機械電子工程專業生產實習報告學 院： 華南理工網絡繼續教育學院 班 級：2014春機械電子姓 名： 李實檳 學 號： 201405043963005一、 單位簡介康舒電子(東莞)有限公司為臺商獨資企業，世界三大電源制造商之一。1994年6月在大陸東莞(塘廈鎮)設立生產及研發基地，臺灣金寶集團關系企業。公司主要生產各類信息及通信設備產品，產品系列完整，質量具有國際領先水平，符合各項國際標準的要求。公司以精益求精的設計、優良完美的質量及快速供貨系統來滿足客戶需求，因而成為計算機及信息界的最佳合作伙伴，主要客戶包括世界百強知名公司。公司發展前景遠大，在同行中極具競爭力。為配合蓬勃發展的全球業務，占地280畝的新廠房于1999年3月份正式的投產，公司于2000年1月和2001年12月分別通過了ISO-14001國際環保認證及ISO9001&TL9000認證。公司現有員工7000多人，其中電子、機械等各類專業人才1000余人。龐大的研究開發隊伍將根據公司發展戰略目標，開發出以供應器為主的多元化產品，以適應世界經濟的發展趨勢。公司擁有世界先進的制造設各和生產線測試設備及嚴謹的質量制度，年產1500萬臺各種電源供應器，質量與競爭能力具有國際一流水平。公司秉承以人為本的人性化風格，為員工提供完善的薪資福利及教育訓練規劃，共同實現公司之遠景目標。二、 實習目的 畢業實習時理論與實踐相結合的重要方式，是提高學生政治思想水平，業務水平和 提高動手能力的重要環節，對培養堅持四項基本原則，有理想，有道德，有文化，有紀律的德才兼備的技能性，應用性人才有著十分重要的意義。學生通過實習走向社會，接觸實物，了解國情，民情，增進群眾觀念，勞動觀念和參與經濟建設的自覺性，事業心，責任感；通過深入企業，了解工作狀況，可以加深理解并鞏固所學專業知識，進一步提高認識問題，分析問題，解決問題的能力，為今后走向社會，服務社會做好思想準備和業務準備。而且畢業實習可以使畢業論文或實習調查報告寫作有更充分，更現實的依據。三、實習內容在工廠實習的期間我們見識了很多的電源，其中有工控電源開關電源開關電源是利用現代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC和MOSFET構成。開關電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長,但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上,反而高于開關電源,這一點稱為成本反轉點。隨著電力電子技術的發展和創新,使得開關電源技術也在不斷地創新,這一成本反轉點日益向低輸出電力端移動,這為開關電源提供了廣闊的發展空間。 品牌：沃爾 類型：AC/DC電源 型號：P130T050A 調制方式：脈沖寬度調制(PWM)式 晶體管連接方式：半橋式 輸入電壓：176-264V 輸出功率：130W 輸出電壓：5/24/5V主要特點1、功耗小，效率高。在開關電源電路中，晶體管V在激勵信號的激勵下，它交替地工作在導通-截止和截止-導通的開關狀態，轉換速度很快，頻率一般為50kHz左右，在一些技術先進的國家，可以做到幾百或者近1000kHz.這使得開關晶體管V的功耗很小，電源的效率可以大幅度地提高，其效率可達到80%.2、體積小，重量輕。從開關電源的原理框圖可以清楚地看到這里沒有采用笨重的工頻變壓器。由于調整管V上的耗散功率大幅度降低后，又省去了較大的散熱片。由于這兩方面原因，所以開關電源的體積小，重量輕。3、穩壓范圍寬。從開關電源的輸出電壓是由激勵信號的占空比來調節的，輸入信號電壓的變化可以通過調頻或調寬來進行補償。這樣，在工頻電網電壓變化較大時，它仍能夠保證有較穩定的輸出電壓。所以開關電源的穩壓范圍很寬，穩壓效果很好。此外，改變占空比的方法有脈寬調制型和頻率調制型兩種。開關電源不僅具有穩壓范圍寬的優點，而且實現穩壓的方法也較多，設計人員可以根據實際應用的要求，靈活地選用各種類型的開關電源。4. 濾波的效率大為提高，使濾波電容的容量和體積大為減少。開關電源的工作頻率目前基本上是工作在50kHz,是線性穩壓電源的1000倍，這使整流后的濾波效率幾乎也提高了1000倍；即使采用半波整流后加電容濾波，效率也提高了500倍。在相同的紋波輸出電壓下，采用開關電源時，濾波電容的容量只是線性穩壓電源中濾波電容的1/5001/1000.電路形式靈活多樣，有自激式和他激式，有調寬型和調頻型，有單端式和雙端式等等，設計者可以發揮各種類型電路的特長，設計出能滿足不同應用場合的開關電源。開關電源大至由主電路、控制電路、檢測電路、輔助電源四大部份組成。開關電源1、主電路沖擊電流限幅：限制接通電源瞬間輸入側的沖擊電流。輸入濾波器：其作用是過濾電網存在的雜波及阻礙本機產生的雜波反饋回電網。整流與濾波：將電網交流電源直接整流為較平滑的直流電。逆變：將整流后的直流電變為高頻交流電，這是高頻開關電源的核心部分。輸出整流與濾波：根據負載需要，提供穩定可靠的直流電源。2、控制電路一方面從輸出端取樣，與設定值進行比較，然后去控制逆變器，改變其脈寬或脈頻，使輸出穩定，另一方面，根據測試電路提供的數據，經保護電路鑒別，提供控制電路對電源進行各種保護措施。3、檢測電路提供保護電路中正在運行中各種參數和各種儀表數據。4、輔助電源實現電源的軟件（遠程）啟動，為保護電路和控制電路（PWM等芯片）工作供電。電路原理開關電源是利用現代電力技術，控制開關晶體管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（PWM）控制IC和MOSFET構成。1開關電源的工作過程相當容易理解，在線性電源中，讓功率晶體管工作在線性模式，與線性電源不同的是，PWM開關電源是讓功率晶體管工作在導通和關斷的狀態，在這兩種狀態中，加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的（在導通時，電壓低，電流大；關斷時，電壓高，電流?。?功率器件上的伏安乘積就是功率半導體器件上所產生的損耗。與線性電源相比，PWM開關電源更為有效的工作過程是通過“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實現的。脈沖的占空比由開關電源的控制器來調節。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數就可以增加輸出的電壓值。最后這些交流波形經過整流濾波后就得到直流輸出電壓?？刂破鞯闹饕康氖潜３州敵鲭妷悍€定，其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器，可以設計成與線性調節器相同。他們的不同之處在于，誤差放大器的輸出（誤差電壓）在驅動功率管之前要經過一個電壓/脈沖寬度轉換單元。開關電源有兩種主要的工作方式：正激式變換和升壓式變換。盡管它們各部分的布置差別很小，但是工作過程相差很大，在特定的應用場合下各有優點。電路原理開關電源布局所謂開關電源，顧名思義，就是這里有一扇門，一開門電源就通過，一關門電源就停止通過，那么什么是門呢，開關電源里有的采用可控硅，有的采用開關管，這兩個元器件性能差不多，都是靠基極、（開關管）控制極（可控硅）上加上脈沖信號來完成導通和截止的，脈沖信號正半周到來，控制極上電壓升高，開關管或可控硅就導通，由220V整流、濾波后輸出的300V電壓就導通，通過開關變壓器傳到次級，再通過變壓比將電壓升高或降低，供各個電路工作。振蕩脈沖負半周到來，電源調整管的基極、或可控硅的控制極電壓低于原來的設置電壓，電源調整管截止，300V電源被關斷，開關變壓器次級沒電壓，這時各電路所需的工作電壓，就靠次級本路整流后的濾波電容放電來維持。待到下一個脈沖的周期正半周信號到來時，重復上一個過程。這個開關變壓器就叫高頻變壓器，因為他的工作頻率高于50HZ低頻。那么推動開關管或可控硅的脈沖如何獲得呢，這就需要有個振蕩電路產生，我們知道，晶體三極管有個特性，就是基極對發射極電壓是0.65-0.7V是放大狀態，0.7V以上就是飽和導通狀態， -0.1V- -0.3V就工作在振蕩狀態，那么其工作點調好后，就靠較深的負反饋來產生負壓，使振蕩管起振，振蕩管的頻率由基極上的電容充放電的時間長短來決定，振蕩頻率高輸出脈沖幅度就大，反之就小，這就決定了電源調整管的輸出電壓的大小。那么變壓器次級輸出的工作電壓如何穩壓呢，一般是在開關變壓器上，單繞一組線圈，在其上端獲得的電壓經過整流濾波后，作為基準電壓，然后通過光電耦合器，將這個基準電壓返回振蕩管的基極，來調整震蕩頻率的高低，如果變壓器次級電壓升高，本取樣線圈輸出的電壓也升高，通過光電耦合器獲得的正反饋電壓也升高，這個電壓加到振蕩管基極上，就使振蕩頻率降低，起到了穩定次級輸出電壓的穩定，太細的工作情況就不必細講了，也沒必要了解的那么細的，這樣大功率的電壓由開關變壓器傳遞，并與后級隔開，返回的取樣電壓由光耦傳遞也與后級隔開，所以前級的市電電壓，是與后級分離的，這就叫冷板，是安全的，變壓器前的電源是獨立的，這就叫開關電源。它激式 則完全依賴于外部維持振蕩，在實際應用中它激式應用比較廣泛。根據激勵信號結構分類;可分為脈沖調寬和脈沖調幅兩種，脈沖調寬是控制信號的寬度，也就是頻率，脈沖調幅控制信號的幅度，兩者的作用相同都是使振蕩頻率維持在某一范圍內，達到穩定電壓的效果。變壓器的繞組一般可以分成三種類型，一組是參與振蕩的初級繞組，一組是維持振蕩的反饋繞組，還有一組是負載繞組。比如在家用電器中使用的上海正藝科技生產的開關電源，將220V的交流電經過橋式整流，變換成300V左右的直流電，濾波后進入變壓器后加到開關管的集電極進行高頻振蕩，反饋繞組反饋到基極維持電路振蕩，負載繞組感應的電信號，經整流、濾波、穩壓得到的直流電壓給負載提供電能。負載繞組在提供電能的同時，也肩負起穩定電壓的能力，其原理是在電壓輸出電路接一個電壓取樣裝置，監測輸出電壓的變化情況，及時反饋給振蕩電路調整振蕩頻率，從而達到穩定電壓的目的，為了避免電路的干擾，反饋回振蕩電路的電壓會用光電耦合器隔離。反轉式串聯開關電源反轉式串聯開關電源與一般串聯式開關電源的區別是，這種反轉式串聯開關電源輸出的電壓是負電壓，正好與一般串聯式開關電源輸出的正電壓極性相反;并且由于儲能電感L只在開關K關斷時才向負載輸出電流，因此，在相同條件下，反轉式串聯開關電源輸出的電流比串聯式開關電源輸出的電流小一倍。產品發展方向開關電源高頻化是其發展的方向，高頻化使開關電源小型化，并使開關電源進入更廣泛的應用領域，特別是在高新技術領域的應用，推動了開關電源的發展前進，每年以超過兩位數字的增長率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發展。開關電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類，DC/DC變換器現已實現模塊化，且設計技術及生產工藝在國內外均已成熟和標準化，并已得到用戶的認可，但AC/DC的模塊化，因其自身的特性使得在模塊化的進程中，遇到較為復雜的技術和工藝制造問題。另外，開關電源的發展與應用在節約能源、節約資源及保護環境方面都具有重要的意義。開關電源中應用的電力電子器件主要為二極管、IGBT和MOSFET。SCR在開關電源輸入整流電路及軟啟動電路中有少量應用，GTR驅動困難，開關頻率低，逐漸被IGBT和MOSFET取代。技術發展動向開關電源的發展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。由于開關電源輕、小、薄的關鍵技術是高頻化，因此國外各大開關電源制造商都致力于同步開發新型高智能化的元器件，特別是改善二次整流器件的損耗，并在功率鐵氧體(Mn?Zn)材料上加大科技創新，以提高在高頻率和較大磁通密度(Bs)下獲得高的磁性能，而電容器的小型化也是一項關鍵技術。SMT技術的應用使得開關電源取得了長足的進展，在電路板兩面布置元器件，以確保開關電源的輕、小、薄。開關電源的高頻化就必然對傳統的PWM開關技術進行創新，實現ZVS、ZCS的軟開關技術已成為開關電源的主流技術，并大幅提高了開關電源的工作效率。對于高可靠性指標，美國的開關電源生產商通過降低運行電流，降低結溫等措施以減少器件的應力，使得產品的可靠性大大提高。模塊化是開關電源發展的總體趨勢，可以采用模塊化電源組成分布式電源系統，可以設計成N+1冗余電源系統，并實現并聯方式的容量擴展。針對開關電源運行噪聲大這一缺點，若單獨追求高頻化其噪聲也必將隨著增大，而采用部分諧振轉換電路技術，在理論上即可實現高頻化又可降低噪聲，但部分諧振轉換技術的實際應用仍存在著技術問題，故仍需在這一領域開展大量的工作，以使得該項技術得以實用化。電力電子技術的不斷創新，使開關電源產業有著廣闊的發展前景。要加快我國開關電源產業的發展速度，就必須走技術創新之路，走出有中國特色的產學研聯合發展之路，為我國國民經濟的高速發展做出貢獻。開關電源的發展和趨勢1955年美國羅耶(GH.Roger)發明的自激振蕩推挽晶體管單變壓器直流變換器，是實現高頻轉換控制電路的開端，1957年美國查賽(Jen Sen)發明了自激式推挽雙變壓器，1964年美國科學家們提出取消工頻變壓器的串聯開關電源的設想，這對電源向體積和重量的下降獲得了一條根本的途徑。到了1969年由于大功率硅晶體管的耐壓提高，二極管反向恢復時間的縮短等元器件改善，終于做成了25千赫的開關電源。目前，開關電源以小型、輕量和高效率的特點被廣泛應用于以電子計算機為主導的各種終端設備、通信設備等幾乎所有的電子設備，是當今電子信息產業飛速發展不可缺少的一種電源方式。目前市場上出售的開關電源中采用雙極性晶體管制成的100kHz、用MOS-FET制成的500kHz電源，雖已實用化，但其頻率有待進一步提高。要提高開關頻率，就要減少開關損耗，而要減少開關損耗，就需要有高速開關元器件。然而，開關速度提高后，會受電路中分布電感和電容或二極管中存儲電荷的影響而產生浪涌或噪聲。這樣，不僅會影響周圍電子設備，還會大大降低電源本身的可靠性。其中，為防止隨開關啟-閉所發生的電壓浪涌，可采用R-C或L-C緩沖器，而對由二極管存儲電荷所致的電流浪涌可采用非晶態等磁芯制成的磁緩沖器。不過，對1MHz以上的高頻，要采用諧振電路，以使開關上的電壓或通過開關的電流呈正弦波，這樣既可減少開關損耗，同時也可控制浪涌的發生。這種開關方式稱為諧振式開關。目前對這種開關電源的研究很活躍，因為采用這種方式不需要大幅度提高開關速度就可以在理論上把開關損耗降到零，而且噪聲也小，可望成為開關電源高頻化的一種主要方式。當前，世界上許多國家都在致力于數兆Hz的變換器的實用化研究。工作模式顧名思義，開關電源就是利用電子開關器件（如晶體管、場效應管、可控硅閘流管等），通過控制電路，使電子開關器件不停地“接通”和“關斷”，讓電子開關器件對輸入電壓進行脈沖調制，從而實現DC/AC、DC/DC電壓變換，以及輸出電壓可調和自動穩壓。開關電源一般有三種工作模式：頻率、脈沖寬度固定模式，頻率固定、脈沖寬度可變模式，頻率、脈沖寬度可變模式。前一種工作模式多用于DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換；后兩種工作模式多用于開關穩壓電源。另外，開關電源輸出電壓也有三種工作方式：直接輸出電壓方式、平均值輸出電壓方式、幅值輸出電壓方式。同樣，前一種工作方式多用于DC/AC逆變電源，或DC/DC電壓變換；后兩種工作方式多用于開關穩壓電源。根據開關器件在電路中連接的方式，大體上可分為：串聯式開關電源、并聯式開關電源、變壓器式開關電源等三大類。其中，變壓器式開關電源（后面簡稱變壓器開關電源）還可以進一步分成：推挽式、半橋式、全橋式等多種；根據變壓器的激勵和輸出電壓的相位，又可以分成：正激式、反激式、單激式和雙激式等多種；如果從用途上來分，還可以分成更多種類。提高待機效率的方法切斷啟動電阻對于反激式電源，啟動后控制芯片由輔助繞組供電，啟動電阻上壓降為300V左右。設啟動電阻取值為47k，消耗功率將近2W。要改善待機效率，必須在啟動后將該電阻通道切斷。TOPSWITCH，ICE2DS02G內部設有專門的啟動電路，可在啟動后關閉該電阻。若控制器沒有專門啟動電路，也可在啟動電阻串接電容，其啟動后的損耗可逐漸下降至零。缺點是電源不能自重啟，只有斷開輸入電壓，使電容放電后才能再次啟動電路。4降低時鐘頻率開關電源時鐘頻率可平滑下降或突降。平滑下降就是當反饋量超過某一閾值，通過特定模塊，實現時鐘頻率的線性下降。切換工作模式1QRPWM對于工作在高頻工作模式的開關電源，在待機時切換至低頻工作模式可減小待機損耗。例如，對于準諧振式開關電源（工作頻率為幾百kHz到幾MHz），可在待機時切換至低頻的脈寬調制控制模式PWM（幾十kHz）。IRIS40xx芯片就是通過QR與PWM切換來提高待機效率的。當電源處于輕載和待機時候，輔助繞組電壓較小，Q1關斷，諧振信號不能傳輸至FB端，FB電壓小于芯片內部的一個門限電壓，不能觸發準諧振模式，電路則工作在更低頻的脈寬調制控制模式。2PWMPFM對于額定功率時工作在PWM模式的開關電源，也可以通過切換至PFM模式提高待機效率，即固定開通時間，調節關斷時間，負載越低，關斷時間越長，工作頻率也越低。將待機信號加在其PW/引腳上，在額定負載條件下，該引腳為高電平，電路工作在PWM模式，當負載低于某個閾值時，該引腳被拉為低電平，電路工作在PFM模式。實現PWM和PFM的切換，也就提高了輕載和待機狀態時的電源效率。通過降低時鐘頻率和切換工作模式實現降低待機工作頻率，提高待機效率，可保持控制器一直在運作，在整個負載范圍中，輸出都能被妥善的調節。即使負載從零激增至滿負載的情況下，能夠快速反應，反之亦然。輸出電壓降和過沖值都保持在允許范圍內?？煽孛}沖模式（BurstMode）可控脈沖模式，也可稱為跳周期控制模式（SkipCycleMode）是指當處于輕載或待機條件時，由周期比PWM控制器時鐘周期大的信號控制電路某一環節，使得PWM的輸出脈沖周期性的有效或失效，這樣即可實現恒定頻率下通過減小開關次數，增大占空比來提高輕載和待機的效率。該信號可以加在反饋通道，PWM信號輸出通道，PWM芯片的使能引腳（如LM2618，L6565）或者是芯片內部模塊（如NCP1200，FSD200，L6565和TinySwitch系列芯片）。輸出計算因開關電源工作效率高，一般可達到80%以上，故在其輸出電流的選擇上，應準確測量或計算用電設備的最大吸收電流，以使被選用的開關電源具有高的性能價格比，通常輸出計算公式為：Is=KIf式中：Is開關電源的額定輸出電流;If用電設備的最大吸收電流;K裕量系數，一般取1.51.8;接地開關電源比線性電源會產生更多的干擾，對共模干擾敏感的用電設備，應采取接地和屏蔽措施，按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限制，開關電源均采取EMC電磁兼容措施，因此開關電源一般應帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術的HA系列開關電源，將其FG端子接大地或接用戶機殼，方能滿足上述電磁兼容的要求。保護電路開關電源在設計中必須具有過流、過熱、短路等保護功能，故在設計時應首選保護功能齊備的開關電源模塊，并且其保護電路的技術參數應與用電設備的工作特性相匹配，以避免損壞用電設備或開關電源。四、實習心得體會實習中，我感覺收獲很多，學到了很多工廠的管理和操作經驗，了解到目前國內的電源生產的基本概況，這次實習機會，讓我與電源行業有了更多的接觸。在東莞康舒電子集團的實習，讓我了解到目前電子制造業的基本情況，因為電子行業特有的技術操作熟練性和其具有的較大風險性，很遺憾地，不能多做一些具體實踐的操作，但是從觀察一臺電源的各個零件的生產加工過程及其裝配過程，使許多自己從書本上學的知識鮮活了起來，明白了本專業在一些技術制造上的具體應用。通過這次在東莞康舒電子有限公司電源廠的實習加深了我們對機械電子制造專業在國名經濟中所處的地位和作用的認識。為以后畢業的未來有了更進一步的認識。在東莞康舒電子集團的實習讓我們了解到，這個工廠主要是加工電源產品，主要制造電源的開發制造，實際問題和解決問題的能