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――协鑫集团副总裁 张新林
协鑫(集团)控股有限公司- Golden Concord Power Co. Ltd.是一家以环保能源和再生能源为主营业务的专业性能源投资控股公司。集团现有能源结构齐全,涵盖燃气热电、分布式能源、热电联产和垃圾发电、生物质发电、风力发电等可再生能源,逐步形成以环保能源、再生能源产业为主,煤炭及相关能源领域多元化领域相结合的战略布局。集团总部位于香港,中国大陆业务则以上海为管理中心。
世界经济的快速发展,不仅激发对环保能源与再生能源的需求,也带动基础能源建设和技术的进步。协鑫集团以成为国际化环保源能企业为目标,结合在人力、技术、资金与管理的成功经验而做出积极贡献,同时更从IT面(Information Technology)着手,导入Oracle的ERP(Enterprise Resource Planning)系统及加值解决方案,加速实现国际化的目标。值得一提的是,协鑫集团不仅以短短半年的时间就成功导入Oracle E-Business Suite,还同步完成了Oracle EAM(Enterprise Asset Management)与Oracle Exchange Marketplace的建置。
以六个月完成财务、设备与供应链上线作业
协鑫集团在十年之间就发展成为总资产超过150亿元的企业集团,在美国、新加坡、越南、印尼等地均有分公司兼办事机构,中国内地业务则以上海为管理中心,分别在北京、南京、杭州、深圳设有代表处。然而,协鑫集团旧有的IT环境并不完整,在用友的财务系统之外,业务方面完全是以手工作业。因此,除了解决财务行为一体化的迫切问题,协鑫集团也期望让企业走向规范化管理,建立更严谨的控管机制,一改以人管理的传统模式,重新建立一套完整且通用全集团的信息系统,就成为最快速有效的解决之道。
在评估解决方案时,协鑫集团以国际化为考量,由于Oracle在中国发电行业丰富的成功实例,以及利于集成的完整产品线,最终决定采用Oracle应用软件解决方案。
协鑫集团在2005年10月展开导入作业,旋及在2006年4月完成第一阶段的建置,包括总部、太仓环保发电、太仓新海康协鑫热电、越源机械成套设备共计10试点单位的财务、设备与供应链(物资、采购)系统,基建管理、电子商务系统以及整合了其它公司的产品后全部成功上线运行,不仅建立起集中控管的制度,更有助于将ERP系统推行至集团内不同产业的子公司。因此,协鑫集团紧接着进行第二期的推广作业,预计在2006年底达到全面上线的目标。
由于电厂的特殊需求,协鑫集团的客户化比例偏高,但最后仍按原订时间表顺利完成上线作业。协鑫集团主管ERP的副总裁表示:“紧抓时间表,固然是成功上线的关键,但更重要的是主动出击的作法,积极沟通并解决问题,基于专业技能的正确和迅速决策才能满足实施质量和进度的需求。”
由人治及手工作业走向规范化管理及业务一体化
协鑫集团指出:“以Oracle解决方案建置的全新信息系统,协助我们成功地建立了横向集成的财务业务一体化系统与纵向整合的三层管理一体化系统,不仅提高集团管控能力与管理透明度,还能适应组织结构与业务流程的变化。”
事实上,第一阶段的上线快速展现了多重的效益及成果,为后续的推广作业奠定了良好基础。举例来说,规划管理变得更为精细,透过Oracle系统为流程把关,准确而迅速地找出错误来源,避免过去纸本作业常见的模糊地带。
Oracle EAM的功效也备受协鑫集团肯定,透过与设备管理、企业生产管理与财务系统的集成,提供准确的对象经济分析,对于资产密集的协鑫集团而言,更带来成本控制与资金使用效率等优势。再结合华3 SCM系统,即可根据采购与招标的真实状况,实时地进行管理;而且,ERP系统还能与银行账户实时对账,以更严谨的控管杜绝不正常的资金进出状况。
越来越多的大型数据中心和网络数据中心都在寻找一种可以高效、集中和统一管理所有IT设备的解决方案;面对不断扩容、迁址、改建等引发的相关问题,大大增加了数据中心管理复杂度,各个行业都面临着不少的问题与挑战。
电信行业作为变化最快的经济领域,在此方面面对的问题尤其突出。随着电信业务量的激增,电信运营商机房的IT基础设施数量越来越多,IT环境越来越复杂。在这种情况下,电信运营商对机房集中式管理的需求大大增加,集中式管理的一大好处在于电信运营商可以尽量减少人员出入机房的次数,从而更好地维护机房设备运行环境的理想化,同时降低非必要的安全性风险。
远程数据中心的电源管理
近几年来,IT应用有这样几个趋势:IT部门的角色由原来的支持部门变为影响业务的关键部门,因为随着企
业业务发展及IT化程度的不断加深,使得业务赢利很大程度上更依赖于IT部门的运营结果;其次,随着企业IT部门数据集中与加强数据备份的一些安全性措施的实施,要管理的IT设备数量更是呈几何数增长,再加上业务发展的需要,更多企业选择将设备采用分布式布置,即在不同区县都有数据中心,因此IT应用环境更加复杂化;同时,投资回报率要求更高,企业不愿意在完全不考虑其投资回报率的前提下一味将大笔金钱投入到IT建设中,这当中也当然包括对人力资源的投入;最后,也是最重要的一点,就是要简化IT管理。电信和移动一直是IT投入的大户,其IT应用的复杂度和规模也毫无质疑地雄居榜首。因此,如何能协助电信IT部门简化其管理,提高其工作效率,减低其总体投资成本,都是当前IT设备厂商所关注的。
对于电信运营商来说,由于具有遍布全国的分公司,而电信数据中心正在向两级集中的方向发展,因此可以预见,KVMoverIP的数字式切换解决方案将会在电信运营商数据中心当中获得越来越广泛的应用。
应该说,KVMoverIP使得电信运营商对分支数据中心具有了较强的远程管控能力。在过去没有应用KVM的时候,数据中心管理一般会采用通过软件连接到远端桌面的方法来实现,但这种管理方法可行的前提是网络管理员所要进行远程管控的服务器能够进入操作系统。后来随着KVMoverIP产品的出现,IT人员可以在设备开机以后就对设备进行管控,还可以对远程服务器的BIOS进行修改。
但这样看来,KVMoverIP仍然存在一项缺陷。由于KVMoverIP本身不具有电源管理能力,如果远程设备处于关机状态下,这类产品就没有了用武之地。遇到这种情况,远端网络管理员恐怕需要翻山越岭,亲自来到现场按下电源开关,才能解决问题。这种情况在电信运营商机房的实际运作中并不是不可能出现的,当远端机房遭遇意外的电力中断,而管理员又有了远端开机需求的时候,就必须寻找新的方法了。
Raritan推智能电源管理产品
正是针对这种需求,国际KVM三大厂商之一的Raritan(力登)推出了自己的远端电源管理设备(RemotePowerDistributionUnits,PDU)DominionPX。DominionPX是面向下一代数据中心远程集中管控需求设计的智能型电源管理设备,可以协助企业轻松确定其数据中心的实际电力使用情况和容量,在任何位置都可以随时监控机架温度和湿度及上电顺序,并管理IT设备。DominionregPX计量表可通过网络浏览器或指令行界面远程控制,实时进行设备级和插座级的上电,根据使用者自定义的阈值发出警报,切换插座,并支持环境传感器以监控机架的温度和湿度。
Raritan基于“无法计量则无法管理”的一个简单前提,开发出的智能型电源管理产品具有提供实时、详尽的插座级电源信息的功能,可细化到每个插座,而其他产品或解决方案通常只能将一个设备作为整体提供合并的电源概况。因此,IT管理员和IT基础设施管理人员可以借助DominionPX基于浏览器的界面,获得关于每台服务器实际消耗电能的详尽信息。可选的温度和湿度传感器插入Raritan的智能型电源管理产品中,便可提供实时的环境信息。
DominionPX是第一款提供基于IPMI2.0和SMASH等协议的高级远程电源控制产品。DominionPX的智能化和灵活性源于Raritan的获奖KIRA100系统,该系统固化在一个芯片中,提供安全的TCP/IP访问和监控能力。
通往绿色、高效的钥匙
应该说,DominionPX的诞生不仅解决了KVM对远程设备电源管控难的瓶颈,更是顺应了数据中心整体架构向绿色解决发展的大方向。通过了解现有数据中心中未使用的容量,企业可以节省大笔资金。根据AFCOM的数据中心研究机构的研究,通过准确判定单个数据中心设备的负载率,许多IT设施都有被忽略的节能能力可供挖掘。在很多情况下,大多设备的实际的负载率大约只能达到设备铭牌上列出瓦特数或安培数的50%。由于能源消耗和成本的急剧上升,以及对电力供应和数据中心空间的考虑,按照瓦特计算的效能正在成为新的数据中心衡量标准。
对于数据中心和IT基础设施管理人员来说,最佳的电力使用正在成为一个日益重要的问题。有专家指出,能够在插座级监控、分析和管理电力的使用,意味着企业能够详尽明确地了解其数据中心的能源消耗情况。因为,这使得企业能够在问题影响运营之前精确地发现问题,基于详尽准确的信息做出机架容量决策,并采取措施力求实现绿色计算。应该说,DominionPX解决方案有助于减少数据中心开支并改善利用率。
此外,Raritan智能型电源管理产品还设定了新的安全标准。它是第一款能够在硬件等级提供256位AES加密功能的产品。超强的密码支持、插座级权限、按插座划分的访问控制清单、组级权限以及内置防火墙也都是标准功能。DominionPX以单机模式可以安全运行,也可以整合到外部验证和授权服务中。
国网新标准为单相电表设计提出一系列要求,例如:基本计量功能增加,费控功能复杂,具备多种抄表通讯模式,以及外壳模具统一、电子线路布局布线位置相对固定等。在充分研究中国国网新标准有关单相电表设计要求的基础上,飞思卡尔推出的Mz系列MCU具有以下特点:该系列8位处理器芯片集成60kB、96kB或i28kB闪存,提供64引脚LP封装;随 该系列32位处理器芯片,集成256kB闪存:
2.7~5.5V电压,-40N85℃运行;
Mz系列中所有芯片都可以实现64引脚芯片完全兼容、用户无需修改PCB布线就能进行产品升级:
提供一站式参考设计,包含必要的硬件和软件,完全符合中国国网电表新标准,可大大简化智能电表开发,加快产品上市速度。
飞思卡尔参考设计采用64k字节EEPROM为主,附设2M字节串行Flash扩充,满足那些需要增强设备、提高性能、增加存储容量和改进系统安全的应用需要:在电源设计方面,MCU主板和前端计量板直接共地,交流供电和电池供电通过简单的二极管通路切换,交流供电及电池电压可以直接送片上ADC进行掉电检测,可省去一般设计用于掉电检测和电池检测的电压比较器;在窦时时钟方面,外置RTC芯片和MCU通过IZC总线控制,读取时钟参数,可实现单片机自身内部时钟的频率校准:在计量部分,采用外置计量芯片,MCU通过sPI总线对芯片进行配置和数据读取,MCU软件配合来实现软件校表,实现电流和电压的零偏校准。此外,在数据通讯方面,RS485通讯支持最高速率19200b/s,而红外抄表通讯可支持1200/2400b/s,载波通讯基于片上硬件SCI模块可实现MCu和载波模块之间的9600b/s串行通信。交流掉电后MCU进入电池供电的低功耗休眠模式。通过内部实时计数器定时唤醒,整个系统功耗可低于7uA。
凭借多年对智能电网行业的关注和研究,飞思卡尔在整合全球研发力量的基础上,不断推出能够促进电能管理行业发展的各种创新技术、坚持以开放的视野支持电能管理部门应对电网改造给行业带来的挑战。飞思卡尔此次推出的电表参考设计完整解决方案,基于专为用电计量市场量身定制的先进Mz系列MCU,可为开发者提供完整的即插即用解决方案,不仅能降低成本和加快面市时间,更将加速一体化智能电网的建设。
关思卡尔智能计量解决方案
尽管新奥燃气2009年天然气销售量仅26.32亿m3,与国内消费量874.5亿m3相比,占比不足5%,但丝毫不妨碍这家燃气民营巨头继续渗透各个城市。自1992年输送廊东油田的石油伴生气至廊坊开发区伊始,新奥就进入燃气分销领域。2010年中报显示,新奥燃气上半年营业额50.44亿元,同比上升25.6%;纯利润同比增长42.5%至5.33亿元。
同属新奥集团的除新奥燃气外,还包括太阳能源、能源化工、能源服务、能源资本、新奥置业等相关多元业务,共同构成集开发、储运、分销于一体的清洁能源服务体系。截至2009年底,新奥集团总资产超过340亿元,销售额达190亿元,其中86%的收入来自于能源业务。
“随着西气东输二线、川气东送长输管线投产运营,对保障下游气源有极大帮助;同时,为达到2020年天然气消费占一次能源消费比率10%的既定目标,国家将在多方面给予绿色政策。”新奥集团CFO于建潮对未来几年充满信心,“包括新奥在内的城市燃气供应商,将迎来一轮高速发展时期。”不过更令新奥集团兴奋的是今后科技决定能源的趋势,日前其潜心研发的“泛能网”在上海世博会上全新亮相,标志着新奥集团智能能源构想迈出标志性的一步。
转型智能能源
今年7月15日,“光电之星科技港・新奥智城”项目揭牌仪式在上海浦东新区举行。其目的在于希望利用新奥的系统能效技术、IT智能技术,将南汇工业园区建成智能低碳现代企业社区的标杆。这是新奥集团战略转型后的首次实践。
自1989年新奥集团创立以来,已历经三次转型。1992年到1996年,新奥以廊坊为原点,集中开拓能源分销业务,铺设万庄至廊坊的管线。从1996年开始,新奥集团开始第一次转型,逐步进行多元化业务探索,涉足太阳能源、房地产等行业。2001年新奥燃气登陆港交所,获得了充足的资金,进入高速发展期。据资料显示,在2001年新奥燃气上市前,新奥集团一直发展比较缓慢。城市燃气项目仅仅四个,接驳率不到50%。而今燃气项目已达88个,覆盖了上海、泉州、长沙、青岛等地。今年上半年,新奥签署了第一个海外管道天然气下游项目,占43.8%权益。
2009年,为给客户提供更高效、更智能、更低碳的服务,新奥确定了新的战略发展方向,定位为“清洁能源整体解决方案提供商”。
“未来新奥集团的收入主要来自三部分,一部分是传统收入,接驳费、燃气费;一部分来自天然气汽车加气站;另一部分主要将来自能源管理,也就是整个智能能源系统管理服务。”已在新奥工作14年的于建潮对未来的营收来源十分清晰。
据介绍,新奥集团不仅仅局限天然气的分销,还尝试将太阳能、生物能、二甲醚、甲醇等能源融合,为家庭、社区、工业区提供发电制热能源系统。在能源的传输、应用过程中,各个点的能量流通过传感器直接反应出来,再经中央处理器计算,描绘出整个社区的能量消费量、用量高峰与低谷,以及年度趋势图。最后通过计算公式,将各种能源不同时间节点的组合成本计算出来,最终达到低成本、低能耗、高能效。此外,通过联网,用户也能随时掌握能源消耗量,从而节约成本。
智能能源网是将现有的电、热、燃气、水务等单项运转且浪费巨大的能源网络改造为高效互动的创新网络。“从实践而言,别墅、写字楼、小工厂的用电、用能、用热需求都不一样。如果能根据不同的需求安排储存和配送,随时自动调节能量供应,需将云计算、物联网计算揉合在一起,形成一个实时动态,完成自动平衡的系统。”于建潮简要道出智能能源系统的本质。
具体而言,即将工厂、社区等各个能量点集中起来,形成网状结构,进行数据采集、信息传输、数据分析、调度管理、运行优化等统一起来,形成智能能源解决系统。
“这个系统非常方便,什么时候用天然气发电,什么时候用太阳能发电,可以对成本综合评估。通过能量流、信息流、物质流的耦合,达到能效利用的最佳效果。”于建潮补充道。据介绍,智能能源系统在理论上、技术上皆已成型,对支撑系统的软硬件及系统新奥正在进行后期测试。
目前,除上海浦东智城项目在实施外,新奥“智能能源生态城”前期规划设计已完成,预计2012年竣工。“智能能源生态城”不但将太阳能发电、生物燃气发电、微藻生物吸碳技术、垃圾发电等技术进行整合利用,实现能源的清洁生产与循环利用,更通过泛能网的智能化管理与控制,实现能源的智能化应用,提高能效。生态城建成后,与传统的城市能源相比,碳排放将减少35%,能效提高20%,自给能源实现40%~45%。
稳定收益
2010年中报显示,新奥集团的主营业务收入――总管道燃气的销售量达19.9亿m3,同比增长了49%,其中对工商业用户的售气量同比增速高达57%;新增持驳天然气住宅用户42.62万户,工业用户增625个至1821个。
据中金公司分析,我国城市平均天然气渗透率只有17%,而燃气上市公司所在地的渗透率在20%~30%之间,上升空间大。预计未来三年,各城市燃气公司的接驳业务都讲保持在30%以上的增速。而于建潮对新奥未来的发展也充满信心。
不过这同时也意味着,伴随新奥的高速扩张,大量资金需要投入。众所周知,城市燃气管网的建设周期长、投资大、回报慢,对于新奥而言,将如何应对?
于建潮坦陈,在系统的建设中,由于资金约束,很可能导致项目失败,因此必须结合节能减排政策、银行信贷、VC/PE等资源,推动项目的发展。于建潮强调,必须通过资源整合,同时解决当前资金流和未来收益平衡问题。他表示,可以采用交易结构,或引入基金投资,或者采取金融租赁,以分期付款的形式进行。实战经验丰富的于建潮显然对各路资金的调配和利用已经驾轻就熟。“一旦建成后事情就顺利多了,或卖掉或独立运营,都可以收回投资。”
同时于建潮表示,燃气行业项目的收益因阶段而异。项目初期,燃气公司按照城市的规划,铺设主要的管道,建配气站、压气站、储气站等。按惯例,天然气从上游输送过来后,需要在城市边建站接气,再通过调压,将高压调到中压,并进行工艺处理,加入臭味,保障用户使用安全。同时,建储气罐保障城市一定时间内天然气消费量也很重要。于建潮表示这些基础性项目前期投资很大,用户都是免费接入,因此前期收益率低甚至微亏,都属于正常现象。但他强调一般4年以后,项目就开始盈利,而且随着接驳基数在不断扩大,盈利也越来越多。“在一个项目运营10年后,管网的维护、更新压力很大。一般老管需要维护,一些细管就要更新了。总体而言,按30年作为一个运营周期,总资产收益率不超过8%。”于建潮对燃气行业的盈利模式分析道。
“现在城市管网基本成型了,用天然气成为了一种趋势。之前居民接入天然气,都是咬着牙接的。现在生活富裕了,天然气成为生活的必需品,接气的人自然就多了。因此,近年来新奥的发展也越来越快。”
在新奥提供的整体能源解决方案中,不仅包括为城镇集中供能供热,收集用能数据、管理能耗,还包括资金解决方案。这套资金解决方案包括新绿能源投资平台、基金管理、委托经营、专业咨询四部分。涉及政府政策、区域、开放商、建筑商、供应商等多个主体。
剔除城市燃气业务,新奥还投资70多亿元构建大型甲醇、二甲醚生产基地。目前,新奥集团鄂尔多斯60万吨甲醇、枣庄36万吨甲醇和张家港20万吨二甲醚生产基地均已建成投产,公路、铁路、水路三位一体的分销物流网络也已建成。
三级财务管控
目前,新奥集团主要采取三级运营管理模式。第一级是集团财务部,作为战略投资管控的中心,既负责财务管理政策、制度、体系建设,也承担着资本运作、价值管理、风险防控。第二级为战略业务单元,分为能源分销、太阳能源、能源化工、能源服务、新奥置业等多个分部。第三级是直接产生利润的一线企业。
“对于总部来说,重心在于政策的把控、资本运作,运用多种投融资渠道将企业的价值最大化。其次,新奥强调财务与业务一体化。由于不同业务单元的管理架构、客户、市场、运营模式均不相同,因此需要分别管理,这个支撑需要通过信息化来实现。将企业会计核算、交易处理、财务报告都纳入到系统中,用共享的形式,实现低成本和标准化。同时,在资金管理上,通过结算中心,实现融资管理和现金管理的一致;通过网上银行建立资金池,提高资金的使用效率。另外,在把握政策、风险的基础上,财务部门的核心工作就是去支持经营。包括透过预算管理控制运营、做好成本测算和成本控制、在商务谈判中保证有利于公司的合同条款。”于建潮对三级财务管控的经验侃侃而谈。
除通过建立资金池,实时掌握资金流向以外,新奥集团还引入平衡记分卡绩效管理模式,将集团战略规划成功落实到运营管理的各个环节,并与员工的个人战略绑定,实现战略的有效执行,同时也建立起聚焦于战略管理的企业运营时间表与权责体系。财务对此制定了四个衡量标准,分别是新的收入来源、增加客户价值、改善成本结构、提高资产利用率。
据了解,早在2008年以前新奥集团就涉足直投和产业基金,主要管理非主业投资。2009年新奥向科瑞集团投资2000万元发展电力驱动车,预计回报率将超过15%。于建潮表示,“做投资管理,是一个探索。我们希望基于对能源行业的管理经验,发现新的机会,去培育比较好的产业。如果投资本公司的项目,也会通过规范的基金管理方式进行项目调研、评审、决策、项目管理。”
伴随着新奥集团的急速发展,对于于建潮来说,财务管理遇到的最大的挑战就是人才的匮乏。
目前,新奥集团太阳能能源产品不仅在北京等国内城市建立了广泛的市场网络,触角也已延伸至硅谷、慕尼黑等国外的城市。此外,天然气业务也在周边国家陆续开展。因此,对国际性财务人才需求很旺盛。
【关键词】Saber软件 脉冲电源 射频开关
Saber是美国Analogy公司开发现由 Synopsys公司经营的系统仿真软件,为复杂的混合信号设计与验证提供了一个功能强大的混合信号仿真器,兼容模拟、数字、控制量的混合仿真,现已成为混合信号、混合技术设计和验证工具的业界标准,可用于不同类型系统构成的混合系统仿真,与其他电路仿真软件相比,其具有更丰富的元件库和更精确的仿真描述能力,仿真真实性更好,便于分析产品设计可能遇到的问题,对于降低开发费用、缩短开发周期等十分有用。
射频开关是射频通信中常用的链路切换器件,其频率范围从DC到40GHz可以做到全覆盖,除了其射频性能以外,驱动方式及其性能也是其重要指标之一;在进货检验或初次使用时,都要对其做一个全面的考核;为了精确测量评估射频开关驱动性能,要求提供脉冲电压幅度、宽度和频率可调的精密脉冲电源;本文提出了一种用于射频开关驱动性能测量评估的高精度数字可调脉冲电源的解决方案,并把利用saber软件的仿真参数移植到脉冲电源样机设计,实验结果达到了预期效果。
1 脉冲电源技术指标
本文介绍的用于射频开关供电的数字可调脉冲电源的主要设计指标:
输入电压:AC(220±10%)V /(50±10%)Hz;
脉冲输出电压范围: 0V~35V;
脉冲输出电压调节分辨率:0.1V;
脉冲输出电压纹波:≤50mV;
脉冲输出电流:≤450mA;
脉冲电压频率:0Hz~1kHz;
脉冲电压上升/下降延迟时间:≤45?s。
2 脉冲电源解决方案
自高频开关电源问世以来,已在电子、通信、电气、能源、航空航天、军事以及家电等领域作为解决方案广泛应用,并随着电力电子器件的不断发展,高频开关电源以效率高、体积小和快速响应等特点逐步取代了线性电源,但在某些对直流电压纹波要求极高的场合,线性电源以低纹波、电磁干扰小等特点具有很大优势。
由于脉冲电源输出电压纹波要求高,为满足设计指标要求,本文采取了线性电源和微控制器方案来实现。原理框图见图1所示。
从图1可以看出,脉冲电源按照线形电源原理设计,其工作原理为:首先PC机下发脉冲电压幅值和脉冲宽度,MCU接收到控制指令后,根据脉冲电压幅值选择变压器匝比,为三端稳压芯片提供合适的输入电压(5-40V),同时下发脉冲电压幅值指令给D/A芯片,D/A输出电压与三端稳压芯片输出端反馈电压通过运放比较,从而驱动三极管来调节线形稳压器LDO(LM317HV)调整端,形成闭环控制回路使线性LDO稳压器的输出电压达到PC机下设的脉冲电压幅值。其次MCU根据PC机设置的脉冲宽度控制PWM口驱动NMOS管,输出满足射频开关要求的脉冲电压幅值和宽度。
3 仿真模型搭建
Saber软件中具有很大的通用模型库和较为精确的具体信号器件模型,本系统依据脉冲电源解决方案,在Saber中选择方案中具体选型器件搭建仿真模型,仿真器件如表1所示。
3.1 仿真模型搭建
按照设计解决方案,利用saber软件搭建了仿真模型,如图2所示:主要包括LM317HV输出电压调节电路、NOMS管浮地驱动电路、输出电压采样电路和闭环控制器三部分。
3.2 LM317HV输出电压计算、D/A选择以及反馈电阻计算
电压输出模块主要采用 LM317HV 芯片完成转换输出。由于LM317HV芯片的输入电压一般要比输出电压高3V(即有3V的压降),输出端的最小电压为1.25V,为了使脉冲电源能输出0-35V电压,要求其输入Vin接 40V 的电压,同时把LM317HV芯片的ADJ 端口引入闭环反馈环路,通过D/A转换器芯片的输出电压Vda与反馈采样电压进行比较,使LM317HV的输出端电压降为0V。输出电压取决于闭环回路中三极管Q1集电极电压Vc,计算公式为:Vdc=1.25+Vc。详细电路如图3所示。
由于本设计输出的电压为0V 到35V 之间,步进电压为0.1V,为了保证调节精度,选用5V/12位DAC7802作为基准参考,考虑噪声干扰因素,按照10位的有效精度考核,最小分辨率为0.00244V,即满足系统0.1V调节精度要求,反馈电阻精度0.01%,当R1采用1.8欧时,R2=6R1,即R2为10.8欧,满足脉冲输出35V电压要求。
3.3 仿真和样机实验结果
本文针对额定电压为12V/450mA的射频开关,对输出0.1V和12V的仿真结果和样机实验结果进行了对比。
图4为仿真输出0.1V/100ms脉冲电压,脉冲幅值为0.10025V,上升沿为12.175us,下降沿为8.4626us,脉冲宽度为0.099986s。
图5为样机实验输出0.1V/100ms脉冲电压,脉冲幅值为0.09725V,上升沿为31.2us,下降沿为26.9us,脉冲宽度为0.09999s。
图6为仿真输出12V/100ms脉冲电压,脉冲幅值为11.99V,上升沿6.0126us,下降沿为4.8586us,脉冲宽度为0.099988s。
图7为样机实验输出12V/100ms脉冲电压,脉冲幅值为11.99V,上升沿为43.93us,下降沿为42.13us,脉冲宽度为0.1000s。
该样机在带额定电压为12V/480Ma的射频开关时,输出的100ms的脉冲电压符合设计要求,已成功用于某射频开关测试设备产品。
4 结束语
本文根据某射频开关测试产品的要求,设计了一种射频开关供电脉冲电源。利用saber库中元器件建立了脉冲电源电路仿真模型,并以同样参数元器件设计了实验样机,仿真和实验结果基本一致,脉冲电压的动态响应和精度都达到了预期效果。采用saber仿真辅助产品设计,减少了实验样机开发轮次,缩短了产品开发周期,同时降低了设计成本。可见saber辅助仿真建模是未来开关电源设计必不可少的软件工具之一。
参考文献
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作者简介
王生范(1980-), 男,工程师。