【正文】 BM 及氣隙寬度δ BM =JPPPSN LI100 , 40?? π S ???????? ?LPPJ ALN 100011000 2 5) 確定導線截面積 : 初級導線外徑用以下公式確定 D PEPM N/b? 計算電流密度 J=mPRMSDI 驗證 J是否滿足 (4~10)A/mm178。 上述參數(shù)除了 Lp可以通過計算得出 ，其他均要進 行迭代 ， 直到滿足磁通密度 BM=~， 磁芯氣隙寬度 δ＞ 初級繞組電流密度 J=(4~10)A/mm的條件為止 湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 17 1)高頻變壓器骨架設計 : 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，它還適合構成后備式開關電源，非隔離式開關電源、恒流恒壓輸出開關電源，供無線通信用的 DC/DC 電源變換器、恒功率調節(jié)器、功率因數(shù)補償器等。 6) 外圍電路簡單，成本低廉。 4) 開 關頻率典型值為 100KHz，占空比調節(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 開關器件： (TOP224Y)： 主要性能： TOP224Y 構成的應用電路具有較低的成本和元件數(shù)量，與線性電源相比具有價格競爭優(yōu)勢的應用電路輸出功率為 5W 的電源電路。 TOPSwitchⅡ 系列芯片是 PowerIntegration 公司生產的開關電源專用集成電路 ,他將脈寬調制電路與高壓 MOSFET 開關管及驅動電路等集成在一起 ,具備完善的保護功能。 90 年代以來，出現(xiàn)了 PWM/MOSFET 二合一的集成芯片。反 激電路適應于小功率開關電源 。 5 177。 10% 177。(b)湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 11 在 (a)的基礎上增加了穩(wěn)壓管 ,是 (a)的增強型 。 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試以及總的工作原理接線圖，第五部分，相關的單片機程序流程圖，致謝及附件 。還可以由電腦遠程自動抄表，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，并可遠程分析電表數(shù)據(jù)，幫助供電企業(yè)掌握客戶用電信息，第 一時間獲取現(xiàn)場故障和異常情況，方便及時搶修，減少停電時間。所謂智能電網(wǎng)，就是電網(wǎng)的智能化，也被稱為“電網(wǎng) ”。 隨著我國智能電網(wǎng)的進一步建設，市場要求的不斷提高，新興的智能電表成為市場的重要需求品之一。最大限度提高能源使用效率。最后是進行采集數(shù)據(jù)的分析，即依 根據(jù)設備采集到的數(shù)據(jù)進行相關分析，優(yōu)化系統(tǒng)運行和管理。我國建設堅強的 智能電網(wǎng)將是一個漫長、循序漸進的過程。 智能電網(wǎng)是未來電網(wǎng)的發(fā)展趨勢，即以發(fā)電、輸電、配電、儲能的電力系統(tǒng)為對象，通過數(shù)字信息技術和自動控制技術，實現(xiàn)從發(fā)電到用電過程中的所有環(huán)節(jié)形成信息的雙向交流，使得電力的生產、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. 關鍵詞：開關電源 PWM 控制 TOPSwitchⅡ 智能電表 Switching Power Supply PWM control TOPSwitchⅡ Smart meters 湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 6 目錄 2021 屆畢業(yè)設計任務書 ............................................... 2 摘要 ................................................................ 5 第 1 章 引言 ....................................................... 7 開關電源的發(fā)展背景 ........................................... 7 論文設計目標和意義 ........................................... 8 論文章節(jié)安排 ................................................. 8 第 2 章 方案論證與設計 .............................................. 9 方案的論證 ................................................... 9 方案工作元件的選擇 ......................................... 11 開關器件： (TOP224Y)： ................................. 11 其它元件的選用： ...................................... 14 方案的總體設計 .............................................. 14 高頻變壓器的設計 ............................................ 16 第 3 章 硬件電路設計與原理分析 ..................................... 20 開關 電源的原理與應用 ....................................... 20 原理圖 ..................................................... 21 整流濾波電路 .......................................... 22 箝位保護電路： ........................................ 23 反饋電路 .............................................. 24 輸出整流濾波電路的確定 ................................ 24 軟啟動電路 .......................................... 25 電磁兼容性設計： ...................................... 26 PCB 圖 ..................................................... 28 第 4 章 電路的調試 .................................................. 29 輸入?yún)?shù)： ................................................. 29 輸出參數(shù)： .................................................. 29 效率： ..................................................... 29 電壓調整 率和負載調整率 ...................................... 30 第五章 智能電表的基本工作過程 ...................................... 31 智能電表的工作原理和特點 ................................... 31 智能電表帶給用戶的好處 ...................................... 32 總 結 .............................................................. 34 湖南鐵道職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 7 參考文獻 ........................................................... 35 致 謝 .............................................................. 36 附件 ............................................................... 37 第 1 章 引言 隨著智能電網(wǎng)的提出我國的國家電網(wǎng)也朝著智能化不斷邁進，面對當今世界的能源危機社會用電量迅速增長用戶對電能的質量要求也不斷提高。 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。 曲線圖表要求：所有曲線、圖表、線路圖、程序框圖、示 意圖等不準用徒手畫，必須按國家規(guī)定的標準或工程要求繪制。 答辯小組質詢課題的關鍵問題，質詢與課題密切相關的基本理論、知識、設計與計算方法、實驗方法、測試方法，鑒別學生獨立工作能力、創(chuàng)新能力。 四、設計參考書： 《開關穩(wěn)壓電源的原理及應用》、《電源電路的分析與設計》、《檢測技術》、《電子元件手冊》、《 protel電路板設計方法》等。當輸入母線電壓驟降 (如發(fā)生三相短路或操作分閘 )在電源停止輸出之前產生下降沿時 ,通知電表芯片及時存儲有用的數(shù)據(jù)。 B) 采用 TOP224Y 設計的具有六路輸出的單端反激式電源。 G) 對于智能電表電源 ,由于其輸出功率較高、輸出路數(shù)多、線性穩(wěn)壓電源的效率低、適應電網(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成熟的開關電源。 15V 供運算放大器芯片。 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)技術學院畢業(yè)設計說明書 3 邊設備以及輸入 /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 ,設計工作主要針對外圍電路進行?，F(xiàn)有的電表專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、開發(fā)周期短、成本低、系統(tǒng)可靠性高 ,是目前設計 250W 以下的高效率、多功能單端反激式開關電源的最佳選擇。美國 POWER INTEGRATION公司的第二代開關電源芯片 —— TOPSwitch— Ⅱ系列芯片 ,與第一代產品相比 ,不僅性能上進一步改進 ,而且輸 出功率明顯提高。采用電子計量原理的三相智能電表具有高精度、多參數(shù)測量、諧波功率電能計量等優(yōu)勢。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輻射等。電源進線端可直接接電表的電壓測量端獲取電能 ,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。 F) 具有良好的抗干擾特性。 學生答辯時對自述部分應寫出書面提綱，內容包括課題的任 務、目的和意義，所采用的原始資料或參考文獻、設計基本內容和主要方法、成果結論和評價。 圖紙要求：按工程制圖標準制圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細均勻，圓弧連接光滑，尺寸標注規(guī)范，文字注釋必須使用工程字書寫。 25— 380177。 25380 177。單片開關電源集成電路具有高集成度、高性價比、最簡外圍電路、最佳性能指標、能構成高效率無工頻 變壓器的隔離式開關電源等優(yōu)點。數(shù)字化的變電站乃至數(shù)字化電網(wǎng)逐步建立，成為未來智能電網(wǎng)的技術基礎。其次是對傳輸數(shù)據(jù)的整合