【正文】 BM 及氣隙寬度δ BM =JPPPSN LI100 , 40?? π S ???????? ?LPPJ ALN 100011000 2 5) 確定導(dǎo)線(xiàn)截面積 : 初級(jí)導(dǎo)線(xiàn)外徑用以下公式確定 D PEPM N/b? 計(jì)算電流密度 J=mPRMSDI 驗(yàn)證 J是否滿(mǎn)足 (4~10)A/mm178。 上述參數(shù)除了 Lp可以通過(guò)計(jì)算得出 ，其他均要進(jìn) 行迭代 ， 直到滿(mǎn)足磁通密度 BM=~， 磁芯氣隙寬度 δ＞ 初級(jí)繞組電流密度 J=(4~10)A/mm的條件為止 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 1)高頻變壓器骨架設(shè)計(jì) : 采用 EFD25鋅錳鐵氧體磁芯 ,其參數(shù) :磁芯有效截面積 SJ=178。此外，它還適合構(gòu)成后備式開(kāi)關(guān)電源，非隔離式開(kāi)關(guān)電源、恒流恒壓輸出開(kāi)關(guān)電源，供無(wú)線(xiàn)通信用的 DC/DC 電源變換器、恒功率調(diào)節(jié)器、功率因數(shù)補(bǔ)償器等。 6) 外圍電路簡(jiǎn)單，成本低廉。 4) 開(kāi) 關(guān)頻率典型值為 100KHz，占空比調(diào)節(jié)范圍是 %～ 67%。 3) 輸入交流電壓的范圍極寬。由于采用 CMOS 電路，使器件功耗顯著降低。芯片的 SOURCE 端被內(nèi)部連接于自帶金屬散熱片上， 既改善了散熱效果又降低了 EMI。 方案工作元件的 選擇 開(kāi)關(guān)器件： (TOP224Y)： 主要性能： TOP224Y 構(gòu)成的應(yīng)用電路具有較低的成本和元件數(shù)量，與線(xiàn)性電源相比具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用電路輸出功率為 5W 的電源電路。 TOPSwitchⅡ 系列芯片是 PowerIntegration 公司生產(chǎn)的開(kāi)關(guān)電源專(zhuān)用集成電路 ,他將脈寬調(diào)制電路與高壓 MOSFET 開(kāi)關(guān)管及驅(qū)動(dòng)電路等集成在一起 ,具備完善的保護(hù)功能。 90 年代以來(lái)，出現(xiàn)了 PWM/MOSFET 二合一的集成芯片。反 激電路適應(yīng)于小功率開(kāi)關(guān)電源 。 5 177。 10% 177。(b)湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 在 (a)的基礎(chǔ)上增加了穩(wěn)壓管 ,是 (a)的增強(qiáng)型 。 智能電表總體工作原理圖 ， 第四部 分，第三章給出了總體硬件原理圖和各部分工作原理和調(diào)試以及總的工作原理接線(xiàn)圖，第五部分，相關(guān)的單片機(jī)程序流程圖，致謝及附件 。還可以由電腦遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表，將大大提高抄表精確性和工作效率，有效避免人工抄表的誤差，并可遠(yuǎn)程分析電表數(shù)據(jù)，幫助供電企業(yè)掌握客戶(hù)用電信息，第 一時(shí)間獲取現(xiàn)場(chǎng)故障和異常情況，方便及時(shí)搶修，減少停電時(shí)間。所謂智能電網(wǎng)，就是電網(wǎng)的智能化，也被稱(chēng)為“電網(wǎng) ”。 隨著我國(guó)智能電網(wǎng)的進(jìn)一步建設(shè)，市場(chǎng)要求的不斷提高，新興的智能電表成為市場(chǎng)的重要需求品之一。最大限度提高能源使用效率。最后是進(jìn)行采集數(shù)據(jù)的分析，即依 根據(jù)設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行和管理。我國(guó)建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)的 智能電網(wǎng)將是一個(gè)漫長(zhǎng)、循序漸進(jìn)的過(guò)程。 智能電網(wǎng)是未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，即以發(fā)電、輸電、配電、儲(chǔ)能的電力系統(tǒng)為對(duì)象，通過(guò)數(shù)字信息技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從發(fā)電到用電過(guò)程中的所有環(huán)節(jié)形成信息的雙向交流，使得電力的生產(chǎn)、輸送和使用得到系統(tǒng)地優(yōu)化。 25V) provides six output voltages, the power, small size, light weight, fewer external ponents and low cost with high reliability and electromagic patibility can be used for singlephase threephase smart meters in. 關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)電源 PWM 控制 TOPSwitchⅡ 智能電表 Switching Power Supply PWM control TOPSwitchⅡ Smart meters 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 目錄 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) ............................................... 2 摘要 ................................................................ 5 第 1 章 引言 ....................................................... 7 開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展背景 ........................................... 7 論文設(shè)計(jì)目標(biāo)和意義 ........................................... 8 論文章節(jié)安排 ................................................. 8 第 2 章 方案論證與設(shè)計(jì) .............................................. 9 方案的論證 ................................................... 9 方案工作元件的選擇 ......................................... 11 開(kāi)關(guān)器件： (TOP224Y)： ................................. 11 其它元件的選用： ...................................... 14 方案的總體設(shè)計(jì) .............................................. 14 高頻變壓器的設(shè)計(jì) ............................................ 16 第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì)與原理分析 ..................................... 20 開(kāi)關(guān) 電源的原理與應(yīng)用 ....................................... 20 原理圖 ..................................................... 21 整流濾波電路 .......................................... 22 箝位保護(hù)電路： ........................................ 23 反饋電路 .............................................. 24 輸出整流濾波電路的確定 ................................ 24 軟啟動(dòng)電路 .......................................... 25 電磁兼容性設(shè)計(jì)： ...................................... 26 PCB 圖 ..................................................... 28 第 4 章 電路的調(diào)試 .................................................. 29 輸入?yún)?shù)： ................................................. 29 輸出參數(shù)： .................................................. 29 效率： ..................................................... 29 電壓調(diào)整 率和負(fù)載調(diào)整率 ...................................... 30 第五章 智能電表的基本工作過(guò)程 ...................................... 31 智能電表的工作原理和特點(diǎn) ................................... 31 智能電表帶給用戶(hù)的好處 ...................................... 32 總 結(jié) .............................................................. 34 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 參考文獻(xiàn) ........................................................... 35 致 謝 .............................................................. 36 附件 ............................................................... 37 第 1 章 引言 隨著智能電網(wǎng)的提出我國(guó)的國(guó)家電網(wǎng)也朝著智能化不斷邁進(jìn)，面對(duì)當(dāng)今世界的能源危機(jī)社會(huì)用電量迅速增長(zhǎng)用戶(hù)對(duì)電能的質(zhì)量要求也不斷提高。 25V）提供六路輸出電壓，該電源體積小、重量輕、外圍元件少，成本低有較高的可靠性和電磁兼容性可用于單相三相智能電表中。 曲線(xiàn)圖表要求：所有曲線(xiàn)、圖表、線(xiàn)路圖、程序框圖、示 意圖等不準(zhǔn)用徒手畫(huà)，必須按國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)或工程要求繪制。 答辯小組質(zhì)詢(xún)課題的關(guān)鍵問(wèn)題，質(zhì)詢(xún)與課題密切相關(guān)的基本理論、知識(shí)、設(shè)計(jì)與計(jì)算方法、實(shí)驗(yàn)方法、測(cè)試方法，鑒別學(xué)生獨(dú)立工作能力、創(chuàng)新能力。 四、設(shè)計(jì)參考書(shū)： 《開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的原理及應(yīng)用》、《電源電路的分析與設(shè)計(jì)》、《檢測(cè)技術(shù)》、《電子元件手冊(cè)》、《 protel電路板設(shè)計(jì)方法》等。當(dāng)輸入母線(xiàn)電壓驟降 (如發(fā)生三相短路或操作分閘 )在電源停止輸出之前產(chǎn)生下降沿時(shí) ,通知電表芯片及時(shí)存儲(chǔ)有用的數(shù)據(jù)。 B) 采用 TOP224Y 設(shè)計(jì)的具有六路輸出的單端反激式電源。 G) 對(duì)于智能電表電源 ,由于其輸出功率較高、輸出路數(shù)多、線(xiàn)性穩(wěn)壓電源的效率低、適應(yīng)電網(wǎng)電壓范圍窄 ,穩(wěn)壓性能差、笨重等智能電表趨向于采用技術(shù)成熟的開(kāi)關(guān)電源。 15V 供運(yùn)算放大器芯片。 45V),在智能電表的所有功能模塊中 ,從 MCU 處理器、 A/D 采樣芯片 ,到不同偏壓的數(shù)字電路、周湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 邊設(shè)備以及輸入 /輸出電路 ,都各有特定的電源電壓要求。其次 TOPSwitch— II 芯片集成度高 ,設(shè)計(jì)工作主要針對(duì)外圍電路進(jìn)行?，F(xiàn)有的電表專(zhuān)用模塊中普遍存在輸出路數(shù)較少、隔離性較差等缺陷。其外圍元件少、開(kāi)發(fā)周期短、成本低、系統(tǒng)可靠性高 ,是目前設(shè)計(jì) 250W 以下的高效率、多功能單端反激式開(kāi)關(guān)電源的最佳選擇。美國(guó) POWER INTEGRATION公司的第二代開(kāi)關(guān)電源芯片 —— TOPSwitch— Ⅱ系列芯片 ,與第一代產(chǎn)品相比 ,不僅性能上進(jìn)一步改進(jìn) ,而且輸 出功率明顯提高。采用電子計(jì)量原理的三相智能電表具有高精度、多參數(shù)測(cè)量、諧波功率電能計(jì)量等優(yōu)勢(shì)。采用功率容量較大的 TOP224 不僅可以提高電源的效率和電源模塊的過(guò)載能力 ,更有利于提高電源模塊的可靠性。 25V～ 220V177。 C) 177。 F) 電表電源還需要一定的電磁兼容性能 ,例如抗浪涌干擾以及抗射頻電磁場(chǎng)輻射等。電源進(jìn)線(xiàn)端可直接接電表的電壓測(cè)量端獲取電能 ,輸入電壓范 圍每相 85V～ 265V(AC)或 80V～ 375V(DC)。 D) 具有斷電提示 POWERGOOD 信號(hào)。 F) 具有良好的抗干擾特性。 學(xué)生答辯時(shí)對(duì)自述部分應(yīng)寫(xiě)出書(shū)面提綱，內(nèi)容包括課題的任 務(wù)、目的和意義，所采用的原始資料或參考文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)基本內(nèi)容和主要方法、成果結(jié)論和評(píng)價(jià)。 圖紙要求：按工程制圖標(biāo)準(zhǔn)制圖，圖面整潔，布局合理，線(xiàn)條粗細(xì)均勻，圓弧連接光滑，尺寸標(biāo)注規(guī)范，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)。 25— 380177。 25380 177。單片開(kāi)關(guān)電源集成電路具有高集成度、高性?xún)r(jià)比、最簡(jiǎn)外圍電路、最佳性能指標(biāo)、能構(gòu)成高效率無(wú)工頻 變壓器的隔離式開(kāi)關(guān)電源等優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字化的變電站乃至數(shù)字化電網(wǎng)逐步建立，成為未來(lái)智能電網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)。其次是對(duì)傳輸數(shù)據(jù)的整合