LED的结构及发光原理

LED 的结构及发光原理 50 年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于 1960 年。LED是英文 light emitting diode（发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以 LED 的抗震性能好。 发光二极管的核心部分是由 p 型半导体和 n 型半导体组成的晶片，在 p 型半导体和 n 型半导体之间有一个过渡层，称为 p-n 结。在某些半导体材料的 PN 结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN 结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称 LED。 当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从 LED 阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。 LED 光源的特点 1. 电压： LED 使用低压电源，供电电压在 6-24V 之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。 2. 效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少 80%。 3. 适用性：很小，每个单元 LED 小片是 3-5mm 的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境。 4. 稳定性：10 万小时，光衰为初始的 50%。 5. 响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED 灯的响应时间为纳秒级。 6. 对环境污染：无有害金属汞。 7. 颜色：改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的 LED，随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄色，最后为绿色。 8. 价格： LED 的价格比较昂贵，较之于白炽灯，几只 LED 的价格就可以与一只白炽灯的价格相当，而通常每组信号灯需由上 300500 只二极管构成。 三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功，为了帮助读者迅速掌握测判方法，笔者总结出四句口诀：“三颠倒，找基极；pn 结，定管型；顺箭头，偏转大；测不准，动嘴巴。 ”下面让我们逐句进行解释吧。一、三颠倒，找基极大家知道，三极管是含有两个 pn 结的半导体器件。根据两个 pn 结连接方式不同，可以分为 npn 型和 pnp 型两种不同导电类型的三极管，测试三极管要使用万用电表的欧姆挡，并选择 r100 或 r1k 挡位。假定我们并不知道被测三极管是 npn 型还是 pnp 型，也分不清各管脚是什么电极。测试的第一步是判断哪个管脚是基极。这时，我们任取两个电极(如这两个电极为 1、2)，用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻，观察表针的偏转角度；接着，再取 1、3 两个电极和 2、3 两个电极，分别颠倒测量它们的正、反向电阻，观察表针的偏转角度。在这三次颠倒测量中，必然有两次测量结果相近：即颠倒测量中表针一次偏转大，一次偏转小；剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小，这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极。二、pn 结，定管型找出三极管的基极后，我们就可以根据基极与另外两个电极之间 pn 结的方向来确定管子的导电类型。将万用表的黑表笔接触基极，红表笔接触另外两个电极中的任一电极，若表头指针偏转角度很大，则说明被测三极管为 npn 型管；若表头指针偏转角度很小，则被测管即为 pnp 型。三、顺箭头，偏转大找出了基极 b，另外两个电极哪个是集电极 c，哪个是发射极 e 呢?这时我们可以用测穿透电流 iceo 的方法确定集电极 c 和发射极 e。(1)对于 npn 型三极管，穿透电流的测量电路如图 3 所示。根据这个原理，用万用电表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻 rce 和 rec，虽然两次测量中万用表指针偏转角度都很小，但仔细观察，总会有一次偏转角度稍大，此时电流的流向一定是：黑表笔c 极b 极e 极红表笔，电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致(“顺箭头”)，所以此时黑表笔所接的一定是集电极 c，红表笔所接的一定是发射极e。(2)对于 pnp 型的三极管，道理也类似于 npn 型，其电流流向一定是：黑表笔e 极b极c 极红表笔，其电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致，所以此时黑表笔所接的一定是发射极 e，红表笔所接的一定是集电极 c。四、测不出，动嘴巴若在“顺箭头，偏转大”的测量过程中，若由于颠倒前后的两次测量指针偏转均太小难以区分时，就要“动嘴巴”了。具体方法是：在“顺箭头，偏转大”的两次测量中，用两只手分别捏住两表笔与管脚的结合部，用嘴巴含住(或用舌头抵住)基电极 b，仍用“顺箭头，偏转大”的判别方法即可区分开集电极 c 与发射极 e。其中人体起到直流偏置电阻的作用，目的是使效果更加明显。单色光 LED 的种类及其发展历史 最早应用半导体 P-N 结发光原理制成的 LED 光源问世于 20 世纪 60 年代初。当时所用的材料是GaAsP，发红光（p=650nm），在驱动电流为 20 毫安时，光通量只有千分之几个流明，相应的发光效率约 0.1 流明 /瓦。 70 年代中期，引入元素 In 和 N，使 LED 产生绿光（p=555nm），黄光（p=590nm）和橙光（p=610nm），光效也提高到 1 流明/瓦。 到了 80 年代初，出现了 GaAlAs 的 LED 光源，使得红色 LED 的光效达到 10 流明/瓦。 90 年代初，发红光、黄光的 GaAlInP 和发绿、蓝光的 GaInN 两种新材料的开发成功，使 LED 的光效得到大幅度的提高。在 2000 年，前者做成的 LED 在红、橙区（p=615nm）的光效达到 100 流明/瓦，而后者制成的 LED 在绿色区域（p=530nm）的光效可以达到 50 流明/瓦。 单色光 LED 的应用 最初 LED 用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的 LED 在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。以 12 英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命，低光效的 140 瓦白炽灯作为光源，它产生 2000 流明的白光。经红色滤光片后，光损失 90%，只剩下 200 流明的红光。而在新设计的灯中， Lumileds 公司采用了 18 个红色 LED 光源，包括电路损失在内，共耗电 14 瓦，即可产生同样的光效。 汽车信号灯也是 LED 光源应用的重要领域。 1987 年，我国开始在汽车上安装高位刹车灯，由于LED 响应速度快（纳秒级），可以及早让尾随车辆的司机知道行驶状况，减少汽车追尾事故的发生。 另外，LED 灯在室外红、绿、蓝全彩显示屏，匙扣式微型电筒等领域都得到了应用。 电阻器在电子电路中，为了控制电压和电流，需要用到电阻器。电阻器通常叫做电阻。电阻器的种类很多，从结构形式来分，有固定电阻、可变电阻和电位器三种。在电路中，电阻器的符号如图 1 所示。 图 11. 常用电阻的结构和特点。 常用电阻有碳膜电阻、碳质电阻、金属膜电阻、线绕电阻和电位器等。表 1 是几种常用电阻的结构和特点。 表 1 几种常用电阻的结构和特点 电阻种类 电 阻 结 构 和 特 点 碳膜电阻 气态碳氢化合物在高温和真空中分解，碳沉积在瓷棒或者瓷管上，形成一层结晶碳膜。改变碳膜厚度和用刻槽的方法变更碳膜的长度，可以得到不同的阻值。碳膜电阻成本较低，性能一般。 金属膜电阻 在真空中加热合金，合金蒸发，使瓷棒表面形成一层导电金属膜。刻槽和改变金属膜厚度可以控制阻值。这种电阻和碳膜电阻相比，体积小、噪声低、稳定性好，但成本较高。 碳质电阻 把碳黑、树脂、粘土等混合物压制后经过热处理制成。在电阻上用色环表示它的阻值。这种电阻成本低，阻值范围宽，但性能差，很小采用。 线绕电阻 用康铜或者镍铬合金电阻丝，在陶瓷骨架上绕制成。这种电阻分固定和可变两种。它的特点是工作稳定，耐热性能好，误差范围小，适用于大功率的场合，额定功率一般在 1 瓦以上。 碳膜电位器 它的电阻体是在马蹄形的纸胶板上涂上一层碳膜制成。它的阻值变化和中间触头位置的关系有直线式、对数式和指数式三种。碳膜电位器有大型、小型、微型几种，有的和开关一起组成带开关电位器。 还有一种直滑式碳膜电位器，它是靠滑动杆在碳膜上滑动来改变阻值的。这种电位器调节方便。 线绕电位器 用电阻丝在环状骨架上绕制成。它的特点是阻值范围小，功率较大。 2. 标称阻值和允许误差。 大多数电阻上，都标有电阻的数值，这就是电阻的标称阻值。电阻的标称阻值，往往和它的实际阻值不完全相符。有的阻值大一些，有的阻值小一些。电阻的实际阻值和标称阻值的偏差，除以标称阻值所得的百分数，叫做电阻的误差。表 2 是常用电阻允许误差的等级。LED 灯及其发光原理一、LED 的结构及发光原理 50 年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于 1960 年。LED 是英文 light emitting diode（发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以 LED 的抗震性能好。 LED 结构图如下图所示 发光二极管的核心部分是由 p 型半导体和 n 型半导体组成的晶片，在 p 型半导体和 n 型半导体之间有一个过渡层，称为 p-n 结。在某些半导体材料的 PN 结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN 结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称 LED。 当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压） ，电流从 LED 阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。 二、LED 光源的特点 1. 电压：LED 使用低压电源，供电电压在 6-24V 之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用 高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。 2. 效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少 80% 3. 适用性：很小，每个单元 LED 小片是 3-5mm 的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境 4. 稳定性：10 万小时，光衰为初始的 50% 5. 响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED 灯的响应时间为纳秒级 6. 对环境污染：无有害金属汞 7. 颜色：改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的 LED，随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄色，最后为绿色 8. 价格：LED 的价格比较昂贵，较之于白炽灯，几只 LED 的价格就可以与一只白炽灯的价格相当，而通常每组信号灯需由上 300500 只二极管构成。 三、单色光 LED 的种类及其发展历史 最早应用半导体 P-N 结发光原理制成的 LED 光源问世于 20 世纪 60 年代初。当时所用的材料是GaAsP，发红光（ p=650nm） ，在驱动电流为 20 毫安时，光通量只有千分之几个流明，相应的发光效率约 0.1 流明/瓦。 70 年代中期，引入元素 In 和 N，使 LED 产生绿光（ p=555nm） ，黄光（ p=590nm）和橙光（ p=610nm） ，光效也提高到 1 流明/瓦。 到了 80 年代初，出现了 GaAlAs 的 LED 光源，使得红色 LED 的光效达到 10 流明/瓦。 90 年代初，发红光、黄光的 GaAlInP 和发绿、蓝光的 GaInN 两种新材料的开发成功，使 LED 的光效得到大幅度的提高。在 2000 年，前者做成的 LED 在红、橙区（ p=615nm）的光效达到100 流明/瓦，而后者制成的 LED 在绿色区域（ p=530nm）的光效可以达到 50 流明/瓦。 四、单色光 LED 的应用 最初 LED 用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的 LED 在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。以 12 英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命，低光效的 140 瓦白炽灯作为光源，它产生 2000 流明的白光。经红色滤光片后，光损失 90%，只剩下 200 流明的红光。而在新设计的灯中，Lumileds 公司采用了 18 个红色 LED光源，包括电路损失在内，共耗电 14 瓦，即可产生同样的光效。 汽车信号灯也是 LED 光源应用的重要领域。1987 年，我国开始在汽车上安装高位刹车灯，由于LED 响应速度快（纳秒级） ，可以及早让尾随车辆的司机知道行驶状况，减少汽车追尾事故的发生。 另外，LED 灯在室外红、绿、蓝全彩显示屏，匙扣式微型电筒等领域都得到了应用。五、白光LED 的开发 对于一般照明而言，人们更需要白色的光源。1998 年发白光的 LED 开发成功。这种 LED 是将GaN 芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成。GaN 芯片发蓝光（ p=465nm，Wd=30nm） ，高温烧结制成的含 Ce3+的 YAG 荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光发射，峰值 550nm。蓝光 LED 基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有 YAG 的树脂薄层，约 200-500nm。 LED 基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到得白光。现在，对于InGaN/YAG 白色 LED，通过改变 YAG 荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500-10000K 的各色白光。 （如下图所示） 表一列出了目前白色 LED 的种类及其发光原理。目前已商品化的第一种产品为蓝光单晶片加上YAG 黄色荧光粉，其最好的发光效率约为 25 流明/瓦，YAG 多为日本日亚公司的进口，价格在2000 元/公斤；第二种是日本住友电工亦开发出以 ZnSe 为材料的白光 LED，不过发光效率较差。从表中也可以看出某些种类的白色 LED 光源离不开四种荧光粉：即三基色稀土红、绿、蓝粉和石榴石结构的黄色粉，在未来较被看好的是三波长光，即以无机紫外光晶片加 R.G.B 三颜色荧光粉，用于封装 LED 白光，预计三波长白光 LED 今年有商品化的机机会。但此处三基色荧光粉的粒度要求比较小，稳定性要求也高，具体应用方面还在探索之中。 表 一 白 色 LED 的 种 类 和 原 理 芯片数 激发源 发光材料 发光原理 蓝色 LED InGaN/YAG InGaN 的蓝光与 YAG 的黄光混合成白光 蓝色 LED InGaN/荧光粉 InGaN 的蓝光激发的红绿蓝三基色荧光粉发白光 蓝色 LED ZnSe 由薄膜层发出的蓝光和在基板上激发出的黄光混色成白光1 紫外 LED InGaN/荧光粉 InGaN 的紫外激发的红绿蓝三基色荧光粉发白光 2 蓝色 LED 黄绿 LED InGaN、 GaP 将具有补色关系的两种芯片封装在一起，构成白色 LED 3 蓝色 LED 绿色 LED 红色 LED InGaN AlInGaP 将发三原色的三种小片封装在一起，构成白色 LED 多个 多种光色的 LED InGaN、 GaP AlInGaP 将遍布可见光区的多种光芯片封装在一起，构成白色 LED 采用 LED 光源进行照明，首先取代耗电的白炽灯，然后逐步向整个照明市场进军，将会节约大量的电能。近期，白色 LED 已达到单颗用电超过 1 瓦，光输出 25 流明，也增大了它的实用性。表二和表三列出了白色 LED 的效能进展。 表 二 单 颗 白 色 L ED 的 效 能 进展 年份 发光效能（流明/瓦） 备注 1998 5 199 15 相若白炽灯2001 25 相若卤钨灯2005 50 估计表三 长远发展目标 单颗白色 LED 输入功率 10 瓦 发光效能 100 流明/瓦 输出光能 1000 流明/瓦 六、业界概况 在 LED 业者中，日亚化学是最早运用上述技术工昭蟹霾煌 母吡炼?/SPANLED，以及蓝紫光半导体激光（Laser Diode；LD） ，是业界握有蓝光 LED 专利权的重量级业者。在日亚化学取得兰色 LED 生产及电极构造等众多基本专利后，坚持不对外提供授权，仅采自行生产策略，意图独占市场，使得蓝光 LED 价格高昂。但其他已具备生产能力的业者相当不以为然，部分日系 LED 业者认为，日亚化工的策略，将使日本在蓝光及白光 LED竞争中，逐步被欧美及其他国家的 LED 业者抢得先机，届时将对整体日本 LED 产业造成严重伤害。因此许多业者便千方百计进行蓝光 LED 的研发生产。目前除日亚化学和住友电工外，还有丰田合成、罗沐、东芝和夏普，美商 Cree，全球 3 大照明厂奇异、飞利浦、欧司朗以及HP、 Siemens、 Research、EMCORE 等都投入了该产品的研发生产，对促进白光 LED 产品的产业化、市场化方面起到了积极的促进作用。七、LED 和常见光源的性能比较 名称 耗电量（W） 工作电压（v） 协调控制 发热量 可靠性 使用寿命（h）金属卤素灯 100 220 不易 极高 低 3000霓虹灯 500 较高 高 高 宜室内 3000镁氖灯 16W/m 220 较好 较高 较好 6000日光灯 4-100 220 不易 较高 低 5000-8000冷阴极 15W/m 需逆变 较好 较低 较好 10000钨丝灯 15-200 220 不宜 高 低 3000节能灯 3-150 220 不宜调光 低 低 5000LED 灯 极低 直流 12-36V（可用220V）多种形式 极低 极高 10 万串联谐振试验装置在电缆耐压试验中的应用摘要分析了目前国内在 XLPE 交联电缆交接试验中存在的问题，从设备和标准上论述了变频谐振装置在进行高压电力电缆现场交流耐压的可行性。 关键词 XLPE 电缆 直流耐压试验 交流耐压试验 1 问题的提出 1.1 问题及现状 近年来随着城网改造工程的实施，高压交联电缆开始大量使用。按照IEC840 或 CIGRE WG21.0 3 建议规程，现场试验的目的不是为了检验电缆的制造质量或电缆附件的制造质量的好坏，其制造质量已在型式试验和出厂试验中证实。现场竣工验收试验的目的是检查电缆的敷设、附件的安装是否正确及电缆在运输、搬运、存放、敷设和回填的过程中，是否有受到意外损害。在交联电缆投运前的试验手段上由于被试容量大和试验设备的原因，很长时间以来，仍沿袭使用直流耐压的试验方法，但存在很多缺陷。因此，使用非直流的方法对交联电缆进行耐压试验就越来越受到人们的重视。 1.2 标准问题 由于设备容量和体积等问题，目前国家尚无高压电力电缆敷设后在现场进行交流耐压试验的相应标准。CIGRI 国际大电网工作会议 21 工作组的高压挤包绝缘电缆竣工验收试验建议导则中对目前采用的直流耐压试验方法提出疑议，并推荐使用工频及近似工频(30300Hz)的交流试验方法。IEC60840 标准中在 45150kV 敷设后电缆试验标准中除原直流试验标准外，增加了 1.7U0 5min 或 1 U0 24h 的交流试验标准。而在 220kV 等级中 IEC 62067/CD 草案中则取消了电缆敷设后试验中直流试验的标准，只有交流试验的要求，即20300Hz 1.4 U0 60min。南方电网公司 2004 年发布的企业标准之电力设备预防性试验规程内容中在 XLPE 电缆主绝缘耐压试验一项中规定了电缆的交流耐压试验标准，其试验频率推荐为 20300Hz，35kV 及以下电缆试验电压为 1.6 倍的相电压，110kV 电缆试验电压为 1.36 倍的相电压，220kV 及以上电缆试验电压为 1.12 倍的相电压。 2 交流耐压试验方法的选择 2.1 超低频 0.1Hz 耐压试验 因被试 XLPE 电缆的电容量很大，工频试验时所需试验变压器的容量也要很大，导致试验设备笨重而不适于现场使用。采用 0.1Hz 作为试验电源，理论上可以将试验变压器的容量降低到 1/500，试验变压器的重量可大大降低，可以较容易地移动到现场进行试验。目前，此种方法主要应用于中低压电缆的试验，由于试验条件的真实性毕竟不如近工频交流电压，电压等级偏低，还不能用于110kV 及以上的高压电缆试验。 2.2 振荡电压试验 振荡电压试验是用直流电源给电缆充电，当达到试验电压后使放电间隙击穿而通过电感线圈放电，对电缆施加一定电压幅位、频率为 kHz 级的衰减振荡波电压作为挤包绝缘电缆线路的竣工试验方法的另一种途径。此种方法比直流耐压试验方法有效，但与工频电压试验相比， 其检查电缆主绝缘和附件缺陷的效果仍不理想， 一是波的衰减厉害，难以满足长电缆的需要；二是使局放增大，对电缆有较大伤害。 2.3 谐振耐压试验 谐振耐压试验方法是通过改变试验系统的电感量和试验频率，使回路处于谐振状态，这样试验回路中试品上的大部分容性电流与电抗器上的感性电流相抵消，电源供给的能量仅为回路中消耗的用功功率，为试品容量的 1/Q(Q 为系统的谐振倍数)；因此试验电源的容量在降低，重量大大减轻。谐振耐压试验系统按调节方式分为调感式(VISR)和调频式(VFSR)两种。 可调电感型谐振试验系统可以满足耐压要求，但由于重量大，可移动性差，主要用于试验室。变频串联谐振耐压试验是利用电抗器的电感与被试品电容实现电容谐振，在被试品上获得高电压、大电流，是当前高电压试验的一种新的方法与潮流，在国内外已经得到广泛的应用。 变频串联谐振是谐振式电流滤波电路，能改善电源波形畸变，获得较好的正弦电压波形，有效防止谐波峰值对被试品的误击穿。变频串联谐振工作在谐振状态，当被试品的绝缘点被击穿时，电流立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的数十分之一。发生闪络击穿时，因失去谐振条件，除短路电流立即下降外，高电压也立即消失，电弧即可熄灭。其恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪络电压断开电源，所以适用于高电压、大容量的电力设备的绝缘耐压试验。 变频谐振试验系统不但能满足高压 XLPE 电缆的耐压要求，而且具有重量轻、可移动性好的优点，适宜现场试验。经分析比较，我们采用上海思源电气有限公司生产的 VFSR 变频串联谐振成套试验装置，该装置采用固定电抗器作为谐振电抗器，以调频的方式实现谐振，频率的调节范围为 30300Hz，符合南方电网公司 2004 年发布的企业标准之电力设备预防性试验规程内容中推荐使用频率 20300Hz 的谐振耐压试验。 3 谐振试验装置使用中的注意事项 (1)谐振电源产品大多都是高压试验设备，要求由高压试验专业人员使用，使用前应仔细阅读使用说明书， 并经反复操作训练。 (2)操作人员应不少于 2 人。使用时应严格遵守本单位有关高压试验的安全作业规程。 (3)为了保证试验的安全正确，除必须熟悉本产品说明书外，还必须严格按国家有关标准和规程进行试验操作。 (4)各联接线不能接错，特别是接地线不能接错，否则可导致试验装置损坏。(5)本装置使用时，输出的是高电压或超高电压，必须可靠接地，注意操作安全距离。 (6)串联谐振试验系统是利用谐振电抗器与被试品谐振产生高电压的，也就是说，能不能产生高电压主要是看试品与谐振电抗器是否谐振，所以，试验人员在分析现场不能够产生所需高电压时，应该分析什么破坏了谐振条件，回路是否接通等。 (7)串联谐振试验系统的激磁变压器有特定的电压和电流要求，在选用代替品时，一定要考虑电压和电流， 不能采用只是容量相同的普通的试验变压器。 4 结束语 直流耐压试验不能模拟高压交联电缆的运行工况，试验效果差，并且有一定的危害性，在现场竣工验收试验时，不宜再采用直流耐压的方法。交流耐压试验是现场检验交联电缆的敷设和附件安装质量最有效的手段。我们所用的变频谐振装置符合南方电网公司企业标准、IEC 和国标的有关要求，通过电抗器串并联的方式可以满足高压交联电缆现场交流耐压的要求。 设计一个电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务，根据任务进行方案选择，然后对方案中的各个部分进行单元的设计，参数计算和器件选择，最后将各个部分连接在一起，画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。 一 明确系统的设计任务要求 对系统的设计任务进行具体分析，充分了解系统的性能，指标，内容及要求，以明确系统应完成的任务。 二 方案选择 这一步的工作要求是把系统要完成的任务分配给若干个单元电路，并画出一个能表示各单元功能的整机原理框图。 方案选择的重要任务是根据掌握的知识和资料，针对系统提出的任务，要求和条件，完成系统的功能设计。在这个过程中要敢于探索，勇于创新，力争做到设计方案合理，可靠，经济，功能齐全，技术先进。并且对方案要不断进行可行性和有缺点的分析，最后设计出一个完整框图。框图必须正确反映应完成的任务和各组成部分的功能，清楚表示系统的基本组成和相互关系。 三 单元电路的设计，参数计算和期间选择 根据系统的指标和功能框图，明确各部分任务，进行各单元电路的设计，参数计算和器件选择。1 单元电路设计单元电路是整机的一部分，只有把各单元电路设计好才能提高整机设计水平。 每个单元电路设计前都需明确各单元电路的任务，详细拟定出单元电路的性能指标，与前后级之间的关系，分析电路的组成形式。具体设计时，可以模仿传输的先进的电路，也可以进行创新或改进，但都必须保证性能要求。而且，不仅单元电路本身要设计合理，各单元电路间也要互相配合，注意各部分的输入信号，输出信号和控制信号的关系。 2 参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求，就需要用电子技术知识对参数进行计算。例如，放大电路中各电阻值，放大倍数的计算；振荡器中电阻，电容，振荡频率等参数的计算。只有很好的理解电路的工作原理，正确利用计算公式，计算的参数才能满足设计要求。 参数计算时，同一个电路可能有几组数据，注意选择一组能完成电路设计要求的功能，在实践中能真正可行的参数。 计算电路参数时应注意下列问题： （1） 元器件的工作电流，电压，频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求； （2） 元器件的极限参数必须留有足够充裕量，一般应大于额定值的 15倍； （3） 电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 3 器件选择 （1） 元件的选择 阻容电阻和电容种类很多，正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同，有解电路对电容的漏电要求很严，还有些电路对电阻，电容的性能和容量要求很高。例如