效率驱动范文（精选9篇）
效率驱动 第1篇
1 变频装置对驱动系统能耗的影响
变频器的自身损耗主要有滤波器电抗、电容等器件上产生的损耗、整流器结电压和反向漏电流产生的损耗、逆变器结电压损耗和功率模块开关过程中产生的瞬态功耗等, 损耗的大小与主电流的大小、逆变器的开关频率等有关。当变频器的输出功率一定, 变频器的损耗随着载波比的增大而增大。对某台1 0 5 0 k g, 1.7 5 m/s的电梯, 在额定速度空载下行时, 变频装置的效率大约97%~9 8.5%。变频器除自身的损耗外, 其供电质量对永磁电机的损耗影响显著。对电梯用交直交电压源变频器PWM技术产生的电压波形进行谐波分析, 电压的谐波分量主要集中在载波频率倍数附近。由于电梯用电压源载波比较大, 所以产生的谐波分量对电机的转矩影响很小。但是电压源高次谐波分量使永磁同步电机的涡流损耗大大增加。当电梯未达到额定速度, 处于低速时, 这种影响更加明显。研究表明, 电压源波形畸变率与变频器的参数密切相关, 当变频器的调制比、载波比越低, 开关器件延滞时间越长, 逆变输出的电压波形畸变率越高。
2 调速策略对驱动系统能耗的影响
永磁同步电机对电机的转矩的控制可以转化为对交轴和直轴电流的控制。永磁同步电机运行中不同的约束条件形成了不同的控制策略。常见的控制策略有直轴电流isd=0控制、功率因数isd=1控制、恒磁链控制、弱磁控制等。直轴电流isd=0控制, 输出转矩和定子的电流成正比, 控制简单, 无去磁作用, 但功率因数低, 变频器容量不能充分利用。cos=1控制, 逆变器得到充分利用, 但能够输出的最大转矩较小。以上控制策略均未以电机运行损耗作为约束条件。以永磁同步电机损耗作为约束的控制策略, 可把电机的某项损耗作为约束, 如以铜耗作为约束的单位电流最大转矩控制, 也可把整个电机的损耗模型作为能耗约束。在以电池作为驱动电源的永磁同步电机驱动系统中, 以损耗作为约束的控制策略有明显优势。现在使用的电梯PMSM驱动系统, 一般采用直轴电流isd=0控制策略。以损耗作为约束的控制策略未得到重视。表面式永磁同步电机, 由于其交轴与直轴电抗相等, isd=0控制策略等效为单位电流最大转矩控制策略。
3 PMSM设计对驱动系统能耗的影响
永磁同步电机的电磁设计直接影响电机的工作特性及驱动系统损耗。永磁同步电机的能耗主要分为:定子绕组的铜耗、硅钢片与永磁铁的铁耗、电机运动中的机械损耗。其中, 机械损耗主要由轴承摩擦、通风等产生, 其大小可根据经验式计算或查阅相关图表;定子绕组铜耗直接根据焦耳楞次定律计算。
4 提高永磁同步电机效率的措施
永磁同步电机设计时, 在满足一定标准、技术、经济条件的同时, 提高永磁同步电机的效率对电梯节能具有最直接的作用。电机常数大致反映了产生单位力矩所须耗用的有效材料。电机常数表明:当电机主要尺寸不变时, 如电机常数减小, 势必增加电机的磁负荷或电负荷, 从而使电机运行时磁场趋向饱和。所以, 适当增加电机的主要尺寸Lef可以减小磁场的饱和度, 从而提高电机的效率。电机的损耗与电机材料特性及硅钢片的厚度相关。所以, 选取高磁导率、低损耗、厚度小的导磁材料, 可以提高电机效率。以上相关措施, 会使电机制造成本有所增加。此外, 永磁同步电机磁路设计要解决电机气隙大小、定转子槽形、永磁体结构布置等问题, 要求获得较大气隙磁场基波, 减小谐波对电机转矩和永磁铁发热去磁的影响, 并使电机齿部、扼部的磁场饱和度控制在一定程度。永磁同步电机的气隙大小, 应在保证齿谐波对脉动转矩和永磁铁发热影响较小的情况下, 取较小值。当谐波大小和永磁铁电阻率一定, 为减小磁钢涡流损耗, 磁钢厚度应较小。
摘要：本文首先简要介绍目前电梯的主要节能方式, 然后, 针对目前开始大量使用的VVVF永磁同步电机驱动系统, 详细分析永磁同步电机的设计上影响驱动系统的效率提高的因素。
关键词：电梯,能耗,永磁同步电机
参考文献
[1]陈志溪, 余至林, 叶志刚, 等.电梯工作特性与能耗分析[J].中国电梯, 2008, 19 (16) :45～47.
效率驱动 第2篇
一、抓好政策落实，完善创新驱动政策体系
强化贯彻落实新出台的《关于实施创新驱动发展战略、加快建设创新型城市的意见》，要进一步细化、具体化，加快制订一系列专项配套政策，形成一个《意见》+ 六大行动《实施办法》+ 若干《操作规程》“1+6+N”的创新驱动政策体系。制订阶段性的目标和任务，分步实施，扎实推进，积小胜为大胜。推动县区尽快出台落实《意见》的具体办法，将目标任务进行细化分解，明确责任单位和进度要求，推动各项工作落到实处。
二、突出工作重点，部署实施六大创新行动
大力实施创新平台构建行动、创新能力跃升行动、创新企业培育行动、创新能力激发行动、创新成果燎原行动和创新环境优化行动等六大创新行动，努力把我市建设成为国家创新型城市和自主创新示范区。加快潼湖智慧生态区建设，聚集科技要素，努力把智慧区建设成为引领全市科技创新、产业升级的强大创新“内核”。省市联动，加快组织实施一批重大科技专项，力争突破一批核心产业技术。加快推动国际科技合作和产学研合作，提高合作创新的效率和效益，吸引国内外优秀科技成果来惠转化。
三、提升工作效率，服务企业转型升级
深化科技体制改革，不断完善科技项目管理规程。以于法周全、于事简便为原则，在实践中不断完善服务流程、简化程序，提高效率，方便群众，为企事业单位和科技工作者提供优质服务，努力亲民便民、高效务实的服务型机关。对于非竞争性的项目，如医疗卫生类的课题、专利申请资助等，采取放宽申报时限，下放到县区初审等措施，简化项目结题手续，做到随来随办。单独设立医疗立项申报，减少审批备案或变相备案。结合我市“企业服务月”活动安排，深入组织开展以“服务企业，创新发展”为主题的一系列活动，通过开展分类培训、筛选指导、陪练提高、调研培育、汇报亮点等形式多样的科技服务，进一步服务基层、服务企业、服务创新创业人才、服务科技工作者，以科技服务推动企业转型升级。
四、营造创新氛围，激发全社会的创新活力
通过各种媒体宣传，也要主动送政策上门，让广大企业、科技工作者、创新创业者熟知政策内容，用好政策规定，享受政策优惠，确保政策落地见效。要以科技创新为核心，全方位推进产品创新、品牌创新、产业组织创新、商业模式创新，把创新驱动发展战略落实到经济社会发展的各个环节和各个层面。争取承办全国创新创业大赛，建立一批新型研发机构、科技孵化器和众创空间，为大众创业、万众创新提供平台和服务，使创新成为一种价值导向、一种生活方式、一种时代气息，在全社会形成浓郁的创新文化氛围，为创新提供丰厚肥沃的土壤。
五、强化督导考核，确保创新驱动取得实效
以任务为驱动提升中职英语课堂效率 第3篇
【关键词】中职英语 任务驱动 情境 活动 任务链 评价
接触过中职学生的人都有印象，他们往往只注重专业学习，对英语抱有反正以后技术工作也用不着的态度，缺乏必要的学习主观能动性。当前社会经济发展迅速，多元化合作越来越重要，市场上许多设备说明书都是用英语写成，英语也成为一线高级技工人才必须掌握的知识和技能。鉴于这种情况，要想提高英语课堂效率，我们首先就要通过有效的手段激发学生的主观能动性，而任务驱动教学法就成了不二之选。任务教学法顾名思义就是让同学们通过完成学习任务体验英语的运用，从而达到夯实英语基础，培养英语语感的教学效果。鉴于此，我们结合一线教学实践来分析一下如何通过任务驱动来提升中职英语课堂的教学效率。
一、创设任务情境，吸引学生认知
语言学习最重要的就是语言环境，英语课堂任务教学首先要根据教学内容给大家创设对应的语言情境。一方面通过活泼、灵动的情境吸引学生的兴趣和探索欲望，另一方面便于让孩子们通过“真实的语言环境”去体会和运用英语进行表达。具体操作中我们可以借助多媒体集声、影于一体的优势通过动画视频给大家展示英语情境对话等任务场景。比如：教学语中职英语下unit6 is money so important时，笔者就抓住这节课相对开放的话题，为大家创设开放的语言环境，让大家广泛发表意见，从而提升语言表达和交际技能。为了让语言情境更生动、形象，我通过播放有关money的视频给大家提供感性材料。然后我们根据材料给出问题任务：1.Do you like money？ 2.Why do you like money？ 3.What do you do with the money you like？ 4.Do you admire those who have a lot of money？这几个问题就抓住了教学内容的中心，也驱动同学们通过分析和讨论，通过英语进行辩论和总结，然后再结合新学的词汇和英语句式进行交流、展示，强化知识训练，提升运用技能。
二、设置主题任务，构成知识链接
任务驱动教学法有很强的针对性，具体教学中我们需要根据教学内容设置主题任务链，然后再根据时间安排进行任务细分。如此方能事无巨细，深入到知识细节中满足同学们对教学内容的学习和练习。
承接上例。我们在教学unit6 is money so important一课时，虽然可以提出许多问题任务驱动同学们交流和练习，但是我们一定要坚持在关于“is money so important”这个大任务环境下：Read the text fast and answer the following questions according to the text。就是让大家通过阅读课文，围绕文本中描写的情境、细节有针对性地回答问题：1） Why did the son dislike his father and feel unhappy？ 2） Why do young people like to wear famous brand shoes and clothes？ 3） Can everybody in a country get rich at the same time？ 4） Is it true that all foreigners are rich？ 5） What do you think is most valuable for us？这样设置仅仅围绕学习内容主题，层层深入设置细分问题，便于同学们循序渐进完成知识的积累和语言表达的探索，形成完整的知识链，最终通过反复对话和练习熟练掌握关于money和rich的相关话题对话和讨论技巧，实现知识到能力的迁移，提高课堂效率。
三、创设活动任务，灵活体验知识
无论是基本任务情境创设还是主题任务设置都属于知识密集型任务，相对活泼性差一些，无法满足学生在具体英语对话中的灵活体验和语言变化应激能力。所以我们可以根据学生的实际认知规律整合教学内容，有针对性地创设活泼的任务活动，让同学们通过丰富多彩的活动掌握更多的英语交际用语。
还以教学中职英语下unit6 is money so important为例。我们就可以根据本节课引出的讨论话题，让同学们改编成一个小情景剧，将新学的词汇和句子融入到话剧表现当中，这样活泼的形式很容易驱动大家深入探索和学习，然后对自己所扮演角色的台词口诵成唯，达到熟练掌握的学习目的。当然，英语任务活动是多种多样，丰富多彩的，我们还可以根据单元训练的内容，进行综合性整合与设置，根据教学内容的不同可以有激烈的辩论和演讲比赛、也可以有无拘无束的英文party、情景模拟等多种训练。总而言之设置这些任务活动就是为了将同学们放在对应的语言环境中，驱动他们完善对知识的理解和认知，提升他们的英语表达和应激能力。
本文是笔者结合多年的中职英语教学实践对怎样通过任务驱动法提高课堂效率的分析与讨论。概括地讲，面对中职学生对英语学习的消极心态，我们要通过具体的任务情境来吸引他们的学习兴趣，通过细分主题任务让他们深入到具体的英语词汇和对话细节训练，再通过任务活动锻炼他们的语言综合运用能力和应激能力。诸此流程，就能从不同角度驱动同学们完善对知识的练习和掌握，进而迁移成运用能力，达到教学目的。
参考文献：
[1]刘莹.中职学校英语课堂管理的问题与对策研究[D].鲁东大学.2012.
高效率LED驱动电路的设计 第4篇
在能源和环境问题日趋严重的今天, 以高效、节能、环保以及长寿命为主要特点的大功率照明LED获得了人们的重视。随着其性能的提高以及生产成本的下降, 大功率照明LED将逐步取代白炽灯和荧光灯, 引发人类照明史上又一次革命。与此同时, 大功率照明LED驱动集成电路的开发也由于大功率LED应用的逐渐普及得到了长足的发展。本设计是一个开关电源式恒流驱动电路, 是基于美国Power Integrations公司推出的第二代增强型高效小功率隔离式开关电源集成电路TinySwitch-Ⅱ系列的TNY268来设计的。
1 电路总体结构及设计
1.1 电路原理框图
1.2 电路原理图
1.3 主要工作流程
输入的市电 (AC～220 V) 经过AC-DC整流滤波电路, 接入电源隔离变压器, 单片开关电源芯片TNY268P, 变压器的次级输出电压经过输出整流滤波电路。D7、Q1为开路保护电路[1]。
TNY268P与电源隔离变压器以及C5构成开关电源电路部分, 电源隔离变压器次级输出经过D6整流, C6、L3滤波, 向负载提供直流电压。开关恒流电源是输出电流取样, 通过电流负反馈, 稳定输出电流。即流经负载的电流经过R5、R6产生电流负反馈经过光耦PC817调节TNY268P的功率输出以达到恒流的目的。
1.4 部分电路及元器件说明
1.4.1 单片电源电路
TNY268P是把控制IC和功率MOSFET集成在一起的功率IC, 它有四个功能引脚:漏极 (D) 、源极 (S) 、旁路 (BP) 、使能 (EN) , 如图3所示。
TNY268P是Tiny Switch-Ⅱ系列里的一种, 是美国Power Integrations公司继TinySwitch之后, 最新推出的第二代增强型高效小功率隔离式开关电源用集成电路。用TNY268P构成电源系统时, 成本比分立元件PWM和其他集成/混合式电源方案低、体积小、效率和可靠性高, 特别适合于要求低成本、高效率的应用场合[2]。
图4为TNY268P的功能框图, 其典型应用电路如图5所示。
1.4.2 电压反馈电路
D7、R7和Q7构成了过压保护电路。
2 安装
经过设置电路板层, 然后调入电路图的网络表, 元件的放置顺序, 布线和制版等就得到相应的单面板。
3 调试
在制作单面板完成后, 就要进行调试了, 先用万用表, 检测各部分是否焊接的恰当, 是不是还有虚焊的地方, 如有就要重新焊接此处, 如一切正常, 把电路接好通电, 再进行进一步的调试。
在调试本电路的过程中, 曾经历多次失败, 并且找不出原因。故障表现是:输出电流不稳;开关振荡也不稳。检查电路元件参数又与原理电路图相符, 当时首先怀疑TNY268P质量有问题, 换了一块新的, 故障依旧。后将电路元件参数作大范围的改变再试, 也未见好的效果。正当寸步难行时, 突然想到故障不在原理上, 可能就在接线工艺上:是否控制地与电源地没有严格分开 (混用) , 导致电源大电流通过公共地线所形成的压降对控制端产生了干扰。随后便按以下规范去做:
(1) 在试验接线及制作印制电路板时, 控制地与电源地必须严格分开, 不能混用。
(2) 控制极旁路支路C4应尽可能靠近BP、S极连接。
再一试, 全部故障现象消失, 难题迎刃而解, 试验获得成功。
4 结束语
造成LED灯使用中存在严重的安全隐患的原因是现用的开路过电压保护方案有缺陷, 它仅考虑了恒流驱动器自身安全需要, 将开路电压限制在略高于最高工作电压之上。而对LED灯在此条件下, 接上去, 输出电容C6的放电是否会对LED灯造成伤害, 全然没有顾及。理想的方案应该是对驱动器和对LED都是安全的:开路发生后, 当输出电压上升到过电压设定值时, 控制电路应马上动作, 将输出电压扑灭至接近于零, C6储能很少。此方案正在探索研究中。
摘要：恒流驱动是最佳的LED驱动方式, 设计采用了市电220 V给LED灯供电的开关电源式恒流源, 解决了降压、整流、变换效率高、较小的体积、较低的成本、还有安全隔离等一系列问题。经过实物电路的调试, 设计基本上能实现上述要求, 验证了设计方案的可行性。
关键词：功率级LED,LED恒流驱动,开关电源
参考文献
[1]邱关源.电路[M].第4版.北京:高等教育出版社, 1999.
效率驱动 第5篇
海洋被誉为蓝色国土,有着丰富的资源。如今全球陆域资源紧张,能源短缺,全球各个国家越来越重视海洋资源的开发、利用和保护,进军海洋势在必行。我国“十二五”规划提出“推进海洋经济发展”战略,2012年我国沿海11个省(区,市)海洋功能区划全部获批,这意味着国家对海洋经济发展的重视和信心。海洋经济活动是在一定的社会经济技术条件下,人们以海洋资源和海洋空间为主要对象,所进行的物质生产及其相关服务性活动的总和,是人类经济活动的一部分[1]。在落实“十二五”规划推进海洋经济发展的过程中,重视发展速度和经济体量的同时,要结合自身资源禀赋,提升海洋经济效率,因此对海洋经济效率进行深入研究十分必要。
本文研究的海洋经济效率是基于沿海11省(区,市)的资源禀赋,劳动力投入和资本投入下所得到的最大产出,它不仅取决于人、财、物的投入水平,也取决于其合理的配置。关于海洋经济的研究,主要集中在海洋经济时空差异及演变[1,2,3,4,5,6,7]、海洋经济战略[8,9,10,11,12]、海洋产业结构[13,14,15,16]、海洋经济可持续发展[17,18,19,20]、海洋生态经济[21,22,23]等。海洋经济效率[24,25,26,27]也是海洋经济的研究范畴之一,范斐等(2011)基于DEA和Malmquist生产力指数分析方法,分别从动态和静态两个角度分析了环渤海经济圈17个沿海城市的海洋经济效率[24]。赵昕等(2012)运用改进后的GRA-DEA混合模型对海洋经济效率进行评价,并就改善海洋经济投入产出情况提出对策建议[25]。吴淑娟等(2015)采用混合DEA结构模型对蓝色经济区内11个省(区,市)的海洋经济效率进行测量,得出海洋经济效率最优的区域,并对非效率产业和区域的弱势环节进行挖掘,证实了混合结构更加符合现实中海洋生产结构[26]。张继良等(2013)对沿海省市海洋经济发展水平及效率进行实证分析结果表明地区海洋经济发展水平与整体经济发展水平不对等的地区海洋经济效率水平没有得到充分发挥[27]。
以上研究鲜有从时序和空间两个维度上对海洋经济效率进行比较,缺乏对海洋经济效率驱动机理的探究。本文采用DEA-GRA-MLRM研究框架,以沿海11省(区,市)为研究区域,测度沿海各地区2006~2013年的海洋经济效率,划分效率级别,分析时空格局特征,探索海洋经济效率驱动机制,为提升我国沿海地区海洋经济效率,促进海洋经济增长提供借鉴和参考。
1 区域概况、研究方法与数据来源
1.1 区域概况
我国是一个海洋大国,濒临渤海、黄海、东海、南海及台湾以东海域,跨越温带、亚热带和热带。大陆海岸线北起鸭绿江口,南至北仑河口,长达1.8万多公里,居世界第四位,并拥有37万平方公里的领海和约300万平方公里的海洋专属经济区,岛屿岸线长达1.4万多公里。海岸类型多样,大于10平方公里的海湾160多个,大中河口10多个,自然深水岸线400多公里。沿海11省(区,市)总面积131.7万km2,占全国国土面积13.7%,人口总数达6.1亿,占全国总人口47.7%,沿海11省(区,市)GDP占全国GDP达63.9%,海洋GDP占沿海地区GDP 15.8%。
2012年,国务院正式批准《全国海洋功能区划(2011~2020年)》(以下简称《区划》),对我国管辖海域未来十年的开发利用和环境保护作出了全面部署和具体安排。到2013年,沿海各省(区,市)海洋功能区划(2011~2020年)陆续获国务院批准,《区划》划分了八类海洋功能区,从区划的面积来看(表1),我国海洋资源种类繁多,开发潜力巨大。海洋资源的开发利用为沿海地区经济社会发展做出了重要贡献。提升经济效率是高效开发利用海洋资源的重要手段。
万公顷
资料来源:据各省(区,市)2011~2020年海洋功能区划整理。
1.2 研究方法
1.2.1 模型
本研究基于DEA-GRA-MLRM模型的研究框架对沿海地区海洋经济效率加以研究。首先基于DEA模型对沿海地区2006~2013年海洋经济效率进行测度。
影响海洋经济效率的因素众多,既有研究成果表明,海洋经济效率受到经济发展水平、地区经济发展效率、海洋产业结构、地区投资强度、对外开放程度、资源禀赋等因素的影响。因此本文从以上6个方面建立指标体系,基于GRA模型找出与海洋经济效率关联度较大的指标后,通过多元线性回归模型(MLRM),揭示各影响因素对海洋经济效率的驱动机理,为各地区海洋经济发展提供决策支持。
1.2.2 指标选取
将海洋经济效率视为海洋资源、资本以及劳动力等投入要素的函数,从海洋资源、劳动力投入、资本投入,选取投入指标,以海洋经济产值为产出指标构建沿海11省(区,市)海洋经济效率DEA测度指标体系如下:①全国涉海就业人员情况、货物吞吐量(衡量海洋产业投资水平)、海岸线长、近海及海岸湿地面积、沿海地区全社会固定资产投资、海洋资源禀赋、旅客吞吐量。分别反映海洋经济发展资源、资本及劳动力要素投入;②海洋生产总值,反映海洋经济产出。遵循指标选取的科学性、合理性、代表性、可行性、数据可获得性等原则,以及DEA模型的局限性,对投入指标进行相关性分析,最后选取的投入指标为全国涉海就业人员情况、海洋资源禀赋、将沿海地区全社会固定资产投资调整为更为合适的海洋相关产业固定资产投资。本研究只对海洋相关产业的经济效率加以分析,故产出指标仍然为海洋生产总值。
1.3 数据来源
本文选择沿海11个省(区,市)作为基本空间单元,选取2006~2013年8年的面板数据进行经济效率的测度。社会经济数据中海洋生产总值、海洋第一产业生产总值、第二产业生产总值、第三产业生产总值、全国涉海就业人员情况来源于2007~2014年《中国海洋统计年鉴》,海洋相关产业固定资产投资更能反映海洋经济的资本投入,但该指标无直接数据来源,通过地区海洋生产总值与地区生产总值的占比与全社会固定资产投资的乘积测度,数据精确度在一定程度上有影响。海洋资源禀赋借鉴王泽宇的研究结果[28]。地区生产总值、全社会固定资产投资、各地区年底就业人员数、能源消费量(万吨标准煤)等数据来源于2007~2014年各省(区,市)统计年鉴、《中国能源统计年鉴》和《中国统计年鉴》。
2 海洋经济效率测度及特征
通过DEA模型计算出沿海地区海洋经济效率值(表2),并划分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个等级。反映出了沿海地区2006~2013年海洋经济效率时空格局演变的基本特征。
从时序格局演变来看:①DEA效率值始终处于生产前沿面上(DEA有效)的地区有3个,分别是江苏、上海和广东,海洋经济效率级别为Ⅰ级;②天津、山东的海洋经济效率历年来波动幅度不大,发展较为稳定,海洋经济效率紧追Ⅰ级地区,处于第Ⅱ级;③河北、浙江、福建的海洋经济效率总体上较低,并且有轻微波动,不够稳定,处于第Ⅲ级;④辽宁、广西、海南的海洋经济效率历年来都比较低,并且广西、海南海洋经济效率呈下降趋势,海洋经济效率级别为第Ⅳ级;⑤从年度均值来看,海洋经济效率呈下降趋势,从2006~2013年效率值下降了14%。
注:irs表示规模效率处于递增状态;-表示规模效率不变;drs表示规模效率递减。
从空间格局演变来看(图1):①处于生产前沿面上的江苏、上海位于长三角地区,广东则位于珠三角地区,这两个地区的经济发展水平领先于其它地区,是中国最重要的两个经济增长极,因此地区发达的经济可能对海洋经济效率有较大的推动作用;②天津和山东位于环渤海湾经济圈,它是中国北部沿海的黄金海岸,有着丰富的港口资源和渔业资源,其海洋经济效率值紧随长三角和珠三角地区;③河北既紧邻环渤海湾,同时也处于京津唐经济圈,其海洋经济效率同时受到这两大经济圈的牵引;④辽宁省的辽东半岛是中国北部地区海运、渔业的重要基地,海洋经济效率则略低于周边省份;⑤浙江、福建东临东海,有着得天独厚的地理优势和资源,海洋经济效率有待提高。⑥广西、海南是中国最西南的沿海地区,经济发展水平相对落后,海洋经济效率也处于较低水平。海南有着丰富的矿产和油气资源,海洋经济效率提升的潜力巨大。⑦从地区均值来看,各地区的海洋经济效率均保持了自身的发展优势,长三角、珠三角、环渤海湾地区的海洋经济效率在不断提升,其他地区稍有落后。
通过DEA模型同时可以计算出沿海地区海洋经济纯技术效率值和规模效率值(图2),海洋经济效率=纯技术效率*规模效率。纯技术效率是沿海地区由于管理和技术等因素影响的生产效率,规模效率是由于海洋经济相关产业规模因素影响的生产效率。
从2006~2013年海洋经济纯技术效率和规模效率波动范围不大,故取平均值加以分析。从图2中可以看出,河北、江苏、上海、广东、广西、海南等沿海地区纯技术效率值为1,处于技术效率前沿面,说明其各种投入配置处于合理范畴,位于长三角和珠三角地区的江苏、上海、广东的纯技术效率和规模效率均达到生产前沿面,说明无论是从资源配置还是从规模上来说,都处于生产最优。而河北、广西、海南的经济效率处于DEA无效,则说明其规模效率存在严重问题,由图2可知,其规模效率恰好处于低位,验证了这一结果,它们的海洋经济效率由其规模效率决定。由表1可知,从2006~2013年,河北、广西、海南的海洋经济规模效率一直处于递增的状态,未来海洋经济发展有巨大潜力。
天津、山东、浙江、福建倚靠渤海湾和东海地区,纯技术效率值略低于生产前沿面,资源配置尚未达到最优,规模效率同样未达到最优,天津、浙江、福建的海洋经济规模效率处于递增状态,而山东的海洋经济规模效率处于递减状态,说明其曾经达到规模最优,如今规模过大而递减。辽宁省纯技术效率最低,规模效率处于增长状态但未达到最优,主要表现在投入冗余,例如,经过测算,2013年辽宁省涉海就业人员冗余约7万人,海洋固定资产投资未发挥最大效益,冗余1141亿,造成产出不足,资源优势发挥不明显。
3 海洋经济效率的驱动机理分析
3.1 GRA模型构建与结果检验
灰色关联模型(Grey Relational Analysis,GRA)是两个系统或系统内的各因素随时间变化时,其变化方向和速度的关联程度,在系统发展过程中,哪些因素是主要影响因子,可以用关联度的排序来分析,关联度大的表明该因素是影响系统发展主要影响因子,关联度小的说明系统发展不受或少受此因素的影响。通过关联度分析,便于分析主导因素和潜在因素,分清优势与劣势。其计算步骤如下:
首先对原始数据进行变换,转换方法一般采用均值化变换,初值化变换和标准化变换。关联度模型用于较稳定的社会经济系统数列时,多采用均值化变换进行处理,均值化变换是指先分别求出各个序列的平均值,再用平均值去除对应序列中的各个原始数据,所得到新的数据列即为均值化序列。其次计算关联系数并求关联度,其模型如下:
式中:Δoi(k)表示k时刻两比较序列的绝对差,即,其中1≤i≤m;Δmax和Δmin分别表示所有比较序列各个时刻绝对差中的最大值与最小值。
对海洋经济效率的影响因素进行分析的研究较少,同时影响海洋经济效率的因素又比较复杂,因此本文基于GRA模型,尝试挖掘海洋经济效率的影响因素,为后续驱动机理的研究做铺垫。一般来说,海洋经济效率受到地区经济发展水平、地区经济发展效率、海洋产业结构、地区投资强度、对外开放程度、资源等因素的影响。因此本文从以上6个方面建立指标体系,基于GRA模型找出与海洋经济效率Y关联度较大的指标。地区经济发展水平以地区GDP(X1)表示,地区经济发展效率需构建以地区生产总值为产出指标,全社会固定资产投资、就业人数、能源消费量(万吨标准煤)为投入指标的指标体系,对地区经济发展效率(X2)进行测算,海洋产业结构以海洋第二、三产业生产总值(X3)表示,地区投资强度以全社会固定资产投资(X4)表示,对外开放程度以进出口贸易总额(X5)表示,海洋资源以资源禀赋(X6)表示。基于2012年沿海各省(区,市)的面板数据,运行DPS分析软件,分辨率系数取0.5,根据软件运行结果,采用2013年的面板数据进行验证,地区经济发展效率和海洋产业结构的关联系数略有变化,但并不影响整体排序,因此结果得到了很好的验证,2012年、2013年海洋经济效率与其他因子关联系数如表3所示。
从表3可以看出,各影响因子与Y的关联度都比较大,基于此,本文选取这6个指标作为回归自变量,探讨海洋经济效率的驱动机理。
3.2 海洋经济效率的驱动机理计量分析
多元线性回归模型(Multiple Linear Regression Model)分析可以得出因素间的具体定量关系。考虑解释变量之间存在多重共线性问题会导致系数矩阵不可逆,致使最终模型不可识别,对所选的6个变量标准化处理后进行逐步回归模拟(表4),每引入一个自变量,都会对已在方程中的变量进行检验,对符合剔除标准的变量要逐一剔除,最终参与建模的数据为沿海11个省(区,市)2006~2013年地区经济发展效率、海洋第二、三产业生产总值、进出口贸易总额、资源禀赋,剔除了全社会固定资产投资和GDP两个共线性较强的变量。回归系数可代表自变量对海洋经济效率的作用程度和方向。P<0.01,通过显著性检验,共线性诊断表明容差大于0.1,方差膨胀因子(VIF)小于5,有效消除了解释变量间的共线性问题。决定系数R2为0.757,调整后R2为0.745,说明采用逐步线性回归对海洋经济效率变量之间的拟合度较高,具有较强的说服力。
回归系数与标准化处理后的因子相乘即为因子的驱动力,沿海地区海洋经济效率是各因子驱动力综合作用的结果。以2013年为例(表5),分析因子驱动力的作用机理。
3.2.1 对外开放程度的驱动力
沿海地区对外开放程度在模型中正向显著,表明研究时段内对外开放程度对海洋经济效率的提升产生促进作用。长三角和珠三角地区是我国对外开放的先驱,广东对外开放程度的驱动力为0.342,排名最高,上海和江苏分居二、三位。河北、广西、海南对外开放进程仍在持续加快中,排名靠后,因此对海洋经济效率的驱动力较弱。
3.2.2 海洋产业结构的驱动力
海洋产业结构回归系数在模型中表现为正向显著,回归系数为1.464,通过1%水平的显著性检验,是促进海洋经济效率的主导因素。相反,海洋第一产业则对海洋经济效率产生负向影响。原因在于,海洋第二、三产业相比海洋第一产业在同等资源投入水平下能够产生更大的经济价值。上海、广东、天津海洋产业结构驱动力较强,海洋经济效率得以提升;广西、海南、辽宁的海洋第一产业占比最高,因此海洋结构的驱动力最弱,调整产业结构将有助于提升海洋经济效率。
3.2.3 地区经济发展效率的驱动力
地区经济发展效率是促进海洋经济效率的主要因素,长三角和珠三角地区的地区经济发展效率的驱动力最高,海洋经济效率受到较大驱动力作用,山东、辽宁、河北的地区经济发展效率处在低位,因此地方政府在努力提升地方经济效率的同时,海洋经济效率也得到提升。
3.2.4 海洋资源的驱动力
从模型结果来看,海洋资源禀赋对海洋经济效率呈现显著负向作用,回归系数为-0.137。对此可能的解释是,海洋资源优势未得到充分利用,海洋资源优势不明显的地区反而充分开发利用了其有限的海洋资源,致使海洋经济效率较高。
4 结论与启示
4.1 结论
本文基于DEA-GRA-MLRM研究框架,分析2006~2013年沿海地区海洋经济效率及其驱动机理。主要结论如下:
(1)由于海洋产业结构驱动力、地区经济发展效率驱动力和对外开放程度驱动力高。位于长三角地区的江苏、上海和珠三角地区的广东DEA效率值始终处于生产前沿面上(DEA有效),海洋经济效率级别为Ⅰ级。
(2)处于环渤海湾的天津和山东DEA效率值紧随长三角和珠三角地区,历年来波动幅度不大,发展较为稳定,各驱动力作用较为平衡,海洋经济效率级别为Ⅱ级。
(3)环渤海湾周边的河北和坐拥东部海域的浙江和福建的海洋经济效率有轻微波动,各驱动力作用较弱,处于第Ⅲ级。
(4)位于我国北部地区的辽宁和西南地区的广西和海南的海洋经济效率最低,效率值为第Ⅳ级,并且历年来海洋经济效率呈下降趋势。主要是因为广西、海南、辽宁的对外开放程度驱动力和海洋结构驱动力较低,对海洋经济效率产生阻碍作用。
(5)沿海地区海洋经济效率差异是各种驱动力综合作用的结果,地区经济发展效率、海洋产业结构和对外开放程度驱动力对海洋经济效率产生正向促进作用,海洋资源驱动力对海洋经济效率产生负向影响,并且各地区的驱动力大小有差异。其中,海洋产业结构是造成沿海地区海洋经济效率时空格局的关键驱动力。
5.2 启示
全液压推土机液压驱动马达效率分析 第6篇
1 变量液压马达效率公式
对于变量液压马达而言,进入马达的油液实际流量qM要大于理论流量qMt,两者之差即为马达的泄漏量DqM。因此,变量液压马达容积效率hmv可以表示为其理论流量与输入流量之比,即:
由于变量液压马达实际工作时存在机械摩擦损失,计算实际输出转矩TM时必须考虑马达的机械效率hmt。当马达转矩损失为DTM时,马达的实际输出转矩为TM=Tt-DTM。因此,变量液压马达的机械效率可以表示为实际输出转矩TM与理论转矩Tt之比[1],即:
变量液压马达的总效率是指:输出功率与输入功率之比,在数值上等于其机械效率与容积效率的乘积。
2 变量液压马达效率分析
若把马达内部间隙的油液流动看做层流,且假定为牛顿流体,忽略工作中间隙的变化和油液的压缩性,变量液压马达的容积效率hmv、机械效率hmt、总效率hm可用下式表示[2~4]:
式中Dpm—变量液压马达压差(MPa);
nm—变量液压马达转速(r/min);
Cs—层流泄漏系数;
Cv—层流阻力系数;
Cf—机械阻力系数;
m—油液动力粘度(Pas)。
由式(3)~(5)可知:马达两端压差越大,其容积效率越小,机械效率越大;马达转速越高,其容积效率越大,机械效率越小。
根据式(3)~(5)可以获得轴向柱塞变量液压马达的效率曲线,如图1所示。
由图1和效率公式知:变量液压马达总效率随着马达转速的增加而减小;随着系统工作压差的增大而增大。在增加相同转速时,系统压力小的情况下,马达效率降低的多[5、6]。
根据马达的使用经验,马达在小排量低转速范围内工作时效率很低。由图1知,马达在低转速时,理论上效率却很高,所以可以得出结论,马达在低转速时,排量对效率的影响比转速对效率的影响大。马达效率随着其排量的减小而减小。因此,马达在大负荷工作时,为了使其有高的效率,应保证马达在大排量低转速下工作。而当马达在小负荷下工作时,应将其与小排量高转速相匹配。
变量液压马达的准确效率需要通过试验测量,为了设计使用方便。对某类型变量液压马达进行试验,其部分数据如表1所示:
通过对表1中变量液压马达容积效率、机械效率、总效率与各自压力和排量比的拟合,得到公式如下:
式中P—系统压力(MPa);
bm—变量液压马达的排量比。
某全液压推土机采用的变量液压马达的排量为140ml/r,由上式可作出马达的效率与系统压力关系图和马达的效率与排量关系图,如图2、图3所示。
由图2、图3知,变量液压马达的效率随系统压力的增加而增加,当增加到某一临界压力(约为30MPa)时,效率随压力增加而降低;压力一定时,实际工作排量越大,效率越高。
3 总结
变量液压马达的效率影响因素包括:压力、排量、转速。马达效率随着排量增大而增大、随系统压力增大而增大,但当增至某个临界压力(约为30MPa)后,效率会随着压力的增大而出现回落;马达效率随着转速的增大而减小。变量液压马达在低速大排量低转速时,具有高的效率,在小排量低转速时,相对于转速而言排量对效率的影响占主导因素,所以,此时马达效率很低;另外,对于相同量的转速变化,压力高的效率变化较小。在对变量液压马达进行匹配和控制时,为了获得高效率,应尽量使马达在大排量、中高速和中高压范围内工作。
参考文献
[1]黄安贻,董起顺.液压传动[M].成都:西南交通大学出版社,2005.
[2]姚怀新.工程机械底盘理论[M].北京:人民交通出版社,2001.
[3]易小刚.全液压推土机液压与控制系统研究[D].西安:长安大学,2005.
[4]马鹏飞.全液压推土机液压行驶驱动系统动力学研究[D].西安:长安大学,2006.
[5]姜友山,邹广德.全液压推土机液压马达选型研究[J].建筑机械化,2009,(09):45-48.
效率驱动 第7篇
发光二极管作为光源, 具有节能、环保、寿命长三大优势, 已被广泛应用于城市景观装饰、交通车站和商业广告等公众设施。近年来发展起来的高亮度白光LED (high-brightness white LED, HBWLED) 更是在工业与民用照明系统、汽车灯具等领域拥有广泛的应用前景。因此, 推广LED的应用对能源紧缺的世界各国具有十分重要的意义[1]。
LED应用的关键技术之一是提供与其特性相适用的电源或驱动电路。LED作为半导体冷光光源[2], 对供电电压和电流的驱动能力的要求有很大的区别。在大功率的条件下工作, 传统驱动方式如电阻限流、线性调节、电荷泵等的效率已达到极限[3]。对高功率LED而言, PWM开关型直流变换器因其仍可能保持较高的电源效率而受到青睐。另外, 在某些特殊场合, 需要LED驱动电源具有更高的要求, 如要求驱动电源具有较高的效率和极低的谐波。
针对上述LED照明的驱动要求, 本文提出了基于原边反馈的反激式LED驱动电源方案。本方案具有以下优点:1) 采用前级反馈, 使整个电路更加简单;2) 具有较高的功率因数和超低的谐波;3) 反馈电路工作在准谐振的工作模式, 使整个电路具有更高的效率。
1 准谐振反激变换电路的原理分析与设计
1.1 准谐振反激变换电路分析
准谐振反激变换电路能够在波形振荡谷底进行开关, 其原理图如图1所示。相比于传统的PWM反激变换电路, 图1中标出了电路的相关寄生参数。
在准谐振模式下Vds的波形如图2所示。准谐振反激变换电路具有波谷检测功能, 开关管总能够在波谷, 即漏极电压最小值处导通。若漏极电压的最小值能够等于零, 即输入电压等于反射电压时, 电路能够实现零电压导通。
1.2 高频变压器设计
根据开关电源高频变压器的基本理论, 高频变压器设计如下 (以下参数为已知量) :输入电压VIN, V;输出电压VOUT, V;输出功率POUT, W;输出反向电压VOR, V;LED个数NLED;等效电阻RLED, ohm;有效窗口面积Ae, mm2;初级线圈数NP, Num;最小开关频率fmin, k Hz。
通过以上参数计算可得:
次级有效电流
2 高功率因数和超低谐波的实现
系统PF值的高低, 主要与输入电流和输入电压的相角差和输入电流的THD两个因素有关。计算公式为:
式中:V1、I1为基波有效值;Vin、Iin为总的有效值。
式中:Ik为k次谐波的有效值。
在峰值电流控制方法下, PF计算的是平均电流的正弦化, 这里相差一个占空比D, 公式为:
其中:ton、Lp、Vr在一个周期内恒定, 所以
可见, 输入电流并不是一个正弦, 而是一个削顶的准正弦波形。这势必会影响一些PF值, 这也就是峰值电流控制方法下PF值始终不能达到1的根本原因。
为了提高功率因数, 降低电路的谐波。采用以下方法:
其中BUS是输出整流后的总线, 而COMP是控制电路的电流检测。如图3连接, 可以明显改善THD, 高压时尤为明显。
3实验结果
图4为使用SY5800芯片针对筒灯设计的一款驱动电路, 输入电压范围为AC 85~264V, 输出为36V/330m A。
3.1 输出电压电流波形
图5为在输入电压为交流220V时输出电流和电压的波形, 由图可知由于单级PFC原理上的特点, 输出电流存在一定的电流纹波。此纹波可通过输出电容的大小进行调节, 已达到满足需要的输出。
3.2 驱动电压波形和开关管电压波形
图6为220V输入时MOSFET驱动电压波形和MOSFET上电压波形, 可以看出MOSFET工作在准谐振状态, 以保证电源在较低的电压下开通, 从而降低了开关损耗, 提高了电源的效率。
图6驱动电压波形和MOSFET电压波形
3.3 功率因数随输入电压变化时的波形
图7 (a) 为未加谐波降低电路时功率因数随输入电压变化的波形。图7 (b) 为未加谐波降低电路时功率因数随输入电压变化的波形。
可以看出变换器的PF明显提高。在176~264V电压范围内PF接近0.99。
3.3 电流总谐波THD随输入电压变化时的波形
图8 (a) 为未加谐波降低电路时THD随输入电压变化的波形。
图8 (b) 为加入谐波降低电路时THD随输入电压变化的波形。
可以看出变换器的电流谐波总含量明显降低。在176~264V电压范围内谐波都低于7%。
3.4 效率随输入电压变化时的波形
图9为效率随输入电压变化的波形, 可以看出在全电压范围内都可以保证电路有较高的效率。在220V输入时, 效率可以接近90%。
4 结语
本文提出的LED照明驱动变换器, 由于工作在准谐振状态因此开关损耗更低, 具有较高的效率。采用电流采样补偿电路进一步提高了电路的功率因数, 降低了电流总谐波。另外, 采用原边反馈减少了光耦等器件, 使整个电路更加简单及成本更低。最后, 试验结果表明该电路具有高效、高功率因数、超低谐波等优势。
参考文献
[1]陈云生.21世纪的灯——白色LED照明技术[J].灯与照明, 2003, 27 (2) :36-38.
[2]钱可元, 胡飞.大功率白光LED封装技术的研究[J].半导体光电, 2005, 26 (2) :110-120.
[3]Sauerlander G, Henet D.Radermacher H, et al.Drive electronics for LEDs[C]//Industry Applications conference, 41 IAS Annual Meeting.2006:2621-2626.
效率驱动 第8篇
1. 明确问题驱动式教学应用原则
在高中化学课堂中融合问题驱动式教学,需要遵循四个原则。首先,学生主体原则和教师主导原则是问题驱动式教学的两个基本原则。根据当今先进的教学理念,高中化学的教学,不但要落实教授知识,帮助学生掌握技能的教学目标,还要引导学生在获取知识的过程中有所感悟,注重体验学习的过程,从而突出学生的主体地位,遵循教学的学生主体原则。在高中化学课堂教学中,问题驱动式教学的应用也要遵守这一原则。教师在教学过程中应当放弃以往在教学过程中的绝对统治权,为学生提供平等和谐的学习氛围,通过设置一些环环相扣的引导性问题,建立合理的问题情境,引导学生发挥自身的主体作用,自发进行的问题思考和学习探讨。同时,在高中化学教学过程中,教师的主导作用也是必不可少的。虽然学生是教学过程中的主体,但如果没有教师的适当正确的引导,学生很难取得很好的学习效果。高中化学问题驱动式教学,就是教师在化学课堂中,通过结合学生疑惑,合理设置问题的方法,对学生进行循循诱导,带领学生避开误区,在正确的学习道路上一步一步地稳定前行。
其次,合理制定问题和分散易化知识是问题驱动式教学的两个辅助原则。教师在问题的设置上,应当从学生的实际学习情况出发,结合前面学习过的内容和现在要学习的内容。向学生阐述问题时,应当多用“那么”、“则”、“试着”等引导性的语句,完成新旧知识的平滑串接,给学生指出思考解决问题的大致方向。学生的理解和学习能力是各不相同的,为了保证学生整体的学习进步,教师可以在课上细化知识,对整体知识进行分点教学,带领学生逐步掌握知识,达到知识的分散易化教学,同时,在课堂的最后,教师还要带领学生对课中所学的细碎知识进行系统地整理结合,从而帮助学生深化知识理解,巩固学习成果。
2. 深化问题驱动式教学有效应用
在高中化学课堂中融入问题驱动式教学,必须以放松平等的教学气氛为基础。紧张而充满压力的学习氛围,会在一定程度上抑制学生智力和综合能力的发展。教师在教学过程中,应当与学生建立亲密友善的师生关系,通过与学生进行适当的互动,保持课堂气氛的轻松活跃,使师生之间教学与学习的步调保持一致,从而保证课堂教学的有效性。在互动过程中,教师可以从学生感兴趣的方面切入问题,把教材抽象复杂的理性知识变成丰富有趣的鲜活内容,以此吸引学生的注意力,对于学生思考问题时出现的错误,教师可以给予适当的提示,指引学生找到正确的思路。
合理创设问题情境,是应用高中化学问题驱动式教学的有效途径。问题情境的种类包括生活性、开放性、合作性以及探究性等许多种。在高中化学教学过程中,教师要根据教学目标,结合学生实际,创设合适的问题情境。例如,教师在教授酯的知识时,可以先向学生问这样的几个问题:“同学们,你们的妈妈在做有些菜时是不是会加一些白酒和醋呢?那样做出来的菜是不是很香?”然后可以向学生展示一瓶白酒,打开盖,让学生切实嗅到白酒的香味,如此以来,就能为学生创设一个源于现实生活的问题情境,从而学生的兴趣就会被轻易的勾起,促进学生结合所学的化学知识与生活实际对这样的现象进行探索,对白酒为什么会有香味产生疑问,并向教师提出自己的问题。这时,学生的身心就完全投入在这样的问题情境中了,教师可以抓住时机,带领学生进行乙醇和乙酸的酯化反应实验,让学生通过亲手的操作和近距离的观察,嗅到反应产物上面油状液体的香味,再结合之前的问题,进入深化的思考和探索,从而激发并增强了学生的问题意识,加深了学生对知识的掌握和记忆。
在高中化学课堂中,教师引入问题驱动式教学,以当今社会先进的教学理念为指导,依据四个原则,结合学生学习实际和教材内容,创设合理的问题情境,有效吸引了学生的学习兴趣,激发学生进行自主学习的动力。高中化学问题驱动式教学,以学生为主体,教师为主导,在问题的发现与解决过程中,培养学生的问题意识,发展学生的创新思维能力,有效提高高中化学课堂的教学效率。
摘要：化学是高中学生需要学习的一门重要课程,在现代高中化学教学过程中,教师根据“教以解惑”的教学理念,将问题驱动式教学融入课堂,通过问题的设计,开发学生的思维潜力,引导学生主动探究问题,让学生在发掘问题并解决的过程中增强并锻炼自身的问题意识和思维创新能力,从而提高化学课堂的教学有效性。文章对如何融合问题驱动式教学,提高高中化学课堂效率进行探讨。
效率驱动 第9篇
由于单个铅酸电池工作电压在11.8V—12.6V之间、磷酸铁锂电池单节电压在2.6V—3.6V之间、锂电池单节电压在3.4V—4.2V之间。一般情况下锂电池、磷酸铁锂电池以串并的方式工作。若按3串计算, 磷酸铁锂电池组电压在7.8V—10.8V之间, 锂电池组电压在10.2V—12.6V之间;若按4串计算磷酸铁锂电池组电压在10.4V—14.4V之间, 锂电池组电压在13.6V—16.8V之间。目前已安装的以铅酸电池为主的LED照明电源不适合电池设备维护后的工作环境, 只能对供电电路进行更改, 维护成本非常高。
本文设计一款直流宽电压输入的LED驱动器, 采用性价比较高的微控制器、恒流驱动器, 利用温度传感器、光敏传感器和PWM调光等实现高可靠性的照明, 具有成本低、效率高, 可靠性强等优点, 可满足一般照明、特殊照明等应用需求。
1 总体设计
本设计采用了STM8S003F3微控制器、LT3791驱动控制器、温度传感器、光敏传感器等, 实现了高效率的LED电源。功能框图如图1所示。
微控制器作为本设计的重要部件, 为保证LED电源的可靠工作, 要求微控制器需满足工业级要求, 其次还要有一路硬件PWM, 四路AD转换, 为减小系统功耗和硬件成本, 微控制器须有内部的低频时钟。结合硬件的通用性、可靠性、性价比等因素, 综合考虑, 采用STM8S003F3作为本设计的控制器。具有8KBytes的Flash, 128Bytes的内部EEPROM, 两个16位的定时器, 一个8位的定时器, 高达五路的AD转换。
LED开关恒流驱动器有BUCK、BOOST等类型结构, 对于BUCK型电路, 输入电压低于LED压降时将无法工作;对于BOOST电路, 输入电压高于LED压降时将可能导致LED损毁。故本设计采用了BUCK-BOOST电路结构的LT3791驱动器, 其可使输入电压VIN高于、低于或等于输出电压VOUT, 其效率可高达98%, 输入电压4.5V-60V, 输出电压0-60V, LED电流精度±5%, 可使用PWM调光。
2 硬件设计
本设计具体电如图2所示。使用STM8S003F3内部16MHz高速振荡器, 分频因子为8, 即工作频率为2MHz, 由LT3791产生的3.3V辅助电源供电。微控制器的PD2为模拟信号输入引脚, 实时检测输入电压, 当输入电压异常时, 控制器的PC3引脚会置底, 使得L3791恒流转换器进入待机模式。同时PB4、PD3检测LED灯具的温度和照度, 当出现异常时通过PC6输出PWM调节LED的亮度或者关断LT3791恒流转换器。为了方便检测LED的开路或短路, 微控制器的PC5和PB5引脚分别接与LT3791的OPENLED和SHORTLED相接。
当输入电压远小于输出电压时LT3791工作在升压模式, 开关管Q1始终导通, Q3始终关闭, 每个周期开始时先导通Q4给电感L3储能, 然后关闭Q4, 打开Q2释放L3的能量到C13滤波电容, 最后输出给LED。当输入电压远大于输出电压时LT3791工作在降压模式, 开关管Q2始终导通, Q4始终关闭, Q1和Q3互补导通, 使L3的能量到C13滤波电容, 最后输出给LED。当输入电压约等于输出电压时LT3791工作在升降压模式, 开关组合 (Q1、Q3) 和 (Q2、Q4) 按照先后时序导通或关断。
3 软件设计
本系统的软件流程如图3所示。上电/复位并执行初始化操作后, 进入实时检测模式, 检测系统供电电压, 如果供电存在异常, 且异常电压持续时间较长, 系统便自动关闭电源输出, 直到电压恢复正常。
当监测到输入电压异常后须将异常行为记录在内部EEPROM中, 记录格式如表1所示。
LED温度保护的软件流程图如图4所示。系统每隔1秒钟采集一次LED灯具的温度, 判断是否在合适的工作范围内, 如果温度过高系统自动调节LED亮度, 使得LED的温升降低, 直到温度达到平衡。
自适应PWM调光软件流程如图5所示。系统根据采集到光敏电阻的AD值自动计算需要输出的脉宽以调节LED的亮度。
结语
本文设计的LED驱动电源, 实现了输入6.0~60V电压下能正常驱动33.5V1A的LED灯串 (10串LED) 。实际测试12V输入电压下, 效率高达96%, 实现了输入过压保护、输入过流保护、输出短路保护、输出开路保护、过温保护等功能, 并在实际应用中实现了环境的自适应调光, 系统运行稳定。与采用Flyback、BUCK、BOOST的电路结构相比, 效率更高、适应输入电压范围更宽。相信在比较特殊的LED照明领域会有较普及的应用。
摘要：目前LED主要应用在室内照明、市政亮化工程照明等场所, 对一些比较特殊的场合, 如户外应急照明、汽车照明、海洋捕捞、夜航灯照明等较为少见。为此本文采用ST公司的STM8单片机和Linear公司的LT3791驱动芯片, 实现了一款高可靠性、高效率、适合较宽直流输入电压范围的大功率LED驱动电源, 并实现了过温保护、过压保护、自适应调光等功能。
关键词：LT3791,BUCK-BOOST,STM8S003F3
参考文献
[1].高强, 邓少华, 王铁流.基于STM8S的单片机实验教学平台开发[J].电气电子教学学报, 2014, 04
[2].卢林杰, 秦会斌.基于STM8S103和WIFI的智能家居照明系统设计[J].电力系统及其自动化, 2014, 03
[3].王朗圆, 吴晓波.一种多模式四开关降压-升压型DC-DC转换器[J].微电子学, 2009, 03
[4].杨赫博, 付贤松, 牛萍娟.100W风光互补LED路灯驱动电路设计[J].现代电子技术, 2014, 04
[5].任小永, 唐钊, 阮新波, 危建, 华桂潮.一种新颖的四开关Buck-Boost变换器[J].中国电机工程学报, 2008, 21