摘要：單片開關電源是國際上90年代才開始流行的新型開關電源芯片。本文闡述其快速設計方法。

關鍵詞：單片開關電源快速設計

TOPSwithⅡ

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

Keywords:Singlechipswitchingpowersupply,Quickdesign,TopswithⅡ

在設計開關電源時，首先面臨的問題是如何選擇合適的單片開關電源芯片，既能滿足要求，又不因選型不當而造成資源的浪費。然而，這并非易事。原因之一是單片開關電源現已形成四大系列、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，不僅要知道設計的輸出功率PO，還必須預先確定開關電源的效率η和芯片的功率損耗PD，而后兩個特征參數只有在設計安裝好開關電源時才能測出來，在設計之前它們是未知的。

摘要：單片開關電源是國際上90年代才開始流行的新型開關電源芯片。本文闡述其快速設計方法。

關鍵詞：單片開關電源快速設計

TOPSwithⅡ

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Keywords:Singlechipswitchingpowersupply,Quickdesign,TopswithⅡ

在設計開關電源時，首先面臨的問題是如何選擇合適的單片開關電源芯片，既能滿足要求，又不因選型不當而造成資源的浪費。然而，這并非易事。原因之一是單片開關電源現已形成四大系列、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，不僅要知道設計的輸出功率PO，還必須預先確定開關電源的效率η和芯片的功率損耗PD，而后兩個特征參數只有在設計安裝好開關電源時才能測出來，在設計之前它們是未知的。

在設計開關電源時，首先面臨的問題是如何選擇合適的單片開關電源芯片，既能滿足要求，又不因選型不當而造成資源的浪費。然而，這并非易事。原因之一是單片開關電源現已形成四大系列、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，不僅要知道設計的輸出功率PO，還必須預先確定開關電源的效率η和芯片的功率損耗PD，而后兩個特征參數只有在設計安裝好開關電源時才能測出來，在設計之前它們是未知的。

下面重點介紹利用TOPSwitch－II系列單片開關電源的功率損耗（PD）與電源效率（η）、輸出功率（PO）關系曲線，快速選擇芯片的方法，可圓滿解決上述難題。在設計前，只要根據預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電源型號及功率損耗值，這不僅簡化了設計，還為選擇散熱器提

η/％(Uimin=85V)

1TOPSwitch－II的PD與η、PO關系曲線

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的關系曲線

要：單片開關電源是國際上90年代才開始流行的新型開關電源芯片。本文闡述其快速設計方法。

關鍵詞：單片開關電源快速設計

TOPSwithⅡ

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

Keywords:Singlechipswitchingpowersupply,Quickdesign,TopswithⅡ

在設計開關電源時，首先面臨的問題是如何選擇合適的單片開關電源芯片，既能滿足要求，又不因選型不當而造成資源的浪費。然而，這并非易事。原因之一是單片開關電源現已形成四大系列、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，不僅要知道設計的輸出功率PO，還必須預先確定開關電源的效率η和芯片的功率損耗PD，而后兩個特征參數只有在設計安裝好開關電源時才能測出來，在設計之前它們是未知的。

摘要：單片開關電源是國際上90年代才開始流行的新型開關電源芯片。本文闡述其快速設計方法。

關鍵詞：單片開關電源快速設計

TOPSwithⅡ

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Keywords:Singlechipswitchingpowersupply,Quickdesign,TopswithⅡ

在設計開關電源時，首先面臨的問題是如何選擇合適的單片開關電源芯片，既能滿足要求，又不因選型不當而造成資源的浪費。然而，這并非易事。原因之一是單片開關電源現已形成四大系列、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，不僅要知道設計的輸出功率PO，還必須預先確定開關電源的效率η和芯片的功率損耗PD，而后兩個特征參數只有在設計安裝好開關電源時才能測出來，在設計之前它們是未知的。

1系統結構

該自動切換系統主要在一個機箱內實現，在機箱內有一個主控模塊作為主要控制電路，有三個轉換開關可以自動切換調頻。主板上設置了一些通信接口，包括RS485網絡通信接口、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發射機供電輸入口、主備機電源供電接口等。另外還包括主機RF信號輸入接口、備機RF信號輸入接口、負載輸入輸出接口、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射機電源輸出。主控模塊通過控制電路給主機和備用機進行供電，通過供電接口進行連接。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。三路轉換開關在主控模塊電路的控制下實現了調頻信號的雙向通訊開關，網絡通訊接口、串行通信接口和網口主要是用來和主控模塊進行通訊，并且根據實際情況安排具體通信通道，實現雙向實時通訊。根據具體主機頻率和自動切換通道，三個轉換開關的接口分別和3個主機RF信號輸入接口、3個備機RF信號輸入接口進行連接，實現主備機自動切換連接。最后把3個轉化開關電路的兩個輸出接口分別和3個合路器、3個假負載連接，完成轉換功能電路連接。以上是系統的主要設計結構，如圖1所示。

2主備機自動切換系統設計

單片控制模塊是系統的主要控制模塊，系統有兩個電源、電流開關檢測模塊，有兩個電源、電流控制模塊。另外兩個模塊是調頻調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電源電路，開關電源電路受單片機控制模塊控制。220V的控制電源接口連接到其中一個電壓電流檢測回路后，電路經過電源開關控制器，然后又連接到第二個電壓電流檢測回路，作為并聯輸出。這兩路輸入信號，通過兩路檢測回路后，分別并聯到主、備機供電電源接口上。這樣，通過電壓電流檢測回路模塊與單片機控制模塊電路的連接，實現了雙向的冗余通信。三個轉換開關，控制著通信回路的自動切換。三個不同通信接口，RS485網絡接口、RS232串行通信接口及網口在單片機控制電路下，實現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，這兩路并聯信號經過音頻模塊的檢波處理后，送給單片機控制回路，單片機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。發射機的狀態信號通過網口和通信電路傳送給單片機，單片機判斷發射機的發射功率大小，如果小于一定的閥值，就判斷為該信息為故障原因。初始默認狀態是，主備機都能正常工作，信號傳輸正常。三路主機信號傳輸到調頻多功能器后，傳送給天線發射出去，而三路備機則連接到假負載上。如果系統一旦發生故障，則意味著發射的信號功率就會低于規定值，信號傳輸給交換機，通過網口把故障信息傳送給控制模塊，控制模塊就會切斷相應開關，并進行頻點自動切換和故障發射主機標記。如果單片機控制模塊，在發現故障信號后，備用機如果沒有被標記為故障信息，則可自動切換到備用機。如果備用機有故障標記，則不進行自動切換工作，并發出警告信息，提醒故障的發生。本自動切換系統的供電是12V直流供電，由開關電源模塊進行把220V的交流電轉換成所需的12V直流供電。主控制模塊通過控制繼電器，從而實現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，分別控制主機和備機的電源供電問題。電壓和電流檢測模塊主要是用來檢測電壓和電流是否達到標注需要值。當220V交流電通過電源控制模塊供電后，得到的直流電壓要經過電壓檢測模塊，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化電壓后，檢測傳輸到單片機控制模塊的電流是否是正常的。F接收調頻信號模塊，在接受到信號后，傳送給音頻檢測模塊進行濾波檢波。檢波電路實現交流信號到直流信號的轉換，最后傳送給單片機控制模塊，控制模塊根據所得信號判斷是否正常，從而控制電路自動切換和主備機自動切換。通過網絡接口通信把相關信息狀態回饋給本地監控服務器，實現故障信息的監控和記錄工作。

3結束語

研究設計的調頻發射主備機自動切換系統，特別是對于要求多點覆蓋的農村區域，具有結構簡單、成本低廉、功能性強等特點。通過多種通信接口可實現接收Internet信號實現遠程控制。一旦發射機發生故障，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準限值。然后控制模塊就會進行主、備控制合路的自動切換，控制轉換開關把正常信號輸出到天線進行發射，把故障信息自動切換到假負載。最后實現主備機的相互自動切換和備份工作。

摘要：分析了由MCU和雙向晶閘管開關來控制通用電動機轉速的原理，提出了一種提高電動機效率的設計方案，給出了該實現方案的硬件電路和軟件程序框圖，同時給出了實驗仿真的結果。

關鍵詞：微控制器；晶閘管開關；電路板

1引言

在日常生產與生活中，大量電動機都以規定的速度和功率去拖動各種機械。而在軍事上，很多應用往往要求旋轉天線在各種條件下都要保持勻速轉動,這就要求在不同的情況下，電動機能相應調整工作速度，以保持恒定的速度。要實現這一功能，最常用的方法是對電動機的轉速進行調節。改變直流電動機的電樞或交流電動機的定子電壓，都可以在一定的范圍里改變轉速；也可用雙向晶閘管交流開關或直接選用模擬控制的通用電動機驅動器來取代笨重的電動機、發電機組以及飽和電抗器。本文介紹一個直接由110／240V電源供電的通用電動機驅動電路和一個MCU以及一個雙向晶閘管開關來實現控速的設計方法。其中單片機選用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。筆者在該仿真實驗中采用的是電位器。輔助電源從電源電壓中變壓整流獲得。

2設計方案和結構

2．1電路結構

1引言

隨著科學技術的發展，人們不斷把目光投向中小型水電綜合自動化的實現，這一新課題已得到廣泛的研究，小水電的綜合自動化經過多年的研究和實踐，它們的可靠性、靈活性、快速性已得到一致的認可。我國的中小型水電廠大多分布在山區，容量小，設備簡單，所以對它實現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尚未完善，它們的計算機監控多沿用大型水電站的控制模式，設備復雜，軟件也相應復雜，因此本文介紹了一種新的實現中小型水輪發電機組綜合自動化的設計。

2硬件設計

圖1為此次設計的硬件結構框圖：

此次設計分上位機和下位機兩部分，用一臺計算機模擬上位機，兩片單片機模擬下位機。用A片做從片，B片做主片。A片主要承擔對模擬量、開關量、V／F量的采集和處理，而B片則用來進行通信。B比A多了一個IBM－PC機通信的功能。

1）數據采集電路首先對V／F的數據進行采集，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。開關量的采集，開關量是由26針JP1的前24針引入，經過3片74LS244將數據放在數據總線上，由可編程譯碼器GAL承擔選擇74LS373芯片，進行開關量采集。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個模擬量經過十六選一開關，JP3的8個模擬量經過八選一開關，接于12位A／D轉換器。

1組成和主要功能

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

1.2電源電路其中電源電路主要是給整機電路提供穩定的電壓和電流的，能夠讓電路工作在抗干擾能力強的電源電路環境下；該工作電路的電壓通常給單片機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，考慮到整機的用電電壓、電流以及單片機的抗干擾要求，采用一般的三端穩壓器組成電源電路，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設置開關和工作狀態控制開關。輸入信號為直流電平，幅度為5V。根據所需的選擇控制方式和數量，擬采用獨立式非編碼的鍵盤電路實現輸入信號的選擇；具體選擇和控制開關設計如下：（1）工作狀態控制開關K0；（2）信號序列選擇開關K1、K2；其中K1—代表窮舉測試序列的選擇開關。其中K2—代表走步測試序列的選擇開關。（3）輸出頻率選擇開關KF（在主機電路中）分別為100KHZ、10KHZ、1KHZ三個檔位。（4）輸出信號幅度選擇開關Ku(在輸出驅動電路中)分別為5V、18V兩檔。

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

1.5主機部分主機電路根據信號序列和頻率變化的要求，擬采用單片機AT89C51實現所需的控制處理功能，通過軟件編程的方法實現電路所要達到的功能。

摘要：隨著國家經濟的發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使用的多為單相電感性負荷，因其自身功率因數較低，在電網中滯后無功功率的比重較大。為保證降低電網中的無功功率，提高功率因數，保證有功功率的充分利用，提高系統的供電效率和電壓質量，減少線路損耗，降低配電線路的成本，節約電能，通常在低壓供配電系統中裝設電容器無功補償裝置。

關鍵詞：無功補償；復合開關

1動態無功補償復合開關的工作原理和主要技術特點

目前電力系統通用的無功補償方案有接觸器投切電容器、復合開關投切電容器、晶閘管投切電容器這三種。復合開關投切電容器無功補償裝置，其投切開關是晶閘管和接觸器并聯的復合開關，其主要作用是用晶閘管控制電容過零投切，以降低傳統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，使電容運行。

動態無功補償復合的主要技術特點有：

實現動態補償，可對頻率和大小都變化的無功功率進行補償，對補償對象有極快的響應。動態補償不容易和電網阻抗發生諧振，且可以跟蹤電網頻率的變化，故補償性能不受電網頻率變化的影響。