开关电源的设计与原理篇1
关键词：台灯双灯头音乐播放可调光开关
中图分类号：F21文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）02（c）-00-02
目前，市场上的台灯大多是普通照明台灯，照明负载主要为日光灯、白炽灯、LED灯，功能单一，很难满足人们现在多样化的需求。而且，现在近视是困扰大部分人，尤其是学生群体的一个普遍问题，主要原因之一就是在使用台灯时，由于有手影的产生而使光线亮度减弱，使用者容易产生视觉疲劳造成的。该设计针对现有台灯存在的问题，对其进行优化，设计出了具有音乐播放和调节光线强度功能的双灯头台灯。
1设计思路
本设计主要是以家庭用台灯为主体，增加了音乐播放功能，且外置USB接口，可以对音乐文件进行传输；为消除手影的产生，采用了双灯头设计，并且利用旋钮可调光开关，使其可以调节光线的强弱程度；该设计的照明负载为白炽灯，使用者可以根据自己的需要选择或更换不同功率的灯泡，不仅贴近消费者，而且延长了台灯的使用寿命，这样的设计更加人性化，更加符合现代家庭消费理念。
2台灯的整体构造
图1双灯头音乐可调光台灯电路图
本作品设计电路如图1所示：主要由外接电源、音乐播放器电路、台灯照明电路三部分组成。外接电源电路中的稳压电路，保证了音乐播放器电路与台灯照明电路的正常工作，且音乐播放器电路与台灯照明电路采用并联的连接方式，在工作的同时互不影响。
2.1双灯头开关可调光设计原理解释
2.1.1白炽灯泡的选择
为了实现可调节灯光亮暗的效果，采用旋钮式可调光开关来控制电路中电流来调节灯光的亮度。根据调查，在了解了市面上各种类型的照明灯发光原理之后，本设计选择白炽灯作为照明负载。LED灯使用低压电源，供电电压在6～24V之间，LED驱动都是恒流驱动，改变LED灯两端的电压会烧坏LED灯珠或使其不能正常工作；日光灯其两端的工作电压为220V，灯管是由镇流器、启辉器触极、灯丝、双金属片构成，但其体积较大，长度较长，适用于室内空间面积较大的照明使用，而且由于日光灯的发光原理，当用调光开关改变日光灯两端的电压时，其光线亮度基本不改变，即日光灯只有亮或不亮两种状态。
白炽灯在其两端可加载0～220V电压，只要灯丝温度超过2000℃，灯丝就处于白炽状态，发出光亮，而且温度越高，亮度就会越亮，且发出的灯光稳定，不会有频闪出现。当改变白炽灯两端工作电压时，白炽灯的亮度也会发生改变，符合调光的原理。且白炽灯市场上价格低，易于更换，灯光柔和，能为广大使用者带来
便利。
2.1.2双灯头设计
现阶段市面上的台灯大都以单灯头照明为主，但单灯头照明台灯在使用时，不管从哪个方向进行照明，都会有手影产生，为使用者的学习、工作带来不便。基于此，本作品设计采用了独特的双灯头照明台灯设计。
双灯头照明台灯是在原单灯头照明台灯的电路内并联一个照明电路，使两个照明灯头可以协同工作且互不影响，达到消除部分手影的目的。当打开一个照明灯头开关时，由于光的直线传播，不管台灯是放在使用者的左方、右方、还是前方时，都会由于手的遮挡作用而产生手影，因此容易使使用者产视觉疲劳。此时，打开另外一个照明灯头，此照明灯头的光线向四周发出，可以照射到第一个照明灯头产生的阴影区，减弱手影的作用效果，增加使用者工作区的亮度，从而可以消除一部分的手影，为工作者带来方便。
2.1.3旋钮式可调光开关设计
如图2所示，台灯照明电路的两个照明设备由两个旋钮式可调光开关控制调节灯光亮度，满足使用者不同的需求。
如图2，以开关一为例：当开关处于1位置时，电路处于断开状态，白炽灯无法正常工作。当其以顺时针方向转动至位置2时，台灯的电路与总电路接通，台灯开始工作。在位置2时，接入电路中的滑动变阻器的阻值最小，所以此时通过电路的电流最大，白炽灯内的钨丝温度可很快达到2000℃以上，发光发热正常工作，此时灯光最亮。随着滑片顺时针的旋转，接入电路中的阻值逐渐增大，流过灯丝的电流逐渐减小，温度和热度也有所降低，所以灯光的亮度较前面有所下降。当滑片旋转至3位置时，灯光到达最暗的亮度。若使用者想关闭台灯，可反方向调整至位置1即可。开关二的工作原理与开关一的相同。
白炽灯一、二是分别用开关一、二进行控制的，此设计的目的是：通过调节两旋钮式开关，可以达到不同的亮度，以满足使用者在不同时间、不同地点的不同需求，也有效地保护了使用者的
视力。
图2台灯照明可调光电路
2.2音乐播放器的构造
音乐播放器是软件和硬件的结合，乐曲中不同的音符，实质就是不同频率的声音。通过单片机产生不同频率的脉冲信号，经过放大电路，由蜂鸣器放出，就产生了美妙和谐的乐曲。根据各音阶频率算出定时器定时常数，根据节拍给出该音阶持续的时间，最终实现播放简单乐曲的功能。在本设计中，音乐播放器主要由：（1）单片机模块。（2）晶振电路模块。（3）复位按键模块。（4）音频功率放大器模块。（5）按键模块。（6）电源的电路设计。（7）LED显示电路设计，如图3所示。
硬件电路是由晶振电路、显示电路、控制电路等接到单片机上构成，如图3所示的总体电路。其核心器件采用单片机，进行系统控制；晶振电路为单片机提供时间信号，为音乐的播放节拍控制提供基本时间单位；通过控制电路实现音乐播放的选曲、暂停、播放和复位等功能；经发生电路发出美妙的音乐；由显示电路显示出正在播放的曲目。
3作品测试与展望
本作品设计集实用功能与娱乐功能为一体，设计独特大方、实用、人性化。双灯头的设计区别于以往市场上单灯头的设计，简单新颖、美观大方，巧妙地利用光学、电学原理，消除了工作写字时手影的干扰。而可调亮度的开关集控制开关与调控亮度为一体，根据使用者需求的不同而控制光线的强弱，不仅为学习工作提供了便利，还节约了电能资源。而最具亮点的设计，是设计者能够融入播放音乐的功能（音乐外放及USB充电接口），让使用者在工作劳累之余，可尽情享受音乐带来的舒适。这一人性化的设计，避免了戴耳机听音乐时，耳机对人耳朵和大脑带来的伤害，还有一定的助眠作用。因此，综合看来，此台灯的推广设计，具有实用价值和市场
前景。
参考文献
[1]康华光.电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2005.
[2]何希才.稳压电源电路的设计与应用[M].北京：中国电路出版社，2006.
[3]汪明添.电子元器件[M].北京：北京航空航天大学出版，2008.
[4]金衡，邓松坤，宛铮，等.LED智能多功能台灯[J].科技视界，2012（11）：38-39.
[5]蒋林，肖伟，珍玛曲宗，等.太阳能多功能LED藏式台灯的设计与实现[J].科技，2010（11）：72-74.
[6]黄颍辉，王岗岭.台灯调光电路的制作[J].现代技能开发，2003（1）：86.
开关电源的设计与原理篇2
关键词：应急照明、接线方式、施工方法
中图分类号：TU997文献标识码：A
一、三种常用的应急照明灯具
1.1疏散指示灯
交流电源正常工作时，对蓄电池充电，当交流电源因故障而不能正常供电时，转换成备用电源工作的应急状态，始终使标志清楚明确，有效地引导人员安全疏散。
1.2双头应急灯
正常状态下灯具关闭，电池充电，火灾发生时，灯具点亮通过电池供电，能有效照明和显示疏散通道的灯具。由光源、灯体等部件组成。双头应急灯实际上是停电应急灯，并不适合于强制点亮。
1.3普通灯具加备用电池的应急灯具
普通灯具加应急电池及应急启动装置组成的应急灯，多用于车间备用照明。当电源断开时，通过启动装置，经电池供电点亮灯具，实际上是停电应急灯。当电源持续供电时，通过消防控制模块+接触器+强制点亮线+双控开关+应急灯具，实现强制点亮功能。
二、用电负荷及应急照明方式的选择
在我国用电负荷根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治及经济上所造成的损失或影响程度分为一级、二级、和三级；其中一级为重要负荷，不能停电，通常是两路独立电源供电及备用发电机组（或EPS）；二级为保证负荷，优先供电，少停电，少有双电源供电，一般自备发电机组；三级为一般负荷，断电后影响较小，一般是单电源供电，不需要备用电源。
当应急照明为三级负荷时，应急照明灯具与普通照明同在一个回路，火灾发生时，切断市电，充电检测线失电，采用应急电池供电照明。例如：我公司承建的南京长澳冻干粉针车间应急照明设计为三级负荷即采用这种方式。当应急照明为二级负荷时，应急照明与普通照明为分开的单独回路，火灾发生时首先切断市电、消防电源继续供电，火灾信号发出后，通过消防强启，强制点亮应急照明。例如：我公司承建的南京圣和冻干车间、固体车间应急照明为二级负荷，即采用这种方式。
强启是指在应急状态下将灯具点亮。应急灯具的强启分为两种一、充电检测线失电，自带电池供电给应急照明灯具。二、充电检测线带电应急照明强启线供电给应急灯具。
三、应急灯具工作的原理及接线方式
3.1、疏散指示灯、安全出口灯的原理及接线方式
疏散指示灯、安全出口灯常亮，灯具内部有电压自动转换电路，市电电压如下降到187V-132V之间某电压值时，灯具会由主电状态转入应急状态由电池供电，当市电电压上升到132V-187V之间某一电压值时，灯具会由应急状态恢复主电状态。接线方式如图一所示：
图一：疏散指示灯安全出口灯的接线方式
3.2、双头应急灯停电启动原理及接线方式
应急灯停电启动的原理图如图二所示：
图二：停电启动的原理
当火灾时充电检测线失电，继电器线圈失电，常闭触电闭合，接通灯具，灯具点亮。双头应急灯以及加电池的应急灯具都是采用上述方式启动。双头应急灯，采用三线制，接线方式如图三所示：
图三：双头应急灯的接线方式
3.3应急照明做备用照明的原理及接线方式
应急照明正常情况下作为普通灯具使用，当火灾或者停电时市电断开，充电检测线失电，继电器器线圈失电，常闭触电闭合，接通灯具，灯具点亮。一般采用四线制，接线方式采用如图四所示：
图四：应急照明灯的接线方式及原理
3.4采用双控开关强启的原理及接线方式
当电力负荷为二级负荷，消防电源与市电分开，且当火灾发生时消防电源不切除，保证消防水泵、排烟风机、走廊应急照明的供电。当照明电源不断开时采用如下方式强启走廊应急照明灯具，保证人员疏散。
3.4.1在非应急状态下：此灯具作为普通灯具使用，与双控开关静触头1连接的导线处于导通状态，灯具点亮；与双控开关静触头2连接的导线处于断开转态，灯具熄灭。原理如图五所示：
图五：双控开关强启应急灯非应急时原理图
3.4.2在应急状态下：火灾发生时火灾报警启动，应急照明箱内接触器常开触点闭合，消防强启线上电，原来关闭的灯具，强制点亮。此时双控开关，在任意位置都是点亮的，开关失效。保证车间内人员从容撤离。原理如图六所示：
图六：双控开关强启应急灯应急时原理图
3.4.3在消防电源切除的状态下：充电检测线失电采用备用电池供电，原理如图七所示：
图七：消防电源断电时应急灯原理图
四、应急照明施工的方法及要点
4.1电线电缆保护管的选用
《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303―2005，以下简称《验收规范》）要求疏散照明应敷设耐火电线、电缆，电线采用额定电压等于或高于750V的铜芯绝缘电线（20.1.4.8条）。阻燃型及耐火型电线、电缆允许长期工作的最高额定温度一定要符合设计要求，安装前一定按设计要求验收导线。施工过程中要加强监督检查，以免错用普通电线。应急疏散照明线路的保护管在《验收规范》中都要求使用钢导管，而对其他应急照明线路的保护管材质未做强制规定。
4.2应急照明线路的敷设
应急照明线路单独敷设,在每个防火分区有独立的应急照明回路，不能与普通照明线路混用。穿越不同防火分区的线路应有防火隔堵措施。（防火隔堵的具体作法详见标准图集《钢导管配线安装》（03D301―3）第38页）。当火灾应急照明线路的工作电源与备用电源在同一桥架敷设时，中间加隔板。明敷管线时，钢性导管上涂防火涂料保护。线管、线槽的PE保护线连接完成后，经检查确认才能穿线。应急照明线路不能与其他普通照明线路混用。
4.3应急照明配电箱的安装
应急照明配电箱的安装工艺同普通照明配电箱的安装工艺，但应急照明配电箱与其他普通照明配电箱应有明显的区分标志。应急照明配电箱的结构及电气元件宜选用耐火耐热型，当用普通型配电箱时，其安装位置应尽可能避开易受火灾影响的区域。
4.4应急照明灯具的安装
疏散标志灯的箭头指向应与逃生疏散方向一致，安装部位一般在走道及楼梯转角处。疏散标志的箭头应指向通往出口的方向。灯具安装高度由设计决定。标志的间距不应大于20m，袋形走道的尽头离标志的距离应小于或等于10m。封闭楼梯间、防烟楼梯间及其前室、消防电梯前室也应安装疏散指示标志。
五、小结
现场施工人员应该充分理解应急照明的供电方式及启动原理，对于应急照明的施工要认真思考，在充分理解设计意图及规范的前提下，深化设计并施工。设计和施工中一个小小的疏忽，在火灾时都可能引起严重的后果。一个完善的、质量过硬的火灾照明应急系统，可能为逃生者赢得宝贵的时间。我们应以高度的责任感去面对火灾应急照明的设计及施工，保障客户的生命财产安全。
作者简介：蒋荣（1988年1月）研究生学历工程硕士学位
开关电源的设计与原理篇3
关键词：电源电路；555定时器；延时控制
中图分类号：TM131文献标识码：A
在多媒体教学设备中，投影仪将教学内容清晰直观地呈现给学生，是多媒体教学系统的核心，随着使用人数与频率的增多，一些不规范的操作大大减少了投影仪的使用寿命，尤其是投影仪灯泡的使用寿命。因为投影仪内部为大功率灯泡，长时间工作导致内部温度高，正常情况下，投影仪内部有保护电路，关闭投影仪不切断电源时，其内部的散热风扇会继续运转，其温度降低到一定值时，投影仪才能正式关机。如果投影仪内的风扇因断电而停转，灯泡无法及时将余热散尽，导致灯泡内部发光部分元件的物理强度降低，加剧液晶片和电路的老化，严重的直接导致灯泡爆裂。因此，对投影仪断电保护技术的设计具有一定意义。
1.现状分析与总体设计
目前在多媒体教学系统中的投影仪中除爱普生和松下机型当中，有几款有延时降温保护外，其他机型几乎没有，一般都是依靠中控设备来实现对投影机延时供电，来对投影仪降温冷却，以此达到自动保护投影仪的目的。当有些多媒体教学系统中未配置中控设备时，那投影仪关闭后只能人为等待4分钟左右再切断电源，实际情况是大多数老师在上完课后，认为等4分钟左右的时间太麻烦而直接关闭电源，最后导致灯泡损坏、甚至烧坏液晶板，使投影仪的使用寿命大大降低。大多数高等院校，其多媒体教学系统都在100左右，此错误操作定会带来很大的经济损失（灯泡价格在2500左右），同时又将严重影响教学。因此，设备的使用和维护，如何延长设备的使用寿命，这一工作就显得非常重要。
电路要解决的技术问题是提供一种操作简单、能够在切断电源的情况下，可以延时断电的电源控制电路，需要由电源电路、开关电路、延时电路、继电器执行电路组成。
2.电源电路设计
电源部分采用降压变压器降压，桥式全波整流，7812三端稳压电路稳压输出12V直流供电电压，电源部分原理图如图1所示。
一般7812输入电压Ui大于Uo电压3V～5V，才能保证稳压器工作在线性区。若输入电压太小3V则电路不工作，输入电压太高（最高可达35V）则造成稳压器过热，使用寿命降低，故设计降压变压器选220V降到12V变压器，由桥式整流电路两端输入与输出电压关系Uo=0.9Ui，电容C1上两端电压为Uc1=0.9Ui×1.414≈15.3V，其中Ui=12V。该设计的12V直流电源供电电路三端稳压器工作稳定，使用寿命长。
3.555时基电路功能与设计
555定时器是一种多用途数字与模拟混合集成电路，功能主要由两个比较器决定，两比较器的输出电压控制RS触发器与放电管状态。在电源脚与地脚接入电压后，5脚悬空，则电压比较器C1的同相输入端电压为2/3Vcc，C2的反相输入端电压为1/3Vcc。当触发器输入端TR电压小于1/3Vcc，则比较器C2输出为零，RS触发器置1，输出端3脚为0，放电管截止；当C1比较器输入端电压大于2/3Vcc，同时TR端电压大于1/3Vcc，则C1的输出为0，C2输出为1，RS触发器置1，输出端3脚为低电平，放电管导通。555时基电路主要采用555定时器构成的单稳态触发电路，该部分电路原理图如图2所示。
其工作原理自锁开关S按下并自锁后，2脚和6脚输入电位为0，555电路3脚输出高电平；当自锁开关S再次按下后，自锁弹起，2脚和6脚输入电位由Vi决定，设计中Vi为大于2/3Vcc。
4.系统整体设计
4.1电路组成与作用
该电路要解决的技术问题是提供一种操作简单、能够在切断电源的情况下，可以延时断电的电源控制电路。电路主要由电源电路、时基电路、延时电路、继电器执行电路组成，各电路的作用为：（1）电源电路是将220V交流电转变成12V直流，提供后续电路供电电压；（2）时基电路主要由555集成电路T1构成，利用555集成电路3脚输出电压控制开关三极管Q1、Q2的导通状态；（3）延时电路主要由三极管Q1、Q2，电解电容C6、555集成电路T2组成，其作用S联动开关切断后的延时4分钟后切断投影仪电源；（4）继电器执行电路主要由继电器K与续流二极管组成，其作用是S联动开关切断后，延时指示红色发光二极管LED点亮，表明4分钟后继电器执行电路控制主电源开关K1，切断主电源。
4.2电路设计特征
（1）当自锁开关S1按下后，220V/12V变压器输出12V交流电，经过桥式整流，电容C1、C2滤波后为15V，再经过7812稳压成直流12V输出给555时基电路T1、T2供电。
（2）555电路T1的2脚与6脚相连后与电阻R1、R2、自锁开关S2的一端相连，R1、R2串联分压，555电路T1的2脚与6脚电压取自电阻R2，且R2=3K、R1=1K。
（3）开关三极管Q1、Q2设计为开关状态。
（4）555电路T2的2脚与6脚相连后与电解电容C6正极、自锁开关S3的一端相连。
（5）电解电容C6取值为1000uf/25V，电阻R5为可变电阻，阻值2M，通过开关三极管Q2相连。
设计后的延时断电控制电路原理图如图3所示，电路工作原理如下：
（1）当联动开关S1、S2、S3按下并自锁，J2插座及电路得电，555电路T1的2脚与6脚输入电压为0，小于1/3Vcc，555电路T1的3脚输出高电平，三极管Q1导通导致三极管Q2基极电位为0，三极管Q2截止；同理555电路T2的2脚与6脚输入电压为0，小于1/3Vcc，555电路T2的3脚输出高电平，继电器K1得电，开关K1闭合，延时指示电路LED红灯D1点亮。
（2）当投影仪使用完毕，需要切断电源时，按下联动开关S1、S2、S3，由于电解电容C6两端电压不能突变，其正极仍然是0电位，555电路T2的3脚仍输出高电平，继电器开关仍然吸合，J2插座及电路仍然得电；与此同时555电路T1的2脚与6脚输入电压为9V，大于2/3Vcc（8V），555电路T1的3脚输出低电平，三极管Q1截止，其集电极为高电位，三极管Q2导通，电解电容C6充电，充到电压2/3Vcc（8V）时间约为t=1.1RC，延时时间（3分钟～40分钟），设计中延时时间为5分钟；当C6电压充至大于2/3Vcc（8V）时，555电路T2输出低电平，继电器K失电，开关K1断开，插座J2断电。
结语
电路经过测试，电路运行正常，完全达到预定目标，且该电路具有成本低廉、体积小巧，极大地减少因人为操作不当，导致投影仪快速老化和灯泡爆裂。
参考文献
[1]吴庆州，戴新宇.投影仪专用延时断电插座的制作[J].电子世界，2004（8）：61-62.
[2]王丽卿，刘如春.投影仪强制延时自动断电保护器设计[J].职大学报，2012（4）：69-70.
[3]张振国，张军.投影仪延时保护电路[J].中国教育技术装备，2009（40）：48-49.
开关电源的设计与原理篇4
关键词：智能型；双电源自动切换；设计问题
中图分类号：TM762文献标识码：A
目前，智能型双电源自动切换装置属于实时性以及可靠性要求都相对较高的控制系统。在实际设计过程中，需要针对不间断性的实时供电需求，采用采样以及比较等工作原理与工作方法，制定科学化优化方案，然后根据不同情况对电源故障状况进行准确化的判断以及快速切换，进而有效完成主、备电源之间的快速转换，确保供电连续性。
一、智能型双电源自动切换装置结构以及工作原理分析
（一）自动切换装置结构分析
智能型双电源自动切换装置主要是由本体与智能开关的专业化控制器组合而成的，具体来说，本体又由五台存在电动操作装置的断路器、保护熔断器与机械联锁机构组成。一般情况下，机械联锁装置会安装到五台断路器之间，通过机电双重保护来保证五台断路器不可以同时处在合闸状态之下，进而保证安全切换，实现供电安全。此外，智能化的开关控制器有着可编程、智能化以及数字化的特点，能够实现自动化检测，还具有数字通信以及LCD显示特点。
（二）自动切换装置工作原理分析
从装置工作原理上来看，主要是以单片机作为核心，然后对两路的低压供电电源包括常用以及备用电源的电压、相位与频率，实施科学化检测。如果常用电源出现故障，例如出现过压故障、欠压故障以及缺相故障的时候，其装置就会自动化控制相应的切换开关，并切换到所规定的备用电源上，有效缩短故障时间，保证供电稳定。而且，在实际设计过程中，为了在一定程度上确保供电的可靠性，排除自动工作模式之外，还需要添加手动工作模式，便于在自动模式存在故障的时候，采用人工方式来实施电源切换，有效增加其安全系数。
二、智能型双电源自动切换装置问题分析
（一）切换装置硬件电路设计
智能型双电源自动切换装置的硬件电路设计需要从以下几个方面进行阐述：第一，频率检测电路，该电路主要是借助频率检测电路来实现数据的采集，然后送入单片机实施比较判断，最终判断出电源频率存在的故障情况。通常情况下，检测电路是由光耦元件与施密特触发器两种结构组合而成的，具体的工作原理则是从电网中随意选择一相交流电，然后经过变压器进行变换降压之后，再借助光耦元件使其转换为同频率专业化方波信号，最后通过施密特触发器把相应的方波信号合理化规整之后送向单片机实施准确化测量。第二，电压信号的专业化采集电路。因单片机往往只可以对0～5V单极性电压实施检测，所以应对交流电压实施有效变换。12V的电源在经过光耦耦合以及电位器进行分压与分流之后，再通过33uF电容滤波，最终使电源在无故障的条件之下形成3V～6V的电压信号，之后送到控制板上实施电压比较处理。当电压信号比3V低的时候可以表示为出现欠压故障，而当电压信号比6V高的时候，则说明出现了过压故障。第三，过电压的标准化比较电路，根据常规的电压比较电压进行研究分析，最为常见的A、B、C三相电源路在经过专业化的电压信息采集电路进行有效采样之后，就会送到过相应的电压比较器电路当中实施判断，并有效判定常用到的A、B、C电源有没有存在过电压现象。第四，缺相检测电路。从专业化角度出发，缺相检测电路主要功能在于电源出现缺相现象时，自动向单片机发出一定的故障信号。其工作原理在于交流电在经过整流滤波操作之后把所得到的直流电用到专业化的驱动光耦元件当中，如果三相电没有发生异常情况，光耦元件就会导通，LED灯亮。如果任何的一相出现缺相现象，则三极管就会导通，进而缺相信号会输出相应的低电平，最终单片机实现专业化的缺相检测。
（二）切换装置的软件设计分析
从某种程度上讲，智能型双电源自动切换装置主要是借助C语言进行编写，而且在软件设计过程中更加强调模块化的设计理念，主要包括系统初始化模块、报警显示模块、A/D采集模块、I/O模块以及CCP频率测量的模块，并借助模块化有效降低程序的复杂化程度，最终实现程序设计工作、程序调试工作以及程序维护工作的简单化操作。从监控软件设计角度出发，为了在一定程度上更好完成数据交互、数据分析以及数据处理等工作，该装置在设计上使用了上位机实施科学化监控管理，而且上位机中所应用的监控软件主要是借助C#语言进行开发，具体的运行环境也有专业化要求。此外，自动化切换装置的上机位以及下级传输数据往往会应用COM口完成，其通讯波特率控制到9600bit/s。
结语
总而言之，智能型双电源自动切换装置在供电控制中发挥着非常重要的作用，直接关系到用电设备的使用可靠性。从智能型双电源自动切换装置设计角度出发，应该综合考虑其硬件设计以及软件设计，硬件设计主要在电压信号采样方面、电源切换以及人机接口等方面进行合理化设计。而软件设计则需应用模块化编程理念来完成设计工作，并在此基础上进行现场测试验证，从根本上满足个性化供电需求，并保证符合相关技术标准，使其更好的在实践中得到应用。
参考文献
[1]沈力，陈林，李嘉.通信电源智能切换装置有关问题的探讨[J].民营科技，2012（04）：1-2.
[2]许东岳.智能型双电源自动切换装置设计[J].淮南职业技术学院学报，2012（04）：15-18.
[3]姚亚磊.双电源切换开关的应用和维护[J].科技创新与应用，2015（23）：204-204.
开关电源的设计与原理篇5
1.1原理说明
项目要求在原车型上进行拓展开发，按照校车的法规要求，主要有以下几点：
①新增电磁式电源总开关，上15电后，再通过触发电源开关，接通起动开关，通过应急开关提供15电给ECU使整车起动。
②采用带锁扣（防止驾驶员误操纵）的应急开关。未按下应急开关时，所有灯光及其报警指示同普通型。当按下应急开关时，通过应急开关提供15电给ECU的46脚，使发动机正常起动，并同时提供电源给电源开关继电器和应急开关继电器（采用转换型继电器），车厢顶灯通过顶灯开关提供的15电正常工作。
③当应急开关拨开锁扣同时按下时，通过应急开关断开ECU的46脚的15电，使发动机立即熄火；应急开关继电器线圈端无15电，但可通过应急开关继电器的常闭触点和应急开关接通30D电给车厢顶灯，起动车内应急照明，方便乘客下车；报警继电器1（常开型继电器）的线圈端得电，继电器的开关端接通，使其接通车辆危险报警信号而使得左右所有的转向灯工作。
1.2设计过程出现的故障
1）故障现象初期设计未采用D1和D2二极管进行隔断。整车起动，按下应急开关后发动机迅速熄火、车厢顶灯亮、危险报警信号灯全亮，功能符合法规要求。但当整车起动，综合（转向）开关工作时，所有的危险报警信号灯全亮。
2）故障原因综合（转向）开关接通闪光继电器的输出端，而报警继电器1通过紧急灯开关接通了15电，并通过线路传输到报警继电器1的线圈端，使得危险警报信号灯全部工作。
3）改进方向增加反向二极管，这样有利于截止电源在转向的情况下提供给报警继电器1，同时需要考虑当应急开关工作时，避免通过紧急灯开关串通15电与30D。当然在选择二极管的时候，需要根据电流的大小，选择合适的二极管，否则容易击穿二极管，导致其他故障。
2校车上应急功能电路设计方案二
2.1原理说明
电磁式电源总开关、电源开关、应急开关的设计同方案一。为了截止通过紧急灯开关的15电及防止应急情况下15电和30D串电，考虑增加报警继电器2和报警继电器3隔开紧急灯开关提供的15电和30D，具体设计原理见图4。
2.2设计可能出现的故障
1）故障现象当整车在起动且顶灯开关按下时，其它15电上的用电器工作，再按应急开关，则会熔断顶灯开关F11熔断丝（5A）。
2）故障原因设计人员在原产品的基础上开发产品，忽略了顶灯开关和应急开关会存在15电和30D串电的情况，而只单纯考虑了功能的实现。
3）改进方向用一个转换型继电器（如图4中的应急开关继电器），将其应急开关工作情况下，直接给白顶灯提供30D。而在应急开关不工作、顶灯开关工作的情况下，提供顶灯15电，这样就不会串电。
3结束语
开关电源的设计与原理篇6
关键词：项目教学法；电源技术；项目实施
中图分类号：G642.4文献标志码：A文章编号：1674-9324（2014）10-0071-02
一、引言
《电源技术》是高职高专电子类专业的一门重要的专业课，它具有较完善的理论体系和较强的实践性，其教学任务是使学生掌握电源技术的基础知识、熟悉几种典型电源的工作原理、掌握DC/DC基本电路的设计方法，为今后的学习和研究打下基础。传统的教学方式采用老师讲解为主、学生听课为辅的教学方法，使学生只能被动地、抽象地接受理论知识，不利于提高学生的实践能力、自学能力和创造能力。为了提高学生的动手能力，提高教学效果，在《电源技术》教学中采用项目教学法，通过多个难度循序渐进的项目，使学生更好地掌握理论知识的同时，提高实践能力。
项目教学法的特点：
1.以项目为主线，重组知识体系，把电源技术的基础知识和典型工作过程穿插到每个项目中，让学生在实际操作中进一步理解和掌握，提高他们的学习主动性。
2.加强职业规范性培养。在电路设计、画原理图、PCB图、制版、焊接电路中加强规范性要求，达到与社会接轨。
3.加强职业能力培养。把电子类高职专业的职业技能要求穿插在每个项目中，进一步提高学生的职业能力，为今后更好地适应社会打下基础。
项目教学法是通过实施一个完整的“项目”，由学生在一定的时间范围内独立组织和实施工作的教学方法。这个过程是师生共同围绕一个项目任务去发现问题并解决问题的过程，整个过程分为几个具体的步骤实施，其中分析问题、方案设计、项目实施及最终评价，都以教师为主导、学生为主体协作完成。学生以项目任务为目标，制定相关的实施计划，通过该项目掌握电源技术知识，并通过实际动手操作提高分析和解决问题的能力，提升职业技能。
二、项目教学法在《电源技术》课程中的实施
1.项目的制定。下面以“开关稳压电源”为例说明《电源技术》课程项目教学的实施过程。项目名称：开关稳压电源设计。项目描述：设计并制作如图1所示的开关稳压电源。
在电阻负载条件下，使电源满足下述要求：（1）输出电压U0可调范围：30V～36V。（2）最大输出电流I0max：1A。（3）U2从18V变到21V时，电压调整率：Su≤2%。（4）I0从0变到1A时，负载调整率SL≤5%（U2=18V）。（5）输出噪声纹波电压峰-峰值U0PP≤1V（U2=20V，U0=36V，I0=1A）。（6）DC-DC变换器的效率n>70%（U2=20V，U0=36V，I0=1A）。（7）具有过流保护功能，动作电流I0（th）=1.3+0.2A。教学目标：要求学生掌握PWM控制模式、DC/DC升压电路的工作原理、电源技术的主要指标，掌握画原理图和PCB图，制版、焊版、调试等职业技能能力。项目课时：24学时。学生分组：学生分组在项目教学法中是一件很重要的工作，组员的搭配、工作的分工等直接影响学生学习的效果。根据学生的学习能力、动手能力、性别等采用互补方式进行搭配。每组一般为3～4人，每组设一名组长，全面负责项目的实施，并针对各个成员的能力不同进行内部分工，同时协调各成员的工作，从而培养学生的团队协作能力。
2.项目的实施过程。（1）项目设计。根据项目设计要求，结合电源技术内容，教师引导学生进行任务分析，共同得出开关稳压电源电路框图，如图2所示。电路主要由以下几个部分组成：DC/DC主电路、驱动电路、控制电路、滤波电路、保护电路等组成。
主电路DC/DC模块：根据项目设计要求，主电路采用BOOST型DC/DC升压方式，如图3所示，其使用单开关管，能降低开关管损耗，且控制容易，电路较为简洁，但在功率较高的情况下，电感设计要求较高，经验成分多，设计不好会造成过大的冲击电流，影响效率，也容易使开关管损坏。
驱动电路：根据项目设计要求，需要宽范围调节BOOST升压适合本项目的DC/DC拓扑结构，利用UC3824芯片作为核心，该芯片抗电压波动能力强，并可使负载调整率得到明显改善，采用可调电平与可调三角波比较的方式产生PWM波作为驱动信号，模块元件较多，但调节范围宽，可移植性好，扩展能力强，而且其频响特性好稳定裕度大，过流限制特性好，具有过流保护和欠压锁定功能，对系统的控制更为方便。控制电路：本项目采用硬件反馈的方式实现电压控制。输出电压的采样信号通过电位器改变采样回路的上下电阻比值来调整，采样信号与基准信号在误差放大器中比较，产生直流电平改善输出PWM波的占空比从而达到稳定输出电压的作用。该电路简单，容易实现项目要求，便于学生理解吸收。滤波电路：对于高职高专学生来说，滤波电路的设计要求太高，这里不做要求，只是根据经验采用电容滤波。保护电路：出于保证不减小电源输出功率的目的，在加负载的条件下将原边电流以电压的形式准确地反映在一个LM393比较器上，当开关电源的输出电流超过规定值时，感应电压通过迟滞比较器与预置的基准电压比较后翻转，同时使uc3842内部电路进行脉宽调整，场效应管接收到uc3842动作后就自动断开负载，起到保护作用。提高电路工作效率设计：在DC/DC变换电路中，主要消耗功率的元件有主回路的开关管、快恢复二极管、储能电感等部件。目前对电源的工作效率要求越来越高，根据本项目要求主要采用以下两种措施：①采用低内阻的高效率MOSFET作为主回路的开关元件，本项目中采用了IRF640。②采用高速低正相压降的快恢复二极管降低其功耗，本项目中采用了FR157。（2）电路工作原理。在学生实施项目过程中，难免有些学生会因为对电路工作原理没有完全掌握，在设计或者调试过程出现重大问题，导致项目失败。因此，在学生设计好方案以后，可结合参考电路对整个项目的设计方案工作原理进行一次讲解。项目主要工作原理：本项目采用UC3842作为控制核心固定工作频率脉冲宽度可控调制方式，通过对输出电压不断地采样，反馈输出变化，调整负载电阻R1、R2的比例来改变占空比使输出稳定，并具有过流限制、过压保护和欠压锁定功能。项目加入输入过压、输入过流、输出过流等保护电路，以保证系统稳定可靠地工作。（3）项目的评估。对于项目教学法来说，一个项目的评估是一个至关重要的步骤。本项目最后采用的是学生自评、小组互评和教师评估三种结合模式。在学生自评过程中，学生能进一步回顾整个项目设计实施过程，总结经验、加深知识和技能的掌握。在学生互评过程中，学生能通过对别人的项目设计实施过程了解，对比自己在整个过程的优缺点，取长补短。在教师评估过程中，能全面了解在该项目实施过程中存在的问题，并得以解决，为今后进一步学习打下基础。
三、教学总结
通过教学实践证明，项目教学法在《电源技术》教学中的应用效果显著。它大量减少了学生学习抽象的理论知识时间，把理论知识通过项目载体变得形象化，做到“学中做、做中学”，明显提高了学生的学习兴趣，培养了学生自学能力、独立思考能力和动手能力，也提高了课堂的教学质量和教学效率。但在此过程中仍然会发现一些问题：
1.根据学生的学习能力不同，项目进度会有所差异，尤其优等生和差生之间。针对这一情况，在此项目的基础上增加自主发挥部分，把项目要求进一步提高。