Diseáil Mheasartha Boill Chumhachta Digiteacha 15kV ESD Inmíneach le Ciorcail Shimplí agus Stáibhacht Ard

 1. Forbhreathnú ar an nGhiniomh​

Tá an t-ghiniomh seo dírithe ar chur ar fáil dearadh míoráin cumhachtach digiteach éifeachtach agus iontaofa. Tá an croílár den ghiniomh sa dearadh clóch príomhchoitianta nua-aimseartha do scicín príomhriail, a réiteíonn go héifeachtach na lagdhóchais inmhéadaithe i míoráin cumhacht digiteacha traidisiúnta i leith cosc ar iarthraithe statice (ESD). Is féidir leis an mhíorán glacadh le tástáil eilectrostatic discharge 15kV gan teagmháil, agus tá sé aitheanta as a struchtúr ciorcail shimplí agus a stiúrthacht cloiche ard. Tá sé oiriúnach do scéalta monatóireachta cumhachtain in dhúshlán ársa ina bhfuil geall airde ar iontaofacht agus stiúrthacht.

​2. Pointí Brú ar an tTionscal & Cúlra Teicneolaíoch​

​2.1 Point Brú ar an tTionscal: Comhtháthú Statice Dhaonchoitianta An-Éifeachtach​

I suíomhanna tionsclaíocha, is príomhchúis é iarthraithe statice (ESD) don tiorcalú de thacair deonacha. Tá míoráin cumhacht digiteacha traidisiúnta an-dlúth lena ndéanfar atáirgeadh nó gaol neamhrialta mar gheall ar iarthraithe le linn tástálacha ESD 15kV gan teagmháil, agus ní mheastar gur sásamh í do riachtanais úsáide iontaofa.

​2.2 Cúlra Teicneolaíoch: Anailís ar Thodhchaí Atá Idir Ann​

Baintear an dúshlán ESD in míoráin cumhacht digiteacha atá ann ó a dearadh príomhfréime:

• ​Todhchaí 1: Nasc Dhíreach Chloiche Oscillator Ardfréime:​​ Tá an scicín príomhriail nasc díreach le cloiche oscillator 25MHz, agus tá dhá chompas comhbhrú iompartha. Cé go bhfuil an dearadh seo shimplí, tá sé faoi bhrú ó I/O portáil (diseagnáilte le haghaidh imní íseal) a bhfuil comhtháthú statice an-éifeachtach. Tá an siombal ardfréime inmharthanach le haistear ESD, agus is féidir leis an gcóras a bheith as feidhm.
• ​Todhchaí 2: Cloiche Oscillator Ísealfréime le Meastachán Fréime:​​ Úsáidtear cloiche oscillator ísealfréime agus meastar chuig fréime ard trí Phase-Locked Loop (PLL) inmheánach. Tugann an modh seo roinnt feabhas in aghaidh iarthraithe díreach, ach níor éirigh leis an deacracht a réiteach go bunúsach agus níl a chuid seirbhísí cosc ar iarthraithe go maith.

Ní féidir le dá thodhchaí traidisiúnta a chinntiú go mbeidh an mhíorán ag obair go stiúrthach i gcomhthéacs eilectromagnetic fiánta.

​3. Struchtúr Agus Feidhme Mhíoráin Iomlán​

Tá an dearadh míoráin leis an ghréasán seo ag úsáid dearadh modúil, ag conspéideadh seis modúil príomha a bhfuil acu forbarú ó mhódúil fuinnimh aontaithe. Tá an struchtúr soiléir, agus tá na feidhmiúlachtaí rialta. Tá na nascanna agus na feidhmiúlachtaí gach modúil le scicín príomhriail mar a leanas:

​4. Buntáistí Teicneolaíocha Príomha​

​4.1 Comhtháthú Statice An-Éifeachtach​

Is é an t-buntáiste is criticiúla den ghiniomh seo an dearadh nua-aimseartha an chloiche príomh. Tá an scicín príomhriail ag úsáid cloiche oscillator 32768Hz ísealfréime mar nasc príomhfréime. Mar gheall ar siombail oscillator ísealfréime a bhfuil intinsitas radáilí seachtracha íseal agus a bhfuil sé an-dlúth le haistear noise seachtrach ardfréime (mar shampla ESD pulses), tá an feabhas comhtháthú statice go mór a fheabhsaithe ag an bhfeallsúna. Tá an dearadh seo tar éis an point brú míoráin traidisiúnta a réiteach, agus tá sé in ann tástáil ESD 15kV gan teagmháil a bheith stiúrthach, agus cinntíonn sé go mbeidh an t-obair críochnaithe i suíomhanna tionsclaíocha fiánta.

​4.2 Struchtúr Circuit Shimplí​

Tá an scicín príomhriail (MSP430F5438A) a roghnaíodh ag comhcheilt compas comhbhrú inmheánach do a chuid circuit oscillator ísealfréime. Tá an dearadh seo ag cur de bharr ar an dha chompas comhbhrú seachtrach atá ag teastáil i scéimeanna oscillator ardfréime traidisiúnta, agus tá sé ag simplíú layout PCB, ag éirí as líon cuidiú agus costas ábhair, ag éirí as castacht smedaithe agus ag fheabhsú cothroime agus iontaofacht an t-airgead.

​4.3 Stiúrthacht Cloiche Níos Airde​

• ​Cloc Software Córais Stiúrthach:​​ Tá an cloiche 32768Hz, tar éis roinnt, in ann siombal cloc 1Hz a chruthú, a dhéanann bunús don cloc software an chórais. Tá a stiúrthacht agus a cruinneas go mór níos fearr ná cloc a chruthaítear trí mheasúnú software nó roinnt ardfréime.
• ​Cloc Metering Stiúrthach:​​ Tá an cloc sampling ADC a úsáidtear le linn tomhas cumhacht an mhíoráin freisin ag teacht ón gcloc ísealfréime stiúrthach seo, ag cinntíonn go mbeidh an cruinneas voltagh, corra, cumhacht, agus paraiméadar cumhacht eile agus tomhas agus ríomh. Tá sé seo ag tabhairt bunús sonraí don bhainistiú cumhacht níos airde.

​5. Prionsabal Oibre an Córais​

Is é an modh oibre an mhíoráin mar a leanas:

1. ​Cumhacht Ar:​​ Glactar AC isteach ag Módúil Fuinnimh trí AC-DC auxiliary power supply, ag déanamh aistear agus aonrú go 5V, 3.3V, agus aonrú 5V. Seo a stiúradh Modúil Acmaíochta Siombail, Córas Príomhriail (lena n-áirítear Am Réala, Cuimhne, Modúil Rialú Deiseála), agus Gné Comhthéacs go léir, ag tarlú gach módúil go stát réidh.
2. ​Acmaíocht Siombail:​​ Tá Modúil Acmaíochta Siombail ag acmaíocht siombail voltagh agus corra go leanúnach ón trífhásach gréasáin. Tar éis proiseála (mar shampla, diviseoir, athrú corra, méadaíocht operational amplifier, athrú leibhéal), seolfar siombail analógach a léiríonn paraiméadar gréasáin go dtí an Scicín Príomhriail.
3. ​Proiseáil Siombail:​​ An chéad rud a dhéanann an Scicín Príomhriail nascadh siombail analógach le siombail dhigiteach trí a chuid AD converter. Ina dhiaidh sin, leis an tsamhla ón Am Réala, déanann sé ríomh agus anailís ar siombail dhigiteach chun paraiméadar cumhacht (mar shampla, RMS voltagh/corra, cumhacht gníomhach/neamhgníomhach, fachtóir cumhacht, fréime) a fháil.
4. ​Output Data & Interactions:​​
• ​Storage:​​ Tá na sonraí a phróiseáladh ag stóráil go dtí an Cuimhne Faisnéise Inmheánach le haghaidh cuardach sonraí stairiúla agus anailís carraig.
• ​Display:​​ Seolfar na sonraí go cothrom le dáta go dtí an Modúil Rialú Deiseála le haghaidh nuashonrú réala ar an deiseál LCD.
• ​Communication:​​ Seolfar na sonraí go réala go dtí an stiúrthóir monatóireachta síorach trí RS485 Gné Comhthéacs le haghaidh monatóireachta síorach.
• ​Control:​​ Is féidir le húsáideoirí an mhíorán a riar le linn buttóin ar an módúil deiseála chun sonraí a chuardach nó paraiméadar a shocraíodh.