电源设计论文

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电源设计论文范文第1篇

本设计是DC/DC直流开关电源设计,首先将开关电源与线性电源进行对比，总结了开关电源的优点,并对其当前的发展以及在发展中存在的问题进行了描述，然后在对开关电源的整体结构进行了介绍的基础上，对开关电源的主回路和控制回路进行设计：在主回路中整流电路采用单相桥式、功率转换电路采用单端正激功率转换电路、采用增加副边绕组的方法实现多路输出，其中功率转换电路（DC/DC变换器）是开关电源的核心部分，对此部分进行了重点设计；控制电路采用PWM控制，控制器采用开关电源集成控制器GW1524、设计了过压保护电路、电压检测电路和电流检测电路，对各个部分的参数进行了计算并进行了元器件的选型。

【关键词】DC/DC变换器、PWM控制、整流、滤波。

Abstract

Inthispaper,Idesignedaswitchpowersupplysystemwiththreeoutputs:Comparetheswitchpowerwithlinearpoweratfirst,hassummarizedtheadvantageoftheswitchpower,havedescribeditspresentdevelopmentandtherearenaturalquestionsindevelopment.Onthebasisofthethingthatthewholestructuretotheswitchpowerhasmadeanintroduction,tothemainreturncircuitandcontrollingthereturncircuittodesignoftheswitchpower:Therectificationcircuitadoptsthesingle-phasebridgetypeinthemainreturncircuit,thepowerchangesthecircuitandadoptsanddefiesthepowertochangethecircuit,realizebyincreasingthewindingofonepairofsidessingleandwellthatmanywaysareexported,itisakeypartoftheswitchpowersupplythatthepowerchangescircuit(DC/DCtransformer),havedesignedthispartespecially;ThecontrolcircuitadoptsPWMtocontrol,thecontrolleradoptstheswitchpowerintegratedcontrollerGW1524,designthecircuittomeasurevoltageandthecircuittoelmeasureectriccurrent,selectingtypeofcalculatingandcarryingonthecomponentsandpartstheparameterofeachpart.

Keyword：DC/DCtransformer,PWMcontrol,rectification,strainingwaves.

1概述

电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、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开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。

1.1开关电源的基本原理

开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比调整输出电压，开关电源的基本构成如图1-1所示，DC-DC变换器是进行功率变换的器件，是开关电源的核心部件，此外还有启动电路、过流与过压保护电路、噪声滤波器等组成部分。反馈回路检测其输出电压，并与基准电压比较，其误差通过误差放大器进行放大，控制脉宽调制电路，再经过驱动电路控制半导体开关的通断时间，从而调整输出电压。

1.2开关电源与线性电源的比较

是先将交流电经过变压器变压，再经过整流电路整流滤波得到未稳定的直流电压，要达到高精度的直流电压，必须经过电压反馈调整输出电压。它的缺点是需要庞大而笨重的变压器，所需的滤波电容的体积和重量也相当大，而且电压反馈电路是工作在线性状态，调整管上有一定的电压降，在输出较大工作电流时，致使调整管的功耗太大，转换效率低，还要安装很大的散热片。这种电源不适合计算机等设备的需要，将逐步被开关电源所取代。

1.3开关电源的发展与应用

当前,开关电源新技术产品正在向以下"四化"的方向发展:应用技术的高频化;硬件结构的模块化;软件控制的数字化;产品性能的绿色化。由此,新一代开关电源产品的技术含量大大提高,使之更加可靠、成熟、经济、实用。

开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。

近年,有些公司把开关器件的驱动保护电路也装到功率模块中去,构成了"智能化"功率模块(IPM),这样缩小了整机的体积,方便了整机设计和制造。为了提高系统的可靠性,有些制造商开发了"用户专用"功率模块(ASPM),它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中,使元器件间不再有传统的引线相连,这样的模块经过严格、合理的、热、电、机械方面的设计,达到优化完善的境地。

开关电源是一种采用开关方式控制的直流稳定电源,它以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。而当我们把开关电源的研究扩大到可调高电压、大电流时,以及将研究新技术应用于DC/AC变换器,即开拓了大功率应用领域,又使开关电源的应用范围扩大到了从发电厂设备至家用电器的所有应用电力、电子技术的电气工程领域。作为节能、节材、自动化、智能化、机电一体化的基础的开关电源,它的产品展现了广阔的市场前景。例如,发电厂的贮能发电设备、直流输电系统、动态无功补偿、机车牵引、交直流电机传动、不停电电源、汽车电子化、开关电源、中高频感应加热设备以及电视、通讯、办公自动化设备等。

1.4开关电源当前存在的问题

当我们对该技术进行深入研究后却发现它仍然存在着一些问题需要解决，而且有的问题还带有全局性：采用定频调宽的控制方式来设计电源，都以输出功率最大时所需的续流时间为依据来预留开关截止时间的，则负载所需的功率小于电源的最大输出功率时就必然造成了工作电流的不连续；"反峰电压"是开关导通期间存入高频变压器的励磁能量在开关关断时的一种表现，而励磁能量只能在、也必须在开关关断后的截止期间处理掉，既能高效处理励磁能量又能有效限制反峰电压的办法是存在的，那就是要及时地为励磁能量提供一个"低阻抗通道"，并且为励磁能量的通过提供一段时间，但"单调"控制方法不具备这一条件；高频变压器的磁通复位问题；传统的电流取样方法是在功率回路中串联电阻，效率不高，这个问题向来是电源技术，尤其是以小体积、高功率密度见长的开关电源技术发展的"瓶颈"；高频开关电源的并联同步输出问题。

以上的问题看似彼此独立，其实它们之间存在着一定的关联性解决这些问题，也许还是一条艰难而漫长的路。

2整流电路的设计

整流是将交流电变成脉动直流电的过程。电源变压器输出的交流电经整流电路得到一个大小变化但方向不变的脉动直流电。整流电路是由具有单向导电性的元件例如二极管、晶间管等整流元件组成的。

2.1整流电路的选择

单相整流电路有两种：电容输入型电路和扼流圈输入型电路

电容输入型的基本电路如图2-1：（a）为半波整流电路（b）为中间抽头的全波整流电路（c）桥式整流电路（d）倍压整流电路。

扼流圈输入型基本电路，用于负载电流I0较大的电路，扼流圈L的作用是抑制尖峰电流。

电源设计论文范文第2篇

关键词：以太网供电（POE）；电源供电设备（PSE）；受电设备（PD）；IEEE802.3af

IEEE802．3af标准对以太网供电（POE）做出了详尽的规定，它允许通过以太网传输数据的同时提供48V电源，IEEE802．3af标准中定义的电源供电设备（PSE）是能够通过10BASE－T、100BASE－T或者1000BASE－T网络提供电源的DTE或者Midspan设备，而IEEE802．3af标准中定义的受电设备（PD）则是通过网络从电源供电设备（PSE）取得电源的设备。IEEE802．3af标准中规定的PSE可以提供约13W功率。从而使小型数据设备可以通过它们的以太网连接获得电源，而不需要从墙上的交流电源插座获取电源。这些设备包括数字VoIP电话、网络无线接入点、因特网设备、计算机电话、安全摄像机或任何以太网连接的数据设备。IEEE802．3af标准的推出，大大扩展了以太网的应用，同时也给以太网带来了巨大的发展空间。

1MAX5941的功能

MAX5941A／MAX5941B是一款高度集成的电源IC，适用于以太网供电（POE）系统中的受电设备（PD）。MAX5941A／MAX5941B有两个功能，一是提供PSE与PD之间的接口，二是通过DC－DCPWM控制器实现48V电源转换以输出5V或者PD所需要的电压，输出电压可实现隔离或者非隔离。MAX5941A的最大占空比为85％，可用于反激式转换器。MAX5941B的占空比限制在50％以内，主要用于单端正激式转换器中。

2IEEE802．3af标准的PD接口特性

MAX5941的PD接口特性符合IEEE802．3af标准，可为PD提供侦测特征信号和分级信号，此外，MAX5941还集成了一个具有可编程浪涌电流控制功能的集成隔离开关，同时还具有宽滞回供电模式欠压锁定（UVLO）以及“电源好”状态输出等功能。

在侦测和分级期间，由于集成的MOSFET可提供PD隔离，MAX5941可保证侦测阶段的泄漏电流失调小于10μA。其可编程限流功能可防止上电期间产生很高的浪涌电流。这些器件的UVLO供电模式具有宽滞回和长故障消隐时间等特性，因而可补偿电压在双绞电缆上的阻性衰减，并确保系统在侦测、分级和上／掉电诸状态间无扰动地转换。MAX5941的UVLO门限可调，并具有一个兼容于IEEE802．3af标准的缺省值。MAX5941可工作于PD前带有或不带二级管桥的设计中。

图1

MAX5941有三种不同的工作模式：PD侦测、PD分级和PD供电模式。

侦测模式（1．4V≤VIN≤10．1V）下，供电设备（PSE）将向VIN施加两种1．4V～10．1V范围内的电压（最小步长1V），然后记录两个点的电流值，并由PSE计算ΔV／ΔI，以确认25．5kΩ特征电阻是否存在。在此模式下，MAX5941内部的大部分电路处于关闭状态，失调电流小于10μA。如果施加在PD上的电压有可能被颠倒，则需要在输入端安装保护二极管，以免对MAX5941造成内部损伤。由于PSE使用斜率技术（ΔV／ΔI）来计算特征阻抗，这样，保护二极管引起的直流偏差已被扣除，因而不会影响侦测过程。

分级模式（12．6V≤VIN≤20V）下，PSE根据PD所要求的功率对PD进行分级。以便PSE高效地管理功率分配。IEEE802．3af标准定义了五个不同的级别。分级电流可由连接在RCL与VEE之间的外部电阻（RCL）来设定。PSE通过在PD输入端施加一个电压，以及测量流出PSE的电流来确定PD的分级。当PSE施加一个介于12．6V～20V之间的电压时。PSE利用分级电流信息区分PD所需要的功率。分级电流包括25．5kΩ侦测特征电阻吸收的电流和MAX5941的电源电流，PD吸收的总电流应在IEEE802．3af标准要求之内。进入供电模式后，分级电流将被关断。

供电模式下，当VIN上升至欠压锁定门限(VUV-LO,ON)以上时，MAX5941将逐步开启内部N沟道MOSFET管Q1。图1是MAX5941的内部接口电路框图。MAX5941用一个恒流（典型值为10μA）对Q1栅极充电。Q1的漏－栅电容限制了MOSFET漏极电压的上升速率，因而限制了浪涌电流。为了降低浪涌电流，也可在外部添加漏－栅电容。当Q1的漏－源电压降至1．2V以下，且栅－源电压高于5V时，MAX5941会发出“电源好”信号。由于MAX5941具有较宽的UVLO滞回和关断消隐时间，因而可补偿双绞电缆的高阻抗。

3用MAX5941实现48V电源转换

MAX5941是电流模式的PWM控制器，可将48V输入电源转换成5V电压输出，MAX5941用内部稳压器取代高功耗的启动电阻，这不但可为MAX5941提供启动所需的电能，还能稳定第三（偏置）绕组的输出电压，从而为IC提供稳定的工作电源。开始启动时，调节器将V＋调整到VCC并为器件提供偏置。启动之后，改由VDD稳压器从第三绕组输出稳定的VCC。此结构只需一只很小的电容即可对第三绕组的输出进行滤波，从而省下了一只滤波电感的成本。

在设计第三绕组时，所设计的线圈匝数应保证最小反射电压始终大于12．7V。而最大反射电压则必须小于36V。

为降低功耗，当VDD电压达到12．7V后，可以将高压调节器关掉。这样可以降低功耗并改善效率。如果VCC降低到欠压锁定门限（VCC＝6．6V）以下，低压调节器将被关闭，电路重新进入软启动。此时欠压锁定状态MOSFET驱动器的输出（NDRV）保持为低。

如果输入电压介于13～36V之间，只要不超出最大功耗，就可以将V＋和VDD连接到线电压。这样就可省掉第三绕组。

4MAX5941的设计实例

MAX5941的一般设计步骤如下：

确定具体需求

设定输出电压

计算变压器主、副绕组匝比

计算复位绕组与主绕组匝比

计算第三绕组与主绕组匝比

计算检流电阻值

计算输出电感值

选择输出电容。

图2

图2是用MAX5941B设计的正激式DC／DC转换器，具体计算如下：

(1)对于30V≤VIN≤67V，VOUT＝5V，IOUT＝10A，VRIPPLE≤50mV的要求。开启门限应设为38．6V。

(2)设定输出电压时，可根据下式计算电阻R1和R2：

VREF／VOUT＝R2／(R1＋R2)

式中VREF是并联调节器的基准电压。

（3）根据最小输入电压和MAX5941B的最大占空比下限（44％）计算变压器匝比时，为了能够使用漏－源击穿电压小于200V的MOSFET，本设计选用最大占空比为50％的MAX5941B。然后根据下式计算匝数比：

NS／NP≥（VOUT＋VD1×DMAX）／（DMAX×VIN＿MIN）

式中：NS／NP为匝数比（NS是副绕组匝数，NP是主绕组匝数），VOUT为输出电压（5V），VD1为D1上的压降（功率肖特基二极管典型压降为0．5V），DMAX为最大工作占空比的最小值（44％），VIN＿MIN为最小输入电压（30V），对于本例：NS／NP≥0．395，选择NP＝14时，NS＝6。

（4）较低的复位绕组匝比（NR／NP）可确保变压器中的所有能量在最大占空比下的关闭周期内能够全部返回V＋。可用下式来确定复位绕组匝比：

NR≤NP×（1－DMAX＇）／DMAX＇

式中：NR／NP为复位绕组匝比，DMAX＇为占空比的最大值（50％），计算NR＝14。

（5）选择第三绕组匝比（NT／NP），以使最小输入电压能够在VDD处提供最小工作电压（13V）。可采用下式计算第三绕组匝比：

NP（VDDMIN＋0．7）／VIN＿MIN≤NT≤NP（VDDMAX＋0．7）／VIN＿MAX

式中：VDDMIN是最小VDD电源电压（13V），VDDMAX是最大VDD电源电压（30V），VIN＿MIN是最小输入电压（30V），VIN＿MAX是最大输入电压（本设计为67V），NP是主绕组匝数，NT是第三绕组匝数：可选择NT＝7。

（6）根据下式选择RSENSE：

RSENSE≤VILIM／（NS×1．2×IOUTMAX／NP）

式中：VILIM是检流比较器的触发门限电压（0．465V），NS／NP是副端匝比（本例为5／14），IOUTMAX是最大直流输出电流（本例为10A），RSENSE选90．4mΩ。

（7）选择电感时，应使电感中的峰值纹波电流（LIR）介于最大输出电流的10％和20％之间：

L≥(VOUT＋VD)(1－DMIN)／(2LIR×275kHz×IOUTMAX)

电源设计论文范文第3篇

1.1意境的追求

中国古典园林的发展在一定程度上起源于文人墨客及士大夫阶层对于世事的感悟与态度，避世及享乐的意识促使这2个阶层热衷于构筑“不出世既赏世”的园林形式。阶层的态度导致其意识领域的开放，使其十分重视意境及韵味，对诗画意境的追求也体现在造园态度上，追求“多方胜境，咫尺山林”般的境界。中国文人画作的特点在于写意，与西方写实相比，更多地表达了一种超脱原貌的精神，这种“开高轩以临山，列绮窗而瞰江”的情怀在园林中的体现，成为了中国园林的特点——源于自然，高于自然，虽由人作，宛自天开。通过各种身心的感受营造整体环境，来更进一步感受这种自然之美，如拙政园中的留听阁（取意留得残荷听雨声）和听雨轩（取意雨打芭蕉），留园中的雪香云蔚亭（来源于味觉的感受）等。

1.2形式的表达

中国古典园林的一大魅力在于其独立性及不可复制性，留存至今的不论是皇家园林还是私家园林都有其各自的特点，根据造园的目的、造园人的心性及造园立意的不同，各自拥有独一无二的风格特色。如网师园精巧幽深、典雅隐逸的宋代园林；拙政园平淡疏朗、旷远明瑟的明代风格；留园布置精巧、奇石众多的清代风格。

1.3空间的利用

园林中的不同空间布局与利用呈现出园林之间迥然不同的风格。如同借由空间的丰富组成形式，在园林整体环境构成中产生引导的作用，廊的运用常具有明显的引导意味，将人们引致某个特定景物的所在地。又如利用地形的起伏，在整体垂直立面空间中增强韵律感，亭、廊和榭在立面空间中此起彼伏，再利用建筑本身的轮廓线造成水平面上视觉的叠加，极富变化容易留下深刻的印象。再者景物虚与实使得空间渗透效果十分显著。利用障景、漏景，隔景等手段进行分隔空间的处理，在分隔的同时又使其相互连接和渗透。在密集的景物中产生丰富的变化，曲折幽深却又不显闭塞。

2古典园林建筑类型

随着园林的逐渐发展兴起，人们对于建筑的要求已经不仅仅局限于住房，在这样的形式下产生了类型丰富的建筑，如堂、厅、楼、阁、馆、轩、斋、榭、舫、亭、廊、桥等。人们赋予了每一种建筑形式不同的内容加以区分各自的功能。例如，堂，一般是一家之长的居住地，也可作为家庭举行庆典的场所；楼，一般用作卧室、书房或用来观赏风景，本身也可作一景；榭，一般都是在水边筑平台，用以观赏为主，又可作休息的场所；亭，体积小巧，造型别致，供人休息、避雨。屋顶的形式多变、类型丰富是古典园林建筑的一大特色，各种屋顶运用不同，表现的效果也不同。例如，庑殿顶因其造型大气和装饰精巧多见于皇家及寺观园林；歇山顶因其屋脊灵巧富于变化在园林建筑中最为常见；硬山顶样式简单，是人字形屋顶的一种；悬山顶形式较为多变，也是人字形屋顶的一种；卷棚顶线条较为平缓，缓和建筑的耸立感；攒尖顶因其灵活轻巧多用于体量较小的建筑，平面形式多样。在这些屋顶形式的基础上，造园者又在屋顶上加盖一层，形成重檐，较于单檐屋顶更显庄重大气，二者的组合搭配提升了建筑的可观性。

3现代园林中对古典元素的运用

现今的园林建设涵盖的范围越来越广，但不论在哪种形式的园林形式中，古典园林的应用已经成为不可或缺的一部分。住宅区、公园及街道绿化中，几乎都可以看到其中包含的中国古典园林元素，如仿古建的亭台、牌坊等，但在这些古典元素的运用中很大一部分没有美感和协调感。

3.1“疏忽”的意境

中国古典园林对于国人的吸引力在于古人的风骨情操和对意境的追求，园林不仅仅是庭院和建筑，更是一种处世的态度和对情感的抒发。现代园林中的古典园林要素仅留于表面形式，疏于空间格局规划布置，遗漏园林建筑的的构造技艺。造园者的意图已经不再以景喻情、思境相偕，更多的是迎合实际住宿和游玩的美观需求。这种本因精神与自然欲求而产生的古典园林，现在已经仅仅成为人们对古人安逸生活的猜测和向往，在现代园林中的出现也只是一种祭奠和怀念。

3.2“变形”的建筑

电源设计论文范文第4篇

国外设施园艺发展的特点

1工业技术植入园艺作物生产，实现了设施园艺生产的自动化

工业技术植入园艺作物生产之中，使设施园艺赋予了工厂化农业的内涵，成为工业化大体系不可分割的部分。温室生产的高投入、高产出、高效率管理模式要求应用大量的高新技术，当前工业领域内的科技成果(如机器人技术等)不断运用于温室园艺配套装备之中，已取得初步成果。国外发达国家一直致力于把自动化技术应用于园艺作物的耕种、施肥、灌溉、病虫害防治、收获以及农产品加工、储藏、保鲜的全过程，可以根据作物生长发育的特点，创造最适宜的温室环境条件，基本摆脱了外界环境条件对作物生产的影响，实现了作物周年生产和均衡上市。目前，这种自动控制技术逐步向智能化、网络化方向发展［31］。20世纪70年代以来，发达国家的设施园艺已具备了设施设备完善、生产技术规范、产量稳定和产品质量安全性强等特点，并且已形成了温室制造、生产资料配套、产品生产、物流等为一体的设施园艺产业体系。目前，日本、美国、荷兰、以色列、韩国、英国开发出的耕耘、移栽、施肥、喷药、蔬菜嫁接、蔬菜水果采摘、育苗移栽、苗盘覆土消毒等机器人装备相对比较成熟，可用于设施园艺生产。温室园艺机器人的使用，不仅大幅提高劳动生产率，改善设施生产劳动环境，而且保证了作业的一致性和均一性［32］。日本、韩国等国研究开发了多种设施园艺耕作机具、播种育苗装备、灌水施肥装备以及自动嫁接装备等，提高了温室管理水平和劳动生产率;荷兰研制温室屋面清洗机械装置，用于清洗屋面灰尘，大幅度提高了温室的透光率［33－34］。另外，荷兰还开发出自动通风窗开闭、温湿度调节装置，被越来越多的温室采用。发达国家在设施园艺产品的采收和后加工过程中，广泛使用包装机具、高效运输装置、盆花转运机械、快速分级系统等设备，提高了园艺农产品的商品性，如荷兰采运、包装设备能同时实现10～20个不同花卉品种的自动分类，X射线可用于分辨盆花茎干的长度和叶色［35］。

2高新技术在设施园艺中的应用，推动了设施园艺向“植物工厂”方向发展

无土栽培、计算机技术、生物技术、产品采后处理、新能源利用等高新技术在设施园艺中的应用，使设施园艺逐步向“植物工厂”方向发展。在美国、日本、英国、奥地利、丹麦等国都建有高度自动化的“植物工厂”，可用来生产蔬菜、花卉和果树，并且一些高附加值的作物如香料、工业原料植物、药用植物、食用菌等也采用“植物工厂”进行生产。目前，“植物工厂”主要用于生菜、菠菜、莴苣、三叶芹、番茄等蔬菜作物的生产，由于充分利用空间，实现立体多层种植，单位面积的栽培效率可提高数倍。如日本在“植物工厂”内利用无土栽培技术和环境自动调控技术，一年内可多茬栽培生菜和菠菜，收获期比露地缩短一半时间，产量可达180kg•m－2左右，为露地栽培的30倍以上［26］。此外，随着人类对太空探索的日益增多，太空农业成为研究的热点，美国宇航局(NASA)在国际空间站上探索“植物工厂”技术，目前已在绿豆、菜豆和马铃薯等作物上获得了成功。

3无土栽培技术的应用使设施园艺发生了巨大变革

20世纪20年代末，无土栽培技术开始应用于设施作物生产，使设施栽培技术产生了一次大的变革。无土栽培打破了作物生产的空间和地域限制，可以在不适合作物生长的荒漠戈壁、滩涂地、海岛、盐碱地、高寒地、阳台屋顶甚至太空进行作物生产;无土栽培改变了设施栽培的传统种植方式，采用营养液或有机基质进行作物生产，可以有效避免设施土壤连作障碍，生产出清洁安全的园艺产品，并且具有省水、省肥、省工等优势，从而成为栽培学领域飞速发展的一门新技术;无土栽培可加速作物生长，提高产量和品质，一般果菜类蔬菜水培的产量为土壤栽培的数倍甚至数十倍，如番茄营养液栽培年产量最高的可达到75kg•m－2，极大提高了园艺作物的生产效率。20世纪70年代初，美国已有400hm2温室采用无土栽培技术生产黄瓜、番茄等。目前，在发达国家的设施园艺生产中，无土栽培占温室总面积的比例荷兰超过70%，加拿大超过50%，比利时达50%，美、日、英、法等国的无土栽培面积达到250～400hm2［36－37］。欧共体明确规定，所有欧共体国家温室作物生产要全部实现无土栽培。

4节能、环保的理念贯穿于设施园艺生产之中

设施园艺是一种高能源消耗、高成本投入、高效率产出的生产方式，其中温室的能源消耗占运行成本的比例较高，减少能耗、提高能源利用效率是设施园艺发达国家开展节能工作的普遍做法。随着能源危机的不断加剧，节能设备已成为温室装备研究和开发的热点之一，而人工补光装置是温室耗能最多的设备之一。日本、荷兰、美国等积极探索温室新型补光光源LED的研究。LED冷光源在满足作物光合作用需求的条件下，与传统钠灯相比具有高光效、长寿等特点，节省能耗达50%以上［38－39］。近年来，由于中东局势不稳定导致能源紧张、CO2排放的限制以及《京都议定书》的执行等原因，欧美发达国家已将节能技术作为温室领域最重要的研究课题。目前在设施园艺节能新材料、新技术和新能源的研究中，主要倾向于对太阳能和储热材料的有效利用。其中，温室相变储热技术就是最具发展前景的节能技术之一［40］，美国和日本等国使用氯化钙、硫酸钠、聚乙二醇和石蜡等相变材料作为墙体储热、地下储热和室内外联合储热系统，试验证明是可行的储热方法，但其工艺和储放热效率等尚需进一步改进［41－42］。一些国家利用浅层地热，在夏季通过把低温冷水源抽到地上，用于温室降温，经过热交换的热量回流到地下，冬季把高温热水源抽上来，只需要稍微加温就可以用于温室增温［43］。另外，通过对温室覆盖材料内侧进行镀膜处理，能够有效阻止长波向室外辐射，减少了热损耗，可以实现节能25%以上。在多余能量回收和利用方面，荷兰瓦赫宁根大学通过覆盖多层光谱选择性吸收的金属材料(SOL-MOXHilite，荷兰)和绝缘塑料薄膜(Ebiral，美国)，研制成一种高效降温－高品位能量产生组合系统，并应用于生产［44］。该技术在高温季节，可以反射作物光合作用不需要的近红外光(NIR)，减轻温室的高热负荷，而收集反射的能量直接或间接地转化成电能，用于温室降温的能耗;荷兰温室通过在玻璃表面喷洒白色涂层，减少夏季进入温室的太阳辐射量，达到降温目的;通过改进温室通风窗口的数量、尺寸、传动方式以及开启的角度也能够使温室达到较理想的降温效果。发达国家在发展设施园艺过程中，把保护环境作为前提条件。进入21世纪，随着人们对生态环境保护和食品安全的日益关注，欧美发达国家在探索温室能源高效利用、生态环境保护等方面进行了大量的研究工作，研制开发出一系列适合于温室安全生产的环境友好型新技术。营养液无土栽培技术在现代温室生产中被广泛使用，然而，大量营养液的废弃给环境带来巨大的压力。欧盟普遍采用营养液闭路循环系统，通过对营养液的回收、过滤、消毒等措施，实现节水21%、节肥34%，提高营养液利用效率，同时大幅度地减少营养液外排污染水源和土壤。在温室病虫害防治方面，开展以生物防治、生态防治和物理防治相结合的综合防治技术的研究与应用［45］。目前，荷兰在温室生物和生态防治综合利用方面处于世界领先地位，如Koppert公司通过释放天敌昆虫，能够对设施蔬菜主要害虫达到良好的防治效果，如粉虱天敌浆角蚜、斑潜蝇天敌潜蝇姬小蜂、蚜虫天敌食蚜瘿蚊［46］，目前这些害虫的天敌已基本实现了商品化。为了提高温室番茄、甜椒等蔬菜作物的质量，禁止使用化学生长激素，荷兰研制驯化出取代传统振荡授粉的雄蜂授粉，这种授粉方式效率高，并且能使作物产量提高20%左右。以色列开发出太阳能杀灭温室土壤病虫害新技术，把灌溉系统安置在翻耕的土壤中，铺上一层薄薄的透明塑料膜，经过夏季高温处理，可杀死地表30cm土壤层中90%～100%的细菌、真菌以及线形蠕虫等。统计分析表明，太阳消毒法可提高设施番茄、洋葱、土豆等农作物产量25%～432%。在新型栽培基质开发利用方面，加拿大、以色列、英国等国研制出替代草炭、岩棉的无土栽培生态型基质，形成与其相配套的设施蔬菜低碳栽培技术体系［47］。目前，低成本、环保型无土栽培基质研发已取得重大进展，并逐步走向产业化、商品化。

5信息化技术和计算机技术应用于设施园艺作物周年生产之中

随着微型计算机、传感器及单片机技术的运用，温室环境控制智能化、网络化管理技术得到较快的发展。设施园艺发达国家研发作物自动化生产管理和环境智能化控制体系，从育苗、定植、栽培、施肥、灌溉等过程全部实现自动化运作，温室环境如温度、光照、湿度、水分、营养、CO2浓度等综合环境因子全部实现计算机智能监控。随着无线网络技术的应用，温室网络化管理技术也得到了较快的发展。美国、日本、荷兰研发出一种基于控制器局域网总线(CAN)和无线传感器网络(WSN)的控制系统，能够对温室内空气温湿度、土壤温湿度以及光照等参数进行自动采集，同时控制风机、暖气、水泵等温室环境调控设备，使温室环境达到农作物生长的最佳环境［48］。通过研究温室作物生长发育与环境、营养之间的定量关系，建立作物生长发育信息化模型，开发出适合不同作物生长发育的温室控制、咨询及管理专家系统。以色列和荷兰开发出番茄和黄瓜等蔬菜作物生育模型和专家系统，包括适用于整枝方式、栽培密度、针对天气和植株生育状况的环境指标、不同生育阶段的水肥指标、病虫害预防和控制技术等。荷兰瓦赫宁根大学通过将作物管理模型与环境控制模型相结合，实现温室环境的智能化管理，大幅度降低了温室系统能耗和运行成本。日本千叶大学利用遥感遥测、人工神经网络、遗传算法、模糊控制策略等智能控制技术，对农产品从产地生长、采收验收、加工、自检自控等所有过程的数据、信息、图像都实现了信息化管理［49］。

6注重温室作物专用品种的选育及其配套技术的研发

现代农业竞争的核心是品种，重视温室栽培作物专用品种的选育是设施园艺发达国家保持温室产业世界竞争力的重要手段。这些国家在搜集保存本国种质资源的同时，还十分重视国外种质资源的搜集、交换和引进，如以色列通过搜集和引进国外花卉、蔬菜、果树品种在设施内进行微咸水灌溉，通过遗传改良、驯化，培育出适合于本国温室生产的专有设施园艺品种。近年来，设施园艺发达国家越来越关注设施作物新品种的外观品质、营养品质、耐贮运等性状的选育，如以色列选育出一种根据客户对体积和色泽要求的无籽西瓜新品种;荷兰种苗公司开发出一些富含钙质、维生素且热量低的“减肥蔬菜”，高氨基酸含量的“营养蔬菜”，具有观赏价值的“花卉蔬菜”等新品种。一些生物技术被广泛用于温室作物新品种的选育，包括细胞组织培养、体细胞杂交、原生质体融合、遗传标记、转基因等技术，在茄子、番茄、甜椒、黄瓜及叶用莴苣等蔬菜作物上培育出一大批优良品种，如德国马普育种研究所将人工合成的吲哚基醋酸基因转入茄子，使冬种茄子与夏种的一样优质;荷兰育成的抗虫蔬菜品种可以大幅度减少蔬菜生产中农药的使用量，既降低了蔬菜产品农药的残留，也降低了蔬菜生产的成本。此外，在开发和选育设施作物新品种的基础上，欧美发达国家非常注重温室新品种配套栽培技术的研究和开发，选育的新品种普遍采用工厂化育苗体系、高效安全生产技术体系和无土栽培技术，利用高新技术使环境因子与栽培模式的规范完美结合，为作物生长提供最佳的环境，保证高产、稳产［50－51］。

国外设施园艺发展趋势分析

1设施环境调控自动化与设施园艺作业机械化程度不断提高

发达国家从事农业人员较少，加上劳动力成本较高，设施园艺生产中非常注重管理水平和劳动生产率的提高，从温室耕作、作物栽培、生长管理、产品采收、包装和运输等过程全部实现机械化控制，温室内温度、光照、湿度等环境调节全部由计算机监控和自动化调控。随着工业技术的不断发展，机器人技术将会广泛应用于设施园艺的生产，实现温室作业精确、高效及省力化。

2温室日趋大型化，环境调控趋于智能化

大型温室设施具有投资省、土地利用率高、便于实行机械化自动管理、实现产业化规模生产、室内环境相对稳定的优点，因此，设施园艺发达的国家如荷兰、加拿大等温室逐渐向大型化方向发展;温室园艺的核心是能够对设施内栽培环境进行有效地控制，创造出适于作物生育的最佳环境条件，因此，未来的人工智能控制系统不仅要做到栽培环境全自动控制，还要与市场、气象站、种苗公司、病虫害测报等相连接，进行产量、产值的预测，为生产者提供更为广泛的信息情报和确切的决策依据。

3设施作物品种更加丰富，市场服务体系更加完善

愈发重视设施作物专用品种的选育，为设施园艺生产提供专用的耐低温、高温、弱光、高湿，具有多种抗性、优质高产的种苗。种苗公司作为品种选育的主体，在种质资源、育苗设备方面具有强大的优势，能够依据市场需求开发设施栽培所需专用品种，并对设施园艺产前、产中、产后提供技术支持和市场信息化服务。

4无土栽培成为现代设施园艺的主要栽培形式

无土栽培技术具有诸多方面的优点，目前全球已有100多个国家将无土栽培技术用于温室生产品质优、商品性好、安全、绿色的园艺产品。随着未来人口数量的不断增长、可耕地面积的日益锐减，无土栽培技术在提高作物产量、拓展土地利用空间以及保护自然生态环境方面具有广阔的应用前景，在设施园艺、观光农业、家庭园艺、植物工厂和太空农业领域也将会拥有广阔的发展前景。

电源设计论文范文第5篇

1.1不重视机电设备管理

医院后勤部门还不够重视机电设备的管理，没有形成一套健全的管理体系，而且机电设备也没有配备专人管理和维护。从目前的情况看，大部分医院的机电设备都是由电工或兼职人员管理的，由于他们缺乏专业的教育培训，缺乏对机电设备安全的重视，所以，在工作中，经常凭借自己的主观想法进行管理和维护。现阶段，设备管理还处于初级阶段，只有设备出现故障停止工作时才修理，并没有意识到机电设备存在的潜在危险。这都是管理不到位造成的。

1.2机电设备的维修不科学

当前，医院后勤机电设备的维修还不够科学，机电设备管理比较粗放。在机电设备管理过程中，过度重视设备的使用，而忽视了设备的维修。在使用过程中，为了完成医院各部门的任务，机电设备往往超负荷工作，使得很多小故障被忽视，不能及时解决，而很多机电设备最后甚至完全停止运转。这样，不仅给维修人员增加了维修难度，还会大大增加维修成本。此外，医院后勤机电设备的检测技术和仪器比较落后，影响了维修的质量。

1.3医院后勤人员素质能力不高

医院后勤的机电设备主要有供电、供水、空调、消防和电梯等。维修这些机电设备的工作人员缺乏相关的机电专业知识，而且实践经验比较少，所以，在维修机电设备时，很容易出现违规操作的问题。此外，医院大部分专业化机电设备都是由专门的销售商或生产商维修的，当机电设备发生故障后，维修人员无法及时维修，严重影响了机电设备的正常运行。

2应对策略

2.1提高重视程度

医院后勤应提高对机电设备管理的重视程度，正确认识机电设备管理对医院正常运行所起的重要作用。要采用先进的管理理念和方法，有效地提高机电设备的管理效果，利用较少的人力、物力、财力实现更大的经济效益。在传统的机电设备管理中，医院后勤部门过度重视技术管理，而忽视了经济上的管理。因此，医院后勤部门应将技术管理与经济管理相统一，进而实现动态管理，以提高机电设备的利用率。同时，还要更新管理观念，实现全员参与，从而更好地实现机电设备管理。

2.2完善机电设备的管理制度

要加强医院后勤机电设备的管理，就必须要有完善的管理制度作保障，建立完善的管理制度，定期维护和保养机电设备，严格按照制度开展工作。在维修和保养时，应突出科学性和预见性，做好防范工作。完善机电设备管理体系，随时掌握机电设备的运行情况，做好机电设备的安全、测试、使用、保养和维修等环节的档案记录和管理工作，为机电设备的后续维修和保养提供全面的资料和数据。在重点处理和检测重点部位时，完善的机电设备管理制度可以提高维修质量和效率，保证机电设备的正常运行，优化管理流程，更好地完成工作。

2.3提高后勤管理人员的素质、能力

随着医院后勤机电设备自动化和集约化程度的不断提高，对医院机电管理人员的素质、能力也提出了更高的要求。鉴于此，医院需要加强后勤管理人员的素质、能力培训和教育，打造一支高素质的管理团队，保证后勤机电设备可以高效、正常地运转。同时，在管理人员中开展机电设备管理知识教育，提高安全管理意识，让后勤管理人员意识到加强机电设备的安全管理对自己、医院、患者等生命安全有至关重要的影响。所以，要加强机电设备管理教学工作，树立全新的管理理念，不断完善激励机制，提高机电设备管理人员工作的积极性，加强思想道德教育，提高他们的工作责任感，保证机电设备管理工作高效、稳定地进行。

2.4提高对管理制度的执行力度

医院后勤人员应加强机电设备的运行巡视工作，消防部门和机电设备部门应每天巡视，检查医院的供水、供电、消防和报警设备，发现问题及时处理，不能独立处理的及时上报。在日常工作中，应有效划分各个设备机房的管理责任，分工执行，对机电的主管人员实行月考核，严格按照计划完成机电设备的日常编码、维修和保养等工作，合理清洁机电设备，保证设备的完好度，排除安全隐患。同时，还要进行日常紧固、等工作，及时更换已经损坏的部件。另外，要成立安全应急小组，时刻警惕，做出迅速的反应，对日常机电设备进行安全故障排查，对出现问题的机电设备进行救护和紧急处理，保证机电设备的正常运行。

2.5科学化的管理方式

近年来，医院的规模不断扩大，使用的机电设备也逐渐增多，对机电设备的管理和维护要求也越来越高，因此，需要采用先进的、科学化的管理方式管理机电设备。医院后勤部门在选择、验收、安装机电设备时，应选择高素质、愿意从事机电设备管理人员参与到其中。在销售商和生产商维修的基础上，在医院储备一些机电设备部件，以备不时之需。

3结束语