中心議題：

• 探討觸摸原理及其設計方案
• 揭示高效逆變器設計之道
• 剖析電動汽車的充電技術

2010年，有2個概念最值得人們探討：“蘋果”和“環保”。

“蘋果”概念：以iPhone為首的手機和以iPad為首的平板電腦這股“蘋果”feng，chuleyinbaobianxieshixiaofeidianzishichangwai，gengshidaidonglechumopingjishudexunmengfazhan。juxingyefenxishirenwei，chumopingzaidianzishebeideshentoulvjiangfenweiqianhouliangqi：前期為20%-30%，後期將達到60%。2010年已經超越了30%的滲透率
，2011年將是後期60%的發展之年。

“環保”概念：隨著我國經濟持續高速發展
，缺煤

、缺電、缺油幾乎同時出現，加上我國是能源消費大國
，早在2002年
，我國能源消費已位列全球第二，僅次於美國，時至2010年我國一次能源消費量達到了32.5億噸標準煤，同比增長了6%，能(neng)源(yuan)消(xiao)費(fei)躍(yue)居(ju)全(quan)球(qiu)之(zhi)首(shou)。加(jia)之(zhi)

，近(jin)期(qi)發(fa)生(sheng)的(de)日(ri)本(ben)核(he)泄(xie)漏(lou)事(shi)件(jian)，更(geng)是(shi)引(yin)發(fa)了(le)人(ren)們(men)對(dui)能(neng)源(yuan)獲(huo)取(qu)之(zhi)道(dao)的(de)重(zhong)新(xin)審(shen)度(du)。在(zai)全(quan)球(qiu)能(neng)源(yuan)緊(jin)缺(que)的(de)大(da)環(huan)境(jing)下(xia)，清(qing)潔(jie)環(huan)保(bao)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)伏(fu)
、風電等清潔能源將被加速，從而帶動逆變器市場的發展
；新能源汽車技術也在這樣的大環境下異軍突起，各種新型充電技術將搬上環保的舞台。

在“蘋果”和“環保”概念下，觸摸技術、逆變器技術以及新型充電技術討論將在延2011年(nian)繼(ji)續(xu)延(yan)伸(shen)。本(ben)期(qi)半(ban)月(yue)談(tan)將(jiang)與(yu)大(da)家(jia)一(yi)起(qi)探(tan)討(tao)觸(chu)摸(mo)屏(ping)在(zai)設(she)計(ji)的(de)時(shi)候(hou)需(xu)要(yao)注(zhu)意(yi)哪(na)些(xie)要(yao)點(dian)，如(ru)何(he)提(ti)高(gao)光(guang)伏(fu)逆(ni)變(bian)器(qi)效(xiao)率(lv)以(yi)及(ji)新(xin)型(xing)充(chong)電(dian)技(ji)術(shu)的(de)技(ji)巧(qiao)。

觸摸技術
觸摸屏作為新型的輸入設備，有利於電子產品小型化、操作簡潔化、waiguanshishanghua
，chumoshianjianshianjiancaozuogengjialinghuofangbian，daidonglechumojishuhuosujinruxiaofeidianzishichang，muqiangerenshumachanpinheshangyongxianshidoufenfencaiyonglechumojishu。
 
1）觸摸屏工作原理和性能
觸摸屏係統包括觸摸檢測裝置和觸摸屏控製器。觸摸檢測裝置安裝在顯示器屏幕前麵，用於檢測用戶觸摸位置，接收後送觸摸屏控製器；觸摸屏控製器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息，並將它轉換成觸點坐標，再送給CPU


，它同時能接收CPU發來的命令並加以執行
，這就是其工作原理。觸摸屏一般分為四大類：電阻式觸摸屏、電容式觸摸屏、紅外線式觸摸屏和表麵聲波觸摸屏，每種觸摸屏都有其獨特的性能，各自的原理也有差異性，因此不同的觸摸屏有不同方麵的應用。

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2）電容式觸摸設計要點
目前市場上因為電容屏憑借其多點觸控功能而得到廣泛應用。電容觸摸屏和電阻式觸摸屏截然不同，電阻屏相對來說比較穩定、設she計ji簡jian單dan

，那na麼me在zai進jin行xing電dian容rong式shi觸chu摸mo屏ping設she計ji的de時shi候hou需xu要yao注zhu意yi哪na些xie問wen題ti呢ne？當dang我wo們men對dui觸chu摸mo屏ping進jin行xing操cao作zuo的de時shi候hou，用yong指zhi尖jian觸chu摸mo
，是shi不bu會hui有you效xiao的de

，因yin為wei電dian容rong觸chu摸mo屏ping受shou到dao手shou指zhi和he觸chu摸mo屏ping之zhi間jian接jie觸chu麵mian積ji的de影ying響xiang

，倘tang若ruo增zeng大da手shou指zhi與yu屏ping幕mu的de接jie觸chu麵mian積ji，則ze可ke能neng會hui出chu現xian誤wu操cao作zuo，這zhe就jiu引yin出chu了le用yong戶hu與yu機ji器qi之zhi間jian良liang好hao交jiao互hu的de設she計ji問wen題ti。所suo有you的de電dian子zi設she備bei都dou需xu要yao考kao慮lv其qiESD問題

，對於配有觸摸屏的移動設備，屏幕的增大帶來耗能的增大

，耗能問題急需解決

，還有諸如觸摸屏本身的材質選取、觸摸屏的各種電氣參數……這些都是在設計中需要考慮的。

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2）電容式觸摸解決方案
觸摸係統主要包括觸摸屏
、控製器、微處理器三部分，觸摸屏作為輸入係統，用於檢測用戶的操作，並形成電信號；控製器充當觸摸屏和微處理器之間溝通的橋梁，內涵一個AD轉換器件；微處理器是核心部件，負責運算。其中
，控製器與觸摸屏的觸控點數目

、精確度、相應時間、功耗


、xinzaobiyouguan
，haodejishufangankeyizaijieshengchengbenheshiyongziyuanshangweichumoxitongzuochugongxian，kaifayouhuachumoxitongdezhongdianluodaolekongzhiqishang。muqian，shichangshangdianrongshichumokongzhijiejuefanganzhuyaobaokuoTrue Touch技術、mTouche技術和maXTouch技術，這些技術解決了在電容屏上使用觸筆、縮短觸摸係統的開發時間、觸摸響應時間

、精度等問題，同時也朝著小型化發展。

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3)  觸摸屏接口設計案例分享
觸摸屏輸入輸出設備，由觸摸屏、觸摸屏控製器和微控製器三部分組成，要求精確、方便、準zhun確que的de控kong製zhi，其qi應ying用yong簡jian化hua了le人ren機ji交jiao互hu過guo程cheng，使shi得de數shu據ju的de顯xian示shi和he輸shu入ru結jie合he為wei一yi體ti，大da大da縮suo小xiao了le整zheng個ge設she備bei的de體ti積ji。觸chu摸mo屏ping附fu著zhe在zai顯xian示shi器qi的de表biao麵mian，與yu顯xian示shi器qi配pei合he使shi用yong，通tong過guo觸chu摸mo產chan生sheng模mo擬ni電dian信xin號hao
，經jing過guo模mo數shu轉zhuan換huan變bian為wei數shu字zi信xin號hao，並bing由you微wei處chu理li器qi計ji算suan得de出chu觸chu摸mo點dian的de坐zuo標biao

，從cong而er得de到dao操cao作zuo者zhe的de意yi圖tu並bing執zhi行xing。控kong製zhi器qi的de功gong能neng主zhu要yao是shi在zai微wei處chu理li器qi的de控kong製zhi下xia向xiang觸chu摸mo屏ping的de兩liang個ge方fang向xiang分fen時shi施shi加jia電dian壓ya
，並bing將jiang相xiang應ying的de電dian壓ya信xin號hao傳chuan送song給gei自zi身shenA/D轉換器，在微處理器SPI口提供的同步時鍾作用下將數字信號讀入微處理器。微處理器則相當於人類的大腦

，一切的數字信號控製均需要經過這個核心部件。
激ji光guang治zhi療liao儀yi係xi統tong因yin為wei其qi特te殊shu應ying用yong對dui係xi統tong的de響xiang應ying時shi間jian要yao求qiu比bi較jiao嚴yan格ge，通tong過guo對dui內nei部bu寄ji存cun器qi和he算suan法fa的de優you化hua設she置zhi，可ke以yi提ti高gao複fu雜za控kong製zhi係xi統tong的de響xiang應ying時shi間jian。便bian攜xie產chan品pin需xu要yao麵mian對dui的de挑tiao戰zhan是shi續xu航hang時shi間jian，從cong超chao低di功gong耗hao的de趨qu勢shi出chu發fa，提ti出chu了le以yi零ling功gong耗haoAltera MAX IIZ CPLD邏輯器件對智能手機觸摸屏接口的設計，並詳細介紹了2D觸摸傳感器的原理及其設計，通過 MAX IIZ CPLD和AD7142 CDC觸摸屏解碼達到縮短響應時間
、提高精確度和降低功耗等等。

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高效率逆變器設計
太陽能交流發電係統是由光伏組件
、光伏控製器、蓄電池組和逆變器共同組成（如圖1）,，其中，逆變器是最重要的部分。逆變器是一種電源轉換裝置，其主要功能是將蓄電池的直流電逆變成交流電，圖2表示了逆變器在太陽能交流發電係統中的作用。

1）半導體功率器件的選擇
太陽能逆變器通過全橋電路


，一般采用SPWM處理器經過調製、濾波
、升壓等，得到與照明負載頻率、額定電壓等相匹配的正弦交流電供終端用戶使用。最高效率是太陽能逆變器的最重要指標
，除了通過一個boost電路來對太陽能電池輸入電壓進行最大功率點跟蹤，功率器件的加入以及正確選用，將會大大提高太陽能逆變器的效率。
用於逆變器的功率器件主要有IGBT和MOSFET兩種
，其中IGBT導通壓降具有非線性特性，可以使IGBT的導通壓降不隨著電流的增加而顯著增加，其工作在50HZ的電網頻段，MOSFET比IGBT工作在更高的開關頻率，一般在16KHZ頻段左右。在DC/AC升壓變換器中，由升壓二極管
、升sheng壓ya晶jing體ti管guan和he儲chu能neng電dian感gan組zu成cheng的de電dian壓ya變bian換huan電dian路lu，輸shu入ru的de脈mai衝chong經jing過guo放fang大da器qi放fang大da後hou驅qu動dong晶jing體ti管guan做zuo開kai關guan動dong作zuo，使shi得de直zhi流liu電dian壓ya對dui電dian感gan進jin行xing充chong放fang電dian，此ci時shi，在zai電dian感gan的de另ling一yi端duan就jiu能neng得de到dao交jiao流liu電dian壓ya。一yi般ban而er言yan
，在zai選xuan擇ze升sheng壓ya二er極ji管guan時shi
，必bi須xu考kao慮lv到dao反fan向xiang恢hui複fu電dian流liu對dui升sheng壓ya開kai關guan的de影ying響xiang，因yin為wei這zhe會hui導dao致zhi額e外wai的de損sun耗hao，使shi用yong碳tan化hua矽gui二er極ji管guan，可ke大da大da減jian少shao晶jing體ti管guan的de開kai通tong損sun耗hao和he二er極ji管guan的de關guan斷duan損sun耗hao


，還hai可ke減jian少shao電dian磁ci幹gan擾rao。對dui於yu額e定ding600V的升壓開關
，可采用超級結MOSFET
，可降低單位麵積的導通電阻。對於需要1200V功率開關的太陽能逆變器，IGBT是適當的選擇。使用超級結MOSFET在輸出變換器中
，開關頻率沒有DC/AC變換器的高，處理由所有組變換器產生的電流總和時，絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)將是最理想的器件。

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3）逆變器的拓撲結構設計
逆變器的拓撲結構決定著整個太陽能並網發電係統的效率和成本，是影響係統經濟可靠運行的關鍵因素,拓撲結構的選擇和光伏逆變器額定輸出功率有關：對於4kw以下的光伏逆變器
，通常選用直流母線不超過500v，單相輸出的拓撲結構,而大功率光伏逆變器需要使用更多的光伏電池組和三相逆變輸出，最大直流母線電壓會達到1000v
，綜合考慮開關速度，利用中心點箝位的拓撲結構，便可使用600v的器件取代1200v的器件
，提高太陽能逆變器的效率。不管是單向還是三相光伏逆變器拓撲設計，其趨勢都是朝著效率更高、無功功率補償和雙向變換模式發展，通過在原來的拓撲設計上適當的增加功率器件
，可以使太陽能逆變器高效的運作。
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電動汽車充電技術
diandongqichezaoyichengweishijiechezhanshangdeyigejiaodian
，qitidaichuantongnengyuanqudongjishuwuyishiweilaixingyefazhandezhongdian。duiyuyitaidiandongqiche，xudianchishiqidonglisuozai，chongdianshiqibukequeshaodexingwei
，weishiyingdangjinshehuikuaisufazhandebufa，zhinengkuaisudechongdianfangshichengweilediandongqichechongdianjishudefazhanqushi。
  1）電動汽車的充電方式
目前電動汽車充電方式有三種，即更換電池
、快速充電、無線充電。

genghuandianchishizhishijiangxinnengyuanqichedonglidianchihuanjieshichanghuayunying

，youliyujiangdidiandongchedeshoujiajijianduanchongdianshijian

，danshixingyezhuanyehuagao。kuaisuchongdianshiyijiaodadianliuzaiduanshijianneiweidiandongqichetigongkuaisuchongdianfuwu。zengdachongdiandianliu，keyishidianchijibanshangdanweishijianneihuifudehuoxingwuzhizengduo，danshihuijianduandianchideshiyongshouming。“無線充電”策略擺脫了線的束縛，其最流行的解決方案包括電磁感應和磁共振。

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2）電動汽車用充電電池及其充電技術
diandongqichechongdiandezaitishidonglidianchi，zaichongdianguochengzhong，tongguodianhuaxuefanyingbadiannengzhuanhuaweihuaxueneng
，suoduandonglidianchidechongdianshijianhezengjiadonglidianchidechongdianrongliangshichongdiandeguanjianjishu。muqianzhuyaodediandongqichedonglidianchiyouqiansuandianchi、氫鎳電池
、鋰離子電池三分天下。

動力電池的性能由其物理結構決定，並決定著充電技術的選取。鉛酸電池受環境的影響較大，溫度等因素會對電池的SOC值(zhi)影(ying)響(xiang)較(jiao)大(da)，在(zai)變(bian)電(dian)流(liu)放(fang)電(dian)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，脈(mai)衝(chong)分(fen)階(jie)段(duan)恒(heng)流(liu)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)能(neng)夠(gou)很(hen)好(hao)的(de)適(shi)應(ying)鉛(qian)酸(suan)電(dian)池(chi)的(de)充(chong)電(dian)特(te)點(dian)。氫(qing)鎳(nie)電(dian)池(chi)在(zai)高(gao)溫(wen)充(chong)電(dian)時(shi)，副(fu)反(fan)應(ying)氧(yang)析(xi)出(chu)反(fan)應(ying)會(hui)加(jia)速(su)
，使(shi)得(de)電(dian)池(chi)內(nei)壓(ya)升(sheng)高(gao)，容(rong)易(yi)發(fa)生(sheng)爆(bao)炸(zha)，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)調(tiao)整(zheng)配(pei)方(fang)工(gong)藝(yi)加(jia)以(yi)改(gai)善(shan)
，提(ti)高(gao)高(gao)溫(wen)下(xia)充(chong)電(dian)效(xiao)率(lv)和(he)安(an)全(quan)性(xing)，其(qi)充(chong)電(dian)技(ji)術(shu)主(zhu)要(yao)采(cai)取(qu)恒(heng)電(dian)流(liu)充(chong)電(dian)方(fang)式(shi)。鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)目(mu)前(qian)是(shi)運(yun)用(yong)最(zui)多(duo)的(de)動(dong)力(li)電(dian)池(chi)，其(qi)性(xing)能(neng)與(yu)正(zheng)極(ji)材(cai)料(liao)密(mi)切(qie)相(xiang)關(guan)
，鋰(li)鈷(gu)氧(yang)化(hua)物(wu)和(he)鋰(li)錳(meng)氧(yang)化(hua)物(wu)適(shi)宜(yi)鋰(li)離(li)子(zi)的(de)脫(tuo)嵌(qian)，成(cheng)本(ben)低(di)廉(lian)、無wu汙wu染ran以yi及ji耐nai過guo充chong性xing和he熱re安an全quan性xing更geng好hao
，對dui充chong電dian過guo程cheng中zhong的de保bao護hu要yao求qiu相xiang對dui較jiao低di，適shi宜yi作zuo為wei正zheng極ji材cai料liao。動dong力li電dian池chi的de性xing能neng和he壽shou命ming不bu僅jin與yu自zi身shen的de參can數shu有you關guan，充chong電dian方fang式shi、充電結束電壓、充放電電流等充電過程中的因素也會對其造成一定的影響，需要根據各種因素對動力電池的充電技術進行選取。

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3）超級電容在快速充電中的應用
超(chao)級(ji)電(dian)容(rong)器(qi)是(shi)介(jie)於(yu)電(dian)容(rong)器(qi)和(he)電(dian)池(chi)之(zhi)間(jian)的(de)儲(chu)能(neng)器(qi)件(jian)，它(ta)既(ji)具(ju)有(you)電(dian)容(rong)器(qi)可(ke)以(yi)快(kuai)速(su)充(chong)放(fang)電(dian)的(de)特(te)點(dian)，又(you)具(ju)有(you)電(dian)化(hua)學(xue)電(dian)池(chi)的(de)儲(chu)能(neng)機(ji)理(li)

，憑(ping)借(jie)其(qi)容(rong)量(liang)大(da)
、功率密度大、使用壽命長、安全性強和對環境沒有汙染等特性

，成為了電動汽車動力開發的重要方向之一。其在啟動、jiasuheshangpoxingshizuoyeshiketigongshunshidagonglv，bingzaiqichezhidongshihuishounengyuanjiayiliyong，zuizhongyaodeshichaojidianrongqikeyishixiankuaisuchongdian，duidiandongqicheshixianxuhangjuyouzhongdayiyi。

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4）電池管理係統在電動汽車充電過程的作用
電池管理係統與電動汽車的動力電池緊密結合在一起，對電池的電壓
、電流、溫度等參數進行時刻檢測，同時還進行著多種智能管理：漏電檢測、熱管理、電池均衡管理、報警提醒……其(qi)中(zhong)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)是(shi)它(ta)在(zai)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)充(chong)電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)發(fa)揮(hui)著(zhe)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)與(yu)調(tiao)節(jie)最(zui)優(you)充(chong)電(dian)的(de)作(zuo)用(yong)。在(zai)充(chong)電(dian)過(guo)程(cheng)中(zhong)，電(dian)池(chi)可(ke)接(jie)受(shou)的(de)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)是(shi)有(you)限(xian)的(de)，且(qie)會(hui)隨(sui)著(zhe)充(chong)電(dian)時(shi)間(jian)呈(cheng)指(zhi)數(shu)規(gui)律(lv)下(xia)降(jiang)
，甚(shen)至(zhi)會(hui)出(chu)現(xian)過(guo)充(chong)電(dian)現(xian)象(xiang)
，對(dui)電(dian)池(chi)造(zao)成(cheng)損(sun)傷(shang)。電(dian)池(chi)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)時(shi)刻(ke)檢(jian)測(ce)電(dian)池(chi)的(de)各(ge)項(xiang)參(can)數(shu)，並(bing)根(gen)據(ju)參(can)數(shu)自(zi)動(dong)調(tiao)節(jie)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)的(de)大(da)小(xiao)
，提(ti)高(gao)電(dian)池(chi)的(de)充(chong)電(dian)效(xiao)率(lv)，保(bao)證(zheng)了(le)汽(qi)車(che)係(xi)統(tong)的(de)安(an)全(quan)。

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