摘要：單片開關(guān)電源是國際上90年代才開始流行的新型開關(guān)電源芯片。本文闡述其快速設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：單片開關(guān)電源快速設(shè)計(jì)

TOPSwithⅡ

TheWayofQuickDesignforSinglechipSwitchingPowerSupplyAbctract:Threeendssinglechipswitchingpowersupplyisnewtypeswitchingpowersupplycorewhichhasbeenpopularsince1990.Thispaperintroducesquickdesignforsinglechipswitchingpowersupply.

Keywords:Singlechipswitchingpowersupply,Quickdesign,TopswithⅡ

在設(shè)計(jì)開關(guān)電源時，首先面臨的問題是如何選擇合適的單片開關(guān)電源芯片，既能滿足要求，又不因選型不當(dāng)而造成資源的浪費(fèi)。然而，這并非易事。原因之一是單片開關(guān)電源現(xiàn)已形成四大系列、近70種型號，即使采用同一種封裝的不同型號，其輸出功率也各不相同；原因之二是選擇芯片時，不僅要知道設(shè)計(jì)的輸出功率PO，還必須預(yù)先確定開關(guān)電源的效率η和芯片的功率損耗PD，而后兩個特征參數(shù)只有在設(shè)計(jì)安裝好開關(guān)電源時才能測出來，在設(shè)計(jì)之前它們是未知的。

摘要：單片開關(guān)電源是國際上90年代才開始流行的新型開關(guān)電源芯片。本文闡述其快速設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：單片開關(guān)電源快速設(shè)計(jì)

TOPSwithⅡ

TheWayofQuickDesignforSinglechipSwitchingPowerSupplyAbctract:Threeendssinglechipswitchingpowersupplyisnewtypeswitchingpowersupplycorewhichhasbeenpopularsince1990.Thispaperintroducesquickdesignforsinglechipswitchingpowersupply.

Keywords:Singlechipswitchingpowersupply,Quickdesign,TopswithⅡ

在設(shè)計(jì)開關(guān)電源時，首先面臨的問題是如何選擇合適的單片開關(guān)電源芯片，既能滿足要求，又不因選型不當(dāng)而造成資源的浪費(fèi)。然而，這并非易事。原因之一是單片開關(guān)電源現(xiàn)已形成四大系列、近70種型號，即使采用同一種封裝的不同型號，其輸出功率也各不相同；原因之二是選擇芯片時，不僅要知道設(shè)計(jì)的輸出功率PO，還必須預(yù)先確定開關(guān)電源的效率η和芯片的功率損耗PD，而后兩個特征參數(shù)只有在設(shè)計(jì)安裝好開關(guān)電源時才能測出來，在設(shè)計(jì)之前它們是未知的。

在設(shè)計(jì)開關(guān)電源時，首先面臨的問題是如何選擇合適的單片開關(guān)電源芯片，既能滿足要求，又不因選型不當(dāng)而造成資源的浪費(fèi)。然而，這并非易事。原因之一是單片開關(guān)電源現(xiàn)已形成四大系列、近70種型號，即使采用同一種封裝的不同型號，其輸出功率也各不相同；原因之二是選擇芯片時，不僅要知道設(shè)計(jì)的輸出功率PO，還必須預(yù)先確定開關(guān)電源的效率η和芯片的功率損耗PD，而后兩個特征參數(shù)只有在設(shè)計(jì)安裝好開關(guān)電源時才能測出來，在設(shè)計(jì)之前它們是未知的。

下面重點(diǎn)介紹利用TOPSwitch－II系列單片開關(guān)電源的功率損耗（PD）與電源效率（η）、輸出功率（PO）關(guān)系曲線，快速選擇芯片的方法，可圓滿解決上述難題。在設(shè)計(jì)前，只要根據(jù)預(yù)期的輸出功率和電源效率值，即可從曲線上查出最合適的單片開關(guān)電源型號及功率損耗值，這不僅簡化了設(shè)計(jì)，還為選擇散熱器提

η/％(Uimin=85V)

1TOPSwitch－II的PD與η、PO關(guān)系曲線

TOPSwitch－II系列的交流輸入電壓分寬范圍輸入（亦稱通用輸入），固定輸入（也叫單一電壓輸入）兩種情況。二者的交流輸入電壓分別為Ui=85V～265V，230V±15％。

1．1寬范圍輸入時PD與η，PO的關(guān)系曲線

要：單片開關(guān)電源是國際上90年代才開始流行的新型開關(guān)電源芯片。本文闡述其快速設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：單片開關(guān)電源快速設(shè)計(jì)

TOPSwithⅡ

TheWayofQuickDesignforSinglechipSwitchingPowerSupplyAbctract:Threeendssinglechipswitchingpowersupplyisnewtypeswitchingpowersupplycorewhichhasbeenpopularsince1990.Thispaperintroducesquickdesignforsinglechipswitchingpowersupply.

Keywords:Singlechipswitchingpowersupply,Quickdesign,TopswithⅡ

在設(shè)計(jì)開關(guān)電源時，首先面臨的問題是如何選擇合適的單片開關(guān)電源芯片，既能滿足要求，又不因選型不當(dāng)而造成資源的浪費(fèi)。然而，這并非易事。原因之一是單片開關(guān)電源現(xiàn)已形成四大系列、近70種型號，即使采用同一種封裝的不同型號，其輸出功率也各不相同；原因之二是選擇芯片時，不僅要知道設(shè)計(jì)的輸出功率PO，還必須預(yù)先確定開關(guān)電源的效率η和芯片的功率損耗PD，而后兩個特征參數(shù)只有在設(shè)計(jì)安裝好開關(guān)電源時才能測出來，在設(shè)計(jì)之前它們是未知的。

摘要：單片開關(guān)電源是國際上90年代才開始流行的新型開關(guān)電源芯片。本文闡述其快速設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：單片開關(guān)電源快速設(shè)計(jì)

TOPSwithⅡ

TheWayofQuickDesignforSinglechipSwitchingPowerSupplyAbctract:Threeendssinglechipswitchingpowersupplyisnewtypeswitchingpowersupplycorewhichhasbeenpopularsince1990.Thispaperintroducesquickdesignforsinglechipswitchingpowersupply.

Keywords:Singlechipswitchingpowersupply,Quickdesign,TopswithⅡ

在設(shè)計(jì)開關(guān)電源時，首先面臨的問題是如何選擇合適的單片開關(guān)電源芯片，既能滿足要求，又不因選型不當(dāng)而造成資源的浪費(fèi)。然而，這并非易事。原因之一是單片開關(guān)電源現(xiàn)已形成四大系列、近70種型號，即使采用同一種封裝的不同型號，其輸出功率也各不相同；原因之二是選擇芯片時，不僅要知道設(shè)計(jì)的輸出功率PO，還必須預(yù)先確定開關(guān)電源的效率η和芯片的功率損耗PD，而后兩個特征參數(shù)只有在設(shè)計(jì)安裝好開關(guān)電源時才能測出來，在設(shè)計(jì)之前它們是未知的。

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該自動切換系統(tǒng)主要在一個機(jī)箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)，在機(jī)箱內(nèi)有一個主控模塊作為主要控制電路，有三個轉(zhuǎn)換開關(guān)可以自動切換調(diào)頻。主板上設(shè)置了一些通信接口，包括RS485網(wǎng)絡(luò)通信接口、RS232串行通信接口、F頭無線信號接口。還有多種類型的電源接口，主要包括220V主板供電輸入口、220V發(fā)射機(jī)供電輸入口、主備機(jī)電源供電接口等。另外還包括主機(jī)RF信號輸入接口、備機(jī)RF信號輸入接口、負(fù)載輸入輸出接口、合路輸入輸出接口等。電源輸入接口連接到主控模塊，通過主控模塊的控制電路，然后得到控制電源輸出和發(fā)射機(jī)電源輸出。主控模塊通過控制電路給主機(jī)和備用機(jī)進(jìn)行供電，通過供電接口進(jìn)行連接。F頭天線接收信號后，通過接口模塊，把信號傳送給主控模塊。三路轉(zhuǎn)換開關(guān)在主控模塊電路的控制下實(shí)現(xiàn)了調(diào)頻信號的雙向通訊開關(guān)，網(wǎng)絡(luò)通訊接口、串行通信接口和網(wǎng)口主要是用來和主控模塊進(jìn)行通訊，并且根據(jù)實(shí)際情況安排具體通信通道，實(shí)現(xiàn)雙向?qū)崟r通訊。根據(jù)具體主機(jī)頻率和自動切換通道，三個轉(zhuǎn)換開關(guān)的接口分別和3個主機(jī)RF信號輸入接口、3個備機(jī)RF信號輸入接口進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)主備機(jī)自動切換連接。最后把3個轉(zhuǎn)化開關(guān)電路的兩個輸出接口分別和3個合路器、3個假負(fù)載連接，完成轉(zhuǎn)換功能電路連接。以上是系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

2主備機(jī)自動切換系統(tǒng)設(shè)計(jì)

單片控制模塊是系統(tǒng)的主要控制模塊，系統(tǒng)有兩個電源、電流開關(guān)檢測模塊，有兩個電源、電流控制模塊。另外兩個模塊是調(diào)頻調(diào)制接收模塊和音頻濾波檢測模塊。220V的供電電源接口連接到開關(guān)電源電路，開關(guān)電源電路受單片機(jī)控制模塊控制。220V的控制電源接口連接到其中一個電壓電流檢測回路后，電路經(jīng)過電源開關(guān)控制器，然后又連接到第二個電壓電流檢測回路，作為并聯(lián)輸出。這兩路輸入信號，通過兩路檢測回路后，分別并聯(lián)到主、備機(jī)供電電源接口上。這樣，通過電壓電流檢測回路模塊與單片機(jī)控制模塊電路的連接，實(shí)現(xiàn)了雙向的冗余通信。三個轉(zhuǎn)換開關(guān)，控制著通信回路的自動切換。三個不同通信接口，RS485網(wǎng)絡(luò)接口、RS232串行通信接口及網(wǎng)口在單片機(jī)控制電路下，實(shí)現(xiàn)了不同通信方式的自動切換，并且保證是雙向通信方式。F頭天線接收到音頻信號后，傳輸給FM接收模塊，然后FM接收模塊給出兩路信號，這兩路并聯(lián)信號經(jīng)過音頻模塊的檢波處理后，送給單片機(jī)控制回路，單片機(jī)處理模塊得到要處理的通信信號。STM32F103芯片作為主要控制芯片來完成控制工作。發(fā)射機(jī)的狀態(tài)信號通過網(wǎng)口和通信電路傳送給單片機(jī)，單片機(jī)判斷發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率大小，如果小于一定的閥值，就判斷為該信息為故障原因。初始默認(rèn)狀態(tài)是，主備機(jī)都能正常工作，信號傳輸正常。三路主機(jī)信號傳輸?shù)秸{(diào)頻多功能器后，傳送給天線發(fā)射出去，而三路備機(jī)則連接到假負(fù)載上。如果系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，則意味著發(fā)射的信號功率就會低于規(guī)定值，信號傳輸給交換機(jī)，通過網(wǎng)口把故障信息傳送給控制模塊，控制模塊就會切斷相應(yīng)開關(guān)，并進(jìn)行頻點(diǎn)自動切換和故障發(fā)射主機(jī)標(biāo)記。如果單片機(jī)控制模塊，在發(fā)現(xiàn)故障信號后，備用機(jī)如果沒有被標(biāo)記為故障信息，則可自動切換到備用機(jī)。如果備用機(jī)有故障標(biāo)記，則不進(jìn)行自動切換工作，并發(fā)出警告信息，提醒故障的發(fā)生。本自動切換系統(tǒng)的供電是12V直流供電，由開關(guān)電源模塊進(jìn)行把220V的交流電轉(zhuǎn)換成所需的12V直流供電。主控制模塊通過控制繼電器，從而實(shí)現(xiàn)對電源控制模塊的通斷電。具體的就是控制彈片的吸附和松開，分別控制主機(jī)和備機(jī)的電源供電問題。電壓和電流檢測模塊主要是用來檢測電壓和電流是否達(dá)到標(biāo)注需要值。當(dāng)220V交流電通過電源控制模塊供電后，得到的直流電壓要經(jīng)過電壓檢測模塊，檢測供電電壓是否正常。電流檢測模塊主要是通過可變電阻轉(zhuǎn)化電壓后，檢測傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)控制模塊的電流是否是正常的。F接收調(diào)頻信號模塊，在接受到信號后，傳送給音頻檢測模塊進(jìn)行濾波檢波。檢波電路實(shí)現(xiàn)交流信號到直流信號的轉(zhuǎn)換，最后傳送給單片機(jī)控制模塊，控制模塊根據(jù)所得信號判斷是否正常，從而控制電路自動切換和主備機(jī)自動切換。通過網(wǎng)絡(luò)接口通信把相關(guān)信息狀態(tài)回饋給本地監(jiān)控服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)故障信息的監(jiān)控和記錄工作。

3結(jié)束語

研究設(shè)計(jì)的調(diào)頻發(fā)射主備機(jī)自動切換系統(tǒng)，特別是對于要求多點(diǎn)覆蓋的農(nóng)村區(qū)域，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、功能性強(qiáng)等特點(diǎn)。通過多種通信接口可實(shí)現(xiàn)接收Internet信號實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。一旦發(fā)射機(jī)發(fā)生故障，信號通過輸入回路傳送給主控制模塊，由主控制模塊來判斷是否低于標(biāo)準(zhǔn)限值。然后控制模塊就會進(jìn)行主、備控制合路的自動切換，控制轉(zhuǎn)換開關(guān)把正常信號輸出到天線進(jìn)行發(fā)射，把故障信息自動切換到假負(fù)載。最后實(shí)現(xiàn)主備機(jī)的相互自動切換和備份工作。

摘要：分析了由MCU和雙向晶閘管開關(guān)來控制通用電動機(jī)轉(zhuǎn)速的原理，提出了一種提高電動機(jī)效率的設(shè)計(jì)方案，給出了該實(shí)現(xiàn)方案的硬件電路和軟件程序框圖，同時給出了實(shí)驗(yàn)仿真的結(jié)果。

關(guān)鍵詞：微控制器；晶閘管開關(guān)；電路板

1引言

在日常生產(chǎn)與生活中，大量電動機(jī)都以規(guī)定的速度和功率去拖動各種機(jī)械。而在軍事上，很多應(yīng)用往往要求旋轉(zhuǎn)天線在各種條件下都要保持勻速轉(zhuǎn)動,這就要求在不同的情況下，電動機(jī)能相應(yīng)調(diào)整工作速度，以保持恒定的速度。要實(shí)現(xiàn)這一功能，最常用的方法是對電動機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。改變直流電動機(jī)的電樞或交流電動機(jī)的定子電壓，都可以在一定的范圍里改變轉(zhuǎn)速；也可用雙向晶閘管交流開關(guān)或直接選用模擬控制的通用電動機(jī)驅(qū)動器來取代笨重的電動機(jī)、發(fā)電機(jī)組以及飽和電抗器。本文介紹一個直接由110／240V電源供電的通用電動機(jī)驅(qū)動電路和一個MCU以及一個雙向晶閘管開關(guān)來實(shí)現(xiàn)控速的設(shè)計(jì)方法。其中單片機(jī)選用Microchip公司的PIC12F675。與用戶接口的方式有三種一個是接觸傳感器；一個是按鈕；一個是電位器。筆者在該仿真實(shí)驗(yàn)中采用的是電位器。輔助電源從電源電壓中變壓整流獲得。

2設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)

2．1電路結(jié)構(gòu)

1引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們不斷把目光投向中小型水電綜合自動化的實(shí)現(xiàn)，這一新課題已得到廣泛的研究，小水電的綜合自動化經(jīng)過多年的研究和實(shí)踐，它們的可靠性、靈活性、快速性已得到一致的認(rèn)可。我國的中小型水電廠大多分布在山區(qū)，容量小，設(shè)備簡單，所以對它實(shí)現(xiàn)自動化已成為必然的要求。但是，目前我國的小水電自動化技術(shù)尚未完善，它們的計(jì)算機(jī)監(jiān)控多沿用大型水電站的控制模式，設(shè)備復(fù)雜，軟件也相應(yīng)復(fù)雜，因此本文介紹了一種新的實(shí)現(xiàn)中小型水輪發(fā)電機(jī)組綜合自動化的設(shè)計(jì)。

2硬件設(shè)計(jì)

圖1為此次設(shè)計(jì)的硬件結(jié)構(gòu)框圖：

此次設(shè)計(jì)分上位機(jī)和下位機(jī)兩部分，用一臺計(jì)算機(jī)模擬上位機(jī)，兩片單片機(jī)模擬下位機(jī)。用A片做從片，B片做主片。A片主要承擔(dān)對模擬量、開關(guān)量、V／F量的采集和處理，而B片則用來進(jìn)行通信。B比A多了一個IBM－PC機(jī)通信的功能。

1）數(shù)據(jù)采集電路首先對V／F的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，V／F量從20針的JP3的8針輸入，這8針又接在CD4051的X7－X0上，由A、B、C的輸入決定哪一路的V／F量送給CPU8031的T0。開關(guān)量的采集，開關(guān)量是由26針JP1的前24針引入，經(jīng)過3片74LS244將數(shù)據(jù)放在數(shù)據(jù)總線上，由可編程譯碼器GAL承擔(dān)選擇74LS373芯片，進(jìn)行開關(guān)量采集。模擬量采集，通過P1．4、P1．7置位使AD7506、CD4051、AD574開始工作，JP2上的16個模擬量經(jīng)過十六選一開關(guān)，JP3的8個模擬量經(jīng)過八選一開關(guān)，接于12位A／D轉(zhuǎn)換器。

1組成和主要功能

1.1電路的組成該多路數(shù)字信號發(fā)生器主要由四個部分組成：（1）電源電路。（2）輸入選擇電路。（3）輸出驅(qū)動電路。（4）主機(jī)電路。

1.2電源電路其中電源電路主要是給整機(jī)電路提供穩(wěn)定的電壓和電流的，能夠讓電路工作在抗干擾能力強(qiáng)的電源電路環(huán)境下；該工作電路的電壓通常給單片機(jī)能夠提供正常工作的+5V電壓（TTL電路電平），并且能夠提供18V（CMOS電路電平）電壓，考慮到整機(jī)的用電電壓、電流以及單片機(jī)的抗干擾要求，采用一般的三端穩(wěn)壓器組成電源電路，再外加濾波措施，這種電路更能保證電路穩(wěn)定、長時間工作。

1.3輸入選擇電路輸入電路選擇和控制信號來自于工作參數(shù)設(shè)置開關(guān)和工作狀態(tài)控制開關(guān)。輸入信號為直流電平，幅度為5V。根據(jù)所需的選擇控制方式和數(shù)量，擬采用獨(dú)立式非編碼的鍵盤電路實(shí)現(xiàn)輸入信號的選擇；具體選擇和控制開關(guān)設(shè)計(jì)如下：（1）工作狀態(tài)控制開關(guān)K0；（2）信號序列選擇開關(guān)K1、K2；其中K1—代表窮舉測試序列的選擇開關(guān)。其中K2—代表走步測試序列的選擇開關(guān)。（3）輸出頻率選擇開關(guān)KF（在主機(jī)電路中）分別為100KHZ、10KHZ、1KHZ三個檔位。（4）輸出信號幅度選擇開關(guān)Ku(在輸出驅(qū)動電路中)分別為5V、18V兩檔。

1.4輸出驅(qū)動電路輸出驅(qū)動電路首先要把單片機(jī)給出的兩個8位的信號組合成16位電路信號輸出，再根據(jù)輸出信號幅度選擇開關(guān)的設(shè)置輸出相應(yīng)的信號電平。其中，根據(jù)輸出信號的電平變化和驅(qū)動能力要求，輸出的兩個8位信號通過鎖存器實(shí)現(xiàn)8到16的組合，用高壓輸出驅(qū)動器完成電平變化和驅(qū)動要求。

1.5主機(jī)部分主機(jī)電路根據(jù)信號序列和頻率變化的要求，擬采用單片機(jī)AT89C51實(shí)現(xiàn)所需的控制處理功能，通過軟件編程的方法實(shí)現(xiàn)電路所要達(dá)到的功能。

摘要：隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，大量的居住樓盤、高檔商場、賓館、辦公樓等民用建筑在城市中拔地而起，使城市用電量快速增長。但是，在這些民用建筑場所內(nèi)使用的多為單相電感性負(fù)荷，因其自身功率因數(shù)較低，在電網(wǎng)中滯后無功功率的比重較大。為保證降低電網(wǎng)中的無功功率，提高功率因數(shù)，保證有功功率的充分利用，提高系統(tǒng)的供電效率和電壓質(zhì)量，減少線路損耗，降低配電線路的成本，節(jié)約電能，通常在低壓供配電系統(tǒng)中裝設(shè)電容器無功補(bǔ)償裝置。

關(guān)鍵詞：無功補(bǔ)償；復(fù)合開關(guān)

1動態(tài)無功補(bǔ)償復(fù)合開關(guān)的工作原理和主要技術(shù)特點(diǎn)

目前電力系統(tǒng)通用的無功補(bǔ)償方案有接觸器投切電容器、復(fù)合開關(guān)投切電容器、晶閘管投切電容器這三種。復(fù)合開關(guān)投切電容器無功補(bǔ)償裝置，其投切開關(guān)是晶閘管和接觸器并聯(lián)的復(fù)合開關(guān)，其主要作用是用晶閘管控制電容過零投切，以降低傳統(tǒng)接觸器投切的電流沖擊，電容器投入后再由接觸器旁的路晶閘管，使電容運(yùn)行。

動態(tài)無功補(bǔ)償復(fù)合的主要技術(shù)特點(diǎn)有：

實(shí)現(xiàn)動態(tài)補(bǔ)償，可對頻率和大小都變化的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，對補(bǔ)償對象有極快的響應(yīng)。動態(tài)補(bǔ)償不容易和電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振，且可以跟蹤電網(wǎng)頻率的變化，故補(bǔ)償性能不受電網(wǎng)頻率變化的影響。