[关键词摘要] ZigBee 智能开关 智能家居 单火线取电 单火线供电 无线遥控开关 触摸开关 单火线解决方案 单火线电源模块 PI-3V3-B4
一、智能开关简介
智能开关，通常指微功耗单火线遥控开关或触摸开关，是一种新型的电子式墙壁开关系列产品。它采用单火线取电技术，接线方式简单与普通墙壁开关完全相同，可与普通墙壁开关兼容、互换（真正实现免布线）；
具有多种电子功能(开关、调光、定时、群控、场景等)，多种操控方式(触摸式、声光控、无线遥控、人体感应等)，可以满足多种场合、人群的不同需要。
它负载兼容性强，可以开关控制包括节能灯在内的各种电工或照明电路负载；可以满足白炽灯泡、节能灯、荧光灯、卤素灯、LED灯、吊扇（或电扇、排气扇）等的开关、定时控制工作。它采用微功耗工作方式，开关流畅、谐波极小，符合节能环保的理念。
智能开关控制对象是照明、家电、门窗、防盗等全套电器，控制任务可以任意设置和改变，可以实现全开、全关、定时程控、场景设置等复杂操作功能，为人们提供了方便、舒适、时尚、节能的生活方式。
智能开关一般由中央控制系统、信息传感器、终端执行器（开关驱动装置），并采用信息总线、网络、有线载波、无线电等方式通信相连接而进行工作。
现在主流的控制方式是远程无线控制, 比如RF射频技术(315MHZ, 433MHZ对码开关)、IR红外技术、WIFI技术、蓝牙技术和ZigBee技术等，ZWAVE智能开关(868MHZ)，以及ZIGBEE智能开关(2.4G)等, 由于ZigBee技术具有通讯距离长、穿墙能力较强、发
射功耗较低的特点，比较适合智能家居应用场合，成为智能开关的主流控制方式。
智能开关的技术难点: 由于单火线开关取任意一点电都是要流过灯具的（如下图），所以当开关的耗电量大于约为220V/50uA左右的时候，当电量达到灯具内部电容充电需求的时候，形成瞬间电流，一个小功率W数灯，比如2W的LED，就势必出现闪烁。因为2W的灯，它点亮的电流很小。这就是俗称的“鬼火”，也就是灯具在关闭状态下的闪烁现象。
假设连接的灯具是功率较小的节能灯或LED灯具。这类灯具的驱动电路初级通常带有一个大电容（如上图中C），用于将交流电转为平滑的直流电。关灯时，如果开关漏过微小电流，就会给这个电容充电。电容电压逐渐升高，一旦达到后续电路启动的电压，就会瞬间将储存的能量释放到后续电路，灯具就会闪一下，然后电容重新充电，准备下一次闪灯。灯具功率越小，点亮后续电路需要的能量越少，灯闪的就越明显，越频繁。因此，普通的单火开关通常要求灯具功率必须够大闪烁才不明显不会察觉（如：市场上有某些单火线智能开关要求最小负载功率20W以上）,PI-3V3-B4等单火线电源模块重点优化解决了这方面的问题，参考最小负载3W 节能灯不闪烁，后文会加以详细描述。
对于需要远程控制的无线遥控智能开关，势必需要更多的电量（因为通讯模块需要较大的电流），又要平衡“鬼火”问题，所以这个就是单火线取电的难点。开关工作时需要的瞬间电流至少要2mA （315MHz)或 30mA(ZigBee). 所以对于电流需求偏大的
ZigBee开关产品，单火线取电就更为困难。
二、小型化低功耗模块电源在ZIGBEE智能开关中的应用
微功耗小功率电源主要应用于智能家居的执行单元（如智能开关,智能插座）或小型的控制器中。
针对智能家居行业特点，东莞迅迪电子有限公司推出了一系列适合于ZIGBEE智能开关等智能家居产品使用的小型化模块电源（如PI-3V3-B4等）。
该系列产品为SIP４脚插针结构的超小型DC/DC电源，其尺寸为L18*W9.5*H15.5m，体积很小。其特点是：由于采用了先进的电路结构，非常适合运用在ZigBee智能开关等智能家居产品中大量广泛应用，目前已经成功应用于多个智能家居产品中，如智能插座(零火线)、智能开关(单火线)等。
东莞市迅迪电子公司研发推出的PI系列超小型一体化智能家居电源模块,其输入电压范围非常宽(13V-380V) 、输出电流较大(高达200mA)、输出电压可选(3.3V,5V等),灯具负载范围宽(可控硅版本3W-500W；继电器版本3W-3000W)，灯具负载类型广(如节能灯、LED灯、荧光灯、卤素灯、日光灯、白炽灯等）、功耗低发热较小。可以为控制电路
(如专用控制IC，MCU，红外接收头,RF遥控模块，继电器或者可控硅等)提供稳定的工作电源，详细产品参数可以参考厂家官方网站上的规格书。
产品特点：
● 超宽输入电压：13-380VDC；
● 输出保护功能：短路和过流保护；
● 高效率：电源最大效率>65%，发热低；
● 大电流：输出最大电流200mA;
●超低功耗：典型待机功耗小于5mW(带载100uA时)，降低智能开关的“鬼火”现象；
● 内部集成LDO电路：稳定输出5Ｖ电压(或3.3V)，无需外部另加稳压IC电路；
● 超小体积：L18*W9.5*H15.5m，方便安装于标准外壳内；
●质量稳定可靠：设计寿命10年，所有内部元件采用原装品牌器件，故障率低，
符合智能开关长期稳定工作的要求。
[附]参考应用电路原理图
单火线开关应用电路原理图(以下为单火线供电电源部分仅供学习参考, 正式生产用完整三路开关电路原理图可联系单火线模块生产厂家提供)。
元件选择：
R1限流电阻,具体需根据输入电压范围与输出电流而定；
C3滤波电容,建议使用0.47uF~100uF电解电容,具体需根据输入电压与输出电流确定；
C4选用47uF/25V电解电容；
C1输出滤波电容，建议使用47uF~220uF。
注：如果对静态电流要求相对比较严的情况下，建议电解电容尽量选用漏电流比较小的电容。
综上所述，一体化单火线电源模块为众多的智能家居企业开发智能开关提供理想、便利的单火线电源解决方案（单火线取电模块或单火线供电模块，适用于ZigBee触摸开关等产品）。
智能高频开关电源模块 22005F/11010F 用 户 手 册
目录 第一章概述 (2) 第二章充电模块介绍 (3) 2.1 结构及接口 (3) 2.1.1模块外观 (3) 2.1.2前面板 (3) 2.1.3后面板 (5) 2.2充电模块工作原理 (6) 2.3充电模块主要功能 (6) 2.3.1保护功能 (6) 2.3.2 其它功能 (7) 2.4充电模块性能参数 (8) 2.4.1环境要求 (8) 2.4.2输入特性 (9) 2.4.3输出特性 (9) 2.4.4其他特性 (9) 2.5充电模块安装尺寸 (10) 2.6包装维护 (11) 2.6.1运输包装 (11) 2.6.2维护 (11) 2.7使用注意事项及处理 (11) 2.7.1模块均流 (11) 2.7.2输出电压设定 (12) 2.7.3分组号设定 (12) 2.7.4地址设定 (12) 2.7.5模块告警现象及处理 (12) 注意事项 (13)
第一章概述 公司专业生产高频开关模块和其它专业电源模块以及电力操作电源监控系统，向各合作厂家及终端用户提供其中的电源组件。电力操作电源系统是应用电力机房内的电源设备，电力操作电源又称电力工程交、直流电源，简称交、直流屏（柜）。主要用于各级变电所（站）及火力、水力发电厂，作为控制负荷和动力负荷以及直流事故照明负荷的电源，是电力系统控制、保护的基础。在轨道交通领域主要应用于为供电系统的断路器分合闸及二次回路中的仪器、仪表、继电保护和事故照明提供不间断直流电源。 智能高频开关直流电源系统由交流输入配电部分、充电模块整流部份、降压部份、直流输出馈电部份、监控部份以及绝缘监测部份组成。 电力操作电源充电模块作为电力系统必不可少的重要组成部份，其设计目标是安全、可靠、高效、稳定、不间断地向电力设备提供能源；除此之外，现代电力操作电源还必须具备智能集散监控，无人值守和电池自动管理等功能，从而满足电力系统现代化管理的需求。 电力操作电源充电模块不仅能很好的满足市场的需求，还能从客户实际应用角度出发，为客户提供真正经济、可靠、便利的系统解决方案。其主要特点集中体现在： ●高功率密度化，有利于节约系统空间，提高系统容量。 ●高效率，利用智能风冷方式，能很好地处理模块器件温升，提高可靠性。 ●具有输出电压和电流平滑调节的功能。 ●模块内部集成防倒灌二极管，可实现热插拔，方便系统调整及维护。 ●软件均流，无需硬件设置，能支持多达60个模块可靠自主均流运行。 ●充电模块智能控制，提供数据通讯接口。 ●分散多级监控系统，实现监控系统的简单可靠。
高频开关电源的特点及在电力系统的应用 摘要：高频开关电源具有体积小重量轻、安全可靠、自动化程度及综合效率高、噪音低等特点，目前，电力系统已逐步采用这种电源系统。高频开关整流器与原始直流设备的性能比较。 关键词：高频开关电源；特点；性能比较；应用 一、前言 在电力系统中，直流电源作为继电保护、自动装置、控制操作回路、灯光音响信号及事故照明等电源之用，是发电厂和变电站比较重要的设备。因直流电源故障而引发的事故时有发生，所以，对直流电源的可靠性、稳定性具有很高要求。传统的直流电源多数采用可控硅整流型。近几年来，许多直流电源厂家推出智能化的高频开关电源，这种电源系统具有许多优点：安全、可靠、自动化程度高、具有更小的体积和重量、综合效率高以及噪音低等，适应电网发展的需要，值得推广使用。 目前，我国电力系统采用的直流电源也正由传统的相控电源逐步向模块化的高频开关电源转变。高频开关电源整流器的工作原理：交流电源接入整流模块，经滤波及三相全波整流器后变成直流，再接入高频逆变回路，将直流转换为高频交流，最后经高频变压器、整流桥、滤波器后输出平稳直流。这种高频开关电源主要由高频开关充电模块、集中监控器和蓄电池组等组成，其中充电模块和集中监控器具有内置微处理器，智能化程度高。高频开关电源系统正常
运行时，充电机的输出与蓄电池组并联运行，给经常性负荷供电。 二、高频开关电源的原理和特性 （一）高频电源系统方框图 高频开关整流器一般是先将交流电直接经二极管整流、滤波成直流电，再经过开关电源变换成高频交流电，通过高频变压器变压隔离后，由快速恢复二极管高频整流、电感电容滤波后输出。 （二）采用高频化有较高技术经济指标 理论分析和实践经验表明，电器产品的体积重量与其供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50hz提高到20khz时，用电设备的体积重量大体上降至工频设计的（5～10）％。这正是开关电源实现变频带来明显效益的基本原因。逆变或整流焊机、通讯电源用浮充电源的开关式整流器，都是基于这一原理。 那么，以同样的原理对传统的电镀、电解、电加工、浮充、电力合闸等各种直流电源加以类似的改造，使之更新换代为“开关变换类电源”，其主要材料可以节约90％或更高，还可节电30％或更多。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高，促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化，既可带来显著节能、节材的经济效益，更可体现技术含量的价值。 （三）设计模块化——自由组合扩容互为备用提高安全系数 模块化有两方面的含义，其一是指功率器件的模块化，其二是指电源单元的模块化。实际上，由于频率的不断提高，致使引线寄生
解决方案ABB i-bus? EIB 2005 文章由https://www.doczj.com/doc/1f55151.html,网提供 智能安装控制系统
ABB i-bus智能控制系统 目录 一、i-bus智能控制系统介绍 二、会展中心i-bus方案 三、广场i-bus方案 四、步行街i-bus方案 五、体育馆i-bus方案 六、商场i-bus方案 七、地下车库i-bus方案 八、机场i-bus方案 九、办公楼i-bus方案 十、酒店i-bus方案 十一、医院i-bus方案
ABB i-bus智能控制系统i-bus智能控制系统 ABB i-bus EIB智能控制系统广泛用于电气设备的控制，其主要功能为灯光控制、电动窗帘控制、安全防范、AV设备、空调、地加热及风机盘管控制。 i-bus系统主要由智能面板开关和执行模块两部分组成，智能面板开关一般安装在现场如公共通道、会议室、宴会厅、领导办公室或报告厅等处，您可以使用智能面板控制灯光开关、调光、电动窗帘、空调等，执行模块则安装在标准的照明控制箱中，负责执行面板开关发出的命令，对灯光、窗帘等进行控制。 所有智能面板及执行模块由一根i-bus总线连接起来，总线电缆采用符合EIB标准的4芯屏蔽双绞线。 i-bus系统所有产品均为 ABB德国制造。 ABB开发、生产i-bus系统已有20年的历史，产品种类全，技术成熟，已被广泛应用在各种公共建筑中。 i-bus系统符合国际公认的EIB标准即欧洲安装总线标准。
i-bus系统原理说明：
会展中心i-bus方案 控制区域： 展览区、公共通道、演讲厅、会议厅、报告厅、宴会厅、地下车库、外立面及园林照明。 实现功能: 1、光线感应控制灯光开关。 2、移动感应控制灯光开关。 3、定时控制灯光开关。 4、中控电脑集中监视和控制灯光开关。 5、与消防系统联动。 6、智能面板现场控制灯光、窗帘、风机/盘管。 7、会议室场景控制，AV设备控制。 8、可对灯光进行单独开关、分组开关、总开总关控制。 展区可对灯光及遮阳窗进行控制，可通过中控电脑的图形界 面进行集中监视和控制，同时在展区现场安装有红外接口， 可通过手持红外遥控器在现场对展区的灯光及窗帘进行控 制。 公共通道的照明在展会期间采用中控电脑集中控制，无展会 期间采用移动感应控制。
嵌入式 通信设备用高频开关电源 产品说明书 （PS4860系列） 深圳市中兴通电力技术有限公司
一、系统介绍 1.系统概述 PS4860（48V/60A）是我公司为通讯设备设计制造的嵌入式、智能化、多功能整流电源。它主要由整流器模块、控制单元和配电单元组成，设备机柜外形图见附图。整流器模块型号为PS4820（48V/20A），最多可放置3只。 本电源系统采用标准19英寸宽度，可与目前通信行业标准机架自由组合。本电源也可选用我公司PS4810（48V/10A）、PS4815（48V/15A）模块或PS2410（24V/10A）、PS2415（24V/15A）、PS2420（24V/20A）、模块。 2．原理简介 接入单相三线制交流电，经过交流空气开关将交流电分配给整流模块，整流模块采用高频PWM技术将单相交流电变换为隔离的直流电。该直流电经直流配电单元分配给蓄电池组充电用和供负载用。控制单元控制整个系统，实现故障告警、参数显示、键盘操作、电池管理、远程通信等功能。 3．产品特点 3.1 嵌入式 产品集成了交/直流配电、整流模块和控制单元，体积小。采用标准19英寸宽度，可嵌入通信行业设备机架。 3.2 模块化 高频整流模块冗余备份运行，均流度高，通过长时间短路试验和高温老化，可工作于有微机监控器和无微机监控器两种模式，采用成熟的技术和工艺，可靠性高。 3.3 智能化 微机监控器自动采集交流、直流、电池和整流模块的参数和工作状态，通过RS232口、RS485口或MODEM与周边设备或远程监控中心联机组网，实现远程监控，采用中国电信总局《通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统前端智能设备通讯协议》，通用性强。 1
智能开关电源的应用意义 整体设计和分析的框图 通过EMI滤波器和整流滤波后的220V交流电压300V左右的直流电压被施加到半桥开关。的双列由脉冲宽度调制电路产生的脉冲信号来驱动功率MOS管，通过耦合和电源变压器的隔离效果的准方波电压的二次，和之后的反馈控制，以获得一个稳定的直流输出电压经整流滤波。 随着电力电子技术的发展和应用，优良的电能转换已经成为现实，智能开关电源技术已成为不可缺少的基本设备，在许多方面。在21世纪数字信息技术，智能开关电源也增强。从基本电压/电流稳定度，纹波系数，功率，尺寸，效率高，响应时间，重量，体积，散热，维护，安装和生活，在人们的努力，以寻求最好的智能交换式电源供应器的设计理论和技术。 智能开关电源的设计要求和技术规范 设计参数： 一个智能开关电源的设计和生产。 输出直流电压。 最大输出电流。 具有断电保护功能。 故障显示
智能开关电源设计要求： 分析设计要求，明确的绩效指标。我们必须仔细分析题目要求，性能指标及应用环境，广开思路，总体方案的各种想法，画出框图。 确定一个合理的整体方案。比较各种方案，全面的先进性的电路，结构的复杂性，成本和生产难度水平的比较，并考虑源的设备，并最终确定了可能的选项。 每个单元电路的设计。分裂的总体方案，分解成若干子系统或单元电路的设计。 组合系统。一定格式的图纸，通常信号流，使用左到右的法律的合理分布，将每个电路，并标明必要的说明。 智能开关电源设计理论 研究和生产中的应用研究和生产，实验，实验中经常使用的电压为5?15V，电流在5?40A 的力量。在一般的实验电源的最大电流只有5A 10A。专门开发的4V?16V连续可调的电压，最大输出电流为40A开关电源。这是一个半桥式电路，开关装置的功率MOS开关频率50KHZ的选择，重量轻，体积小，成本低。
GZMCW 高频开关直流电源屏 使用操作手册 湖南科明电源有限公司
(一) 概述 GZMC(W)系列直流电源柜可用于发电厂、变电所、通讯部门，工矿企业作不间断直流控制，保护电源，继电保护和电磁操作机构分合闸电源等各类低压设备用电，也可用于一般工厂、企业变配电室，发电站作直流分合闸电源，应急灯光照明等，并可按用户要求配备双路交流电源进线，另一路可自动切换投入，以提高供电的可靠性。 (二) 功能及特点 本装置由电源整流充电系统，配电馈线系统，电池系统及附加保护装置等单元组成。整流充电单元系智能高频开关整流成套装置，控制系统采用美国MOTOROLA公司的MC68HCO5系列单片机作为主控制模块，大量运用了微带原理及线性快速反馈系统。通过CPU双重控制电路的控制、检测、采样、退出等实现CPU死机保护，控制模块具有自诊断功能，使控制模块因自身原因造成系统异常时能自动(或手动)进入系统紧急状态（转入较安全的浮充状态），还能实现对电力模块的运行状态进行实时监控及故障反馈，使其本身具备了较高可靠性。 电力模块采用先进的尖峰抑制器件及EMI滤波电路，由全桥整流电路，将三相交流电整流为直流，再由DC/DC高频变换电路（300KHZ）把所得的直流电逆变成稳定可控的直流输出。电流保护采用双臂式全向保护电路，避免了开关电路本身所存在的偏磁，逆变桥臂直通等影响。保证模块瞬态过程（负载突变、短路、参数浮移等）中工作的稳定性，控制电路采用了双电压环（输出电压、电感电压）及峰值电流环三环反馈系统，具有很高的功态响应速度和系统稳定性，同时对于均流控制采用双重均流控制，使模块自适应PWM均流控制均流（通过控制器），电力模块既可受控于控制模块输出设定值，又可独立工作在设定的自控状态。电力模块本身既可单机自控工作完成各种基本功能，又可并联组合工作在控制模块控制状态，完成组合输出，实现集中监控，确保智能高频开关整流装置系统运行的双重保险。
智能家居照明控制无线开关系统设计与实现 1 系统设计方案 随着电子技术的不断发展，无线技术在智能化中扮演着越来越重要的角色。本设计是一种能实现远距离照明控制的无线遥控开关系统，由发射系统和接收系统两部分组成。系统使用无线收发模块构成射频发射和接收电路，发射部分主要由按键编址电路、编码电路和发射模块组成；接收部分主要由接收模块、单片机控制电路和负载电路组成。 发射系统采用1 节12 V 干电池供电，接收系统采用3 节1.5 V 干电池供电，单片机采用5 V 直流电源供电，电源系统节能、简便。 2 系统实现 2.1 元件选取及系统框考虑到系统的兼容性、实用性、低成本和节能性，选用AT89S52 单片机，用PT2262/2272 无线收发模块实现315 MHz 的无线通信。AT89S52 单片机是ATMEL 公司生产的一种非易失性存储技术制造的低功耗、高密度CMOS8 位单片机，片内含8 KB ISP （In -system programmable）的可反复擦写1 000 次的Flash 只读程序存储器，兼容标准MCS-51 指令系统及80C51 引脚结构，可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 PT2262/PT2272 是台湾普城公司生产的一种CMOS 工艺制造的低功耗、低价位通用编解码电路；PT2262/PT2272最多可有12 bit（A0-A11）三态地址端管脚（悬空，接高电平，接低电平），12 bit（A0-A11）三态地址端管脚任意组合可提供531 441 地址码，PT2262 最多可有6 bit （D0-D5）数据端管脚，设定的地址码和数据码从17 脚串行输出［2］。 电路的系统框
电力电子技术课程设计报告 题目高频开关稳压电源 专业电气工程及其自动化 班级 学号 学生姓名 指导教师 2016年春季学期 起止时间：2016年6月25日至2016年6月27日
设计任务书11 高频开关稳压电源设计√ 一、设计任务 根据电源参数要求设计一个高频直流开关稳压电源。 二、设计条件与指标 1.电源：电压额定值220±10%，频率：50Hz； 2. 输出:稳压电源功率Po=1000W,电压Uo=50V； 开关频率:100KHz 3.电源输出保持时间td=10ms(电压从280V下降到250V)； 三、设计要求 1.分析题目要求，提出2~3种电路结构，比较并确定主电路 结构和控制方案； 2.设计主电路原理图、触发电路的原理框图，并设置必要的 保护电路； 3.参数计算，选择主电路及保护电路元件参数； 4.利用PSPICE、PSIM或MATLAB等进行电路仿真优化； 5.撰写课程设计报告。 四、参考文献 1.王兆安，《电力电子技术》，机械工业出版社； 2.林渭勋等，《电力电子设备设计和应用手册》； 3.张占松、蔡宣三，《开关电源的原理与设计》，电子工业 出版社。
目录 一、总体设计 0 1．主电路的选型（方案设计） 0 2.控制电路设计 (3) 3.总体实现框架 (3) 二、主要参数及电路设计 (4) 1.主电路参数设计 (4) 2.控制电路参数设计 (6) 3.保护电路的设计以及参数整定 (7) 4.过压和欠压保护 (7) 三、仿真验证（设计测试方案、存在的问题及解决方法） (8) 1、主电路测试 (8) 2、驱动电路测试 (9) 3、保护电路测试 (9) 四、小结 (10) 参考文献 (10)
关于本说明书： 本说明书适用于DUM227—48／50 Ⅰ型智能开关电源系统、DUM227—48／50Ⅱ型智能开关电源系统、DUM227—48／50Ⅲ型智能开关电源系统。 本书主要详细地介绍了DUM227—48／50 Ⅰ型智能开关电源系统、DUM227—48／50Ⅱ型智能开关电源系统和DUM227—48／50Ⅲ型智能开关电源系统(以下简称DUM227—48／50系列智能开关电源系统)的系统特点、组成原理、安装、调试、操作及维护等。 安装前，敬请认真阅读此说明书。 请妥善保管，以备查阅，尚遇疑难请与北京动力源科技股份有限公司或办事处联系。 安全符号、术语： 警告：提示可能造成人身伤害的危险。 警告：提示可能造成设备故障或损坏的危险。 高压：提示设备上有300V 以上的电压，请注意人身安全。 保修事项： 请在开通时填写保修卡，并将保修卡副卡(B 联)寄北京动力源科技股份有限公司，以便实施免费保修。 北京动力源科技股份有限公司承诺：承担合同或协议规定的保修期内在正常操作使用条件下设备故障的免费保修。 在保修期内，对故障设备进行维修或更换由北京动力源科技股份有限公司决定。 因不可抗拒的自然力、操作不当、未经许可拆卸等原因造成的故障损坏，不在保修之列。 因技术更新引起的产品功能、性能的变更，不包含在本手册内。 有关特殊订货系统，请参照此说明书。 公司地址：北京市海淀区学院南路68号汇智楼 生产基地；北京市丰台区科技园星火路8号 邮 编；10007l 电 话：(010)63783070～63783075 售后服务：(010)63783099 传真电话：(010)63783100
2011年8月15日第34卷第16期 现代电子技术 M odern Electro nics T echnique A ug.2011V ol.34N o.16 智能高频开关电源系统中整流模块的功能设计 毕恩兴 (西安铁路职业技术学院,陕西西安 710014 摘要:以智能高频开关电源系统中的整流模块为研究对象,采用无源PF C 和D C/DC 变换器的原理,对模块的整流原理进行设计和改善,经过对整流模块的硬件、电路的设计与调试表明:该整流模块可以有效地解决智能高频开关电源系统中整流问题,同时,还具有可靠性强、稳定性好且体积小、噪声低、节能高效、维护方便等优点,能够很好地满足现代智能高频开关电源系统的发展趋势要求。 关键词:高频开关电源;整流模块;D C DC 变换器;PF C 中图分类号:T N710 34;T M 32 文献标识码:A 文章编号:1004 373X(201116 0189 03 Design on Rectifier Module in the High frequency Intelligent Switching Power System BI En xing (Xi an Railway Vocat ion &T ec hni cal Institute,Xi an 710014,China Abstract :T aking t he r ect ifier mo dule o f high fr equency int elligent switching pow er as research object,and using passive po wer factor co rr ection and DC/DC
第23卷第6期2007年6月 甘肃科技 Gansu Science and T echnolo gy Vol.23N o.6 J un.2007 基于单片机控制的智能开关的设计与实现 贺登天,甘重斗,夏春水 (兰州大学信息科学与工程学院电路研究所,甘肃兰州730000) 摘要:文章根据开关控制的要求,提出了基于单片机控制的智能开关的总体设计思路,并以单片机、交流互感器和固态继电路为主要器件,从硬件电路和软件两方面实现了对电路的设计。经过实际测试,电路达到了最初的设计要求。 关键词:智能开关;单片机;电流互感器;固态继电器;控制 中图分类号:TP319 在铁路系统、各种工业现场及用电场所,大量使用到交流断路器(即断路开关)。实际使用的断路器没有自动恢复功能,一旦断开,必须人工手动接通开关提供电源。在一些特殊场所(如铁路信号管控室)不希望人员频繁出入,由此,希望开发一种具有自动恢复功能的电流控制智能开关来替代现有的开关。 1设计要求及总体设计思路 1.1设计要求 由此以上需要提出设计总体要求: (1)可以自动恢复工作:对出现频繁的干扰性故障,智能开关能通过测试电流大小,判断是否接通电源或断开电源,控制开关动作,并在开关断开(保护)电源一定时间后能自动恢复开通状态,避免人工参与控制。 (2)具有自动保护功能:当出现大的损坏性故障时,能迅速停止自动控制,并发出报警信号,由人工参预维修设备。维修完成后,再启动自动控制功能。 (3)开关控制灵活性高:对一定范围内的不同的控制电流,开关不需改动硬件,由参数设置调节完成控制。 (4)开关灵敏度好:开关能迅速对电流的大小变化做出反应,其反应时间至少不慢于普通的断路器。 1.2电路总体设计的思路 基于以上要求,在设计思路上考虑以单片机为核心,通过采样并判断回路电流大小,来控制开关动作,以达到智能化控制的目的。电路的总体设计思路如图1所示,电路主要由电源电路、电流采样电路、单片机及其外围电路以及部、开关控制电路以及报警电路五部分构成。下面对开关各部分电路分别做出设计。2硬件电路设计 硬件电路设计的要求是:(1)能够采样流过该开关的电流大小;(2)能够判断该电流大小是否超负荷,并控制开关动作;(3)具有现实弱电控制强电的转换电路。 基于以上要求,决定选用LPC935做为控制开关的核心器件,LPC933/934/935/936系列是一款单片封装的微控制器,内部集成有看门狗电路及2个四路A/D转换器,适合于许多要求高集成度、低成本的场合,可以满足多方面的性能要求。 另外,用电流互感器来实现对电流的采样,用固态继电器来做为最后的控制开关。下面分几个部分来做详细介绍。 2.1电源电路 电源电路如图2所示。由于LPC935工作电压为+ 3.2V,因此,电源电路设计输入为~220V,输出为直流+ 3.2V电压。 为减小电路板的面积,这里采用上海恒率电源科技有限公司生产的AC-DC电源模块AC220S05DC)6W,其输出电压为+5V,功率6W,再经DC/DC转换成直流+ 3.2V输出,做为整个控制电路的电源。 恒率AC220S05DC-6W为隔离式高效开关电源模块,85VAC~265VAC宽压输入,具有体积小,电磁兼容性好,输出纹波噪声小,输出电压精度高及瞬变响应快等优点。 三端稳压器LM317L及其外围元件构成DC/ DC转换电路,通过调节电位器RV2,使电源输出电压为+ 3.2V,满足电路要求。
目录 1绪论 (1) 1.1高频开关电源概述 (1) 1.2意义及其发展趋势 (2) 2高频开关电源的工作原理 (3) 2.1 高频开关电源的基本原理 (3) 2.2 高频开关变换器 (5) 2.2.1 单端反激型开关电源变换器 (5) 2.2.2 多端式变换器 (6) 2.3 控制电路 (8) 3高频开关电源主电路的设计 (9) 3.1 PWM开关变换器的设计 (9) 3.2 变换器工作原理 (10) 3.3 变换器中的开关元件及其驱动电路 (11) 3.3.1 开关器件 (11) 3.3.2 MOSFET的驱动 (11) 3.4高频变压器的设计 (13) 3.4.1 概述 (13) 3.4.2 变压器的设计步骤 (13) 3.4.3 变压器电磁干扰的抑制 (15) 3.5 整流滤波电路 (15) 3.5.1 整流电路 (15) 3.5.2 滤波电路 (16) 4 总结 (19) 参考文献 (20)
1 绪论 1.1高频开关电源概述 八十年代,国内高频开关电源只在个人计算机、电视机等若干设备上得到应用。由于开关电源在重量、体积、用铜用铁及能耗等方面都比线性电源和相控电源有显著减少,而且对整机多相指标有良好影响,因此它的应用得到了推广。近年来许多领域,例如电力系统、邮电通信、军事装备、交通设施、仪器仪表、工业设备、家用电器等都越来越多应用开关电源,取得了显著效益。究其原因,是新的电子元器件、新电磁材料、新变换技术、新控制理论及新的软件(简称五新)不断地出现并应用到开关电源的缘故。五新使开关电源更上一层搂,达到了频率高、效率高、功率密度高、功率因数高、可靠性高(简称五高)。有了五高,开关电源就有更强的竞争实力,应用也更为扩大,反过来又遇到更多问题和更实际的要求。这些问题和要求可归纳为以下五个方面: (l)能否全面贯彻电磁兼容各项标准? (2)能否大规模稳定生产或快捷单件特殊生产? (3)能否组建大容量电源? (4)电气额定值能否更高(如功率因数)或更低(如输出电压)? (5)能否使外形更加小型化、外形适应使用场所要求? 这五个问题是开关电源能否在更广泛领域应用的关键,是五个挑战。(简称五挑战)把挑战看成开关电源发展的动力和机遇,一向是电源科技工作者的态度。以功率因数为例,AC-DC开关电源或其他电子仪器输入端产生功率因数下降问题,用什么办法来解决?毫无疑问,利用开关电源本身的工作原理来解决开关电源应用中产生的问题是最积极的态度。实践中,用DC-DC开关电源和有源功率因数校正的开关电源,(成本比单机增加20%):成功解决了这个问题。现在,又进一步发展成单级有功率因数校正的开关电源,(成本只增加5%);在三相升压式单开关整流器中减少谐波方法,有人采用注入六次谐波调脉宽控制,抑制住输入电流的五次谐波,解决了电流谐波畸变率小于100k的要求。
作业指导书 一、智能高频开关电源设备安全技术操作规程 1.检修人员使用前必须熟悉设备性能和状态，了解设备结构后方可进行作业。 2.按规定着用劳动防护用品。 3.严格执行“三不动”、“三不离”的规定。 4.在操作过程中，严禁触摸电源金属裸露部分。 5.不得随意更改监控模块设定参数、随意更改功能开关状态。 6.两路交流市电均停电或故障，设备自动由蓄电池供电，根据大准线实际情况，蓄电池放电至额定容量的30%或输出电压下降至47V 时需启动油机发电机给设备供电，油机发电机启动至少5分钟，待输出正常后，方可切换给电源系统供电。 7.整流模块故障需更换时，关闭对应的交流输入开关，将故障模块抽出，更换为新模块并固定，合上对应的交流输入开关，给模块上电，并确认模块工作正常。 8.检查设备电源线、地线连接是否安全可靠。 9.影响设备正常使用的检修项目，需请点后方可进行。
序号作业项目作业内容工作（作业）标准1 清扫设备清扫设备外部清洁无积尘。 2 整机检修 1.指示灯及监控模 块检查1.架顶指示灯、各模块指示灯显示正常。 2.监控模块显示正常。 2.外观及配线检查 1.设备整机、蓄电池、防雷保护单元等各部 位安装牢固，状态、作用良好。 2.设备标签、铭牌齐全准确。 3.配线走线规范、连接可靠、标识准确。 3 特性测试 1.交流1/2路输入 电源测试220V：187～242V，频率：50H在±2Hz 380V：323～418V，频率：50Hz±2Hz 2.整流模块输出电 压测试 48V：43.2～57.6V 3.蓄电池电压单体电压：浮充（25℃）：2.23～2.28V， 均充：2. 30～2.35V； 总体电压：浮充：53.52～54.48V， 均充：55.2～56.4V 4.数据核对时间准确，测试数据与显示数据一致。 4 功能试验 1.1/2路交流输入 电源倒换试验 1/2路交流输入电源倒换正常。 2.断交流输入电源 试验 交、直流倒换正常。 3.告警功能试验检 查 各种告警作用良好、准确。 5 蓄电池放电试验放电试验(根据需 要进行） 1.放出标称容量的30%～40%。 2.放电期间（放电前、放电中、均充时），应 每小时手动测量一次端电压和环境温度。 3.放电终止电压单体不得低于1.85V。 4.均充限流设置为电池容量的10%。 6 结束作业1.填写检修记录记录填写真实、完整、准确、清楚。 2.清理作业现场作业现场整洁。
. . 基于Zigbee的智能开关的设计与实现 摘要 近年来，智能家居是不断被人们提到的热点话题，其能够提升家居的安全性和舒适性，同时为用户提供了生活便利。除了其出色的用户体验，智能家居还有助于实现居住环境的节能环保，因此成为未来家居的发展方向。 本文首先提出了一种基于Zigbee技术的智能家居系统，该系统由用户手机、网络服务器、网关和若干功能性子节点组成。在此系统架构下，本文针对功能性子节点中的智能开关节点部分，从其硬件电路和软件程序两个角度分析了该类节点实现自动联网、断线自检、无线通讯等功能的原理，并设计了一个具有以上功能的智能开关节点设备。通过对节点的调试，该设备成功实现了用户对智能开关的本地、远程控制。 该智能开关节点便于安装、使用简单、出现故障后能够完成自检，经过长期的测试证明，该节点在整个智能开关系统中能够正常稳定地运行。 关键词：智能家居远程控制ZigbeeCC2530
. . Design and Implementation of Smart Switch Based on Zigbee Abstract Smart Home is a hot topic in recent years, which can enhance home security and comfort, while providing convenient life. In addition to its excellent user experience, smart home also contributes to energy saving and environmental protection of the living environment, thus becoming the future direction of home. This paper presents a technique based on Zigbee smart home system, the system consists of mobile phone users, network servers, gateways, and several functional temper nodes. In this system architecture, this paper function temper intelligent switching node section, from hardware and software program analyzes the class two node network automatically, breaking the principle of self-test, wireless communications and other functions, and design of the intelligent switching node apparatus having the above functions. By node debugging, the successful implementation of the local device, remote control user intelligent switches. The intelligent switch node is easy to install, simple to use, after a failure to complete the self-test, after a long test proved that the node can be normal and stable operation throughout the intelligent switch system.
高频开关电源变压器的动态测试 （JP2581B＋JP619B材料功耗测量系统应用笔记之一） 1 引言 目前，对高频开关电源变压器电磁参数‘测试’大约使用两种方法：一种是用LCR表测量一些基本电磁参数，例如，开关电源变压器初次级电感、漏感、分布电容、绕组直流电阻以及匝比、相位等，我们称这种测试方法为’静态’测试；一种是将开关电源变压器放到主机上考核其工作情况，对已经定型生产的开关电源变压器，为考核外购磁芯质量，通过测量变压器工作温升判断磁芯的损耗比较直观简便。前一种方法因在弱场、低频低磁感应强度（例如Bm<0.25mT、f=1kHz）下测量，由于磁性材料特性的非线性、不可逆和对温度敏感，其在强场下工作与在弱场情况下工作电磁特性有很大不同。弱场下测量结果不能反映磁性器件工作在强场下的情况；后一种方法虽随主机在强场下应用，但不能得到被测器件电磁参数。磁芯损耗需要专用仪器才能测量。 高频开关电源变压器的上述测试分析现状影响了此类器件的开发和生产。 需要开发一种仪器或测试系统，这种测试系统能够模拟实际工作条件，完成对高频开关电源变压器主要电磁参数分析，例如，各种负载（包括满载和空载）情况下变压器初级复数阻抗z、有效初级电感L，通过功率Pth、功率损耗PT、传输效率η以及在指定频率下磁芯的传输功率密度等，我们称这种模拟实际工作条件的测试为‘动态’测试。作为磁性器件综合测试系统，还要求具有对磁芯材料功率损耗分析功能。在电磁机器进一步小型化、高频化和采用高密度组装情况下对器件进行‘动态’分析，对加速象高频开关电源之类的电磁器件开发、提高器件质量显得特别重要。 2 测试系统简介 JP2581B＋JP619B材料功耗及器件功率测量系统是一种交流电压、电流和功率精密测量装置。其主要测量功能、指标和测量精度非常适用于磁性材料和磁性器件（例如，开关电源变压器）研究开发和磁芯产品快速检测。该系统配套完整，自成体系，无需用户增加额外投资，系统主要测试功能如下： 1、软磁材料及器件交流功率损耗（总功耗PL , 质量比功耗 Pcm , 体积比功耗 Pcv）测量; 2、磁性材料振幅磁导率μa测量; 3、磁芯（有效）振幅磁导率(μa)e测量; 磁芯因素(AL)e.测量 以上测量均符合IEC367--1（或GB9632--88）标准中推荐的测量方法。 4、电感、电容及组成器件（例如，开关电源变压器）等效电磁参数的动态测量和分析; 5、由测量结果分析器件下列参数： z |z| Ls Rs Lp Rp C Q D。 测试系统具有如下使用、操作特点：
智能开关电源 中文： 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。任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。电子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、输出波纹电压小、使用可靠等优点。但通常都需要体积大且笨重的工频变压器与体积和重量都很大的滤波器。 二十世纪五十年代，美国宇航局以小型化、重量轻为目标，为搭载火箭开发了开关电源。在近半个世纪的发展过程中，开关电源因具有重量轻、体积小、效率高、稳压范围宽等优点，在电子电气、控制、计算机等许多领域的电子设备中得到了广泛的使用。二十世纪八十年代，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。二十世纪九十年代，开关电源在电子、电器设备、家电领域得到了广泛的应用，开关电源技术进入快速发展期。此外，大规模集成电路技术的迅速发展，又使开关电源有了质的飞跃，掀起了电源产品高频化、小型化、模块化的浪潮。 功率开关管、PWM控制器和高频变压器是开关电源必不可少的组成部分。传统的开关电源一般均采用分立的高频功率开关管和多引脚的PWM集成控制器，例如采用UC3842+MOSFET是国内小功率开关电源
中较为普及的设计方法。 七十年代以来，涌现出许多功能完备的集成控制电路，使开关电源电路日益简化，工作频率不断提高，效率提高，并为电源小型化提供了广阔的前景。三端离线式脉宽调制单片开关集成电路TOP(Three Terminal Off Line)将PWM控制器与功率开关MOSFET合二为一封装在一起，已成为开关电源IC发展的主流。采用TOP开关集成电路设计开关电源，可使电路简化，体积进一步缩小，成本也明显降低。 单片开关电源具有单片集成化、最简外围电路、最佳性能指标、能构成无工频变压器开关电源等显著优点。美国PI(Power Integration)公司于上世纪九十年代中期率先推出的新型高频开关电源芯片，被誉为"顶级开关电源"，具有成本低，电路简单，效率高等优点。其第一代产品以1994年推出的TOP100/200 系列为代表，第二代产品则是1997年问世的TOPSwitch-Ⅱ。上述产品一经问世便显示出强大的生命力，他极大地简化了150W以下开关电源的设计和新产品的开发工作，也为新型、高效、低成本开关电源的推广与普及创造了良好条件，可广泛用于仪器仪表、笔记本电脑、移动电话、电视机、VCD和DVD、摄录像机、手机电池充电器、功率放大器等领域，并构成各种小型化、高密度、在价格上能与线性稳压电源相竞争的AC/DC电源变换模块。 开关电源向集成化方向发展将是未来的主要趋势,功率密度将越来越大,对工艺的要求也会越来越高.在半导体器件和磁性材料没有新的突破之前,重大的技术进展可能很难实现,技术创新的重点将集中在如何
尊敬的用户：感谢阁下选用本公司产品！ 我公司的电力模块，是在引进国外电源先进技术的基础上，结合了国内多年高频开关电源在电力系统的运行经验，不断优化设计，改进工艺，提高质量，最新推出的电力操作电源系列产品，广泛适用于35kV～500kV的变电站电力电源中。Z系列模块为自然冷却型，E系列模块为智能风冷型。特别说明：E系列模块，采用低功耗设计，模块的体积小，功率密度高！采用温控独立风道的散热方式，模块的温升、防尘、使用寿命等性能，均优于同类的常规的风冷模块。 Z型和E型模块，都是智能化电力电源模块，与监控的接口采用数字量通信方式。为了提高您的设计和使用效率，请阁下认真阅读下面的内容。 1.技术规格及外观 1.1模块的技术规格参数见表1。 表1 Z型和E型电源模块技术规格参数表 1.2 模块的外观尺寸 模块的外观尺寸见图1。
Z型模块E型模块（括号内尺寸为E22020外观尺寸） 图1 模块的外观尺寸 2．功能特点 2.1 优良的兼容性 Z型和E型模块，采用的是同一种机芯，具有完全相同的控制方式和功能。 2.2 高亮度数码显示 Z型和E型模块，面板皆有3位高亮数码管显示屏。可显示的内容有：输出电压和输出电流，模块的多种运行方式，设置参数，故障状态等。 2.3 简化的2按键操作 Z型和E型模块的功能、参数设置和数据查阅均可通过面板上的2个按键（键和键）组合完成，使模块面板更为简洁，操作更为方便、可靠。 2.4输入回路设计有谐波抑制、PFC电路 输入电网谐波畸变，由PFC电路降到最小，使Z型和E型模块，在电网谐波较严重的地方工作更可靠，对电网的谐波辐射减到最小。 2.5完善的运行功能 1）采用监控器控制模块 模块完全按监控的读写指令运行。当模块脱离监控后，模块继续维持原 输出状态，经过约4分钟延时后，模块自动转换到浮充状态（出厂设定 浮充电压为243V，用户可以重新设定）,以及预设定的限流输出（出厂 设定的输出限流值为10A，用户可以重新设定）。保证运行的安全和电 池的寿命。 2）采用手动控制模块 脱离监控器，模块按手动设定均/浮电压值、限流值等参数，然后手动 切换到均/浮充状态运行。以适应不同情况的要求。注意：此时模块不 能自动进行均/浮充状态转换，需要手动切换均/浮充状态。 2.6先进的数字通信控制 Z型和E型模块，均通过RS485与监控器通信，实现自动控制功能。监控器可以改写模块的量有：均充电压值、浮充电压值、充电限流值、均/浮充状态值。当然，监控器也可以实时控制模块的输出电压和模块输出限流。 监控器可以读模块的参数有：模块输出电压值、输出电流值、模块限流设
智能开关设计开题报告 各位读友大家好！你有你的木棉，我有我的文章，为了你的木棉，应读我的文章！若为比翼双飞鸟，定是人间有情人！若读此篇优秀文，必成天上比翼鸟！ (一)选题背景在国内，整个急救体系还处于起步阶段，存在的很多隐患可能在病人突发症病后影响急救效率。当病人突出心脏病、脑溢血、低血糖、癫痫病等突发性疾病时，病人的生命安危将在很大程度上决定于病人能否在最短时间内得到有效的救助。由此自然促进了急救业务的发展和常用急救知识的普及。例如，如果一个心脏病人在路边散步时突然发病倒在路过该怎么办?打电话?如果附近没有公共电话呢?找人帮忙?一旦被非专业人员错误处理，导致延误治疗很可能弄巧成拙。打车送医院?资料表明，当病人心跳停止后5-10min脑细胞就开始死亡。换句话说：在这种情况下必须要让专业急敌人员尽快到场才能保证病
人的生命安全。从这个角度进行思考，我提出了这么一个设想：能不能设计一种装置使得病人因突然发病而跌倒到医生赶到救治的过程得到尽快的简化呢?我在专利局查阅有关资料之后，发现国内目前尚没有此类产品的设计。一个类似创意的设计是：在一个瓶子内设置两个金属接点，瓶子内部灌一些水银。当人站立时，水银集中在一个接点处，电路断开。当人倒地时，瓶子的倾斜使水银同时接触到2个接点，电路被触发，瓶子内置的警报器发出警报，示意求助。这个设计显然是很粗糙的。(1)它只是通过身体倾斜的角度来决定是否报警，而不是按照真正的生理状况，必然会出现很高的误报率。(2)它无非是在最短时间内引起了别人注意，却并没有使整个过程简化，所以对于提高救护效率不会起到实质影响。结合我自己的设想和现有设施的缺陷，我希望做出一套“倒地后急救体系”：当病人倒地之后，用一个监测装置感知病人诸如血压、脉搏等生理状
北京中新创智能时序电源开关也称为网络电源插座、智能PDU、机架式PDU、远程电源控制管理器（即RPDU），主要用于数据中心（IDC）、机房、IT电源设备、服务器等的电源控制和监控。智能时序电源开关的DND70000系列能帮您轻松实现远程电源的集中管理。 智能时序电源开关是DND70000智能设备系统中的一员，采用工业级机架设计理念可直接安装在标准19英寸机柜中。智能时序电源开关主要应用于控制系统中的可编程开关模块，可用于控制灯光、电动屏幕、电动窗帘及机顶盒等外设电源和触发。通过与中控系统的连接接收控制代码，对连接的周边设备电源进行定时、延时、控制时序的开关，起到对周边连接设备的管理和保护作用。 智能时序电源开关内设8个大电流继电器，允许强电以及弱电方式的输入输出，最大电流值16A，单路最大电流10A，总负载能力3600W足以满足绝大部分工程环境需求。 产品参数说明 ■8路独立电源开关控制； ■电源：1路AC 220V输入，8路AC 220V输出 ■网络接口：一个10/100BaseT接口 ■单路或多路可编程开关； ■中控ＩＯ控制／可兼容第三方中控设备控制 ■ID选择：软件设置网络ID身份代码 ■支持协议：IP,TCP,UDP,SNMP,ModBus/TCP,Telnet,HTTP ■密码：长达16位 ■本地串口：1个RS232,9600,N,8,1，可以做本地控制口或透明通道或两个干接点。 ■C P U ：双CPU处理器, 32位 ■定时功能：内置2个定时动作 ■延时上电：5-1800秒可设置 ■顺序上电：5-250秒可设置 ■重启时间：6-180秒可设置 ■断电记忆：恢复至断电前状态 ■LED 指示：每路插座当前状态，设备运行指示，以太网连接指示 ■数码显示：数码管显示时间和传感器数值 ■管理：HTTP，Telnet，Console，专有软件，SNMP网管软件 ■历史记录：保存96条端口操作记录.继电保存。 ■质保：1年（免费升级维护设备系统）