开关电源的设计与实现范例(12篇)
开关电源的设计与实现范文篇1
关键词：监控系统改造;结构;功能;设计体会;
Abstract:Withthecontinuousdevelopmentofcomputermonitoringsysteminlargeandmedium-sizedhydropowerstation,hasamatureandstableuse,manysmallandmediumhydropowerstationcomputermonitoringsystemisalsoincludedintherenovationseries.Thisarticleelaboratedthesmallandmediumhydropowerplantcomputermonitoringandcontrolsystemofthetypicalstructure,function;andproposesthesmallandmediumhydropowerplantcomputermonitoringandcontrolsystemdesignprocesstoconsidertheproblem.Believedtobeonthesametypeofpowerstationcomputermonitoringsystemtoprovidecertainreferenceandreference.
Keywords:monitoringsystem;structure;function;designexperience;
中图分类号：TV742文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）03-0020-02
1、前言
随着计算机监控系统的不断发展，已在大中型电站成熟稳定的运用，由于计算机监控系统在自动控制监测方面优于常规系统无法比拟的安全可靠性，在新建的电站设计中已绝大部份考虑采用计算机监控，取消了原来常规继电器集中控制系统。随着自动化控制元器件价格不断下降，系统性价比的不断提高，很多中小型电站也列入了计算机监控系统的改造系列，我们几个电站也相继成功进行了计算机监控系统的改造。本文取其中一个较小电站，雁溪电站的计算机监控系统的改造经验，结合本人在几个不同电站监控改造中的实际体会，谈谈计算机监控系统在中小型电站的运用。
2、中小型电站计算机监控系统的采用的典型结构及配置
2．1系统采用的结构
中小型计算机监控系统改造过程中，以住从安全可靠的角度出发，采用常规继电器控制与计算机监控并存的方式，现在随着计算机监控系统的不断成熟可靠，设计过程中完全可考虑由计算机监控系统取代常规控制系统。计算机监控系统的结构模式有集中式监控系统、分层分布式监控系统、功能分散式监控系统等。由于分层分布式监控系统整体安全可靠、实用经济、易于维护，系统易于扩展、升级更新方便，具有开放性，可保护用户的利益。我们改造的几个电站中，单机容量从几百到上万千瓦，均采用了分层分布式全开放的计算机监控系统结构。
雁溪电站设计水头24米，多年平均电量300万千瓦时。电站总装机容量1260千瓦，为两台630千瓦的卧轴混流式水轮发电机组。是小型径流式水力发电站。其主接线为：2台机组通过一台两圈主变升压至10KV经雁溪237线送至上标二级2#主变。计算机监控系统采用分层分布全开放式的系统结构，设有负责完成全厂集中监控任务的电站控制层及负责完成机组、开关站公用设备监控任务的现地控制层。现地控制系统以可编程控制器为基础构成，现地控制系统的设备靠近被控对象布置。主控级和现地控制单元级经100Mbps以太网相连。系统结构如图所示：
2．2系统配置
2.2.1电站控制级
电站控制级为电站的实时监控中心，负责全厂的自动化功能（包括安全监视、控制操作、自动发电控制AGC、自动电压控制AVC等）、历史数据处理（包括运行报表、设备档案、运行参数等）、人机对话（包括对运行设备的监视、事故和故障报警，对运行设备的人工干预及各种参数的修改和设置等）及时钟同步。
(1）主机/操作员工作站2套
主机操作员工作站的功能包括对整个电厂的运行管理、数据库管理、综合计算、事故故障信号的分析处理、图形显示、定值设定及变更工作方式、模拟数据的趋势分析及记录、统计和制表打印、运行和事故处理指导、历史数据记录、整理、归档和检索等。运行值班人员通过彩色液晶显示器可对电厂的生产、设备运行做实时监视。电厂所有的操作控制都可以通过鼠标及键盘实现。工作站配置声卡和语音软件，用于当被监控对象发生事故或故障时，发出语音报警提醒运行人员。2套主机/操作员工作站互为备用，可无扰动切换。
(2）打印机1台
系统配置一台A3幅面打印机，完成监控系统的各种打印服务功能。打印方式以召唤打印为主，定时打印为辅。
(3）逆变电源1套
系统配置一套交直流双输入逆变电源，为电站计算机监控系统上位机设备供电，提高系统电源的可靠性。
(4）网络设备1套
系统网络采用以太网结构，符合工业通用的国际标准IEEE802.3以及TCP/IP规约。网络设备包括交换机以及网络电缆等。
2.2.2现地单元控制级
现地单元控制级按被控对象性质分为机组LCU、开关站及公用LCU，实现对各生产对象的监控。各现地控制单元以相对独立的方式配置，可直接完成生产过程的实时数据采集和预处理，以及本单元的设备状态监视、调整和控制等功能，其设计能保证当它与主机系统脱离后仍能在当地实现对有关设备的监视和控制功能。当其与主机恢复联系后又能自动地服从上位机系统的控制和管理。LCU采用PLC直接联网的方式，提高了系统的可靠性。采用彩色液晶触摸屏作为现地人机接口。除了PLC带触摸屏外，现地LCU还配有自动准同期、温度巡检仪、转速测控仪、交流采样装置、交真流电源装置等自动控制设备，以完成机组控制、调节、监视等功能。
2.2.3系统结构特点
(1）采用局部网的全分布式开放系统结构，主机操作员工作站使用开放的操作系统，主计算机工作站及LCU直接接入网络，可获得高速通讯和共享资源的能力。
(2）网络上接入的每一设备都具有自己特定的功能。实现功能的分布，某一设备故障只影响局部功能，利于今后功能的扩充。
(3）厂级主计算机采用工业控制计算机，性能优越。
(4）系统先进。冗余化的设计和开放式系统结构，使系统可靠实用、便于扩充，整个系统性能价格比高。
(5）系统分两层：厂站控制层以及现地控制单元层。两层之间采用以太网总线，构成高可靠的网络系统。网络通讯采用高性能的网络交换机进行连接，LCU与交换机间的网络介质为双绞线，具有较高的传输速率和良好的抗电磁干扰能力。
3、系统实现的功能
3．1数据的采集与处理
系统对全厂主要设备的运行状态和运行参数自动进行采集，并作必要的处理后存于实时数据库，供计算机系统实现各种功能之用。生产过程信息包括开关量、模拟量、温度量、电度量等。所有的信息经LCU采集和预加工后送至上位机，及时更新数据库并作为控制、运行监视和技术统计的基本数据，同时产生历史数据库。
3．2实时运行与安全监视
正常运行时，运行人员能通过系统的人机联系手段，对电站的各系统的实时运行参数和设备运行状态以召唤方式进行实时监视显示。当发生异常时，可自动转入事故、故障显示，自动推画面，对故障进行记录，并进行语音报警。
3．3指令操作控制
运行人员可在各操作员站上对电站设备进行人工操作控制，主要指令操作有：机组起、停操作，断路器开关投切操作，公用设备、机组辅助设备的启停操作。调节操作有：机组有功、无功的调节，以及其它参数的整定与修改。
3．4综合参数统计、计算与分析
根据实时采集至的数据进行周期、定时或召唤计算分析，帮助运行人员对电厂设备的运行进行全面监视分析。
3．5运行指导
对一些复杂的操作进行操作提示，操作前对条件进行判断与闭锁，推出显示相应的监视画面，显示操作步骤与执行情况。
3．6通讯
站级通讯工作站将我厂的一些设备信息传送至区调与县调。并通过串口经公用LCU的工控机完成与全厂微机保护、压力钢管安全监控系统、直流系统、水情系统、电量RTU等进行通讯，使其设备的信息详细的传至上位机。更好完成的监视与控制工功能。
3．7其它
监控系统还具有一些本身的自检与自恢复、报表的打印、日志的自动生成等一些功能。
4、设计过程中考虑
4．1中小型计算机监控系统系统改造过程中应从电站实际出发，选用成熟可靠性价比高的产品。系统结构建议采用分层分布式全开放系统、100M高速以太网结构。尽量采用PLC直接上网模式，虽然这样的设计成本会高些，但可靠性及实时性会更好，从性价比来说还是很值的的。上位机应设两台操作员站，采用热备用工作方式。在投资允许及功能要求的情况下，还可配置通讯工作站、工程师站、实时卫星对时系统等。
4．2数据量采集应完善。一些必要的开关量，如开关的状态、闸刀的状态、控制设备的状态、事故故障报警信号等应采集齐全，除了开关量外，一些模拟量，特别一些重要的非电气量的模拟量，如一些温度量、压力、水位信号应考虑采用非电量变送器传至模入模块进行采集。使上位机能够建立一个真实、完善的数据库系统，是监控系统的基础。
4．3控制设备的自动化水平及可靠性，是实现监控的一个重要环节。所以在监控改造之前或同时必须在原有的基础上对一些控制设备进行改造。如调速器、励磁最好采用安全可靠的自动控制系统。在改造方案中应考虑配置可靠的自动准同期装置、温度巡检装置。同期选配最好按机组一对一配置，可作相互备用，同时好考虑一套手动准同期作为备用。
4．4由于中小型电站一般不可能会考虑安装专门的五防系统，所以在计算机监控系统中尽量实现倒闸操作的闭锁功能。可在上位面作闭锁库及利用PLC程序作开关的操作闭锁。
4．5电源是保证监控系统安全可靠运行的一个重要环节。上位机操作员站的电源应考虑至少配置一台可靠的交直流双供电源。现地LCU设备应尽可能采用直流电源供电。对于直流24V的电源，必需考虑采作两台可靠的开关电源并列供电。
4．6为了防止过电压对系统造成的影响，对一些室外引入的电源、模拟信号、通讯线在引入系统前应考虑加装弱电防雷器。
5、改造中的体会
5．1技术培训工作显的尤为重要。从系统的设计、制造、建设至投运一开始培训工作就要做到位，这关系到新系统是否成动运用的关键因素。培训工作必须结合实际，厂家与电厂自已组织培训相结合，并结合不同的岗位进行不同程度的培训工作。
5．2目前大多数的监控厂家对水电厂的一些控制模式较为陌生，所以很多的流程都趋于复杂化，需要监控厂家及运行单位根据其实际情况对其有一个不段完善的过程。
5．3对一些电厂原采用常规控制后改计算机控制，应特别注意采集量的安全性，应保证所接入的接点的独立及无源。以免外电源串入烧坏模块的事件发生。最好能避免有源、无源接点从同一设备接取。
5．4现在很多中小型电站的计算机监控系统改造完毕后，都处于摆设中。很大一部的缺陷并不是监控的本身，而是人员的培训未到位及人员的技术水平能力的差距，还适应在过去的手动操作，现场监控的状态。另一方面自动化控制元器件的原因，而没有专业的维护人员的正确判断处理，很大都归结为监控系统的故障而使其退出的运行。
6、结束语
计算机监控系统改造，不同于电站其它设备的技术改造那么单一，它如同电站的中枢神经，是电站监视控制的命脉所在，必须全面综合考虑，必须结合一些自动控制设备一起改造，必须从电站实际出发选择一些性价比高、成熟可靠的系统进行实施才能取得好的成效。
参考文献：
1、王定一水电厂计算机监视与控制中国电力出版社2001
2、DL/T5065《水力发电厂计算机监控系统设计规定》
3、SL229《小型水力发电厂自动化设计规定》
开关电源的设计与实现范文
关键词：双电源；自动转换开关；可靠性；试验设计
1双电源自动转换开关种类
目前双电源的自动转换开关大致分成三种类型。其一是自投自复种类，双电源的自动转换开关中常用开关应该连接在电源中，保证电源持续供应。其二是自投不自复种类，其与自投自复种类存在一定差异。其三是互为备用种类，双电源的自动转换开关具备两路电源，但是仅仅利用一路电源，在接收到电源发生故障信号过程中，内部操作机构就会将电源开关有效切换到另外一路的电源中。
2双电源自动转换开关可靠性试验系统硬件设计
2.1双电源自动转换开关可靠性试验试品柜设计
其设计的作用与基本功能就是实现试品合理安装，同时通过相关操作实现参数的采集，针对所有型号的试品要放置不同的位置，从而不会影响试验的顺利进行。在试品柜中设置交流控制电机，替换其内部操作机构完成可靠性试验，而负载电压选择24VDC，试品柜中应该设置接线端子板与开关电源，便于实现负载、试品与电源进行连接。另外，利用电压变频器实施降压，然后将信息数据采集，并且存储于采集卡中进行综合分析。而电动调压器主要是对各相电源相应电压进行调节，从而有效模拟失压和欠压以及过压等状况，通常应用在自动转换试验中。比如说电机正反转功能设计，利用PCL-720信息数据采集卡实施控制，若是在操作电动机的合闸动作过程中，在合闸过后操作机就会碰触相应到位开关，然后到位开关就可以为计算机传递信号，并有计算机下达停止命令，此时电动机就不会转动，具体原理如图1所示。
图1操作机构的正反转原理示意图
2.2双电源自动转换开关可靠性试验的控柜设计
其一般由许多检测与采集装置构成，主要对试品柜中所有操作信息数据实施采集，同时对信息数据处理，还能够释放指令完成控制试品柜有关操作。对于控制柜而言，应该在后面设置分压板，实现机械操作下触头电压的有效分压，满足采集卡需求的采集量程要求，进而利用计算机实现信息数据分析与记录，此种电压信号采集通常利用PCL-1713型号的信息数据采集卡完成。除此之外，为了能够控制机械操作下的电动机设备开关的有效切换，设计的控制柜要利用计算机发出信号实现控制，并利用输出信号对继电器进行控制，保证主电线路相关接触器闭合，从而实现内部机构有效运行。
3双电源自动转换开关可靠性试验系统的软件设计
3.1程序初始化
在双电源自动转换开关的可靠性试验过程中，应该安装试品之后就要进行初始化操作，从而有效设置测量参数与指标，针对参数额定电压和额定电流以及额定功率等完成有效设置便于实施参数对照，而参数设置过后要点击确定按钮，这样设置的参数就能够自动输入同时保存在系统中，这样就便于完成机械操作下可靠性与自动转换开关可靠性试验相关参数的设定。通常情况下，系统参数的设定为初始化的前提，在系统参数设定过后，相关人员要依据此设定试验操作全部信息数据实施试验，主要包含了机械操作下的可靠性试验信息数据与自动转换开关的可靠性试验信息数据。
3.2欠压调节
通过将电源电压调整至标准电压过后，就要对所有相电源实施欠压调节，并且完成开关自动转换的可靠性试验。试验过程中，主要以调整的A相电源电压作为案例，重点分析了欠压试验。试验时设定的欠压数值为与标准电压相比较后存在的差值，假设设置的欠压数值为50V，而调节过后的电压就是标准电压和欠压数值的相减，是170V，点击系统中开始调压按钮，系统软件就可以自动判断采集A相的具体电压值，因为将A相电压调整至标准数值，所以就要将A相电压合理调低至170V。在试验的过程中运用了电压粗调与微调特性，初期调整A相电源电压的数值为220V，此时设置的粗调上限与下限是50V的10%，而处于220V至175V区间的调压过程属于粗调，若是电动调压器将电压调节至175V时，就应该选择微调方式，直至调节到需求的电压数值便可，具体过程如图2所示。
图2调节欠压状态程序示意图
3.3变频下切换测试
双电源的自动转换开关并非只是在电压发生故障状况下实施自动切换，针对固定频率失真或是发生偏差状况下，需要完成自动转换，因为频率发生偏差造成触头转换与电压偏差，从而进行触头转换，此全是在发生故障情形下实施自动转换，而转转的时间是一样的。对此处于欠压或是过压情形下，双电源的自动转换开关需要的转换时间与变频大致相同，仅仅需要测定电压问题时双电源的转换时间便可，而在变频状况下要依据频率的相应偏差标准实施转换便可。
参考文献
[1]徐李平，陆凌云，龚李伟，等.具有中性线重叠转换功能的自动转换开关电器[J].低压电器，2010，22：55-58.
开关电源的设计与实现范文篇3
摘要：以UC3842和FQP12N60C为基础设计了一款可编程序控制器专用电源。意在介绍通用开关电源的工作原理与设计过程，并且着重介绍高频变压器的设计以及整板调试过程，突出以理论为基础，工程设计为主导的设计方法。该电源经过实际测试，符合可编程序控制器专用电源的标准。
关键词：变频器；开关电源；UC3842
引言
现应用UC3842芯片设计了一款可编程序控制器用的开关电源，经过大量实验。在输入有很大波动的时候，该电源也能稳定工作。其中为CPU供电的+5V电源误差范围在0.1V，达到了设计目标。而且本开关电源也可作为其它电力电子控制设备的电源，可移植性能好。
1设计要求
本电源利用PWM控制技术实现DC-DC转换，通过FQP12N60C的电流检测端口与控制电路要求精度最高的电源相连，当输入有干扰的情况下，通过调节占空比来稳定对多路电源的输出。
具体指标如下：输入：直流250V±40%，输出：直流+24V、6A；+5V、2A。输出全部采用共地方式，控制系统对电源输出的纹波电压小于5%。
2原理图功能分析与设计过程
基于UC3842和FQP12N60C所组成的开关电源的电路原理图。包括整流、滤波、PWM控制器等结构。电源内部采用单端反激式拓扑结构，具有输入欠电压保护、过电压保护、外部设定极限电流、降低最大占空比等功能。
2.1输入侧整流、滤波、保护电路设计。从AC（L）线路进线串联保险丝（F1），起到过流保护作用。从AC（N）线路进线串联热敏电阻（RT110D-9），对接通AC电源时产生的浪涌电流起限制作用。在熔断器与热敏电阻的出线端并联压敏电阻（VR1），对接通AC电源时产生的浪涌电压起限制作用。之后并联安规电容CX1，泄流电阻R5。防止大电容失效后漏电，危及用电人员安全。之后串联电感，出线端并联X2电容。然后经过整流桥D1整流，在直流侧并联电解电容C10滤除整流后的交流分量以及谐波成份。
2.2功率管参数调整与电路设计。电阻R1提供电压前馈信号，使电流可随电压而降低，从而限定在高输入电压时的最大过载功率。电阻R2实现线电压检测。由电阻R6，电容C30，开关管ZD1，二极管D88组成简单的RCD箝位电路。达到保护开关管的目的。因而T1可以使用较高的初次级匝数比，以降低次级整流管D3上的峰值反向电压。电路采用简单的齐纳检测电路来降低成本。输出电压稳压由齐纳二极管（IC2）电压及光耦合器（IC1）决定。电阻R9提供进入齐纳二极管的偏置电流，产生对+5V输出电平、过压过载和元件变化时±5%的稳定度。
2.3高频变压器磁路设计。由于反激变换器对多组输出的应用特别有效。即单个输入电源使用同一磁路有效地提供多个稳定输出。因此本文设计的开关电源采用反激式变换结构。高频变压器的设计过程主要包括：磁芯大小的选择、最低直流输入电压的计算、工作时的磁通密度值的选择等。
（1）设计参数。设计使其工作在132KHz模式下。输入：直流250V±40%，输出：+24V、6A；+5V、2A。
（2）功率计算。
P=24×6×1+5×2×1=154W（1）
（3）磁芯选择。由公式（2）、（3）
Sj=0.15■=2.01cm2（2）
P1=■=■=181.18W（3）
再由实际中输出引脚个数等因素，查磁芯曲线可得选择磁芯EER40。
（4）工作时的磁通密度计算。对于EER40的磁芯，振幅取其一半Bac=0.195T。
（5）原边感应电压的选择。这个值是由自己来设定的，但是这个值决定了电源的占空比。其中D为占空比，VS为原边输入电压，VOR为原边感应电压。D=■本文选定占空比D=0.5。
（6）计算变压器的原边匝数：Np=■=42匝。
（7）计算变压器的副边匝数。对于+5V，考虑到整流管的压降0.7V以及绕组压降0.6V。则副边+5V电压值：V2=（5+0.7+0.6）V=6.3V。
原边绕组每匝伏数=■=■=3.57伏/匝。
则+5V副边绕组匝数为：N5=■=1.76匝。由于副边低压大电流，应避免应用半匝线圈，考虑到E型磁芯磁路可能产生饱和的情况，使变压器调节性能变差，因此取1.76的整数值2匝。计算选定匝数下的占空比辅助输出绕组匝数，因为+5V副边匝数取整数2匝，反激电压小于正向电压，新的每匝的反激电压为6.3伏/匝。占空比必须以同样的比率变化来维持V-S值相等。由此可得：+24V副边绕组匝数为：N24=■=7.08匝。取整数值为7匝。
对于反馈线圈的匝数，反馈电压是反激的，其匝数比要和幅边对应。NS=■=1.76匝。取整数值为2匝。
（8）确定磁芯气隙的大小。首先求出原边电感量（mH），根据LP=VS■则全周期TS的平均输入电流IS=■=■=1A。
相应的Im=■=2A，IP1=■=1A。
IP2=3IP1=3A在ton期间电流变化量i=IP2-IP1=2A，LP=VS■=150×■=0.56mH。所以电感系数Al=■=■=0.00049×■。根据所选磁芯的AL=f（lg）曲线，可求得气隙
lg=■=■=0.45mm
（9）变压器设计合理性检验。首先利用磁感应强度与直流磁密相关的关系计算直流成分Bdc。根据公式计算可以得到：Bdc=?滋H=185mT
而交流和直流磁感应强度相加之和得到的磁感应强度最大值Bmax=?滋H=■+Bdc=282.5mT，而从磁性材料曲线可知BS=390mT，故工作时留有余量，设计通过。
（1、烟台德尔自控技术有限公司，山东烟台2640062、沈阳工业大学，辽宁沈阳110178）
摘要：以UC3842和FQP12N60C为基础设计了一款可编程序控制器专用电源。意在介绍通用开关电源的工作原理与设计过程，并且着重介绍高频变压器的设计以及整板调试过程，突出以理论为基础，工程设计为主导的设计方法。该电源经过实际测试，符合可编程序控制器专用电源的标准。
关键词：变频器；开关电源；UC3842
引言
现应用UC3842芯片设计了一款可编程序控制器用的开关电源，经过大量实验。在输入有很大波动的时候，该电源也能稳定工作。其中为CPU供电的+5V电源误差范围在0.1V，达到了设计目标。而且本开关电源也可作为其它电力电子控制设备的电源，可移植性能好。
1设计要求
本电源利用PWM控制技术实现DC-DC转换，通过FQP12N60C的电流检测端口与控制电路要求精度最高的电源相连，当输入有干扰的情况下，通过调节占空比来稳定对多路电源的输出。
具体指标如下：输入：直流250V±40%，输出：直流+24V、6A；+5V、2A。输出全部采用共地方式，控制系统对电源输出的纹波电压小于5%。
2原理图功能分析与设计过程
基于UC3842和FQP12N60C所组成的开关电源的电路原理图。包括整流、滤波、PWM控制器等结构。电源内部采用单端反激式拓扑结构，具有输入欠电压保护、过电压保护、外部设定极限电流、降低最大占空比等功能。
2.1输入侧整流、滤波、保护电路设计。从AC（L）线路进线串联保险丝（F1），起到过流保护作用。从AC（N）线路进线串联热敏电阻（RT110D-9），对接通AC电源时产生的浪涌电流起限制作用。在熔断器与热敏电阻的出线端并联压敏电阻（VR1），对接通AC电源时产生的浪涌电压起限制作用。之后并联安规电容CX1，泄流电阻R5。防止大电容失效后漏电，危及用电人员安全。之后串联电感，出线端并联X2电容。然后经过整流桥D1整流，在直流侧并联电解电容C10滤除整流后的交流分量以及谐波成份。
2.2功率管参数调整与电路设计。电阻R1提供电压前馈信号，使电流可随电压而降低，从而限定在高输入电压时的最大过载功率。电阻R2实现线电压检测。由电阻R6，电容C30，开关管ZD1，二极管D88组成简单的RCD箝位电路。达到保护开关管的目的。因而T1可以使用较高的初次级匝数比，以降低次级整流管D3上的峰值反向电压。电路采用简单的齐纳检测电路来降低成本。输出电压稳压由齐纳二极管（IC2）电压及光耦合器（IC1）决定。电阻R9提供进入齐纳二极管的偏置电流，产生对+5V输出电平、过压过载和元件变化时±5%的稳定度。
2.3高频变压器磁路设计。由于反激变换器对多组输出的应用特别有效。即单个输入电源使用同一磁路有效地提供多个稳定输出。因此本文设计的开关电源采用反激式变换结构。高频变压器的设计过程主要包括：磁芯大小的选择、最低直流输入电压的计算、工作时的磁通密度值的选择等。
（1）设计参数。设计使其工作在132KHz模式下。输入：直流250V±40%，输出：+24V、6A；+5V、2A。
（2）功率计算。
P=24×6×1+5×2×1=154W（1）
（3）磁芯选择。由公式（2）、（3）
Sj=0.15■=2.01cm2（2）
P1=■=■=181.18W（3）
再由实际中输出引脚个数等因素，查磁芯曲线可得选择磁芯EER40。
（4）工作时的磁通密度计算。对于EER40的磁芯，振幅取其一半Bac=0.195T。
（5）原边感应电压的选择。这个值是由自己来设定的，但是这个值决定了电源的占空比。其中D为占空比，VS为原边输入电压，VOR为原边感应电压。D=■本文选定占空比D=0.5。
（6）计算变压器的原边匝数：Np=■=42匝。
（7）计算变压器的副边匝数。对于+5V，考虑到整流管的压降0.7V以及绕组压降0.6V。则副边+5V电压值：V2=（5+0.7+0.6）V=6.3V。
原边绕组每匝伏数=■=■=3.57伏/匝。
则+5V副边绕组匝数为：N5=■=1.76匝。由于副边低压大电流，应避免应用半匝线圈，考虑到E型磁芯磁路可能产生饱和的情况，使变压器调节性能变差，因此取1.76的整数值2匝。计算选定匝数下的占空比辅助输出绕组匝数，因为+5V副边匝数取整数2匝，反激电压小于正向电压，新的每匝的反激电压为6.3伏/匝。占空比必须以同样的比率变化来维持V-S值相等。由此可得：+24V副边绕组匝数为：N24=■=7.08匝。取整数值为7匝。
对于反馈线圈的匝数，反馈电压是反激的，其匝数比要和幅边对应。NS=■=1.76匝。取整数值为2匝。
（8）确定磁芯气隙的大小。首先求出原边电感量（mH），根据LP=VS■则全周期TS的平均输入电流IS=■=■=1A。
相应的Im=■=2A，IP1=■=1A。
IP2=3IP1=3A在ton期间电流变化量i=IP2-IP1=2A，LP=VS■=150×■=0.56mH。所以电感系数Al=■=■=0.00049×■。根据所选磁芯的AL=f（lg）曲线，可求得气隙
lg=■=■=0.45mm
（9）变压器设计合理性检验。首先利用磁感应强度与直流磁密相关的关系计算直流成分Bdc。根据公式计算可以得到：Bdc=?滋H=185mT
而交流和直流磁感应强度相加之和得到的磁感应强度最大值Bmax=?滋H=■+Bdc=282.5mT，而从磁性材料曲线可知BS=390mT，故工作时留有余量，设计通过。
3结论
24V输出电压波形
参考文献
[1]张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计[M].第一版.北京：电子工业出版社，1999，7.
[2]赵书红，谢吉华，曹曦.一种基于TOPSwitch的变频器开关电源[J].电气传动，2007，26（9）：76-80.3结论
24V输出电压波形
参考文献
开关电源的设计与实现范文1篇4
关键词：低功耗设计；逻辑综合；UPF
中图分类号：TP302文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)16-3955-02
UPF-basedLogicSynthesisofLow-PowerDesign
LIUYi,WUXiu-long,KELie-jin
(SchoolofElectronicsandInformationEngineering,AnhuiUniversity,Hefei230601,China)
Abstract:ThispaperintroducessomeimplementationstrategiesforUPF-basedlow-powerdesigns,especiallysignificanceandusageofcorrelativeUPFcommands.ThenitexplainsUPF-basedlogicsynthesisoflow-powerdesignanditssteps.Finallygiventhesummaryandsomeexperienceoflow-powerlogicsynthesis.
Keywords:low-powerdesign;logicsynthesis;UPF
随着SOC(片上系统)的集成度的扩大和时钟频率的提高，以及便携式的应用的需求片的功耗和面积要求越来越高。面积制约着芯片的成本，功耗决定芯片的可靠性以及便携设备的电池寿命。所以在便携式设备上，低功耗设计变得越来越必不可少。传统的低功耗技术，有控时钟，多阈值电压技术等。其中门控时钟是最常用的低功耗技术，是在逻辑综合的时候插入门控时钟单元，这样使得当enable无效的情况下，关断寄存器的时钟，使之不翻转，从而减小动态功耗。而多阈值电压技术主要用于减小泄漏功耗，在65nm工艺及以后，泄漏功耗也成为芯片功耗的一个重要组成部分，优化泄漏功耗主要通过在非关键路径使用高阈值电压的逻辑器件。但这些已满足不了现今低功耗设计的要求。先进低功耗技术有：多电源多电压技术，电源门控技术，动态电压与频率调节技术等[1]。
1)多电源多电压(Multi-sourceMulti-voltage)：可以有效地降低动态功耗。所谓多电源是指不同的逻辑模块处于不同的电源域中，由不同的电源供电。这样可以根据各个模块性能的要求不同，采用不同的电压。对于频率要求比较高的模块，可以采用高电压，而一些相对低频的模块则可采用低电压。但不同电压域之间的信号交互则需要加入电平转换单元（levelshifter）。
2)电源门控技术（PowerGating）：在不需要使用的时候，关闭模块的供电电源，从而减少泄漏功耗。这里需要特殊的单元-电源开关单元（powerswitch），当芯片进入休眠模式下，可以通过电源开关单元关闭某些模块的电源，从而使得这些模块的泄漏功耗趋于0。通常在电源关断区域的输出端还需要插入隔离单元（isolationcell），以防止关断区的输出信号对非关断区造成影响。
3)动态电压与频率调节技术（DynamicVoltageandFrequencyScaling）：是一种先进的功耗管理技术，在一些处理器中已经得到应用。根据模块不同情况下对性能的不同要求，动态调节模块的供电电压，从而减少功耗。
1UPF的应用
1.1UPF的特性
统一功耗格式文件UPF（UnifiedPowerFormat）是IEEE1801标准，由一系列TCL类型的命令组成，用来定义设计的低功耗意图[2]。UPF使得功耗这一重要的设计要素，通过设定与实现设计相关的功耗信息，在RTL级就得以考虑功耗。UPF提供了统一的设置功耗信息的格式，方便用于那些不能在HDL（HardwareDescriptionLanguage）代码里加入功耗信息的设计。而直接在HDL里设定功耗相关的信息，会使得逻辑设计限定于特定的电源实现[3]，使得设计的灵活性大大降低。
UPF可用于芯片电源管理的供电网络，隔离单元，电平转换单元，电源开关单元等各个方面。有了这种统一的UPF文件，在前端设计，逻辑综合，物理实现，仿真验证，等价性检查，时序分析，等各方面就可以按照UPF里的定义的低功耗设计意图来完成完整的低功耗设计流程。这样通过一个文件将低功耗的意图继承下来，用于设计流程的各个环节，也降低了低功耗设计的风险。同时UPF对各种EDA的软件的支持也很好，为业界所广泛使用。
1.2UPF的设计意图
在当今的低功耗设计中，多种低功耗手段同时运用来降低芯片功耗，如内核低电压，电源关断，多电压域等。同时采取多种工作模式，用功耗管理单元（PMU）来管理各种工作模式下的功耗，从系统级降低芯片的功耗。如图1所示的电压域分布，芯片划分为三个电压区，分别为TOP，PD_DIG,PD_FLASH。其中TOP是常开区，PD_DIG是可变电压区且关断，PD_FLASH是关断区。整个芯片由片内的LDO供电，LDO可以输出可变的VDD_DIG提供给PD_DIG电压域，可以通过逻辑控制LDO来关断VDD_DIG电源。而PD_FLASH的电源则由PowerSwitchflash_sw来关断。
1.3UPF的具体描述
UPF文件包括电压域的创建，电源端口，电源线的创建，电源线与电源端口的连接，隔离单元，电平转换单元，电源开关单元的设置，电源状态表等。充分体现了设计的功耗信息。
1.3.1电压域的创建
电压域是一系列具有相同主要电源的设计。采用create_power_domain命令定义一组设计的电源分布网络，创建电压域。在划分电压域的时候，应该考虑到设计的层次。
1.3.2对于电源网络的描述
采用create_supply_port命令创建电压域上的电源端口（如VDD，VSS），create_supply_net命令创建电源线（如VDD_net，VSS_net），这些电源线可以在各个电压域内共用（如VSS）。在创建好电源端口和电源线后，用命令connect_supply_net将相应的电源线连接到电源端口上。用set_domain_supply_net命令设置电压域默认的电源线（如VDD_net，VSS_net），这些电源线用于给电压域里的所有单元供电。
1.3.3隔离单元，电平转换单元的规则
对于隔离单元的插入，set_isolation命令规定电压域的单元按照指定的策略进行隔离，如设定对于输入隔离还是对于输出隔离，隔离信号有效后隔离单元钳位为0还是1等。对于只有一个关断区的设计，将隔离单元放在隔离区输出较为合适。而对于有多个关断区的复杂设计，有时则需要在输入的地方插入隔离单元。而钳位0/1，则与隔离单元的控制信号有效电平是高/低有关。用set_isolation_control为相应的隔离策略指定控制信号，同时指定插入的隔离单元所放置的位置（self，parent，fanout等）。这两个命令是需要成对出现的。
set_level_shifter命令设定电平转换单元侧插入策略。它指定插入的位置（电压域的输入/输出，及放置的位置）。插入的原则是根据电压域与外界电压的高低不同，放置在目的电压区。即从高电压区到低电压区，插入的高-低电平转换单元放置在低电压区；从低电压区到高电压区，插入的低-高电平转换单元则放置在高电压区。应该注意的是，高-低的电平转换单元的电源只需要连接到低电压区的电源线，而低-高电平转换单元的电源则需要两套：低电压和高电压[4]。
1.3.4电源开关单元的定义
create_power_switch命令为电压域创建一个电源开关单元的实例。电源开关单元是在布局布线的阶段插入的。
1.3.5电源状态表
add_port_state命令为电源端口添加状态信息，定义芯片的电源电压的水平及其状态。这有利于验证和分析，且不需要在验证环境里创建电压域和电源网络。
create_pst命令根据指定顺序的电源线来创建电源状态表（PowerStateTable），主要用于综合，分析，优化等阶段。它定义了一组合理的电源线状态组合，即这些状态的组合真实存在于实际芯片工作的情况。综合工具会根据相应的状态来优化设计。
2基于UPF的逻辑综合
低功耗流程下的逻辑综合，是基于普通的综合流程，加入一些额外的步骤，如读入UPF文件，设定电压，检查多电压设计。具体的步骤如下：
1)设定好各种库文件，其中包含电平转换单元、隔离单元和电源开关的库应当放入target_library，并位于标准单元库的后面。如settarget_library“sc_1v8_max.dbsc_1v2_max.dbiso_max.dblv_max.dbpw_max.db”。
2)设定好门控时钟的插入形式。门控时钟是最常用的低功耗技术，门控时钟的插入，不但降低了动态功耗，而且减小了芯片的面积。
3)读入设计，用check_design命令检查设计中存在的问题。
4)读入约束文件，用check_timing检查时序约束是否正确。
5)用load_upf命令读入UPF文件，并用set_voltage命令设置电源线的工作电压，通过指定的电压，工具会自动选择相应的工作环境（operatingcondition）如：
set_voltage1.62Cobject_list{VDD}
为了防止约束里的set_operating_condition和set_voltage不能唯一指定某个特殊的库单元，可以使用命令set_target_library_subset来指定特殊的库单元为某个或多个特定的模块所使用[4]。
6)用命令（check_mv_design）检查多电压设计是否正确。要保证set_voltage命令里的电源线的电压和set_operating_condition指定的工作条件的电压和UPF里面电压状态表的电压保持一致。用set_operating_condition命令设置当前设计的工作条件，再用set_voltage命令设置各个供电电源线的电压，这样综合的时候就会根据不同的电压来进行优化。如果check_mv_design存在Error，则要返回检查约束和UPF，如果存在Warning，则要检查这些Warning是否合理，例如有些Warning是说明缺少电平转换单元，这些则是需要在综合的时候插入的，在这个步骤下出现这种Warning是正常的。
7)用compile_ultraCgate_clock同时实现编译和门控时钟单元的插入，综合工具根据驱动的原则进行优化。DesignCompile2010.03版本对UPF流程提供了更好的支持，新加入的命令使得UPF流程变得更加容易实现。可以用insert_mv_cellCall在compile之前就插入电平转换单元和隔离单元。这样在compile之前就可以检查电平转换单元和隔离单元是否正确插入，检查UPF设计是否合理。节省了综合的迭代时间。
8)用命令（check_mv_design）检查compile后的网表的多电压设计问题。
9)分析时序，保存设计。命令save_upf用于输出综合后所对应的UPF文件，可以提供给后续的布局布线工具使用。
3总结
低功耗设计相对于普通的设计要复杂不少，而逻辑综合作为RTL-GDSII流程实现的第一步，是极其重要的一步，大部分的优化都是在这一步完成的。在基于UPF的设计中，设计层次的划分和UPF中电压域的划分要综合起来考虑，不合理的设计层次和电压域划分可能导致插入多余的电平转换单元或隔离单元，或者无法插入需要的电平转换等。同时在电压域输出端，要防止出现一条线输出同时又成为该层次内部的某个输入这种情况。因为这种情况会导致无法插入电平转换单元。对于时钟网络来说，也需要插入电平转换单元，可以在综合的时候插入，也可以在布局布线的某个阶段插入。综合的时候，要注意set_dont_touch命令的使用，如果net被设置成了dont_touch属性，则不能插入电平转换单元和隔离单元。在综合完成后，一定要保证check_mv_design通过，才能认为UPF下的综合完成。
参考文献：
[1]陈春章,艾霞,王国维.数字集成电路物理设计[M].北京:科学出版社,2008(8).
[2]MichaelKeating,LowPowerMethodologyManualForSystem-on-ChipDesign,2007,26-27.
[3]UnifiedPowerFormat(UPF)Standard,Version1.0,2007:1-2.
开关电源的设计与实现范文
关键词:高层建筑;电气设计
一高层建筑电气设计的特点
与高层建筑电气关联的用电设备品种繁多。室内、楼梯过道、安全照明等电器照明设备;货梯、客梯等电梯设备;生活水泵和消防泵等给排水设备;冷却塔风机以及水机组等制冷设备；引风机和鼓风机等锅炉房设备；排风机、电冰箱等厨房设备；包括送风机、回风机、风机管盘在内的空调系统送电设备；包括正压风机、排烟风机等在内的消防设备；另外，不同用处的高层建筑在用电量上也存在差别，不过总的来说耗电量比较大。再加上高层建筑的消防用电、客梯电力、应急照明等还要有分别独立的电源。
二高层建筑电气设计的主要内容
（一）用电负荷的计算
高层建筑供电设计的重要参数依据就是电力负荷，其计算的准确程度对选择合理设备并确保电力安全可靠的运行，都能起到重要作用，并发挥节能功效。一般用电负荷的计算方式主要采取负荷密度法与需要系数法。
（二）高低压配电系统的设计
①高压配电系统。一类高层建筑是采用两路独立的10kV市电电源同时供电;二类高层建筑可采用一路10kV市电电源供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。母线分段数目，与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的结线。电源进线几乎全部采用电缆进线。
②计费方式，采用高供高计。居民负荷与其他负荷(商业、非居、动力)分开设置。居民负荷的高供高计为参考计量。居民的表计为IC卡智能电表。其他负荷在高压部分的高供高计一般为商业计量。在低压侧，装设非居与动力计费电度表，分开计费。商业总计量扣减非居和动力后，再按商业电价计费。
③变压器宜选用干式变压器，加金属屏蔽罩，采取减振、防潮措施。应采用节能环保、低损耗、低噪声(如非晶合金变压器、三维立体卷铁芯变压器)，接线组别一般采用D・yn11。单台变压器的容量一般都不大于1250kV・A。相同容量和相同接线组别的两台变压器可以并列运行。为限制低压侧的短路电流，正常时，变压器解列运行，中间设联络开关。严禁三台及以上变压器并列运行。
④高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统和树干式系统相结合。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联接。每层楼竖井设层间配电小间。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。当层数较多负荷数较大时，一般按层数分区供电，或将变压器分散设在地下层、中间层或最顶层。
⑤低压配电系统的总进线断路器，设置瞬时、短延时、长延时三级过流保护装置。其余各级断路器的保护整定，应注意选择性配合，防止越级跳闸。
⑥所有电梯均要求采用两路由不同变压器引出的专用电缆进线。在电梯机房的末端配电箱，设两路电源的自动切换装置，互为备用。
⑦功率因数按规定应补偿到0.9～0.95。为降低变压器容量，多集中装设在低压侧，与配电屏放在一起。采用智能型免维护无功补偿装置，配备自愈式干式电容，具备自动过零投切、分相补偿等功能。无功补偿大于180kvar及以上时应使用发热量小的电容器，接触器应采用无接点接触器，过零投切，无合闸涌流。
（三）供电电源以及电压的选择
为保证现代高层建筑的供电可靠性，设置两个相对独立的电源是必须的，而电源的具体数量则可以根据负荷的大小以及实际的电网条件来定量。尽管两路电源独立运行，但它们实际上仍然同时供电，彼此相互备用。此外还要安装柴油发电机组以应急备用，确保能够在15s之内正常恢复供电。为了保障照明、电脑、电梯、消防等设备的事故用电，我国国内的高层建筑，其供电电压都是用的标准电压为10kV。
（四）主要设备的选型
①高压开关柜。现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层，按规定不宜采用油开关。应根据高层建筑地下室的标准，选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。
②电力变压器。根据防火要求，主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。
③低压配电屏。国内外低压配电屏的结构，几乎都做成抽屉式或固定分隔式。
④应急备用发电机组。过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年来国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快、故障率低等优点。
（五）变电所位置的确定
现代高层建筑的用电量相当大，在确定变电所位置时，应尽可能使高压深入负荷中心。这对节约电能、提高供电质量都有重要意义。
（六）接地和防雷设计
现代高层建筑的防雷设计，除采用避雷针和避雷带的传统做法外，近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用，但在理论上一直是有争议的。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定，通常是在4Ω以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网。这对均衡电位、提高安全性都有好处。
（七）电气的照明设计
高层建筑的电气照明设计，主要包括灯具的造型设计、灯具的布置、照明度的计算、光源类型选择等。电气的照明设计实际上与建筑的装饰密切相关，因此二者之间应相互照应、相互配合，应确保艺术意境与使用功能的统一。在现代高层建筑中，普遍采取传感器、定时器或者光敏元件来实现照明的自动控制作用，并通过各种建筑物的自动化系统来实现照明电路与接触器;另外，采取高光效的电光源，也是节能照明的重要手段。
（八）消防自动灭火与报警机制的设计
随着科技的进步，高层建筑在火灾自动报警灭火机制方面也逐渐统一，目前主要包括5个部分:火灾探测器、分区消防报警控制器、消防中心自动洒水灭火器和气体自动喷射，以保证报警灭火自动化系统。在这个过程中，由探测器探测火灾信号，并自动转为电信号，电信号进入分区报警器以及消防中心，转为声光报警信号。而整个消防指挥与监控由消防中心完成。由于高层建筑消防用电设计跨多学科，规模、功能和控制范围都日趋复杂，因此设计的复杂程度也越来越高。
（九）电梯的用电设计
电梯机房一般在井道的上方。普通电梯的梯井能够连通或者设置开口相连通。电梯根据使用功能多分为客用电梯与货用电梯等;而按照速度划分可分为超高速、高速、快速与低速电梯;按电流可分为直流和交流两种。在现代高层建筑中使用的电梯，为了缩短等待的时间并提高运输能力多采用超高速或者高速的电梯，分组采取控制。为了提高运行的舒适性与稳定度，客用电梯多采取直流电动机作为驱动;另外，在进行电梯的电气设计时，需要做好各项配电设计、电气照明、选择主开关、设置插座、装置通风及控制等相关问题。
三高层建筑电气设计中应注意的问题
①高层建筑由于照明及空调负荷多、电梯等运输设备多、给排水设备多，所以用电量特别大，且供电的可靠性要求很高。
②在高层建筑中，照明与动力基本上不共用干线。动力负荷多采用放射式供电，照明负荷则多采用母线槽配电，与动力分开。
③由于在结构上多数采用大柱距，形成大空间，使墙面安装的设备增多，必然使地面管道增多。
④由于建筑构件的预制装配化及干法施工缩短了施工周期，而且顶棚一般采用标准化、系统化的吊顶。
⑤电气设备的管线应采取防火措施。
⑥空调设备等主要用电设备分散，多数要求集中管理，即要求采用电脑管理和监控系统。
⑦采取防震措施。如配电屏、灯具等电气设备的防震;管线的层间贯通和建筑伸缩缝与沉降缝的耐震处理等。
⑧消防要求高。因为高层建筑高度高、体量大、人员密集、设备多、装饰豪华、建筑本身火灾隐患多，故对消防要求很高。
节省能源是我国经济建设中的一项重大政策，节约用电又是节省能源工作中的一个重要方面，它直接关系到企业的经济效益和人们的日常生活。在高层建筑的电气设计中，要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节电的设计方案，应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。采用合理的配电方式，采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率补偿装置和设备监控电脑系统等措施，减少电能损耗，节约用电。采用壁灯时需将容量提高一级或增加盏数。
四高层建筑电气设计中的节能原则
由于人口的增加、工业的发展、生活水平的提高，能源的消耗也就急剧增加，能源危机迫在眉睫。因此，各行各业提出了节能的要求，节约二次能源―――电能，也就成为民用建筑电气设计的焦点。建筑电气节能应坚持以下三个原则:
（一）满足建筑物的功能
即满足照明的照度、色温、显色指数;满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生;满足上下、左右的运输通道畅通无阻;满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电、展厅的工艺照明及电力用电等。
（二）考虑实际经济效益
节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用，而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。
（三）节省无谓消耗的能量
节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能耗是与发挥建筑物功能无关，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗、传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。民用建筑的节能潜力很大，应在设计中精心考虑。但是在选用节能的新设备上，应具体了解其原理、性能、效果，从技术、经济上进行比较后，再选定节能设备，以达到真正节能的目的。
开关电源的设计与实现范文篇6
电气工程及自动化
大功率开关电源的设计
一、
综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
开关电源的前身是线性稳压电源。在开关电源出现之前，各种电子装置、电气控制设备的工作电源都采用线性稳压电源。随着电子技术的迅猛发展，集成度的不断增加，计算机等各种电子设备体积越来越小而功能却越来越强大，因此，迫切需要重量轻、体积小、效率高的新型电源，这就为开关电源技术的发展提供了强大的动力。
可以说，开关电源技术的发展是随着电力电子器件的发展而发展的。新型电力电子器件的发展为开关电源的发展提供了物质条件。20世纪60年代末，耐高压、大电流的双极型电力晶体管（亦称巨型晶体管，BJT、GTR）的问世使得采用高工作频率的开关电源的出现称为可能。
早期的开关电源开关频率仅为几千赫兹，随着磁性材料及大功率硅晶体管的耐压提高，二极管反向恢复时间的缩短，开关电源工作频率逐步提高。到了1969年，终于做成了25千赫兹的开关电源。由于它突破了人耳听觉极限的20千赫兹，这一变化甚至被称为“20千赫兹革命”。
在20世纪80年代以前，开关电源作为线性稳压电源的更新换代产品，主要应用于小功率场合。而中大功率直流电源则以晶闸管相控整流电源为主。但是，这一格局从20世纪80年代起，由于绝缘栅极双极型晶体管（简称IGBT）的出现而被打破。IGBT属于电压驱动型器件，与GTR相比前者易于驱动，工作频率更高，有突出的优点而没有明显的缺点。因而，IGBT迅速取代了GTR，成为中等功率范围的主流器件，并且不断向大功率方向拓展。
开关电源开关频率的提高可以使电源重量减轻、体积减小，但使开关损耗增大，电源效率降低，电磁干扰问题变得突出起来。为了解决因提高开关电源工作频率而带来的负面影响，同样在20世纪80年代，出现了软开关技术。软开关技术采用准谐振技术的零电压开关（ZVS）电路和零电流开关(ZCS)电路。在理想情况下，采用软开关技术，可使开关损耗降为零。正是软开关技术的应用，使开关电源进一步向效率高、重量轻、体积小、功率密度大的方向发展。经过近30年的发展，对软开关技术的研究可谓方兴未艾，它已成为各种电力电子电路的一项基础性技术。迄今为止，软开关技术应用最为成功的领域非开关电源莫属。
最近几年，“绿色电源”这一名词开始进入人们的视野。所谓“绿色”是指，对环境不产生噪声、不产生电磁干扰，对电网不产生谐波污染。为了提高开关电源的功率因数，降低开关电源对电网的谐波污染，在20世纪90年代，出现了功率因数校正（Power
Factor
Correction——PFC）技术。目前，单相PFC技术已比较成熟，相关的控制芯片已在各种开关电源中广泛应用，相比之下三相PFC技术则还处在起步阶段。
高频化是开关电源轻、薄、小的关键技术，国外各大开关电源制造商都在功率铁氧体材料上加大科技创新，并致力于开发新型高智能化的元器件，尤其是改善整流器件的损耗，以提高在高频率和较大磁通密度下获得高的磁性能。另外，电容器的小型化和表面粘着（SMT）技术的应用为开关电源向轻、薄、小型化发展奠定了良好的技术支持。目前市场上出售的采用双极性晶体管制成的100千赫兹开关电源和用场效应管制成的500千赫兹开关电源虽已使用化，但其工作频率还有待进一步的提高。
模块化是开关电源发展的总体趋势，可以采用模块化电源组成分布式电源系统，实现并联方式的容量扩展。
选择本课题可以使我掌握开关电源的工作原理，进一步加深对开关电源的理解。并把所学的专业知识（包括单片机原理与应用技术、电力电子技术、大学物理、计算机辅助设计等）应用到具体实例中，有效地巩固所学的基础理论知识，真正做到学有所用。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：
1、研究的基本内容包括：开关电源的工作原理，大功率开关电源中普遍采用的全桥型电路及其驱动电路以及高频变压器的设计与制作等。
2、计划将此系统分成四部分——功率因数校正（PFC）电路、辅助电源模块、主电路以及控制电路。
3、功率因数校正电路用来提高整流电路的功率因数，防止大量的谐波分量涌入电网，造成对电网的谐波污染，干扰其它用电设备的正常运行。
4、辅助电源模块用来为控制电路提供电能。拟用单片集成开关电源芯片（TOP204）来实现。
5、控制电路用场效应管集成驱动芯片IR2155,驱动全桥电路。
6、主电路的设计主要包括高频变压器的设计和全桥型电路中功率管的选型。
三、研究步骤、方法及措施：
步骤：
（1）查阅相关的技术资料，制定初步的方案；
（2）利用适当的计算机辅助设计软件（如Proteus、PI
Expert
6.5、Multism等）对设计方案进行模拟仿真；
（3）四个模块设计的先后顺序为功率因数校正电路、辅助电源模块、控制电路和主电路。
方法：化繁为简，将整个系统分解成四个部分，方便设计、调试。对局部电路预先进行仿真，对结果有所预期。
措施：查阅于毕业设计有关资料和文献（图书馆、超星电子图书阅览室等）。经常与指导老师取得联系，一起探讨有关电路的设计方案等问题。
四、参考文献
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开关电源的设计与实现范文1篇7
关键词：LED灯具抗干扰设计
中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：
前言
LED的驱动电源大多采用开关电源，比如正激式隔离开关电源、反激式隔离开关电源、推挽式开关电源、桥式和半桥式开关电源等。本文采用的是反激式隔离开关电源，通过合理的元件选择、电路设计、补偿电路设计，探索提高效率和合理的LED驱动电源的设计方法。
一、驱动电源的电路设计
该驱动电源采用反激式隔离开关电源设计，实现350mA的恒流输出，可以驱动12个1w的大功率LED。电路整体设计如图l所示，整个电路的工作原理及工作过程是当110～265V的交流电输入电路之后经过保险丝F1。和EMI滤波电路之后整流，其中的EMI电路由一个共模电感T1，和两个X2型电容Cx1和Cx2组成。在输入端还有一个负温度效应的热敏电阻RTl，这是为了防止浪涌电流对后面的器件造成损害，当电源还没有通电时，热敏电阻的阻值很大，所以可以起到限制浪涌电流的作用；当电路正常工作后，热敏电阻由于有电流通过而发热，导致电阻会变得很小，所以正常工作后，热敏电阻的功率损耗是很小的。
电流经过整流桥滤波之后再经过CBB电容C1滤波，然后经过功率因数校正电路，使功率因数提高到0.85～0.90之间。之后电流经过初级绕组、开关管Q1和采样电阻R2和R3到地，这就是电源输入端的主回路。通过控制主回路的电流实现恒流控制，具体的方法是通过采样电阻将输入端的电流信号转化为电压信号，反馈到PWM控制芯片的3号引脚调整芯片输出脉冲的占空比来实现。在主回路上，由于开关管在断开的瞬间初级绕组的能量无法瞬间释放而产生很大的尖峰电压，如果这部分电压无法释放将会造成开关管“打火”而烧毁，所以在初级绕组的两端还要设计尖峰电压吸收回路，这部分电路由肖特基二极管D4、电阻R4，R4和高压瓷片电容C3组成。当开关管断开的时候，二极管D4导通，初级绕组和这部分电路形成了回路，从而实现尖峰电压的吸收。
电源实现恒流控制的核心是PWM控制芯片OB2532。电阻R1和R2给芯片提供启动电流。为了提高效率，该电源有一个辅助绕组给芯片供电，辅助绕组的输出经过整流二极管D5和滤波电容C4之后形成大约20V的电压给芯片供电。同时，这个绕组还起到另外一个关键的作用——电压采样，输出电压经过R9和R10分压之后反馈到芯片的4号引脚。为了使芯片能够稳定的稳压，在芯片的5号引脚和地之间串联一个电容C8作为环路补偿。芯片的2号端口是脉冲的输出端，输出端与场效应管Q1的栅极连接以控制开关管的导通与截止。输入电压经过变压器变压之后，经过超快速恢复二极管D6整流之后由电解电容C5滤波再输出。
在二极管D6上，并上电阻R11和电容C7是由于二极管在电路工作时处在高频的开关状态，加上这部分电路可以避免二极管产生振荡。
该电源电路涉及的主要分电路的设计分述如下：制输出电流，可以在输出回路串联采样电阻通过光耦反馈实现初级绕组和次级绕组的隔离。
2开关变压器的选择与设计
变压器的设计是开关电源设计的核心，反激式的开关变压器在电路中起到两个作用：储能电感，当开关管导通时，初级绕组开始储存能量；当开关管截止时，初级绕组储存的能量通过磁芯传递给次级绕组。因此，该设计对于电感主要考虑两个方面：
一是初级绕组的电感量，这决定了电源的输出功率，可通过改变绕组的线圈匝数改变电感量；二是各绕组之间的匝数比。在计算这两个参数的同时，也涉及到电源的输入功率、输出功率、效率和开关频率等问题。该设计的最大占空比为45％。效率预计为85％，输出功率为40×0.35—14w，开关频率为60kHz，经过理论计算并考虑裕量，本设计初级绕组的电感取1．5mH。根据测试，变压器的磁芯系数为：88．7μH，所以有初级绕组的匝数为130匝。
该设计采用的是基于最大占空比的设计方法来确定变压器匝数比，经过理论计算当电源加到负载的电压40V时，再考虑输出二极管的压降0.6V。则变压器的匝数比为0.45，这里计算出来的结果是匝数比N的最小值。根据电感量的要求，初级绕组已经确定为130匝，则次级绕组的匝数为58．5匝，为了方便绕制，可将匝数取为60匝，匝数比N为0．46，对于反激式开关电源，最大占空比小于50％时，系统是固有稳定的，不用增加补偿电路。
3功率因数校正电路
由于LED驱动电路中采用电感和电容等元件，引起相位漂移，所以功率因数比较低，一般不会超过0．6。提高功率因数不仅可以减少线路的损耗，还能减少电源产生的高次谐波对电网的污染，提高供电的质量。该设计采用的“填谷电路”(又称平衡半桥补偿电路)就是无源校正电路中典型的一种，电路原理如图3所示。
该电路中的电容C1和C2采用10μF／400V的电解电容，两电容参数相同，通过电容的充放电作用，能够增加导通角，在正半周期可以将导通角扩展到30O～150O，在负半周期可拓展到210O～330O。因此通过该电路可以将功率因数从0.6提高到0.85～0.9。
二、驱动电源电路的PCB设计
一个开关电源的工作性能与电路原理的设计、元件的使用有直接的关系，但是该电源是否能正常工作，PCB的设计也是一个关键点。在合理的原理设计的基础上，作品最终的性能好坏取决于它的布线。不可避免的，PCB的走线会产生一系列的寄生参数，在PCB设计的时候要想办法减小这些参数。同时，开关电源的一些器件会产生热量，因此在PCB设计的时候也要考虑到散热问题。
EMl(电磁干扰)不仅会干扰无线电系统，还会造成其他设备故障。要减小EMI，首先要确定哪个位置可能会成为EMI源。对于一个开关电源，EMI源的中心就是场效应管，因为它处于快速的导通截止状态，因此存在尖的边沿，含有高频分量。如果高频型号太强，可以在场效应管的栅极串联一个电阻，电阻一般在10～100Ω的范围。当开关导通和截止时，这个电阻可以降低栅极充电的速度，使高速开关波形边沿变陡，高频谐波含量减小。该设计采用了一个100Ω的贴片电阻串联在场效应管的栅极和PWM芯片的脉冲输出端之间。在PCB布局的时候，开关电流的路径要尽量保持简短。另外，还要远离低频的元件，比如采样电阻。
另一个会产生EMI的位置是尖峰电压的吸收电路。在开关管断开的瞬间，由于初级绕组的电流不能突变，所以会产生一个尖峰电压。该设计对这部分电路的处理时尽可能地将这部分和其他EMI源靠近。如图4所示，尖峰电压吸收电路由D4，R4，R5，C3组成，R8和Q1的栅极之间就是开关电流的路径，这部分的布局比较紧凑，就是为了减小EMI的影响。
在本电源中，可能会产生较大热量的是场效应管、输出端的整流二极管、尖峰电压吸收电路。其中，场效应管的热量比较大，所以采用散热片给它散热。其他部分主要是通过大面积的覆铜来散热。该设计采用贴片元件和插件元件结合的方式，主要是考虑到实际应用中，要尽可能地减小电源的体积，通过贴片元件和插件结合的方式可以将体积缩小1／2以下，主要是因为体积最大的变压器所在位置的底层可以焊接很多元件。同时，通过这种方式也给布线带来很大的方便。
结束语
本文给出了一种大功率LED恒流驱动电源的设计方案，该方案包括了涉及到的元器件选择、总体电路设计、关键电路设计、开关电源变压器的参数设计、电源的PCB设计等。经过实际电路运行测试，本电源在通电之后输出参数正常。
参考文献
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【2】.王其洋LED点光灯在某工程实例中的应用及安装检修注意事项[期刊论文]-建筑安全2010,25(2)
开关电源的设计与实现范文篇8
[关键词]电力公司；多功能模拟电源；终端调试；用电检查
中图分类号：TM161文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）12-0275-01
配电系统技术检测直接关系到用电安全和操作人员的人身安全。常用的检测工具一般是数字三用表、相序表、插座检查器和测电笔等检测设备或工具。在实际工作过程中，配电检测设备或工具的功能性检查或计量遇到了一些问题。一些带测量读数值的，有计量标准的设备，可以送计量站进行计量。但是很多计量站对于类似判断接线关系正确性的插座检查器、电源测试仪和检查三相电接线关系的相序表等设备无法进行定量的计量和定性的检查。设计一种配电系统模拟装置，可协助技术人员解决上述设备定性检查的问题。
研制作业现场多功能模拟电源装置，解决现场作业过程中，如终端调试、计量普查、用电检查等，经常会遇到工器具设备无电、无法正常开展工作的情况。
1技术开发目标
解决现场作业过程中，如终端调试、计量普查、用电检查等，经常会遇到工器具设备无电、无法正常开展工作的情况。
2技术开发方向与途径
研制作业现场多功能模拟电源装置，要求解决营销现场作业过程中，如终端调试、计量普查、用电检查等，经常会遇到工器具设备无电、无法正常开展工作的情况。包括一本体、分别设置于该本体相对的两端上的第一连接部和第二连接部、及设置于该本体上的一串并联开关。该第一连接部及第二连接部上分别设有电连接点，该移动电源能够通过该第一连接部与另一移动电源的第二连接部拼接在一起，并能够通过该第二连接部与再一移动电源的第一连接部拼接在一起。该串并联开关用于在该移动电源与其他移动电源连接时，切换相互拼接的移动电源之间的电连接方式，使拼接在一起的多个移动电源通过串联或并联的方式对外供电。本发明的移动电源可给不同类型的电子设备供电，并可通过与其他移动电源依次拼接来实现电容量的增加或适当调整后向外供电，且便于外出携带，解决了营销现场作业过程中无电的情况。
3配电系统模拟装置
配电系统模拟装置由输入模块、输出模块、安保模块、“单相配电模拟”、“三相配电模拟”、状态指示模块等功能模块构成。输入模块通过插头适配组合可以将交流380V电源和交流220V引入配电模拟系统。其中插头适配组合可以与自制交流220V单相三极（三线）10A或16A插头以及自制交流380V三相四极（四线）16A或25A插头相对接，可以实现与大多数常用已知电源（例如计量站实验室电源）的方便对接。“单相配电模拟”模块可以模拟出单相三极（三线）配电输出时缺零线（PE线）、缺火线（L线或相线）、缺地线（N线）、火线零线接反、火线地线接反以及输出正常等接线关系。“三相配电模拟”模块可以模拟出三相配电输出时缺A相（U相）、缺B相（V相）、缺C相（W相）、三相正相序输出、三相逆相序输出等接线关系。输出模块通过多功能转换插座或接线端子提供220V单相二极、三极（三线）和交流380V三相四极或五极（五线）输出信号。安保模块通过限流保险管，防止意外短路或其他过流事故。通过调整保险丝的大小的可以选择不同的限流保护范围。
状态指示模块通过逻辑设计，对控制各个信号通道的物理硬件的工作状态进行指示，提示使用者设备内部各个开关、继电器的当前工况。
4配电系统模拟装置电路
从配电模拟系统原理图略去与状态指示模块相关的指示灯驱动电路，主要反映了系统的电路控制规律。五路输入信号（A、B、C、N、PE），可以由单相三极配电插座输入（A、N、PE）或三相四极插座输入（A、B、C、N）。开关K1、K2、K6、K10为双向三档开关，K3、K4、K5、K7、K8、K9为双向二档开关；F1、F2、F3为保险丝座；J1、J2、J3、J4为交流220V驱动四通道继电器。K1用于分选是进行配电模拟还是绝缘参数模拟：K12接通时（K11端切嗔A信号输入），J1闭合，输出端B、C信号通路切断，同时输出端的N、PE信号转接到绝缘参数模拟模块（图中未画出具体原理电路）。K2用于分选是进行单相配电模拟还是三相配电模拟。K1-K6和J3、J4组合控制用来实现单相配电的各种输出情况：K11、K23触点接通时，K34触点接通，信号A经由J3、J4常闭触点到输入端；K32触点接通，A信号切断，实现“缺相（缺火线）”模拟。通过K2、K5的K21、K53与K54触点和J1、J3常闭触点可以模拟N信号通断情况；K4的K42、K44触点和J1、J4的常闭触点模拟PE信号的通断情况。而单相电相零错、相地错的模拟可以通过K6控制J3、J4的吸合来实现。同样，K7、K8、K9模拟三相电（A、B、C信号）的单路通断，K10和J2组合实现三相电正相序和逆相序的输出。
5模拟装置调试情况
5.1输入输出阻抗测量
用数字万用表电阻档（这里选某型号3/4位自动量程数字万用表电阻测量档）测量五路输入信号（A、B、C、N、PE）线在K1-K10分别在各个档位之间切换过程中，输出端电阻值大小。在K1的K12端接通，或K6和K10的各个非空档位切换时，输入端测量的阻抗为继电器的线圈电阻。
5.2绝缘电阻测量
用绝缘电阻表（这里选某型数字绝缘电阻表1000V档），对五路输入信号（A、B、C、N、PE）线进行绝缘电阻测量。在三档双位开关K6和K10处于中间位置（即“空档位”，左右两路均不接通）的情况下，K1的K11端接通或空档位，K2-K5、K7-K9分别在各个档位之间切换的过程中，测量五路输入信号的两两之间绝缘电阻为∞。
5.3输入输出电压测量比较
在系统设定的单相和三相电源正常的情况下，测量输入端和输出端的电压值并比较。在外接测试仪表的情况下，通过系统操作面板校验设备是否具备系统设定的功能。这里选用带蜂鸣器提示和发光二极管指示插座检查器进行单相配电模拟功能的检查；用便携式相位测量仪进行三相配电模拟的检查；用某型数字自动量程万用表和某型数字绝缘电阻表进行绝缘电阻模拟的检查。该系统通过电路设计，可以巧妙地模拟出单相和三相电源配电网络的各种常见接线关系，特别是各种常见电源的正确的和错误输出模式。
开关电源的设计与实现范文篇9
>>配电网规划设计中GIS系统的应用配电网规划设计中的接线方法分析对配电网络重构基于准则N—1分区评估分析城市中压配电网规划计与管理系统的应用研究城市中压配电网规划建设改造思路浅析城市中压配电网规划方法中压配电网网架优化规划方法城市中压配电网络规划方法研究中压配电网络的优化规划研究配电网评估系统的需求分析浅谈配电网规划系统设计中压配电网接线模式分析和研究论GIS系统在配电网规划设计中的应用配电网的合理规划设计分析配电网规划设计中接线方式研究现代城市中配电网规划与设计研究配电网规划与设计配电网规划与设计研究浅谈城镇配电网规划设计农村配电网规划设计常见问题解答当前所在位置：
关键词：中压配电网；规划；评估分析
引言
配电网具有结构复杂、设备数量庞大、改造建设频繁等特点，在进行配电网规划时，准确的现状网评估与分析是必不可少的基础环节，通过详细的分析与评估计算，能有效发现配电网现存的问题，以便在规划中有的放矢，合理高效地提出解决方案。我国目前的现状网评估分析工作主要是人工完成，这一现象在中低压配电网的建设改造中尤为突出，不仅耗时长且准确率低，造成了资金的巨大浪费。再加上缺乏对统计错误的校验机制，使得配电网的评估与分析存在诸多问题，因此计算机规划辅助决策系统是现代城市电网规划必不可少的工具。虽然已经有了诸如PSASP、EDSATechnical等相关配电网规划辅助软件，能够在提高电网规划设计水平，减轻规划人员劳动强度方面发挥作用，但这些软件并不是针对配电网统计评估的专用软件，对于现状网评估分析部分的设计较为粗糙，难以反映基层网架结构的实际情况，并且使用起来较为复杂，难以调动基层工作人员参与到配电现状网评估分析的工作中来。
随着计算机技术以及城市电网规划理论的逐步发展，很多研究者己经对城市电网规划辅助决策系统进行了尝试性的研发工作，并取得了很多好的成果，但采用的数据库技术缺乏针对配电网相关规划指标的评估功能，尤其是诸如接线模式分析，转供率计算等拓扑相关的分析功能，并不能直接应用于配电网规划的评估与分析工作。同时由于缺乏系统、科学的电网分析评估软件，对电网现存和即将出现的问题不能定量给出问题的严重程度与问题出现的具置，这将直接影响配电网规划改造工作的顺利进行。
本文针对传统条件下配电网评估中存在的诸多问题，分析对配电网规划的评估、分析系统的相关需求，开发相应的配电网统计与评估系统。实现数据库录入数据的数值与拓扑校验，尽可能保证原始统计信息的正确性，实现基于数据库的网架拓扑分析和接线模式识别，完成现状网评价中相关指标的计算，并生成标准化的分析报表，方便配电网规划人员的使用。
1中压配电网评估分析过程及方法
1.1中压配电网评估分析过程
中压配电网评估与分析过程包括前期数据收集、数据校验与纠错、评估与分析共3个步骤。
（1）数据收集：数据收集可以分为统计数据收集和运行数据收集。其中统计数据的收集主要来源于生产管理信息系统（PMS系统）和企业资源管理系统（ERP系统），主要包括负荷信息、线路信息、设备信息、用电信息等。运行数据主要来源于调度系统，包括电流、电压、功率、开关位置、设备运行情况等信息。
（2）数据校验与纠错：首先，对每个数据字段建立数据完整性规则；其次，建立数据字段间的关联和依存规则：再次，对导入到数据库中的数据依据规则进行校验和纠错，使数据库完整可靠。
（3）评估与分析：根据建立的评估指标体系，对中压配电网分层级进行单项评估、综合分析，得出中压配电网的网架特征和问题所在，从而形成对配电网规划具有指导意义的评估结果。
1.2区域中压配电网评估分析体系
从图1中可知，本文将中压配电网统计评价体系分为A网络结构水平、B负荷供应能力、C装备技术水平三个大类，其中，每个大类下又分为许多具体的指标。A网络结构水平可分为：Al长度不合格线路比例、A2环网化率、A3分段数合格线路比例：Bl到B5共5个指标构成B负荷供应能力大类；c1到C4共4个指标构成C装备技术水平大类。
2配电网规划分析系统
2.1配电网规划分析系统层次结构
从图2中可以看出配电网分析系统包括基本统计指标、网架分析指标和现状网评估结果三个层次。基本统计指标包括类别判断型统计和数值求解型统计，类别判断型统计主要是判断线路是主干或分支以及网架是电缆或架空；数值求解型统计主要是统计线路的长度、截面积、公变、专变重载过载数目以及联络开关和分段开关与馈线连接的位置和数目等。
合理的指标体系对于提高评价效率和评价效果会产生直接的影响，本文提出的指标体系为三层结构，聚合度高、结构简单，能够全面刻画配电网建设发展过程中的特征，具有较好的整体性和适应性。各项底层指标意义明确，计算所需的指标值通过数据搜集后统计获取，数据来源方便且计算方法简单。
网架分析指标包括拓扑类分析指标和数值类分析指标，拓扑类分析指标主要是识别接线模式，以便规划人员进行修改、分析线路可否转供，衡量供电可靠性：数值类分析指标主要是统计各分区主干线路长度、线路负载率、绝缘线长度等。
基于配电网现状网的相关评价标准，以及网架分析指标层的统计和分析结果，从网络结构水平，负荷供应能力，装备技术水平三大项指标进行评价指标计算，并根据需求按照供电分区或所属变电站进行评价结果的分类整理与规范化输出。
2.2关键算法实现
2.2.1配电接线模式识别算法
基于计算机算法的配电网接线模式识别一直是配电网统计评估软件面临的技术难题，尤其是对于开关站型或两个独立单环网型的双环网接线模式识别，已有配网统计评估软件都未能正确辨识。由于配电网接线模式识别流程庞大，此处仅对识别架空线的主要流程进行说明，电缆线接线模式识别流程图以附录形式给出。
（1）主干接线判断：以馈线出口为起始点，搜索联络开关或平均线径最粗的供电支路作为该条馈线的主干线。
（2）网架类型判断：分别统计线路主干中架空线与电缆线的段数，段数较多的线路类型作为网架类型：若二者段数相同，则归入非典型接线。
（3）电源个数计算：统计与主干线相连的联络开关个数，再加上本回线路自身电源，求得该回线路所连接的电源个数。
（4）单辐射接线判别：若电源个数为1，则该回馈线被判定为单辐射接线。
（5）N分段n联络接线判别：统计该回主干线上所连接的联络开关个数N与分段开关个数n，若N≤6且n≤3则该回线路的接线模式为N分段n联络：若不满足上述条件则为非典型接线。
（6）有效的分段开关：在统计主干线上分段开关个数时，只统计开关两侧的网架分段都接有负荷的开关。分段开关统计个数n为有效分段开关个数加变电站母线出口分段开关。
2.2.2线路转供能力计算算法
设如图4所示线路为待转供线路，其当前的负荷电流为Idd，所有联络电源如图4用椭圆形圆圈所图示，各联络电源都有部分剩余容量可用于转供，剩余容量Ires为：
Ires=Imax（l-ρ）
（1）
试（1）中，QIr为剩余容量，Imax为最大安全电流，ρ为负载率。
取剩余容量最大的两回线路的剩余容量求和，得到可转供电流Isum2max，若IIdd小于Isum2max，则该线路为可转供线路，具体的计算流程如图5所示。
（1）主干接线判断：以馈线出口为起始点，搜索联络开关或平均线径最粗的供电支路作为该条馈线的主干线。
（2）待转供线路判断：对于某一主干线，若主干线的末尾有联络开关与之相连，则该主干线路为待转供线路，否则是无法转供线路。
（3）待转供线路接线模式识别：根据接线模式识别算法的结果，可以得到待转供线路所属的接线模式。
（4）待转供线路负荷电流计算：从1节点搜索，碰到的第一个线路为参考线路，待转供线路负荷电流Idd为：
Idd=Imaxρ（2）
式（2）中，Imax为正常运行方式最大电流（参考线路），ρ为负载率（参考线路）。
（5）对侧电源队列：若线路非N供一备接线模式，则计算对侧电源剩余负荷电流队列。
（6）求电流和：计算对侧电源队列中最大的两个电流之和Isum2max。
（7）比较Idd与Isum2max的大小，若Isum2maxIdd，则可以转供，否则，不可以转供。
（8）备用接线电源：若线路是N供一备接线模式，则搜索出备用接线电源。
（9）备用负荷电流计算：对第8）步中搜索到的备用电源进行剩余负荷电流Ires按照公式（1）进行计算。
（10）比较Idd与Ires的大小，若Ires>Idd，则可以转供，否则，不可以转供。
3算例分析
本章节将应用“地区中压配电网规划评估分析系统”对浙江省某地区的中压配电网进行评价分析，基于软件对现状网的分析评价结果以及近年来新建项目的规划报告，分别计算得到现状年和2013年配电网网络结构水平、负荷供应能力和装备技术水平三个方面的各项评价指标，并对现状年和规划年的配电网性能进行对比分析。
3.1评估结果分析
针对某地区中压配电网，规划评估分析系统可以基于录入的数据完成网络结构水平分析，负荷供应能力分析，装备技术水平分析，并分别形成相应的统计评估结果报表。由于收集到的地区范围数据受限，现分别对该地区2011年和2013年同样范围的数据进行评估分析，得到评估分析结果。
由表1可以看出，经过2012年及2013年的配电网规划项目，使浙江省的评估指标得到不同程度的优化，电网性能得以提升。其中，多项评估指标均较现状年有明显的改善。同时，证明本文提出的地区中压配电网规划评估分析系统是有效的。
开关电源的设计与实现范文篇10
关键词：电气节能技术；新能源；发展应用
中途分类号：F407.6
1电气节能技术与措施
1.1对变压器设备进行节能技术的改进
在整个电网运行输送系统中，变压器是最重要的组成，将节能技术应用在变压器设备的改进上，可以调节电压，实现电能的安全输送，降低电能的损耗，而对变压器设备进行节能技术的改进，就是要使变压器改进为低损耗的设备。不同的用户对电力的需求不同，因此不同用户的电力输送的电压也存在着较大的不同，采用变压器调节电压时，就会造成一定电能的损失，所以研究低损耗的变压器，对节约电能具有重要作用，采用非晶合金铁心构成的变压器具有良好的节能环保作用，不仅可以降低电能的损耗，还可以降低成本的支出，具有良好的推广使用价值。调整变压器的参数可以有效的降低电能的消耗，实现节能目标，在电能输送的过程中，我们要对电力负载进行调整，改变其运行的方式，降低电能在输送过程中的损耗。变压器在运行的过程中们需要加强对各个方面的管理，通过对变压器进行调整，可以提高节能的效果，降低变压器中的功率损失与消耗，提高电能的利用效率，从而实现节能环保的目标。
1.2强化照明设计，节省能源
平时在人们的生活中，照明设备是人们不可或缺的一部分，照明设备不仅能够为人们在黑暗的环境中提供光亮，也为城市的美化贡献了一定的力量。然而在照明设备的大量应用中，也造成了大量的电能损耗，为了解决这一问题，对照明设备进行节能设计，减少照明能源的消耗便成为现阶段节省能源的重要手段，在照明节能设计的基础上，既能够保证照明的质量与效果，同时也能够减少能源的消耗。其一，合理选择照明形式，在照明的同时要善于利用自然光，以此减少照明能源的消耗，其次，设计人员在进行设计的过程中，要将自然光源与照明光源进行结合，以此实现节能照明能源的目的。其二，结合不同的照明场所，设计不同的照明亮度，例如卧室光源的设计，可以选择相对柔和的照明灯光，还可以利用荧光灯进行光源的平衡设计，针对比较高级的场所，便可以选择三基色荧光灯，或是高显色性钠灯；其三，在照明的安装方面，要合理选择安装位置，结合该场所实际的照明需求，设计节能开关，例如声控开关，便可以实现照明节能的目的。
1.3采用节能技术减少线路的电力损耗
发电站是通过输电线路进行电路的输送的，很多时候发电站与电力用户的距离非常远，在运输的过程中就会造成线路的电能损耗，输电线路越长，电力负载就越大，造成的电能耗损也就更大，降低线路的电阻值，可以提高电网系统的功率因数。在供电营业区域内，要结合区域经济发展，做好规划与布点方面的工作，如负荷密集地变电站电压等级应选110kV及以上为宜，偏远山区，负荷较轻的地方可采用35kV及以下变电站。线路规划要坚持最短距离的原则，减少线路的长度距离，在选择导线时，要注意规格的选择，包括截面积等，选择截面积较大的导线在某种程度上也能降低能源消耗。在进行输电线路的架设时，要对整个区域进行综合了解，选用最短路径的方法降线路电能的损耗。
1.4空调系统的节能设计
现如今空调系统的应用已经十分普遍，在建筑内部可以通过空调系统的应用，实现对温度的调节，然而在应用空调系统的同时，会导致能源耗损。为此，空调系统的节能设计已经成为现阶段相关人员研究的主要问题之一。冰蓄冷技术主要是通过电网低谷阶段的风能，将冷量进行储存，以此实现白天能量的释放，达到节能的目的。冰蓄冷技术的应用，不仅实现了能源的节约，同时也大大节约了空调安装的费用，减低空调制冷机的功率，减少电力负荷，进而实现空调系统的能源节约。
2电力新能源的开发与发展应用
2.1风能转化为电能的应用
风能作为电力新能源具有良好的节能效果，对纾解现今能源紧张的现状提供了积极的作用，利用风能转化为电能，有效的提高了电能的利用率，现今可以有较多的新能源应用在电力能源的开发与使用中，风能的应用具有良好的节能效果。
2.2太阳能光伏发电
现阶段我们对于太阳能的应用已经比较普遍，太阳能作为新能源，其能源储备量较大，并且已经被开发，所以在各方面的应用中十分普遍。在电力方面，太阳能光伏发电的应用，主要是利用了太阳能电池板、控制器以及蓄电池等元件共同构成了光伏发电系统，为此，这也是一个发电的控制系统。在其应用的过程中，主要是通过太阳能电池板以及蓄电池的连接，以此进行太阳能的储存，再利用控制器以及逆变器对太阳能传输系统进行控制，实现对电网的管理，进而达到节能的目的。现如今太阳能在人们的生活中十分普遍，例如热水器等，其运行原理便是通过安装的太阳能电池板将公共电网进行连接，进而构成光伏系统，不仅提高了能源的利用效率，同时也减少了能源的损耗。
2.3地热能源的开发
受社会发展的影响，人们的取暖设施愈发先进，尤其是地热资源的应用，逐渐成为现阶段家庭中取暖的主要设施。在我国，拥有丰富地热资源的地区主要在云南以及一带，经过相关的调查分析可知，现阶段我国地热田数量约为300左右，天然热量能够达到1.1×102J/年。由此可知，地热资源的开发是现阶段推动电力新能源发展的主要内容，在地热资源的开发中，我国还存在比较大的发展空间。除此之外，开发地热资源，不仅能够推动我国电力行业的发展，对于农业的发展也具有一定的重要性。
结论
综上所述，受我国经济发展的影响，社会中对于电力的需求逐渐增大，然而随着需求的不断提升，电力能源也出现了紧缺的现象，为了解决这一问题，开发电力新能源，推行电力节能技术，是现阶段促进电力行业发展的主要手段。文章针对电力新能源的开发，对电力节能技术的应用手段进行了阐述，通过文章中的分析，希望能够在此基础上全面提升电力新能源开发效率，实现电力能源节约，减少能源的消耗，进而推动我国电力行业的可持续发展。
参考文献
开关电源的设计与实现范文篇11
【关键词】电流脉宽调制;PWM;Pspice
1.概述
电源是电子设备的心脏部分，其质量的好坏直接影响电子设备的可靠性，电子设备故障60%来自电源，开关稳压电源的调整工作在开关状态，主要优越性是高达70%-95%变换效率。
目前，空间技术、计算机、通信、雷达、电视及家用电器中的稳压电源已逐步被开关电源取代。开关稳压电源的优越性主要表现在：功耗小，稳压范围宽，体积小、重量轻[1][2]。
传统的线性电源具有稳压性能好、输出纹波电压小、使用可靠等优点，但工频变压器体积庞大，调整管工作于线性放大状态，导致电源功耗大、效率低、发热严重。开关电源采用功率管作为开关器件，工作于开关状态，损耗小;工作频率在几十到上百千赫兹，滤波电容、电感的数值较小。线性稳压电源允许电网波动范围为220v×（1±10%），对电网的适应能力很强。另外，由于功耗小、机内温升低，提高了整机的稳定性和可靠性[3]。
2.系统整体概述
开关电源可分成：机箱（或机壳）、电源主电路、电源控制电路三部分。机箱既可起到固定的作用，也可起到屏蔽的作用;电源主电路负责进行功率转换，通过适当控制电路将市电转换为所需的直流输出电压;控制电路根据实际需要产生主电路所需的控制脉冲及提供保护。开关电源的结构框图如图1所示：
图1开关电源的结构框图
电源主电路通过输入整流滤波、DC-DC变换、输出整流滤波将市电转为所需的直流电压。开关电源主回路可以分为：输入整流滤波回路、功率开关桥、输出整流滤波三部分。输入整流滤波回路通过整流模块将交流电变换成含有脉动成分的直流电，通过输入滤波电容使脉动直流电变为较平滑的直流电;功率开关桥将滤波所得直流电变换为高频方波电压，通过高频变压器传送至输出侧。由输出整流滤波回路将高频方波电压滤波为所需直流电压或电流。
控制电路为主回路提供正常功率变换所需的触发脉冲。具有以下功能：控制脉冲产生电路、驱动电路、电压反馈控制电路、各种保护电路、辅助电源电路[4][5]。
3.软开关技术
软开关技术指零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）。图4所示为功率开关管在软开关及硬开关下的波形：
图2软开关理想波形和硬开关波形
软开关包括软开通和软关断。软开通包括零电流开通及零电压开通，软关断包括零电流关断及零电压关断，可按照驱动信号时序来判断。
零电流关断：关断命令在t2时刻或其后给出，开关器件端电压由通态值上升到断态值，开关器件进入截止状态。
电压关断：关断命令在t1时刻给出，开关器件电流由通态值下降到断态值后，端电压由通态值上升到断态值，开关器件进入截止状态。在t2前，开关器件端电压必须维持在通态值（约等于零）。
零电压开通：开通命令在t2时刻或其后给出，开关器件电流由断态值上升到通态值，开关器件进入导通状态。在t2前，开关器件端电压必须下降到通态值（约等于零），电流上升到通态值以前维持在零。
零电流开通：开通命令在t1时刻给出，开关器件端电压由断态值下降到通态值以后，电流由断态值上升到通态值，开关器件进入导通状态。在t2以前开关器件电流必须维持在断态值（约等于零）[6][7]。
图3电源控制电路框图
4.控制电路
根据电路功能将控制电路分为几部分：脉冲产生电路、触发电路、电压反馈控制电路、软启动电路、保护电路、辅助电源电路等[8]，控制电路如图3所示。
脉冲产生电路是控制电路的核心。脉冲产生电路根据电压反馈控制电路、保护电路及软启动电路等提供的控制信号产生所需脉冲信号，该脉冲信号经过触发电路的放大驱动开关元件，使开关管导通或关断。
控制电路输出的PWM信号，电平幅值和功率能力均不足以驱动大功率开关元件，需要选择合适的驱动电路。驱动电路将控制电路输出PWM脉冲信号经过电隔离后进行功率放大及电压调整驱动大功率开关管，脉冲幅度以及波形关系到开关管的开关过程，直接影响损耗，需合理设计驱动电路，实现开关管最佳开通与关断[9][10]。
5.系统仿真
5.1总电路设计
利用理想电源代替振荡器，通过设置时钟周期给定振荡频率，仿真时控制震荡频率外接定时电阻和电容的6、7脚均可不接。简化输出电路，利用两个晶体管模拟输出级，关闭控制端用数字激励驱动，内部逻辑利用数字仿真器进行仿真。电路参数选择和设计时，应考虑上述简化对系统的影响[11][12]。
图4总电路设计图
5.2PWM模块
根据PWM产生的原理得到仿真模块，用以产生可调的PWM信号。工频脉冲信号，通过比较器，经积分器产生三角锯齿波，通过比较取符号产生一路脉冲信号，由分频器产生两路互补驱动脉冲，输入调节PWM信号的占空比[13]。
图5PWM仿真图
6.结论
采用组合式变换器实现多路输出、多种保护。通过Pspice仿真，验证了设计思路的正确，理论性的可实现。
参考文献
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[13]汪阳.智能高频开关电源的研究[D].武汉大学硕士学位论文，2002.
开关电源的设计与实现范文篇12
D类功放与LED背光促进黑色家电节能
随着消费类电子产品的不断丰富，越来越多的黑色家电出现在了人们的日常生活中，如平板电视、家庭影院、笔记本电脑等，它们的节能问题也越来越突出。龙鼎微电子首席科学家茅于海认为，黑色家电的节能并不意味着降低输出音频功率和降低屏幕亮度，而是要求在同样的输出功率和屏幕亮度下降低功耗。
他说，音频功率放大器正进入一个从模拟到数字(D类功放)的转变时期，D类音频功率放大器的效率要比AB类高出3倍～6倍，而播放语音或音乐时主要工作于低输出功率状态。相比于待机功耗而言，降低工作时的功耗应该是家电节能的主要措施。目前，电源已经完成从模拟向开关的过渡，电源本身效率的提高已经没有多少空间。要继续提升电源工作效率，必须从减少系统本身的功耗着手。对于黑色家电，功耗主要体现在音视频输出方面。随着D类功放越来越多地被采用，人们也开始了进一步降低其效率的措施，如降低导通电阻、开关频率，以及除去输出低通滤波器。关于无滤波器的D类功放，TI公司在2001年已经提出了相关的专利技术，可以省去低通滤波器。茅于海介绍，龙鼎微电子也提出了另一种方法，以省去输出低通滤波器，这种方案可以节省70％的PCB面积和350／0的总体成本。
对于液晶电视来说，由于其主要采用CCFL灯管做背光，其最大的缺点就是有超过40％的光损失，浪费了很多电能。而LED发光具有方向性，比较集中，如果作为整体背光源，发光效率比CCFL高，节能效果显著。但与CCFL灯80Lm／W的发光效率相比，LED的发光效率相对较低，通常为30Lm／W。不过，LED本身的发光效率也在不断提高，目前，市场上已经有达到100Lm／W发光效率的LED产品，而在实验室中则可实现150Lm／W。如果采用这些最新的高效LED，还可以进一步降低功耗。此外，如果在PC和笔记本电脑当中应用LED背光，不仅能够降低功耗，还可以减小它们的体积和重量。采用LED背光的另一个节能优势是可以省去滤色片。彩色液晶滤色片的存在会损失70％的光能，如果采用彩电LED背光，则可以直接采用RGB三色LED。但这种方法在节能的同时，也对LED驱动电路提出了更高的要求，即必须采用场顺序依次发光。
目前，龙鼎微电子把研发重点放在了D类功放、LED驱动器，以及其他高效率的电源芯片上，以满足节能市场需求。
多种功率解决方案满足铁路应用
随着铁路服务水平的提升和火车自身性能的不断完善，机车内各个功能单元对功率元器件的要求也在不断提高，如动力控制、刹车控制、空调设备、自动机车控制，自动机车保护／自动机车工作，以及闭路电视、乘客资讯提示屏等，它们对输入电压范围、瞬态及浪涌、电源中断及更替过程、工作温度范围、冲击及振动有着苛刻的要求。
针对上述应用，Vicor公司推出了一系列的解决方案，如VI-100和VI-200，采用高效、低噪声的ZCS／ZVS功率架构，具有多种输入电压范围，输出电压为直流1V-95V，具有50％～110％的可调范围，输出功率分别达100W和200W，可实现3000Vrms隔离，工作温度范围为-40℃～+100℃，在70℃下以地面移动情形计算，典型平均失效时间大于300000小时。此外，Vicor还推出了支持更多应用的V110Maxi／Mini／Micro系列，每个系列各有8个标准输出电压型号。其中，EN50155输入电压范围是直流66V-154V。
Vicor高级应用工程师刘广缘表示：“有些客户要求很低的输入，能在启动时继续供电数秒。”但这并非EN50155中的要求。比如，某客户要求当它的110V系统可在启动后的3s～5s，电池电压可能已经降至36V(若能低至30V更好)时，整个系统还能正常工作。但EN50155规定的输入范围是0.6VN～1.4VN(即直流66V-154V)。以3s-5s或更长时间考虑，使用维持电容是不可行的。
LLC谐振桥式变换器改进开关管损耗
电源装置越来越小，重量也越来越轻。为了适应这种电源体积和重量上的减少，提高开关频率成为设计者们最常用的方法。但是，随着开关频率的提高，开关器件的开关损耗也越来越大，并带来了电压变换器效率降低和严重发热等问题。辽宁工业大学电力电子与电力传动硕士导师陈永真认为，LLC谐振桥式变换器可以有效地减小开关管损耗，降低开关损耗，解决效率降低和发热严重等问题。
传统条件下，通常变换器的开关管是硬开关，在关断时会出现很大的浪涌电压，使得开关管上的电压上升率dv／dt变得很大，因而加大了开关管的开关损耗，并产生很大的电磁干扰(EMI)。一般的方法是在变换器上加一个RC或RCD缓冲器，以吸收变压器漏感所储存的能量，从而抑制浪涌电压，降低dv／dt，但是，加了缓冲器之后的变换器，由于其所吸收的能量最终被消耗在缓冲器自身的电阻上，开关频率越高，缓冲器所消耗的能量就越大，变换器的效率就越低，可见，增加RC或RCD爱冲器实际上并没有提高电源转换的效率。
实践表明，在电源变换器中，损耗主要有两个途径：其一是开关管的导通损耗，其二是开关管的开关损耗。相比之下，在MOS-T作为开关管时，导通损耗一般占开关管总损耗的2／3；而在IGBT作为开关管时，导通损耗一般占开关管总损耗的1／3。
陈永真认为，无源无损耗缓冲电路可以很好地解决开关损耗问题和提升电源效率。无源无损耗缓冲电路可以不改变原有的控制方式，只需将无源无损耗缓冲电路直接替代RCD缓冲电路即可。然而，这种电路缺点也很明显：一方面缓冲电路中二极管的反向恢复可能引起某种程度的电磁干扰；另一方面，二极管和复位电感仍会产生一些损耗，在缓冲电路复位时，这将增加开关管的导通损耗。因此，如果能够去掉缓冲电路中的二极管和复位电路，同时保持上述的优点，就成为解决问题的关键。
采用LLC谐振桥式变换器，在开关频率低于LC谐振频率工作模式下，输出整流器在LC谐振电流下降到0后自动关断，开关管开通使输出整流器的反向恢复结束，所产生的EMI相对很低；同时，亦没有由于输出整流器的反向恢复所造成的开关管开通损耗。在开关频率高于LC谐振频率工作模式下，输出整流器的反向恢复将在开关管的开通过程完成，可能出现比较大的EMI，还可能会使开关管的开通损耗增加。综合考虑，一般选择开关频率低于LC谐振频率下的工作模式。
分立器件继续向整合与集成发展
随着消费电子产品的小型化，与之相配套的电源系统设计也发生了深刻变化。上海贝岭股份有限公司专家级高工颜重光指出，虽然分立器件仍然具有一定市场，如手机的射频部分，电源还是需要用到LDO(低压差稳压器)，但是大的厂商都在将以前分立的器件进行整合与集成。
便携产品电源设计需要系统级思维，在开发由电池供电的设备如手机、MP3、PDA、PMP、DSC等低功耗产品时，如果电源系统设计不好，会影响到整个系统的架构、产品的特性组合、软件的设计以及电池寿命等。目前，便携产品常用的电源管理芯片有多种，包括LDO芯片、基于电感器储能的DC／DC转换器，基于电容器储能的充电泵、PMU(电源管理单元)／LMU(光源驱动管理单元)、电池充电管理以及锂电池保护等，其中，PMU与LMU代表了未来的发展趋势，PMU在数码相机中的应用如图4所示。
就目前来说，LDO仍然是便携式产品应用的主要考虑。在手机应用上，LDO要求具有尽可能小的噪音(纹波)，在没有RF的便携式产品中需要静态电流非常小的LDO。贝岭股份有限公司具有多款LDO产品，其BL8555／BL8560已广泛用于手机设计中。
基于电感器储能的DC／DC转换器是当前工程师常用的电源管理芯片。在输入与输出电压差较高时，开关稳压器避开了所有线性稳压器的效率问题，它通过使用低电阻开关和磁存储单元实现了高达96％的效率。对于开关频率高的DC／DC，可以极大地缩小外部电感器和电容器的尺寸与容量。但是，电感器的频率外泄干扰很难避免，设计时需要考虑EMI辐射问题。贝岭公司在DC／DC产品上具有多年设计经验，产品已应用于多种便携产品如PMP中。
NXP电源解决方案大幅提升PC电源效率
PC领域也面临着提高能效的严峻考验。即将于2007年7月20日开始实施的能源之星规定，台式电脑在额定输出负载的20％、50％和100％时需要达到最低80％的效率，并且待机能耗低于2W。而由国际能源机构IEA发起的1瓦计划更是要求到2010年，电器产品的待机功耗必须降低到lW。NXP半导体中国区事业总部刘晟指出：“提高计算机的能效能够从多方面节省开销。首先，能效的提高意味着能源消耗降低，有助于减少电费支出；其次，PC热量散发的降低，也能够减少大楼的制冷费用；再次，计算机可靠性得以增加，可节省维护费用；最后，控制能耗后，更多的计算机可以在同一条支路上运行，能够避免昂贵的电气升级。”
NXP半导体的GreenChipPC芯片组即是为了提高台式PC机电源的整体效率而设计，包括初级控制ICTEAl771、次级控制和待机ICTEAl782，以及次级控制ICTEAl781，通过对电源拓扑中的副边二极管和初级主开关加以改进，GreenChipPC能够使PC机的电源效率从65％上升到80％。据刘晟介绍，采用GreenChipPC芯片组构成的电源拓扑与原先的电源拓扑有4点主要区别：第一，通过有源箝位降低了初级开关和次级开关的源漏击穿电压BVDS；第二，将原来拓扑中的二极管换为8个受控开关；第三，将待机电源与主电源合为一体；最后是去除了稳压器。通过这些措施，达到了设计简单、降低成本、提高效率的目的。
除了台式PC以外，NXP半导体也面向笔记本电脑适配器和液晶电视应用推出了其用于开关模式电源供应(SMPs)的第三代节能型芯片GreenChipIIITEAl750，它能将空载待机功耗降低到200mW～300mW，比传统解决方案的待机功耗减少200mW以上。
应用电流型PWM控制器降低功耗
对于需要降低成本、提高可靠性并减少待机能耗的应用来说，安森美半导体的固定频率电流控制器产品NCPl271具备了构建小型、高可靠性电源所需的全部功能与特性，其典型应用电路如图6所示，适用于设计笔记本电脑、LCD显示器、DVD播放器、机顶盒等消费类电子产品中的AC-DC电源适配器。安森美半导体中国区汽车及电源产品部产品经理于辉表示：“与我们其它的固定频率电流控制器产品，NCPl271是性价比极好的产品，它具有很多独特的功能，并且通过采用更新的工艺降低了成本。”
目前，NCPl271可提供65kHz和100kHz两种开关频率版本。产品中创新使用的软跳周期技术不但在空载条件下能实现优异的待机性能，且更大幅度减小噪声，降低系统成本。当NCPl271的锁存引脚上的电压高于7.5V时，外部锁存功能就会启动，立即停止驱动输出，使NCPl271处于锁存关断状态。这种保护机制采用低成本的输出电压保护(oVP)原理，在光学耦合器损坏时能够避免电压失控，实现可靠的保护。NCPl271中另外一个独特的功能是基于定时器的故障检测，当反馈引脚电压高于3V并持续130ms时，控制器会安全地切断应用，启动故障模式。在这种机制下，器件可以独立于辅助线圈，准确地进行过载检测和短路检测。另外，NCPl271还具有内部高压启动、频率抖动、内部斜坡补偿、软启动、全温度范围精确峰值电流精度等特性。
NCPl271有一些设计时的小窍门。比如，跳，锁存引脚和反馈引脚可配合额外的去耦电容，以提高抵抗噪声的性能；始终在跳，锁存引脚上设置跳电阻，可以同时提高锁存功能抵抗噪声的性能；斜坡电阻Rramp通常低于1kW，这时能实现较好的瞬态响应，高于10kW时，瞬态情况最差，同时也会减小最大工作量；Ucc电容应该尽可能接近，避免设备在Vcc受转换噪声影响降到Vcc(off)以下时进入故障状态。
为超低电压设计升压电路
在电源管理领域中，超低电压升压电路的设计一直是个技术难点，因为一般升压转换芯片的启动电压至少要求为1V-1.2V，如果直接从超低输入电压引入则无法实现芯片的运作，如果从输出端引人虽然满足了开启要求，但是由于最初启动时芯片还是无法运作也就无法实现规定的输出电压。来自日本精工电子有限公司FAE工程师张炜为大家揭开了超低输入电压升压电路设计的神秘面纱。
张炜指出，便携式产品主要以电池为电源动力，通常情况下将1V以下认为是超低输入电压。市场上见到的无线鼠标、无线键盘，所需的输入电压要尽可能的低，另外，太阳能电池的电压也是比较低的。
