开关电源原理范文
时间：2023-04-06 13:08:29
导语：如何才能写好一篇开关电源原理，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
一、主电路
从交流电网输入、直流输出的全过程,包括:
1、输入滤波器:其作用是将电网存在的杂波过滤,同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。
2、整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电,以供下一级变换。
3、逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高频开关电源的核心部分,频率越高,体积、重量与输出功率之比越小。
4、输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。
二、控制电路
一方面从输出端取样,经与设定标准进行比较,然后去控制逆变器,改变其频率或脉宽,达到输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的数据,经保护电路鉴别,提供控制电路对整机进行各种保护措施。
三、检测电路
除了提供保护电路中正在运行中各种参数外,还提供各种显示仪表数据。
四、辅助电源
提供所有单一电路的不同要求电源。
第二节 开关控制稳压原理
开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开,在开关K接通时,输入电源E通过开关K和滤波电路提供给负载RL,在整个开关接通期间,电源E向负载提供能量;当开关K断开时,输入电源E便中断了能量的提供。可见,输入电源向负载提供能量是断续的,为使负载能得到连续的能量提供,开关稳压电源必须要有一套储能装置,在开关接通时将一部份能量储存起来,在开关断开时,向负载释放。图中,由电感L、电容C2和二极管D组成的电路,就具有这种功能。电感L用以储存能量,在开关断开时,储存在电感L中的能量通过二极管D释放给负载,使负载得到连续而稳定的能量,因二极管D使负载电流连续不断,所以称为续流二极管。在AB间的电压平均值EAB可用下式表示:
EAB=TON/T*E
式中TON为开关每次接通的时间,T为开关通断的工作周期(即开关接通时间TON和关断时间TOFF之和)。
由式可知,改变开关接通时间和工作周期的比例,AB间电压的平均值也随之改变,因此,随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便能使输出电压V0维持不变。改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比,这种方法称为“时间比率控制”(Time Ratio Control,缩写为TRC)。
按TRC控制原理,有三种方式:
一、脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,缩写为PWM)
开关周期恒定,通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。
二、脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation,缩写为PFM)
导通脉冲宽度恒定,通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。
三、混合调制
导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定,彼此都能改变的方式,它是以上二种方式的混合。
第三节 开关电源的发展和趋势
篇2
开关K 以一定的频率重复的接通或断开。在开关K 接通时，输入电源通过开关K 和滤波电路向负载提供能量；当开关K断开时，输入电源便中断了能量的供给。开关电源的示意图如图2-1所示。
为了使负载能够得到连续的能量，开关电源就必须有一套储能装置，以便在开关K 接通时将一部分能量储存起来，当开关K 断开后再将储存的能量提供给负载。图2-1中的电感L、电容C和二级管D 组成的电路就具有这样的功能。当开关K 接通时，电感L 用以储存能量，开关K 断开时，储存在电感L中的能量通过二级管D 释放给负载，从而使负载得到连续而又稳定的能量。
当电子开关K按一定的频率开关时，导通时间越长，输出电压越高；导通时间越短，输出电压越低。通常，开关电源就是这样在开关频率一定的情况下，通过调整开关时间的长短。控制输出电压的高低。目前，也有的开关电源采用开关时间长短恒定，通过改变开关频率来改变输出电压的高低。
图2-1 开关电源示意图
开关电源的形式有很多种，其中尤其以脉冲宽度调制型（PWM）最为盛行，现在就以此种形式的开关电源介绍以下开关电源的工作原理。
采用PWM技术的开关电源原理机构如图2-2所示，从电网将能量传递给负载的回路称为主回路，其余称为控制回路。
工频电网交流电压经过输入整流滤波电路，得到高波纹未调直流电压，在经功率转换电路，变换成符合要求的矩形波脉动电压，最后经过整流滤波电路将其平滑成连续的低波纹直流电压。
图2-2 PWM方式开关电源框图
控制回路在提供高压开关T管基极驱动脉冲的同时，需要完成输出电压稳压的控制，而且还必须能对电源或负载提供保护。它通常由检测比较放大电路、电压-脉冲宽度转换电路（V/W电路）、时钟震荡电路，以及自用电压源等基本电路构成。
对于PWM方式而言，将频率固定的震荡源称为时钟震荡器，这种电源利用检测电路反映输出电压值，通过和给定参考电压比较并产生误差信号，在经过V/W电路调制脉冲宽度——调节输出电压。例如，由于某种原因（负载电流减小或电网电压上升）使高频变压器副边输出电压的平均值增大，电源输出电压也将随之提高，反馈检测电路将提高了输出电压和基准电压进行比较，并产生负积极性的误差电压，V/W电路根据该误差电压及时减小输出脉宽，这样使输出电压平均值减小，接近原来的数值，从而实现稳压的作用。
开关电源的分类
在电子技术和应用飞速发展的今天, 对电子仪器和设备的要求是, 在性能上更加安全可靠, 在功能上不断增加, 在使用上自动化程度要越来越高, 在体积上日趋小型化。这使采用具有众多优点的开关电源就显得更加重要。所以, 开关电源在计算机、通信、航天、彩电等方面都得到了越来越广泛的应用, 发挥了巨大的作用, 这大大促进了开关电源的发展, 从事这方面研究和生产的人员也在不断地增加, 开关电源的品种和类型也越来越多。常见的开关电源的分类方法有下列几种:
1.按激励方式划分 分为他激式和自激式。他激式开关电源电路中专设激励信号振荡器；自激式开关功率管兼作振荡管。该形式的开关电源电路结构简单, 元器件少, 可以做成低成本的开关电源。
2.按调制方式划分 分为脉宽调制型、频率调整型和混合调整型。脉宽调制型保持振荡频率保持不变, 通过调节脉冲宽度来改变输出电压的大小；频率调整型保持占空比保持不变(脉冲宽度保持不变) , 通过改变振荡频率来改变输出电压大小；混合调整型是脉冲宽度和振荡频率均可进行调节的开关电源。
3．按开关管电流的工作方式划分 分开关型和谐振型。开关型用开关晶体管把直流变成高频标准方波, 其电路形式类似于他激式；谐振型用开关晶体管与LC谐振回路将直流变成标准正弦波, 其电路形式类似于自激式开关电源。
4．按开关晶体管的类型划分 分为晶体管型和可控硅型。晶体管型采用晶体管(包括场效应管)作为开关功率管；可控硅型采用可控硅作为开关功率管。这种电路的特点是直接输入交流电压, 不需要一次整流部分。
5．按储能电感与负载的连接方式划分 分串联型和并联型。串联型储能电感串联在输入与输出电压之间；并联型储能电感并联在输入与输出电压之间。
6．按晶体管的连接方法划分 分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式。单端式仅使用一个晶体管作为电路中的开关管。这种电路的特点是价格低、电路结构简单, 但输出功率不能提高；推挽式使用两个功率开关管, 将其连接成推挽功率放大器的形式。这种电路的特点是可以工作在电源电压较低的场合, 一般逆变器多采用这种形式的电路, 但它的缺点是开关变压器的初级必须具有中心抽头；半桥式使用两个功率开关管, 将其连接成半桥形式。它的特点是适应于输入电压较高的场合；全桥式使用四个功率开关管,将其连接成全桥的形式。它的特点是输出功率较大。
7．按电路结构划分 分为散件式和集成电路式。散件式整个开关电源电路都是采用分立式元器件组成的。这种电路的缺点是电路结构较为复杂；集成电路式整个开关电源电路或电路的一部分是由集成电路组成的。这种集成电路通常被称为厚膜电路,有的厚膜集成电路中包括功率开关管, 有的则不包括。这种形式的电源的特点是电路结构简单、调试方便、可靠性高。这种电路被广泛地应用于彩色电视中。
以上五花八门的开关电源品种都是站在不同的角度, 以开关电源不同的特点命名和划分的。不论是激励方法、输出直流电压的调节手段、储能电感的连接方法、功率开关管的器件种类以及串并联结构, 还是其他的电路形式,它们最后总可以归结为串联型和并联型开关电源这两大类[4]。
开关电源优缺点
开关电源的优点
1．功耗小、效率高 开关电源结构原理方框图中的晶体管在激励信号的驱动下,其工作状态处于导通—截止和截止—导通的开关状态,转换速度很快, 频率一般为50kHz左右。在一些技术先进的国家, 可以做到几百或者上千kHz。晶体管V饱和导通时,虽然电流较大,但管压降很小;截止断开时, 虽然管压降很大,但通过的电流几乎为零。这就使得开关晶体管V 在其整个工作过程中的功耗很小,电源的效率可以大幅度地提高。
2．体积小、重量轻 没有了笨重的工频降压变压器。由于调整管上的耗散功率大幅度地降低, 因而省去了体积和重量都较大的散热片。由于这两方面的原因, 故开关电源的体积小、重量轻。
3．稳压范围宽 开关电源的输出电压是通过激励信号的占空比来调节的, 输入电压的波动变化, 可以通过改变占空比的方式来进行补偿, 这样在输入电压变化或波动较大时, 它仍能保证有较稳定的输出电压。所以, 开关电源的稳压范围很宽, 稳压效果较好。此外,改变占空比的方法有脉宽调制型、频率调制型和混合调制型三种。这样开关电源不仅具有稳压范围宽的优点, 而且实现稳压的方法也较多较灵活,设计人员可以根据实际应用的需要和要求, 灵活选用各种形式的稳压方法。
4．滤波效率高,不需要较大容量的滤波电容 开关电源的工作频率目前基本上是工作在50kHz 左右, 是线性电源的1000倍, 这使整流后的滤波效率几乎也提高了1000倍。就是采 用半波整流后加电容滤波, 效率也提高了500倍。在相同波纹输出电压的要求下,采用开关电源时, 滤波电容的容量只是线性电源中滤波电容容量的1/500～1/1000。滤波电容容量
减小以后, 整个电源的体积和重量也相应地有所减小。
5．电路形式灵活多样 例如：有自激式和他激式；有调宽型和调频型; 有单端式和双端式; 有开关元件为晶体管式和开关元件为可控硅式等等。设计者可以发挥各种类型电路的特长, 设计出能满足各种不同应用场合的开关电源。
开关电源的缺点
开关电源最为突出的缺点就是开关干扰较为严重。开关电源中的开关功率管是工作在开关状态下, 它产生的交流电压和电流会通过电路中的其他元器件产生尖峰干扰和谐振干扰, 这些干扰如果不采取一定的措施进行抑制、消除、屏蔽和隔离,就会严重地影响整机的正常工作。此外, 由于开关电源中没有了工频降压变压器的隔离, 振荡器所产生的高频干扰如果不加以消除, 就会串入工频电网, 使附近的其他电子仪器、设备和家用电器受到严重的干扰。
目前,由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料技术与
一些技术先进的国家还有一定的差距, 因此开关电源的造价不能进一步降低, 也影响到可靠性的进一步提高。所以, 在我国的电子仪器以及机电一体化仪器中, 开关电源还不能得到普及使用。特别是无工频变压器开关电源中的高压电容、高反压大功率开关管、开关变压器的磁性材料等元件,我国还处于研究和开发阶段。一些先进的国家,虽然有了一定的发展,但是在实际应用中还存在一些问题, 不能令人十分满意。这就暴露出了开关电源的又一个缺点, 那就是电路结构复杂、故障率高、维修麻烦、成本高。对此, 如果设计者和制造者不予以充分重视,则会直接影响开关稳压电源的推广应用。
软开关技术简介
硬开关与软开关
现代电力电子装置的发展趋势是小型化、轻量化，同时对装置的效率和电磁兼容性也提出了更高的要求。通常，滤波电感、电容和变压器在装置的体积和重量中占很大比例。因此必须设法降低他们的体积和重量，才能达到装置的小型化、轻量化。从“电路”的有关知识中可以知道，提高工作频率可以减少变压器各绕组间的匝数，并减小铁心的体积，从而使变压器小型化。因此装置小型化、轻量化的直接途径就是电路的高频化。但在提高开关频率的同时，开关损耗也会随之增加，电路效率严重下降，电磁干扰也增大了，所以简单的提高开关频率是不行的。
（a）硬开关的开通过程（b）硬开关的关断过程
图 2-3 硬开关的开关过程
针对这些问题出现了软开关技术，他利用以谐振为住的辅助换流手段，解决了电路中的开关损耗和开关噪声问题，使开关频率可以大幅度提高。
在很多电路中，开关元件在电压很高或电流很大的条件下，在门极的控制下开通或关断，起典型的开关过程如图2-3所示。开关过程中电压、
电流均不为零，出现了重叠，因此导致了开关损耗。而且电压和电流的变化很快，波形出现了明显的过冲，这导致了开关噪声的产生。具有这样的开关过程的开关称为硬开关。
在硬开关过程中会产生较大的开关损耗和开关噪声。开关损耗随着频率的增加，使电路效率下降，阻碍了开关频率的提高；开关噪声给电路带来严重的电磁干扰问题，影响周边电子设备的工作。
通过在原来的开关电路中增加很小的电感，电容等谐振元件，构成辅助换流网络，在开关过程中引入谐振过程，开关开通前电压降为零，或关断前电流降为零，就可以消除开关过程中电压、电流的重叠，降低他们的变化率，从而大大减小甚至消除损耗和开关噪声，这样的电路称为软开关电路。软开关电路中典型的开关过程如图2-4所示。具有这样开关过程的开关称为软开关。开关损耗理论上为零[5]。
（a）软开关的开通过程 （b）软开关的关断过程
图2-4软开关的开关过程
软开关的分类
根据电路中主要开关元件是零电压开通还是零电流关断，可以将软开关电路零电压电路和零电流电路两大类。通常，一种开关电路要么属于零电压电路，要么属于零电流电路。但在有些情况下，电路中有多个开关，有些开关工作在零电压的条件下，而另一些开关工作在零电流的条件下。
根据软开关技术的发展历程可以将软开关电路分成准谐振电路、零开关PWM电路和零转换PWM电路。下面分别介绍上述三类软开关电路。
1.准谐振电路
这是最早出现的软开关电路，其中有些现在还在大量使用。准谐振电路可分为
(1)零电压开关准谐振电路；
(2)零电流开关准谐振电路；
(3)零电压开关多谐振电路；
(4)用于逆变器的谐振直流环电路。
2.零开关PWM电路
这类电路中引入了辅助开关来控制谐振的开始时刻，使谐振仅发生与开关过程前后。零开关PWM电路可以分为
1）零电压开关PWM电路；
2) 零电流开关PWM电路和准谐振电路相比，这类电路有很多明显的优势：电压和电流基本上是方波，只是上升沿和下降沿较缓，开关承受的电压明显降低，电路可以采用开关频率固定的PWM控制方式。[5]这两种电路的基本开关单元如图2-5。
(a) 零电压开关PWM基本开关单元 (b) 零电流开关PWM基本单元
图2-5 零开关PWM电路的基本开关单元
3.零转换PWM电路
这类软开关电路还是采用辅助开关控制谐振时刻的开始时刻，所不同的是，谐振电路是与主开关并联的，因此输入电压和负载电流对电路谐振过程的影响很小，电路在很宽的输入电压输入范围内并从零负载到满载都能工作在软开关状态。而且电路中无功功率的交换被削减到最小，使这种电路的效率进一步提高。
零转换电路可分为：
(1)零电压转换PWM电路；
(2)零电流转换PWM电路。
基本开关单元如图2-6。
(a) ZVT PWM开关单元 (b)ZCT PWM 开关单元
图2-6 零转换PWM电路的基本开关单元
篇3
引言
由于MOSFET及IGBT和软开关技术在电力电子电路中的广泛应用，使得功率变换器的开关频率越来越高，结构更加紧凑，但亦带来许多问题，如寄生元件产生的影响加剧，电磁辐射加剧等，所以EMI问题是目前电力电子界关注的主要问题之一。
图1 CM及DM噪声电流的耦合路径示意图
传导是电力电子装置中干扰传播的重要途径。差模干扰和共模干扰是主要的传导干扰形态。多数情况下，功率变换器的传导干扰以共模干扰为主。本文介绍了一种基于补偿原理的无源共模干扰抑制技术，并成功地应用于多种功率变换器拓扑中。理论和实验结果都证明了，它能有效地减小电路中的高频传导共模干扰。这一方案的优越性在于，它无需额外的控制电路和辅助电源，不依赖于电源变换器其他部分的运行情况，结构简单、紧凑。
1 补偿原理
共模噪声与差模噪声产生的内部机制有所不同：差模噪声主要由开关变换器的脉动电流引起；共模噪声则主要由较高的dv/dt与杂散参数间相互作用而产生的高频振荡引起。如图1所示。共模电流包含连线到接地面的位移电流，同时，由于开关器件端子上的dv/dt是最大的，所以开关器件与散热片之间的杂散电容也将产生共模电流。图2给出了这种新型共模噪声抑制电路所依据的本质概念。开关器件的dv/dt通过外壳和散热片之间的寄生电容对地形成噪声电流。抑制电路通过检测器件的dv/dt，并把它反相，然后加到一个补偿电容上面，从而形成补偿电流对噪声电流的抵消。即补偿电流与噪声电流等幅但相位相差180°，并且也流入接地层。根据基尔霍夫电流定律，这两股电流在接地点汇流为零，于是50Ω的阻抗平衡网络（LISN）电阻（接测量接收机的BNC端口）上的共模噪声电压被大大减弱了。
图3 带无源共模抑制电路的隔离型反激变换器
2 基于补偿原理的共模干扰抑制技术在开关电源中的应用
本文以单端反激电路为例，介绍基于补偿原理的共模干扰抑制技术在功率变换器中的应用。图3给出了典型单端反激变换器的拓扑结构，并加入了新的共模噪声抑制电路。如图3所示，从开关器件过来的dv/dt所导致的寄生电流ipara注入接地层，附加抑制电路产生的反相噪声补偿电流icomp也同时注入接地层。理想的状况就是这两股电流相加为零，从而大大减少了流向LISN电阻的共模电流。利用现有电路中的电源变压器磁芯，在原绕组结构上再增加一个附加绕组NC。由于该绕组只需流过由补偿电容Ccomp产生的反向噪声电流，所以它的线径相对原副方的NP及NS绕组显得很小（由实际装置的设计考虑决定）。附加电路中的补偿电容Ccomp主要是用来产生和由寄生电容Cpara引起的寄生噪声电流反相的补偿电流。Ccomp的大小由Cpara和绕组匝比NP∶NC决定。如果NP∶NC=1，则Ccomp的电容值取得和Cpara相当；若NP∶NC≠1，则Ccomp的取值要满足icomp=Cpara·dv/dt。
图4和图5
此外，还可以通过改造诸如Buck，Half-bridge等DC/DC变换器中的电感或变压器，从而形成无源补偿电路，实现噪声的抑制，如图4，图5所示。
3 实验及结果
实验采用了一台5kW/50Hz艇用逆变器的单端反激辅助电源作为实验平台。交流调压器的输出经过LISN送入整流桥，整流后的直流输出作为反激电路的输入。多点测得开关管集电极对实验地（机壳）的寄生电容大约为80pF，鉴于实验室现有的电容元件，取用了一个100pF，耐压1kV的瓷片电容作为补偿电容。一接地铝板作为实验桌面，LISN及待测反激电源的外壳均良好接地。图6是补偿绕组电压和原方绕组电压波形。补偿绕组精确的反相重现了原方绕组的波形。图7是流过补偿电容的电流和开关管散热器对地寄生电流的波形。从图7可以看出，补偿电流和寄生电流波形相位相差180°，在一些波形尖刺方面也较好地吻合。但是，由于开关管的金属外壳为集电极且与散热器相通，散热器形状的不规则导致了开关管寄生电容测量的不确定性。由图7可见，补偿电流的幅值大于实际寄生电流，说明补偿电容的取值与寄生电容的逼近程度不够好，取值略偏大。图8给出了补偿电路加入前后，流入LISN接地线的共模电流波形比较。经过共模抑制电路的电流平衡后，共模电流的尖峰得到了很好的抑制，实验数据表明，最大的抑制量大约有14mA左右。
图9是用AgilentE4402B频谱分析仪测得的共模电流的频谱波形。可见100kHz到2MHz的频率范围内的CM噪声得到了较好的抑制。但是，在3MHz左右出现了一个幅值突起，之后的高频段也未见明显的衰减，这说明在高频条件下，电路的分布参数成了噪声耦合主要的影响因素，补偿电路带来的高频振荡也部分增加了共模EMI噪声的高频成份。但从滤波器设计的角度来看，这并不太多影响由于降低了低次谐波噪声而节省的设备开支。若是能较精确地调节补偿电容，使其尽可能接近寄生电容Cpara的值，那么抑制的效果会在此基础上有所改善。
4 此技术的局限性
图10中的（a），（b），（c），（d）给出了噪声抑制电路无法起到正常效用时的电压、电流的波形仿真情况。这里主要包含了两种情况：
第一种情况是在输入电容的等效串联电感（ESL）上遇到的。电感在整个电路中充当了限制电流变化率di/dt的角色，很显然LISN中大电感量的串联电感限制了变换器电源作为电流源提供的能力。因此，这些脉动电流所需的能量必须靠输入电容来供给，但是输入电容自身的ESL也限制了它们作为电流源的能力。ESL愈大，则输入端电容提供给补偿变压器所需高频电流的能力愈受限制。当ESL为100nH时，补偿电路几乎失效。图10（a）中虽说补偿电压与寄生CM电压波形非常近似，但是图10（b）中却很明显看出流过补偿电容Ccomp的电流被限制了。
另外一种严重的情况是补偿变压器的漏感。当把变压器漏感从原来磁化电感的0.1％增大到10％的时候，补偿电路也开始失效，如图10（c）及图10（d）所示。补偿绕组电压波形由于漏感和磁化电感的缘故发生分叉。如果漏感相对于磁化电感来说很小的话，这个波形畸变可以忽略，但实际补偿电容上呈现的dv/dt波形已经恶化，以至于补偿电路无法有效发挥抑制作用。
为了解决ESL和变压器漏感这两个严重的限制因素，可以采取以下措施：对于输入电容的ESL，要尽量降低至可以接受的程度，通过并联低ESL值的电容来改善；密绕原方绕组和补偿绕组可以有效降低漏感。
图10 噪声电路失效仿真电压、电流波形
篇4
220V交流市电经保险管F601和负温度系数热敏电阻NTC进入抗干扰抑制电路，该电路由C601、C603、C604、T601构成，它具有双重功效，既滤除市电网中的高频干扰，又抑制开关电源自身产生的高频干扰对市电网的污染。经处理的220V交流电压经VD601-VD604桥式整流、C605滤波，在C605两端得到约300V的直流电压，作为E2A265供电及启动电压。
启动与稳压电路
300V直流电压一路经开关变压器T602初级绕组③-④加至IC601（E2A265）的④、⑤脚（内部场效应开关管的漏极），另一路经启动电阻R603加到E2A265⑦脚（Vcc），对⑦脚外接电容C610充电，使⑦脚电压上升，同时内部软启动电路对①脚外接的软启动时间常数电容C606充电，当⑦脚电压上升到13.5V时，同时①脚电压上升到5.3V时，内部各功能电路开始正常工作，内部激励电路输出高频开关脉冲使场效应开关管处于开关状态，当电路起振后，只要E2A265⑦脚电压不低于8.5V，电路即锁定在振荡状态。电源启动工作后，开关变压器T602初级绕组③-④上产生感应电压，由于绕组间的电磁耦合，开关变压器T602反馈绕组①-②产生的感应电压经R624限流、VD607整流、C610滤波、VD608稳压后得到的直流电压为E2A265⑦脚（Vcc）供电，维持电源的正常工作状态。电源工作后，开关变压器次级感应出的电压经整流、滤波后为主板各单元电路提供电源。
稳压控制电路主要由IC601（E2A265）、光电耦合器IC602（PC817C）和可调三端稳压器IC603（KA431）和取样电阻R622、R623等元件组成，稳压取样电压取自3.3V电源，经R622、R623分压加到KA431控制端R。当因某种原因使开关电源次级输出电压升高时，KA431控制端R电压也随之升高，使KA431的K端电压下降，光电耦合器IC602（PC817C）内的发光二极管发光增强，光敏三极管导通增强而内阻减小，导致E2A265②脚电压随之降低，E2A265内部脉宽控制电路通过脉宽调整，使内部场效应开关管的导通时间缩短，开关变压器次级输出电压随之下降，从而达到稳定输出电压的目的。当输出电压因某种原因降低时，稳压控制与上述过程相反。
保护电路
1.开关管保护：在开关变压器T602的③-④绕组中接有由R602、C609、VD605组成的尖峰电压吸收电路，在E2A265内部开关管截止瞬间，抑制开关变压器③-④绕组产生的反向尖峰电压，保护E2A265内部开关管不被过高的尖峰电压击穿。
2.欠压保护：当交流市电过低时，开关变压器T602的①-②绕组上电压也会降低，经R624限流、VD607整流、C610滤波、VD608稳压后加到E2A265⑦脚的电压也相应下降，当该脚电压低于8.5V时，E2A265内部欠压保护电路动作，开关管截止，电源无输出，实现欠压保护。
3.过流保护：E2A265③脚内接场效应开关管源极（S）和内部过流保护电路，③脚外接的电阻R604为源极上的电流取样电阻，当某种原因使流经E2A265内部场效应开关管源极的电流增大时，流经R604的电流也随之增大，E2A265③脚电位升高，当③脚电位上升到E2A265内部保护电路阀值时，内部保护电路动作，开关管截止，电源无输出，达到过流保护的目的。
4.过压保护：当市电电压升高或稳压电路失控导致输出电源电压过高时，开关变压器T602①-②绕组上电压也会升高，经R624限流、VD607整流、C610滤波、VD608稳压后加到E2A265⑦脚的电压也相应升高，当⑦脚电压超过16.5V时，E2A265内部过压保护电路动作，开关管截止，电源无输出，实现过压保护。
5.过热保护：E2A265内部集成过热关闭保护电路，当内部温度超过140。C时，过热保护电路动作，关闭开关管激励脉冲，开关管截止，实现过热保护。
6.其他保护：在电源输入端接有负温度系数热敏电阻NTC，抑制电源电路接通瞬间过大的电流，保护电源电路及负载。E2A265①脚为软启动控制端，外接软启动控制电容C606在开机瞬间，电容上电压为0，随着内部软启动电路对其充电，C606两端电压逐渐上升，由此自动触发振荡器，使内部振荡器产生一个脉宽稍窄并逐渐加宽的启动脉冲，逐渐启动开关管工作，使开关电源有一个缓慢的启动过程，以防止开机时的冲击电流损坏开关电源及负载，当该脚电压升至5.3V时，振荡电路进入正常工作状态。
篇5
【关键词】直流开关电源；工作原理；保护
随着科学技术的发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，因此直流开关电源开始发挥着越来越重要的作用，并相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了直流开关电源。同时随着许多高新技术，包括高频开关技术、软开关技术、功率因数校正技术、同步整流技术、智能化技术、表面安装技术等技术的发展，开关电源技术在不断地创新，这为直流开关电源提供了广泛的发展空间。但是由于开关电源中控制电路比较复杂，晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差，在使用过程中给用户带来很大不便。为了保护开关电源自身和负载的安全，根据了直流开关电源的原理和特点，设计了过热保护、过电流保护、过电压保护以及软启动保护电路。
1．开关电源的原理及特点
1.1 工作原理
直流开关电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成。功率转换部分是开关电源的核心，它对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能。它主要由开关三极管和高频变压器组成。
1.2 特点
为了适应用户的需求，国内外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是通过改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度下获得高的磁性能，同时SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。因此直流开关电源的发展趋势是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。
2.直流开关电源的保护
基于直流开关电源的特点和实际的电气状况，为使直流开关电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，本文根据不同的情况设计了多种保护电路。
2.1 过电流保护电路
在直流开关电源电路中，为了保护调整管在电路短路、电流增大时不被烧毁。其基本方法是，当输出电流超过某一值时，调整管处于反向偏置状态，从而截止，自动切断电路电流。当出现负载短路，过载或者控制电路失效等意外情况时,会引起流过稳压器中开关三极管的电流过大，使管子功耗增大,发热,若没有过流保护装置，大功率开关三极管就有可能损坏。故而在开关稳压器中过电流保护是常用的，最经济简便的方法是用保险丝。由于晶体管的热容量小,普通保险丝一般不能起到保护作用,常用的是快速熔断保险丝，这种方法具有保护容易的优点。
2.2 过电压保护电路
直流开关电源中开关稳压器的过电压保护包括输入过电压保护和输出过电压保护。如果开关稳压器所使用的未稳压直流电源的电压如果过高，将导致开关稳压器不能正常工作，甚至损坏内部器件，因此开关电源中有必要使用输入过电压保护电路。采用集成电路电压比较器来检测开关稳压器的输出电压，是目前较为常用的方法，利用比较器的输出状态的改变跟相应的逻辑电路配合，构成过电压保护电路，这种电路既灵敏又稳定。
2.3 软启动保护电路
开关稳压电源的电路比较复杂，开关稳压器的输入端一般接有小电感、大电容的输入滤波器。在开机瞬间，滤波电容器会流过很大的浪涌电流，这个浪涌电流可以为正常输入电流的数倍。这样大的浪涌电流会使普通电源开关的触点或继电器的触点熔化，并使输入保险丝熔断。另外，浪涌电流也会损害电容器，使之寿命缩短，过早损坏。为此，开机时应该接入一个限流电阻，通过这个限流电阻来对电容器充电。为了不使该限流电阻消耗过多的功率，以致影响开关稳压器的正常工作，而在开机暂态过程结束后，用一个继电器自动短接它，使直流电源直接对开关稳压器供电，这种电路称之谓直流开关电源的“软启动”电路。
2.4 过热保护电路
直流开关电源中开关稳压器的高集成化和轻量小体积，使其单位体积内的功率密度大大提高，因此如果电源装置内部的元器件对其工作环境温度的要求没有相应提高，必然会使电路性能变坏，元器件过早失效。因此在大功率直流开关电源中应该设过热保护电路。采用温度继电器来检测电源装置内部的温度，当电源装置内部产生过热时，温度继电器就动作，使整机告警电路处于告警状态，实现对电源的过热保护，亦可将温度继电器置于开关三极管的附近，一般大功率管允许的最高管壳温度是75℃，调节温度整定值为60℃。当管壳温度超过允许值后继电器就切断电器，对开关管进行保护。
3.开关电源的应用
开关电源是利用现代电力电子技术，控制功率半导体器件开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。与线性稳压电源相比，开关电源具有体积小、效率高、重量轻等一系列优点，在各种电子设备中得到广泛的应用。
3.1开关电源的分类
根据分类的原则不同，开关电源有很多种分类方法：
(1)根据输入输出类型，可分为DC/DC变换器和AC/DC变换器。
(2)根据驱动方式，可分为自励式和他励式。
(3)根据控制方式，可分为脉冲宽度调制式（PWM）、脉冲频率调制式（PFM）、PWM和PFM混合式。
(4)根据电路组成，可分为谐振型和非谐振型。
此外还可分为单端正激式和反激式、推挽式、半桥式、全桥式、降压式、升压式和升降压式等等。
3.2 开关电源的发展趋势
高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化是开关电源的发展趋势。目前市场上的开关电源中采用双极性晶体管制成的100kHz、用MOS-FET制成的500kHz电源，其频率有待进一步提高。提高开关频率，需要有高速开关元器件。同时为了保证效率，要减少开关损耗。开关速度提高后，会受电路中分布电感和电容或二极管中存储电荷的影响而产生浪涌或噪声。为了控制浪涌，针对不同的情况，可采用R-C或L-C缓冲器、非晶态等磁芯制成的磁缓冲器、谐振式开关。谐振式开关在控制浪涌的同时还可将可开关损耗。
在可靠性方面，开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高。若单独追求高频化，必将导致噪声增大。理论上，采用部分谐振转换电路技术，可实现高频化又可降低噪声。但在这实用化方面存在着技术问题，因此在此领域仍须进行大量研究工作。
篇6
关键词：开关电源；电磁干扰；抑制措施；耦合
开关电源电磁干扰抑制的目的是使产品在一定的电磁环境下受到电磁干扰时，无性能的下降或故障，能工作正常，同时对电磁环境不构成污染。
一 开关电源电磁干扰的产生机理
开关电源产生的干扰，按噪声干扰源种类来分，可分为尖峰干扰和谐波干扰两种。若按耦合通路来分，可分为传导干扰和辐射干扰两种。现在按噪声干扰源来分别说明；
1、二极管的反向恢复时间引起的干扰
高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过，在其受反偏电压而转向截止时，由于pn结中有较多的载流子积累，因而在载流子消失之前的一段时间里，电流会反向流动，致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化(di／dt)。
2 开关管工作时产生的谐波干扰
功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。例如正激型，推挽型和桥式变换器的输入电流波形在阻性负载时近似为矩形波，其中含有丰富的高次谐波分量。当采用零电流、零电压开关时，这种谐波干扰将会很小。另外，功率开关管在截止期间，高频变压器绕组漏感引起的电流突变，也会产生尖峰干扰。
3 交流输入回路产生的干扰
无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振荡产生干扰。
开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量，通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰；而谐波和寄生振荡的能量，通过输入输出线传播时，都会在空间产生电场和磁场。这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。
4、其他原因
元器件的寄生参数，开关电源的原理图设计不够完美，印刷线路板(pcb)走线通常采用手工布置，具有很大的随意性，pcb的近场干扰大，并且印刷板上器件的安装、放置，以及方位的不合理都会造成emi干扰。
二 电磁干扰的相关理论
1、开关电源的主要电磁干扰源
开关电源中的电磁干扰源主要有开关器件、二极管和非线性无源元件。在开关电源中，印制 板布线不当也是引起电磁干扰的一个主要因数。
1.1 开关电路产生的电磁干扰
对开关电源来说，开关电路产生的电磁干扰是其主要干扰源之一。开关电路是开关电源的核 心，主要由开关管和高额变压器组成。他产生的dv／dt具有较大的脉冲，频带较宽且谐波丰富。这种脉冲干扰产生的主要原因是：
(1) 开关管负载为高频变压器初级线圈，是感性负载。在开关导通瞬间，初级线圈产生很大的涌流，并在初级线圈的两端出现较高的浪涌尖峰电压．在开关管断开瞬间，由于初级线圈的漏磁通，致使一部分能量没有从一次线圈传输到二次线圈，储藏在电感中的这部分能量将和集电极电路中的电容、电阻形成带有尖峰的衰减振荡，叠加在关断电压上，形成关断尖峰电压。这种电源电压中断会产生与初级线圈接通时一样的磁化冲击电流瞬变，这个噪声会传导到输入输出端，形成传导干扰，重者有可能击穿开关管。
(2) 脉冲变压器初级线圈，开关管和滤波电容构成的高频开关电流环路可能产生较大的空间辐射，形成辐射干扰，如果电容滤波容量不足或高频特性不好，电容上的高频阻抗会使高频电流以差模方式传导到交流电源中形成传导干扰。
1.1.2 二极管整流电路产生的电磁干扰
主电路中整流二极管产生的反向恢复电流的1di／dt1远比续流二极管恢复电流Idi／dtl小得多。作为电磁干扰源来研究，整流二极管反向恢复电流形成的干扰强度大，频带宽。整流二极管产生的电压跳变远小于电源中的功率开关管导通和关断时产生的电压跳变。因此，不计整流二极管产生的Idv／dtI和Idi／dtl的影响，而把整流电路当成电磁干扰耦合通道的一部分来研究也是可以的。
2、开关电源电磁干扰的耦合通道
开关电源通过耦合通道对自身产生干扰。通常多采用差模和共模干扰加以分析。
“共模干扰”是指干扰大小和方向一致，其存在于电源任何一相对大地，或中线对大地间。共模干扰也称纵模干扰、不对称干扰或接地干扰。是载流体与大地之间的干扰。
“差模干扰”是指干扰大小相等，方向相反，其存在于电源相线与中线之间。差模干扰也称常模干扰、横模干扰或对称干扰。·这是载流体之间的干扰。
共模干扰说明了干扰是由辐射或串扰耦合到电路中的。而差模干扰则说明了干扰是源于同一条电路的。通常这两种干扰是同时存在的，由于线路阻抗的不平衡，两种干扰在传输中还会互相转化．所以情况非常复杂。
三 抑制干扰的几种措施
形成电磁干扰的三要素是干扰源、传播途径和受扰设备。因而，抑制电磁干扰也应该从这3方面着手。首先应该抑制干扰源，直接消除干扰原因，其次是消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射，切断电磁干扰的传播途径；第三是提高受扰设备的抗扰能力，减低其对噪声的敏感度。目前抑制干扰的几种措施基本上都是用切断电磁干扰源和受扰设备之间的耦合通道，它们确是行之有效的办法。常用的方法是屏蔽、接地和滤波。
篇7
摘要：介绍了高频开关电源的控制电路和并联均流系统。控制电路采用TL494脉宽调制控制器来产生PWM脉冲，用软件的方式实现多电源并联运行时达到均流的方法。
关键词：开关电源；脉宽调制；均流
引言
模块化是开关电源的发展趋势，并联运行是电源产品大容量化的一个有效方案，可以通过设计N＋l冗余电源系统，实现容量扩展。本系统是多台高频开关电源（1000A/15V）智能模块并联，电源单元和监控单元均以AT89C51单片机为核心，电源单元的均流由监控单元来协调，监控单元既可以与各电源单元通信，也可以与PC通信，实现远程监控。
1PWM控制电路
TL494是一种性能优良的脉宽调制控制器，TL494由5V基准电压、振荡器、误差放大器、比较器、触发器、输出控制电路、输出晶体管、空载时间电路构成。其主要引脚的功能为：
脚1和脚2分别为误差比较放大器的同相输入端和反相输入端；
脚15和脚16分别为控制比较放大器的反相输入端和同相输入端；
脚3为控制比较放大器和误差比较放大器的公共输出端，输出时表现为或输出控制特性，也就是说在两个放大器中，输出幅度大者起作用；当脚3的电平变高时，TL494送出的驱动脉冲宽度变窄，当脚3电平变低时,驱动脉冲宽度变宽；
脚4为死区电平控制端，从脚4加入死区控制电压可对驱动脉冲的最大宽度进行控制，使其不超过180°，这样可以保护开关电源电路中的三极管。
振荡器产生的锯齿波送到PWM比较器的反相输入端，脉冲调宽电压送到PWM比较器的同相输入端，通过PWM比较器进行比较，输出一定宽度的脉冲波。当调宽电压变化时，TL494输出的脉冲宽度也随之改变，从而改变开关管的导通时间ton，达到调节、稳定输出电压的目的。脉冲调宽电压可由脚3直接送入的电压来控制,也可分别从两个误差放大器的输入端送入,通过比较、放大,经隔离二极管输出到PWM比较器的正相输入端。两个放大器可独立使用,如分别用于反馈稳压和过流保护等，此时脚3应接RC网络，提高整个电路的稳定性。
如图1所示，PWM脉冲的占空比有内部误差放大器EA1来调制，而内部误差?大器EA2则用来打开和关断TL494，用于保护控制。脚2和脚15相连，并与公共输出端脚3相连通，因脚3电位固定，所以，TL494驱动脉冲宽度主要由脚1（PWM调整控制端）来控制；脚16是系统保护输入端，系统的过流、过压、欠压、过温等故障以及稳压或稳流切换时关断信号都是通过脚16来控制。锯齿波发生器定时电容CT=0.01μF，定时电阻RT=3kΩ，其晶振频率fosc==36.6kHz。内部两个输出晶体管集电极（脚8和脚11）接＋12V高电平，其发射极（脚9和脚10）分别驱动V1和V2，从而控制S1和S2,S3和S4管轮流导通和关闭。
2软件介绍
2.1电源单元和监控单元的软件
高频开关电源单元主要有数据采集，电压电流输出给定，键盘和LED显示，故障处理以及与监控单元RS485通信等子程序组成。监控单元主要有键盘和液晶显示，EEPROM以及与电源单元和PC机RS485通信等子程序组成。EEPROM用于存放工作参数和其他不能丢失的信息，它采用X5045芯片，X5045有512字节，内涵看门狗电路，电源VCC检测和复位电路。
如果出现故障，电源单元立即做出相应处理，并主动向监控单元申请中断，将故障数据传送给监控单元，监控单元立即调用故障处理程序，如果故障严重将切除故障电源，并启动备份电源，而且将故障情况传送给PC机。
2.2均流处理程序
高频开关电源单元将各自的电压和电流发送给监控单元，监控单元接收到各电源单元的电压和电流信息后，马上进入均流判定处理程序。本程序将根据均流精度的要求，计算出该由哪个电源单元进行怎样的调节以达到均流要求。该程序主要包括下面两个模块：第一个模块主要完成电压的检查工作，发现电源单元电压偏移超过要求，马上进行相应调节，保证其电压为要求值；第二个模块用于进行均流计算，该模块将找出电流偏移平均值超过规定要求的电源单元，并进行相应的调节。均流流程图如图2所示。
由于在实际运用中，各电源单元的电压值并非完全一致，所以本系统对多电源单元并联后的电压有两条要求。
1）多电源单元并联时，若各电源单元之间的最大电压偏差>0.5％，那么并联后的输出电压要求在各电源单元的电压之间；若各电源单元之间的电压偏差均<0.5％，那么并联后的输出电压应为各电源单元电压的中间值加0.25％误差。本要求同时兼顾了尽量提高稳压精度和防止电压调节过于频繁的要求。
2）并联后的输出电压与任一电源单元工作时的电压之差≤1％（本电源要求稳压精度<1％）。
若找不到符合要求的电压点，则程序认为相互并联的电源的电压偏差过大，将停止均流调节，并按要求提出警告。
第二个模块用于对各模块的电流进行均流计算，在本系统中，软件的均流精度定在5％。程序找出大于或小于平均电流的模块，如果超过了精度范围，程序将设置相应标志位，然后启动通信程序，通知相应电源模块启动调节程序。
篇8
关键词： 电子文献； Lucene索引； MVC 2.0； Web 2.0； Lib 2.0
中图分类号： TN911?34； TM417 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）07?0103?04
Abstract： The electronic resource management is the very challenging work to current library. The library′s electronic resource quanlity before 2010 have reached dozens of TB. In order to further promote the integrated management system of human resource and library， and timely use the electronic resources， a set new electronic resource management system is put forward to describe the past electronic resource management experience of the the library. The more advanced storage， Lucene index technology and MVC 2.0 framework are adopted to establish the electronic resource management system based on Web 2.0 and Lib 2.0 idea. The above more advanced technologies are used to solve the large data volume electronic resource management and retrieval problem of the library. Compared to the previous management system， the memory cost of system is [120] of that of the original system， the processor cosst is [110] of that of the original system， and the retrieval speed is increased by 50 times.
Keywords： electronic document； Lucene index； MVC 2.0； Web 2.0； Lib 2.0
0 引 言
电子资源管理是现今图书馆面对的极具挑战性工作，课题中涉及的图书馆电子资源管理系统亦不例外[1]。截止至2010年该馆的电子资源数量已经达到了几十个TB，如何运用现有的人力资源和图书馆集成化管理系统[2]，及时让读者使用这些电子资源，已成为该图书馆的重大挑战。本馆在2009年决定把中文期刊、英文期刊、电子图书等电子资源的编目工作进行调整，要求采用相关的计算机技术创建一套全新的电子资源管理系统。本课题的目的是总结该馆以往的电子资源的管理经验，采取更先进的存储，索引技术及B/S架构，融合Web 2.0与Lib 2.0理念所创建的电子资源管理系统[3]。
该系统为用户提供了便捷高效的电子资源检索引擎，使用户可以快速地找到所需资源；与此同时还提供了个性化图书馆的服务，允许用户上传个人的电子资源，加强了管理系统的互动共享功能。经本课题的研究，从根本上解决了该馆大数据量电子资源的存储及使用问题[4]。
1 基于Lucene的检索系统及实验验证
1.1 检索系统
Lucene是以Java为依据的一个高效的全文检索库。完成下述步骤建立全文检索索引[5]：
首先，为了方便说明建立索引的过程，此处将需要索引一些原文档（Document）。
其次，分词组件（Tokenizer）在收到原文档的传输后会做如下事情（此过程称为 Tokenize） [6]：将文档拆分成为各个独立的单词；将标点符号除去；将停词（Stop word） 除去。
最后，索引组件（Indexer）在收到得到的词（Term）之后负责以下几项：创建一个以得到的词（Term）为依据的字典；按照字母顺序将字典排序；将同样的词（Term）进行合并并形成文档倒排（PostingList）链表。
1.2 SQL Server检索与Lucene检索性能比较
SQL Server数据库产品作为底端的数据存储，利用单纯的数据库对这些资源进行索引，如果数据量达到上亿级，系统运行启开所占用的内存大约为几十GB[7]。除此之外，SQL Server运用缓冲池内存服务于SQL Server进程中大部分不大于8 KB的其他内存请求，以便过程缓存和数据存储。不能从缓存池中得到其他的分配由剩下的未保留内存完成。曾经使用单纯的数据库检索技术及Lucene索引技术，并对两种检索技术的效率、消耗系统资源、检索速度进行了详细的分析对比[8]。以上实验中数据总条目有三百多万条，以硬盘存储空间大约1 TB的资源进行测试，分析比对之后的结果如图1～图3所示。
对比图1～图3得出，Lucene检索在各方面都占有一定的优势，所以使用Lucene检索建设大数据量的电子资源管理平台为最优选项。
2 系统的设计
2.1 功能设计
图书馆电子资源管理系统功能设计如图4所示。当前，图书馆内的中文期刊，英文期刊，报纸，学位论文，电子图书，网页信息，多媒体等信息资源数量众多，占用系统近20 TB的硬盘储存空间，因此设计和实现的系统需要对海量的数据进行科学存储的同时还要保证检索的速度，还不能占用过大的存储空间或资源。
2.2 系统框架原理
系统依据 MVC 2.0设计模式，依次包括Model，View，Control三层结构。系统最重要的部分为Model层，该层中包含了以上两章中重点提到的Lucene索引技术；View层中个性化的展示了中文期刊，英文期刊，报纸，学位论文，电子图书，网页信息，多媒体等电子资源，Web 2.0技术被较多的运用于View层中；系统的请求分配及权限管理方面问题的解决是Control层的主要任务。
（1） Model 层设计
期刊的数据模型：期刊可以被划分为非常多的年卷期信息，T_EN_Literary类表示了期刊中的文章信息，由T_EN_Journal到T_EN_Issues是一对多的对应法则关系，而T_EN_Journal类代表特指的某种期刊。系统在进行初始化时便建立了数据库的索引，Search接口能够完成直接从之前所建立的该数据库的索引中查询数据而不会访问数据库，之后再将结果反馈给Control层。这种设计节省了CPU及内存，此外，保证了快速的检索速度。每一种资源在电子资源管理系统中都被界说为一个类，update的接口也是通过这些类达成的，该接口设置的目的是同步索引以及更新数据库。delete的接口负责对数据的删除工作。
（2） View层设计
View层中个性化的展示了中文期刊，英文期刊，报纸，学位论文，电子图书，网页信息，多媒体等电子资源，View中用到的数据都是由Control层提供，View层还负责各种表单的提交，这些表单最终被Control层解析，之后经过Control层调取数据对象再返回给View层，这样就形成了动态页面信息的交互。
（3） Control层设计
Control层是 MVC 2.0框架结构的中央环节，工作职能是完成各项工作的调度。Model层将具体数据反馈给Control层，Control层在对数据完成加工后，通过相应形式反馈给View层，即为用户浏览器页面中显示的内容。
2.3 用户权限管理设计
Model层数据模型使每个类中都有Owner，Edit，Visit功能，通过上述功能完成对数据级权限的管理。数据对象拥有者的ID储存于Owner中，该资源最高级的权限由这些用户持有，这些用户能够完成数据的浏览、修改、增加、删除等操作。对数据对象有编辑权用户的ID储存于Edit中，该资源的编辑权限由这些用户掌握，这个功能可以使资源权限更加方便的管理。对数据对象拥有访问权用户的ID储存于Visit中，这些用户拥有浏览该资源的权限。
3 系统整体实现
3.1 核心功能实现
图书馆电子资源管理系统主页截图见图5，图书馆电子资源管理系统包含7大功能：
（1） 图书馆现存有报纸，档案、中、英文期刊，学位论文，毕业论文，电子图书网页信息，多媒体等电子资源。
（2） 运用中文期刊，英文期刊，电子图书模块提供给专业人员的A?Z的导航功能，用专业化树状的形式展示期刊的年卷期，用目录树展示功能实现电子图书的中图分类法，除此之外，还需提供上述资源的正则表达式等高级检索功能以及模糊检索，从而方便用户对资源的定位。
（3） 模块功能的资源编辑可授权用户进行编辑处理。
（4） 增加资源评论和打分的属性，用户可以评价、分享并推荐优秀资源，方便其他用户阅读，帮助系统高效的运行，更有利于资源的分享。
（5） 在资源仓库模块中，高级用户可以对目录树进行编辑，目录树创建后自动生成RSS订阅链接，高级用户可以对目录树进行创建并对资源类型进行定义，使信息资源的推送更加方便。
（6） 站内资源的收藏管理功能可以通过收藏模块实现，在浏览站内资源时，相对应位置有收藏该资源的功能按钮，用户点击后可直接收藏该资源。
（7） 数据级权限管理以及功能级权限管理通过权限管理模块实现。
3.2 结构实现
（1） 索引功能
Lucene索引信息存储的选择方式有两种：文件系统（FS）、内存（RAM）。大型检索一般用文件系统存储，较小的检索系统主要运用内存存储。由于目前的大部分信息平台中的信息量都达到百万级以上，因此索引的存储采取的是文件系统（FS）。
（2） 检索功能
系统主要由QueryParser，IndexSearcher，Hits三个类组成了Lucene的检索接口。QueryParser的主要任务是解析用户提交需查询的关键字，即为查询解析器创建一个新的解析器时需要设定使用何种语言分析器以及要解析的域，保证查询结果的正确性。例如，URL和网页标题。在用户面前所呈现的便是通过处理的信息。在系统中输入检索词“cell”，检索结果如图6所示。
（3） View层的实现
篇9
作为国民经济的支柱产业之一，电力行业的生产与国家的发展息息相关。社会主义市场经济体制下，电力企业对人力资源的研究应当突破以前计划经济的局限。即不能局限于数量，人力资源的质量也要得到提升。虽然近几年某些电力企业的人力资源观念已经有所改善，在此领域已经进行一些改变，比如改革工资制度建立了新的薪酬制度、员工考评体系等，但是电力企业作为大型垄断国企，在人力资源的开发管理方面存在的不足还很多。
1.观念落后
大多数电力企业对于人事管理的观念相当滞后。从管理层到普通员工的理念均不够到位。许多企业的领导层仍然停留在旧的企业发展模式上，把表面上的盈利当做目标，不重视人力资源开发与管理。人力资源管理的目标就是：发现人才，培养人才，使用人才。企业管理层应该认识到人力资源对公司发展的巨大促进作用，把人力资源的开发与管理当做发展中的重要工作来处理，规划中长期发展方向。这可以使企业形成自己的文化，增强员工的归属感与责任感，提高企业的凝聚力。
2.管理机制存在缺陷
加强人力资源的开发与管理，从技术方法角度来看，需要建立完善的机制，其中包括合理的员工评价制度、绩效考核制度、薪酬分配制度、激励制度等。科学的机制可以提高人员管理的效率，人力资源的巨大潜力得到充分释放。如果企业的激励机制能够完善并执行起来，生产效率会得到很大的提升，这也间接有助于未来的发展。人们受到物质与精神上的激励，会激活自己的活力，心态也会变得积极向上、奋发努力，释放更多潜力。部分企业能够初步提出考核规则等，但是执行缺乏力度，监管不力，没有采取有效措施推行，使得考核规则形同虚设。例如，电力企业绩效考核中普遍存在的问题有：考核不客观，机制上的缺陷导致内部管理混乱，标准过于单一，考核过程纰漏较多，使得评价主要由考核官主观决定；指标过于简单，考核官专业性不足，无法完成合理的绩效考核，其结果就是人的主观因素主导，参考度可信度不高。
3.人员素质有待提升
无论是人力资源管理者素质还是基层工作员工的素质均有待提升。管理者中缺少高素质的专业管理人才。一些非人力资源开发管理专业的员工工作能力不足，专业知识缺少，很难胜任人力资源管理工作，使得员工管理效率低下，人力资源的开发无法得到充足的展现。因此许多企业只能沿用老旧的人事制度，这也是计划经济体制导致的管理人才不足。由员工的素质偏低可以发现，人才环境也存在问题。人才环境对人力资源的开发有很大的影响作用。许多电力企业存在人才浪费、内部录用、情大于法等现象，人力资源配置的结构性失调，人力资源的流动发展受到阻碍，不利于优秀人才的汇集，优秀人才也难以从普通人中脱颖而出，专业技术人员也出现短缺。员工的经验不足、知识层次工作岗位要求不吻合，关键性岗位人才也十分有限。作为技术、资金密集型企业，电力企业需要大量的专业人才来从事生产以及经营管理。而管理人才不仅需要熟悉传统的电力业务，更需要了解现代的信息与管理等技术，即需要复合型人才。
4.培训与教育的不足
目前企业人员的整体素质难以满足企业发展的要求，这与培训教育的欠缺也有很大关系。与发达国家相比，员工上岗前的培训时间过短，培训方向不够明确，针对性不强，培训教育的效果往往不尽如人意。培训与交流是发展企业人力资源开发的重要途径，企业培训方式过于单一，培训班的讲授理论与实际脱节，而且员工的综合素质（包括身体、心理锻炼的提高）往往被忽视。对于不同年龄群体采用相同的培训手法，导致培训教育效率低下，直接导致员工素质偏低，影响企业的发展进步。
二、加强人力资源开发与管理的对策
人力资源开发与管理是社会主义市场经济发展的必然要求，现代企业的建设离不开员工与企业的共同发展，所以必须建立与国家的经济政策相适应的人力资源开发管理机制。企业的快速发展需要接受人才资源新理念，采取一系列措施加强人力资源开发与管理。
1.树立科学的人力资源开发与管理新理念
电力企业的管理层应当强化意识，认识到科学的人力资源开发管理理念，不只是称呼、名号上的变化，而是更深层次的体现在性质、理念上。人力资源开发与管理包含了单位对人力资源的开发、配置、监督、组织等多种管理活动。这也是由人的社会性所决定的。管理层应该树立人力资本观念，人力因素的投资回报往往会大于其他形式的投资；应该树立市场的观念，因为企业的发展离不开市场的发展，人力资源的开发管理也要着眼于市场、定位于市场；人力资源开发管理需要战略性部署，人力资源多变的性质使其难以用数字来定量评估，而其巨大的潜力又等待发掘，战略性部署使人力资源成为企业正常发展中的重要组成部分，为长期发展做准备。
2.建立与企业发展相适应的人力资源开发管理机制
企业需要建立符合自身特点的人力资源机制，包括人才管理、竞争机制、激励机制、评价考核机制等。人才机制要按照双向平等原则，不要局限于身份，遵守合同法签署劳动合同。激励机制物质刺激与精神关怀双管齐下，尽可能调动员工的积极性。原则是符合自身情况，制订有效的激励方法，提升工作环境的积极氛围，巩固员工的忠诚度，适宜的精神鼓励会更紧密地把企业和员工联系在一起，让工作变为员工创造价值的机会，形成独特的企业文化，融入浓厚的人文关怀，推动企业的发展。评价考核机制进一步完善需要科学地制订标准，对不同人分类评测，综合考核，最终做出公正、可信的评价。
3.进行合理的培训教育提高人员素质
在信息时代，提高员工素质是企业发展的重要一环。中高层管理人员的素质同样需要提升。他们是企业的头脑与骨干，做出的决定直接影响企业的经营与发展。因此十分有必要对中高层管理者适时进行培训，增强其管理与应变能力。长远来看会在很大程度上提高企业效率，实现经济效益的提升。对于普通员工来说，要逐渐实施新的人才培养、选拔、流动模式，提高员工的综合素质，并要善于发现人才、提拔人才，使其能力得到更大的发挥空间。
三、结语
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关键词：人力资源 挑战 电网企业
电网企业作为国有企业，关系千家万户，人力资源是电网企业的重要资源，它要求我们必须正视在人力资源开发与管理工作，从而提高企业的整体管理水平，促进企业不断发展。
一、人力资源开发与管理对企业发展的意义
企业人力资源就是指企业内部成员及外部的可提供服务及有利于企业预期经营的人的总和。企业人力资源开发与管理是指企业充分发掘、科学培养和合理使用现有员工整体能力以及对企业发展有直接作用的其他人才的利用。
加强和改进国有企业人力资源开发与管理，是搞好国有企业的关键，有利于培养和造就一支优秀的经营管理者队伍，能够使企业由小变大、由弱变强，提高国有企业的管理水平；加强和改进国有企业人力资源开发与管理，是科技进步和经济社会发展最重要的资源，有利于吸引和留住具有专业技术和专门技能的各类人才；加强和改进国有企业人力资源开发与管理，确保国有企业的管理、制度和科技不断创新，有利于提高职工队伍的整体素质；加强和改进国有企业人力资源开发与管理，最直接的表现就是能够提高劳动生产率，有利于国有企业降低成本，使企业能在激烈的市场竞争中得到发展，提高产品质量和市场竞争能力；加强和改进国有企业人力资源开发与管理，可以在企业内部建立起合理的激励机制，有利于增强企业的凝聚力和吸引力。
二、电网企业人力资源开发与管理现状
电网企业管理基本特征：它是一个自然垄断行业，国家经济发展离不开的电力支持，它是国民经济的重要的基础产业；电网企业是资金密集、技术密集型和网络性行业，全国电网调度已经实现自动化；电网企业安全责任十分重大。一旦发生电力安全事故，就会给社会造成巨大的损失；电力处于快速发展期，电力供应直接影响到各地经济的发展和人民群众的正常生活；电力改革不断深入，总体目标是实施厂网分开，打破垄断，引入竞争，重组发电和电网企业;，提高效率，降低成本。
随着电力事业的蓬勃发展，电网企业对人力资源的开发与管理工作取得了一定的成绩，员工队伍基本状况有所改善，对员工进行培训是人力资源开发的一项重要措施，建立了后备人才队伍，加强了对后备人才的培养，建立健全了绩效考核体系，对考核居前列的人员进行奖励。而在取得一定成绩的同时，也存在一些问题，这主要表现在:部分领导对人力资源开发与管理的认识有待提高，人力资源开发与管理缺乏层次，“重物轻人”的现象在一定程度上仍然存在，对人才只重“拥”不重“用”，对低素质的人员缺乏开发意识，观念有待转变；人员结构不合理，人才总量不足。专业结构不合理，人员总量大，而人才数量不足。人才分布不均衡，高层次、高素质、高水平、高技能人才缺乏；激励机制不健全，薪酬未能充分反映业绩，员工的积极性，主动性、创造性不能充分发挥，激励手段单一；教育培训体系不完善，部分基层企业对员工培训重视不够，对教育培训效果缺乏考核评估；人才评价不够科学，正常“退出机制”尚未建立。
三、电网企业人力资源开发与管理应采取的对策
电力体制改革的深入，电网建设力度加大，对人力资源结构提出了新的要求，对人力资源优化提出了更迫切的要求。社会对电力服务水平要求不断提高，电力的快速增长，对人力资源开发与管理提出了更全面的要求，对人力资源队伍素质提出了更高的要求。
因此，电网企业应当根据企业改革和发展的需要，注意优化人才结构，合理配置资源。要树立符合时代要求的新理念，即树立 “以人为本”、“人才资本”、“人才层别”理念、“人才差别”理念、树立“人才开发”和树立“人才国际化”的理念，为企业发展服务。
建立适应市场要求的培训机制。遵循人才成长的一般规律，建立分级分类、循序渐进的培训模式，不断提升各级各类人才的能力。整合培训资源，建立资源共享、专业合理的培训支撑网络体系。要创新培训方法，切实提高培训工作的有效性，切实加强培训工作的制度建设。加强对培训效果的评估和考核，落实培训工作责任制。
建立科学的人才评价机制。确立科学的人才标准，完善科学的评价方法。充分运用人才评价的结果，增加透明度和群众参与程度。
建立有效的选人用人机制。积极推行竞争上岗和公开选拔制度，要别具一格有用人，改进和完善专业技术、技能职务聘任制，健全和完善绩效考核体系，确保人才开发与管理取得成效，达到深化劳动用工制度改革的目的。
建立行之有效的激励机制。加大物质激励力度，完善薪酬激励制度，充分运用事业激励的方式，大荣誉激励的力度。
建立干事创业的留人机制。依靠事业留人、依靠待遇留人、依靠环境留人；要建立适合电网企业特点的人才引进机制。建立招聘机制，要多渠道引进人才，要积极推进协议用人制度，加大开发利用“外脑”的力度。
建立可控的流动机制。要建好企业内部人才交流服务中心，要正确对待人才流动，要建立淘汰机制，鼓励人才内部流动。
参考文献：
[1]盖勇.人力资源战略与组织结构设计.山东人民出版社，2004.6
