時間：2023-03-30 10:39:02
導語：在電氣設計論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
1.工程概況及設計要求
某機關辦公大樓，總面積21000m2，高60m，地面15層，地下1層，屬一類高層建筑。按甲方提出的要求，需做到方案合理、技術先進、運行可靠、滿足相關規(guī)范的要求，還要簡捷實用、便于操作、管理和維護，減少綜合投資。
2.負荷計算和估算
廣州市越秀建筑設計院主要進行本工程的一次設計，二次裝修部分由專業(yè)裝飾設計公司完成。這
就要求一次設計時預留供電電源，既要符合實際情況，又要留有發(fā)展變化的余地。本大樓內部功能分為：一般辦公室、區(qū)領導辦公室、大會議室、展廳、大堂、多功能廳（禮堂）、信息中心（計算機中心）、通訊中心（電話總機）、制水中心、空調機房、水泵房等。
在一般辦公區(qū)按50～60W／m2考慮，在特殊辦公區(qū)按50～80W／m2考慮。對于上述特殊裝修場所，設計估算參數如下表所示。
電力負荷一般由各專業(yè)提供技術要求及負荷大小。總電力負荷需用系數Ks為0.75，功率因數0.8，總照明負荷需用系數Ks為0.85，功率因數0.8.
2.1三相負荷計算方法：
將三相用電設備的設備容量乘以一個需用系數Kx，得有功計算負荷，即：
Pjs＝Kx•；Ps（kW）
無功計算負荷Qjs確定：
Qjs＝Pis•；tgΦ（kVar）
最后，確定視在計算負荷Sjs：
Sjs＝Pjs2＋Qjs2（kVA）或Sjs＝Pjs／cosΦ（kVA）
計算電流為：
Ijs＝Pjs／3UecosΦ。（Ue三相設備的額定電壓kV）
2.2單相負荷確定：
盡量將各單相負荷逐相均勻分配，以減少不平衡。計算時，當回路中的單相負荷的總容量小于該回路三相對稱負荷的總容量的15％時，全部負荷按三相對稱負荷計算，當超過15％時，應將單相負荷換算為等效三相負荷，再同三相負荷相加，功率及電流計算公式同上。
3.10kV供電系統(tǒng)
根據《高層民用建筑設計防火規(guī)范》（GB50045－95）9.1.1條規(guī)定，一類高層建筑中的消防水泵、防排煙設施、消防電梯、應急照明及消防用電按一級負荷要求供電。
按《民用建筑電氣設計規(guī)范》（JGJ／T16－92）3.1條規(guī)定，省部級辦公建筑的客梯電力、主要的辦公室、會議室照明屬二級負荷。本辦公大樓屬一級負荷供電，通過傳統(tǒng)的幾種供電方案比較，選定了下面的供電方案。
即由不同區(qū)域變電站引來兩路10kV電源，10kV系統(tǒng)設計為單母線分段，中間有聯(lián)絡柜，正常工作時，兩路電源同時供電，互為備用，一路電源故障時，另一路電源供全部負荷。這樣做既方便檢修又可達到供電要求。此方案表面上符合供電要求，但實際很難做到，因為，國內各地區(qū)的大電網都是并網的，電力網內的各種故障均可能引起全部電源進線同時失去電源。多年來的實際運行經驗表明，很多電氣故障難以限制在某一范圍內部，因此，即使設計中采用了兩路市政電源，也很難保證一級負荷的供電要求。所以，為保證一級負荷別重要的負荷，必須增設應急電源柴油發(fā)電機作為第三備用電源。
4.220／380V配電系統(tǒng)
本建筑配電電壓為交流220／380V，聯(lián)結形式采用TN－S系統(tǒng)。
結合工程實際情況，通過負荷計算，考慮到空調用電負荷占建筑物總用電量的50％，耗電量很大。因此，空調系統(tǒng)合理的配電與控制方式，很大程度上決定了整個大樓的經濟運行情況。設計時，選用一臺1250kVA變壓器供中央空調用電，照明及其它動力負荷。選用另一臺1250kVA變壓器，兩個供電系統(tǒng)之間采用分段母線聯(lián)絡，在不使用空調的季節(jié)，可將空調變壓器退出，減少變壓器功耗，達到節(jié)電效果。同時，該變壓器可作為另一臺變壓器檢修時的備用設備。
4.1照明及其它動力配電系統(tǒng)。
辦公樓的配電系統(tǒng)主要由配電變壓器、低壓主開關柜、垂直干線、各樓層的配電箱和其后的分支電路組成，變壓器低壓側出線經低壓主開關柜中的母線接至垂直干線，1～15層照明負荷采用額定截流量為1250A的密集型母線槽做主干線，各樓層設母線插接箱，由插接箱引至各樓層總配電箱，由總箱引至各室末端配電箱。末端配電箱是按照辦公室的不同功能來分設的，目的是便于管理、檢修。地下室其它動力設備，如水泵、電梯、風機等由低壓配電屏單回路放射式配電，這些重要動力負荷要求在末端配電箱設雙電源自動轉化裝置，使供電更可靠、更安全。
4.2空調機組的配電及控制系統(tǒng)。
4.2.1空調機組的配電
從變電所低壓引一路電源至地下室機房控制中心配電屏，此段線路采用額定量為2000A的封閉式母線槽。主機、冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻塔等外部設備均采用獨立回路供電，即放射式供電方式。保證了供電的可靠性。而首層以上空調機組（指風機彎管新風機）采用樹干式配電，用一根ZR－VV3×95＋1×50的電力電纜，引至電纜分接盒，由此引至樓層空調配電箱。
4.2.2空調機組的控制方式
分手動和自動兩種控制方式。手動控制時，制冷機與外部設備以及外部設備之間無電氣連鎖關系，各設備均可單獨啟動和停止，此時，制冷機由內部保護電路進行保護，此種狀態(tài)主要是為了機組的調試和維修。自動控制時，各設備之間有連鎖關系，機組的啟動順序：冷卻塔風機—冷卻水泵—冷凍水泵—主機。停機時順序與啟動時相反，按照這個要求，設計空調系統(tǒng)的二次控制回路，在火災自動報警方面，空調系統(tǒng)與火警信號也要求有連鎖控制，當確定有火警發(fā)生時，消防值班室發(fā)出信號切斷空調機的總電源，并將開關動作信號反饋回消防控制中心。
5.采光與照明標準。
為了減少動力設備用電對照明線路電壓波動的影響，照明用電與動力用電線路盡量分開供給，本樓設有一般照明和應急照明。
5.1辦公室照明設計
利用天然采光與人工照明相結合的方法，在天氣允許條件下，充分依靠天然采光以節(jié)約能源，當陰雨天氣時，工作面的照度不夠，則利用人工照明，按《民用建筑電氣設計規(guī)范》規(guī)定，辦公室的一般照明照度的均勻度，按最低照度（100Lx）與平均照度之比確定，平均均勻度應在0.7以上，最低均勻度不得低于0.3.工作面上有無眩光，是衡量采光與照明質量的重要內容，按《民用建筑電氣設計規(guī)范》，辦公室工作面上可以有輕微眩光。為防止天然采光產生的眩光，按功能要求選好采光口的方向，采用減少窗亮度和提高背景亮度，這也是控制不舒適眩光指數的有效措施。而避免人工照明所產生的眩光，要選好燈具，著重處理好背景亮度。搞好燈具布置，燈具布置間距宜不大于所選燈具的最大允許距離比，選用半間接型照明燈具。本方案選用格柵高光效熒光燈，從而限制了眩光，滿足了照明的照度、色溫、顯色指數，達到了節(jié)能效果。
5.2應急照明設置
地下室車庫、電梯間、樓梯間、公共通信和主要出入口等場所設應急疏散指示照明及樓層指示燈，它們在正常及事故時均點燃。應急疏散、樓層指示燈均自帶蓄電池。應急供電時間不少于20分鐘。
地下室、電梯間、重要辦公室（區(qū)長、副區(qū)長）、重要會議室（常務、紀委）、大堂、禮堂、變配電房、主機房、消防控制中心、水泵房、電梯機房、電話總機、信息中心，這些場所均設應急照明及工作照明，應急照明分別占工作照明的25％～100％。
5.3特殊場所照明
對于有特殊要求的場所，如大樓外墻，節(jié)日彩光等設有泛光照明和特殊照明，設計時按估算負荷預留電源。
6.防雷與安全
防雷設計按二類防雷建筑物處理，利用建筑物金屬構件作防雷裝置。屋面敷設避雷帶，共用天線用避雷針保護，利用建筑物結構鋼筋作引下線，并利用混凝土基礎鋼筋作自然接地體。為防側擊雷，從30m以上，每三層設均壓環(huán)，所有金屬門窗、建筑玻璃幕墻均應與作防雷引下線的鋼筋連通。為了保證建筑物外立面的效果，所有防雷裝置均采用暗裝作法。
防雷接地、變壓器中性點接地，電氣安全接地以及其它需要接地的設備，弱電設備采用共用接地，共用接地體的接地電阻應小于1Ω。這樣既保證了人身和設備的安全，也減少了由不合理接地引起的干擾。
為了保證人身設備的用電安全，設計要求建筑物內作總等電位聯(lián)結。在地下室安裝一總等電位聯(lián)結端子箱，把總水管、煤氣管、空調立管等所有進出建筑物的金屬體及建筑物的金屬構件等與電位聯(lián)結端子箱連通。
關鍵詞：電氣設備初期投資與運行費用經濟合理
合理設計建筑電氣的各個系統(tǒng)和運用先進的電氣設備對滿足建筑功能要求及節(jié)約基建投資是極為重要的。在實際的設計中，往往由于設計的周期短、時間緊、任務重，而對設計的經濟性忽視，致使在建筑初期電氣設備投資的浪費。建筑電氣設計的經濟性就是電氣設備的初期投資與運行費用達到經濟合理?，F在建筑電氣設計分為強電與弱電兩個部分，下面就分別從這兩個部分來討論建筑電氣設計初期投資的經濟性。
1強電部分
強電部分的設計主要包括高壓配電系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)、動力照明干線系統(tǒng)、配電箱系統(tǒng)和導線電纜的敷設等，這一部分設計的基本要求是可靠性、靈活性、安全性。
可靠性——根據用電負荷的等級，保證在各種運行方式下提高供電的連續(xù)性，力求可靠供電。
靈活性——主結線力求簡單、明顯、沒有多余的電氣設備；投入或切除某些設備或線路的操作方便。這樣就可以避免誤操作，又能提高運行的可靠性，處理事故也能簡單迅速。靈活性還表現在具有適應發(fā)展的可能性。
安全性——保證在進行一切操作切換時工作人員和設備的安全，以及能在安全條件下進行維護檢修工作。
通常在設計中只要滿足規(guī)范的要求就基本上能滿足上述三點要求，但經濟性同樣是設計電氣各系統(tǒng)的重要原則?？紤]經濟問題時，必需從整個建筑的全局出發(fā)，根據建筑本身的特點，經濟合理地設計電氣的各系統(tǒng)，然而可靠性與經濟性二者之間既有矛盾的一面也有統(tǒng)一的一面，如果過分強調可靠性，以配電系統(tǒng)為例，大部分設備由變配電所低壓母線放射式供電，勢必造成設備增多，投資增大，導致不必要的浪費，使經濟性下降；如果過分強調經濟性，減少設備，簡化結線，就必然會影響可靠性，當發(fā)生事故時會造成較大面積的停電，從而又會帶來損失，可見這樣的結果是不但降低了可靠性，同時經濟性也降低。因此在處理這些矛盾時，應當先滿足可靠性的同時再提高經濟性。
高壓配電系統(tǒng)是一個工程配電的源頭，因此這一部分的經濟性主要體現在不出現故障，造成整個工程斷電，選用合格可靠的產品。
低壓配電系統(tǒng)這一部分是一般民用建筑電氣設計的核心部分。低壓配電系統(tǒng)一般是由樹干式配電與放射式配電相結合而構成的，同樣一棟建筑采用同一層次的產品，由于設計系統(tǒng)的不同，會產生很大的價格差，直接影響到基建的初期投資，這里包括系統(tǒng)的構成與設計時計算系數的選用。怎樣才能使系統(tǒng)既經濟又安全可靠呢？我們試舉一例，假設某一棟高層公共建筑采用二路高壓進線，采用二臺變壓器，并且在本建筑內含有水泵房、冷凍機房，我們通常做法是高壓采用單母線分段運行手動聯(lián)絡（自動聯(lián)絡或不聯(lián)絡）；低壓為母線分段運行，聯(lián)絡開關設自投自復、自投不自復、手動轉換開關，自投時應自動斷開非保證負荷，以保證變壓器正常工作，主進開關與聯(lián)絡開關設電氣聯(lián)鎖，任何情況下只能合其中的兩個開關，并且為避免動力負荷的啟動干擾照明負荷，通常一臺變壓器的低壓出線主要供給照明負荷，而另一臺變壓器的低壓出線主要供給動力、空調負荷。如何設計能降低電氣設備的成本呢？可以從兩個方面解決，第一減少低壓柜的出線回路，第二在設計的過程中選擇好需要系數、同時系數以及功率因數，下面就分別從這兩個方面討論：
（1）減少低壓柜的出線回路
當我們做一個工程的電氣設計時，首先將負荷的種類和位置確定，將同一區(qū)域內相同性質的負荷，由低壓母線饋出的一個回路供電，這里的同一區(qū)域可以是同一層內，也可以是不同樓層但軸線位置相同的區(qū)域，這樣做可以減少低壓柜的出線回路，減少低壓柜的臺數，降低設備成本，缺點是當出線端故障或饋電回路檢修時會造成大范圍的斷電。然而此種情況在現實中發(fā)生的可能性非常低。例如我們在實際生活中的住宅樓一年或者更長時間基本上不停電，而這種住宅樓的部電源進線大部分都是大容量的單回路供電的，而且現在電氣設備的性能越來越好，通常在不出現電氣故障的情況下是免維護不用檢修的，因此在非重要負荷采用大容量回路出線是可行的，也是降低電氣設備成本的有效方法。
（2）正確選擇需要系數、同時系數以及功率因數
為什么這幾個系數要提到呢？因為它們直接影響到一棟建筑電氣設備的投資。功率因數選用是否準確直接影響到計算電流，從而影響電纜（導線）、保護開關的大小；需要系數選用是否準確亦直接影響到計算電流，從而影響電纜（導線）、保護開關的大?。煌瑫r系數取值還直接影響變壓器大小的選擇，若取值偏大而選擇大容量變壓器時，會造成將來變壓器運行時損耗的增大。因此在實際的設計中一定要調查研究在實際中同類設備運行時的情況，合理選用計算系數。我們在深圳時曾遇見這樣一項工程，8萬平米高檔公寓，設計選用4臺1250kVA干式變壓器，而實際建成以后，由于入住率低，甲方只用一臺500kVA的變壓器帶所有的負荷，這本身就反映出設計時計算系數取得保守偏大。在我們做設計時要考慮發(fā)展前景，留有余量，但這些年的發(fā)展過程中，隨著建筑智能化水平的提高，電量并沒有大幅上升，因為樓宇自控的調節(jié)、節(jié)能產品的選用、電能浪費的減少以及智能化水平的提高大部分是由計算機來實現的，對用電量的需要很低，因此我們在設計中盡量取低一點的系數。
2弱電部分
隨著建筑智能化水平的提高，弱電部分的系統(tǒng)增加很多，弱電設備占基建投資的比率也越來越高，因此設計好弱電的各個子系統(tǒng)，對節(jié)約投資提高智能化水平是有重要意義的。
弱電部分的各個系統(tǒng)中，樓宇自控系統(tǒng)是由設計院按甲方及規(guī)范要求提出進入BAS監(jiān)控或監(jiān)視的點，并且在設計中預留BAS控制器之間的管線。控制器至各種傳感器、變送器、閥門等的控制線、控制器的電源，均由承包商進行深化設計；其他的各弱電子系統(tǒng)如有線電視及衛(wèi)星電視系統(tǒng)、保安監(jiān)視系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、停車場管理系統(tǒng)均與BAS系統(tǒng)類似，目前設計中較深化的是火災自動報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)與綜合布線系統(tǒng)兩部分，下面就分別從這兩個方面分析如何降低初期投資提高使用功能。
火災自動報警及消防聯(lián)動系統(tǒng)的成本主要與探測器和模塊的數量有關，因此在設計中減少探測器和模塊的數量就可以降低火災自動報警設備的投資。在《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ/T16.92中24.5.3.2條中規(guī)定“在梁突出頂棚的高度小于200mm的頂棚上設置感煙、感溫探測器時，可不考慮梁對探測器保護面積的影響。當梁突出頂棚的高度在200－600mm時，按附錄L.2及L.3確定梁的影響和一只探測器能夠保護的梁間區(qū)域的個數。當梁突出頂棚的高度超過600mm時，被梁隔斷的每個梁間區(qū)域應至少設置一只探測器－－－”以及在24.5.1.9的第6點中規(guī)定“汽車庫等宜選用感溫探測器?！蔽覀冊谠O計中經常遇見這樣的地下車庫，柱網間距為8.1m，柱網間為“十”字梁，梁高500mm，若按上述規(guī)范每一柱網內應布4個感溫探測器，如果地下車庫面積在一萬平米以上（這種情況是經常遇到的），那么僅此車庫就會設置上千個溫感，這樣做有沒有必要呢？若采用煙感探測器就會減少3/4的探測器的數量，而且當前隨著環(huán)保要求的提高，汽車的尾氣排放標準也越來越高，在地下車庫采用煙感是可行的，這樣可以節(jié)省很多投資，同時一般大型地下車庫均設置噴灑系統(tǒng)，因此可減少探測器的設置甚至不設置，當然這還需要消防部門的批準。
綜合布線系統(tǒng)是將語言信號、數字信號的配線，經過統(tǒng)一的規(guī)范設計，綜合在一套標準的配線系統(tǒng)上，此系統(tǒng)為開放式的網絡平臺，方便用戶在需要時，形成各自獨立的子系統(tǒng)。綜合布線系統(tǒng)可以實現世界范圍資源共享，綜合信息數據庫管理、電子郵件、個人數據庫、報表處理、財務管理、電話會議、電視會議等。綜合布線系統(tǒng)成本的節(jié)約也主要體現在減少信息點上，在《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范》GB/T50311－2000中第3.03及5.0.1條中規(guī)定一個工作區(qū)按5～10平米估算及每個工作區(qū)信息插座的數量配置方法。前一段時間我們設計－5.6萬平米的辦公樓，若減去機房和車庫面積按規(guī)范應設置5000個信息出線口，而本工程將來使用時實際辦公人數不足2000人，而且每個信息點的成本在500元左右，這樣一來必造成很大的浪費，因此在設計中一定要根據實際情況合理地設計信息點，這樣才能節(jié)約投資成本。
關鍵詞：分支電纜、結構、性能、設計要求、規(guī)范
一、分支電纜的結構與性能
1、產生與技術標準分支電纜是在普通塑力纜基礎上發(fā)展而來。由于現代文明的發(fā)展，都市的高層建筑越來越普及，在高層建筑配電系統(tǒng)電氣設計中，供電可*性、工程經濟性和施工便利性越來越重要，采用普通電力電纜供電，三者的矛盾總難完全統(tǒng)一，只能根據不同工程而有所側重。按傳統(tǒng)方法，在樓層配電設計中，通常采用的辦法有三種：
（1）放射式，由地下配電間分別對各個樓層引電纜直接供電，卻需要大量的電纜、橋架和較大的電纜井，造價高，經濟性最差。
（2）鏈接法，由配電間引出電纜至底層配電箱，再由底層逐層向上鏈接供電，此法經濟性最佳，但由于層數越多，安全系數越低（安全系數是逐級相乘）。
（3）分區(qū)樹干式，把一座高層建筑劃分成n個單元區(qū)，每個單元采用電纜接從配電室供電，然后再分配至單元區(qū)內各個樓層。經濟性都比較好，經常被采用。
（4）干線電纜分支法，從配電室引出一根（或數根）主干電纜，每個樓層在干線電纜上供頭分支，此法經濟性最好，但施工卻是最麻煩的，更麻煩的是在主電纜上做樓層分支頭時，受電纜的結構和現場施工條件以及人員素質的影響，接頭質量參差不齊，但這種方法卻促使人們想到把接頭與電纜一同制造，由此誕生了新一代的建筑配電電纜——分支電纜。
分支電纜是把經過專門工藝處理的單芯電力電纜作為建筑主干電纜，根據各具體建筑的結構特點和尺寸量體裁衣，預先把分支接頭與分支線、主干電纜一同設計制造。是把上面第（4）種方法中現場施工和管理的工作由專業(yè)制造廠完成，而且工藝一致性也帶來了質量一致。
分支電纜較早出現于英國和日本，在技術標準方面，1980年，日本電線工業(yè)協(xié)會頒布了第一部行業(yè)性標準JCS376（1980），隨著技術的發(fā)展與進步，在1992年對該標準進行了修訂，放寬了對產品結構材料方面的要求，提高了成品技術指標，目前，國內正規(guī)的分支電纜生產廠的產品標準主要是以該標準為基礎。
2、結構分支電纜在結構上，分為單芯型和多芯絞合型兩種，每根單芯分支電纜又可分為三部分：
（1）主干電纜；（2）支線電纜；（3）分支連接體。
目前，因單芯型分支電纜結構簡單，便于生產和施工，已獲得大量應用。按照日本標準的規(guī)定，多芯型分支電纜實質上是多個單芯電纜的絞合體，而不是傳統(tǒng)概念多芯電纜的結構，多芯型分支電纜的每項導體外面都有單獨的絕緣和護套，每根線芯有獨立的分支連接體。多芯型分支電纜具備一般多芯電纜的運行性能，國內只有為數極少的大型綜合性電纜廠才具備生產能力，目前也已在推廣應用中。
3、性能分支電纜是一種新型的電力配送電纜，其關鍵性能有兩項：首先，一根具備良好品質的分支電纜，必須是性能優(yōu)良的電力電纜，對于國內產品，其導體性能、絕緣性能、材料的機械物理性能均應符合GB12706-91標準——電纜的性能是分支電纜產品的基礎指標。
第二，分支連接體的性能至關重要，這是分支電纜的關鍵性能。分支連接體把干線電纜與支線電纜的導體連為一體，并作絕緣防潮處理。從外觀上看，無法知道內部接頭質量，有兩項重要的試驗能夠檢測接頭性能，即機械拉力試驗和電熱循環(huán)試驗。對機械拉力試驗而言，分支連接體（含干線與支線導體）的拉斷力應保持在連接前的80%以上，對電熱循環(huán)試驗而言，在125次一定時間間隔的額定載荷與空載循環(huán)后，分支連接體的溫度不得大于電纜表面溫度的8℃。決定分支連接體的機械與電氣性能的關鍵在于分支連接體的材料和工藝。對廣大用戶而言，應充分關心分支電纜的電纜質量、接頭的材料選擇和生產工藝工裝。
我們講，分支電纜更適合于現代建筑的配電系統(tǒng)，為什么？要分析這個問題，我們必須首先弄清楚相關電氣設計規(guī)范中對配電線路的要求。
二、相關規(guī)范對建筑電氣系統(tǒng)中配電線路的設計要求
1、建筑電氣相關的設計規(guī)范目前與建筑電氣低壓配電系統(tǒng)設計有關的規(guī)范主要有：
（1）GB50052-1995供配電系統(tǒng)設計規(guī)范
（2）GB50054-1995低壓配電設計規(guī)范
（3）JGJ/T16-92民用建筑電氣設計規(guī)范
（4）GBJ16-87建筑設計防火規(guī)范（1997年版本）
（5）GB50045-1995高層民用建筑設計防火規(guī)范其中：《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》和《低壓配電設計規(guī)范》是兩項基礎規(guī)范，主要內容參照采用了IEC標準。民用建筑電氣設計規(guī)范》中供電系統(tǒng)和低壓配電部分與其規(guī)定基本一致，但由于這是一個建筑行業(yè)的專業(yè)標準，建筑相關的部分規(guī)定更具體，如供電系統(tǒng)的負荷簡等級，除規(guī)定分級原則外，更規(guī)定了各類具體建筑名稱的負荷級別。
由于上述規(guī)范在頒布實施時，分支電纜產品在國內還沒有應用先例，因此在規(guī)范中并未提及分支電纜，但在眾多條款中體現了設計指導方向，總的說來，有三種觀點：
1、關于配電級數——越少越好；
2、關于配電方式，從高到低依次為放射式>樹干式>分區(qū)樹干式>鏈接式；
3、關于安裝敷設方式，應與環(huán)境、建筑特征、機電應力等多種因素相適應。
（一）、關于配電級數：對配電級數而言，GB50052-95第3.07條規(guī)定：供電系統(tǒng)應簡單可*，同一電壓供電系統(tǒng)的變配電級數不宜多于兩級，JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規(guī)范》中8.14條規(guī)定：“自變壓器一次側至用設備之間的低壓配電級數不宜超過三級，但對非重要負荷供電時，可超過三級。”上述規(guī)范體現了一個要領，那就是配電級數越少越好，越少可*性越高，技術越先進。
（二）、關于配電方式，GB50052-95中第6.02、6.03、6.04、6.05條中提出：“在正常環(huán)境的車間或建筑物內，當大部分用電設備為中小容量，但無特殊要求時，宜采用樹干式配電”，“當用電設備為大容量，或負荷性質重要，或在有特殊要求的車間、建筑物內，宜采用放射式配電”，“當部分用電設備離供電點較遠，而彼此相距很近、容量很少的用電設備，可采用鏈式配電，但每一回路環(huán)鏈設備不超過5臺，其總容量不宜超過10kW”：“在高層建筑物內，當向樓層各配電點供電時，宜采用分區(qū)樹干式配電，但部分較大容量的集中負荷或重要負荷，應從低壓配電室以放射式配電”。
（三）、JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規(guī)范》中對配電方式有更為詳細的規(guī)定，如：“8.2.15居住小區(qū)的高層建筑，宜采用放射式配電”“8.2.2.4除多層民用住宅外的其他民用建筑，對于較大的集中負荷或較重要的負荷應從配電室以放射式配電；對于向多層配電間或配電箱配電，宜采用樹干式和分區(qū)樹干式的方式”“由層間配電間或層配電箱至各分配電箱的配電，宜采用放射式與樹干式結合的方式”，“8.2.3.2對于容量較大的集中負荷或重要負荷，宜從配電室以放射式配電對各層配電間的配電宜采用下列方式之一：
（1）工作電源采用分區(qū)樹干式，備用電源也采用分區(qū)樹干式或首層至頂層垂直干線的方式。
（2）工作電源和多用電源都采用由首層到頂層垂直干線方式。
（3）工作電源采用分區(qū)樹干式，多用電源取自應急照明等電源干線。
上述規(guī)定，是限于制定規(guī)范時，分支電纜尚未在國內推廣應用，供電線路主要依賴普通電力電纜和母線。筆者認為，在應用分支電纜配電后，上述規(guī)定應該可以簡化。放射式高于樹干式，又高于鏈接式的觀點。
（四）、關于電纜和母線安裝敷設方式。
GB50054-94中5.5.1、JGJ/T16-92中9.12.1都規(guī)定“封閉母線宜用于干燥和無腐蝕性的屋內場所。”
GB50054-94中5.7.2、JGJ/T16-92中4.13.5規(guī)定“豎井垂直布線時應考慮下列因素：……。垂直干線與分支線的連接方法。”
GB50054-94中5.7.3豎井內垂直布線采用大容量單芯電纜大容量線線作干線時，應滿足下列條件：
1、載流量要留有一定的裕度；2、安裝及維修方便和經濟。
GBJ16-87《建筑設計防火規(guī)范》中10.1.4規(guī)定：“消防用電設備的配電線路應穿管保護。當暗敷時應敷時應敷設在非燃燒體結構內，其保護層厚度不應小于3cm，明敷時必須穿金屬管，并采取防火措施。采用絕緣和護套為非延續(xù)燃性材料的電纜時，可不采取穿金屬管保護，但應敷設在電纜井溝內。
GB50045-95《高層民用建筑設計防火規(guī)范》中對消防電源及其配電，9.1.4條也規(guī)定了相同內容。
上述規(guī)范說明：電纜配電比母線具有更好的環(huán)境適應性，安裝敷設更便利。
在熟悉電氣規(guī)范的相關規(guī)定后，讓我們來分析分支電纜配電方法與規(guī)范的符合性與技術先進性．
三、分支電纜配電的技術先進性
1、分支電纜的配電方式分支電纜配電系統(tǒng)一般如圖所示，在一個n層的大樓中，垂直豎井干線和各樓層供電由一根整預制的分支電纜完成，PG是總配電柜，PX是樓層配電箱，ZJX是轉接箱，當PG與ZJX之間距離不遠時，（滿足載流量與起動運行壓降要求）一般不予選用，這樣可減少一個連接點，節(jié)約投資。
2、分支電纜配電的技術先進性從上述配電系統(tǒng)的分析中，可以知道分支電纜可以使樓層配電簡化成二級配電，每個樓層都可以達到最簡單的二級配電，符合規(guī)范中配電級數越少越好的原則，這是先進性之一。
分支電纜配電系統(tǒng)的實質是一種放射式配電系統(tǒng)，適用于各種重要場合甚至是特別重要場合的配電，這是先進性之二。
分支電纜是一種經過預制的電力電纜，其外形和結構特征仍然具備電纜特性，而且接頭經過密封絕緣處理，在出廠時經受過水中耐壓和絕緣電阻試驗，因此對環(huán)境要求低，能適用于潮濕、鹽霧酸堿等環(huán)境，而母線在規(guī)范中明確不能應用于這些環(huán)境，比母線適用范圍廣。而且，其安裝方式簡便，施工工期短，工費低，符合規(guī)范中設計應注重經濟性的觀點，這是其技術先進性之三。
四、分支電纜配電設計的注意點
題目：成都國際金融中心負5層制冷機房的電
一、結合畢業(yè)論文課題情況，根據所查閱的文獻資料，撰寫2000字左右的文獻綜述：
摘要：本課題主要研究的是成都國際金融中心負5層制冷機房的電氣部分研究問題[1]。案為成都國際金融中心項目，成都國金中心凈用土地面積82畝[2]。為香港九龍倉投資的西部地標性建筑整個項目設計由4座塔樓及裙樓組成，包括超五星級酒店、高端寫樓、高檔酒店式公寓及高品位住宅等，其中主樓雙塔最高達248米[3]。2007年9月香港九龍倉集團在成都以8800萬元/畝[4]?？們r72.4億元拍下了位于成都市最繁華的商業(yè)中心春熙路片區(qū)82畝土地建成后，將成為中國西部地區(qū)最高檔次、最具規(guī)模和影響力的地標性建筑物，將引進數百個中西部最具代表性的商鋪，其中包括世界上最出名的國際名牌、港澳名牌，再加上其九龍倉本身之馬哥孛羅酒店等，有望成為中國西部今后最具影響力的國際商貿金融中心[5]。
關鍵詞：電氣設計；配電系統(tǒng)；智能化系統(tǒng)；電氣控制；電機；制冷機房；水泵
1.前言
建筑電氣技術是以電能、電子、電器設備及電氣技術為手段來創(chuàng)造、維持和改善人民居住或工作的生活環(huán)境的電、光、聲、冷和暖環(huán)境的一門跨學科的綜合性的技術科學[6]。它是強電和弱電與具體建筑的有機結合[7]。隨著科學技術的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對有關供配電、照明、消防、防雷接地、通信、網絡等系統(tǒng)的要求越來越高，使得建筑開始走向高品質、多功能領域，并進一步向多功能的縱深方向和綜合應用方向發(fā)展[8]。建筑電氣設計是在認真執(zhí)行國家技術經濟政策和有關國家標準和規(guī)范的前提下，進行工業(yè)與民用建筑建筑電氣的設計，并滿足保障人身、設備及建筑物安全、供電可靠、電能節(jié)約、技術先進和經濟合理[9]。
2.設計內容
成都國際金融中心負5層制冷機房的電氣部分研究問題。通過到成都國際金融中心負5層制冷機房實地實習，了解制冷機房電機啟動類型，啟動方式，啟動速率。研究其中各個電機與電氣控制裝置之間是如何協(xié)調工作的[10]。了解系統(tǒng)的電氣設備及其主回路工作原理[11]。探究其中存在的節(jié)能環(huán)保效應。計算電氣設備的負荷、功率，了解相關電氣設備的選用[12]。
3.設計依據
1)中戶人民共和國工程建設標準強制性條文(房屋建筑部分)(2002年版)
2)民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范CB50736-2012
3)高層民用建筑設計防火規(guī)范CB50045-95(2005年版)
4)建筑設計防火規(guī)范CB50016-2006
5)汽車庫、修車庫、停車場設計防火規(guī)范CB50067-97
6)公共建筑節(jié)能設計標準CB50189-2005
7)《全國民用建筑工程設計技術措施-暖通空調.動力》(2009年版)
8)《全國民用建筑工程設計技術措施節(jié)能專篇-暖通空調.動力》(2007年版)
9)通風與空調工程施工質量驗收規(guī)范CB50243-2002
4.總結
本次的文獻綜述內容主要是對成都國際金融中心負5層制冷機房的電氣部分的一個概述，簡要說明了畢業(yè)設計(論文)文獻綜述應該做些什么系統(tǒng)的設計，在查閱了大量的資料后的一個總結，也是對這段時間的工作的一個匯報[13]。并對一些規(guī)范和國標有了初步的了解，對以后的畢設做一個鋪設[14]。小區(qū)的建筑電氣設計主要是對變配電系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等的一個設計[15]。對這些系統(tǒng)的初步了解可以確定以后電氣設計的方向，對之后的畢設起一個帶頭作用[16]。從對電氣設計的迷茫到初步的認知，有老師的指導同學的幫助，更重要的還是自己的解收獲的是實踐知識，本次的文獻綜述對之后的畢設奠定了良好的基礎[17]。
參考文獻
[1]劉思亮.建筑供配電.第一版.北京.中國建筑工業(yè)出版社.1998.164～176
[2]孫建民.電氣照明技術.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1998年：56頁
[3]唐志平.供配電技術[M].電子工業(yè)出版社，2008
[4]謝浩.住宅照明的處理和選擇方法[J].住宅科技，2009，(02)
[5]劉宇.淺談智能住宅小區(qū)弱電系統(tǒng)設計[J].硅谷，2008，(05)
[6]張言榮、高紅、花鐵森.智能建筑消防自動化技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009
[7]鄭潔、伍培.智能建筑概論[M].重慶：重慶大學出版社，2008
[8]唐志平.供配電技術[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008
[9]俞麗華.電氣照明[M].上海：同濟大學出版社，2008
[10]戴瑜興.民用建筑電氣設計手冊中國建筑工業(yè)出版社2010年：83頁
[11]陳一才.智能建筑電氣設計手冊.北京：中國建材工業(yè)出版社，2002年：43頁
[12]戴瑜興.民用建筑電氣設計數據手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003年：59頁
[13]劉思亮.建筑供配電.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004年：24頁
[14]楊光臣.建筑電氣工程圖識讀與繪制.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002年：48頁
[15]Frantz，J.m.Jdy.Intracanopylightingreduceselectricalenergycitilizationbyclosedcowpeastands.LifeSupportBiosphere，2001，7：283-290
[16]N.Shdbolt，Ambientintelligence.IEEEIntell.Syst，2003，18(4)：2-3
[17]NTayfunAmur.Cost，guestimpactdriveterrorism-securityplans[J].HotelandMotelManagement.Vol.220.No.20.Jun.2005.
二.本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段(途徑)：
1.研究的問題
本課題主要研究的是成都國際金融中心負5層制冷機房的電氣部分研究問題。通過到成都國際金融中心負5層制冷機房實地實習，了解制冷機房電機啟動類型，啟動方式，啟動速率。研究其中各個電機與電氣控制裝置之間是如何協(xié)調工作的。了解系統(tǒng)的電氣設備及其主回路工作原理。探究其中存在的節(jié)能環(huán)保效應。計算電氣設備的負荷、功率，了解相關電氣設備的選用。最終了解現場施工的程序等。
2.研究的途徑
1)收集相關資料，查閱中外文獻。學習相關知識，了解國金中心項目的基本情況。做好前期準備。
2)請教校外導師學習、掌握國金中心負5層的解制冷機房的電機啟動類型、啟動方式、啟動速率，系統(tǒng)的電氣設備及其主回路工作原理，探究其中存在的節(jié)能環(huán)保效應。
3)通過計算電氣設備的負荷、功率，了解相關電氣設備的選用。
4)利用AutoCAD等繪圖軟件，繪制施工平面圖，系統(tǒng)圖，及各個原理圖等。
汽車中電子成分的不斷增多是因為市場對汽車產品的要求與期望的不斷增加。例如，對汽車安全系統(tǒng)的更高要求就產生了防抱死剎車(ABS)、軌道控制系統(tǒng)、防滑出、防翻滾及其側面氣囊保護等措施。對更高燃油效率的要求又引入了直噴發(fā)動機系統(tǒng)(DirectInjection)、隨換多缸系統(tǒng)(DisplacementOnDemand)、電子閥控系統(tǒng)(ElectronicValving)以及混合動力型汽車(HybridVehicle)。這些不斷增加的電子系統(tǒng)使汽車系統(tǒng)變得更為復雜，也使得這些系統(tǒng)的開發(fā)、設計過程變得更具有挑戰(zhàn)性。
對日趨復雜的汽車部件及電子系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制方法已顯得力不從心。例如，傳統(tǒng)發(fā)動機點火時序控制都是基于表格查找方法。這種方法對現動機來說有很多局限性，一是表格法不能將發(fā)動機的動態(tài)特征考慮進來；二是現動機需要控制的狀態(tài)從以前的幾百個到現在的上萬個，這樣，用表格查找的方法就很難實施，也無法再繼續(xù)提高發(fā)電機的性能。隨之而來，一種代替這種方法的現代控制是基本模型的控制方法(。這種方法的實施過程不太隨發(fā)動機的復雜程度而變，但需要一個較準確的發(fā)動機的動態(tài)模型。另外，汽車電子器件與系統(tǒng)的開發(fā)方式和過程也必須加快速度、降低成本、增加質量才能滿足廠家的管理目標。傳統(tǒng)的硬件研制、測試、再研制、再測試的重復模式就顯得費時、費力，成本也會相應增加。
在這樣的背景下，越來越多的汽車電子廠家利用計算機輔助工程軟件來加速研發(fā)過程，降低研發(fā)成本，提高產品質量。具體做法是：廠家在計算機的虛擬平臺上來完成盡可能多(可高達80到90的工作量)的產品設計、分析工作，只是在最后一步才進行實際硬件實施。
無刷電機代替有刷電機油泵的設計實例
我們以發(fā)動機的油氣控制系統(tǒng)為例來說明設計過程。如圖1所示。首先，一個廠家決定用無刷電機來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有刷電機油泵。它可以從RMxprt軟件開始，該軟件中有包含無刷電機在內的13種電機和發(fā)電機模式。用戶只需要輸入與電機有關的設計參數，例如輸入電壓、功率、極數、永磁鐵類型等，RMxprt就可以自動設計出一個基本的無刷電機，并計算出該電機在不同運營狀態(tài)(例如空載和全載)的性能參數，例如力矩、轉速和效率等。
如果用戶想對以上設計的基本電機進行更進一步的分析與優(yōu)化，他可以選用全功能的FEA軟件。Maxwell是一套通用的用于電磁分析的FEA軟件。它可以對任意的兩維或三維的實體設計，其中每一物體可以有不同的包括非線性的電磁特性，進行與電磁場有關的靜態(tài)或動態(tài)的性能分析。例如，用戶可以分析一個電機內的磁場強度的分布來確定定子槽距的間隙，或者調整空氣間隙來確定力矩的大小。同時Maxwell一個很重要的功能就是動態(tài)的損耗計算，包括由渦流和滯回引起的鐵芯損耗。由于Maxwell軟件的通用性，它可以用于除電機外任何包括電磁原理的系統(tǒng)分析與設計，例如可變磁阻的速度傳感器、電磁線圈(Solenoid)、電抗器以及變壓器等。
電機設計完成后，其準確的仿真模型可直接應用于線路仿真系統(tǒng)軟件Simplorer中。這種從FEA模型直接生成線路模型的過程省去了很多對物理系統(tǒng)建模的繁雜過程。Simplorer是一個以電路為核心并具有包括機械、液壓、熱能等多物理域的仿真系統(tǒng)軟件。與許多其他線路仿真軟件不同的是，Simplorer線路中所用的元件都是基于物理原理的模型，而不是行為模型。這樣，當整個系統(tǒng)模型建成后，其行為由每個元件的物理特性所決定。在線路仿真中，電機驅動控制電路的設計和分析首先得到完成，這包括用固體開關元件和PWM的控制方法對電機進行調速控制。
電路以外的系統(tǒng)設計實例
此外，Simplorer還可用于電路以外的系統(tǒng)設計。在下面的油路控制示意圖(圖2)中，由上面設計的電機來驅動油泵。燃油通過油泵過濾器，油壓控制閥進入電控噴頭。電噴頭的開關與時間的長短由電磁閥來控制，閥中所用的電磁線圈也是由FEA的精確設計而來，電磁線圈的上端接電控部分，下端接電噴的滑體與頂針。這樣整個油路的控制的系統(tǒng)模型就完成了，油路的壓力及流量的動態(tài)特性就可以用仿真進行分析和調試。
與此類似的是燃氣控制系統(tǒng)，其中所有元部件模型均來自Simplorer軟件所隨帶的汽車和液壓系統(tǒng)模型庫，這些模型庫包含了許多汽車中用到的基本元部件，例如導線、保險絲、點火器、發(fā)動機和變速箱等等。這樣，汽車電子設計工程師可以很快地建立起所設計的系統(tǒng)模型。在油路和氣路控制完成后，就可以進行點火系統(tǒng)的設計。在點火系統(tǒng)中，直接安插在點火器的點火線圈(ignitioncoil)的設計也是用FEA的方法設計出最優(yōu)的電磁特性。通過電子控制的方式將電能轉換成點火器所需要的高壓電弧，因為電弧特性(電壓高低、電弧延續(xù)時間長短)對發(fā)動機點火過程和運行性能有很大影響，所以用CAE設計出的一個性能良好的點火系統(tǒng)很有意義。由計算機仿真出來的點火器上的電壓和電流波形圖與其后的實際測試結果與仿真結果非常吻合。
本文小結
美國Ansoft公司EM工具是包括北美、歐洲及日本在內的汽車電子行業(yè)內的一種主流CAE產品，它的產品用于機電系統(tǒng)的仿真、分析、設計與優(yōu)化。EM工具包括：專用元部件設計軟件RMxprt和Pexprt；通用電磁系統(tǒng)的有限元分析軟件(FEA)Maxwell；通用的多物理域仿真軟件Simplorer組成。這些產品有機地組合在一起形成一個流暢、高效的設計平臺。以上實例說明，利用先進的設計仿真軟件，像發(fā)動機油氣點火系統(tǒng)這樣復雜的過程也可以在設計出實物之前進行精確的性能分析。
Ansoft的EM工具在汽車設計的其它方面也得到了廣泛的應用，在下列汽車電子系統(tǒng)中，EM工具用來設計和分析傳感器、驅動器、通訊和控制系統(tǒng)，它們包括：
動力系統(tǒng)：包括油氣控制、點火系統(tǒng)、電水泵、電壓縮機和電控閥門系統(tǒng)等。
變速系統(tǒng)：包括電控液壓系統(tǒng)和舒適換速等。
底盤及懸掛系統(tǒng)：包括半積極和全積極懸掛系統(tǒng)。
軌道控制系統(tǒng)：包括ABS、電助力轉向系統(tǒng)(EPS)、輪胎壓力管理系統(tǒng)(TPM)等。
車身電子：包括儀表盤系統(tǒng)、線束設計、照明和通訊等。
目前在新功能或加強功能的某些趨勢是增加更復雜的電子元器件，以便提高品牌聲譽和競爭差異性，同時讓消費者更安全舒適。例如復合動力電動車就像把iPod®連接到汽車娛樂系統(tǒng)一樣，現已成為一種流行時尚。消費者還把手機與整合型免持聽筒裝置之間的藍牙連結視為標準配備。
復雜功能
這些特色僅是冰山一角，其它精心設計的復雜功能雖不會被乘客看到或摸到，卻會影響他們的行車經驗，這些功能也逐漸導入汽車設計。感應照明系統(tǒng)、多軸調整座椅、智能型天候控制系統(tǒng)、防撞系統(tǒng)和動力巡航控制在21世紀汽車市場變得格外重要。消費者甚至期望車商提供高質量的儀表板功能。要將這些先進功能導入汽車系統(tǒng)往往需要付出代價。
汽車電子設計人員的一項挑戰(zhàn)是迅速推出新的電子元器件，提高乘客的舒適性、安全保護和其它加強功能。設計人員必須縮短整體的設計與認證時間和增強現有系統(tǒng)功能，并且不能影響日益嚴格的質量與可靠性要求和成本目標。為了克服這些挑戰(zhàn)，汽車電子設計人員需要集成度更高的解決方案以便提高系統(tǒng)的功能密度?；旌闲盘栐骷母吖δ芗删褪呛苡形Φ囊豁椞娲桨浮?/p>
捕捉、運算和通訊
幾乎所有的嵌入式汽車電子系統(tǒng)都必須執(zhí)行捕捉、運算和通訊等三種功能。“捕捉”是從實際世界取得信息，再將它轉為數字形式。這可能是車胎監(jiān)控系統(tǒng)的壓力傳感器所傳來的模擬電壓，或是碰撞偵測感應器I/O接腳的上升沿波形，這個感應器可能會連接到安全氣囊的觸發(fā)系統(tǒng)?！斑\算”是指在應用環(huán)境下處理數字信息的能力，例如安全氣囊控制器可能在極短時間內就決定不啟動安全氣囊，因為它發(fā)現座位上有小孩。“通訊”是指將處理結果傳送給其它需要該信息的系統(tǒng)，譬如啟動指示燈就是很簡單的例子。其它復雜功能可能會通過網絡總線把排氣系統(tǒng)的一氧化碳含量告知引擎管理計算機，以便提高燃油的氧氣混合比例。解決方案的有效性最終將由系統(tǒng)執(zhí)行這三種功能的程度決定。
新設計挑戰(zhàn)
油箱感測是一個很好例子，說明汽車電子設計人員所須面對的挑戰(zhàn)。僅在幾年前，油量傳感器還是一個相當直接的設計問題。它包含一個簡單的浮筒裝置，上面有掃描式碳刷接觸著電阻性表面，它會使得模擬輸出電壓正比于油箱的剩余油量。但對今日汽車而言，通常必須等到平臺設計快結束時才會開始油箱設計，而且多半要利用任何尚未使用的空間。這可能使得油箱的形狀怪異，容量也不再與液面高低成正比，這會讓浮筒系統(tǒng)的設計變得很復雜。更重要的是，替代燃料的出現和燃料衍生物讓油箱的燃料成份變得很重要。舉例來說，汽油與乙醇燃料的比例會影響點火、燃燒時間和廢氣排放等引擎動力特性。廠商現已認為新一代油箱傳感器必須能決定燃油成份，同時將這項信息提供給汽車的其它電子控制系統(tǒng)。這使得過去被認為很簡單的感測設計現已變?yōu)橐环N復雜的分析控制挑戰(zhàn)。
值得注意的是，幾乎車內的所有系統(tǒng)都在擴充功能。主動式露點(dew-point)控制器正在取代擋風玻璃除霧功能，它可以避免或排除水滴凝結所需的條件。雨水感應雨刷系統(tǒng)則會把馬達控制和雨水感應功能整合為一套系統(tǒng)。下一代防夾車窗與天窗的關閉則是這些安全系統(tǒng)的微電子元器件所需整合的另一代表性應用。
第一代防夾技術
第一代防夾設計通常包含一套由電動馬達驅動的機械驅動系統(tǒng)。馬達電流由一顆控制器監(jiān)測，然后與代表失速狀態(tài)(stallcondition，亦即馬達轉動受阻)的固定臨界值比較；只要達到該臨界值，車窗方向就會從上升反轉為下降。這套系統(tǒng)如圖1所示。
圖1：第一代防夾車窗升降系統(tǒng)的控制圖
第一代設計有幾項缺點。首先是要開發(fā)一套方法分辨馬達啟動和車窗受阻時的馬達失速電流(圖2和3)。為了達到這項要求，比較電路中增加一段固定延遲時間，確保它只在馬達轉動后才開始比較失速電流臨界值，只不過這種做法有時無法為半開的車窗提供防夾保護。舉例來說，如果車窗的起始位置僅距頂端10毫米，那么在臨界定時器的計時結束前，車窗很可能早已撞到頂端的擋板(hard-stop)。
圖2：關閉車窗時的電流變化
圖3：關閉車窗遇到阻礙時的電流變化
第二個缺點是機械系統(tǒng)的參數會隨著時間改變，這會影響馬達的工作負載，使得防夾臨界值變大或變小。
最后，這些系統(tǒng)由于使用固定臨界值，所以無法適應行車環(huán)境的改變。車窗密封條的熱膨脹效應會讓溫度變化對工作負載產生很大影響。汽車靜止時關閉天窗所需的力量與行駛中車輛有很大不同，在平滑路面升起車窗所需的力量也不同于車輛在石頭路上行駛時。在這兩種情形中，無法補償這些變動的狀況都會影響安全或造成車窗無法正常操作。
設計人員過去是以不同方式應付這三項重要挑戰(zhàn)。在有些情形下，他們會增加更多的傳感器或使用更精確的控制材料與元器件來減輕這些問題，但這些方法都會增加設計的成本與復雜性。這使他們日益需要一套低成本的防夾功能設計來克服這些缺點。
新的設計解決方案
如圖4所示，一顆包含高速中央處理單元(CPU)和高效能模擬數字轉換器(亦即帶寬大于180MSPS和分辨率超過12位)的混合信號微控制器是此問題的最佳解決方案。
圖4：采用混合信號微控制器的防夾系統(tǒng)
這種做法讓設計人員利用一顆微控制器同時執(zhí)行馬達的通訊功能和監(jiān)控馬達電流。通訊噪聲可由芯片內建的模擬數字轉換器直接在馬達電源電路的電流傳感器(亦即分流電阻)上偵測。這種方法能更精確分辨馬達處于轉動或失速狀態(tài)，不僅比較器電路不需再增加一段固定延遲時間，就算車窗已經半開也可提供完整的防夾功能。
如圖5所示，系統(tǒng)會根據歷史數據和參數計算結果設定可變的馬達電流臨界值，以便動態(tài)響應馬達負載變動和將系統(tǒng)扭力限制在適當范圍，同時將長期因素(例如馬達磨損和密封材料老化)和短期因素(例如環(huán)境、濕度、溫度和振動)都列入考慮。另外，系統(tǒng)還能與其它的電子控制裝置(ECU)交換信息，把外界溫度和車速等信息當成加權輸入來決定適當的臨界值(參考圖6)。利用其它系統(tǒng)不僅會提高整體系統(tǒng)效能，還能避免在車上重復安裝傳感器的額外成本。
圖5：使用可變臨界值后的車窗關閉過程電流變化
圖6：存儲在內存表格的環(huán)境參數與歷史數據，它們可用來決定臨界值
1.1“兩機一變”
本電站電氣主接線采用“兩機一變”兩個擴大單元接線方式，1#、2#機 1#主變組成一個擴大單元，3# 、4#機 2#主變組成另一擴大單元；35KV側母線為單母接線方式，新建2回35KV架空線路外送容量至漾濞縣電力系統(tǒng)110KV順濞變，輸電長度約為2×17km；每一單元發(fā)電機出口6.3KV母線側均設置廠用變1臺，廠用0.4KV母線采用單母分段方式，母聯(lián)斷路器配置備自投裝置一套，用于保證廠用Ⅰ類負荷可靠供電，同時，廠用0.4KV母線Ⅱ段設有備用進線電源間隔，作為外接電源或備用保安電源預留；首部壩用電源由6.3KV（Ⅰ）段近區(qū)變經廠用10KV架空線路供給；留有供電間隔以備用；因平坡電站供電方式較為簡潔，為簡化整個電站的運行、操作方式，提高和保證電站運行的安全、經濟和可靠性，其35KV配電裝置，未采用常規(guī)戶外型設備，選用戶內KYN61-40.5鎧裝移開式交流金屬封閉式高壓開關屏柜，以滿足電站各種狀態(tài)下運行方式的要求。
1.2廠內用電
廠用電由發(fā)-變組兩個單元接2臺250KVA廠用變壓器供0.4KV廠用母線用電，0.4KV廠用母線采用單母分段運行方式，其間2臺廠用變擬用電源自動投入裝置互為備用，同時0.4KV母線留有一外來備用電源配電間隔，做為備用。壩區(qū)負荷由發(fā)-變組第一單元1臺35KV近區(qū)變及10KV架空線路供給，為保證壩區(qū)供電的可靠性，壩區(qū)供電還需由漾濞35KV變電站提供一回10KV備用電源。
2設備選擇
鑒于漾濞縣電力系統(tǒng)較為復雜，電站最大的短路電流將來自漾濞110KV變電站，為滿足設備運行安全、可靠，電站高壓設備的短路開斷電流均選擇為31.5KA。
2.1電氣設備
平坡電站電氣設備根據平坡電站主、副廠房水工布置圖進行設置。主變、近區(qū)變布置在廠房外上游側，高層為1372.969m；發(fā)電機出口6.3KV配電屏、勵磁變布置在副廠房水輪機層，安裝高層為1368.00m；35KV配電屏、0.4KV配電屏、廠用變壓器、直流配電設備布置在副廠房發(fā)電機層，安裝高層為1372.969m；機組自用屏、機組LCU屏、機組勵磁屏、機組測溫制動屏安裝在主廠房上游側，安裝高層：1372.969m；電站繼保室、中控室、通訊室、試驗室等布置在副廠房控室層，安裝高層為：1377.00m；壩區(qū)安裝1臺區(qū)域變（200KVA 10.5KV/0.4KV）、2面低壓動力配電屏；前池動力及照明電源由廠用電屏提供。
2.2過電壓保護和接地
平坡電站主變35KV電壓側為中性點不接地系統(tǒng)。
各高、低壓配電裝置的過電壓保護均采用相應電壓等級的避雷器保護方式。因電站各主要配電設備均采用戶內式，最高電壓等級為35KV，故電站接地方式采用全廠統(tǒng)一接地網形式，各高層接地網均與廠房主鋼筋焊接牢固，不再單獨設立避雷針和接地井；全廠接地系統(tǒng)接地電阻要求≤4Ω。
2.3照明
本工程設計有工作照明和事故照明，照明供電網絡采用三相四線制(380/220V)。在主廠房發(fā)電機層和水輪機層分別設有照明配電箱。照明配電箱型號XRM-007/3 。由DP-1號廠用配電盤供電給照明配電箱。工作照明由廠用交流電供給。在經常有人工作或往來的地方，尤其是事故時要進行操作的地方，設有事故照明。電源取自事故照明分電箱，事故照明燈在正常時由廠用電交流電源供給，作為工作照明的一部分，事故時由照明切換板上交直流切換到直流電源上。事故照明燈具的設置，考慮了事故情況的照度要求。主副廠房照明采有三種方式：主廠房天棚采用高效混光燈具，由高壓汞燈和鈉燈組成；在主廠房上游側柱面裝設壁燈，作為機旁盤的輔助照明，壁燈安裝高度距地2.5m。高壓開關柜室、水輪機層、蝶閥層、電纜夾層、油室和機坑照明均按照明標準選用一般工廠燈，以白熾燈作為光源。所有室內照明線均要求埋管暗敷，沿頂棚走的電線均應套以硬PVC管，且每隔一定間距應有固定支點。
2.4電纜的選型及敷設
2.4.1電纜選型
由于全塑絕緣電纜耐化學腐蝕、重量輕、安裝維護方便，因此本電站選用阻燃聚氯乙烯絕緣及護套電纜和阻燃交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。
2.4.2電纜敷設
除室內外電纜溝內采用角鋼支架外，其余均采用組合式電纜橋架。電纜橋架的安裝，必須做到橋面平直，以使電纜敷設達到整齊、美觀的效果。敷設電纜時電纜統(tǒng)計書應和有關電纜敷設埋管圖配合使用。電纜統(tǒng)計書中所列長度僅為統(tǒng)計長度，不能作為電纜切割依據，每根電纜的切割長度應以現場放線為準。在電纜橋架上敷設電纜時應按下列原則進行：
（1）電纜在橋架上從上到下排列順序為從高壓到低壓，即動力電纜在上層，控制電纜在下層。
（2）不同單元的電纜盡量分開。
（3）同一層橋架上的電纜排列以少交叉為原則，一般為近處在兩邊、遠外在中間。
（4）水平橋架上的電纜僅在起、終點和轉彎處加以固定，在垂直橋架上敷設的電纜應每隔2m固定一次。
施工準備工作
施工準備工作是現場安裝和設計中非常重要的任務。它主要包括以下幾點:①獲取工程施工的法律依據;掌握工程的特點,了解施工的關鍵,調查施工的條件,熟悉施工所在地的地形、地質等條件;并為施工創(chuàng)造技術、計劃、物質組織等方面的準備,以保證施工的順利進行。②預測安裝和設計中可能發(fā)生的變化和引發(fā)的問題,進行提前做好準備工作,并采取相應的策略。在施工之前,要熟悉會審圖紙,詳細地了解與工程有關的其他技術資料,根據施工的具體情況制定科學合理的施工方案,并編制施工預算。③積極為施工創(chuàng)造物質條件,組織施工人員,做好施工的現場準備工作,并提出開工報告,只有這樣,才能保證施工的有序進行。當這些工作完成之后,接下來有必要編制分階段施工組織設計,并制定科學合理的分項工程施工計劃。在安裝和設計時,需要重視新材料、新工藝的運用,對這些新材料、新工藝、新設備有必要進行中間試驗,并編制相應的施工工藝流程,制定施工作業(yè)計劃,編制施工任務書,保證技術合理,質量過關,做好交底工作。如果工程需要發(fā)生變更,則有必要做好洽談和協(xié)商工作,按照相應的計劃做好進場和現場施工工作,當任務完成,并經過驗收合格之后,及時離開施工現場。對于組間和工序間的交接工作需要高度重視,做好交接手續(xù),辦理好工程的預檢、隱檢手續(xù),并按照規(guī)定進行施工,做好各項記錄。對于施工現場的施工更需要高度重視,加強管理和協(xié)調,保證工程順利地進行。當施工遇到冬季或者是雨季的時候,在施工前和施工中,需要為施工場地提供保溫、供熱、排水等臨時設備和措施,保證必要的材料和機具的供應,配備專職的工作人員,保證施工的順利進行。
基礎階段
電氣安裝是整個建筑工程安裝的重要組成部分,在基礎階段,著重需要做好以下幾項工作。①注重電氣工程與整體工程的配合。首先是做好預埋工作,包括電氣工程的固定件和電線管線。做好預埋件工作不僅能夠保證建筑物整體上的美觀,還能夠增強電氣裝置的安裝機械強度,避免以后鉆、鑿、挖、補等破壞建筑物結構。因此,在施工中必須重視配件的預埋工作。②在進行基礎工程施工的時候,需要配合土建工程,做好強弱電專業(yè)的進戶電纜穿墻管以及止水擋板的預留預埋工作。一方面,要避免電氣施工破壞防水層,防止墻體發(fā)生滲漏現象。另一方面,要注意預留的軸線,對于標高、位置、尺寸、數量等方面滿足施工圖紙的要求。③接地安裝。在基礎階段,除了做好工程的配合之外,還要做好接地安裝工作。這樣更能夠保證人身安全和電氣設備的正常運行。接地體包括兩種類型:自然接地體和人工接地體。交流電氣設備在接地的時候,為了節(jié)約鋼材,降低施工費用,應對自然接地體進行充分的利用。而如果采用的是自然接地體,當電阻無法滿足要求的時候,或者是技術上有比較特殊的要求,這時候則應采用人工接地體。按照圖紙的有關要求,做好基礎底板的接地措施。如果需要利用基礎主筋作為接地裝置的時候,有必要將選定的柱子內的主筋,在基礎根部與底筋焊接,焊接之后做好標記,引上預留測試點。
結構階段
對于預埋件采用何種埋設方法,其主要的決定因素是土建的結構類型。對于磚墻結構的建筑,在砌墻之前,有必要將管子、開關盒以及燈頭盒安裝好,盡管在墻體砌好之后也可以安裝,但是這樣比較麻煩,不僅費工,還會對墻體結構造成不利影響。對于框架結構來說,有必要先將框架中的預埋件埋好,再進行墻體的砌筑工作。對于埋入墻體的管線,其離地表面的距離不得<15mm。值得注意的是,對于管線的敷設,應當選擇最短路徑,盡可能地減少彎曲和重疊現象。根據土建澆筑混凝土的進度要求,以及流水作業(yè)的順序,對電管的暗敷工作逐層逐段的做好,該項工作十分重要。它是整個電氣安裝工程的關鍵工序,如果沒有處理好,不僅會影響整個土建施工的進度和質量,還會對安裝工程后續(xù)工序的質量和進度產生影響,所以,必須高度重視。在對現澆混凝土樓板內進行配管的時候,當底層鋼筋綁扎完成后,上層鋼筋還未進行綁扎之前,應根據施工圖尺寸的位置配合土建施工。在混凝土澆筑的時候,需要留人看守,以避免在振搗的時候,對配管產生損害,或者導致燈頭盒發(fā)生位移現象。如果遇到管路發(fā)生損壞現象,應該進行及時的修復。對于為了滿足專業(yè)施工的預留孔洞以及預埋軟件、吊卡、吊桿、木磚、木箱盒等,電氣施工人員必須配合土建施工,提前就做好準備工作。當土建施工一完成,就馬上進行埋設工作,將埋設工作做到位,并配合土建結構的施工進度,及時做好各層的防雷引下線焊接工作。
裝修階段
在砌筑隔斷墻之前,有必要核實水平線和隔墻線,這樣才能使施工人員按照此線確定管路預埋的位置,以及確定燈具、開關插座的位置和標高。在土建抹灰之前,施工人員有必要對預留孔洞進行核實一遍,以保證滿足相關的規(guī)定和要求,經核實符合要求之后,然后再穩(wěn)好箱盒,掃通管道,穿上帶線,堵好管盒。對于均壓線、金屬門窗、玻璃框架,還有必要做好接地連接工作。電氣施工人員需要和土建人員及時聯(lián)系,當噴漿和涂料完成之后,再進行照明器具的安裝工作。在安裝的時候,需要保護好土建成品,防止破壞和弄臟墻面。
汽車設計中一般都有一個高度集成的微控制器，該控制器用來完成大量的計算并實現有關車輛運行的控制，包括引擎管理和制動控制等。汽車電子設計不僅需要在這種噪聲環(huán)境中實現對MCU的保護，同時也必須規(guī)范MCU模塊設計，確保MCU模塊發(fā)射的噪聲滿足相關的規(guī)范。
在概念上，電磁兼容性(EMC)包含系統(tǒng)本身對噪聲的敏感性以及噪聲發(fā)射兩個部分。噪聲可以通過電磁場的方式傳播從而產生輻射干擾，也可以通過芯片上或者芯片外的寄生效應傳導。
在大多數汽車控制系統(tǒng)設計中，EMC變得越來越重要。如果設計的系統(tǒng)不干擾其它系統(tǒng)，也不受其它系統(tǒng)發(fā)射影響，并且不會干擾系統(tǒng)自身，那么所設計的系統(tǒng)就是電磁兼容的。
在美國出售的任何電子設備和系統(tǒng)都必須符合聯(lián)邦通訊委員會(FCC)制定的EMC標準，而美國主要的汽車制造商也都有自己的一套測試規(guī)范來制約其供應商。其它的汽車公司通常也都有各自的要求，如：
SAEJ1113(汽車器件電磁敏感性測試程序)給出了汽車器件推薦的測試級別以及測試程序。
SAEJ1338則提供關于整個汽車電磁敏感性如何測試的相關信息。
SAEJ1752/3和IEC61967的第二和第四部分是專用于IC發(fā)射測試的兩個標準。
歐洲也有自己的標準，歐盟EMC指導規(guī)范89/336/EEC于1996年開始生效，從此歐洲汽車工業(yè)引入了一個新的EMC指導標準(95/54/EEC)。
檢查汽車對于電磁輻射的敏感性，應該確保整個汽車在20到1000MHz的90％帶寬范圍內參考電平限制在24V/米的均方根值以內，在整個帶寬范圍以內的均方根值在20V/米以內。在測試過程中要試驗駕駛員對方向盤、制動以及引擎速度的直接控制，而且不允許產生可能導致路面上任何其他人混淆的異常，或者駕駛員對汽車直接控制的異常。
由于芯片幾何尺寸不斷減小，以及時鐘速度的不斷增加都會導致器件發(fā)射超過500MHz的時鐘諧波，因此EMC設計非常重要。如摩托羅拉公司最新基于e500架構的微控制器MPC5500系列，該芯片采用0.1微米工藝技術，時鐘頻率為200MHz。
此外，產品成本的要求迫使生產商設計電路板時不使用地層并盡可能減少器件數量，汽車設計工程師將面對非常嚴格的設計約束挑戰(zhàn)。設計的電子系統(tǒng)必須高度可靠，即使一百萬輛汽車中有一輛存在一個簡單的故障都是不允許的。沒有考慮EMC設計而召回所有汽車的事實證明這種做法不僅損失巨大，而且影響汽車廠商的聲譽。
在電磁兼容設計中，“受害方”的概念通常指那些由于設計缺乏EMC考慮而受到影響的部件。受害部件可能在基于MCU的PCB或者模塊的內部，也可能是外部系統(tǒng)。通常的受害部件是汽車免持鑰匙入車(Keyless-Entry)模塊中的寬帶接收器或者是車庫門開啟裝置接收器，由于接收到MCU發(fā)出的足夠強的噪聲，這些模塊中的接收器會誤認為接收到了一個遙控信號。
汽車收音機通常也是受害部件：MCU可能產生大量的FM波段諧波，嚴重降低聲音質量。分布在汽車中的其它模塊也可能受到類似的影響，基于MCU的模塊產生的發(fā)射噪聲經由線纜傳播出去，如果MCU產生足夠強的噪聲對文本和語音進行干擾，那么無繩電話和尋呼機也容易受到干擾。
EMC設計
很多EMC設計技術都可以應用到電路板和SoC設計中。最具共性的部分就是傳輸線效應，以及布線和電源分布網絡上的寄生電阻、電容和電感效應。當然，SoC設計中存在許多與芯片自身相關的技術，涉及基底材料、器件幾何尺寸和封裝等。
首先了解傳輸線效應。如果發(fā)送器和接收器之間存在阻抗不匹配，信號將產生反射并且導致電壓振鈴現象，因而降低噪聲容限，增加信號串擾并通過容性耦合對外產生信號發(fā)射干擾。IC上的傳輸線尺寸通常非常小，因此不會發(fā)射噪聲或者受到輻射噪聲的影響，而電路板上的傳輸線尺寸通常比較大，容易產生這種問題，最常用的解決辦法是使用串聯(lián)終結器。
在SoC設計中，噪聲主要通過寄生電阻和電容來傳導，而不是以電磁場的方式輻射。CMOS芯片通過一種外延工藝實現極低電阻基底的方法來增強抗閉鎖的能力，而基底的底側為基底噪聲提供了一種有效的傳導路徑，使得很難將噪聲源同敏感節(jié)點在電氣上分隔開來。
許多并行的p＋基底觸點(contact)為阻性耦合噪聲提供了一個低阻抗路徑。在n阱和p溝道晶體管p基底的側壁以及底部之間會形成寄生電容，因而產生容性耦合噪聲，并且在n溝道晶體管的基底和源區(qū)之間形成pn結(見圖1)。
單個pn結電容非常小，在一個VLSI的SoC設計中并行的電容總和通常是幾個納法，在連接到電源網絡之前將源區(qū)和基底直接連接可以短路掉這個電容。這種技術還消除了進入基底的瞬時負電流而導致的體效應(bodyeffect)。體效應會增加耗盡區(qū)，并導致晶體管的Vt變高。同樣的技術也可以應用于n阱p溝道晶體管，以減小容性耦合噪聲。
然而，包含層疊晶體管的數字電路或者模擬電路通常都需要隔離源區(qū)。在這種情況下，增加Vss到基底或者Vdd到基底的電容能夠降低噪聲瞬態(tài)值。對模擬電路設計來說，體效應通過改變偏置電流和信號帶寬降低了電路性能，因此需要使用其它解決辦法，如阱隔離。對數字電路，采用單一的阱最理想，可以降低芯片面積。通過認真的設計可以對體效應進行補償。
基底噪聲的另一個來源是碰撞離化(impact-ionization)電流，該噪聲跟工藝技術有關，當NMOS晶體管達到夾斷(pinch-off)電壓時就會出現這種情況。碰撞離化會在基底產生空穴電流(正的瞬間電流)。
通常，基底噪聲的頻率范圍可能高達1GHz，因此必須考慮趨膚效應。趨膚效應是指導體上隨著深度的增加感應系數增大，在導體的中心位置達到最大值。趨膚效應會導致片上信號的衰減以及信號在芯片p＋基底層的失真。為最大程度減小趨膚效應，要求基底厚度小于150微米，該尺寸遠遠小于某些基底允許的最小機械厚度，然而更薄的基底更易碎。
噪聲源
微控制器內部存在四種主要的噪聲源：內部總線和節(jié)點同步開關產生的電源和地線上的電流；輸出管腳信號的變換；振蕩器工作產生的噪聲；開關電容負載產生的片上信號假象。
許多設計方法可以降低同步開關噪聲(SSN)。穿透電流是SSN的一個主要來源，所有的時鐘驅動器、總線驅動器以及輸出管腳驅動器都可能受到這種效應的影響。這種效應發(fā)生在互補類型的反相器中，輸出狀態(tài)發(fā)生變化時p溝道晶體管和n溝道晶體管瞬間同時導通。確保在互補晶體管導通之前關斷另一個晶體管就可以實現穿透電流最小，在大電流驅動器的設計中，這可能要求一個前置驅動器來控制該節(jié)點信號的轉換率。
切斷不需要使用模塊的時鐘也可以降低SSN。很明顯，該技術同具體應用十分相關，應用該技術可以提高EMC性能。在類似摩托羅拉的MPC555和565這樣高度集成的微控制器芯片中，所有芯片的模塊都具有這樣的功能。
SSN也會產生輻射干擾，瞬間的電源和地電流會通過器件管腳流向外部的去耦電容。如果該電路(包括邦定線、封裝引線以及PCB線)形成的環(huán)路足夠大，就會產生信號發(fā)射。而環(huán)路中的寄生電感會產生電壓降，將進一步產生共模輻射干擾。
共模輻射電場E的強度由下面等式計算：
E=1.26x10-6Iwfl/d
E=1.26x10-6Iwfl/d
這里E的單位是伏特/米，Iw的單位是安培，f是單位為赫茲，l是路徑長度，d是到該路徑的距離，l和d的單位都是米。復雜設計中頻率由特定的應用需求來確定，不可能降低，因此SoC設計工程師必須認真考慮如何通過降低Iw或l來降低電場強度。
處理好時鐘域也能降低SSN。許多優(yōu)秀的SoC設計都是同步電路，這樣容易在時鐘上下沿處產生很大的峰值電流。將時鐘驅動器分布在整個芯片中，而不是采用一個大的驅動器，這樣可以使瞬態(tài)電流分布開。另外一種可能的辦法是確保時鐘不互相重疊。當然必須小心避免由于時序不匹配而產生競爭。更重要的是，時鐘信號應該在遠離敏感的I/O邏輯信號，特別是模擬電路。
當前的復雜嵌入式MCU有許多輸出信號，大多數輸出信號都必須能夠快速地響應電容負載。這些信號包括時鐘、數據、地址和高頻串行通信信號。對內部節(jié)點來說，穿透電流和容性負載都會產生噪聲。應用同樣的技術處理內部節(jié)點可以解決輸出管腳驅動器電路噪聲問題。另外，管腳上信號的快速變換會產生反射引起的輸出信號線上的信號振鈴和串擾。
將這種類型的噪聲源減到最小有許多解決方案。輸出驅動器可以設計成驅動強度可以控制，并且可以增加信號轉換速率控制電路來限制di/dt。由于大多數器件測試設備同最終應用相比，測試節(jié)點電容更高，所以通常更愿意指定一個固定值來實現驅動強度的控制。例如，假定MPC5XX系列的MCU微控制器芯片的CLKOUT滿驅動強度是一個90pF的負載，并且是專為測試目的而設定。除了因為時序而考慮滿驅動強度外，最好使用降低的驅動強度。
上面介紹的技術對于降低噪聲有積極的作用，由于瞬態(tài)電流包絡延長，平均的電流實際上會增加。在芯片上實現一個LVDS物理層也可以減小由于輸出管腳上大的瞬態(tài)電流產生的噪聲，這種方式依靠差模電流源來驅動低阻抗的外部負載(圖2)。電壓的擺幅限制在±300mV范圍內。
支持這種技術所需增加的管腳可以通過減少電源管腳來彌補，由于這種實現方式有效地降低了片上瞬態(tài)電流，因而輸出驅動器通過電源基本上維持一個恒定的直流電流，而傳統(tǒng)驅動器中的瞬態(tài)電流則會在電容性負載上產生大的電壓擺幅。
在振蕩器設計中有兩個方面會影響到EMC：輸入和輸出信號波形的形狀會產生影響；通過頻率抖動來實現頻譜展寬并降低其窄帶功率的能力。
振蕩器從本質上屬于模擬電路，因而對工藝、溫度、電壓和負載效應比SoC中的數字電路更敏感。使用自動增益控制(AGC)電路形式的反饋來限制振蕩器信號幅度可以消除大部分這些效應。AGC的另外一種替代實現就是雙模式振蕩器，可以在高電流模式和低電流模式之間切換。初始狀態(tài)下，電源接通時使用高電流模式確保較短的啟動時間，然后切換到低電流模式確保最小噪聲。
在集成了作為振蕩器電路一部分的鎖相環(huán)的SoC設計中，可以利用頻率抖動在很小的范圍內改變時鐘頻率，這樣隨著頻率在一個范圍上展開，可以減少基本能量。整個系統(tǒng)設計必須仔細考慮確保這種改變的比率以及頻率范圍不會影響最終應用中關鍵器件的時序。而在類似CAN、異步SCI和定時的I/O功能等廣泛應用于汽車的串行通信中不能采取該方式。芯片上的開關噪聲表明其自身就是期望信號輸出的一個阻尼振蕩，這是電感與芯片上負載電容串聯(lián)組合而產生的結果。對一個典型的片上總線來說，負載是一個連接到許多三態(tài)緩沖器的長的PCB布線，該負載的主體是電容，包括柵極，pn結以及互聯(lián)電容。
消除電感或者降低di/dt可以減小或者消除噪聲。只有當噪聲幅度大到會引起連接節(jié)錯誤開關時，才需要認真考慮設計中的噪聲問題。
降低對于外部噪聲源的敏感性包括對外部器件以及內部設計的考慮。外部的瞬態(tài)電流會引起管腳上的兩種情況：電壓變化會導致容性耦合的電流進入器件；超出電源范圍的電壓最終會通過電阻路徑將電流傳導到器件中。
汽車電子設計中，通常用外部RC濾波器來限制瞬態(tài)電壓擺幅和注入電流。必須小心，確保外部器件值考慮到漏電流效應，尤其是模擬輸入時。值得注意的是，MCU和IC的I/O管腳通常多達200個，這種解決方案所需的額外成本和電路板空間使工程師在系統(tǒng)設計中不愿意采用。最好的解決辦法是實現在芯片上的高度集成。
硬件和軟件技術可以協(xié)同實現EMC性能要求。例如，許多MCU都具有在外部總線上輸出內部訪問的能力，通常情況下這些都是不可見的。這種方式對于調試非常有用，但是在一些設計不當的系統(tǒng)中可能會產生外部的總線競爭，從而使相關噪聲增加。
在過去的工作中我曾遇到芯片上A/D變換器讀取值不正確的類似問題，該問題看上去似乎噪聲在某種程度上干擾了測量或者是變換。通過了解系統(tǒng)的硬件結構圖，從表面上了解A/D變換器的輸入部分似乎一切都很正常，但是我注意到外部的EPROM以某種方式實現解碼，而這種解碼方式在某些非常特殊的情況下可能會引起總線競爭，這種競爭不會影響程序的任何運行，但是會產生足夠的噪聲，因此會出現A/D變換偶然的錯誤。通過改變解碼邏輯就迅速解決了這個問題。
參考文獻：
1.H.JohnsonandM.Graham,High-SpeedDigitalDesign,Prentice-HallPTR,EnglewoodCliffs,N.J.,1993.
2.H.W.Ott,NoiseReductionTechniquesinElectronicSystems,secondedition,JohnWiley&Sons,NewYork,1988.
3.C.R.Paul,IntroductiontoElectromagneticCompatibility,JohnWiley&Sons,NewYork,1992.