GSM系统原理1.doc

阶段一 学习GSM的基本原理及手机的基本构造和工作原理GSM系统(GSM900/DCS1800)系统原理GSM900和DCS1800就是我们平常讲的双频网络，它们都是GSM标准。两个系统功能相同，主要是频率不同，GSM900工作在900MHZ，DCS1800工作在1800MHZ。GSM数字蜂窝通信系统的主要组成部分可分为移动台、基站子系统和网络子系统。1、基站子系统（简称基站BS）由基站收发台（BTS）和基站控制器（BSC）组成；网络子系统由移动交换中心（MSC）和操作维护中心（OMC）以及原地位置寄存器（HLR）、访问位置寄存器（VLR）、鉴权中心（AUC）和设备标志寄存器（EIR）等组成。2、移动台（MS）即便携台（手机）或车载台。也可以配有终端设备（TE）或终端适配器（TA）。移动台是物理设备，它还必须包含用户识别模块（SIM），SIM卡和硬件设备一起组成移动台。没有SIM卡，MS是不能接入GSM网络的（紧急业务除外）。GSM手机的基本构造和工作原理移动台的硬件结构可分为两大部分：射频部分和基带部分(见图1)。从图1也可看出基带电路在手机中所起的作用。图1移动台原理框图在数字通信系统中，信息的传输都是以数字信号的形式进行的，因而在通信发送端必须将模拟信号转换为数字信号，在接收端将数字信号还原成模拟信号。移动通信中处理的信息包括语音、数据和信令信息，而处理最多的信息是语音信号，因此高质量低速率的语音编码技术可以提高数字通信网的系统容量。目前已提出了多种适合于移动信道的语音编码技术，其中包括GSM系统采用的规则脉冲激励长期预测编码(RPELPT)，该编码属于中速率的混合型编码，纯语音编码速率为13kbits。GSM系统采用BT=0.3、调制速率为270.833kbits的高斯最小移频键控调制方式。这种调制方式具有包络恒定、相对较窄的带宽、可进行相干解调且满足移动通信中对带外辐射小的要求。2基带完成的功能基带部分可分为五个子块：CPU处理器、信道编码器、数字信号处理器、调制解调器和接口模块。CPU处理器对整个移动台进行控制和管理，包括定时控制、数字系统控制、射频控制、省电控制和人机接口控制等。若采用跳频，还应包括对跳频的控制。同时，CPU处理器完成GSM终端所有的软件功能，即GSM通信协议的layer 1(物理层)、layer 2(数据链路层)、layer 3(网络层)、MMI(人机接口)和应用层软件。信道编码器主要完成业务信息和控制信息的信道编码、加密等，其中信道编码包括卷积 编码、FIRE码、奇偶校验码、交织、突发脉冲格式化。数字信号处理器主要完成采用Viterbi算法的信道均衡和基于规则脉冲激励-长期预测技术(RPELPC)的语音编码解码。调制解调器主要完成GSM系统所要求的高斯最小移频键控(GMSK)调制解调方式。接口部分包括模拟接口、数字接口以及人机接口三个子块。(1)模拟接口包括：语音输入输出接口：用于麦克风、扬声器、蜂鸣器、免提等。射频控制接口：产生用于射频控制的模拟量如AGC、AFC、APC等。(2)辅助接口：电池电量、电池温度等模拟量的采集。(3)数字接口包括：系统接口：完成数据通信(传真、图象、数据等)、数字音频测试(DAI TEST)、程序的下载等功能。SIM卡接口：用来驱动外部的SIM卡。经过特定的电平变换后，此接口可驱动3V卡、5V卡、35V兼容卡。测试接口：利用芯片的边界扫描寄存器来达到测试的目的(通常用于数字信号的测试)。此测试可确定芯片是否完成所要求的功能、各个功能模块是否正常以及整机是否正常工作。EEPROM接口：主要存储用户数据和射频参数。如手机识别码(IMEI)、语言选择、键盘锁、双音多频的开关和射频的校准参数等。存储器接口：ROM接口主要用来连接存储程序的存储器FLASH ROM，在FLASH ROM中通常存储layer1，2，3、MMI和应用层的程序。RAM接口主要用来连接存贮暂存数据的静态RAM(SRA M)。(4)人机接口包括：显示器接口：用来连接串口并口液晶显示器(LCD)的驱动器。键盘背光接口：用来连接键盘和背光灯。3基带语音信号传输流程语音信号传输流程如图2所示，分为上行链路及下行链路。图2语音信号传输流程上行链路：来自送话器的话音信号经过8kHz抽样，13bits均匀量化变为104kbits数据流，数据流进入话音编码器进行规则脉冲激励长期预测(RPELTP)编码。PRELTP编码属于中速率混合型编码，为提取特征参数而作的语音分析利用了语音信号的准平稳性，即在1020ms的短时间内可认为语音的特征参数不变。因此可将实际语音信号分成短的时间段，在各个段内分别进行参量提取。GSM系统的编码处理是按帧进行的，每帧20ms，含160个语音样本，经话音编码后为260bits的编码块，即话音编码后的信号速率为13kbits。同时，GSM标准(PHASE 2)要求移动台对语音进行检测，将每个时间段分为有声段和无声段。在有声段，进行语音编码产生编码语音帧；在无声段，对背影噪声进行估计，产生SID帧(静寂描述帧)。发射机采用不连续发射方式，即仅在包含语音帧的时间段内才开发射机。SID帧是在语音段结束时发射的。接收端根据收到的SID帧中的信息在无声期内插入舒适噪声。13kbits话音信号进入信道编码进行编码。对于话音信号的每20ms段260bits，信道编码器首先对话音信号中最重要的Ia类50bits进行分组编码(CRC校验)，产生3bits校验位，再与132bits的Ib类比特组成185bits，再加上4个尾比特0，组合为189bits，这189bits再进入12速率卷积编码器，最后产生出378bits。这378bits再与话音信号中对无线信道最不敏感的类78bits组成最终的456bits组。同样，对于信令信号，由控制器产生并送给信道编码器，首先按FIRE码进行分组编码(称为块编码)，然后再进入12卷积编码，最后形成456bits组。因此信道编码后信道传输速率为22.8kbits。编码后的话音和信令信息再进入交织单元。首先将这456bit进行语音块内交织，并分成长为57bit的八个子块。不同语块之间的交织深度为2，在进行相邻语音块的块间交织后进入加密单元。加密是通过对一个伪随机比特序列与普通突发脉冲的114个有用比特作异或操作实现的。伪随机序列由突发脉冲信号和事先通过信令方式建立的会话密钥得到的。用来产生伪随机序列的算法在GSM系统规范中称为A5。加密后的数据进入突发脉冲格式化单元。在突发脉冲格式化单元中，114bit数据流被加入训练序列及头、尾比特组成156.25bit(包括8.25防护比特)的突发，这些突发被按信道类型组合到不同的TDMA帧和时隙中去。突发脉冲格式化便于信息的接收、同步、均衡和信息分类处理。经格式化后的数据进入调制器。在调制器中对格式化后的数据进行GMSK调制。4基带实现通信协议的基本介绍物理层、数据链路层、网络层和应用层等所有GSM手机网络协议软件将下载到手机基带部分的闪烁存储器中(FLASH ROM)。在研究开发阶段可利用此功能下载测试程序来判断手机各个部分是否正常工作，设置校准参数等。基带实现通信协议的工作流程如图3所示：图3基带下载通信协议示意图将终端适配器同手机的系统连接器相连。手机将自动检测外部终端适配器。手机处于CPU自举模式(数据下载模式)等待PC机传送相应的设置参数(例如：8bit或16bit数据传输、起始地址、传输速率等)。PC机应根据手机的外围器件来设置手机所要求的参数。当手机接收到设置参数之后，将传送应答信号给PC机。PC机收到应答后即开始按照设置的传输速率传送网络协议。通常传输速率可设置为9.6kbits、14.4kbits、38.4kbits。当网络协议传送完毕后手机立即运行网络协议，此时手机处于正常操作模式。5基带技术实现及芯片的构成目前手机发展趋势是小型化、省电、高可靠性，所以手机的基带芯片均采用专用集成电路。各个芯片厂商基带芯片的组成可能不同，但其基带芯片所完成的功能基本相似。按目前水平基带芯片通常为两片，若有单芯片的基带电路，其本质也是两个芯片用多芯片组装工艺形成的。在两块芯片中，一片由信道编码、数字信号处理器、CPU组成。在CPU的控制下完成各种算法，包括语音编解码算法、基于Viterbi算法的信道均衡、软判决算法、交织去交织算法、加解密算法、信道编解码算法(卷积码、FIRE码、奇偶校验码)等。另一片主要完成射频控制(AFC、AGC、APC等)、GMSK调制解调器和AD、DA变换。6结束语目前，GSM单、双频手机，WCDMA手机以及未来第三代IMT2000手机的蓬勃发展对基带芯片的要求越来越高：功耗小、体积小、DSP处理速度快、多种数据处理功能等。提高基带芯片性能将直接影响手机竞争力。在移动通信系统高速发展的今天，我们应把握机遇大力发展民族移动通信，使国产手机在手机市场中占有一席之地。 阶段二 对手机电池和充电器进行系统了解设计充电器电路图用POWERPCB布电路板电池是一种将化学能直接转变为电能的装置。随着通讯和计算机业的迅猛发展，不论是蜂窝电话，个人通信系统，便携式计算机还是各种电子设备，它们都对电池的质量和功能提出了更高的要求。这促使电池不断地更新换代，更高更优的新品种电池纷纷浮出水面，不但为其自身的发展展示出可观的前景，在促进与电池相关的各项产业上亦功不可没。电池的发展进程 最早出现的电池是铅酸电池，这种传统型电池的能量密度较低，而且对环境的污染较为严重，所以在发展中逐渐被淘汰。镍镉电池(Ni-CD)相对较为优越，但是对于最新的便携式电子和通讯装置来说，它的能量亦不是很充，而且，由镍镉电池导致的环境污染问题同样是极为严峻的，故此在大多数国家，它是被严格控制的。 镍金属氢化物Ni-MH电池在许多方面都胜于镍镉电池，不过它的能量密度也有限，由其而引起的环境问题亦同样存在，而且这种电池的自释放率高，使用期也有限。 这样，一种可充电的锂金属技术成功地替代了镍基础体系。液体锂离LLI系统具有较高的能量密度，较长的使用期和低自释放率。不过，在锂离系统中作用的钴价格昂贵而且有毒，在一定的情况下，它还会释放氧气。 最先进的锂充电电池技术是对可塑锂离电池PLI(PlasticLithiumIon)技术的改进和更新。它具有安全可靠，使用周期长，能量密度高等特点。而且，相对于Ni-MH或LLI技术来说，在设计和构造上具有更大的灵活性。其厚度由2毫米到10毫米或更多，而不同的形状设计则可以适应一些特殊的运用要求。随着对便携式装置的需求不断增长，充电电池市场亦呈稳步发展状态。据预计，此项目的增长率将可能达到20%。 电池行业永远是朝阳行业，用电器具的大量使用要求电池高速快速发展。电池本身的快速发展正体现出这一趋势：一次电池已经经历三代，二次电池的发展更快，从镉镍、金属氢化物镍到锂离子。锂离子电池发展更快.锂电池作为一种新型高能化学电源，它具有高容量、高功率、小型化、无污染的特点，其优越性正逐步被人们所认识，它的应用领域也在逐渐扩大。这种先进的技术产品，在越来越多的运用中将逐步替代Ni-CD和Ni-MH，其增长的势态亦将更加强劲。这项增长的保持主要得益于笔记簿计算机和移动电话这两个关键市场。随着通讯与计算机业的发展，锂电池将发挥着愈来愈重要的作用。五花八门的手机电池随着移动电话的不断普及，移动电话电池在人们生活中饰演着越来越重要的色。目前用于组装手机电池的单体电池主要有三种：镍镉电池、金属氢化物镍电池、锂离子电池。镍镉电池：由两个极板组成，一个是用镍做的，另一个是镉做的，这两种金属在电池中发生可逆反应，因此电池可以重新充电。它的最大特点是结实、通话时间长。 镍金属氢电池：镍金属氢电池有另外一个名字叫环保电池，因为它不含有镉金属，不会污染环境。它的电量储备比镍镉电池多30到50以上，移动电话的通话时间也因此而延长了30。 锂离子电池：是一种高能量密度的电池，它与同样大小的镍镉电池、镍金属氢电池相比，电量储备更大、重量也更轻。锂离子电池还是一种智能电池，它可以与专用的智能充电器“交谈”，达到最短的充电时间和最大的寿命周期及最大的容量。因为它有智能，所以它也很挑剔，在一个非专用的充电器中，锂离子电池就有可能无法充足电量或达不到最大的寿命周期。鋰离子电池与镍镉和镍氢电池相比，有以下优点：1 工作电压高。通常单体鋰离子电池的电压为3.6V，为镍镉和镍氢电池的三倍。单体电池即可为3V的逻辑电路供电。要求较高供电电压的电子设备，电池组所需串联电池数可大大减小。2 体积小，重量轻，能量高。通常鋰离子电池的比能量可达到镍镉电池的2倍以上，与同容量镍氢电池相比，体积可减少30，重量可减低50，有利于便携式电子设备小型轻量化。3 寿命长。鋰离子电池采用碳阳极，在充放电过程中，炭阳极不会生成鋰枝晶，从而可以避免电池因内部鋰枝晶短路而损坏。国外鋰离子电池的寿命可达1200次以上，远高于各类电池。4 安全快速充电。锂离子电池与金属锂电池不同，它的阳极采用特殊的碳电极代替金属锂电极，因此允许快速充电。采IC充电速率，可在两小时内充足电，而且安全性能大大提高。5 允许温度范围宽。锂离子电池具有优良的高低温放电性能，可在20度60度之间工作。高温放电性能优于其他各类电池。此外，锂离子电池还具有自放电电流小，无记忆效应和无环境污染等优点，综合性能优于其他电池，被称为性能最好的电池。鋰离子电池的充放电特性充电特性500mAh的AA型鋰离子电池充电特性曲线如图1所示，单体鋰离子电池的充电电压必须严格保持在4.1V左右，充电电流通常应限制在1C以下，若充电电压超过4.5V,可能造成鋰离子电池永久性损坏。鋰离子电池都采用恒流转恒压充电模式，首先用1C（即500mA）充电速率充电，在此过程中，充电电流稳定不变，电池电压逐渐上升。当单体电池的电压上升到4.1V（或4.2V）时，充电器应立即转入恒压充电，充电电压波动应控制在50mV以内。在恒压充电过程中，充电电流逐渐减少，当电池充足电时，电流下降到涓流充电电流。用这种方法，大约两个多小时，电池可充到额定容量（500mAh）图1 AA型鋰离子电池充电特性放电特性当环境温度为25摄氏度时，500mAh的AA型鋰离子电池的放电特性曲线如图2所示。AA型鋰离子电池放电电流通常不应超过3C。放电时，单体电池电压不得低于2.2V。电池电压低于2.2V，就会造成永久性损坏。采用0.2C放电速率时，单体电池电压下降到2.7V时，可放出额定容量（500mAh）。采用1C放电速率时，能放出额定容量的90左右。应当说明，环境温度对电池的放电容量有较大影响，如图3所示。采用0.2C放电速率时，当环境温度为25摄氏度时，可放出额定容量，当环境温度为10摄氏度时，电池容量下降约5，当环境温度为20摄氏度时，电池容量下降约10，鋰离子电池放电时，允许环境温度范围为20至60摄氏度。鋰离子电池的一个特点是比较容易显示剩余电量，因为鋰离子电池的工作电压随时间徐徐下降，如图2所示。图2 鋰离子电池放电特性曲线图图3 环境温度与电池容量的关系正是由于鋰离子电池有这么多优良性能，所以绝大多数手机都是采用鋰离子电池。所以充电器也是手机必不可少的配件了，它和手机电池就好像鱼和水的关系那样不可分离的，这也是我们所做课题的核心所在了充电器移动电话充电器如图所示为可用于对tcl999d移动电话充电的旅行充电器原理图，他采用了以top221为核心的充电控制芯片，在整个通用(90265v)电压范围内提供恒定电压和电流输出，以实时锂离子电池快速、安全的充电。（1）电路组成原理 d1d4四支整流二极管组成电桥对支流市电进行整流输出高压直流电。L1、l2,c1组成型滤波器滤除市电emi，二极管d5，电容c2和电阻r2组成且未电路，将top221漏极影交关断电压尖峰限制在安全值范围内，次级绕组经d7和c6整流滤波提供5。3输出，l3，c7，c12一起提供辅助滤波。U3a和u4b为集成于同一块芯片LM358上的两个集成运算放大器。其中U3B和C11、R11、R10还有稳压管U4构成电压比较器，U3A和C10、R6、R7、Rs、R15还有U4构成电流检测器，其中Rs是一个电流检测电阻。D10、D9为二极管，LM358的1脚或7脚为高电平，D10或D9导通。U2为光电耦合器，用以输入与输出部分的电平隔离，并将放大后的输出电压、电流变化反馈回TOP221，同时还对C脚的门驱动电流进行滤波，C8与型滤波器和TOP221组合来满足全球各传导EMI标准.(2) 充电控制原理当插座打上,充电开始工作,此时TOP221内部极D和栅极骒导通的,电流由D脚流入,C脚输出直接对C3、R4和R3组成的等效电容进行充电，当C脚电压高于5.7V时，C脚和D脚断开，PWM脉宽调制器开始输出脉冲，随着等效电容的放电，C脚电压下降，当其降至4.7V时，C脚和D脚恢重导通，等效电容又开始充电，TOP221停止输出脉冲，世芯片内的模8计数器计下“1”。此后等效电容按如上所述规律充放电，但TOP221并不输出脉冲，直到计数器记下8个充放电周期后，TOP221在下一个放电周期又输出脉冲，开始一个又一个新的工作周期。随着充电的进行，锂电池电压不断升高，当锂电池装封体总体电压高于5.3V时，电压比较器U3B输出高电平，二极管导通，正常充电时，电流检测电阻，因其阻值较小（0.1欧），故其压降几乎为零。若充电电源产生某种尖峰，上将产生一定的压降，该电压经另一个电压比较顺进行判断比较，当电流尖峰高于一定门限将输出高电平使导通。充电输出的过压或过流都将使或中的一个导通，从而驱动光耦，驱动光耦中的光敏三极管，光耦（）实现输入与输出部分的电平隔离，并将放大后的输出电压反馈回控制输出脉宽，从而实现对锂离子电池快速、稳定、安全的充电。（注释：下面一页为充电器的电路图） 在充电器中最核心的元件就是TOP221，下面对TOP221进行详细介绍TOP221227TOPSwitch 二代系列 三脚离线式脉宽调制开关产品特点成本最低，元件数目最少是体积庞大的线性转换器的有力竞争者集成了自动重启动，有效限流内带限流和过热保护电路功耗低，功率比达90以光耦或偏置绕组反馈方式工作原极相连电路改善EMI特性高压供电，充放电稳定特别适用于移动电话 图1 TOPSwitch 的典型回扫应用描述第二代TOPSWITCH系列在第一代基础上有很大提高，比第一代效率更高成本更低。100/115/230 VAC输入功率范围为100W150W，85265 VAV输入功率范围为50W90W。这使得TOPSwitch芯片在许多领域得到广泛应用。比如电视技术、监视器、音频功放等等。TOPSwitch减少电路设计复杂度和其线性变换特性这些重要的电路性能的提高使得工程设计更为简单。标准的8LPDIP封装降低了管耗，提高了工作效率。内部管脚封装采用六个管脚直接连接到散热板上，消除热量积累。TOPSwitch集成众多功能于单片IC上：MOSFET功率管，PWM脉宽调制器、高压启动电路，回路补偿、保护电路。由上表可知整个TOP221系列的功率特性引脚功能描述漏极引脚（D）：功率MOSFET的漏极引脚输出。为启动和稳态工作提供内部工作电流控制引脚（C）：输入控制负载周期的差错放大电流和反馈电流的引脚，连接内部分流稳压器，在正常工作状态下提供内部偏置电流，外部旁路电容和自动重启/补偿电容的连接点源极引脚（S）：功率MOSFET的源极连接点，连接高压直流源图2 引脚结构图TOPSwitch系列功能描述TOPSwitch是一块能自给偏压，利用栅极电流和负荷周期的线性变化控制漏极输出，集成众多功能的CMOS芯片。图3 负载周期和控制引脚输入电流关系图如图所示，控制管脚C的电流在未超出一定门限之前，负荷周期与C脚电流大小无关。当C脚电流超出这个门限，负荷周期随着C脚电流的增大线性减小。 图4 功能模块图图5 （a） 正常运转下的启动波形 （b） 自动重启下的启动波形1 Control Voltage Supply控制引脚的输入电压Vc为控制器和驱动电路提供输入电压或旁路电压，连接在控制引脚和源极引脚的外部旁路电容提供门驱动电流。该外部旁路电容决定自动重启时间，又控制补偿回路。Vc大小决定芯片两种工作模式下。在启动时，电流由漏极引入，通过漏极和控制引脚之间的高压开关流到控制端，该电流为控制电路提供电流同时给外置电容充电。电容电压不断升高，当电压Vc升至一定门限，高压电流源关断，PWM调制器开始调制脉冲，CMOS管开始输出脉冲。Vc电压由反馈控制电流提供，当控制管脚电流超过所需的值时，分流控制器通过差错信号检测电阻Re对输入电流分流以保持Vc电压稳定于5.7V。与控制管脚连接的低阻抗电阻Zc用于设置差错放大器门限，该电阻与控制管脚外接电阻及电容组成环路补偿供电系统。当控制管脚外接电容放电至一定门限，MOSFET管关断，控制电路进入低电流备用模式。高压电流源再次接通，外置电容再次充电。通过控制高压电流源的开或关，自动重启动比较器使Vc的电压保持于4.75.7V的门限电压内。自动重启动电路有一模8计数器，它对外置电容的充、放电次数进行计数，电容每充、放电8次，MOSFET管打开一次，如图所示。这就减少了负荷周期，有效的减小了管耗。负荷周期与外置电容8个充、放电周期通常典型比值为5。自动重启动持续至电压调节达到目的为止。2 晶体振荡器（Oscillator）晶体振荡器采用其内部电容在两个门限电压值范围内的线性冲、放电产生的锯齿脉冲波。它还产生最大占空比信号（Dmax）和显示每个周期起始的时钟信号。内部设置频率为100KHZ，它使EMI最低，并提高供电效率。电路参数调整提高了晶体振荡器的频率稳定度。3 脉宽调制器（Pulse Width Modulator）脉宽调制器通过驱动MOSFET的输出形成一个电压控制环路，其中负载周期和控制引脚（C）的输入电流量成反比。输入电流通过差错放大器形成一个差错信号，和RC回路生成的7KHZ的样值进行比较滤波，滤波后的差错信号和晶振器产生的的锯齿波通过比较器比较后生成负载周期波形，当控制引脚电流提高时，负载周期减小。晶振器生成时钟脉冲打开MOSFET输出，脉宽调制器产生复位信号关闭MOSFET。当内部晶振器振荡周期对称时，负载周期最大。调制器设置一个最小工作时间以保证电流消耗和差错信号相对独立。负载周期每次跳变时，C脚必须输入一个最小驱动电流。4 门驱动（Gate Driver）门驱动的作用是控制打开MOSFET输出管脚的频率，使EMI最小。对门驱动电流进行调整以提高其精度。5 差错放大器（Error Driver）分流稳压器在主反馈应用中还能起到差错放大器的功能。C脚能将输入电压值钳位在5.7V内，过压电流将作为差错信号被分流稳压器分流，通过Re被RC回路滤波。6 关闭/自动重启（Shutdown/Auto-restart）为了减少功率消耗，在稳定情况下，关闭/自动重启装置会以一定周期控制输入电流。在非稳定情况下，C脚输入电流会从分流模式进入滞后重启模式，当故障被排除，Vc又回到分流模式，重新输入稳定电流。7 滞回式过热保护（Overtemperature Protection） 热关断电路检测管芯结温。，门限为135摄氏度，70摄氏度滞回。当温度超过门限值（135摄氏度）时，功率MOSFET关断，直到管芯结温下降到70摄氏度时由复位开关启动使MOSFET重新导通。 8 流限电路（CycleByCycle Current Limit）漏极尖峰电流流限电路以MOSFET管导通状态的阻抗为检测电阻。流限比较器检测MOSFET管导通状态下的漏极电压Vds，把Vds与门限电压Vlimit进行比较。漏极电流过高将导致漏极电压Vds超过比较门限Vlimit，功率MOSFET管在此周期剩余时间内关断直到下一个时钟到来。限流比较器设置了温度补偿以减小因温度变化导致MOSFET导通状态电阻Rds变化而引起的尖峰电流门限的改变。 前沿消稳电路在功率MOSFET导通的一段短时间内禁止流限比较器工作。设置这段前沿消稳时间是为了防止由初级端电容和次级端整流器反向恢复时间引起的电流尖峰使开关脉冲过早终结。9 高压偏置电流源（Highvoltage Bias Current Source） 在启动和滞回启动期间，TOPSwitch的偏置电流源由漏极引入，通过栅极对其外接电容充电。TOPSwitch自动重启动和过热保护关断都会使芯片滞回启动。电流源不断的导通或关断，它的有效负荷周期大约为35，该值栅极外接电容的充、放电时间比决定。当MOSFET导通时，该电流源断开。管脚尺寸图在整个制作过程中的第一步也是最核心的那部分就是PCB的设计。我们在设计这块板时采用的是PADS POWER设计软件，它主要分两个部分POWER LOGIC和POWER PCB，它提供了解决电子电路设计从逻辑原理到印刷电路板用的全面设计开发环境，在POWER LOGIC中作好的逻辑电路图能自动生成PCB网络图，这样就给我们减轻了很多负担，提供了很多方便。 第一步，用LOGIC绘制逻辑电路图，整个作图过程可以发以下三大步：1 确定设计图纸2 选定、制作元器件3 连线在每一步都碰到一些具体问题，以下为具体解决方案：1 设计图纸：A LOGIC默认的图纸太大，改为A4图纸。在SETUGL（设置）中选PRDERENCE（参数设置中）对图大小进行设置；B A4图纸文本空间太大（如图示），无法作用，删掉原有文本空间（在这插一张带有文本空间的A4框图，选择DRAFT（绘制设置）中的COMLOINEUNCOMFINE键，然后再选择需删的线条，再点删除键删除。2 选定，制作元器件。A 库中找出所需零件在工具栏中点击DESIGN（设计模式）。B 有以下元件在库中无法找出，如TOP221，变压器T1，HPC（922），TL431，LM358，电容。C 步骤：（1）点击TOOLS中的PART EDIT（零件编辑），出现一个工具栏。（2）首先画好零件外形，再确定管脚，并标好管脚符。（3）确定元件封装，编辑元器件特征，注意管脚数目须和PC作元件相符。（4）存入库中。其中有一个难点：LM358的两个比较器并非摆放在一起，看似相互独立，实际上这两个比较器是封装在同一个元件当中（这里插一个LM358图）。 作好两个比较器。 点击EDIT ELECTRICAL（电气特性编辑器）在GATES（逻辑门设置）中，添加两个逻辑门，把两个元器件都加进去。问题：元器件生成后无法调用。在调用TOP221时调出来的是变压器，原因是将元件存到库，逻辑门封装名未更改，和以前PC存的元件，并被覆盖掉， 所以调用到另一个元件，将设置一改即可。3连线，问题：将线连好后，在形成的PCB网络图中出现断线，经查找，发现所有的断线都出现在电源的输入、输出管处，返回LOGIC在电源输入输出端连的是（OFF PAGE）缺省页，这样实际形成的PCB网络中扰无法连线，所以必须作一个小器件连接在输入输出端。如图所示为Logic的图形界面和原理图LOGIC原理图生成的PCB网络图第二步 确定封装尺寸元件尺寸列表元件名称长(mm)宽(mm)直径(mm)相邻管距 (mm)相对管距 (mm)焊盘形状C1 10.235.71 圆环C2 5.96 圆环 C3 1.93 1.3 矩形 C4、C5 5.2 2.5 圆环 C6 10.2 5.26 圆环 C7 5.8 3.6 圆环 C8 10.7 圆环 C9C12 1.93 1.3 圆环 D1D4 6.57 圆环 D5 5.07 2.63 矩形D6、D8、D9、D10 3.42 1.3 矩形D7 6.19 2.63 矩形R1 7.5 圆形 R23 3.0 1.6 矩形 R3R15 2.2 1.2 矩形 U1 9.6 6.3 2.55 8.31 圆形 U2 8 4 3.10 8.55 圆形U3 4.97 3.96 1.38 5.70 圆形 U4 2.05 圆形 板 67.9 34厚：1.6变压器T1管脚尺寸如图： 三 设计电路板边框 a 选择绘图模式，按照确定的尺寸（长，宽）绘制板的外形 b 选择setup（设置）中的Layer Definition （板层设置）设置板的厚度 注意：所有的尺寸都是以毫米为单位，选择setup中的Preferents（参数设置），将默认单位改为毫米 c 这块板设计成两层，将第一层（top）设置为走线层（RT），将底层（Bottom）设置为零件摆放层（CM）四 根据尺寸大小来确定每个元器件的大小，管距，焊盘形状和大小确定焊盘选定元器件，击右键进入Edit Decal（封装编辑），确定焊盘大小。根