置，满足所有Monahans处理器的电压门限、电源排序以及上电斜率要求。该器件的高度兼容性可使软件开发和上市时间最小化。
3G是2009年到2010年的目标市场，高效的PA电源管理方案有助于延长电池的使用寿命，Maxim针对高端智能手机推出了可动态调节PA集电极电压的电源管理IC MAX8805。器件采用2ram×2mm晶圆级封装(WLP)，用于支持WCDMA/NCDMA功率放大器(PA)供电。内部集成了高效降压转换器，适用于中等功率和小功率无线传输应用，同时还具有60mQ的旁路FET，可提供1.5A的峰值电流。
通过分析若干即将在LED驱动器IC需求量增长过程当中发挥作用的“催化剂”，我们不难发现LED将迅速成为一种主流照明光源。其中的4个主要的推动力是汽车照明、LED光输出、LED成本因素及其有望取代白炽灯泡的潜在用途。
许多中高档多媒体移动电话、PMP播放器和DSC基本上都采用具1Ah至1.2Ah容量的电池，而迷你型亚笔记本电脑/平板个人电脑则采用1.5Ah-2Ah容量电池。因此，凌力尔特(Linear)采用专利热调整电路的线
性电池充电器产品线成功地解决了由高电流线性稳压器所引起的潜在热问题(当充电器IC位于器件内部时)。由于电池容量的增加以及人们对快速充电时间需求的继续存在，因此对于保持合理的PCB温度而言，线性热调整将变得日益重要起来。此外，如果需要大于IA的电池充电电流，凌力尔特则为客户提供了效率接近95%的单片式同步开关电池充电器，从而能够最大限度地减少热设计的约束。
凌力尔特的LTC3562是一款四通道、高效率、2.25MHz、同步降压型稳压器，能够从一个3mm×3mmQFN封装桌提供双通道600mA和双通道400mA连续输出。每个通道都能够通过板载I2C接口(两个通道通过I2C，两个通道通过RUN引脚)进行独立控制(包括输出电压)，从而使其适合于诸如微处理器等要求动态调整输出电压的应用。
凌力尔特拥有众多旨在满足LED驱动设计要求的产品。LT3595、LT3518和LT3755便是部分产品实例。
LT3595降压模式LED驱动器具有16个单独的通道，备通道能够从高达45V的输入来驱动一个由多达lO个50mA LBD所组成的LED串。每个LT3595将能够驱动多达Z60+SOmA白光LED。一台46英寸LCD TV将需要为每部HDTV配用约10个LT3595。它的16个通道均可以独立控制，并具有一个能够提供高达5000：1 PwM调光比的单独PWM输入。
凌力尔特最新推出一款LT3513。该转换器具有5个独立受控的稳压器，用于提供一个TFT-LCD屏内部所有必要的电源轨。
LT3755/-1是一款60V、高压侧电流检测DC/DC控制器，专为从一个4.5至40V的输入电压范围来驱动高电流LED而设计。LT3756/-1采用了相同的设计，但可以从6V至IOOV的输入来提供至100V的输出。这两款器件都非常适合于众多的应用，包括汽车、工业和建筑照明。对于那些需要高于40V输入电压(比如：48V电源轨)的应用，LT3756/-1将是优选的解决方案。
电源和电源管理技术发展的焦点仍将是利用恰当的技术以用更少的电能来实现与日增多的应用功能，从而提升电源能效，这涉及提高电源工作效率、降低待机能耗及改善功率因数(PFC)等。
我们看到人们越来越需求极高能效的终端产品，而世界各国的能效规范标准也在不断演进。所以电子制造商将需要在不同输入电压和负载条件下，推出能在真实世界环境下具高能效的电源产品。
如在计算机市场，安森美半导体除了具备vcore的专长，还开发多种系统电源产品，如控制器、驱动器、音频放大器、MOSFET和EEPROM，用于增强我们在笔记本、台式电脑和服务器领域的价值主张。以笔记本应用为例，最新的7位可编程多相同步降压开关稳压控制器ADP3212，可编程进行1相、2相或3相操作，完全符合IMVP 6.5版规范，用于英特尔下一代处理器的笔记本电源。这器件的一项重要优势是能够动态地追踪变化的电压识别(VID)代码，使移动处理器的Vcc。电压能够无须重设控制器或CPU而进行改变，使CPU在工作中能够动态地降低内核电压，降低电池电能消耗、延长使用时间。
在汽车市场，我们与领先的汽车OEM协作，发挥我们的设计、销售和供应链资源优势、配以丰富的产品系列。包括AsIC、cAN和LIN收发器、马达控制、驱动器、MOSFET和分立器件等。以NCV7708A为例，这是一款完全保护的双6路半桥驱动器，特别适合汽车中的运动控制应用。6个低端控制器和6个高端驱动器能够自由配置，并能单独控制，支持高端、低端和H桥控制。这器件在休眠模式下的静态电流极低。
在电源市场，我们新推出的GreenPoint 255 w ATX公开参考设计在所有负载点都提供88%高的电源能效，且在真实世界(而非实验室)条件下提供极高能效，远高于市场标准，而且其配置可立即投产。高效电子(Hipro Electronics)台式电脑电源应用。
在便携消费市场，我们提供用于显示和背光、音/视频、互连和电源管理等四个主要关键子系统的解决方案。如我们的照明管理集成电路NCPS890在极小封装中集成了LCD背光、装饰光控制和环境乐感测功能，能够根据环境光的亮度来调节背光电流，从而延长电池使用时间。
而在不断兴起的LED应用领域，安森美半导体提供一系列的LED驱动电源解决方案，包括可集成最高700V高压FET的离线型AC-DC开关电源解决方案、宽输入范围的中等电压LED应用DC-DC电源解决方案和LED便携背光应用电源解决方案等。
能源成本的骤增(也可以说是不可预期)促进了对节能技术的需求。无论是电子消费品还是商业应用，电机和照明在总能耗中都占相当大的比重。嵌入式单片机(MCU)及相关模拟外设具有高效的电源转换功能，还提供可降低能耗的智能工作模式。
利用8位、16位和32位MCU可以实现廉价的电机控制方案。PIC16HV616等MCU包含PWM模块及其他模拟外设，能对步进电机以及有刷和无刷电机进行控制。
Microchip Technology(美国微芯科技公司)的dsPIC33珂12MC201 DSC提供了高度优化、兼具成本效益的解决方案，能实现三相电机的高级控制。这款20引脚的DSC(数字信号控制器)器件包含一个快速模数转换器(ADC)和一个电机控制PWM模块，前者能够同时采集多通道的信号，后者则具备管理三相电机功率控制级所需的功能。
许多国家如今已经贯彻了将逐步淘汰低能效白炽灯的规划。目前，荧光灯是使用最广泛的替代品。但是，LED在普通照明应用中的使用也与日俱增。LED的工作寿命非常长，最终能够提供比荧光技术更高的效率。
道康宁推XIAMETER品牌建最大有机硅交易平台
日前，道康宁公司宣布，正式升级在线交易平台，强化XIAMETER品牌来建立世界最大的网上有机硅产品市场。
据XIAMETER业务部全球执行总监雪莉女士介绍，2002年推出的XIAMETER商业模式并不适用于所有用户，随着客户需求的不断变化，此次全面对XIAMETER商业模式进行升级，使其可以为更多数的客户服务。
据了解，新的XIAMETER商业模式所提供的产品数量增加了一倍以上，在全球各地由道康宁生产的标准有机硅产品现在都可以在XIAMETER品牌下购买到。产品家族系列从二甲基硅油和乳液至DIY及专业建筑工程所需的密封
胶，还有橡胶基胶、混合物和有机硅烷等。这些原料是个人护理、建筑、汽车、纺织、造纸业、能源和其他等工业提升效能的必需品。
雪莉表示，如果需要，客户可以继续大量地以油罐车或货柜车为单位来购买。不过，很多客户需要以更小量订购。虽然该公司仍有最低起订量的要求，但客户现在可以以托盘数量或以更符合自己需要的小批量来购买产品。史无前例地，客户可从当地经销商处购买到XIAMETER品牌下的产品。这样可以配合一些喜欢享受当地采购的便利或采购数量低于最低购货量的客户。
雪莉说：“我们的经销商是我们成功的重要因素，并将继续与道康宁和XIAMETER品牌共存。”
LED需要高效的恒流驱动器。该驱动器结合智能控制技术，使LED很可能会成为一种非常独特的光源。
可采用不同的策略将智能控制与LED驱动器相结合。首先，可将小型MCU与提供功率调节功能的外部模拟Ic相连。PICIOF200(单片机)可向功率Ic提供控制信号以调节LED的亮度或颜色。诸如MCP1631等器件可从MCU接收开关时钟和参考信号以提供功率调节功能。同一个McuN连接多个MCP1631器件，以对多个功率通道进行控制。
实现智能LED驱动器的另一个方法是将模拟外设与MCU功能相结合。PICl6HV785是一款8位的MCU，它集成有高速比较器、运放和一个参考电压模块。可使用模拟外设来构建所需的任何开关式或线性功率调节电路。
采用全数字方式也能实现智能LED驱动器功能。不采用模拟元件，而是使用AIDc来测量LED电流并使用软件算法对其进行调节也能实现功率调节。dsPIC30F1010 DSc具有特殊的PWM外设、高速ADc和其他旨在支持各种开关电源应用的模拟外设。
发热是LED的一个不利因素，也可能是照明装置设计人员所要解决的最关键的问题之一。必须限制LED的工作温度以保证较长的使用寿命。电子温度检测是工作在恶劣环境(比如汽车或户外)下的LED驱动器应用的理想之选。MCP9509是一款逻辑输出温度传感器，可安装在照明装置中LED附近，以检测其工作温度。MCP9509的温度跳变点可由一个电阻设定，其漏极开路输出可直接输入给模拟基准电路，以便根据比较结果切断LED电流或将电流降至安全的工作水平。如果需要比例温度控制，则可使用MCF·9700温度传感器，该传感器提供的线性电压输出信号可连接到MCU的ADc，或直接用来控制模拟基准信号。
所有类型的光源均能从通信网络获益以达到节能目的。诸如IEEE802，1S.4等网络协议为传感器、控制电路和光源间可靠的无线通信提供了一种经济有效的途径。Microchip的MRF24J40M无线收发器模块向设计人员提供了将低功耗2.4GHz无线控制技术集成到任何应用的简便方法。该模块提供经过认证的解决方案，使最终用户无需进行RF设计。
电子应用中电能的高效使用预期将成为未来数年的主要推动力量，能够提高效率水平、减少电力需求或延长电池寿命的解决方案将在未来占据重要的地位。我们认为从高能效中获益最多的领域为：电机、照明和电源。在所有这些应用中，电子含量正在增加，这为半导体供应商带来了机会，提供在这些应用中实现更高能效的电源解决方案。
FAN9612是飞兆半导体提供的临界导通模式(BCM)交错式功率因数校正(PFC)控制器，用于数字电视、台式电脑和入门级服务器、前端电信系统，以及额定功率范围从100W至1000W的业电源系统之电源。由于FAN9612采用交错方式，并在所有运作条件下都保持两个功率级精确的180度相差，因此能够降低导通损耗。这些节能优势是帮助用户满足最新的“能源之星”和“电脑节能拯救气候行动”要求所不可或缺的。通过电源轨的交错排列，FAN9612还可以减小输入滤波器尺寸，较其它解决方案能减少线路板空间多达10%。这种更小系统尺寸的优点在于降低了解决方案的总体成本。
FANS355是用于动态电压调节(DVS)应用的同级最佳3MHz解决方案，能够提供高达1A的电流。这一产品在手机和上网本中的典型应用包括：用于处理器的动态功率调整和用于DDg2g~LFDDR2内存的供电。FANS361是世界上最小的600mA解决方案。其尺寸之所以能够减小是由于采用了6MHz的开关频率，允许使用微小的低成本片式电感器和电容器。FANS361具有6MHz下最高效率。
FAN2108是完全集成的8A同步降压转换器，可在宽泛的输入电压范围(3v至24V)提供高效率输出，适用于机顶盒、图形卡、负载点和工业电源网络设备等应用。同类的解决方案如要达到高效率，需要使用附加的分立组件或大量电路板空间一因而延长了设计时间和加大了终端应用的尺寸。TinyBuck器件在纤细的5ram×6ramMLP封装中集成了控制器、MOSFET和启动二极管，构成业界最小的8A解决方案。
飞兆半导体的EZSWITCH初级端调节控制器FSEZ1216和FANl02集成了初级端调节PWM控制器，其中PsEZl216更集成了一个功率MOSFET，都无需复杂的次级端反馈电路就能够轻松获得出色的恒压和恒流性能。相比振铃扼流圈转换器(RCC)分立式方案，这些PsR控制器可以简化设计;省去额外的组件;并降低总体系统成本。FSEZ1216和FANl02能够满足能源之星EPS 2.0标准所规定的更高效率要求，这一规范的强制效率要求较EPS1.1高出6%。
面向PC和服务器应用的功率MOSFET
随着需要处理的数据量的增加以及计算机服务器、膝上型电脑和通信器件等应用的存储容量的增大，CPU、GPU和存储器的技术指标也得到了提高，具体表现在低电压、大电流处理和高速率上。因此，除了快速响应和高精度以外，用于驱动CPU等器件的电源还必须具有出色的低电压和大电流处理特性。此外，出于环境保护的考虑，对高能效的需求也在不断增加，而且它使得功率MOSFET必须具有高性能、高效率、小尺寸和低损耗。为了满足这种需求，瑞萨科技公司开发了第10代功率MOSFET系列产品，其采用超细工艺节点以及优化的结构设计和封装技术来降低损耗和提高效率，并且目前正在扩展其产品系列。
稳压器(vR)电源通常用于服务器和膝上型电脑中，能够从12～20V的输入电压上为CPU和其它内部器件生成1～1.8V的输出电压。它是利用功率MOSFET通过高速开关(f=300kHz～1MHz)实现这种电压转换的。这就意味着，功率MOSFET必须是低损耗元件，并且能够在从小电流
区(轻负载)到大电流区(重负载)的宽范围内进行脉冲宽度为几十毫微秒的方波的高速、高精度转换。
第10代功率MOSFET系列(漏，源电压容差30V)降低了3种主要的、会影响功率MOSFET VR电源操作的损耗：传导损耗、开关损耗和驱动损耗。跟第9代产品相比，其导通电阻(RDson)约低30%，与RDson具有互反关系的漏，栅负载(Qgd)约低30%，栅电荷(Qg)约低27%(后两者均与具有同等导通电阻的早期器件相比)。第10代功率MOSFET系列产品整合了高速开关和低驱动损耗，从而实现了小型电源、降低了损耗、提高了效率。
采用的封装形式包括LFPAK(无损耗封装，瑞萨科技公司封装编号)小型封装，具有出色的散热性能和低感抗特性，这在高效电源领域是为大家所公认的;WPAK(瑞萨科技公司封装编号)超薄封装，其中用铝带代替了传统的金丝，可以将封装电阻降低一半：SOP-8。用户可以选择最符合其应用要求的封装。
该系列中即将推出的产品包括：
面向服务器和膝上型电脑电源的低导通电阻系列产品(如RJK0 346DPA(WPAK)，Rns(on)=1.5mΩ(典型值)。)
作为一种小型解决方案，WPAKDual型产品在单个封装内整合了优化的高端和低端元件(这2种元件采用了SBD，并且能够在高频和更低的EMI水平下提供更高的效率。)
归入第10代功率MO SFET的WPAK Dual(RJK0383DPA)将输出电流从先前的5A左右提高到了10-15A。各种版本的产品均提供针对通信基站或计算机服务器分布式电源系统用砖式电源内的一级切换和二级同步整流进行了优化的特性。漏，源电压容差为40～200V的产品也将纳入该产品系列的行列。
MOSFET满足新能效目标
电脑产业拯救气候行动计划(Climate Savers)发起的80PLUS Gold金牌认证规定的新能效目标(图1)，要求在美国能源之星计划当前的要求基础上，再使计算机的能效提高约10%。英飞凌(Infineon)为此大力改进其MOSFET。6月中旬，在深圳举行的第十五届中国国际电源展览会暨第十三属中国变频器及电子变压器展览会上，英飞凌推出了多款MOSFET，包括全球首发高端功率晶体管CoolMOS c6，还有中低端的OptiMOS 3家族的75V产品。
CooIMOS C6凌空出世
高性能MOSFET 600V CoolMOS c6系列可使诸如PFC(功率因数校正)级或PWM(脉宽调制)级等能源转换产品的能源效率大幅提升。c6融合了现代超结结构及包括超低单位面积导通电阻(例如采用TO-220封装，电阻仅为99mΩ)在内的补偿器件的优势，同时具有更低的电容开关损耗、更简单的开关控制特性和更结实耐用的增强型体二极管。
C6系列是英飞凌推出的第五代CoolMOS。英飞凌在CoolMOS c3f第三代)和CoolMOS CP(第四代)的基础上，进一步提高了开关速度并降低了导通电阻。C3目前是该公司应用广泛的产品系列，但是c3价格进一步下降的空间有限，c6以更高的性价比可替代c3，英飞凌同时也认为C6更适合对价格比较敏感的中国市场，因此把C6的首发地选在中国。不过，CP系列由于开关损耗更低，仍将在市场上长期存在。
继承了前代产品的易用性和高能效特性，加上更高的轻载效率，将使CoolMOS c6系列成为硬开关应用的基准。另一方面，存储在输出电容中的极低电能和出类拔萃的硬换流耐受性，使该器件成为谐振开关产品的较好选择。
c6器件可降低设计难度，非常适合于各种高能效应用，例如面向PC、笔记本电脑、上网本或手机、照明(高压气体放电灯)产品以及电视机和游戏机等消费电子产品的电源或适配器。
CoolMOS诞生于上世纪90年代，是业界高性能MOSFET的先驱，以大批量生产和高可靠性引领潮流。
75V丰富OptiMOS 3产品线
OptiMOS 3 75V功率MOSFET系列具备领先的导通电阻(Rpson)和品质因素(FOM,Qg’RDson)特性，可在任何负载条件下，降低开关电源、电机控制和快速开关D类功放等电源产品的功率损耗并改善其整体能效。
OptiMOS 3 75V功率MOSFET系列是交/直流开关模式电源(例如台式机和服务器装备的电源)的同步整流选择。英飞凌此次新推出的OptiMOS375V功率MOsFET可以帮助满足80PLUS Gold金牌认证规范。它采用节省空间的SuperS08封装，相对于同类器件而言，导通电阻和品质因素分别降低40%和34%，结果可使SMPS的同步整流级的功耗降低高达10%。
OptiMOS 3 75V系列进一步壮大了英飞凌功率MOSFET产品的阵营。目前，采用英飞凌N沟道OptiMOs 3工艺制造的器件型号已接近100个，每款都具备业界很低的导通电阻和栅极电荷，可降低产品的导通损耗和整体功耗。
摘 要：随着现代仪器设备及微电子技术的迅速发展，相继出现了相控型稳压电源、集成化线性稳压电源、新型智能開关电源、UPS电源、太阳能电源和程控电源等，人们对电源的要求越来越高。同时，全球的节能需求和电子设备必须遵守的强制性能效规范要求，以及便携装置小型化功能趋势推动着电源朝着高电源效率、低待机功耗、高功率密度、高可靠性、高集成度和低成本的方向发展[1]。因此，从经济角度和科学研究角度上看，研究电源变换技术和控制技术都是很有价值的。本文作者结合多年来的工作经验，对电源及电源变换技术的发展进行了研究，具有重要的参考意义。
关键词：电源；电源变换；发展
1电源与电源变换的类型
供电电源总体上分为交流电源和直流电源两大类。蓄电池属于直流电源，既可作为直流电源系统备用电源，又可作为启动动力电源，还可作为交流配电设备操作电源。由于供电电源不总是能直接满足用电设备的需求，这样就需要一个中间环节将供电电源转变成用电设备需要的电源，这个环节就是电源变换。目前发达国家的电源80%以上是通过变换后才应用的[2]。
电源变换有以下四种类型：
（1）DC-DC变换，它将一种直流电能变换成另一种直流电能；（2）DC-AC变换，它将直流电能变换为交流电能，这种变流装置称为逆变器；（3）AC-DC变换，它将交流电能变换为直流电能；（4）AC-AC变换，它将一种交流电能变换为另一种交流电能。
2 电源与电源技术的现状
2.1 国内外电源的发展
国外电源的发展大致经历了4代：第一代为直流电机电源，耗能大、效率低；第二代为"自藕+硅整流"式直流电源，使用自藕变压器调节输入电压，再由大功率硅整流管整流，效率较低、精度、纹波等技术指标差；第三代为可控硅电源，效率较高、功率范围宽，是目前广泛使用的电源；第四代为开关型直流电源，体积小，精度、纹波系数高、可靠性高，是未来直流电机驱动和电镀电解行业的主体电源[3]。
我国的电源产业起步于1949年，历经几个发展阶段，已经发展到各行各业，如机械、邮电、铁路、电子、军工系统等都有电源开发与生产，还有大量国外产品公司进入我国，竞争逐步加剧[4]。
随着电子技术的发展，电子设备已由原来的静止独立系统发展为便携式综合系统。作为电子设备必不可少的供电电源部分，也由集中式供电方式发展为分布式供电方式，向着高效化，小型化，数字化，绿化等方向发展。
2.2 电源技术的现状
当前在电源产业与电源相关的技术有：高频变换技术、功率转换技术、数字化控制技术、全谐振高频软开关变换技术、同步整流技术、高度智能化技术，以及诸多的电磁兼容相关技术、各种形式的功率因数校正技术、各种保护技术、并联均流控制技术、脉宽调制技术、各种变频调速技术、各种智能监测技术、各种智能化充电技术、微机控制技术、各种集成化技术、网络技术、各种形式的驱动技术和先进的工艺技术等[4]。
在PWM（DC/DC）转换方面，能够提高有源模式效率的软开关和谐振模式拓扑正越来越受欢迎。PWM开关电源按硬开关模式工作，但开关损耗大。为此，必须研究零电压开关（ZVS）/零电流开关（ZCS）技术，或称软开关技术。软开关逆变技术研究的重要目的之一是实现PWM软开关技术，使它既能保持原来的优点，又能实现软开关工作。小功率软开关电源的效率可提高到80%～85%，我国已将最新软开关技术应用于6kW通信电源中，效率达93%。ZVS适合用于全桥主电路的控制，与传统的全桥移相控制相比，此法用较少引脚封装，降低了系统的复杂性，不但具有同样的转换效率，而且能改善过流和轻载性。
3 研究的内容和前景
电子设备都是根据需要而发展的，由电源的发展趋势得出电源技术研究内容的主体是如何使电源设备小型化、高效率、低成本和绿化。这也是电源与电源技术的发展趋势，但这些趋势并非是彼此独立不相干的，因为各个因素之间存在着权衡取舍。数字电源控制技术的出现使更高功率密度和更高可靠性的实现成为可能。以下是对电源和电源技术研究的内容作简单的分析。
3.1 电源需具备一定的电源管理功能
电源管理器件是在便携电子设备多样化过程中，使电池工作时间尽量延长的一种器件。它在节电方面发挥巨大作用，正在走高性能、高集成、小型化的道路[1]。随着技术进一步发展，电源将不再孤立存在，由于相同系统上各不同负载间的通信需求，需要把微控制器整合到电源中以便通信，并提供部分电源的管理。
3.2 电源的节能和绿化要求
随着不可再生能源不断减少，节约能源及环保日益为人们所重视。自20世纪70年代以来，许多国家开展了新型可再生能源的研究、开发和利用工作，推动新能源的快速发展已经成为当务之急。近几年发展的新能源有：太阳能光伏电池，风能发电和燃料电池。燃料电池目前已发展成为固定式的燃料电池和专用的汽车用燃料电池，其特点是变换效率高，对环境的污染几乎为零，体积小，可以在任何时候和地方方便地使用[2]。
电源是节约能源的重要环节，逆变技术在节约能源的同时还能改善和提高抗电磁干扰的能力，减少谐波的污染。随着高性能的DSP控制器的出现，逆变电源的全数字控制成为现实。
3.3 便携和野外勘探领域
野外勘探设备的供电电源的功率与输出电流的精度对探测结果的精度与分辨率有很大的关系。同时，由于其应用领域的特殊性，很多时候都是用蓄电池供电，需要电源具备较高的效率，低损耗，并且工作时间尽可能长，携带方便等。因此有必要安装电源变换器将单组或多组蓄电池变换成仪器需要的直流电源，并且要求这种电源体积小、质量小、又有高的转换效率。
与此同时，便携式电子产品的数量越来越多，尺寸越来越小，发射功率越来越大，灵敏度越来越高，接受微弱信号的能力越来越强，要求电源更加灵活多样。便携式电子设备的小型化和低成本化使得电源以轻、薄、小和高效率为发展方向，而便携式电子设备电源的模块化、智能化已是当今电源技术的主流发展趋势。
3.4 数字电源技术
数字电源具有四个主要特征：可编程性，监控性能的可知性，响应性和数字环路控制。采用数字电源控制技术的电源没有调谐环路元件，可避免故障和误调；有较宽的稳定工作范围；部件重复性更好；有较好的自诊断能力。
传统的模拟电路控制存在电路复杂、调试困难、元器件易老化、输出性能低等缺点。为了克服这些弊端，发展了各种现代电源技术，包括开关电源，UPS电源，净化电源等。如今，电子设备配置的电源，正从升降电压的变压器转向开关电源、DC-DC变换器和变流器等。以电池作为电源的便携电子设备，则常会用到DC-DC变换器。作为下一代电源，采用DSP控制的数字电源已开发成功，进入产品化阶段。采用DSP作为逆变器的控制核心，集成度高、抗干扰能力强，可以用软件很容易地实现灵活、准确的在线控制与全部故障检测，便于实时控制。
4 结语
由电源技术的发展可以看出，市场需求推动了技术的发展。电源广泛应用于各行业，并继续朝高频、高效、高密度化、低压、大电流化、多元化技术和绿化等方向发展。电源变换技术的数字化研究不仅具有广阔的发展前景，而且具有现实的应用意义。无论是其学术价值还是其市场地位和经济效益都将是巨大的，值得我们去研究开发。
参考文献
[1]电源与电源管理技术发展趋势访谈录. 电源与电源管理技术专刊， 2007： 2～8.
[2]赵建统， 薛红兵，梁树坤.浅谈电源产业及电源技术的发展趋势[J].电源世界， 2007（2）： 3～6.
[3]廖晓科.逆变电源研究热点及发展[J].微电机，2008（07）.
[4]李伟. 数字控制逆变电源的研究与实现[D].武汉理工大学，2007.
作者：刘洁
目前世界各国正在研究48VDC汽车用电源系统，欧共体计划从2008年开始采用4 8VD C电源系统。如何在48VDC电源系统下兼容12VDC电子设备成为了一个课题。通过线性稳压电源实现48VDC／12VDC的转换会产生很大的功率损耗，缺点明显。
本文提出了一种具有过载和短路保护的车载电源系统的开关电源设计方案。该方案采用单端反激式结构实现48VDC／12VDC的转换，输出电压稳定，波纹小，不间断，性能可靠且电源损耗小。
UC3842的保护电路设计
1 UC384g的典型应用
UC3842是高性能的单端输出式电流控制型脉宽调制(PWM)芯片，其典型应用电路如图1所示。
2 过载保护原理分析
当出现输出短路时，输出电压会下降，同时为UC3842供电的反馈绕组也会出现输出电压下降。当输入电压低于10V时，UC3842停止工作，开关管截止。短路现象消失后，电源重新启动，自动恢复正常工作。
但由于在高频关断的时候会出现很高的尖峰电压，即使占空比很小的情况下，电路中7脚的输入电压也可能不会降到足够低，过载保护电路并不总能有效的响应所出现的过载情况，对整个系统的性能会产生不良的影响，存在着一定的安全隐患。
3 过流保护原理分析
当电流取样端3脚上的电压值超过电流检测比较器负端的电压时，可以使脉宽调制锁存器输入复位信号，开关管于是被关闭。这样峰值检测电路限制输出的最大电流，起到了一定的保护作用。
但是随着开关频率的升高，可能会出现开关电源处于连续模式下，也就是每个开关周期的初级电感电流是从一定的幅度开始增长，这样会产生分谐波振荡。这种不稳定性和稳压器的闭环特性无关，它是由固定频率和峰值电流取样同时工作引起的。图2说明了这样的现象。
如图2所示，在t0时刻，开关管被导通，这时初级线圈电流以斜率m1上升，该斜率是输入电压和电感的函数。在t0时刻，电流取样输入到达了电流检测比较器的门限，将导致开关管关闭，电流以斜率m2衰减，直到下一个开关周期的到来。如果有一个扰动加在电流检测比较器的门限电压上，产生了一个小的△I(如图2中虚线所示)，就会发生不稳定的现象。在一个固定的振荡周期内，电流衰减时间减少，最小电流在开关管导通时刻(t2)上升了△I+m,／m1。最小电流在下一个周期(t3减小到(△I+m2／m1)·(m2／m1)。在每一个后续的开关周期内，该扰动都会与(m2／m1)相乘，在几个开关周期交替增加和减小初级线圈电流，也许若干个开关周期后电流会减小到零，使这个过程重新开始。如果m2／m1大于1，系统将不稳定。
4 保护电路的改进
如图3所示，本设计针对UC3842典型应用电路的过流、过载保护电路做出以下改进。
在反馈绕组的整流二极管回路串一个电阻，它和电容C2组成RC滤波网络，对开关管开通瞬间时的尖峰电压起到了滤除的作用。这样，由于尖峰电压的减少，当短路现象发生时，反馈绕组输出的电压会有效的降低，UC3842会停止工作直到短路现象解除。
对过流保护电路进行斜率补偿。补偿斜率从RT、CT振荡器产生，加到电压反馈端，以提高误差放大器输出的斜率补偿。如图3所示，误差放大器的输出是具有m3斜率的斜坡，经过两个二极管后被电阻分压，然后输入到电流检测比较器的负端作为过流保护电路的控制电压。这样通过电流检测比较器和脉宽调制锁存器的配置保证了在任何一个振荡器周期中只有一个单脉冲出现在输出端。当出现过载或者输出电压取样丢失等异常工作情况，内部比较门限会被限定在1V，而不会出现电路失调的情况，
图4显示了通过在控制电压上增加一个与脉宽调制时钟同步的人为的斜坡，可以在后续的开关周期有效的抑制由于AI扰动而引起的不稳定。该补偿斜坡的斜率(m3)必须等于或者大于m2／2才具有稳定性。通过m3斜率的补偿，初级线圈电流会被控制电压所抑制，紧跟控制电压的幅度。
实验结果
表1为输入电压在30～50V波动时，输出电压的波动情况，表2是负载电流在10～500mA变化时，输出电压的波动情况。由表1的数据可得到电压调整率So<0．3％。由表2的数据可得到输出电阻Ro<0．4Ω。
结论
本文所提出的是一种结构简单、性能稳定的单端反激式结构开关电源设计方案。由于采用了“斜率补偿”的过流保护方式，性能更加稳定可靠，电压调整率低、输出电阻小、纹波低，功率损耗低，系统安全系数高，实现对车载电源系统的供电，对提高汽车整体性能大有益处。本设计已经成功应用于武汉理工大学智能信息系统研究所自行设计的车用直流无刷电机控制器的电源系统中。
同时，本文所提出的DC／DC方案也适用于其他直流供电电源的应用设计。由于其性能稳定，纹波小，对采用微控制器的数字控制系统的供电电源设计有一定的借鉴意义。
作者：廖传书 程 鑫
摘要:文章结合高频开关电源模块并联供电的技术原理,对基本要求、结构、冗余技术、均流控制方式、散热等问题进行描述,介绍高频开关电源模块日常运行的维护管理,分析运行中的电源模块产生故障原因,提出利用网络远程技术及运行维护措施来提高运行中电源模块故障发生前的防御能力。
关键词:电源模块;并联;冗余;均流;维护管理
直流电源系统已广泛应用于分布式电源系统结构代替集中式电源系统结构,用小功率DC-DC变换模块并联与一个集中的大功率电源相比,有许多优点:电源模块变换效率高,动态性好,模块的并联可以实现功率冗余,提高了系统可靠性,并易于安装维护,输出功率可以扩展,以满足大功率负载需要,为电力、通信、计算机等使用直流电源系统提供可靠的直流電源能源。
1高频开关电源模块并联冗余技术
高频开关电源模块采用并联供电模式,要求达到如下效果:①并联的各模块电流能自动平行,实现均流。②均流与冗余相结合。③当输入电压或负载电流变化的时候,应能够保持输出电压的稳定,并使得系统具有良好的负载响应特性,在负载突变的时候,不会造成电流严重分配不均而停机。
如图1所示,多个独立的高频开关电源模块单元并联,系统采用模块化结构,根据负载提供所需电流在线增减模块单元,提高了系统的灵活性。
采用模块并联结构,还可以实现N+n冗余功能。所谓N+n功率冗余,是指N+n个容量为P的电源模块并联工作,负载功率为NP,冗余(备用)功率为nP,正常工作时,单个均流电源模块,承担的功率为其容量的N/(N+n);当其中一个或几个(不超过n个)电源模块出现故障时,故障模块立即被隔离,其余模块再平均分担负载电流,正常运行,电源系统仍能保证提供100 %的负载电流。采用冗余技术,除了使系统增加了容量冗余功率外,真正实现热拔插,即在保证电源系统不间断供电情况下,更换系统中的失效模块。
2高频开关电源模块并联的均流
并联电源模块系统中各模块按照外特性曲线分配负载电流,外特性的差异是电流难以均分的根源。正常情况下,各并联模块输出电阻为恒定值,输出电流不均衡主要是由于各模块输出电压不相等引起,均流的实质是通过均流控制电路,调整各模块的输出电压,从而调整输出电流,以达到均分电流的目的。
2.1均流的基本原理
图2为两个模块并联工作时的电路及其外特性曲线。如果两个模块的参数完全相同,即V01max=V02max,R1=R2,两条外特性曲线重合,负载电流均匀分配。但实际输出外来源特性是不可能完全一样,如果其中一个模块的电压参考值较高,输出电阻较小(外特性斜率小),则该模块将承受大部分负载电流,负载增大,运行于满载或超载限流状态,反之另一个负载过轻或空载。如果利用反馈控制的方式将各模块的外特性斜率调整得接近,则可使模块的电流分配接近均匀,这就是均流技术的基础。
2.2最大电流自动均流法
目前,在电源的并联系统中,实现均流控制常用的几种并联均流技术有:下垂法、主从均流法、外部控制电路法、自动均流法、最大电流自动均流法以及限额均流自动均流法。下垂法虽然简单易行,但负载效应指标较差,均流精度太低。主从均流法和自动均流法都无法实现冗余技术,一旦主电源出故障,则整个电源系统都不能正常工作,使电源模块系统的可靠性得不到保证。外控法的控制特性虽好,但需要一个附加的控制器,并在控制器和每个单元电源之间有许多附加连线。而最大电流自动均流法以及限额均流自动均流法依据其特有均流精度高、动态响应好及可以实现冗余技术等性能,目前多采用这两种均流技术。
最大电流自动均流法的实质:在n个并联的电源模块中,输出电流最大的模块,将自动成为主模块,而其余的模块则为从模块。各从模块的电压误差依次被整定,以校正负载电流分配的不均衡。
最大电流自动均流控制电路系统外环为均流控制环,内环为电压控制环,各模块的输出电流检测信号VI经过二极管接到均流母线,由于二极管的单向导电性,只有电流最大的模块,相应的二极管才导通,通过该二极管与均流母线相接,均流母线的电压与最大的电流成正比,而对其他模块说,相应的二极管被阻断,这使得均流母线上的电压Vb反映的是各模块中输出电流最大模块的电流信号。电流最大的模块也自动成为主模块,各个从模块的VI与Vb(即VI max)比较后,通过均流控制器输出来补偿基准电压,Vr’= Vr -(VI- Vb),基准电压Vr’与负载反馈电压Vf进行比较放大,产生电压误差Ve,控制PWM及驱动器,从而达到各从模块均流调节的作用,自动实现均流。
最大电流自动均流法实现并联模块均流时,其主模块是随时变换的,随时根据系统中承担电流最大的模块。不断调整各并联模块分担的负载电流,实现系统总电流在各电源模块中的精确分配。对故障模块自动隔离,正真实现系统冗余和热插拔。
自动限额均流法是泰坦电源自行设计的均流技术,与最大电流均流技术的研究是同步的,限额均流技术不仅能实现与最大电流法同样的均流性能,同时还提供了很好的电流控制性能,在电力通信中的电源系统得到广泛应用。
3高频开关电源模块的均流、散热、模块更换等运
行维护
高频开关模块是直流供电系统的核心部件,其可靠运行是通信系统安全运行的重要保证。高频开关电源模块运行中,总希望并联模块之间各个电流运行在均流状态,但事实上电源模块运行一段时间后,随着运行时间的增长,电源模块设备自身电子元件的老化,元器件的容差,元器件性能的变化差别,使电源模块的外特性与输出电压发生变化;另一方面,电源模块内部的控制均流电压环、电流环失控,各并联模块的均流母线(总线接口)之间接口是否可靠,各并联模块的输出电压(浮充、均冲)和充电电流设定是否一致,各并联模块的输出与母排的连接接触是否良好,都是影响并联模块均流原因。一旦并联模块不均流,必会造成输出电压较高的模块承担更多的电流,甚至过载,从而其他模块运行于轻载,甚至空载运行,其结果必然是分担电流多的模块,热应力大。当电子元、器件上升到50 ℃时,其寿命大为降低,仅为25 ℃时的1/6,降低了可靠性。因此,高频开关模块并联运行维护中,对影响各并联模块均流的连接点、接口、输出电压检查和维护,更好地使高频开关模块并联运行在均流状态。有效延长直流供电系统的平均无故障工作时间,提高单台高频开关电源模块的平均无故障工作时间。
高频开关模块最大电流自动均流法的应用,真正的冗余系统,则任何模块退出,都不会影响系统的运行。但有一点值得注意,当直流系统需要扩容或更换模块时,新模块的输出电(浮充、均冲)和充电电流设定与系统基本一致。避免新模块的输出电压与系统电压产生电压差出现打火现象,对电源系统的运行造成影响。
电源模块有两种冷却方式,即自然冷却和强迫风冷,两种冷却方式都有各自的特点,在电力通信中,电源模块多使用风扇强迫风冷方式,存在风扇的寿命问题,所以部分厂家采用了风扇故障检测技术,风扇一旦停转立即停机保护,避免风扇的损坏引起电源模块损坏。运行维护中,电源模块故障停止运行首先检查模块风扇,确认是风扇损坏引起的故障,更换即可恢复使用。
4高频开关电源模块的运行管理
通信系统的直流供电系统稳定,是影响电力通信网可靠运行的主要因素。保障电源稳定、可靠、安全、优质的情况下运行,佛山供电局电力通信系统中对电源模块运行管理方面重点采取如下几种措施:
①采用中心机房24 h人员值班制度,通过以太网络传输对辖管各变电站通信室、办公大楼通信实际营业大楼通信机房的电源模块实现远程实时在线监测,实时监控各个通信电源的工作状态,动态地显示监控对象的状态、参数和温度环境的变化,为电力通信电源的运行维护提供有效保障,为电源故障的处理赢得时间。②通过定期的巡视,检查电源系统的电流、电压值,检查各个模块的均流状态、排热风扇性能、灰尘程度、防雷元器件,对不符合技术要求的指标参数及时调整,使各模块平均分担负载,更换性能差的风扇和损坏的防雷元器件,清理灰尘程度大的模块,达到高校散热功能。③年度定检,除完成上述内容外,重点对高频开关电源模块进行最大负载能力试验,使各高频开关电源模块的输出功率满足其标称值。通过维护措施落实,提高了电源模块故障发生前的防御能力,有效地为电力通信电源系统始终处运行于较好的状态。
5结语
文章介绍了高频开关电源模块并联供电方式,最大电流自动均流方法及N+n冗余功能,分析了高频开关电源模块并联供电方式应用中影响电源模块均流的原因,通过在技术层面和运行维护管理层面措施的落实,有效地保证电力通信电源系统始终处运行于较好的状态。
参考文献:
[1] 刑岩,蔡宣三.高频功率开关变换技术[M].北京:机械工业出 版社,2005.
作者：金跃华
模块二前测
现代教育技术在研究、设计学习过程时，着重利用了学习理论、教学理论和_____。答案：系统方法
下面对教育技术基础知识的阐述不正确的一项是?答案：教育技术是指能够支持信息的获取、传递、加工、存储和呈现的一类技术
对于教育技术相关术语的认识，下列说法不正确的是?答案：教育技术就是媒体技术
“最优化”是教学设计的核心问题，最优化是指?答案：给定条件下努力达到最优的教学效果
下述关于教学设计的提法中，错误的说法是?答案：教学设计主要采用形成性评价，不用总结性评价
下面对信息化教学设计的理解不正确的一项是?答案：信息化教学设计一定要运用信息技术，结合网络资源开展教学
PowerPoint中，应用设计模板时，下列选项中不正确的说法是?答案：模板的内容要到导入之后才能看见
_下拉菜单中的“背景”命令改变幻灯片的背景。答案：格式
幻灯片间的动画效果，通过“幻灯片放映”菜单的_____命令设置。答案：幻灯片切换 教学游戏机属于?答案：交互媒体 模块二后测
美国AECT’94定义明确指出了教学技术研究的对象是?答案：学习资源和学习过程 根据你对教育技术基础知识的理解，下列不正确的选项是?答案：教育技术与信息技术的涵义是一样的，只是用不同的名词来表述而已 信息技术对教育产生了巨大的影响，下列不恰当的说法是?答案：信息技术对教育的影响基本上都是正面的 在教学设计过程中，对学生的期望值与学生实际状况之间的差异的分析通常称为?答案：学习需要分析
信息化教学设计的目的是?答案：优化教学过程，提高教学效果
科拉克的教学设计模式的五个环节是?答案：分析、设计、开发、实施和评价 在PowerPoint2003中，设置幻灯片的切换效果需要用到哪个菜单中的命令?答案：“幻灯片放映”菜单
在PowerPoint中的哪种视图方式下，可以将所有制作的演示幻灯片以页的形式显示?答案：幻灯片浏览视图
请问如果要在当前的幻灯片中插入声音，应该使用菜单中的哪个命令?答案：【插入】→【影片和声音】→【文件中的声音】 模块三前测
对于媒体的理解，下列说法不正确的是? 答案：教学媒体又可称为教学资源
对于教学媒体，一般不需具备下列哪个要素?答案：具有先进性，需要有数字化设备 对静止图象进行处理时，经常使用的工具软件是?答案：PHOTOSHOP 教学游戏机属于?答案：交互媒体
关于矢量图与位图，下列说法正确的是?答案：放大位图格式图像时会产生失真，缩放矢量图格式图像时不会引起失真 下列图像文件格式中，可能有动画效果的图像格式是?答案： gif 你在网上查询《锄禾》的相关教学资源后，想将名为“锄禾”的网页保存，以便再次浏览，下面哪一条的做法不行?答案：用“文件”菜单中的“保存”命令把它以txt格式存在在硬盘中
在搜索文件时，你需要将相关资料下载保存到电脑，下面的下载方法不正确的是?答案：利用Google输入关键字
对于教育信息资源的评价，下列哪个说法是不正确的?答案：评价教学资源是否应用先进的数字化技术
教学时会遇到多种多样的教学资源，下列说法中不恰当的是?答案：网上发表的文章不属于文献资料，可以做一定的修改，为自己所使用 Yahoo网站属于?答案：目录搜索引擎
下列的哪个不属于网络信息资源?答案：电子邮件系统 模块三后测
教学媒体具有表现事物的空间、时间和运动特征的能力，这体现了它的什么特性?答案：呈现力
下面的教学媒体中，_____比较有利于个别指导教学使用。答案：计算机教学系统 下列有关教学资源与教学媒体的说法不恰当的一项是?答案：教学资源与教学媒体的概念有交叉，有时候可以互换
关于媒体使用与其它辅助教学手段的关系，下列不恰当的说法是?答案：现代教育技术提供了大量的图片、视频、音频、动画等媒体素材，并能实现虚拟实验的各种操作，使得挂图、实物、实验等传统的教学手段没有了用处
在你收集到的资源中有下列四个文件，哪个既有音频也有视频?答案：信息.avi HperSnap-DX软件中，捕捉选定矩形区域的命令是?答案：Region 在你收集到的资源中有下列四个文件，不属于音频的是?答案：教育技术.bmp 下面关于教学资源的搜集与使用，说法不正确的是?答案：只搜集电子资源而不需搜集使用常规的教学幻灯片、模型等教学资源
下面关于教育信息资源使用的说法不正确的是?答案：免费件(Freeware)是免费使用的，可以不受限制的使用软件并对软件进行修改 在将某视频材料下载到硬盘后，发现所下载的材料无法播放，下面的原因哪个是不可能的?答案：可能网络断开，可以检查网络连接
在评价教育网站时，下面哪一项不是评价教育网站的维度?答案：网站评价量规 搜集教学资源应遵循一些原则，你认为可以不考虑的因素是?答案：教学资源需要是数字格式
模块四前侧
----下列哪一项不是学习目标所应该包含的基本要素?答案：资源 下列对授导型教学认识不当的是? 答案：授导型教学即讲授法教学
下列对教育评价的认识不正确的是?答案：教育评价的探究领域仅限于教育活动这一对象 教育评价 按评价功能的不同进行分类，可以分为?答案：诊断性评价、形成性评价和总结性评价
在 PowerPoint 中，对文字进行超链接设置，应该采用的步骤是?答案：选中要设置超链接的文字，单击右键，选取【超级链接】 在对学习者特征分析时，下列说法不当的是?答案：应该对每个学习者的所有特点都进行分析
关于行为目标，下列说法不正确的是?答案：教案设计中编写行为目标时应该尽量使用“知道”、“理解”、“掌握”、“欣赏”等涵义较广的动词
关于试卷，下列认识正确的是?答案：试卷中的题目通常可分为两大类，即主观性试题和客观性试题
对于教学媒体的选择，下列说法不正确的是?答案：教学媒体的选择虽然涉及到很多的因素，但还是有一个通用的公式 模块四后测：
下列哪种教学方法在帮助学生掌握概念与技能方面具有明显的优势?答案：操练与练习 下列有关教学目标与学习目标的说法不恰当的一项是?答案：教学目标和学习目标是两个完全独立的概念，二者没有交叉
下列除哪项外都是教育评价的功能?答案：筛选功能
在利用 Word 编写教案、试卷文档，想添加公式编辑器图标，正确的步骤是?答案：【工具】→【自定义】→【命令】→【类别】→【插入】
在学习评价中，电子学档( E-Portfolio )主要用于?答案：形成性评价
在授导型教学中，下列哪一种不是典型的媒体作用方式?答案：交互：媒体—学生互动，教师为辅
在设计授导型语文课《景》时，应当排除的教学方法是?答案：教师逐句讲解都写了哪些景物以及景物的特点
在评价这个学习目标层次中，可参考选用的动词是?答案：鉴别、比较、评定、判断 编写教学目标采用的ABCD 法是指?答案：教学对象、行为、条件和标准 模块五前测
(一).对探究型学习设计的认识
1、对于探究型学习，下列说法不合理的一项是( ) 答案：探究型学习的学习效果要好于授导型的课堂教学效果
2、你认为下列哪种教学方法不适宜运用在杠杆原理的探究学习当中?( )答案：教师直接讲出平衡的原理，学生把结论记下来
3、探究型学习更侧重于?( ) 答案：形成性评价
(二).对评价量规的认识
4、对量规的认识，下列说法不正确的是( ) 答案：在教学中，量规专门是为教师对学生学习进行评估而制定的
5、在设计评价量规很少考虑到的要素是( )答案： 教学环境
6、对于量规的使用，下列认识不恰当的一项是?( )答案：应该在学习开始之后向学生提供量规
模块五后测
(一).对探究型学习设计的认识
1、探究型学习的侧重点在于( ) 答案： 研究过程的进行
2、关于探究型学习及WebQuest，下列说法不合理的一项是( )答案： WebQuest一般针对的是单学科学习，用时很短。通常情境下，学生在1-2个课时内就能够完成一个WebQuest过程
3、对探究型学习的认识不当的选项是( ) 答案： 探究型学习强调学生独立思考，其过程的展开不需要教师的指导
(二).对评价量规的认识
4、对于量规，下列说法不正确的是( ) 答案：探究性学习的量规评价主体只包括学生和老师两个方面
5、在设计评价量规时，下列说法不正确的一项是( )答案：要由教师或权威人士来制定一个合理的、有效的评价量规
6、对量规在课堂教学评价中的作用，下列认识不恰当的一项是( )答案：量规的作用通常是在课堂教学开展之后体现出来的
模块六前测
(一).对教学实施的认识
1、常用的多媒体输入设备是( ) 答案：扫描仪
2、下列说法不恰当的一项是( )答案：探究型教学的教学环境一定要有网络的支持
3、关于投影仪的认识，下列说法不正确的一项是( ) 答案：使用投影仪时，首先用信息线将投影仪与信号源连接起来，然后打开投影仪即可使用
(二).教学信息的处理
4、使用Word软件对学生的作业进行批改时，下列说法不对的是( ) 答案：在Word中，要想插入批注，只能通过【插入】菜单→【批注】进行
5、EXCEL 2000是一种可以用于( )的工具软件。答案：绘制表格，处理数据
6、在Excel中求平均分，选中E6单元格，在编辑区填入下列哪个选项，可求得单元格E2到E5的平均值?( )答案：AVERAGE (E2:E5)
(三).信息沟通与反馈
7、下面哪一项不是专用邮件收发管理工具?( )答案：FrontPage
8、下列说法不正确的是( )答案：使用Foxmail收发邮件时，可以不需要一个电子邮箱
9、在Foxmail5.0中，要创建一个组，步骤是( )答案：启动Foxmail5.0, 进入软件工作界面，点击“地址簿”按钮，在弹出的界面中选择“文件→新建组” 模块六后测
(一).对教学实施的认识
1、下列哪一项通常不是影响教学过程顺利实施的重要因素( ) 答案：教学评价量规的使用
2、就目前的技术而言，下列哪两个设备通常不进行连接?( )答案：摄像机与投影仪相连
3、银幕上投影的图像画面出现 "上窄下宽"的几何失真，这是由于( )造成的。答案：张挂的银幕没有向后倾斜
(二).教学信息的处理
4、使用Word软件对学生的作业进行批改时，下列说法不对的是( ) 答案：一般不能对批注人及批注时间进行查看
5、在Excel2000中改变数据区中列宽时，从菜单栏的哪个菜单进入( )答案：格式
6、在用Excel处理学生成绩时，想按照总分递增顺序排列学生名单，应该先选中“总分”这一列，然后选择菜单栏的“_______→_______”命令，并且选择“总分”关键字，按照递增的顺序进行排序。学生名单就会按照总分从低到高顺序排列( )答案：数据→排序
(三).信息沟通与反馈
7、在E-Mail系统中常常遇到的“邮件炸弹”，它指的是( )答案：一种病毒
8、下列对Foxmail操作说法不正确的是( )答案：在接收和阅读邮件时，若发现邮件阅读窗口的右上角带有一回行针样按钮，则表示该邮件是加密邮件
9、在Foxmail5.0中，下列对于邮件的阅读和管理说法有误的是( )答案：在FoxMail中，可以对邮件的处理情况进行标记。一种是标记邮件“已读”或“未读”(发件人名称后面红色圆点表示信件未读)。一种是标记信件是否回复(蓝色的弧形箭头)
模块七前测试
国家《基础教育课程改革纲要》(试行)提出，大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的 ______ 、学生的 ______ 、教师的 ______ 和师生 ______ 的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。答案：c. 呈现方式—学习方式—教育方式—互动方式
2、在信息技术整合于课程的改革中，下图的( )描述了教师开始走到学生中去，但仍是以教师为中心的课堂。注：圆圈代表教师，方框代表学生。(此题为图型题，选择代表教师的圆圈在最中间为正确答案) 在授新课时，教师可以利用演示文稿呈现重要单词和句型，单词可以配上图片和建立热连接，这是信息技术在英语学科中___________的表现。答案：为教师的演示教学提供新方式
下面哪一项观点错误理解了信息技术与课程的整合?答案：在教学中使用的技术手段越多，就越能体现信息技术与课程的整合力度
下列关于信息技术与课程整合的做法，正确的是?答案：教师不断刷新头脑中学生观、学习观以及教学观，把学生作为主体，把学习看作是学生积极主动建构的过程，把教学看作是促进学生思维发展
明确信息技术与课程整合的教学目标，使教学活动的设计为实现教学目标和学生发展而服务，这种策略比较适合用来解决信息技术与课程整合过程中出现的_________问题。答案：教学目标漂移，缺乏有效的教学目标来引导整合活动 模块七后测
(一).信息技术与课程整合
1、下列关于信息技术与课程整合的目标中，说法不正确的是( ) 答案：培养学生学会使用计算机
2、在信息技术整合于课程的改革中，教师作用发挥得最好的是( )。注：圆圈代表教师，方框代表学生。(此题为图型题，选择代表教师的圆圈在外面与方框无直接联系的为正确答案。)
3、作为探索研究工具，学生们运用信息技术进行“Movie”的主题探索。在此情境下，信息技术在英语学科中所起到的作用是( ) 答案：促进学生主动建构的英语学习
(二).技术整合的问题和策略
4、下面的观点( )，错误理解了信息技术与课程的整合。答案：信息技术与课程整合是一个的简单过程，存在着固定的模式，教师只要掌握这个模式，就能在教学中应用自如
5、下列哪一项可以作为对信息技术与课程整合中出现的“整合过程缺乏学生的主动参与，仍然是教师控制着教学过程”这一问题的矫治策略( )答案：改变传统的教学方法和教学策略，让学生参与到技术整合的过程中，充分调动他们的学习投入性和活动参与积极性
6、在信息技术支持的教学中，在让学生分组完成学习任务时，往往是由
一、二个“小能人”包揽一切，其他同学无所事事。或在让学生用技术分组展示学习作品时，各小组通常只关注自己的展示内容，而对其他小组的展示内容一无所知或漠不关心。出现这种现象的原因是( )答案：教师缺乏相应的教学策略和实施经验，不能够对教学活动进行有效引导。
模块二总结与反馈
2011-04-05 9:32
1、在这个模块中，你做了哪些事情?
答：经过模块一的学习，我逐渐熟悉了模块操作。通过在做模块二必选案例学习分析，：
一、我认真阅读了教学目标分析，了解了教学目标分析的作用：
1.有利于课程的规范
2.有利于学生的学习
3.有利于教师的教学
4.有利于交流和沟通
二、掌握了教学目标分类方式：
1.布卢姆教学目标分类理论，他将教学活动将认知领域的教学目标分为知道、理解、运用、分析、综合和评价六个层次。
2.加涅的学习结果分类理论，他对学习结果进行了分类，提出了五种学习结果：言语信息、智力技能、认知策略、动作技能和态度。
3.新课程标准中的三维目标分类，从“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三方面提出了要求，构成了新课程的“三维目标”。
三、理解了常见的教学目标分析方法：
1.归类分析法
2.层级分析法
3.信息加工分析法
4.解释结构模型法
四、明白了教学目标阐明方法：
1.认知动作类教学目标阐明方法
2.情感类教学目标阐明方法
五、清楚了教学目标分析和编写中应注意到的问题。
六、看了学习者特征分析的作用，熟悉了学习者特征分析的作用，明白了学习者特征分析的主要内容，对于不同学段的学习者特征有了清晰的把握。
七、掌握了教学模式，对其概念、特点、常见类型有了了解，探究式学习模式、发现式学习模式、网络探究式学习模式、计算机辅助教学模式等模式都是比
较常见和便于学习者使用的。
八、对资源准备的重要性认识更深刻了，学习了数字化教学资源的获取、加工和管理，学习了网页课件的学习与制作。
九、学习了教学实施，明白实施步骤和指导方法。
十、认识了教学评价，熟悉了教学评价的基础知识，掌握了教学评价的设计，教学评价数据的处理与分析。
十一、进一步认识了研究型学习，对其概念、特点、实施环节、教师的指导、学习的评价有了更深的认识。
十二、学习了教育教学研究方法。
总之对于模块二中所涉及的理论知识、相关文章、典型案例，都作了全面地阅读，特别是在当今信息技术环境下的学生特征的分析，有了进一步的了解;对思维导图的作用和使用方法，有了比较具体的认识，对学习者特征的分析，我知道受生理的、心理的、社会文化等因素的影响，学习者个体之间既表现出一些共性的、稳定性的特征，又表现出多样化的差异。深刻懂得只有适合孩子的教育才是成功的，课堂不能一成不变，应该在精致的预设中，有精彩的生成，只有全面的教学思考才能促进的课堂的高效率。在模块二的学习中，我比较认真地对三个主题活动所涉及的理论知识、相关文章、典型案例，作了全面地阅读，重温了研究性学习的概念和特征，实施步骤和指导方法，评价理念和特点等。对“知识树”一类的思维导图的作用和使用方法，有了比较具体的认识。通过对“教学模式的概念”“特点”，尤其是“发现式学习的教学模式”“探究性教学模式”“基于问题式学习的教学模式”等现代教育理论的阅读、学习，思想收获比较大。我还了解了常见的教学模式与教学策略都有哪些，这些模式和策略适用的范围，在设计主题单元教学时，基本能结合具体的教学目标、教学内容和教学对象，选择比较恰当的教学模式与教学策略，设计教学过程和教学活动;大致能根据教学目标、学习者特征、教学内容等，评价教学模式与教学策略的结果。能够比较恰当的运用信息技术与课程教学进行有效整合。
2、学完本模块后，你有哪些收获?
答：通过模块二的学习活动，我从操作上有了进步，思想理论收获是最大
的。在模块二必选案例的分析学习中，我知道了如何进行教学目标的分析，学习者特征的分析。在模块二教学前期分析案例观摩与改进板块中，对所选的案例进行了分析和讨论，懂得自己需要改进和学习的地方有很多，学习态度、学习风格、学习风格、学习方法对需要分析，以让自己的教学风格与学习者接近，让学习者感到容易接受，有新近感，从而达到“平易近人”而“信其道”的目的。教师只有认真去考虑学习者认知结构、学习风格、学习动力方面的差异性，通过精心备课、准备，课堂才能活跃起来，才能有收获。在可选案例分析中，我更深刻认识到只有适应学生学习实际的教法学法，才是最有效的方法，也才能提高课堂效率。在模块二的学习中，很多问题逐渐清晰，理论收获颇丰。通过对本模块的学习，最大的收获有三点：
一是理论知识得到了全面提高。特别是对提供的必选案例分析中，在《教育技术参考手册》上，获悉了不少自己平时虽有体会但却没有上升到理论高度的新知识。比如怎样对教学目标进行阐述、对学习者特征进行分析等。
二是学会了软件freemind的使用，基本能自己独立的完成作业，这个软件非常不错，简单又实用，制作框架结构的内容，让人一目了然，通俗易懂。
三是进一步体会到团队合作的优势。在学校里，课余学习时，老师之间互相帮助、互相学习;而在学校没完成的，又在网上向同学老师请教，在帖子里发信息进行交流讨论，不断的充实自己，提高自己!
3、学完了本模块的内容后，你对培训过程和培训内容有哪些意见和建议? 答：学习完本模块的内容后，我觉得本模块的设计比较科学合理，操作性比较强，相关知识的链接，非常便捷，一点就可以看到，便于我们更快的学习。另外活动的设计也很合理、有效，层次鲜明，便于一步一步由易到难，由浅入深地展开学习。模块中的相关知识非常丰富，丰富了我们的知识面。但是，因为教学工作繁忙，由于学习时间有限，资料太多，阅读上就只能是蜻蜓点水，走马观花了，我希望可以减少一些阅读、参考的内容，或者延长中级班的学习时间，学员间的联系讨论更多一些，因为要学透、学深，还需要更多的思考与探究。总的来
说，无论是在理论方面，还是在实践技能方面，我都得到了不少新的收获，觉得挺充实的。但又觉得有些力不从心的压抑感，因为自己身在教学第一线，所以学习的时间很紧。有时可能学了一点，又要处理其他的工作，导致半途而废，不能系统的对内容进行全面的阅读理解分析。希望这样的大规模培训能放到假期里，或是每一个模块安排的时间更充裕些，以保证学习的效果。
另外，培训中涉及到的案例，很多并不是自己所涉及的学科领域，说实在的，自己也没什么样的研究，有时真不知道怎样去展开评论!这样的案例，我觉得可以提供给学员了解了解，但如果要学员来一一的对应什么什么理论之类的工作，会让学员产生“厌学”情绪，反而达不到学习的效果。
第三，就是涉及到实践操作的部分，可以尽可能的让学员(或是每个学校的学习组长)参加集中培训，由学员导师进行演示，提醒应当注意或是容易出错的地方，这样学起来更容易，省时又省力，也更能提高学员的积极性，不至于有时遇到一些问题，自己不能得到及时的解答，产生烦躁、消极的心理，进而“厌学”或是“为学而学”。
以上便是我的“模块二学习总结与反馈”，请老师给予批评指正。
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