开关电源原理及设计范文篇1

关键词：建筑行业；电气施工；节能；措施

引言：随着我国经济和科学技术的飞速发展，我国的建筑电气行业也得到了相应的发展，同时也给人们的生活带来了很大的便易。但对于我国来说，由于城市化进程的加快，建筑业所消耗的能源越来越多，其中对电能的消耗相当的严重。因此，建筑行业进行电气节能设计是顺应时展的需要。

1.建筑电气施工节能设计的原则

1.1在节能设计的过程要遵循适应性原则

建筑电气施工节能的设计要遵循适应性原则。电气设备不必过于铺张浪费，能够满足人们的日常需求就好。在保证建筑结构能拥有部分的必须功能及能正常使用这些功能，电气设计应能满足预先设定的要求【2】。节能设计在建筑物的色调、建筑物内的温度、艺术照明方面或空调及安全通道等特殊的工艺要求应按照节能标准进行相应的修改。在设计建筑电气节能工程时，应依据实际情况充分的考虑设备运转的过程中的电能承载量及负荷量，保证设备能进行正常的运行。

1.2在节能设计的过程要遵循实用性原则

建筑电气是为人的生活而服务的，因此在节能设计的过程中，设计者应选择科学合理的电气设计或电气材料。实用性原则是指在进行节能设计时要避免在节能方面投入过量的资金，要充分的结合电气工程的经济效率，减少在资金上的浪费【3】。设计师在进行节能设计时应从实际出发，理论联系实际，对电气系统进行节能设计时要联系建筑工程本身的节能设计，从而真正的达到资源的优化配置。

1.3在节能设计的过程要遵循节能性原则

在对建筑电气施工中的节能设计应充分的遵循节能性原则，节能设计应该是在满足建筑物正常使用的前提下进行的。电气工程的节能是指经济、安全及可靠为一体的电气系统，在保证居民的日常情况下不造成资源的浪费【4】。节能性原则要求在使用电气设备时尽可能的减少能量的消耗，如配电线路的损耗或大面积照明的能量损耗等。设计师在进行节能设计时应充分的利用先进的设备材料及建筑工艺，从而尽可能的降低能量消耗。

2.建筑电气施工中节能设计措施

2.1电气照明系统的节能措施

2.1.1节能照明光源

办公场所、公共场所、图书馆及商店等层高在4.5米以下的房间在选用节能照明光源时一般选用以直观荧光灯为主的荧光灯。细管径型小于26mm的直管荧光灯或者直管十三基色的细管荧光灯具有寿命长、显色性好及光效高等优点。当室内空间如大型商业场所、体育场馆或高大工业厂房等的高度达到4.5米之上时，且房间对显色性要求较高时，可以选择使用金属卤化物灯，它相对于荧光高压汞灯具有高显色性、光效高以及寿命比较长等优势【5】。对于显色性无太高要求的场所则推荐使用高压钠灯，它的发光特性与灯内的钠蒸汽有光，标准高压钠灯的光效较高但显色性较差。对显色性要求高的场所应该选用显色性改进型的高压钠灯，这种灯可以进行调光，光输出可以调低至正常的一半，从而使系统的功耗节约正常值的35%。

2.1.2照明灯光布置

在进行布置灯光时，可以根据环境条件以及需要照明部分的灯光布置形式来选择合适的照明控制方式。一般情况下，当室内具有多列灯具时，灯具应与侧窗平行控制；对于生产场所来讲，应考虑生产所的车间、工段及工序进行分组控制；当产所为报告厅、会议室或者电化教室等灯光布置应按照靠近或远离讲台进行分组控制。在建筑科技飞速发展的今天，控制灯具的方式应该更加的智能化、个性化及人性化等，在控制方式方面应该尽可能多的使用人体感应开关、智能化面板开关或动静感应开关等以方面人们的日常生活【6】。

2.1.3照明控制系统

智能照明控制系统通过采用各种不同的控制元件及控制方式进行预设置，它主要是精确设置以及合理管理不同时间不同环境的光照强度，它是对不同的环境进行工作模式的细分。智能照明控制系统可以在需要光的时候进行自启，并在不需要光的场所关掉不必要的照明，从而达到节约能源的目的【7】。

2.1.4绿色光源

绿色光源也就是现在被推广使用的新型光源的LED发光二极管，白光LED的发光光效可以达到2001Inw，发光二极管与同等亮度的白炽灯相比节能80%。随着发光二极管的迅猛发展，与发光二极管光源结合的发光光纤得到了广泛的运用。目前，发光光纤已被广泛使用在建筑物立面装饰、水下装饰及室内装饰灯。在室外通常采取太阳能灯具进行照明。

2.1.5节能型开关装置

在装置照明开关点时可以参考照明使用特点进行装置节能型的开关。卧室或病房等的床头灯可以选用调光开关，酒店的高级客房可以选用节电钥匙开关，楼梯或过道等公共场所可以选用节能的自熄开关，室外及公共场所可以选用光电—声控开关或者程序控制开关。

2.2电动机节能措施

建筑电气中的电动机一般都是由制造设备的厂商统一供应的，它与建筑中的水道、暖通等设备都是配套的，所以一般在运行过程中对发动机进行采取节能措施。首先，在供电系统的设计上应充分的考虑实际情况，避免配电因技术过多而导致耗电情况严重，对相同电压的设备配备的级数应控制在三级以内，重要负荷则可以通过直接放射式配电【8】。其次，在变压器的数量控制上应根据建筑物实际的负荷情况来合理的设计变压器的容量及数量，在同时使用多台变压器时要能保障每一台变压器都能正常运行。最后，应尽可能的选择节能型变压器。相关调查结果表示在使用变压器时的损耗大部分是在空载损失或负载损失方面。具有高效率、低噪音、质量轻等优点的节能变压器能有效地降低使用过程中的损耗，是未来变压器发展的必然趋势。

2.3减少供应及配电线路损失

线路的阻抗及电流会影响配电线路电能的损耗，配电线路的损耗与阻抗、电流的平方成正比，同时线路的阻抗又与导线的长度及导线率成正比，与导线的横截面成反比，所以配电线路应尽可能的选用铜芯线等高导线率的导体。在满足规范的同时为了降低电流可以尽量的提高电压的功率因素或电压等级。此外，在设计配电线路时尽可能的走直线，从而减少导线的长度。在低压配电时尽可能减少线路重复，为减少供电半径变电所应该尽量建在符合你中心。在电压降级及保护配合的前提下，应尽量的配电线路导线的横截面，从而减少能量的消耗。

2.4应用新型建筑电气技术

新型建筑电气技术的出现时为了解决传统节能技术带来的能源损耗严重的问题，它通过各种不同的先进的控制方式来控制传统建筑的电气设备。它可以通过中控电脑来监视或控制建筑内的空调设备、遮阳及灯光，同时也能感受建筑内各个房间的温度，同时也能对房间温度的上下限进行调节设定。此外，新型电气建筑电气设备可以通过定时功能对灯光、窗帘等设备进行定时控制。

结束语:在全球经济一体化的深入影响下,西方国家先进、绿色以及节能的电气施工设计对我国建筑电气施工节能设计产生了相当大的冲击力。因此，为了使我国的建筑电气行业得到健康有序的发展，就必须不断的提高我国的电气施工设计技术。在设计过程中，设计者需要综合考虑各种因素，以人为本，设计出便于操作和便于管理的电气设备。使这些设备不仅能满足人们日常需求，而且还可以节约我国的能源。

参考文献:[1]高勇.关于建筑电气节能设计与节能措施的探讨[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(32)

[2]杨夏东.关于建筑电气设计中的节能措施探讨[J].世界家苑,2012,(12)

[3]才越.关于建筑电气施工中节能设计措施的探讨[J].价值工程,2011,30(3)

[4]张宁六.关于建筑电气节能设计措施的探讨[J].中华民居,2013,(21)

[5]李发高.建筑电气工程中节能设计措施的探讨[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,(23)

[6]龚利容.浅析建筑电气施工中的节能设计[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,(17)

[7]靳良文.关于建筑电气施工中节能措施的探讨[J].黑龙江科技信息,2011,(27)

[8]廖美娜.浅析现代建筑电气施工设计[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,(11)

开关电源原理及设计范文篇2

【关键词】PDM；电子数据；流程；审签

产品数据管理（ProductDataManagement）系统为企业的设计和生产构筑一个并行产品开发的平台环境。PDM系统作为企业信息集成平台，起到了沟通设计部门与管理信息系统及制造资源系统之间的桥梁作用，解决了设计、生产计划、经营管理等信息的传递和数据共享问题。PDM的基本核心是管理产品设计数据和设计流程，它解决了制造企业信息化中的产品电子数据来源问题。

PDM以软件技术为基础，以产品为核心，实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术。是一门管理与产品相关的信息（包括电子文档、数据库记录、数字化文件等）和与产品相关的过程（包括工作流程和更改流程）的技术。PDM提品全生命周期的信息管理，并可在企业范围内为产品制造和设计建立一个并行化的协作环境。PDM的基本原理是在逻辑上将各CAX信息化孤岛集成起来，用计算机系统控制整个产品的开发设计，通过逐步建立虚拟的产品模型，最终形成完整的产品描述、生产过程描述及生产过程控制数据。技术信息系统和管理信息系统的有机集成，构成了支持整个产品形成过程的信息系统，同时也建立了CIMS的技术基础。通过建立虚拟的产品模型，PDM系统可以有效的、实时的、完整的控制从产品规划到产品报废处理的整个产品生命周期中的各种复杂的数字化信息。

在20世纪的60、70年代，企业在设计、生产过程中开始使用CAD、CAM等技术，新技术的应用在促进生产力发展的同时也带来了新的挑战。对制造企业而言，各单元的计算机辅助技术虽然已经日益成熟，但都自成体系，互相缺少有效的信息共享和利用，形成所谓的“信息孤岛”；并且随着计算机应用的快速发展，各种数据也急剧膨胀，对企业的管理形成巨大的压力：数据种类繁多，数据重复冗余，数据检索困难，数据的安全性及共享管理等都产生了一定影响。

目前多数企业已经意识到，实现信息的有序管理将成为企业在未来竞争中保持领先的关键因素。在这一背景下产生了新的管理技术，即PDM。PDM定位为面向制造企业，以产品为管理的核心；数据、过程和资源为管理信息的三大要素。PDM管理的两条主线是静态的产品结构和动态的产品设计流程，所有的信息组织和资源管理都是围绕产品设计展开的，这也是PDM系统不同于其它的信息管理系统的特点，如制造资源计划（MRPⅡ）、项目管理系统（PM）、企业信息管理系统（MIS）、企业资源计划（ERP）等等。

西开电气自2004年实施PDM，目前已被设计部门广泛应用，并为生产管理系统、车间装配系统等提供源头设计数据，成为下游部门信息来源的重要依据。设计部门应用三维软件进行产品设计，同时也应用一些有限元分析软件等。随着产品设计手段的转变，传统的纸质图纸逐渐向电子图纸转化，并产生了大量的电子数据。通过对工作流程的有效控制及管理，可以使电子图纸、文件得到有效的继承和利用，使电子数据的更改、归档、存储等管理进一步规范化。

采用工作流程管理的目的是对设计过程中的动态数据进行管理。在产品开发过程中，工程设计体现为产品数据的创建，发放及更改。比如在一个产品开发过程中，需要设计成千上万的零件，对每个零件，由不同的人创建、修改、浏览、校核和审批，而且设计每个零件使用的应用工具不同，会产生不同类型的数据。当一个产品的设计人员被要求对某个零部件进行更改时，需要的不仅仅是对原有的设计和工程进行更改，还需要参考许多设计文件、表格，而且也有可能牵涉到其他的产品设计成员。

在产品开发、设计过程中，与工作流程管理相关的问题主要有以下几个方面：

1.电子签署及发放

对产品设计结果进行审阅、校核等。CAD技术给原来的工作流程管理带来了新问题，如电子文件无法用手工签字的方法来进行校核、审批及发放。原有的手工审批制度在用CAD设计的电子文件前变得毫无办法，设计人员则把计算机中的二维工程图样打印输出，然后再拿去审签，这样则大大减少了使用计算机的优势。

2.设计流程及更改流程

一个产品的设计需要经过许多次的更改，传统的更改完全依靠人工管理，更改过程中往往会发生各种差错，计算机的推广应用可以较好地改善更改管理环境。工作流程大到一个产品设计的整个生命周期，小到一个审批流程。同样，工程更改流程可以很大，也可以很小。另外，流程也可以嵌套，工作流程各个阶段之间的关系可以是串行的也可以是并行的。流程管理有助于增强实时监控、跟踪管理，及时掌握产品的技术准备情况，同时通过对企业流程的管理，可以发现原有产品开发过程中的瓶颈，实现对企业工作流程的重构。

3.信息传递

目前我公司的产品开发及设计工作都是在计算机上进行的。设计人员利用PDM平台和三维软件进行产品设计的技术准备工作，生产计划人员利用生产管理系统完成其规定的作业计划。由于设计系统和信息管理系统之间缺乏信息交互和状态控制，给设计和生产部门带来极大的不便。为此，在产品开发设计过程中，计划人员需要获取产品数据的状态并需要将这些信息传递到生产系统中，以便可以实时控制产品开发设计进度，有效的协调生产过程。

我们公司在PDM升级项目中将工程设计数据流程审签作为重点实施内容，实现了电子图档生成过程的有效管理和控制，使得相关人员可以在正确的时间、以正确的方式得到正确的任务，并可以实现电子签名，从而能够保证企业设计工作有序地进行。通过设计部门全面应用PDM系统，统一设计平台，并按照企业相关标准定制审签流程模板。使设计员设计的技术文件在PDM软件中进行电子流程审批，包括技术文件的编制、校核、会签、标准化、审定、批准等环节。在技术文件入库前，改变原来同一文件纸质和电子两种形式同时审批为只进行电子流程审批，节省纸质文件打印，生效的技术文件最后统一由底图室打印入底图库。

解决了电子流程审批问题，使目前的设计方式变为设计人员以底图为中心的设计方式。方便技术管理部门理顺产品电子图档审签、流程并实现数据流程审签。

根据PDM系统的特点，结合本企业建立起工作流程管理模型，实现对工作流程的定义以及产品设计过程中工作流程的管理和控制，能够解决企业在产品设计工作过程中的数据流动控制问题，能够为企业提供良好的产品开发、设计环境。当排除困难，成功的实施PDM流程管理后，可以极大的推动企业无纸化办公的进程，形成真正的基于网络应用的工作环境，加速企业现代化计算机管理的步伐。[科]

【参考文献】

［1］范文慧，李涛，熊光楞.产品数据管理（PDM）的原理与实施.机械工业出版社，2004.

［2］张斌，王爱玲.PDM系统中流程管理模型的研究与实现.中北大学机械工程系，2006，02.

［3］梁萍萍，宋曰聪.PDM系统中工作流程管理模型的设计[J].考试周刊，2007，（22）.

开关电源原理及设计范文篇3

逆向工程技术又称反求工程技术，相对于传统的正向设计工程，是一种产品设计技术的再现过程，即对某一项目标产品进行逆向分析及研究，推导得出该产品的功能特性、技术指标、组织结构等设计要素，制作出功能相近但又不完全一样的产品。该技术的特点是能让设计者快速消化吸收原产品优点的基础上进行改进和创新设计，从而缩短新产品的研发时间，增强企业的竞争力，目前被广泛应用到新产品开发和产品改型设计、产品仿制、质量分析检测等领域。电类生产实习的过程一般是实现完整的产品流程，让学生从市场调研、资料分析、方案设计、项目实施的全过程，了解企业电子产品的开发设计流程、生产制造工艺、成本控制、检验测试等产品阶段，从而学习体会电子产品企业规范化、专业化的电子产品设计、开发流程及典型开发团队中人员角色设置。大部分高校的电类专业生产实习，周期一般是3～5周，在有限的时间内让学生完成实际产品开发任务的目的几乎是不可能的;逆向工程技术则可有效地实现这一目标，缩短产品从设计到制造的时间，从而达到实习学生完成实际产品开发任务的目的，提高职业能力。

2典型案例应用介绍

逆向工程技术是一种非常高效的产品设计方法，经实习教研组老师和企业专业技术人员的多次交流和慎重考虑，决定在实习中引进逆向工程技术，方法是将学生按5～6人分为一个项目组，自选一个典型的现有产品作为样品，直接对样品进行分析，推导出产品的设计流程，从而制作出新的产品，在项目中每个成员必须承担一定的实施角色如硬件工程师、测试工程师等，按照产品的规范开展项目管理与工程活动，每个里程碑阶段开展产品模式的阶段评审(原产品的分析测试阶段、新产品的电路设计阶段、新产品的实施阶段等)，评审由实习指导老师和企业专业技术人员组成评审委员会，根据项目组出现的问题，提出改进和修改意见。在实习中，主要分成两大部分，一是产品的逆向工程，二是新产品的再设计。

2．1产品的逆向工程

所谓产品的逆向工程技术是在对原有产品的观察测试后，拆开产品，逐一分析单个零件的组成、功能、装配尺寸和制造过程。在电类专业生产实习中，考虑到实习目的及效果，以及当前电子行业的整体形势，中小功率开关电源是一个不错的选择，目的是通过典型应用产品(开关电源)的逆向工程，缩短产品的开发设计时间，使学生能在有限的实训时间内达到熟练掌握实际产品的开发流程，提高工作能力。开关电源的逆向工程中，主要环节有三:一是对原有产品的参数测定及分析;二是对原有产品的PCB板进行反演，还原该产品的电路设计图;三是原有产品的工艺分析。下面从这三个方面介绍开关电源的逆向过程:(1)原有产品的参数测定和分析。每个项目组的学生从提供的4～5种开关电源中选定要仿制的品牌，确定其参数要求，测试3～5个样品的输入输出等参数，并做好相关的记录并分析。(2)反演原有产品的PCB板，还原电路设计图。传统的PCB反演技术很多，一般分为抄板软件的辅助反演过程和手工抄板。现存的抄板软件国内主要有CBR系列、QuickPCB系列和PHOTOSHOP等，该方法仿制PCB板的过程是:给样本PCB板照相→在抄板软件中导入样本PCB板的图片→根据样本照片绘制出PCB图→逆向生成网络表→把网络表导入PCB设计软件中，如Protel、Altiumdesigner→在PCB软件中完成其它设计过程。对于复杂的电路板如多层电路板，可以考虑借助如上抄板软件来实现。在实习中，考虑到产品的简易性及锻炼学生电路掌握能力，采取手工抄板的方式来反演。手工抄板对学生自身素质要求比较高，要求有较扎实的电路基本功，熟悉各典型单元电路的原理及功能，这样才能游刃有余地进行抄板。对于电路板上元件较多的电路，首先将实物电路划分为多个单元模块，比如对一些稍复杂的电路，一般可划分为电源模块、采集模块、MCU控制模块及显示模块，然后针对各个模块，找出各模块中引脚多且起主要作用的元件，以这些元件作为核心，从其引脚开始画图，注意有极性元件的标志，拿不准的点用万用表测量其相连接的元器件。手工抄板过程中一个关键点就是要注意单元电路的输入、输出端，把握好输入输出和核心元件，电路抄板就成功了一半。开关电源电路实物与抄板得到的原理图对照。该开关电源是基于BP9021A设计的市电驱动型LED照明电源，主要由三个部分组成:整流滤波、恒流调节和变压器隔离整流输出。整流部分中的MB6S，恒流调节电路中的BP9021A，输出部分中的变压器，以这些元件作为核心元件，从各核心元件的引脚展开作图，最终把各部分连通起来，实物的PCB抄板就完成了。(3)样品的工艺分析。在产品的整体设计过程中，工艺设计也是其中重要的一个环节，它涉及产品的方方面面，如产品的结构件设计、元件的安装工艺、PCB设计工艺等等，在开关电源中:市电输入端，在PCB板上采用U型槽隔开，增加爬电距离;高压和低压部分有较大的安全距离。灯板与底座之间涂上散热胶，通过螺钉固定，弧形的散热鳍片加大散热面积，散热效率高。

2．2产品的再设计

产品的再设计过程其实也是产品的正向设计过程，在此不再赘述。在实习中，根据PCB板逆向得出的电路图进行分析，有条件的可以提出改进方法，然后采用PCB设计软件如AltiumDesigner完成新的PCB图设计。按照新的PCB图制作新的PCB板，安装调试，完成5～6个新产品的装配，并进行测试，原产品与新产品的转换效率特性测试对比。因该产品属于一款稳定的通用产品，改进的空间不大，学生在设计过程中不需要进行创新性设计。整个产品设计完成后，根据企业产品规范化、专业化的设计要求，学生最终还得提品设计过程的生产文件，如产品参数测试报告、产品工艺分析报告、元件清单、电路图、产品装配工艺报告等一系列产品文件。

3结语

开关电源原理及设计范文篇4

数字信号处理器(DSP)在串联型电力有源滤波器中的应用

采用单片式开关控制器为锂电池充电

逆变器并联运行中的均流技术

大功率升压型DC/DC转换器,集成了10A开关管

电力系统用三相UPS的设计

微电容、输出可达1A的低压差线性稳压器

基于SA4828的三相组合式逆变器设计

SOT23封装的低功耗“看门狗”定时器

一种智能型大功率“绿色环保”UPS

超低静态电流,提供“电源好”指示的LDO

基于观测器的方法在三相逆变器故障诊断中的应用

无须外部元件的四电压监视器

TOPSwitch-FX系列单片开关电源的原理与应用

SOT23封装、尺寸最小的锂电池充电器

一种小功率金卤灯用电子镇流器

专用于CDMA手机、尺寸最小的电源管理IC

ML4835复合PFC/CFL小型荧光灯电子调光镇流控制器(下)

现代数据通信中的基础数据业务

UCC39421系列多模式高频PWM控制器的应用

双极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器研究

信息窗

一种运用后级调整技术的新颖的多路输出正反激变流器

一种基于TMS320LF2407的并网逆变器控制策略

倍流同步整流在DC／DC变换器中工作原理分析

一种新型的ZCSPWM半桥变换器(英文)

便携式多功能太阳能数字移动电源

6kV·A逆变器滞环调制与单极性SPWM倍频调制的比较

C&D双绕SMD电感额定值为1．0-400μH

电动车铅酸蓄电池的脉冲快速充电设计

一种低价简易电源的设计

一种低压程控电源的设计

智能脱扣器的软硬件设计

一种电除尘器用智能高压逆变直流电源的研制

氧化锌非线性电阻测试电源系统

基于NCP1200A的多路反激变换器的研究

一种新颖的电流临界导通的功率因数校正芯片的研究

现代功率模块及器件应用技术(3)

《电源技术应用》2009年广告刊例

中国电源学会第十八届学术年会(CPSSC'2009)征文通知

《电源技术应用》征稿启事

阳光下的期盼——冀望《电源技术应用》再上一层楼

UPS电源及供电系统用户有奖调查表——2009第五届UPS电源及其供电系统用户调查活动

纳米硅胶体铅酸蓄电池

一种POL终端匹配电源的热模拟研究

电动汽车蓄电池组电池管理及其状态检

基于UCC3895与PIC单片机的智能充电器的设计

智能镍氢充电器的研制

电动自行车铅酸蓄电池的维护

阀控密封式铅酸蓄电池的原理及其运行维护

三电平ZCS充电结构的工作特性研究

UPS冗余并联与双总线连接供电方案(三)

无功补偿装置及应用(四)

技术应用新概念:电力/电子/电脑系统的标准规范3啥是次贷?那里兴旺?何出危机?怎么救市?

MAX774/MAX775/MAX776系列反极性开关集成稳压器

UPS蓄电池的维护经验

开关电源原理及设计范文篇5

关键词：电气技术建筑应用设备科学管理

近几年，电子技术、计算机技术发展迅速，新技术、新器件层出不穷，越来越多地应用到建筑行业中，已成为推动行业发展的重要因素。大型施工机械、小区楼宇布线、照明控制、监控、报警、对讲等智能化工程施工与管理，急需既懂专业知识又掌握电子技术的复合应用型人才。为此，本文对电气技术再民用建筑中的应用进行阐述。

1建筑电气设计方面存在的问题

1.1设计违背或偏离设计规范的规定，安全性、可信性方面不执行设计规范的现象相当普遍。目前施工图设计达不到建设部《建设工程设计文件编制深度规定》要求的现象相当普遍，主要是设计文件可实施性方面的缺陷，直接导致施工安装困难或错误，也可能导致可用性的欠缺。

1.2设计深度不够。由于不按规定的深度进行必要的计算与标注，往往造成设计文件本身出现原则错误而难于及时发现，将影响项目建成的使用功能。

1.3相关专业设计文件衔接不清，不按规定协调配合的问题普遍存在，极易导致施工错误。设计文件是工程施工与监理的最主要根据，设计能否认真执行国家规定、设计文件的深度及相关专业的密切配合问题等等都直接影响工程质量。

2建筑电气设计中的原则

2.1满足建筑物的使用功能。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。

2.2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。

2.3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量消耗是与发挥建筑物功能无关的，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。

2.4性能化规范与性能化设计方法。性能化规范中，一般只确定能达到规范要求的可接受的方法，对建筑物内的要求通过政策性的总目标、功能目标和性能要求来表叙。性能化设计是选用以性能为基础的替代办法，即描述能够达到某种规定性能水平的设计过程的术语，其设计方法是设计中的一种工程方法。如果性能化设计方法同性能化规范一起使用，就必需有一套规范中要求的固定的总目标、功能目标和性能要求。

3电气设计中的节能原则

由于随着人口的越来越多，工业的逐步发展和生活水平的提高，能源的消耗也就急剧的增加，这样，能源危机迫在眉睫。因此，节约二次能源――电能，被各行各业提出了出来，这样，节能也就成为民用建筑电气设计的焦点。建筑电气设计节能的原则建筑电气节能应坚持以下三个原则：

3.1满足建筑物的功能。满足建筑物的功能是主要的，即满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足照明的色温、照度、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。

3.2考虑实际经济效益。节能中最重要的一点是，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。节能应该是让增加的部分投资，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。

3.3节省消耗的多余能量。节能的最重要的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。要考虑采取什么措施节能，首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的。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。所以，节能措施也应贯彻三大原则：实用、经济合理、技术先进。在节约不可再生能源的同时，为了适应人口增加，同时因为能源枯竭的现实，人类一定要寻求开发利用新能源，这是历史赋予现代人的使命，而新能源有效地开发利用必定要以高科技为依托。如开发利用太阳能、风能、潮汐能、水力、地热及其他可再生的自然界能源，必须借助于先进的技术手段，并且要不断地完善和提高，以达到更有效地利用这些能源。

4建筑电气安全消防管理

电气安全系统的目的不外乎是确保人身安全和减少财产损失两个方面。而人身安全则有赖于安全疏散系统的可靠，因此各国的性能法规中，安全疏散设计都占有重要的地位。

4.1对所设计工程的终身负责制，以督促设计与自查自审不流于形式。

4.2严把审核关。实行审核责任制度。消防工作实行消防安全责任制，审核工作，也应落实谁审核、谁负责。

4.3严抓施工管理。实行施工人员资质证制度。高层建筑电气工程施工，必须由具有相应电气专业资质等级队伍承接，这一点已很明确。但在实际操作中，施工队伍转手分包、换人施工等做法却屡见不鲜，监管部门亦极难控制与管理，要真正控制这一点，建议可实行管理员上岗制度，这样监督部门在施工检查中，可以有的放矢检查施工人员的上岗证，严格落实责任制。

4.4严抓后期管理。①加强管理人员的培训工作。国家有关电气法规明文提出建筑管理需要经正式电气培训考试合格持证上岗，应加强对管理人员的培训，提高他们的电气消防安全知识。②签订建筑工程电气消防验收移交书。工程竣工验收合格后，要确保建筑电气消防设施完整好用，必须确定专门管理部门专人管理，因此电气消防部门应及时签订建筑工程消防验收移交书，同时根据高层建筑的有关规定签订建筑电气消防设施定期维修保养合同，保证电气消防设施的正常运作。③开展建筑电气消防设施检测。应聘请具有相应资质的检测机构，定期或不定期对建筑电气消防设施系统进行检查、测试，对系统工作状态作出合格与否的判定。④加强建筑电气消防设施维护管理。建筑工程经公安电气消防机构验收合格投入使用后，搞好建筑电气消防设施的维护管理，是确保电气消防系统长期保持正常运行状态，持久有效地发挥其防止和减少建筑火灾作用的保证。

开关电源原理及设计范文篇6

关键词:电气自动化;节能设计;电气工程

0引言

电气自动化技术在人们的生产生活中有十分广泛的应用，且随着近年来信息技术的发展，电气自动化技术获得了更好的发展，在各行各业中的应用更为有效和广泛。节能减排理念近年来在电气自动化工程中得到了十分广泛的应用，这促使电气自动化设计越来越重视节能设计，这对促进电气自动化工程高效发展起到了十分重要的作用［1］。就现阶段电气自动化工程中的节能设计来说，无论是设计理论知识还是实践经验均取得了很好的成效，在进一步落实环境保护和促进经济发展中的作用日益凸显。基于此，进一步明确和掌握电气自动化工程中的节能设计技术应用要点与策略尤为关键，必须给予充分的重视。基于此，本文对电气自动化工程中的节能设计技术应用要点作如下的论述。

1电气自动化工程开展节能设计的意义

目前来看，节能设计已经成为电气自动化工程的主要趋势，在电气自动化工程中获得非常好的发展，真正意义上贯彻和落实了节能减排战略。电气自动化工程开展节能设计主要有以下三点意义:1)任何投入使用的电气设备均会消耗电能，当前阶段我国的电能资源属于常规性能源，随着近年来社会经济的发展，能源短缺问题对经济发展的影响越来越显著，这让节能减排成为了电气自动化工程开始广泛探索的问题之一。通过将节能理念融入到电气自动化工程设计中，可以很好地提升工作效率，降低能耗，帮助企业获得更好的经济效益。2)电气自动化工程对平稳运行有很高的要求，以往所使用的技术虽然可以一定程度上提升工作效率，但实际运行过程中的安全性和稳定性不足，极易导致供电和输电系统出现瘫痪的问题。近年来随着节能设计理念在电气自动化工程中的深入应用，发现电气自动化节能技术不仅可以减少能源的浪费，可以很好地确保供电系统与输电系统运行的安全性，对提升企业经济效益有十分重要的意义。3)在长期的使用过程中发现，电气自动化系统在运行过程中会很容易产生谐波，所产生的谐波会对电网造成很大的损害，不利于电力设备的保护。要有效解决这一问题，必须结合实际情况从节能方面来着手。在近年来的实际使用中发现，将诸多节能技术应用到电气自动化工程中，可以有效减少电气系统运行过程中的能源消耗，在消除谐波方面有十分显著的优势，可以最大限度避免对电网的损害，这对实现电网设备可持续使用意义重大。

2电气自动化工程中节能设计遵循的原则

电气自动化工程涉及到很多的专业性知识，实际在开展节能设计工作时会遇到较多的困难，如何确保节能理念可以有效贯彻与落实到电气自动化工程中尤为关键。因此，在开展电气自动化工程的节能设计时，要严格遵循相关的原则，以此最大限度发挥节能技术的优势。总的来说，电气自动化工程应用节能设计理念时需要把控好以下四方面的原则:1)安全性:从配电设备这一角度来说，电气自动化系统要想在运行过程中始终保持高效和平稳，必须做好配电设计工作，尤其是要做好配电设备的设计工作。具体来说，在配电设备设计过程要严格遵循安全性的原则，充分考虑电气设备的负荷容量，并以此为基础来落实好线路和其他设计工作，最大限度确保供电系统运行的安全性与稳定性。另外，在配电设计时要做好一些细节方面的工作，比如需要做到防静电设计与防雷设计这两项工作。2)高效性:从电气设备这一角度来说，如何有效提升设备运行效率与质量是必须考虑的问题。对于电气自动化系统的设备来说，有很多设备运行状态下的功率并不是处于最高值，一些设备运行状态下的功率还会远低于额定功率，这直接影响了设备运行效率与质量［2］。为此，在实际开展电气自动化工程节能设计时，要充分做好有关于电气设备方面的设计工作，将提升设备运行效率作为设计的重要原则来把控，同时确保可以有效减少电气设备运行过程中的能耗。3)环保性:电气自动化工程开展节能设计的根本目标在于减少不必要的能耗，因而环保性原则是始终需要考虑的原则。在设计过程中要重点做好两方面的工作，一是要结合设计需求来合理选择电气设备和材料，在保证质量的同时确保环保性能。二是要加强对周围生态环境的保护力度，在确保电力能源可以满足供应需求的同时，要最大限度地降低环境污染。4)经济性:经济性原则也是电气自动化工程开展节能设计时需要重点考量的原则，要确保通过节能技术可以有效降低能耗，且不用出现成本增加的问题。在实际设计时，要对电气自动化工程的节能效果与经济效益做到全量的分析，寻求两者之间的平衡点，确保可以通过节能设计工作来帮助企业获得良好的经济效益。

3电气自动化工程中的节能设计技术———电能传输消耗控制技术

电能在传输过程中会因为多种因素而导致有功功率有较大的消耗，比如导线本身便存在一定的电阻，在运行过程中会不可避免地导致电能出现传输消耗问题。结合这一问题，目前最为针对性且有效果的方法是减少导线上的电阻。在方案确定时，考虑到导线的电阻与横截面积存在着负相关关系，因而可以尝试利用导线与横截面之间的关系来减少导线的电阻。基于这一考虑，结合当前的实际能力，可以使用四种方案，一是从材料选用类型来着手，尽可能去选择电导率更小的材料来作为导线使用，相信这样可以很好地减少电能的消耗。二是结合实际情况来合理调整导线的长度，在电路设置时充分确保导线可以走直线，避免设计出走弯路的方案。三是将变压器尽量布设在靠近负荷的最中心，缩小供电系统之间的距离。四是可以考虑增大导线的横截面积，这可以很有效地减少导线的电阻，电能损耗也可以随之减少，对实现电能传输消耗控制有十分显著的效果。(1)合理选择变压器变压器在电气自动化系统运行中发挥着十分关键的作用，同时也是节能设计的重点，原因在于变压器可以直接影响电气系统的用电功率，影响电流电压的有效切换。这要求在变压器选择时，要对节约能源作深入的考量，通过使用规定变压器型号来实现控制其有用功率消耗量的目标。为实现这一目标，在变压器选择时要对以下原则作充分的考量:1)严格遵循节能原则，尽可能去使用铜片和绝缘材料。2)铜材料在变压器运行中发挥着重要的作用，出于节能考虑，要有效提升铜材料的应用频率。就近年来的变压器设计来看，通过在电线电柜中使用硅材料来代替铜材料，可以实现两方面的目的，一是可以确保变压器在空载运行过程中有很好的运行效率，二是可以最大限度减少变压器运行过程中的能耗，以此来实现节约能源的目的。3)目前来看，市面上的变压器类型较多，在选择时会有一定的难度，为此要始终秉承选用节能型的变压器这一原则。待正式投入使用后，要做好维修保养工作，并在使用一段时间后及时更换，这对确保变压器功能有重要的意义［3］。4)变压器设计时要考虑采用一些单相自动补偿设备，原因在于通过单相自动补偿设备可以有效确保流动的三相电的电流处于平衡状态，可以最大限度减少变压器自身所承受的消耗。另外，也可以考虑将单相用电设备连接到三相电源上，以此来有效避免负荷不平衡问题的发生，这样也可以实现控制变压器电能损耗的目的。5)变压器数量与容量的科学确定也十分重要，如果变压器的容量无法满足电力系统的运行需求，则势必会导致变压器的使用寿命受到影响，电力运输质量也会随之受到影响。如果变压器的容量大于电力系统的运行需求，则又会导致资源的浪费，不利于节能设计目标的实现。因此，在选择变压器时要严格按照实际情况来确定变压器容量。另外，在数量上也要加以控制，变压器的台数不宜过多。通常情况下，变压器的数量应以2台为准，将2台变压器以并联的方式联系起来，不仅能够确保电气自动化系统运行的平稳性，而且能够最大限度避免能源的浪费，这对于落实电气自动化工程节能设计是十分有利的。(2)合理选择无功补偿设备因为功率因数偏低会导致用户的用电成本有所增加，为有效确保无功功率处于平衡状态，需要结合实际情况来选择最为合适的无功补偿设备。考虑到无功补偿设备在选择时需要考虑较多的因素，为此在实际选择时要严格遵循相关的原则，确保无功补偿设备有充分的适用性。总的来说，无功补偿设备选择时要遵循三方面的要点。一是若使用电容器来实现补偿目的，则要根据参数来确定电容器容量。二是考虑到以往的补偿电容器中的电容器分担方式有一定的局限性［4］。为此，在节能设计理念下，为实现最佳的补偿效果，可以采用集调节平衡、定位准确及适应面广泛的一体化切投方式。三是在安装无功补偿设备时，最好是就地安装，直接完成补偿，这样可以最大限度减少线路上的无用功传输，对实现节能效果有十分大的裨益。

4结束语

电气自动化技术的应用对实现电力生产、输送及供应的自动化控制有重要的作用，应用效果越来越显著。目前来看，节能设计已然成为推动电气自动化更好发展的强有力手段，实际应用时可以取得良好的效果，今后要进一步加大研究力度，以此掌握更多有关电气自动化系统节能设计的知识。

参考文献

［1］丁晶晶，董丽丽，王磊.浅析电气工程及其自动化中存在的问题及解决措施［J］．南方农机，2022，51(7):232.

［2］梁继军.探究电气工程自动化及其节能设计［J］．大众标准化，2022，317(6):88-89.

［3］张沫然，赵文佳，姜楠.电气工程自动化信息技术及其节能设计探讨［J］．通信电源技术，2022，37(10):238-239，242.

［4］杨兴旺.探析电气工程及自动化发展问题及解决对策［J］．建筑发展，2022，4(3):44.

开关电源原理及设计范文1篇7

对通信电源构成进行详细论述，分析DC/DC通信电源可能存在问题，在直流空开脱扣特性和储能元件的应用上，提出相应的改进措施。

针对智能变电站二次系统增加大量过程层设备负荷和网络设备负荷，按照变电站网络结构对应的供电负荷进行详细地分类统计，优化计算，作为主要设备的参数选择依据。

1、一体化电源通信方式

1.1总监控器通信网络方式

当变电站一体化电源设备由于电源模块和馈线开关数量较少，且各电源子系统集中混合组柜，所以通常只设置总监控器。一体化电源监控采用分散测控、集中管理的模式，将各电源智能监控模块分散布置在各电源柜内，各电源智能监控模块与一体化监控装置通信上传相关信息，一体化监控装置通过DL/T860通信标准直接接入自动化系统的MMS网。各电源智能监控模块通过总线方式直接与一体化监控装置通信，系统网络结构简单，见图2-2。站用电源系统所有信息的采集、判断、分析和管理都由一体化监控装置处理，信息量大，一体化监控装置的通信接口数量要求多，系统扩展性较差，故适合于终期规模较小的变电站。

1.2分层监控通信网络方式

220kV及以上电压等级变电站一体化电源设备，由于电源模块和馈线开关数量较多，各电源子系统构成复杂，需要独立组柜，各子系统宜分别设置监控器，对本系统的电源模块进行管理，并负责采集馈线开关状态及表计测量信息；同时设置总监控器与各子系统监控器进行通信，实现对整个一体化电源系统的监测与管理。如果取消各子系监控器的设置，由总监控器直接管理所有电源模块，虽然使整个系统通信简化，但同时造成总监控器处理信息量过大，一旦故障则影响整个系统。

2、一体化电源系统监控范围

一体化电源系统利用通信方式对各子系统进行数据分散采集和集中管理，可在自动化监控后台或集控中心对本站各电源子系统实现远方监控。

一体化电源系统中除交流电源子系统进线开关和联络开关采用框架式开关外，其它开关均为塑壳开关、微型空开和隔离开关，不具有电气操作机构。如果要实现远控，就需要给这些馈线开关或隔离开关加装外部辅助机械装置以及微型马达来实现；这样无疑会大幅增加整个系统的复杂性和投资费用，馈线柜的数量也会增加许多，因此实际工程应用案例极少。另外各电源子系统全部双套配置，重要负荷双回路供电，因此一旦发生站用电源馈线跳闸事故，一般需要检修维护人到现场查明故障原因，才能进一步恢复供电。因而功能中除对进线开关、联络开关进行远方控制外馈线开关以及隔离开关远方控制的必要性不大。

3、站用交流电源切换方式

500kV变电站备用电源自动投切有以下实现方式：

方式三：由进线监控模块实现备用电源自动投切功能。虽然只能实现电气闭锁，但取消自动备投装置，将自动备投功能嵌入交流进线监控模块，由进线监控模块对采集的信息进行分析处理并实现自动投切。本工程推荐采用方案三实现备自投功能，节省独立的备自投装置。

4、DC/DC电源改进措施

目前DC/DC电源变换模块在220kV站开始推广使用，对于整合后通信设备的供电可靠性是否满足要求还存在疑问。传统通信电源接线在馈线短路或过载时，由蓄电池提供短路电流，使馈线开关动作切除故障。DC/DC供电通信电源接线，由于DC/DC短路保护时间很短，可能先于馈线开关跳闸时间，DC/DC短路保护后不再有电流输出，使得馈线开关无法跳闸切除故障，造成一个馈线支路短路故障影响整个母线供电。针对这种情况，目前考虑从以下几个方面进行改进。

4.1直流空开脱扣特性的选择

DC/DC电源系统的各级馈线直流空开如果选型不当，就会造成短路时，开关拒动或越级跳闸，后果比较严重。

4.2储能元件的应用

DC/DC电源系统增设电容元器件，挂接到直流母线上。当系统发生过载或短路时，储能电容可瞬时提供一定的附加电流，从而缓解系统对大冲击电流的需求。电容值的大小应满足当任一馈线开关出口短路时，储能电容提供的附加放电电流大于空开额定脱扣电流的上限值。

4.3电子馈线保护装置的应用

电子馈线保护装置采用大功率开关器件实现回路的无触点开通和关断控制，由硬件电路实现短路瞬时保护功能，由软件电路实现过载短延时保护功能。当电流采样电路检测的回路电流大于3In时，装置的硬件比较电路快速控制开关器件关断，并使开关器件锁存在关断状态；当电流采样电路检测的回路电流大于1.15倍额定电流值时，装置的软件电路自动进入计时和电压监控程序，之后如果输出电压波动维持在40V以上，则计时程序延时10ms后自动输出关断信号；如果输出电压波动下降到40V及以下，则电压监控程序自动终止计时并立即输出关断信号。关断信号可快速控制开关器件关断，并使开关器件锁存在关断状态。通信电源馈线开关采用直流断路器，其具有的热磁保护功能，加上电子馈线保护装置的智能开关控制，可以使通信直流馈线回路的过载或短路故障得到有效的保护，避免DC-DC变换器因输出过载或短路而发生电压跌落的严重事故。在DC/DC出口短路故障时，DC/DC的短路保护将闭锁DC/DC输出。该方案在江苏、上海等地区的220kV、110kV变电站已经有所应用。该方案由许继电源提出，并对电子馈线保护装置申请发明专利，因此具有一定垄断性。

4.4DC/DC备用模块配置原则

增加DC/DC备用模块数量配置，使其能提供足够的电流，以保证馈线开关可靠动作。因而DC/DC电源的备用模块将不再单纯作为工作模块的故障备用，还兼作电源系统的事故备用。国外DC/DC电源系统备用模块配置原则为N+N，即双套冗余。国内《邮电通信电源设备安装设计规范》中也曾规定过当DC/DC工作模块数量N≥3时，备用模块按2块配置。

由于增加储能电容也能起到增大系统冲击电流的效果，出于经济性考虑，故建议DC/DC备用模块配置原则按N+2或N+3确定。在进行直流负荷统计时，DC/DC电源模块宜分别统计，即工作模块纳入经常负荷，备用模块纳入冲击负荷。

5、结论

一体化是变电站交直流电源的发展方向。交直流电源统一设计、监控，实现变电站交直流电源的分散数据采集、控制和集中监控管理，提高站用电源系统的可靠性和安全性；优化设备配置。

对智能变电站一体化电源系统电气接线、系统通信方案进行研究，分析取消通信专用蓄电池后，DC/DC通信电源可能存在的问题，提出相应的改进措施。

参考文献

开关电源原理及设计范文篇8

[关键词]化学电源教学设计实验探究学习主体

[中图分类号]G633.8[文献标识码]A[文章编号]16746058（2015）110089

一、教材分析

“化学电源”一课选自苏教版《化学2》专题2第三单元第二节，前一课时为“化学能转化为电能”，后一课时为“电能转化为化学能”。本节课可以看成是原电池知识的具体应用，并为《化学反应原理》模块中化学电源相关内容的学习做好铺垫，起着承前启后的作用。《学科指导意见》对本课教学内容的基本要求为：了解常见的化学电源以及它们在生产生活等方面的应用；发展要求为：能判断氢氧燃料电池的正、负极和电子流向，并书写电极反应式。

二、学情分析

从知识上来说，学生已经学习了氧化还原的相关知识（熟知电子守恒思想）、原电池原理的基础知识（原电池构成条件、正负极、电子流向判断、电极反应式书写等）；从能力上来说，学生具有一定的动手能力、观察能力、归纳能力；从情感上来说，学生比较喜欢学以致用和科技前沿知识，对本节课内容很感兴趣。

存在问题：学生对“氧化还原与原电池原理”理论掌握情况参差不齐；自主探究能力有所欠缺。

三、教学目标

1.知识与技能。了解常见化学电源及其应用，初步学会制作简易电池，掌握燃料电池的组成和工作原理。

2.过程与方法。以制作简易电池和氢氧燃料电池为例，运用实验、观察等手段，结合原电池相关理论，利用比较、分类思想，引导学生探究新知识，通过查阅资料、成果展示和实验操作，帮助学生树立较强的问题意识，逐步形成独立思考的能力。

3.情感态度与价值观。通过动手制作电池，体验科学探究的喜悦，感受化学世界的奇妙，提高学习化学的兴趣。通过“化学电源应用”的成果展示，赞赏化学对人类生活和社会发展的贡献，形成环保意识和可持续发展的思想。

四、教学重、难点

1.重点。常见的化学电源及应用，燃料电池的组成和工作原理。

2.难点。不同介质环境下（中性、酸性、碱性），氢氧燃料电池电极反应式的书写。

五、教法和学法

1.教学方法。本节课主要采用实验探究法和问题驱动法，即以课本上的“活动与探究”展开简易电池的制作及原理分析，进而螺旋上升至燃料电池的原理研究，符合学生认知规律。

2.学习方法。一是小组合作法――通过合作，提高团队合作能力；二是归纳比较法――通过资料查阅，对不同电池的组成和应用进行归纳比较，感受化学的贡献与魅力；三是迁移联系法――通过讨论探究和迁移联系，抓住燃料电池的组成和工作原理这一重点，突破不同介质环境下，氢氧燃料电池电极反应式书写这一难点。

六、教学流程

1.课前准备

教师：（1）准备与化学电源相关的科技前沿资料、教学课件；（2）准备常见电源（实物：纽扣电池、锌锰干电池、蓄电池）、学生实验所需的实验仪器（橙子、音乐卡片、多孔碳棒、电解槽、直流电源、发光二极管、电流计）、实验试剂（铜片、锌片、纯碱、白醋、0.5mol/LNa2SO4溶液）。

学生：（1）查阅资料：常见的化学电源及其应用，关注与电源相关的社会热点和科技前沿；（2）复习氧化还原相关概念、原电池知识，预习化学电源；（3）设置4人小组，准备一个新鲜水果、两种不同材料的金属丝或金属片、音乐卡片。

2.教学过程

（1）实验设计，巩固旧知

【环节展开】化学源于生活，并最终造福人类，为使学生能在课堂中学习知识，体验生活，设计以下两个环节。

环节一：通过教材“活动探究1――简易电池制作”，组织学生利用自备的生活中的材料（新鲜水果、两种不同材料的金属丝或金属片、音乐卡片）组装一个简易电池，并测试是否能产生电流。

环节二：回忆原电池原理及形成条件（电极材料、电解质溶液、闭合回路），判断简易电池的正负极、电子流向。

【设计意图】通过环节一，调动学生积极性，激发学生学习化学的兴趣，使其感受到化学无处不在；培养学生的动手能力和观察能力。通过环节二，使学生更加深刻地理解原电池反应的原理和形成的条件。

【解决问题】通过简易电池的制作与理论分析，巩固旧知，加深学生理解原电池原理、正负极和电子流向判断。

（2）引导探究，突破难点

【环节展开】学生动手制作氢氧燃料电池，书写不同介质环境下的电极反应方程式，为此设计以下四个环节。

环节一：通过教材“活动探究2――燃料电池制作”，以小组为单位，制订实验方案，完成燃料电池的制作。4人小组交流讨论提出实验方案；组装实验装置（如图所示）；关闭S1，电解半分钟，观察并记录现象；打开S1，关闭S2，观察并记录现象；得出相关结论。

环节二：问题式引导，展开探究。

①打开S1，关闭S2后的现象说明什么问题？说出能量转化的形式。

②电解Na2SO4溶液时的现象及生成的产物是什么？

③判断正、负极，判断电子流向，并书写Na2SO4溶液中的电极反应式和总反应式。

环节三：知识迁移，突破难点。引导学生思考在酸性、碱性溶液中氢氧燃料电池的电极反应式和总反应式。

环节四：通过氢氧燃料电池制作及原理分析，对比迁移判断“甲醇―氧气―KOH溶液”燃料电池的正负极、电子流向。

【设计意图】通过环节一，借助氢氧燃料电池的制作，培养学生的科学探究能力和质疑精神，激发探究热情；培养学生小组合作精神、实验操作能力、表达能力。通过环节二，借助头脑风暴式提问，暴露认知困难，引导学生理解氢氧燃料电池的反应原理，加深对原电池原理的理解。通过环节三，让学生关注介质环境，暴露学习困难，解决疑问。通过环节四，实现知识迁移，总结燃料电池的正负极和电子流向的判断，达到举一反三的效果。

【解决问题】巩固原电池形成条件、正负极和电子流向的判断方法；关注电极反应式与电极材料、介质环境（酸性、中性、碱性）的关系；总结其他燃料电池的正负极和电子流向的判断方法。

（3）交流讨论，对比迁移

【环节展开】成果展示，将原电池原理应用于生活实际，为此设计以下三个环节。

环节一：组织学生活动，交流课前准备好的资料（化学电源的组成、特点及其应用）；展示常见电源（实物和图片）；交流讨论与化学电源相关的前沿问题（如：2分钟内完成电动车快速充电的电池，航天材料中的高能电池等）。

环节二：组织讨论，分类研究。通过P43表2-6中各电池的总反应式的异同（“=”、“”）将化学电源分为一次电池（不可逆：如锌锰干电池）、二次电池（可逆：如银锌纽扣电池、铅蓄电池、镍氢电池），讨论各类电池的特点，并为下一节“电能转化为化学能”做好铺垫。

环节三：判断表中各电池的正负极。

【设计意图】通过环节一、二，借助“常见电源及应用”的成果展示活动，培养学生参与活动的热情，提高学习化学的兴趣，确立“本位意识”；培养学生查阅资料，对比、分类、归纳的能力。通过环节三，借助判断常见电池的正负极，引导学生重塑原电池相关概念，训练学生思维的整体性和归一性。

【解决问题】了解生活中的常见电池的组成、特点与应用；运用原电池原理，正确判断各种电池的正负极。

（4）注重环保，回归生活

【环节展开】引导学生交流讨论：化学电源应用广泛，其使用过程中会遇到哪些问题？

【设计意图】设置开放性问题，进行环保和可持续发展思想教育，使学生树立环保意识，增强社会责任感。

【解决问题】明确“回收废旧电池”的重要性。

（5）板书小结，突出重点

【设计意图】板书服务于教学，通过“图表提纲相结合”的板书模式，展现出本堂课的整体思路，抓住重点，突出难点。

七、教学反思

1.教师要善于创设教学情境，肯定学生学习的主体地位。新课程改革强调学生的主体性，教师要学会把主动权交给学生，变被动学习为主动学习。即让学生主动构建自身发展所需的化学基础知识和基本操作技能，加深对物质世界的认识，培养学习化学的兴趣，增强创新精神和实践能力，形成科学的世界观，逐步形成环保意识和可持续发展观。

开关电源原理及设计范文

关键词：计算机硬件；维护；故障判断

中图分类号：G623.58文献标识码：A

前言

近年来，随着集成电路集成度的迅速提高，制造工艺水平的不断进步，生产成本的稳步下降。生产规模的不断扩大，个人计算机走入千家万户。计算机已经由较贵的实验室设备，演变成为普通家庭的家用电器。因此，无论使用和维护都需要专业人员来进行故障维护。作为一种高精度的数字运算和信息处理的数字电子设备，加上计算机内部各个组件采用都是标准化模块，计算机故障还是比较容易发现的，由于某些硬件故障和软件故障出现死机或运行不稳定，只要冷静分析原因，找出故障和排除故障还是很容易的，反之一台计算机没有人维护或没有维护好，就会缩短计算机的受用寿命，或计算机内部数据丢失。因此，做好计算机日常维护时十分必要的。

1计算机硬件故障常见的原因分析

计算机在硬件部分出现的故障非常多，也非常复杂，比如黑屏现象、死机现象、系统无法启动现象，硬盘出现坏道现象等等，只要我们认真分析，查清故障产生的原因，都有可能成功排除故障。

1.1内部原因

内部原因指设备内部元件性能不良，元件虚焊、脱焊、腐蚀，接插件、开关、触点被氧化，印刷电路板漏电、铜断、锡连等诸多由于生产方面原因造成的故障。元器件及机械部件到达使用期限也属于这一类。

1.2外部原因

外部原因故障是用户的外部条件造成的，如由于电网电压不正常造成电源部分及电路元件损坏，长期工作造成设备内大功率元件和一些机械部件发热烧坏，尘埃等造成元器件老化、性能下降等等。

1.3人为原因

人为原因包括运输过程中剧烈振动、过分颠簸以及用户乱拆乱卸、乱调乱改、操作力度过大或意外造成的故障。

2计算机硬件故障的种类

计算机设备按故障出现的时间可分为：先期故障、中期故障和后期故障三种。

2.1先期故障

先期故障指发生在包括从购买设备到货、安装直至用户保修期前后的一段时间内发生的故障。这类故障多是由于设计不合理、装配工艺较差、运输受振或元器件质量不良所致。

2.2中期故障

中期故障一般是指用户使用了大约3年后所发生的故障，这类故障一般没有明显的倾向，多是由于某一个或几个元器件或部件的质量不良所引起的，更换故障元器件后就可排除。

2.3后期故障

后期故障多发生在设备使用数年之后，一些设备的元器件或电路等发生化学及物理变化导致老化、失效等，对于已经到了使用寿命的故障元器件，用新元器件更换后设备即可恢复正常。

3计算机硬件故障诊断方法

3.1直接探测法

直接探测法指通过眼看、耳听、鼻嗅、手摸等感知手段来判断计算机故障的部位及引起故障的原因。

3.1.1眼看

观察计算机系统能否正常启动；机箱电源指示灯及硬盘灯有没有亮；板卡表面有无焦色、龟裂等。根据现象判断哪些部件出现了问题。这需要管理人员有丰富的硬件知识和经验。例如，对于计算机经常性的不能启动，首先要看系统是否进行了自检。若自检正常，计算机就可以算作基本正常了，故障可能出在硬盘或软件(操作系统)上。若没有自检，电源打不开，原因通常有两种：一是电源盒损坏，没有电源输出；二是主板的CMOS电池没电，导致BIOS设置的CPU频率失效而不能启动，需要更换CMOS电池，重新设置BI0S。

3.1.2耳听

监听计算机在启动过程中发出的声音，以及运行过程中硬盘、风扇、显示器、电源部分等设备的工作声音是否正常。机器启动过程是在系统BI0S控制下进行的。首先是进行POST(Power0nSeIfTest，加电自检)。POST的主要任务是检测系统中的一些关键设备是否存在和能否正常工作，如内存和显示卡等。由于POST检测过程在显示卡初始化之前就开始了，因此如果POST在自检过程中发现某些致命错误，比如没有找到内存，或者内存松动、内存金手指氧化、显示卡有翊题等，检测信息是无法在屏幕上显示出来的，这时系统POST会通过内置喇叭发声来报告出错情况。监听可以及时发现一些事故隐患，有助于故障发生时及时采取措施。

3.1.3鼻嗅

辨嗅主机、主板、插卡、显示器等等之中是否有烧焦的气味，便于发现故障点和确定短路所在之处。

3.1.4手摸

用手触摸或者靠近CPU、显示器、硬盘等设各的外壳，根据其温度来判断设备运行是否正常(一般硬件组件发热的外壳正常温度不超过40～50摄氏度)。用手触摸一些芯片表面，若发烫，则该芯片可能有内部电路短路现象。

3.2清除灰尘法

空气串的灰尘是计算机的一大杀手。计算机在使用了一段时间后常常会因主板、风扇等部位积聚了大量灰尘，或者由于微机静电吸引的尘土而出现故障。如果计算机出现故障丙主机箱内的灰尘较多，消除故障要做的第一件事就是除尘。主机箱内的灰尘可以用毛刷轻轻刷除然后用吸尘器吸干净。元件插槽里的灰尘可以用无水酒精(乙醇)棉球擦拭或用专用清洁剂喷除。

3.3电阻测试法

电阻法是诊断计算机硬件比较重要的方法之一。利用万用表的欧姆挡，测量电路中的可疑点、可疑元件以及芯片各引脚对地的电阻值，将其与正常值比较之后，便可迅速判断元件是否损坏。电阻法分为“在线”电阻测量法和“脱焊”电阻测量法两种。“在线”电阻测量法通常仅对检查短路性故障和某些开路性故障较为有效；“脱焊”电阻测量法应用广泛，大部分元器件均可用测量电阻的方法予以定性检查。

3.4隔离法

是将可能妨碍故障判断的硬件或软件屏蔽起来的一种判断方法。它也可用来将怀疑相互冲突的硬件隔离开以判断故障是否发生变化的一种方法，具体操作中，是在设备管理器中，禁用、卸载其驱动，或干脆将硬件从系统中去除。

3.5拔插检测法

如果电脑突然出现问题又判断不出原因，拔插检测法是一种有效的方法。拔插检测法的前提是软件系统正常。计算机因主板自身故障、IO总线部件故障或各种板卡故障均可导致系统运行不正常。采用拔插检测法是确定故障发生在主板或IO设锯的简捷方法。先关掉计算机，打开机箱，将怀疑出现故障的板卡拔出后，重新引导机器，如果故障依旧，关机后再拔其它板卡试一试。一旦拔出某块板卡后机器能正常运转了，这就说明故障出在剐拔出的板卡或相应IO总线插槽上。

3.6系统最小化法

系统最小化法是指从维修判断的角度能使电脑开机或运行的最基本硬件和软件环境。最小系统有两种形式。硬件最小系统由电源、主板和CPU组成。在这个系统中，没有任何信号线的连接，只有电源到主板的电源连接。接通电源后可以通过机内扬声器发出的声音来判断这一核心组成部分是否正常工作。

软件最小系统由电源、主板、CPU、内存、显示卡及显示器、键盘、鼠标器和装有系统的硬盘组成。这个最小系统主要用来判断系统是否可以完成正常启动与运行。

最小系统法主要用来先行判断在最基本的软、硬件环境中，系统是否可以正常工作。如果不能正常工作，即可判定最基本的软、硬件部件有故障，从而起到故障隔离的作用。如果能正常工作，再把其它部件逐一接插上去，以判断故障究竟出在哪个部件上。

3.7轻击振动法

关机后，用手掌轻轻拍击机箱外壳或者显示器外壳，再开机，若故障消除了，这就说明故障是因为接触不良、虚焊或金属氧化成孔造成的。然后再进一步检查，找出故障点的位置排除之。但如果显示器或主机电源内部出现故障，一般电脑维护人员不应拆开来修理。这些部件内部有高压电，很容易造成人身伤害，其故障应由专业人员来排除。另外，电脑开机后通常不应敲打设备，尤其是主机箱，否则有可能把硬盘震坏。

4计算机硬件故障具体处理与维护方法

4.1电源故障

计算机接通电源后，如果机箱电源指示灯不亮，风扇不转，一点声息也没有，故障就有可能出现在电源上，具体原因有：电源插头接触不良或导线断路；启动按钮开关导线接头松脱；机箱电源保险丝熔断或电源烧坏等。排除方法：依次检查各电源导线是否通路，电源插头和按钮开关导线接头是否接好，如有必要，可打开电源盒直观检查电源，但检查前一定要断开电源，不能带电操作。如果以上检查都没有问题，则很可能是电源烧坏了(有条件的可用万能表测量输出电压加以核实)，必须更换或请专业人员修理电源盒。

4.2CPU故障及维护

CPU风扇散热的好坏与机器正常运行关系很大。散热器一旦出故障，就会因温度升高而导致电脑性能大幅度下降，严重的话会烧毁CPU。因此，不应忽视对散热器的保养，必要时需更换一个新的散热器，尤其在天气炎热的夏季，更应该及时对散热风扇进行除尘处理，必要时更换散热风扇。

4.3内存故障及处理

开机后，若显示器没有画面，只听到连续的“哗哗哗”三声或“嘟嘟”声或屏幕上出现MemorytestfaiI错误信息，则说明是内存出现故障。这时，首先要关掉电源，打开机箱，拔掉多余内存，只留下最基本的内存，然后开机检测，重复此行为以确定具体是哪组内存出现问题，确定内存条有问题后，应考虑更换合适的内存条。若内存条没有故障，则表示插槽接触不良，那就需要更换主板。

4.4显卡和声卡的日常维护

显卡是计算机发热的主要部位之一，显示卡故障排除方法主要是检查显卡及其插槽，还要注意显示器信号线插头与显卡插座是否接触良好，平时要注意显卡风扇的运转是否灵活、是否有明显的噪音等，以延长显卡的使用寿命。对于声卡来说，在插拔麦克风和音箱时，千万不要在带电环境下进行上述操作，而是要在关闭电源的情况下进行，以免损坏其它配件。

4.5硬盘故障

最常见的硬盘故障是BIOS识别不到硬盘。以下原因均会导致此种现象的发生：①没有装好硬盘的扁平信号与电源线，这时应关掉电源打开机箱，检查硬盘数据与电源线是否脱落，检查IDE数据线是否接好；②硬盘和CD-ROM接在同一个IDE接口上，导致发生冲突，更换数据线重新插接即可；③若没有上述问题存在，但BIOS仍然识别不到硬盘，那可能就是硬盘或IDE接口出的故障。这时可以将该硬盘安装到另外一台计算机上进行尝试，或者将另外一个新硬盘安装到计算机上，以核实究竟是IDE接口有故障还是硬盘有故障。

结束语

计算机维护是一项比较复杂的工作，涉及到硬件和软件两方面的知识，需要采用科学的工作方法，在工作中不断地学习、探索，及时总结经验，不断提高技术与操作水平。本文主要介绍的是计算机硬件常见故障的分析及简单有效的处理方法，但是在实际操作过程中，一旦计算机出现故障，一定要冷静地选择合适的方法，不可操之过急，以免造成更大的损失。

参考文献

[1]靳悦振．浅谈计算机硬件维护[M]．太原：太原大学教育学院学报，2007.

开关电源原理及设计范文

[关键词]车载逆变电源正弦脉宽调制单片机

1引言

随着社会的发展，人民生活水品的不断提高，汽车逐渐进入了大众的家庭中，有车族们已经不仅仅将汽车作为一种代步工具了，而开始将其作为一种享受生活的工具。有车族在户外需要使用的电子设备越来越多，例如汽车音响、车用DVD、车用冰箱、手提电脑、手机充电器和各种电源适配器等等，而这些电子设备一般都需要用市电220V供电，汽车所能提供的电源是蓄电池，一般小车是12V，因此要使用这些设备必须配备电源转换器，即车载逆变电源。车载逆变电源一般使用汽车电瓶或者点烟器供电，将汽车蓄电池的12V直流电转变成一般电器所需要的220V交流电。在发达国家车载逆变电源是每辆车必须具备的。据统计，国内配备这种转换器的车辆还不足20%，加之每年汽车销售量居高不下，因而电源转换器在国内有很大的市场前景。

传统车载逆变电源都是准正弦波的逆变电源，也就是输出的交流电是方波220V，多采用PWM集成控制芯片控制逆变电路输出，如SG3525或TL494，存在着输出谐波大，效率低等问题，适用的负载较窄。本文介绍了一种输出为稳定、平滑的纯正弦波的车载逆变电源，以PIC单片机作为主控制器，产生逆变器的SPWM信号，经输出滤波后可等到标准的正弦波，同时具有稳压、过流保护、欠压保护等功能，使逆变电源的适用负载更广。

2纯正弦车载逆变电源系统原理

纯正弦车载逆变电源系统原理如图1所示，主电路部分：蓄电池的12V直流电通过DC/DC升压电路升压为350V的高压直流电，DC/AC逆变电路将高压直流电转变为交流SPWM波，通过LC滤波后得到纯正弦的220V/50HZ交流电。控制电路部分：主控电路是以Microchip的PIC16F74芯片为控制核心，该芯片是一款RISC高性能的CPU，仅含35个单字节指令，带有8位AD，双路PWM输出，3个定时/计数器，带UART接口，195个字节RAM，4k×14Bit的Flash存储器，保密性好，其指令速度在外部晶振20MHz下，可达200ns的指令周期。由PIC16F74产生两路SPWM控制信号，通过隔离驱动后控制DC/AC逆变电路的功率开关器件，并实时检测电压电流，保证输出电压恒定，电池欠压或过流时采取相应措施报警及保护。

3主电路原理及设计

3.1DC/DC升压电路设计

升压电路采用推挽式DC/DC变换电路。如图2所示，输入端Ui为蓄电池电压（＋12V），由DC/DC变换将DC12V电压逆变为高频方波，经高频升压变压器升压，再整流滤波得到输出端为Uo的直流电压（350V）。变压器T1起隔离和传递能量的作用。在开关管VT1开通时，变压器T1的N1绕组工作并耦合到副边N3绕组；开关管VT1关断时，N1向N3释放能量；反之亦然。在输出端，有电解电容和四个二极管构成副边整流滤波电路。

3.2DC/AC逆变电路设计

DC/DC升压电路输出的直流高压350V通过逆变桥,把直流电压变为交流电压，再经过LC滤波电路得实现50HZ/220V交流电，如图3所示。

3.3主电路核心器件的选择和参数计算

DC/DC电路中，输入电压10.5～12.5V，输入最大电流15A，考虑一倍的余量，推挽电路开关管VT1及VT2耐压不小于30V，正向电流不小于30A，选用IRFZ48N。变压器副边输出整流桥由4个高效整流二极管HER305组成。滤波电容选用47μF/450V电解电容。升压高频变压器T的设计应满足在输入电压最低时，副边电压经整流后不小于逆变部分所需要的最低电压350V，同时输入电压最高时，副边电压不能过高，以免损坏元器件。同时也必须考虑绕线上的电压降和发热问题。选EE型铁氧体磁芯，原副边绕组为10匝∶300匝。

DC/AC电路中，对角的两个开关管V1与V4或V2与V3作为一组，两组开关轮流工作，在一个周期中的短时间内，四个开关将均处于断开状态，即设定有死区时间，以防止开关管直通。显然，通过开关管的电流较小，但要承受较高反向电压，即高压电压峰值，加上一定余量一选择600V，选择SSS6N60A为输出逆变开关管，该管基本参数：Vdss=600VRDS=1.2Ω，Id=3.2A。

4控制电路原理及软件设计

控制电路的主要功能是以PIC16F74为核心，产生SPWM信号控制全桥逆变器的四个功率管，同时保证输出电压在负载波动的情况下快速稳定，并且实时监控电池电压、负载电流，对欠压、过流等异常现象进行处理。

4.1SPWM控制信号的产生

采用离线计算SPWM波形信号，计算出的实际脉宽转换成计时步阶后生成128个值的正弦表存入PIC的ROM中以供调用，设置SPWM的频率为50Hz，PIC单片机CCP功能模块的PWM功能实现主要依靠相关寄存器值的设定，且以定时器2(TMR2)作为PWM的时基。相关寄存器的设置如下。

4.1.1SPWM周期的设定由寄存器PR2设定

（PWM）周期＝（PR2+1）*4*Tosc*(TMR2)预分频

为提高分辨率，TMR2预分频设为1∶1，由此计算得PR2=0X9C。

4.1.2定时器TMR2的控制寄存器T2CON设定

因为SPWM频率高，周期短，在每个周期内完成脉宽的调整比较困难，故在此寄存器中设置后分频为1∶3，这样每输出3个相同脉宽的SPWM波后改变一次脉宽值。

4.1.32个CCP模块的控制寄存器CCPlCON及CCP2CON的设定的设置类似，选择CCP模块作用于PWM功能模式，即bit3：O=1100。

4.1.4CCPRlL脉宽写入寄存器写入的脉宽值在下个TMR2周期开始时转至CCPRlH，通过读CCPRlH的脉宽值来改变PWM脉宽。

4.1.5寄存器TRISC对应于CCPl和CCP2的输入输出设置，应设置为输出形式，即TRISC的bit2：l=OO。

4.2稳压及保护

利用PIC16F74的8位AD定时采集逆变器输出电压作为反馈，在CPU内部构成电压闭环，用软件实现PI调节，保证零误差调节，使输出电压有效值恒定，不受负载变化影响。为保证输出电压不至于在AD采样误差范围内频繁跳动，还必须应用软件滤波，对输出电压微调。

电池电压和负载电流的检测信号也送入CPU的AD，电池欠压时，CPU发出利用中断发出报警信号；负载过流时，CPU一方面发出报警信号，同时封锁SPWM信号，使输出电压下降为零，保护逆变电源。

5样机实验结果

基于以上分析设计，制作了一台150W的实验样机，在带100W灯泡负载的实验条件下，测得输出电压波形如图4，实测电压有效值为218V，空载时226V，电压波动率在正负5%以内，输出波形为纯正弦波。

6结论

本文设计了一种高性能的车载逆变电源，采用PIC单片机作为主控芯片产生SPWM信号，输出电压为纯正弦波，对车载逆变电源进行了完善的保护设计，结果表明，制作的车载逆变电源，所设计的电路基本能完成的测试功能，克服了传统的车载逆变电源只能产生方波交流电的缺点，提高了电源的适用范围。

参考文献

[1]陈道炼.DC―AC逆变技术及其应用[M].北京：机械工业出版社，2003.

[2]刘凤君.正弦波逆变器[M].北京：科学出版社，2002.

[3]陈国先.PIC单片机原理与接口技术[M].北京：电子工业出版社，2004.

开关电源原理及设计范文篇11

关键词：开关电源；反激式电路；高频变压器

引言

开关电源是综合现代电力电子、自动控制、电力变换等技术，通过控制开关管开通和关断的时间比率，来获得稳定输出电压的一种电源，因其具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点，在现代电力电子设备中得到广泛应用，代表着当今稳压电源的发展方向，已成为稳压电源的主导产品。文章设计了一种基于TOP-Switch系列芯片的小功率多路输出DC/DC的反激式开关电源。

1电源设计要求

文章设计的开关电源将用于轨道车辆电动门控制系统中，最大的功率为12W，分四路输出，具体设计参数如下：（1）输入电压Vin=110V；（2）开关频率fs=132kHz；（3）效率η=80%；（4）输出电压/电流48V/0.2A，15V/0.02A-15V/0.02A，5V/0.3A；（5）输出功率12W；（6）电压精度1%；（7）纹波率1%。（8）负载调整率±3%，电源最小输入电压为Vimin=77V，最大输入电压为Vimax=138V。考虑到设计要满足结构简单，可靠性高，经济性及电磁兼容性等要求，结合本设计输出功率小的特点，最终选用了单端反激式开关电源，它具有结构简单，所需元器件少，可靠性高，驱动电路简单的特点，适合多路输出场合。

2单端反激式开关电源的基本原理

单端反激式开关电源由功率MOS管，高频变压器，无源钳位RCD电路及输出整流电路组成。其工作原理是当开关管Q被PWM脉冲激励而导通时，输入电压就加在高频变压器的初级绕组N1上，由于变压器次级整流二极管D1反接，次级绕组N2没有电流流过；当开关管关断时，次级绕组上的电压极性是上正下负，整流二极管正偏导通，开关管导通期间储存在变压器中的能量便通过整流二极管向输出负载释放。反激变压器在开关管导通期间只存能量，在截止期间才向负载传递能量，因为能量是单方向传导，所以称为单端变化器[1]。

图1单端反激式开关电源的原理图

3TOP-Switch系列芯片的介绍及选型

TOP-Swtich单片开关电源是开关电源专用集成电路，它将脉宽调制电路与高压MOSFET开关管及驱动电路等集成在一起，具备完善的保护功能。使用该芯片设计的小功率开关电源，可大大减少电路，降低成本，提高可靠性[4]。

对于芯片的选择主要考虑输入电压和功率，由设计要求可知，输入电压为宽范围输入，输出功率不大于12W，故选择TOP264VG。

4电路设计

本设计开关电源的总体设计方案如图2所示。

4.1主电路设计

4.1.1变压器设计

变压器的设计是整个电源设计最重要的部分，它的设计好坏直接影响到整个电源性能。

（1）磁芯和骨架的确定

由参考文献[1]可查出，当P0=12W时可供选择的铁氧体磁芯型号，由于采用包线绕制，而且EE型铁芯廉价，磁损耗小且适用性强，故选择EEL19。从厂家提供的磁芯产品手册中可以查到磁芯有效截面积Ae=0.23cm2，磁路有效长度Le=3.94cm2，磁芯等效电感AL=1250Nh/T2

（2）确定最大占空比

（式中VOR为初级感应电压，VDS为开关管漏源导通电压，其中VOR=135V，VDS=10V）

（3）初级波形参数计算

初级波形的参数主要包括输入电流平均值IAGV、初级峰值电流IP

输入电流平均值

初级峰值电流

（其中KRP为初级纹波电流IR与初级峰值电流IP的比值，当反激式开关电源工作在不连续状态时取KRP=1）

（4）确定初级绕组电感

（5）计算各绕组的匝数

初级绕组的匝数实取33匝

次级为5v输出的绕组定义为NS=4turn

对于±15V输出实取12匝

对于48V输出实取36匝

对于偏置绕组实取10匝

4.1.2无源钳位电路的设计

反激式开关电源，每当功率MOSFET由导通变为截止时，在开关电源的一次绕组上就会产生尖峰电压和感应电压，和直流高压一起叠加在MOSFET上，漏极电压

这就要求功率MOSFET至少能承受450V的高压，并且要求钳位电路吸收尖峰电压来保护功率MOSFET。本电源的钳位电路由稳压管和二极管D1组成，其中VR1为瞬态电压抑制器P6KE200，D1为快恢复二极管IN4936，当MOSFET导通时，原边绕组电压上正下负，使D1截止，钳位电路不起作用；当MOSFET截止瞬间，原边绕组电压上负下正，使得D1导通，电压被钳位在200V左右。

4.1.3输出环节的设计

以+5V输出为例，次级绕组高频电压经肖特基二极管SB120整流后，用超低的ESR滤波，为了得到获得更小的纹波电压，在设计时又加入了次级LC滤波器，实验表明，输出的电压更符合期望值。

4.2反馈环节的设计

反馈回路主要由PC817和TL431组成，这里用的TL431型可调式精密并联稳压器来代替普通的稳压管，构成外部误差放大器，进而对输出电压作精密调整，当输出电压发生波动时，经过电阻R13、R14分压后得到取样电压与TL431中的2.5V的基准电压进行比较，在阴极K上形成误差电压，使光耦合器中的LED工作电流产生相应变化，再通过光耦合器去改变单片开关电源的控制端电流，进而调节输出占空比，使输出电压维持不变，达到稳压目的。

5结束语

文章设计的开关电源具有结构简单，所需元器件少，体积小，成本低的特点，并且满足所有设计要求，在轨道车辆电动门控制系统中有很好的应用前景。

参考文献

[1]杨立杰.多路输出单端反激式开关电源的设计[J].现代电子技术，2007.

[2]沙占友.开关电源实用技术[M].北京：中国电力出版社，2011.

开关电源原理及设计范文1篇12

【关键词】电力工程设计；电力系统规划设计；应用

电力工程在国民经济运行与发展过程中扮演着重要的角色，其设计的合理性以及建设的规范性直接影响着电力行业的综合发展以及实际经济效益。随着现代社会经济的不断发展进步，电力行业也面临着复杂的发展形势，为更好的推进电力系统的安全经济运行，加大力度探讨电力系统规划设计在电力工程设计中的实际应用，对于整个电力工程建设具有一定现实意义。

1.电力系统规划设计的主要内容

电力系统规划设计的内容具有一定特殊性，主要包含电力系统发展规划、中期电力系统发展设计，在电力工程设计与建设过程中，能够为各项工作的顺利开展提供可靠的依据。通过研究可知，单项电力工程设计中所涉及的系统规划设计内容具有复杂性和多样性，以下进行具体化分析：一是工程所在区域的电力负荷预测和特性分析。在电力工程设计中，电力系统规划应当充分做好电力负荷预测与分析相关工作，准确把握电力工程建设的实际情况，为电力系统规划设计的顺利开展奠定可靠的基础。通常情况下，电力工程设计中所开展的电力系统规划设计大多为10年以内的中短期负荷预测，切实提高电力工程所在区域电力负荷预测及分析的精准性和可靠性。中短期电力负荷预测与分析工作的开展，是基于多年来电力工程建设经验的基础上进行的，与现代社会经济发展条件下电力工程建设规划进行有机融合，对中短期电力工程的最大电力负荷加以科学化分析，确保中短期电力工程最大负荷的预测的准确性，从而切实提高电力工程设计中电力系统规划的科学性和有效性，为社会生产生活提供更加优质且稳定的供电服务。二是电源规划情况及出力。电源规划是电力工程设计中电力系统规划设计的重要内容，为保证电源规划的合理性，相关工程设计人员应当积极总结历年来电力工程设计经验，统计分析电源规划及出力的实际情况，从而推进电力工程建设各项工作的稳定有序开展。电力工程建设实际情况显示，电力电源主要包含两种类型，一是统调电源，指的是统一归电网调度的大型发电厂；二是地方电源，主要包括小型水电站以及企业自备发电机组等。在电力工程设计过程中，由于不同的电力电源实际出力情况存在差异，因此在电力系统规划设计过程中应当结合电力电源的实际情况以及新建电源机组在电力规划期间的具体投产，对电源出力情况进行统计分析，为电力系统规划设计各项工作的高效进行提供可靠的数据参数。三是电力电量平衡。在电力工程设计中的电力系统规划设计工作中，保证电力电量平衡能够在一定程度上对电力系统规划设计进行有效约束，从而切实提高电力系统规划设计的合理性和可靠性。因此在电力系统规划设计中应当全面衡量电力工程中电力负荷以及出力情况，并加以全面分析，保证电力电量平衡相关计算的精准性和可靠性。在此基础上依据电力电量平衡结果对电力工程进行布局，明确其具体规模，从而切实提高电力系统规划设计的合理性和可靠性。四是优化接入系统方案。为保证电力工程设计中电力系统规划设计的合理性和可靠性，在开展电力工程设计的过程中应当结合电网运行的实际情况、电力负荷分布情况以及代女王发展规划等多方面内容加以综合分析，充分认知到电力系统规划设计的重要性，以及其对电力工程设计与建设所产生的实际影响。在此基础上，依照电网规划以及政府相关部门的指导意见，明确电力工程接入系统方案，坚持远近结合以及节能降耗等基本原则，对电网新技术进行优化利用，对土地资源进行合理利用，保证电力工程方案布局的协调性和规模的合理性，积极采取有效措施优化电网结构，提高电力系统规划设计的有效性，从而为社会生产生活提供更加稳定高效的电力服务。五是提高电气计算的准确性。就电力工程设计的实际情况来看，电力系统规划设计是其中的一项关键内容，而电气计算的精准性和可靠性在一定程度上影响着电力系统规划设计的整体效果，直接关系着整个电力工程建设工作能否顺利开展。电气计算主要包含短路计算、稳定计算以及无功补偿计算等多项内容。所谓短路计算，是指在电力系统规划设计过程中对给定网架中的不正常电流值进行验算，此种不正常电流值的产生与电力系统故障短路存在一定联系，并且不正常状态主要体现于电器元件上。科学合理的短路电流计算，能够促进电气设备选型等相关工作的顺利有序开展，从而提高电力系统规划设计的有效性。所谓潮流计算，主要是指基于电力网络中功率和电压分布相关计算来确定电力系统运行方式，对不同元件的运行状态进行严格检查，以确保其满足电力系统运行相关标准，为电力系统继电保护的顺利实现奠定可靠的基础，并为电力系统的稳定运行提供有效的数据支持。所谓无功补偿计算，是指通过为电力网络中的感性负荷提供无功功率的方式，减少无功功率传输过程中对网络元件所造成的电能损耗，确保电能资源的实际利用价值得到最大程度的发挥。在无功补偿计算过程中，在明确无功补偿装置容量的基础上，应当及时采取有效方式校核电压波动，并对无功平衡进行准确分析和计算，从而保证电气计算的精准程度满足电力系统规划设计的具体要求。

2.电力工程设计中电力系统规划设计的经验

在开展系统规划设计工作前，应收集近区电力系统现状相关资料，了解大网区的基本情况和特点，分析和整理收集到的系统资料。收集现有变电站、线路以及统调电源资料，并开列成表录入数据库，形成电网现状网架的基础数据。针对新项目工程，展开对当地负荷情况的收集工作，及时更新当地及周边电力系统的资料。之后，进行各类系统电气计算，配合项目工程的设计工作。

3.结束语

总而言之，现代社会经济不断发展进步，电力技术逐渐完善，在一定程度上推进了电力系统向高电压、远距离输电的发展。在电力工程设计过程中，电力系统规划设计师一项重要内容，始终发挥着重要的作用。为保证电力系统的安全、经济、高效运行，在电力系统规划设计过程中应当严格依照相关设计原则和具体标准，准确把握电力系统设计的实际要求，总结以往设计经验开展设计工作，切实保证电力工程设计的科学性和可靠性，为电力行业的稳定持续发展奠定可靠的基础。

【参考文献】

[1]李天力.分析电力工程设计中电力系统规划设计应用[J].《低碳世界》,2016(25)