小型机载计算机电源的设计与研究
基于STM32的数控电流源设计
摘要电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术,服务于各个行业。
随着计算机和通讯技术发展而带来的现代信息技术革命,给电源技术提供了广阔的发展前景,同时也给电源技术提出了更高的要求。
现在市场上数控电流源的存在输出精度不高,功率密度比较低,带负载能力不强,体积大,价格较高,操作繁琐,工作状态不稳定等弊端,因此数控电源的主要发展方向是针对上述缺点不断改善。
数字化智能电源模块是针对传统智能电源模块的不足提出的,数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数,有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题,极大地提高生产效率和产品的可维护性。
所以,高精度的数控直流电流源有很大的发展空间。
在本设计中将采用STM32单片机为系统的主控制器,能够实现多功能、宽范围、可调节等诸多功能,为更好的实现恒流提供条件,完成数控电流源的设计。
STM32片内集成的A/D转换器、D/A转换器和PWM发生模块降低了系统复杂程度,使系统简单,可靠,低价。
关键字:电源技术;数控电流源;STM32;数字化ABSTRACTPower technology, especially CNC power technology is one engineering technology with strong practice, it services for every field. Modern information technology revolution, that brought with the development of computer and communications technology, provides a broad development prospects, but also makes a higher demands in power supply technology. At the present time CNC current source on the market exists some shortcomings, such as output precision is not high, the power density is relatively low, capacity with a load is not strong, bulky, expensive, complicated operations, instability working state and so on. So the major develop direction of CNC power is specialized for these shortcomings, and to reform them. Digital intelligent power modules is made against the lacking of traditional intelligent power modules, digitize can reduce uncertainty and human participating quantity of links in the production process, and resolve some engineering problems effectively, such as reliability, intelligence, product consistency problem and so on, and greatly improve production efficiency and maintainability of the product. Therefore, high-accuracy CNC DC current source has a lot of space to develop. In this design,STM32 MCU will be used as the main controller of the whole system, it can achieve the multi-function, wide range ,adjustable, and many other functions, providing better conditions for achieving constant current and completing the design of CNC current source. It integrates A/D converter, D/A converter and PWM module in STM32 chip, thus reducing complexity of the system, keep the system simple, reliable and low price.Key words:Power technology; Numerical control current source; STM32; digital目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章 (1)1.1 数控电流源项目的目的和意义 (1)1.2 数控电流源在国内外的发展概况 (2)1.3 基于STM32的数控电流源的设计的内容 (4)第2 章 (5)2.1 数控电流源的核心技术原理 (5)2.2 方案的总体设计 (6)2.2.1 数控电流源的主控芯片的选择 (6)2.2.2 基于STM32的数控电流源系统结构 (8)2.2.3 恒流源模块电路的方案讨论 (9)2.3 本章小结 (9)第3章基于STM32数控电流源的硬件电路设计 (10)3.1 恒流源模块电路的设计方案 (10)3.1.1 以LM350A为恒流源模块的核心元件的恒流源电路 (10)3.1.2 数控宽范围调整、大电流输出恒流源电路 (14)3.2 数控部分 (16)3.3 供电电源 (18)3.3.1 三端稳压器 (18)3.3.2 供电电源电路 (19)3.4 本章小结 (20)第4 章 (21)4.1 主程序设计 (21)4.2 负载电流取样子程序设计 (22)4.3 键盘中断程序设计 (23)4.4 LCD1062显示程序设计 (24)4.5 本章小结 (24)结束语 (25)参考文献 (26)致谢 (28)附录 (29)附录A (29)附录B (31)第1章引言1.1 数控电流源项目的目的和意义电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术,服务于各个行业。
了解电脑电源供应器(PSU)的种类和功率要求
了解电脑电源供应器(PSU)的种类和功率要求电脑电源供应器,即电源装置,是计算机系统中负责将交流电转换为直流电,并为各个硬件提供稳定、可靠的电源供应的重要部件之一。
了解电脑电源供应器的种类和功率要求对于购买合适的电源、保障计算机系统的稳定运行非常重要。
本文将介绍电脑电源供应器的种类、功率要求以及选购建议。
一、电脑电源供应器的种类1. 标准ATX电源(Advanced Technology Extended)标准ATX电源是最常见的电脑电源供应器,适用于大多数台式电脑主板。
它具有20+4针的主电源接口,并提供多个SATA电源接口、PCI-E电源接口等,可满足主板和其他硬件的电源需求。
2. 小型电源供应器(SFX)小型电源供应器是面向紧凑型机箱和小型电脑的设计。
它通常具有小尺寸,但同样提供可靠的电源输出。
3. 无风扇电源供应器(Fanless)无风扇电源供应器采用无风扇散热设计,提供安静的工作环境。
它适用于对噪音敏感的用户或特定的应用场景。
4. 非标准电源供应器非标准电源供应器通常用于某些特定型号或厂家的机箱和电脑系统。
它的接口和尺寸可能与标准电源不同,因此在更换或升级时需要特别注意兼容性。
二、电脑电源供应器的功率要求电脑电源供应器的功率要求取决于所连接的硬件组件的总功率,通常以瓦特(W)为单位。
计算机系统的不同配置对电源的功率要求也不同,以下是一些常见硬件组件的功率消耗参考:1. 处理器(CPU):高性能的多核处理器通常需要更多的功率供应,一般在60W到140W之间。
2. 显卡(GPU):独立显卡通常是功耗较高的硬件之一,高端显卡的功耗可能超过300W。
3. 主板和内存:通常在30W到60W之间。
4. 硬盘和固态硬盘:每个硬盘通常消耗不到10W的功率。
5. 其他设备:如光驱、电视卡、声卡等,功耗相对较低。
在选择电源供应器时,应根据实际计算机配置的功耗需求来确定所需的功率。
一般而言,为了系统的稳定和发挥硬件的最佳性能,建议选择功率略高于实际需求的电源。
航空飞机电源系统教案(经典87页)
第一章概述第一节飞机电源系统的发展概况飞机电源系统的作用:----产生和传输电能以提供机上各系统的各种用电设备用电(如飞行控制,飞行管理,雷达,通信导航,防冰加温,生活服务和照明等)。
分类:1、机载电源主要以直流为主的早期的中小型活塞式发动机飞机,如安-2、运-5、立-2、伊尔-12和C-46飞机等,其28伏的低压直流电源由(活塞式)发动机经过减速器直接驱动直流发电机,28V低压直流电源系统,又配备有交流电源系统安-12、安-24、运-七、肖特-360和SAAB-340\ERJ-145等机型另外,应急电源由蓄电瓶提供,少量负载用的交流电源则由旋转变流机(直流→直流电动机→交流发电机→交流)提供。
2、以交流电作为主电源,直流电源从交流电网中经变压整流,稳压而获得涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机飞机的电源系统。
在这些飞机上,交流电源系统采用了无刷交流发电机;每台交流发电机由相应的发动机通过恒速传动装置(CSD)来驱动,飞机上,恒速传动装置与交流发电机合为一体,成为所谓的整体传动发电机(IDG)。
飞机上采用的晶体管调压,从而既降低了飞机设备的重量,又提高了系统的工作可靠性。
控制电路在保留了某些继电器、接触器的基础上,增加了晶体管元件,集成电路和电子计算机,使系统自动化程度大大提高。
数字、文字信息显示代替了过去的某些指示仪表;EICAS / ECAM一些主要部件都具有自检测功能。
波音777飞机的交流发电机最大120KV A;在757飞机上,应急系统还增设了RAT(冲压空气涡轮)驱动的交流发电机,其容量为7.5KV A,(HMG:A-340---2.5KVA)它与原有的电瓶、静变流机系统一同向飞机重要交、直流负载提供应急电源,大大提高了系统的工作可靠性。
现代飞机电源系统组成:1、主电源:主电源系统是飞机上全部电器负载的能源;2、二次电源:二次电源是用来变换主电源的电压、电流和频率的电源设备,如变压整流器、变流机等;3、应急电源:应急电源作为一个独立的电源系统,当主电源失效时,由应急电源向机上重要用电设备供电;4、辅助电源:辅助电源系统只存在于大型飞机和某些中型飞机上,功用是在航空发动机不运转时,由辅助动力装置(APU)驱动发电机而发电,常用于地面检查,在空中也可用于给机上用电设备供电。
了解电脑电源ATX和SFX的区别
了解电脑电源ATX和SFX的区别作为一名资深的技术爱好者和写作高手,我非常了解电脑电源ATX 和SFX之间的区别。
对于那些对计算机硬件感兴趣的读者来说,理解这两种电源形式的差异至关重要。
在本文中,我将详细解释ATX和SFX之间的区别,并帮助读者选择适合自己的电源。
ATX和SFX是两种常见的计算机电源规格,它们在尺寸、功率和适用范围方面有所不同。
首先,让我们来看看ATX电源。
ATX是最常见的电源规格之一,它具有较大的尺寸和功率范围。
它通常用于台式机和游戏电脑,提供高功率输出以满足大型GPU和其他高性能组件的需求。
ATX电源的尺寸通常为150 x 86 x 140毫米(宽 x 高 x 长),这意味着它相对较大,需要更大的空间来安装。
此外,ATX电源的功率范围广泛,从300瓦到1000瓦不等,这为用户提供了更大的选择余地。
相比之下,SFX电源是一种更小、更紧凑的规格。
它通常用于小型电脑、HTPC(家庭影院电视电脑)和小型机箱,具有较小的尺寸和功率输出。
SFX电源的尺寸通常为125 x 63.5 x 100毫米,相对于ATX电源来说更小巧精致。
尽管如此,SFX电源仍然非常强大,可以提供高效的功率输出。
通常,SFX电源的功率范围为300瓦到750瓦,满足大多数小型计算机的需求。
除了尺寸和功率的差异,ATX和SFX电源在使用上也有所不同。
ATX电源通常由24针或20+4针的主电源连接器供电,同时具有额外的连接器用于连接各种硬件组件,例如CPU、GPU和硬盘驱动器。
这种设计有利于提供稳定的电力输送和更好的兼容性。
而SFX电源通常由一个小型24针或20+4针的主电源连接器供电,以及额外的连接器用于连接计算机的其他硬件设备。
这样的设计在小型机箱中更为方便,并为用户提供更多的布线和空间选择。
然而,由于尺寸较小,SFX电源可能不适用于需要更高功率输出和更多连接器的大型电脑。
综上所述,了解电脑电源ATX和SFX的区别对于选择适合自己需求的电源至关重要。
一种小型UPS不间断电源的设计
一种小型UPS不间断电源的设计摘要:本文设计一种小型的ups不间断电源,采用市电和蓄电池供电,通过无触点控制的晶体管开关电路转换,在市电发生停电时,由蓄电池充电和逆变转换的方法,输出电压220v的交流稳定电压。
电路采用大功率电压控制器件vmos管,输入阻抗高,可以不用推动电路,而直接从震荡电路取得激励电压,简化了电路结构,具有过压和过流保护电路,工作性能稳定,带负载能力强。
关键词:ups vmos管过压、过流保护一、ups设计简介随着科学技术的进步,各行各业广泛地采用了高精设备,这些设备往往要求工作时不能断电,如机场设备、程控交换机设备及目前已广泛采用的微型计算机等,即使是极短的供电中断也会造成极为严重的后果。
正是由于这种原因,不间断供电系统(uninterruptile power system-ups)迅速发展起来。
本文所设计的电源电路为小功率后备式的单相输出的ups。
其主要功能是当市电断电时,由ups及时地向用电设备提供电能,使用电设备在市电断电之后,仍能不间断地工作一段时间。
当市电输入正常时,由市电—逆变供电转换控制电路输出三电路信号,其中一路控制单刀双掷开关s1(实际上是继电器触点)接通市电供电,此时,负载直接由市电供电;第二路控制信号送“面板显示电路”,以指示市电状态;第三路控制信号送逆变三极管,关断逆变电路。
另外,市电还经降压、整流和充电电路给蓄电池充电,以备市电断电后由蓄电池输出电能。
当市电断电后,市电—逆变供电转换控制电路输出信号发生变化,其中第一路控制信号使s1倒向逆变供电一边;第二路信号送面板显示电路,以指示逆变供电状态;第三路控制信号送逆变三极管,将蓄电池的直流电源逆变成交流电,经输出变压器升压后,向负载提供近似220v的交流电源。
二、主要性能指标额定输出功率:≥100w、输出电压:交流220v、工作频率:50赫兹、输出电压波形:方波、空载逆变电流:≤0.5a、充电电流:3~8a、市电供电与逆变供电转换时间:在市电交流电源停电后,由于电源变压器t2的次级l1绕组无触发电压,双向可控硅scr关断,使电源变压器t1的初级与市电回路分离。
基于单片机的数控直流稳压电源设计
基于单片机的数控直流稳压电源设计一、概述随着科技的飞速发展,电子设备在我们的日常生活和工业生产中扮演着越来越重要的角色。
这些设备的稳定运行离不开一个关键的组件——电源。
在各种电源类型中,直流稳压电源因其输出电压稳定、负载调整率好、效率高等优点,被广泛应用于各种电子设备和精密仪器中。
传统的直流稳压电源通常采用模拟电路设计,但这种方法存在着电路复杂、稳定性差、调整困难等问题。
为了解决这些问题,本文提出了一种基于单片机的数控直流稳压电源设计方案。
本设计采用单片机作为控制核心,通过编程实现对电源输出电压的精确控制和调整。
相比于传统的模拟电路设计,基于单片机的数控直流稳压电源具有以下优点:单片机具有强大的计算和处理能力,能够实现复杂的控制算法,从而提高电源的稳定性和精度单片机可以通过软件编程实现各种功能,具有很强的灵活性和可扩展性单片机的使用可以大大简化电路设计,降低成本,提高系统的可靠性。
本文将详细介绍基于单片机的数控直流稳压电源的设计原理、硬件电路和软件程序。
我们将介绍电源的设计原理和基本组成,包括单片机控制模块、电源模块、显示模块等我们将详细介绍硬件电路的设计和实现,包括电源电路、单片机接口电路、显示电路等我们将介绍软件程序的设计和实现,包括主程序、控制算法、显示程序等。
1. 数控直流稳压电源的应用背景与意义随着科技的快速发展,电力电子技术广泛应用于各个行业和领域,直流稳压电源作为其中的关键组成部分,其性能的稳定性和可靠性直接影响着整个系统的运行效果。
传统的直流稳压电源多采用模拟电路实现,其调节精度、稳定性以及智能化程度相对较低,难以满足现代电子设备对电源的高性能要求。
开发一种高性能、智能化的数控直流稳压电源具有重要意义。
数控直流稳压电源通过引入单片机控制技术,实现了对电源输出电压和电流的精确控制。
它可以根据实际需求,通过编程灵活调整输出电压和电流的大小,提高了电源的适应性和灵活性。
同时,数控直流稳压电源还具备过流、过压、过热等多重保护功能,有效提高了电源的安全性和可靠性。
工厂如何选用中小型UPS的探讨
工厂如何选用中小型UPS的探讨【摘要】多台负载需要UPS电源,若负载比较集中,为方便管理,一般是用一台大功率UPS电源集中供电:若要增加可靠性,可考虑用两台大功率UPS电源双机冗余并联供电;若负载较分散,且各负载之间比较独立,对供电质量要就比较高,要互不干扰,此时可考虑用多台小功率UPS电源分散供电。
【关键词】UPS电源;工厂供电;不间断电源1.前言UPS (Uninterruptible Power System),即不间断电源,用于单台计算机、计算机网络系统或其他电力电子设备提供不间断的电力供应。
当市电输入正常时,UPS 将市电稳压后供应给负载使用,此时的UPS就是一台交流市电稳压器,同时它还向机内电池充电;当市电中断时,UPS立即将机内电池的电能,通过逆变器转换为220V交流电,以使负载维持正常工作,并保护负载软硬件不受损坏。
2.使用UPS的原因分析现在全世界各国的大众供应系统都是交流电源,一个理想的交流电源,应该满足以下几个条件:1、频率稳定2、电压稳定3、不含谐波失真(<5%)4、没有噪音干扰5、低输出阻抗。
2.1现在市电的实际情况市电系统作为公共电网,上面连接了成千上万种的负载。
一些较大的感性、容性、开关电源等负载不仅从电网中获得电能,还会反过来对电网本身造成影响,恶化电网的供电品质,造成市电电压波形畸变或频率漂移。
此外,意外的、自然的和人为的事故,地震、雷击、输变电系统断路或短路,都会危害电力的正常供电而影响负载的正常工作,如果未使用不间断电源系统,那么当市电发生异常(包括人为的,天灾的),都将会造成计算机死机,甚至造成硬件故障或整个计算机系统瘫痪或烧坏,到时维修费将不可预期,计算机不能正常工作,硬件的故障可花钱消灾,但存在硬盘中的资料呢?所以为你的设备和计算机添购UPS电源是必不可少的。
2.2 UPS电源主要功能UPS电源具有停电保护、高低电压保护、波形失真处理、频率稳定、电压稳定、抑制横模噪声、制共模噪声、突波保护、瞬时响应保护、监控电源的功能。
小功率开关电源设计
输出电路:用于将高频方波脉冲电压经整流滤波后变成直流电压输出。
控制电路:输出电压经过分压、采样后经此电路与基准电压进行比较、放大。
频率振荡发生器:由频率震荡发生器产生一种高频波段信号,该信号与控制信号叠加进行脉宽调制,达到脉冲宽度可调。
电能的转换通常使用高频电子开关,在它的一个开关周期T内,其接通时间 与整个周期之比称为接通占空比,即接通占空比D= /T,开关断开时间 与周期之比称为断开占空比,即断开占空比D'= /T。容易知道,D越大,负载上的电压就越高,这表明电子开关接通时间越长,负载感应电压、工作频率越高,这有助于开关电源的高频变压器实现小型化和增加能量传递速度。但同时开关电源中断开关功率管、高频变压器、控制集成电路以及输入整流二极管的发热量也会变高、加大损耗。
2.
2.1
开关电源的核心电路是开关电源中的电力电子电路,即主电路。对不同种类开关电源主电路的工作原理有深入的理解,是进行开关电路选型的基础,也是主电路和控制电路设计的基础。
根据电路是否具有回馈能力、输入端和输出端是否电气隔离以及电路的结构形式等三个原则,可以将开关电源中的电力电子电路分为不同的种类。不同种类的电路有着不同的特点和应用场合。总的来说,非回馈型的电路要比回馈型的电路结构简单、成本低,而绝大部分应用不需要开关电源具备回馈能力,所以,非回馈型的电路应用远比回馈型的电路广泛。非隔离型的电路要比隔离型的电路结构简单、成本低,但多数应用需要开关电源的输入端与其输出端隔离,或需要多组相互隔离的输出,因此,隔离型的电路应用更为广泛。
The thesis, completed the following:
(1)Need to select the switching power supply topology;
浅谈数据中心供配电系统设计
浅谈数据中心机房供配电系统设计丁国余上海**系统工程有限公司摘要:现代的数据中心中都包括大量的计算机,对于这种场所的电力供应,都要求供电系统必须在所有的时间都有效,这就不同于一般建筑的供配电系统,它是一个交叉的系统,涉及到市电供电、防雷接地、防静电、UPS不间断供电、柴油发电机等,每个系统互相交叉,互有影响,这就使我们在设计时必须考虑多方面的因素。
关键词:数据中心、UPS不间断供电、冗余、接地、防静电一、系统概述现代的数据中心机房中都包括大量的计算机,对于这种场所的电力供应,都要求供电系统必须在所有的时间都有效,扩容容易,维护简便,容错力强,最重要的是性价比高。
数据中心机房是现代信息化建设的基础工程,为各个业务提供稳定、安全的工作环境,而机房的供配电系统就是这基础工程的心脏和大动脉,供配电系统的稳定,能够保障其它系统发挥作用和核心业务正常运行。
系统不同于一般建筑的供配电系统,它是一个交叉的系统,涉及到市电供电、防雷接地、防静电、UPS不间断供电、柴油发电机等,各个系统互相交叉,互有影响,这就使我们在设计时必须考虑多方面的因素。
二、设计标准数据中心有专门的设计标准,全球第一个综合性的数据中心电信基础标准TIA-942 《数据中心电信基础设施标准》,是2005年4月由美国电信产业协会(TIA)、TIA技术工程委员会(TR42)和美国国家标准学会(ANSI)批准的。
国内的相关规范和标准也是综合国外标准以及国内数据中心建设发展情况做出的,数据中心设计规范GB 50174—2008《电子信息系统机房设计规范》也于2008年l1月12日发布,2009年6月1日开始实施。
设计一个数据中心首先需要根据用户重要性和业主对数据中心可靠性、安全性等的具体需求,确定机房等级.再按照相应等级确定适合的供配电系统。
国内的数据中心首先需要满足国内规范的要求。
GB 50174—2008中关于数据中心的分级规定如下:电子信息系统机房应划分为A、B、C三级。
数控直流电压源的设计 毕业设计 好
数控直流电压源的设计摘要直流稳压电源的应用非常的广泛,质量优良的直流稳压电源才能满足电子现在的要求。
所以,直流稳压电源的设计颇为重要,特别是数控直流电压源。
本文主要介绍数控直流电压源的设计,将单片机数字控制技术,有机的融入直流稳压电源的设计中,就能设计出一款高性价比的多功能数字化通用直流稳压电源。
本文论述了一种基于基于A VR16单片机为核心控制的数控直流电压源的设计原理和实现方法,该电源具有电压可预置、可调整、输出的电压信号和预设电压信号可同时显示。
本系统主要包含LCD1602显示模块、4*4矩阵键盘模块、功率放大电路(推挽输出),和辅助电源+15V , -15V , +5V。
本文所设计的数控直流电压源与传统稳压电源相比,具有操作方便、电压稳定度高的特点,其输出电压大小采用数字显示。
数控直流电压源在研究单位、实验室、工业生产线等实际应用中有诸多优势,值得进一步学习和研究。
关键词:单片机数控LCD1602IAbstractThe application of dc voltage stabilizer very extensive, quality excellent dc voltage stabilizer can meet the requirements of electronic now, so, dc voltage stabilizer design are important, especially the numerical control dc voltage source this paper mainly introduces the numerical control dc voltage source design, be single chip microcomputer control technology digital, organic integration into the dc voltage stabilizer design, can design a high ratio of performance multi-function digital general dc voltage stabilizer This paper discusses the AVR16 based on single chip microcomputer as the core control based on the numerical control dc voltage source design principle and method, the power supply voltage preset with adjustable output voltage signal and the voltage signal can also shows that this system mainly include LCD1602 display module 4 * 4 matrix keyboard module power amplifier circuit (the push-pull output), and auxiliary power + 15V,-15 V, + 5 VThe design of the CNC dc voltage source and the traditional manostat, it is characterized by easy operation voltage stability high characteristic, the output voltage size using digital display numerical control dc voltage source research unit in laboratory of industrial production line, in practice, there are many advantages, deserves further study and researchKeywords: a single-chip microcomputer, numerical control, LCD1602目录摘要 .................................................................................................................I Abstrac t.........................................................................................................II 目录 .............................................................................................................. III 1 前言 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3课题研究方法 (2)2 数控直流电压源的方案介绍 (4)2.1数控直流电压源的方案论证 (4)2.2方案比较 (6)3 数控直流电压源的工作原理 (7)3.1整体电路框图 (7)3.2工作原理 (7)3.2.1内部A/D转换电路工作原理 (7)3.2.2电源电路 (9)3.3推挽输出电路工作电路图 (10)4 单元电路工作原理 (12)4.1时钟电路 (12)4.1.1时钟振荡电路图 (12)4.1.2时钟信号的产生 (12)4.2 复位电路 (13)4.3键盘接口电路 (14)4.3.1键盘电路 (14)4.3.2键盘电路工作原理 (14)4.4显示接口电路 (15)4.4.1 LCD1602引脚 (15)4.4.2显示电路原理图 (16)4.5 A/D转换前端电路 (16)4.6主要芯片介绍 (17)4.6.1单片机A Tmega16 (17)4.6.2 LM358 (23)4.6.3 LF356 (24)5 数控直流电压源的软件系统 (25)致谢 (27)参考文献 (28)附录1:元器件清单 (29)附录2:源程序清单 (33)1 前言1.1 研究背景及意义数控直流电压源是电子技术常用的设备之一,广泛的应用于教学、科研等领域。
GB50174-93电子计算机机房设计规范
中华人民共和国国家标准电子计算机机房设计规范GB50174-93Design Code for Electronic Computer Ro(1993年2月17日国家技术监督局、中华人民共和国建设部联合发布1993年9月1日实施)第一章总则第1.0.1条为了使电子计算机机房设计确保电子计算机系统稳定可靠运行及保障机房工作人员有良好的工作环境,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,制定本规范。
第1.0.2条本规范适用于陆地上新建、改建和扩建的主机房建筑面积大于或等于140平方m的电子计算机机房的设计。
本规范不适用于工业控制用计算机机房和微型计算机机房。
第1.0.3条电子计算机机房设计除应执行本规范外,尚应符合现行国家有关标准规范的规定。
第二章机房位置及设备布置第一节电子计算机机房位置选择第2.1.1条电子计算机机房在多层建筑或高层建筑物内宜设于第二、三层。
第2.1.2条电子计算机机房位置选择应符合下列要求:一、水源充足、电子比较稳定可靠,交通通讯方便,自然环境清洁;二、远离产生粉尘、油烟、有害气体以及生产或贮存具有腐蚀性、易燃、易爆物品的工厂、仓库、堆场等;三、远离强振源和强噪声源;四、避开强电磁场干扰。
第2.1.3条当无法避开强电磁场干扰或为保障计算机系统信息安全,可采取有效的电磁屏蔽措施。
第二节电子计算机机房组成第2.2.1条电子计算机机房组成应按计算机运行特点及设备具体要求确定,一般宜由主机房、基本工作间、第一类辅助房间、第二类辅助房间、第三类辅助房间等组成。
第2.2.2条电子计算机机房的使用面积应根据计算机设备的外形尺寸布置确定。
在计算机设备外形尺寸不完全掌握的情况下,电子计算机机房的使用面积应符合下列规定:一、主机房面积可按下列方法确定:1.当计算机系统设备已选型时,可按下式计算:A=K∑S (2.2.2-1)式中A--计算机主机房使用面积(m2);K--系数,取值为5~7;S--计算机系统及辅助设备的投影面积(m2)。
飞机直流用电设备供电兼容性测试系统设计
飞机直流用电设备供电兼容性测试系统设计发布时间:2021-04-14T14:03:41.733Z 来源:《中国科技信息》2021年4月作者:黄涛陶逢高霞[导读] 飞机的电气系统由供电系统与用电设备组成。
近年来,由于飞机上(特别是战斗机)用电设备的增加和自动化程度的提高,多电飞机、全电飞机概念的提出,对航空电源的要求越来越高,要求航空电源大幅度提高容量。
随着航空科学技术的迅速发展,飞机中先进的机载用电设备大幅度增加,供电系统与用电设备的兼容性问题日益突出。
陕西汉中中航飞机股份有限公司汉中飞机分公司黄涛陶逢高霞 723213摘要:飞机的电气系统由供电系统与用电设备组成。
近年来,由于飞机上(特别是战斗机)用电设备的增加和自动化程度的提高,多电飞机、全电飞机概念的提出,对航空电源的要求越来越高,要求航空电源大幅度提高容量。
随着航空科学技术的迅速发展,飞机中先进的机载用电设备大幅度增加,供电系统与用电设备的兼容性问题日益突出。
基于此,本文针对飞机用电设备的供电兼容性测试,并提出具体的设计方法,为保证系统的可行性与合理性提供参考借鉴。
关键词:飞机用电设备;供电兼容性;兼容性测试;系统设计引言随着电子、电气、计算机、控制技术的飞速发展,飞机上装备的电子设备种类越来越多,发射功率越来越大,应用的频谱也越来越广,使得机载设备工作的电磁环境越来越复杂,加之设备灵敏度的不断提高,这些因素极大增加了飞机电磁兼容性(EMC)的设计难度。
可以说,EMC成为考核现代飞机设计合理性和科学性的重要指标之一[1]。
大型飞机的研制是一项复杂的系统工程。
飞机驾驶舱、机尾、机舱、机翼、发电机的电源是不同的,而且整个电源系统比较复杂。
为了确保机载设备能够适应飞机的电源环境,必须对机载设备电源性能进行可靠、精确的评估,因此建设机载设备电源性能检测能力刻不容缓。
1测试原理及系统组成目前,飞机电源系统逐渐朝着大功率、小型化和可靠性方向发展,从飞机质量、耗费等出发也是飞机电源系统发展的必然趋势。
了解电脑电源的种类与功率选择
了解电脑电源的种类与功率选择电脑电源是电脑硬件中非常重要的一个组成部分,它为电脑提供稳定的电力供应。
在选择电脑电源时,了解不同种类的电源和功率选择是非常重要的。
本文将详细介绍电脑电源的种类与功率选择,帮助读者更好地了解和选择适合自己的电源。
一、电脑电源的种类1. AT电源AT电源是早期电脑常用的电源类型,它采用了AT机箱电源接口。
然而,随着计算机技术的发展,AT电源的功率和性能已经无法满足现代电脑的需求,所以目前已经很少见到AT电源的使用。
2. ATX电源ATX电源是目前最为常见的电源类型,它采用了ATX机箱电源接口。
与AT电源相比,ATX电源具有更高的功率和更好的稳定性能。
除此之外,ATX电源还具有一些实用的特性,比如支持软关机、低能耗待机模式等。
3. SFX和TFX电源SFX和TFX电源是一些小型电脑系统常用的电源类型。
它们的体积比较小,适用于一些紧凑型机箱的安装。
SFX电源主要用于微型台式机,而TFX电源主要用于一些特殊尺寸机箱或者一体机电脑。
4. 服务器电源服务器电源是专门为服务器设备定制的电源,它具有更高的功率和更好的稳定性能。
服务器通常需要处理大量的数据和计算,所以服务器电源的供电要求较高。
5. 游戏电源游戏电源是针对游戏爱好者和高性能计算需求用户设计的电源。
它通常具有更高的功率、更好的散热性能和更丰富的电源连接接口。
游戏电源的选购需要考虑到计算机配置和所需功率,以满足高性能计算的需求。
二、电脑电源的功率选择电脑电源的功率选择主要取决于计算机所需的功率和使用环境。
通常来说,计算机的功率需求取决于其硬件配置和使用需求。
以下是一些功率选择的参考指导:1. 功率需求计算机的功率需求主要包括CPU、显卡、硬盘、内存等硬件的功率消耗。
根据这些硬件的功率消耗,我们可以计算出大致的功率需求。
一般来说,一台普通的家用办公电脑的功率需求在300W左右,而游戏电脑的功率需求可能在500W以上。
2. 安全系数在选择电源功率时,建议根据计算机的功率需求选择稍微高于其实际需求的电源。
0-30V可调直流稳压电源设计
0-30V可调直流稳压电源设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN学号毕业设计(2016届本科)题目: 0-30V可调直流稳压电源设计学院:专业:作者姓名:指导教师:职称:完成日期:年月日二○一六年五月目录摘要 (1)Abstract (2)第1章绪论 (3)论文研究背景与意义 (3)国内外研究 (3)发展趋势 (4)主要内容 (4)第2章硬件设计 (5)主电路设计 (5)整流、滤波、稳压电路设计 (5)主电路元器件的选择 (9)本章小结 (10)第3章控制电路设计 (10)LM317芯片及应用电路 (10)控制电路元器件的选择 (12)单片机AT89C51简介 (12)芯片方案选择 (15)控制电路图 (17)四位共阳极数码管 (17)S8050三极管作用 (18)采样电路 (18)辅助电源电路 (19)本章小结 (21)第4章软件系统设计及仿真 (22)程序流程图 (22)程序 (24)仿真结果 (25)本章小结 (25)总结 (25)致谢 (25)参考文献 (25)附录 (26)摘要本文设计了一种基于AT89C51单片机为核心控制器的数控直流稳压电源,该电源主要由辅助电源、显示电路、控制电路、数模转换电路、稳压电路和模数转换电路六部分组成。
该系统以AT89C51单片机为控制单元,以数模转换芯片DAC0832输出参考电压,以模数转换芯片TLC1534对釆样值进行转换为数字信号。
辅助电源提供各个芯片、数码管和放大器所需工作电压,显示电路用于显示电源输出电压的大小,输出电压值可通过按键对其进行步进控制(±,并且在按键长时间按下的时候能连续增加或减小。
关键词:数控直流稳压电源;AT89C51;D/A转换AbstractIn this paper, the design of a based on AT89C51 microcontroller as the core controller of NC DC regulated power supply, the power supply mainly by auxiliary power supply, display circuit, control circuit, digital to analog conversion circuit, a voltage stabilizing circuit and analog digital conversion circuit of six parts composition. The system takes the AT89C51 single chip as the control unit, and the digital analog converter chip DAC0832 output reference voltage, and the sampling value is converted to digital signal by the analog digital conversion chip TLC1534. Auxiliary power supply to provide each chip, digital tube and amplifier working voltage, display circuit is used to display the size of the output voltage and the output voltage value can be through the buttons on the step control (+ , and in the button for a long time pressed can increase or decrease.Keywords: NC DC regulated power supply; AT89C51; D/A conversion第1章绪论论文研究背景与意义随着电子技术的发展,电子设备在人们的生活和生产中的地位也越来越重要,许多的电子设备对所需的电源也提出了更高的要求。
微电源控制方法与微电网暂态特性研究
微电源控制方法与微电网暂态特性研究一、内容概括摘要: 微电源控制方法是实现微电网安全、稳定和优质运行的关键。
本文介绍了一种基于虚拟同步机技术的微电源控制策略,该策略能够实现对微电源的灵活、精确和控制。
通过建立微电网数学模型,分析了微电源在并网和孤岛运行模式下的动态性能,研究了不同控制策略对微电网暂态特性的影响。
通过仿真验证了所提控制策略的有效性和可行性。
1. 微电网的概念和重要性随着可再生能源的普及,微电网作为一种有效的分布式能源解决方案日益受到关注。
微电网(Microgrid,简称微电网)是一种由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等汇集而成的小型发配电系统,它既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。
相较于传统的大电网,微电网具有更高的灵活性、可靠性和能源利用效率。
提高能源利用效率:微电网可以根据实时供需情况进行能量管理和优化配置,减少能源浪费,提高能源利用效率。
增强能源安全性:微电网可以作为大电网的可靠后备,提高区域的电力系统抵御突发事件的能力,增强能源安全性。
支持分布式电源发展:微电网可以接入各类分布式电源,如风力发电、光伏发电、生物质发电等,有助于激发多元主体参与能源管理,推动分布式电源的发展。
降低能源成本:微电网可以实现本地能源生产与消费的平衡,减少或避免长距离输电线路的损耗,有助于降低能源成本。
促进能源体制改革:微电网的发展符合国家能源结构转型政策,有利于推动能源市场化改革和清洁能源的发展。
微电网作为未来能源发展的重要方向,对提高能源利用效率、保障能源安全、推动分布式电源发展、降低能源成本以及促进能源体制改革具有重要意义。
2. 微电源控制技术的研究背景和意义在当今能源紧缺和环境污染日益严重的背景下,发展可再生能源微源是提高能源利用效率、减少污染排放的重要途径。
由于微电源具有分布式、可再生、灵活配置等显著特点,使得它们在现代电力系统中扮演着越来越重要的角色。
随着微电源的广泛应用,其暂态安全问题逐渐凸显,严重影响了系统的稳定运行和电能质量。
小型机房建设设计方案
小型机房建设设计方案一、项目背景随着信息技术的快速发展,越来越多的企事业单位开始依赖计算机和网络系统进行运营管理。
为了保障这些系统的正常运行,小型机房的需求逐渐增加。
本项目旨在设计建设一座小型机房,满足企事业单位的日常运营需求。
二、建设目标1.提供稳定且安全的设备运行环境,确保计算机和网络设备的正常运行;2.满足机房设备的规划和布局要求,最大限度地提高设备利用率;3.设计合理的机房配套设施,满足机房运维和维护的需求。
三、建设内容1.选址:选择容易供电、通风、维护的地点,并有充足的扩展空间。
2.建筑设计:考虑机房的结构强度、防水、防火、防雷等技术要求,确保建筑安全。
3.供电系统:配置稳定可靠的电力供应设备,并考虑到供电故障时的备用电源。
4.通风与空调系统:根据机房设备的散热量,设计合理的通风与空调系统,保持机房温度适宜。
5.网络系统:设计合理的布线方案,确保网络连接稳定和高速。
6.安全防护系统:设计适当的防火、防盗、防爆、防静电等安全防护措施,确保机房设备安全。
7.照明系统:提供足够的照明设备,方便日常运维和维护工作。
8.监控系统:安装安全监控设备,实时监控机房的运行情况。
四、具体措施1.选址:选择离高压电源较近的地点,以便于供电线路的铺设和维护;选择远离火源和易受水灾的地段,确保机房的安全。
2.建筑设计:机房的建筑结构要符合国家相关标准,采用防火材料,并设置防火墙和防火门。
机房顶部加装避雷装置,确保设备的安全。
3.供电系统:建设双路供电系统,确保电力供应的可靠性。
配置UPS设备作为备用电源,以应对突发停电情况。
4.通风与空调系统:根据机房内设备的散热量和外界环境的温度情况,设计合理的通风与空调系统。
确保机房内温度适宜,设备运行稳定。
5.网络系统:采用双机房联网方案,提供冗余和备份机制,保证网络的稳定和高速。
6.安全防护系统:安装火灾报警器、消防设备、视频监控设备等,确保机房设备的安全。
设置门禁系统,只允许授权人员进入机房区域。
大工14春《电源技术》大作业 ±5V简易直流稳压电源的设计
网络教育学院《电源技术》课程设计题目:±5V简易直流稳压电源的设计学习中心:玉溪奥鹏层次:高起专专业:电气工程及其自动化年级: 2013 年春季学号: ************学生:高炳成完成日期: 2014 年 6 月 10 日内容摘要根据课设规定,设计并制作有一定输出电压调节范围和功能的数控直流稳压电源。
可用于输出直流电压调节范围5~15V,纹波小于10mV输出电流为止500m A.稳压系数小于0.2。
直流电源内阻小于0.5Ω。
输出直流电压能步进调节,步进值为1V。
由“+”、“-”两键分别控制输出电压步进增的减。
该简易直流稳压电源主要包括三大部分:1.数控部分,即通过数字电路调节控制稳压电源、2.D/A变换器3.可调稳压电源。
具体工作原理为:通过数字控制部分控制可逆二进制计数器,再由二进制计数器的输出输入到D/A变换器,经D/A变换器转换成相应的电压,此电压经过放大到合适的电压值后,去控制稳压电源的输出,使稳压电源的输出电压以1V的步进值增或减。
目录内容摘要 (I)引言 (1)一、简易直流稳压电源相关参数 (2)二、简易直流稳压电源工作原理 (2)三、简易直流稳压电源电路设计 (2)3.1.整流、滤波电路 (2)3.2.可调稳压电路 (4)3.3.D/A转换器电路 (4)3.4.数字控制电路 (5)3.5.辅助电源电路 (6)四、简易直流稳压电源的相关调试 (6)4.1.辅助电源的安装调试 (6)4.2.单脉冲及计数器调试 (7)4.3.D/A变换器电路调试 (7)4.4.可调稳压电源部分调试 (7)参考文献 (8)引言在电子电路和电气设备中,通常都需要电压稳定的直流电源供电,直流电源。
当今社会人们极大的享受着电子设备带来的便利,但是任何电子设备都有一个共同的电路--电源电路。
大到超级计算机、小到袖珍计算器,所有的电子设备都必须在电源电路的支持下才能正常工作。
当然这些电源电路的样式、复杂程度千差万别。
基于Matlab的小型电力系统的建模与仿真实验1精选全文
可编辑修改精选全文完整版基于Matlab的小型电力系统的建模与仿真一、实验目的电力系统的动态仿真研究将不能在实验室中进行的电力系统运行模拟得以实现。
在判定一个电力系统设计的可行性时,都可以首先在计算机机上进行动态仿真研究,它的突出优点是可行、简便、经济的。
本实验目的是通过MATLAB的simulink环境对一个典型的工厂供电系统进行仿真,以熟悉供电系统在发生各种短路故障时的分析方法并与课堂知识进行对比学习。
二、预习与思考1、建立仿真模型,对不同短路形式进行仿真,截取仿真结果图,补充报告中每个仿真图形的名称。
2 数值仿真实验结果与课堂推导结果有什么区别与联系?3 典型的短路形式包括几种?4 根据仿真结果,说明短路时零序电流存在的必要条件?三、MATLAB PSB简介Matlab PSB(Sim Power Systems)以simulink为运行环境,涵盖了电路、电力电子、电气传动和电力系统等电气学科中常用的基本元件和系统仿真模型,它主要由6个子模块库组成。
(1)电源模块库:包括直流电压源、交流电压源、交流电流源、可控电压源、可控电流源、三相电源、三相可编程电压源;(2)基本元件模块库:串联(并联)RLC/负载/支路、变压器(单相、三相等)、断路器和三相故障部分;(3)电力电子模块库:二极管、晶闸管、GTO、IGBT、MOSFET、理想开关以及各种电力电子控制模块;(4)电机模块库:励磁装置、异步电动机、同步电动机、直流电动机以及配套的电机测量部件;(5)测量仪器库:电流测量和电压测量等;通过以上模块可以完成.各种基本的电力电子电路、电力系统电路和电气传动电路,还可以通过其他模块的配合完成更高层次的建模,如风力发电系统、机器人控制系统等等。
四、仿真模型的设计和实现在三相电力系统中,大多数故障都是由于短路故障引起的,在发生短路故障的情况下,电力系统从一种状态剧烈变化到另一种状态,并伴随着复杂的暂态现象。
电气电子毕业设计448小型机载计算机开关电源的设计
小型机载计算机开关电源的设计目录1 引言 (1)1.1开关电源的发展 (1)1.2开关电源的特点 (1)1.3设计的基本要求 (2)2 设计方案 (2)2.1使用回归式变换 (2)3具体电路设计 (3)3.1回扫式控制器选择 (3)3.2主电路设计 (4)3.3开关电源电路分析和保护电路 (8)3.4应用效果 (9)4总结 (10)5附录 (11)6 参考文献 (11)1 引言1.1开关电源的发展随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广泛,电子设备的种类也越来越多,电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。
任河电子设备都离不开司靠的电源,它们对电源的要求也越来越高。
电于设备的小型化和低成本化使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。
传统的晶体管串联调整稳压电源是连续控制的线性稳压电源。
这种传统稳压电源技术比较成熟,并且已有大量集成化的线性稳压电源模块,具有稳定性能好、输出纹波电压小、使用可靠等优点。
但其通常都需要体积大且笨重的工频变匣器与体积和重量都很大的滤波器、由于调整管工作在线性放大状态,为了保证输出电压稳定。
其集电极与发射极之间必须承受较大的电压差.导致调整管功耗较大,电源效率很低,一般只有45%左右。
另外,由于调整管上消耗较大的功率,所以需要采用大功率调整管并装有体积很大的散热器.很难满足现代电子设备发展的要求。
20世纪50年代,美国宇航局以小型化、重量轻为日标,为搭载火箭开发了开关电源。
在近半个多世纪的发展过程中,开关电源因具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源,并广泛应用于电子整机与设备中。
20世纪80年代,计算机全面实现了开关电源化,率先完成计算机的电源换代。
20世纪90年代,开关电源在电子、电器设备、家电领域得到了广泛的应用,开关电源技术进人快速发展期。
1.2开关电源的特点开关电源是近年来迅速发展起来的一种稳压电源,其主要组成部分是DC-DC变换器、AC-DC变换器,将不可控制的直流转化成可控的直流,再加上前级工频整流滤波和自动控制闭环稳定输出以及必要的保护环节就构成了完整的开关电源。
计算机毕业论文题目 计算机专业毕业论文题目参考(优秀7篇)
计算机毕业论文题目计算机专业毕业论文题目参考(优秀7篇)计算机专业是计算机硬件与软件相结合、面向系统、侧重应用的宽口径专业。
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小型机载计算机电源的设计与研究文章作者:郭创刘华伟樊蓉张宗麟文章出处:电子技术应用摘要:根据机载计算机电源的特点,简单介绍了回扫式变换的原理,并结合典型的回扫式控制器LM2588,介绍了一种高效、可靠、对空间敏感小型机载计算机供电电源的设计。
此外,对关键部件——高频脉冲变压器的设计和相关理论进行了一定的分析和探讨。
关键词:机载计算机回扫式高频脉冲变压器 LM2588小体积、轻重量、高可靠性、高效率是航空电源始终追求的目标。
随着微电子技术发展,采用大规模和超大规模集成电路的机载计算机主机已越来越小型化,这就对其电源部件的体积和重量提出了进一步小型化的要求。
机载计算机是一种抗恶劣环境的计算机,其电源部分也必须满足抗恶劣环境的要求,例如必须适应-55℃~+125℃的环境温度和较膏药范围的输入电压;同时还要耐振动、耐撞击、抗电磁干扰等。
1 某机载计算机电源的技术要求某机载计算机对电源部件的技术要求见表1。
表1 某机载计算机电源技术要求输入直流电压 27V(24V~32V)输出直流电压 多路输出电压种类 +5V12V-32.5输出电流 4A0.2A0.05A稳压精度 ≤±1%≤±2%≤±2%纹波电压Vp-p50mV120mV300mV工作温度 -55℃~+125℃外型尺寸 362mm×160mm×15mm重量 ≤0.5kg具有短路、过流、过压等保护;满足其它机载条件。
2 回归式变换原理根据该电源部件输出电压种类多、给定的外型尺寸小、输入电压变化范围大、工作温度范围宽等特点,必须设计小型、高效、可靠的供电电源。
为此,选择回扫式变换电路(又称flyback、ON-OFF型)进行设计,图1为其典型电路结构。
此电路简洁可靠,主开关元件和变压器利用率很高,由于采用了峰值电感电流检测技术,可以灵敏地限制最大输出电流,因此高频脉冲变压器不必设计较大的余量,特别适用于几百瓦以下功率的电源系统中。
其基本工作原理为:当开关管Q1导通时(TON),电流流过变压器T1的初级线圈N1,变压器将能量以磁场的形式存储起来,由于初、次级圈相位不同,所以当电流流过初级线圈时,次级线圈N2中没有电流流过。
当Q1截止时(TOFF),消失 的磁场使初、次级线圈中电压极性反转,整流二极管VD导通,电流通过VD流向负载,变压器的能量释放,提供负载电压、电流。
控制器占空比为:其中,VF为二极管正向压降;VSAT为Q1饱和电压降;Vo为输出电压;VIN为输入电压。
电流临界连续时,初级绕组电感量为:其中,fOSC为开关频率;Pomin为轻负载时输出功率;η为转换效率;VINmin为最小输入电压;Dmax为最大占空比。
3 设计方案3.1 回扫式控制器选择National Semiconductor公司最新推出的LM2588系列控制器旨在实现一种能够满足多路供电电压输出而无需进行复杂设计的高集成度电源的解决方案。
系统设计者使用它能很快地开发出小型、低成本、多路供电的电源系统。
LM2588采用7脚TO-220封装,主要包括100kHz振荡器、2.9V稳压电路、误差放大器、5A/65V的NPN开关管以及过流、过热、低电压锁定,还包括软启动、逻辑关断、逻辑控制等,内部结构如图2所示。
3.2 高频脉冲变压器设计设计的某机载计算机DC/DC开关电源如图3所示。
U1为控制器LM2588-5.0。
脉冲变压器T1共有五个绕组:N1为初级绕组,N2、N3、N4、N5为次级绕组,分别对应输出+12V@0.1A、-12V@0.2A、-32.5V@0.05A以及+5V@4A,且N2、N3圈数相同。
由于回扫式控制器具有连续型和不连续型控制的特点,所以设法使其稳定就显得很重要。
高频脉冲变压器的设计是整个回扫式控制电路的关键,电源的性能和优劣在很大程度上取决于变压器的设计。
这里选择TOKIN公司FEER28L磁芯,磁芯的有效截面积为84.7mm2,有效磁路长度为78.3mm。
彩 铁氧体B25材料,常温时最大磁感应强度Bm=5100Gs。
3.2.1 确定变压器匝比αα=N2/N1=[(1-Dmax)/Dmax]·[(Vo1+VF)/Vinmin] (3)由Vinmin=24V、Vo1=5V、Dmax=0.46得出α≈0.3。
3.2.2 初级绕组电感量最大输出功率为:Po=(Vo1+VF)·Io1+(Vo2+VF)·Io2+(Vo3+VF)·Io3+(Vo4+VF)·Io4=26.15(W) (4)假设效率η按照85%计算,则输入功率为:P1=Po/η=34.8(W) (5)设PWM控制最大占空比Dmax=42%,如果初级绕组的电感量设计得大,则流过功率开关管和输出滤波电容的电流峰值小,但由于电流上升斜率小,电路抗干扰能力差且功率开关管开通电流大;电感量小时,电流脉动大,冲击电流大。
因此设计电感电流工作在连续工作状态,轻负载时取额定功率的一半,由(2)式可知:初级绕组的峰值电流为:Ip=(2·Po)/ [η·(VI·D)]=(2×26.15)/(0.85×27×0.46)=4.95(A)<5(A) (5)3.2.3 初、次级绕组匝数初级绕组的电感的储能为:其中,Bs为磁感应度,Sc为脉冲变压器产芯有效截面积;Bs=10 4GS,Sc=0.847平方厘米。
则由(6)式可知:次级绕组匝数N2、N3为:N2=N3=[N1(Vo2+VF)(1-D)]/VIN·D=[10×(12+0.5)×0.54]/(27×0.46)≈6同理可得:N4≈33,N5≈3。
3.2.4 磁感应强度范围初级输入电流平均值为:IIN(av)=Po/(η·VIN·D) (7-1)初级电流上升值∆I为:∆I=VIN·TON/L (7-2)初级电流IL工作范围为:IIN(av)-∆I/2≤IL≤IIN(av)+∆I/2 (7-3)由(7-1)、(7-2)以及(7-3)三式可知,当VIN在24V~32V之间变化时,IL的工作范围在1.62A~4.62A之间变化。
由:B=L·I/(N1·Sc) (7-4)得:B的工作范围为620Gs~1800Gs最高磁感应强度大约是Bm的三分之一,设计是合理的。
3.3 开关电源电路特性分析3.3.1 电流模式稳定性当占空比大于50%时,所有电流模式控制器不可避免地要受到振荡谐波的影响而导致不稳定。
为了消除振荡谐波,在回扫式控制器应用电路中,必须把被级线圈的电感量设计为大于最大值。
其经验计算公式如下(单位为µH): L≥{2.92[(VINmin-VSAT)·(2Dmax-1)]/(1-Dmax) (8)3.3.2 限流、短路保护如果电感峰值电流大于限流值,控制器内部集成的限流比较器将触发逻辑控制电路,关断NPN开关管的驱动输出,起到很好的限流保护作用。
如果将输出端直接短路,由于使用标准型号的变压器,当输出电压降至正常值的80%时,开关频率将降至25kHz。
更低的开关频率将导致开关管截止时间更长,变压器完全可以在开关管重新导通之间释放掉储存的全部能量。
因此,在开关管重新导通时,变压器中为零电流,在这种情况下,开关峰值电流限制电路将限制初级电感峰值电流,很好地起到了保护控制器的作用。
在短路实验中,控制器没有明显的过热现象,恢复至正常情况时,电路仍可正常工作。
3.3.3 逻辑关断、频率调整与同步通过“逻辑关断、频率调整”引脚1可进行逻辑关断控制。
当3V以上的逻辑电平被加在引脚1上时,控制器便进入逻辑关断状态。
因此,通过此引脚,可搭建简单的外围电路,构成过电压保护电路等。
开关频率可以通过外接电阻RSET在100kHz~200kHz之间调整,这个特点可以让使用者根据工作频率优化磁存储以及电容器的尺寸、型号等。
表2为不同的电阻值对应的常用开关频率。
表2 电阻值对应的开关频率RSET/k开关频率/kHz悬空 100200125471503317522200控制“频率同步”引脚6,可使控制器与系统时钟或其它开关模式的振荡器信号同步。
这个特点使得可以并联使用多个设备,使其工作在同一个开关频率下,极大地消除了相关频率噪声干扰,使开关谐波得到控制和协调;同时获得更多的输出电压值,扩大控制器的应用范围。
3.3.4 损耗功率、热关断损耗功率PD主要取决于V1、多路输出最大负载电流之和∑ILOAD以及主功率线圈比N等,其近似计算公式如下: 控制器的结温决定于环境温度TA、封装热阻θJA(7脚TO-220封装典型值为35~45℃/W)以及损耗功率PD等,可近似计算如下:TJ=PD×θJA+TA (10)在绝大多数应用中,控制器并不需要使用散热片来降低温度,但当控制器温度超过其最大结温时(典型值为150℃),控制器便进入热关断状态,迫使控制器停止工作,直到冷却至允许开启的温度时才重新工作。
也可加装散热片来提高控制器结温,使控制器正常工作。
4 应用效果为了给控制器提供稳定、连续的供电电压,将大于100µF的存储电容接至供电输入端。
将一个1.0µF的陶瓷旁路电容接在地与输入端之间,且尽可能靠近控制器,或连成RC低通滤波器,能有效地消除由输入电流脉冲产生的噪声干扰。
为了获得更好的滤波效果,也可用参数为10µH/200mA的小电感代替电阻。
输出电容则选择大容量、低等效串联电阻(<0.1Ω)的电容,可大大提高负载瞬态响应特性,降低输出电压纹波。
为满足电磁兼容性要求,可在电压输入端采用TVS瞬变电压吸收二极管(1.5KE43A)和小型的抗干扰滤波器。
电源主要技术指标为:输入电压27V(18V~36V)。
开关频率100kHz。
输出电压分A、B、C、D四级:A组+5V@4A,峰-峰值电压纹波小于40mV;B组+12V@0.2A,峰-峰值电压纹波小于50mV;C组-12V@0.2A,峰-峰值电压纹波小于50mV;D组-32.5@0.05A,峰-峰值电压纹波小于200mV,效率(满载)为87.1%。
该电源部件中的所有元器件组装在362mm×160mm的板面里,元器件最大高度低于15mm,重量仅为0.21kg。
电源经过各项性能测试和高低温实验,并通过与计算机联试,证明其各项性能指标均达到设计要求。
回扫式拓扑电路结构无疑是目前比较理想的多路供电电源电路结构。
其峰值电感电流可检测、输出电压扩展性强等特点,极大地提高了控制电路的稳定性和抗干扰能力,便于供电电源的设计。
本文所介绍的开关电源电路可广泛应用于便携式仪器、通信设备、航空机载电子设备等需要±5V、±12V、±24V等多路电压输出,功率在几十瓦左右的直流供电设备中,也可以作为模块化电源设计电路,具有很大的推广应用价值。