綜合顯控箱電路設計與技術驗證*

方航 向宇 嚴濤

（中國船舶集團有限公司第七一〇研究所 宜昌 443004）

1 引言

某型裝備工程研制過程中需要設計一臺集成顯示與控制功能一體的電子設備（以下簡稱為綜合顯控箱）作為全系統的指控設備，要求具備狀態指示及人機交互、配電控制、通訊管理、開關信號采樣、控制信號輸出等功能。本文以綜合顯控箱的電氣設計為例，從設計與制造需求分析、總體功能分解與子功能硬件實現、具體電路設計及實物樣機技術狀態驗證等角度出發闡述產品從無到有、從上至下的開發流程和方法，希望對產品開發設計師有一定的入門啟發作用。

2 設計需求分析

產品開發之前，首先應多角度調研市場，充分收集信息、匯總并整理產品需求，編制需求分析報告。綜合顯控箱的設計與制造需求涵蓋了結構、電氣、軟件及“六性要求［1］”等方面，本文著重從電氣角度對設備的需求進行歸納總結，將總體功能進行分解并開展工程設計。首先將設備內部視作黑匣子，從對外接口關系角度對綜合顯控箱的總體功能進行量化明確，繪制設備的輸入輸出信號流向如圖1所示。

圖1 綜合顯控箱輸入輸出關系

根據設備的輸入輸出關系框圖，左側為輸入信號包含1路交流220V電源用于對設備供電、內部電源分配及電壓等級變換，3路千兆網絡［2］及1路USB口用于與外部設備進行通訊。右側為輸出信號包含6路交流220V電源用于分別對外部6個設備A1-A6供電，6路CAN通訊信號用于分別與外部6個……