电源设计论文范文精选
电源设计论文范文第1篇
1）实际导通时栅极偏压一般选12～15V为宜；而栅极负偏置电压可使IGBT可靠关断，一般负偏置电压选－5V为宜。在实际应用中为防止栅极驱动电路出现高压尖峰，最好在栅射之间并接两只反向串联的稳压二极管。
2）考虑到开通期间内部MOSFET产生Mill－er效应，要用大电流驱动源对栅极的输入电容进行快速充放电，以保证驱动信号有足够陡峭的上升、下降沿，加快开关速度，从而使IGBT的开关损耗尽量小。
3）选择合适的栅极串联电阻（一般为10Ω左右）和合适的栅射并联电阻（一般为数百欧姆），以保证动态驱动效果和防静电效果。根据以上要求，可设计出如图1所示的半桥LC串联谐振充电电源的IGBT驱动电路原理图。考虑到多数芯片难以承受20V及以上的电源电压，所以驱动电源Vo采用18V。二极管V79将其拆分为＋12．9V和－5．1V，前者是维持IGBT导通的电压，后者用于IGBT关断的负电压保护。光耦TLP350将PWM弱电信号传输给驱动电路且实现了电气隔离，而驱动器TC4422A可为IGBT模块提供较高开关频率下的动态大电流开关信号，其输出端口串联的电容C65可以进一步加快开关速度。应注意一个IGBT模块有两个相同单管，所以实际需要两路不共地的18V稳压电源；另外IGBT栅射极之间的510Ω并联电阻应该直接焊装在其管脚上（未在图中画出），而且最好在管脚上并联焊装一个1N4733和1N4744（反向串联）稳压二极管，以保护IGBT的栅极。
2实验结果及分析
在变换器的LC输出端接入两个2W／200Ω的电阻进行静态测试。实验中使用的仪器为：Agi－lent54833A型示波器，10073D低压探头。示波器置于AC档对输出电压纹波进行观测，波形如图5所示。由实验结果看，输出纹波可以基本保持在±10mV以内，满足设计要求。此后对反激变换器电路板与IGBT模块驱动电路板进行对接联调。观察了IGBT栅极的驱动信号波形。由实验结果看，IGBT在开通时驱动电压接近13V，而在其关断时间内电压接近5V。这主要是电路中的光耦和大电流驱动器本身内部的晶体管对驱动电压有所消耗（即管压降）造成的，故不可能完全达到18V供电电源的水平。
3结论
电源设计论文范文第2篇
关键词：三端离线PWM开关；正激变换器；高频变压器设计
引言
TOPSwitch是美国功率集成公司（PI）于20世纪90年代中期推出的新型高频开关电源芯片，是三端离线PWM开关（ThreeterminalofflinePWMSwitch）的缩写。它将开关电源中最重要的两个部分——PWM控制集成电路和功率开关管MOSFET集成在一块芯片上，构成PWM/MOSFET合二为一集成芯片，使外部电路简化，其工作频率高达100kHz，交流输入电压85～265V，AC/DC转换效率高达90％。对200W以下的开关电源，采用TOPSwitch作为主功率器件与其他电路相比，体积小、重量轻，自我保护功能齐全，从而降低了开关电源设计的复杂性，是一种简捷的SMPS（SwitchModePowerSupply）设计方案。
TOPSwitch系列可在降压型，升压型，正激式和反激式等变换电路中使用。但是，在现有的参考文献以及PI公司提供的设计手册中，所介绍的都是用TOPSwitch制作单端反激式开关电源的设计方法。反激式变换器一般有两种工作方式：完全能量转换（电感电流不连续）和不完全能量转换（电感电流连续）。这两种工作方式的小信号传递函数是截然不同的，动态分析时要做不同的处理。实际上当变换器输入电压在一个较大范围发生变化，和（或者）负载电流在较大范围内变化时，必然跨越两种工作方式，因此，常要求反激式变换器在完全能量和不完全能量转换方式下都能稳定工作。但是，要求同一个电路能实现从一种工作方式转变为另一种工作方式，在设计上是较为困难的。而且，作为单片开关电源的核心部件高频变压器的设计，由于反激式变换器中的变压器兼有储能、限流、隔离的作用，在设计上要比正激式变换器中的高频变压器困难，对于初学者来说很难掌握。笔者采用TOP225Y设计了一种单端正激式开关电源电路，实验证明该电路是切实可行的。下面介绍其工作原理与设计方法，以供探讨。
1TOPSwitch系列应用于单端正激变换器中存在的问题
TOPSwitch的交流输入电压范围为85～265V，最大电压应力≤700V，这个耐压值对于输入最大直流电压Vmax=265×1.4=371V是足够的,但应用在一般的单端正激变换器中却存在问题。
图1是典型的单端正激变换器电路，设计时通常取NS=NP，Dmax<0.5（一般取0.4）,按正激变换器工作过程,TOPSwitch关断期间，变压器初级的励磁能量通过NS，D1，E续流（泄放）。此时，TOPSwitch承受的最大电压为
VDSmax≥2E=2Vmax=742V（1）
大于TOPSwitch所能承受的最大电压应力700V，所以，TOPSwitch不能在一般通用的正激变换器中使用。
2TOPSwitch在单端正激变换器中的应用
由式（1）可知，TOPSwitch不能在典型单端正激变换器中应用的关键问题，是其在关断期间所承受的电压应力超过了允许值，如果能降低关断期间的电压应力，使它小于700V，则TOPSwitch仍可在单端正激变换器中应用。
2.1电路结构及工作原理
本文提出的TOPSwitch的单端正激变换器拓扑结构如图1所示。它与典型的单端正激变换器电路结构完全相同,只是变压器的去磁绕组的匝数为初级绕组匝数的2倍,即NS=2NP。
TOPSwitch关断时的等效电路如图2所示。
若NS与NP是紧耦合，则，即
VNP=1/2VNS=1/2E（2）
VDSmax=VNP＋E=E=1.5×371
=556.5V<700V（3）
2.2最大工作占空比分析
按NP绕组每个开关周期正负V·s平衡原理，有
VNPon(Dmax/T)=VNPoff[(1-Dmax)/T]（4）
式中：VNPon为TOPSwitch开通时变压器初级电压，VNPon=E；
VNPoff为TOPSwitch关断时变压器初级电压，VNPoff=（1/2）E。
解式（4）得
Dmax=1/3（5）
为保险，取Dmax≤30％
2.3去磁绕组电流分析
改变了去磁绕组与初级绕组的匝比后，变压器初级绕组仍应该满足A·s平衡，初级绕组最大励磁电流为
im(t)|t=DmaxT=Ism=DmaxT=(E/Lm)DmaxT（6）
式中：Lm为初级绕组励磁电感。
当im(t)=Ism时，B=Bmax，H=Hmax，则去磁电流最大值为
Ism==(Hmaxlc/Ns)=1/2Ipm(7)
式中：lc为磁路长度；
Ipm为初级电流的峰值。
根据图2（b）去磁电流的波形可以得到去磁电流的平均值和去磁电流的有效值Is分别为
下面讨论当NP=NS，Dmax=0.5与NP=NS，Dmax=0.3时的去磁电流的平均值和有效值。设上述两种情况下的Hmax或Bmax相等，即两种情况下励磁绕组的安匝数相等，则有
Im1NP1=Im2NP2（10）
式中：NP1为Dmax=0.5时的励磁绕组匝数；
NP2为Dmax=0.3时的励磁绕组匝数；
设Lm1及Lm2分别为Dmax=0.5和Dmax=0.3时的初级绕组励磁电感，则有
Im1=E/Lm1×0.5T为Dmax=0.5时的初级励磁电流；
Im2=E/Lm2×0.3T为Dmax=0.3时的初级励磁电流。
由式（10）及Lm1，Lm2分别与NP12，NP22成正比，可得两种情况下的励磁绕组匝数之比为
(NP1)/(NP2)=0.5/0.3
及(Im1)/(Im2)=(Np2)/(Np1)=0.3/0.5(12)
当NS1=NP1时和NS2=2NP2时去磁电流最大值分别为
Ism1=Im1=Im（13）
Ism2=Im2=(0.5/0.6)Im（14）
将式（10）～（14）有关参数代入式（8）～（9）可得到，当Dmax=0.5时和Dmax=0.3时的去磁电流平均值及与有效值Is1及Is2分别为
Is1=1/4ImImIs1=0.408Im（Dmax=0.5）
Is2≈0.29ImIs2=0.483Im（Dmax=0.3）
从计算结果可知，采用NS=2NP设计的去磁绕组的电流平均值或有效值要大于NS=NP设计的去磁绕组的电流值。因此，在选择去磁绕组的线径时要注意。
3高频变压器设计
由于电路元件少,该电源设计的关键是高频变压器,下面给出其设计方法。
3.1磁芯的选择
按照输出Vo=15V，Io=1.5A的要求，以及高频变压器考虑6％的余量，则输出功率Po=1.06×15×1.5=23.85W。根据输出功率选择磁芯，实际选取能输出25W功率的磁芯，根据有关设计手册选用EI25，查表可得该磁芯的有效截面积Ae=0.42cm2。
3.2工作磁感应强度ΔB的选择
ΔB=0.5BS，BS为磁芯的饱和磁感应强度，由于铁氧体的BS为0.2～0.3T，取ΔB=0.15T。
3.3初级绕组匝数NP的选取
选开关频率f=100kHz（T=10μs），按交流输入电压为最低值85V，Emin≈1.4×85V，Dmax=0.3计算则
取NP=53匝。
3.4去磁绕组匝数NS的选取
取NS=2NP=106匝。
3.5次级匝数NT的选取
输出电压要考虑整流二极管及绕组的压降，设输出电流为2A时的线路压降为7％，则空载输出电压VO0≈16V。
取NT=24匝。
3.6偏置绕组匝数NB的选取
取偏置电压为9V，根据变压器次级伏匝数相等的原则，由16/24=9/NB，得NB=13.5,取NB=14匝。
3.7TOPSwitch电流额定值ICN的选取
平均输入功率Pi==28.12W（假定η=0.8），在Dmax时的输入功率应为平均输入功率，因此Pi=DmaxEminIC=0.3×85×1.4×IC=28.12，则IC=0.85A，为了可靠并考虑调整电感量时电流不可避免的失控，实际选择的TOPSwitch电流额定值至少是两倍于此值，即ICN>1.7A。所以，我们选择ILIMIT=2A的TOP225Y。
4实验指标及主要波形
输入AC220V，频率50Hz，输出DCVo=15(1±1％)V，IO=1.5A，工作频率100kHz，图3及图4是实验中的主要波形。
图3中的1是开关管漏源电压VDS波形，2是输入直流电压E波形，由图可知VDS=1.5E；图4中的1是开关管漏源电压VDS波形，2是去磁绕组电流is波形，实验结果与理论分析是完全吻合的。
电源设计论文范文第3篇
关键词：开关电源；TOP249Y；脉宽调制；TOPSwitch
1引言
随着PWM技术的不断发展和完善，开关电源得到了广泛的应用，以往开关电源的设计通常采用控制电路与功率管相分离的拓扑结构，但这种方案存在成本高、系统可靠性低等问题。美国功率集成公司POWERIntegrationInc开发的TOPSwitch系列新型智能高频开关电源集成芯片解决了这些问题，该系列芯片将自启动电路、功率开关管、PWM控制电路及保护电路等集成在一起，从而提高了电源的效率，简化了开关电源的设计和新产品的开发，使开关电源发展到一个新的时代。文中介绍了一种用TOPSwitch的第三代产品TOP249Y开发变频器用多路输出开关电源的设计方法。
2TOP249Y引脚功能和内部结构
2．1TOP249Y的管脚功能
TOP249Y采用TO－220－7C封装形式，其外形如图1所示。它有六个管脚，依次为控制端C、线路检测端L、极限电源设定端X、源极S、开关频率选择端F和漏极D。各管脚的具体功能如下：
控制端C：误差放大电路和反馈电流的输入端。在正常工作时，利用控制电流IC的大小可调节占空比，并可由内部并联调整器提供内部偏流。系统关闭时，利用该端可激发输入电流，同时该端也是旁路、自动重启和补偿电容的连接点。
线路检测端L：输入电压的欠压与过压检测端，同时具有远程遥控功能。TOP249Y的欠压电流IUV为50μA，过压电流Iav为225μA。若L端与输入端接入的电阻R1为1MΩ，则欠压保护值为50VDC，过压保护值为225VDC。
极限电流设定端X：外部电流设定调整端。若在X端与源极之间接入不同的电阻，则开关电流可限定在不同的数值，随着接入电阻阻值的增大，开关允许流过的电流将变小。
源极S：连接内部MOSFET的源极，是初级电路的公共点和电源回流基准点。
开关频率选择端F：当F端接到源极时，其开关频率为132kHz，而当F端接到控制端时，其开关频率变为原频率的一半，即66kHz。
漏极D：连接内部MOSFET的漏极，在启动时可通过内部高压开关电流提供内部偏置电流。
2．2TOP249Y的内部结构
TOP249Y的内部工作原理框图如图2所示，该电路主要由控制电压源、带隙基准电压源、振荡器、并联调整器／误差放大器、脉宽调制器（PWM）、门驱动级和输出级、过流保护电路、过热保护电路、关断／自动重起动电路及高压电流源等部分组成。
3基于TOP249Y的开关电源设计
笔者利用TOP249Y设计了一种新型多路输出开关电源，其三路输出分别为5V／10A、12．5V／4A、7V／10A，电路原理如图3所示。该电源设计的要求为：输入电压范围为交流110V～240V，输出总功率为180W。由此可见，选择TOP249Y能够满足要求。
3．1控制电路设计
该电路将X与S端短接可将TOP249Y的极限电流设置为内部最大值；而将F端与S端短接可将TOP249Y设为全频工作方式，开关频率为132kHz。
图2
在线路检测端L与直流输入Ui端连接一2MΩ的电阻R1可进行线路检测，由于TOP249Y的欠压电流IUV为50μA，过压电流Iav为225μA，因此其欠压保护工作电压为100V，过压保护工作电压为450V，即TOP249Y在本电路中的直流电压范围为100～450V，一旦超出了该电压范围，TOP249Y将自动关闭。
3．2稳压反馈电路设计
反馈回路的形式由输出电压的精度决定，本电源采用“光耦＋TL431”，它可以将输出电压变化控制在±1％以内，反馈电压由5V／12A输出端取样。电压反馈信号U0通过电阻分压器R9、R11获得取样电压后，将与TL431中的2．5V基准电压进行比较并输出误差电压，然后通过光耦改变TOP249Y的控制端电流IC，再通过改变占空比来调节输出电压U0使其保持不变。光耦的另一作用是对冷地和热地进行隔离。反馈绕组的输出电压经D2、C2整流滤波后，可给光耦中的接收管提供电压。R4、C4构成的尖峰电压经滤波后可使偏置电压即使在负载较重时，也能保持稳定，调节电阻R6可改变输出电压的大小。
3．3高频变压器设计
由于该电源的输出功率较大，因此高频变压器的漏感应尽量小，一般应选用能够满足132kHz开关频率的锰锌铁氧体，为便于绕制，磁芯形状可选用EI或EE型，变压器的初、次级绕组应相间绕制。
高频变压器的设计由于要考虑大量的相互关联变量，因此计算较为复杂，为减轻设计者的工作量，美国功率公司为TOPSwitch开关电源的高频变压器设计制作了一套EXCEL电子表格，设计者可以方便地应用电子表格设计高频变压器。
3．4次级输出电路设计
输出整流滤波电路由整流二极管和滤波电容构成。整流二极管选用肖特基二极管可降低损耗并消除输出电压的纹波，但肖特基二极管应加上功率较大的散热器；电容器一般应选择低ESR等效串联阻抗的电容。为提高输出电压的滤波效果，滤除开关所产生的噪声，在整流滤波环节的后面通常应再加一级LCC滤波环节。
3．5保护电路设计
本电源除了电源控制电路TOP249Y本身所具备的欠压、过压、过热、过流等保护措施外，其控制电路也应有一定的保护措施。用D3、R12、Q1可构成一个5．5V的过压检测保护电路。这样，当5V输出电压超过5．5V时，D3击穿使Q1导通，从而使光耦电流增大，进而增大了控制电路TOP249Y的控制端电流IC，最后通过内部调节即可使输出电压下降到安全值。
图3
为防止在开关周期内，TOP249Y关断时漏感产生的尖峰电压使TOP249Y损坏，电路中设计了由箝压齐纳管VR1、阻断二极管D1、电容C5、电阻R2、R3组成的缓冲保护网络。该网络在正常工作时，VR1上的损耗很小，漏磁能量主要由R2和R3承担；而在启动或过载时，VR1即会限制内部MOSFET的漏极电压，以使其总是处于700V以下。
4电源性能测试及结果分析
根据以上设计方法，笔者对采用TOP249Y设计的多路输出开关电源的性能进行了测试。实测结果表明，该电源工作在满载状态时，电源工作的最大占空比约为0．4，电源的效率约为90％，纹波电压控制、电压调节精度及电源工作效率都超过了以往采用控制电路与功率开关管相分立的拓扑结构形式的开关电源。
电源设计论文范文第4篇
1.1TEC工作原理
半导体制冷器（TEC）是以帕尔贴效应为基础研制而成，其最基础的元件是利用一只P型半导体和一只N型半导体连成的热电偶。当通电后在两个接头处就会产生温差，电流从N流向P，形成制冷面；电流从P流向N，形成制热面。若干组热电偶对串联就构成了一个简单的半导体制冷器。在制冷面或制热面增加一个热交换器就可以完成半导体制冷器与外界环境的能量交换。
1.2半导体激光器温控电路设计
1.2.1半导体激光温控电路原理
高稳半导体激光器一般都有内置半导体热电制冷器（TEC）和温度传感器等相关的温控元件来保证激光器管芯温度可控。半导体激光器内置温控系统基本工作原理如图1所示。将温度传感器（常用负温度系数的热敏电阻）与激光器管芯安置在同一热沉上，起到实时监测激光管芯温度的作用。在常温25℃时（在25℃时激光器的整体性能最为优良），通过调节由R1和R2组成的电阻网络可以设定比较器的参考电压值，在这里称之为基准电压。以25℃为参照，若LD管芯温度相对升高，则热敏电阻的阻值变小，比较器的负输入端电压相对变小，输出电压也随着变化。TEC驱动源将驱使电流从N型半导体流向P型半导体形成制冷面，实现对LD管芯进行制冷。若LD管芯温度相对降低，则热敏电阻的阻值变大，比较器的输入电压相对变大，输出电压也随着变化，TEC驱动源将驱使电流从P型半导体流向N型半导体，形成制热面，实现对LD管芯制热。
1.2.2TEC驱动源类型
半导体激光器的温度控制系统需要满足温度控制精度高、响应速度快且稳定性高的要求，同时要能实现制冷和制热双向控制，以适应外界温度变化和半导体激光器本身工作条件变化。一般情况下，TEC驱动源按驱动工作模式可以分为线性工作模式和脉宽调制工作模式（PWM）两种类型。TEC驱动源线性工作原理：通过控制三极管的开关状态可以控制驱动TEC的电流大小和方向，这种驱动方式的效率一般低于50%，需要为三极管提供良好的导热通道，且有控温“死区”。但这种模式有噪声低和可靠性高等优点。TEC驱动源脉宽调制（PWM）工作原理：在PWM方式下，三极管工作在饱和状态，而不是线性区域，只有当需要向负载供电时才导通。电路通过4个三极管来控制电流的方向和大小，电路结构呈H桥型。PWM方法可以有效地提高效率和降低功率部件的热量，工作效率一般大于80%，能实现无“死区”温控。但这种模式有着噪声高和可靠性低等缺点。两种驱动源在实际使用中各有利弊，具体采用何种驱动方式需要根据实际情况来最终确定。
2航天高稳激光源温控电路设计方案
2.1MAX1968功能及其特点
MAX1968是MAXIM公司研制生产的一款高度集成具有纹波噪声抑制功能的脉宽调制TEC驱动芯片，调制频率为500kHz/1MHz；单电源供电，供电电压范围为3~5.5V；能够实现最大3A双向TEC驱动电流，完成对LD管芯的制冷或制热。MAXIM公司研制生产的MAX1968芯片具有体积小、效率高、价格低和可实现双向无死区温控等优点，但也存在封装材料简单（塑料器件）和工作温度范围较窄等缺陷。
2.2MAX1968芯片设计电路及失效分析
2.2.1MAX1968芯片设计电路分析
MAX1968芯片资料有应用芯片电路推荐，从推荐电路应用方案来看，电路的设计在滤波、抑制纹波噪声、LC滤波谐振电路等都做了详细的考虑。在COMP引脚与GND之间焊接了0.01μF的电容，确保电流控制环的稳定工作。FREQ引脚接高电位，即内部振荡器的开关频率选择为1MHz，这样可以减小电容和电感值。按芯片资料推荐电路搭建芯片电路，将芯片使能引脚（SHDN）直接连接高电位，即当MAX1968芯片上电后芯片就需要工作，根据CTLI引脚的电压输入情况判断TEC需要制冷或制热，并立即实施。在实际使用过程中发现，在给该温控电路上电瞬间，时有MAX1968失效的现象，具体表现为电源输出电流急剧增大。
2.2.2MAX1968芯片失效分析
用立体显微镜、金相显微镜和晶体管特性图示仪等仪器对两只失效的MAX1968芯片进行了详细分析，失效的情况完全相同，都是芯片的第5、6端之间以及第23、24端之间存在异常电应力，导致这几端之间的铝条烧坏短路所致。使用晶体管特性曲线图示仪对这两块芯片进行引脚间特性测试，发现两电路第6、8、10端（LX2）与第5、7端（PGND2）之间短路，第19、21、23端（LX1）与第22、24端（PGND1）之间短路。第9端（PVDD2）与第5、7端（PGND2）之间未见短路现象。将这两块芯片进行开盖，在开盖过程中，由于内部芯片尺寸较大，电路个别引脚经腐蚀后脱落，但经测试，短路现象依然存在，未破坏原始失效现象。在金相显微镜下，对两块芯片表面进行仔细观察，发现两块芯片第5、6端以及第23、24端之间存在烧毁现象，如图2所示。芯片为多层金属化结构，从烧毁形貌分析，可能是下层铝条烧毁后，导致上层铝条烧毁短路。由于两块芯片失效现象一致，因此可以排除器件偶然缺陷导致失效的可能，应该是芯片失效与外部异常电应力导致内部场效应管击穿。
2.3航天高稳激光源温控电路设计方案
2.3.1完善MAX1968芯片电路设计
通过上述分析，结合芯片内部结构和TEC驱动源脉宽调制（PWM）工作原理，我们基本能判断是芯片内部烧毁的通道发生在场效应管上。在试验过程中发现，芯片失效是一个慢性渐变的过程，可以用14引脚（OS2）、15引脚（OS1）分别与GND的阻抗R和R'来表征，随着上电次数逐渐增多，R和R'的阻值从开始的兆欧数量级慢性渐变到欧数量级，并最终失效。失效的原因认为是MAX1968芯片上电后，芯片就根据CTLI引脚电压输入情况判断TEC需要制冷或制热，并立即进行工作，上述过程在上电的一瞬间就会完成。这种输入与输出同时实施势必会导致芯片内部有大的纹波电压或大电流产生，因发热而导致芯片失效。通过完善MAX1968芯片电路设计，在MAX1968的使能引脚中引入了毫秒级的延时，致使MAX1968芯片完成加电后再实施输出工作。具体新的设计电路方案如图3所示。通过大量的试验证明阻抗R和R'的阻值不衰退，这说明对MAX1968芯片电路的完善是有效的。
2.3.2MAX1968新设计方案电路试验验证
根据完善电路特性搭建了对电路性能验证比较的试验平台，试验的基本思路是让两种电路（完善前和完善后）在带同样负载的情况下，分别对完善电路和未完善电路进行上下电连续冲击，上、下电频率同为13Hz，如图4所示。在两组电路的验证中，完善之前的设计电路在经过约32min之后电源输出电流突然增大，经测试发现MAX1968芯片已经失效。完善之后的设计电路在经过28天之后，测试MAX1968芯片的电性能依旧正常。由此可见对MAX1968设计电路的完善是有效的。
2.3.3航天高稳激光源温控电路设计工程验证
航天高稳激光源温控电路，在某项航天测试（包括振动、冲击、热循环和热真空等试验）中各项指标都正常，最终顺利完成了航天相关试验。
3结束语
电源设计论文范文第5篇
配电系统的基本单元是馈线。馈线的首端经过高压降压变压器与高压配电网相连接，末端经低压降压变压器与用户相连。我国馈线电压等级大多是10kV，每条馈线上线路成树状分布，以辐射形网络连接若干台配电变压器。馈线的不同位置分布有若干负荷，这些负荷种类繁多，随机性大，要准确地描述比较困难。为方便研究，文章采用静态恒功率模型来表示各节点的负荷。考虑到配电网电压较低，线路长度较短，设定以下假设条件：各节点负荷三相对称，三相线路间不存在互感。然后将所有线路阻抗均折合到系统电压等级，得出馈线模型，见图1。在图1所示系统中，分布式电源注入前m节点电压为：可见节点电压与线路输送的功率紧密相关，而线路输送功率取决于负荷功率，假设在m节点接入容量为PDG+iQDG的分布式电源，相当于改变该节点的负荷功率，其节点电压变为。由式（2）可知，该节点注入分布式电源后，节点电压与线路传输功率发生改变。集中供电一般采用辐射状的配电网，稳态运行状态下，馈线电压沿潮流方向逐渐降低．接入分布式电源后，馈线传输的功率减少，抬高了馈线上各负荷节点处的电压，这可能使一些负荷节点的电压偏移超标，节点电压升高多少取决于分布式电源的接入位置及总容量大小。接入点电压Vm必须小于电压偏差要求的最大电压Vmax，整条线路上电压才能满足要求。
在1节点、8节点、17节点接人容量为1000+j500kVA的分布式电源，其节点类型设为PQ节点，进行潮流计算，结果如图2所示。从图2中不难发现分布式电源的接入可以提高系统的整体电压水平，其接入位置与节点电压幅值密忉相关。相同容量的分布式电源接在配电线路的不同位置，对线路的电压分布产生的影响差别很大，接入点越接近线路末端节点对线路电压分布的影响越大，越接近系统母线对线路电压分布的影响越小。因此，在配电网规划及分布式电源接入系统设计时，需要根据分布式电源的性质、容量确定合理的接入点，确定合理的控制方式，只有这样才能改善线路的电压质量，提高供电可靠性。
2分布式电源接入系统
2.1分布式电源的分类一般可以根据分布式电源的技术类型、所使用的一次能源及和与电力系统的接口技术进行分类。按照技术类型可分为小型燃气轮机、地热发电、水力发电、风力发电、光伏发电、生物质能发电、具有同步或感应发电机的往复式引擎、燃料电池、太阳热发电、微透平等，按照一次能源可分为化石燃料、可再生能源；按照与电力系统的接口可分为直接相联、逆变器相联；按照并网容量分，可分为小型分布式电源和大、中型分布式电源。小型分布式电源主要包括风力发电、光伏发电、燃料电池等；大、中型分布式电源主要包括微型汽轮机、微型燃气轮机、小型水电等。
2.2微网技术简介微网是一个小型发配电系统，由分布式电源、相关负荷、逆变装置、储能装置和保护、监控装置汇集而成，具有能量管理系统、通讯系统、电气元件保护系统，能够实现自我调节、控制和管理。微网既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。从其内部看，微网是一个个小型的电力系统。从外部看，微网是配电网中的一个可控的、易控的“虚拟”电源或负荷。微网系统如图3所示。
2.3将分布式电源组成不同类型的微网目前，比较成熟的分布式发电技术主要有风力发电、光伏发电、燃料电池和微型燃气轮机等几种形式。在城镇配电网中，风力发电、燃料电池、光伏发电发电容量远小于配网负荷，对于这些小容量的分布式电源，采用与附近负荷组成微网的形式并入配网系统，通过技术措施使微网内的发电功率小于其负荷消耗的功率，使这些“不可见”的分布式电源完全等效为一个负荷。针对发电出力达到最大、负荷功率最小的工况，根据发电出力与负荷消耗功率的差值及持续时间计算出需要存储的电量，该电量作为储能装置容量的一个约束条件，再考虑其他的约束条件，为微网配置容量合理的储能装置。当出现发电出力大于负荷消耗功率时，将这部分电量存到储能装置中，在负荷功率高于发电出力时，再将这部分电量释放掉。大型的微型燃气轮机多用于需要稳定的热源、冷源的工商企业，以实现热、电、冷三联供，这些企业的负荷稳定，易于预测。微型燃气轮机的发电功率由用户对供热和供冷的要求决定，发电功率也易于预测。这样，以这些微型燃气轮机为分布式电源的微网是可控、易控的。将分布式电源纳入到微电网，并将其分为纯负荷性质的微网和发电、负荷可控的微网两种，有效的解决了分布式电源潮流不可控的难题，给配电网的调度、运行带来的极大的方便。
2.4微电网接入系统方案纯负荷性质的微网在配网中是一个内部带有电源的负荷，将其接入到配网馈线的中间至末端，可有效地改善配电网电压分布，降低配电网网损。当微网内分布式电源突然故障或者失电时，由配电网对微网内的负荷进行供电，此时配电线路潮流增大，微网内的电压会发生跃变，如电压幅值变化超过用电设备允许值，将会对用电设备造成损坏。针对这种情况，可以利用微网内的储能装置将存储的能量进行逆变，有效地支撑电压，避免产生电压跌落，减少电压波动，有效的保护用电设备。当配电网失电时，微网自动脱网孤岛运行，孤岛的运行方式由微网内部自行控制，对配电网的故障分析、检修、试验不产生影响。对于发电、负荷可控的微网，尤其是容量较大的，在配电网规划及接入系统设计时，需统一考虑中接入位置对配电网电压、继电保护、安全自动装置的影响，需要进行充分的论证，必要时可采用专线接入系统，以确保配电的安全、可靠运行，充分发挥分布式电源的经济效益和社会效益。
3结束语
电源设计论文范文第6篇
配电系统的基本单元是馈线。馈线的首端经过高压降压变压器与高压配电网相连接，末端经低压降压变压器与用户相连。我国馈线电压等级大多是10kV，每条馈线上线路成树状分布，以辐射形网络连接若干台配电变压器。馈线的不同位置分布有若干负荷，这些负荷种类繁多，随机性大，要准确地描述比较困难。为方便研究，文章采用静态恒功率模型来表示各节点的负荷。考虑到配电网电压较低，线路长度较短，设定以下假设条件：各节点负荷三相对称，三相线路间不存在互感。然后将所有线路阻抗均折合到系统电压等级，得出馈线模型。分布式电源的接入可以提高系统的整体电压水平，其接入位置与节点电压幅值密忉相关。相同容量的分布式电源接在配电线路的不同位置，对线路的电压分布产生的影响差别很大，接入点越接近线路末端节点对线路电压分布的影响越大，越接近系统母线对线路电压分布的影响越小。因此，在配电网规划及分布式电源接入系统设计时，需要根据分布式电源的性质、容量确定合理的接入点，确定合理的控制方式，只有这样才能改善线路的电压质量，提高供电可靠性。
2分布式电源接入系统
2.1分布式电源的分类
一般可以根据分布式电源的技术类型、所使用的一次能源及和与电力系统的接口技术进行分类。按照技术类型可分为小型燃气轮机、地热发电、水力发电、风力发电、光伏发电、生物质能发电、具有同步或感应发电机的往复式引擎、燃料电池、太阳热发电、微透平等，按照一次能源可分为化石燃料、可再生能源；按照与电力系统的接口可分为直接相联、逆变器相联；按照并网容量分，可分为小型分布式电源和大、中型分布式电源。小型分布式电源主要包括风力发电、光伏发电、燃料电池等；大、中型分布式电源主要包括微型汽轮机、微型燃气轮机、小型水电等。
2.2微网技术简介
微网是一个小型发配电系统，由分布式电源、相关负荷、逆变装置、储能装置和保护、监控装置汇集而成，具有能量管理系统、通讯系统、电气元件保护系统，能够实现自我调节、控制和管理。微网既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。从其内部看，微网是一个个小型的电力系统。从外部看，微网是配电网中的一个可控的、易控的“虚拟”电源或负荷。微网系统如图3所示。
2.3将分布式电源组成不同类型的微网
目前，比较成熟的分布式发电技术主要有风力发电、光伏发电、燃料电池和微型燃气轮机等几种形式。在城镇配电网中，风力发电、燃料电池、光伏发电发电容量远小于配网负荷，对于这些小容量的分布式电源，采用与附近负荷组成微网的形式并入配网系统，通过技术措施使微网内的发电功率小于其负荷消耗的功率，使这些“不可见”的分布式电源完全等效为一个负荷。针对发电出力达到最大、负荷功率最小的工况，根据发电出力与负荷消耗功率的差值及持续时间计算出需要存储的电量，该电量作为储能装置容量的一个约束条件，再考虑其他的约束条件，为微网配置容量合理的储能装置。当出现发电出力大于负荷消耗功率时，将这部分电量存到储能装置中，在负荷功率高于发电出力时，再将这部分电量释放掉。大型的微型燃气轮机多用于需要稳定的热源、冷源的工商企业，以实现热、电、冷三联供，这些企业的负荷稳定，易于预测。微型燃气轮机的发电功率由用户对供热和供冷的要求决定，发电功率也易于预测。这样，以这些微型燃气轮机为分布式电源的微网是可控、易控的。将分布式电源纳入到微电网，并将其分为纯负荷性质的微网和发电、负荷可控的微网两种，有效的解决了分布式电源潮流不可控的难题，给配电网的调度、运行带来的极大的方便。
2.4微电网接入系统方案
纯负荷性质的微网在配网中是一个内部带有电源的负荷，将其接入到配网馈线的中间至末端，可有效地改善配电网电压分布，降低配电网网损。当微网内分布式电源突然故障或者失电时，由配电网对微网内的负荷进行供电，此时配电线路潮流增大，微网内的电压会发生跃变，如电压幅值变化超过用电设备允许值，将会对用电设备造成损坏。针对这种情况，可以利用微网内的储能装置将存储的能量进行逆变，有效地支撑电压，避免产生电压跌落，减少电压波动，有效的保护用电设备。当配电网失电时，微网自动脱网孤岛运行，孤岛的运行方式由微网内部自行控制，对配电网的故障分析、检修、试验不产生影响。对于发电、负荷可控的微网，尤其是容量较大的，在配电网规划及接入系统设计时，需统一考虑中接入位置对配电网电压、继电保护、安全自动装置的影响，需要进行充分的论证，必要时可采用专线接入系统，以确保配电的安全、可靠运行，充分发挥分布式电源的经济效益和社会效益。
3结束语
电源设计论文范文第7篇
关键词：单片机；逆变电源；锁相；抗干扰
引言
本监控系统是为铁路用4kVA/25Hz主从热备份逆变电源系统设计的。
4kVA/25Hz主从逆变电源是电气化铁路区段信号系统的关键设备，有两相输出：110V/1.6kVA局部电压（A相）；220V/2.4kVA轨道电压（B相）；两相均为25Hz，且要求A相恒超前B相90°。由于逆变器是给重要负载供电，且负载不允许断电，故采用双机热备份系统，一旦主机发生故障，要求在规定时间内实现切换，因此，备份逆变器一直处于开机状态。由于逆变器经过了整流，逆变两级能量变换，功率较大，且指标要求较高，必须要采用先进的控制技术；同时为了安全实现主从切换，也必须要有完善的监控系统来实现锁相，保证整机的安全。
1监控系统总体设计要求
根据实际情况，本系统主要完成以下功能：
1）主从切换功能主从控制之间实现准确无误的切换，具有自动和手动两种功能，保证切换时电压同频率，同相位，同幅值；
2）锁相功能主从机组局部电压同频同相，同一机组内A相恒超前B相90°；
3）完善的保护功能具有软起动功能，以避免启动瞬间电压过冲对逆变器及负载的冲击，以及输出过压、过流保护，频率、相位超差保护，桥臂直通保护，过热保护等；
4）显示功能实时显示运行参数及工作状态并具有声光报警功能，以提示值班人员及时排除故障；
5）通信功能具有主从机组之间通信，与监控中心（上位机）通信等功能；
6）抗干扰功能系统具有良好的抗干扰能力。
2系统硬件电路设计
2.1DS80C320单片机简介
DS80C320是DALLAS公司的高速低功耗8位单片机。它与80C31/80C32兼容，使用标准8051指令集。与普通单片机相比有以下新特点：
1）为P1口定义了第二功能，从而共有13个中断源（其中外部中断6个），3个16位定时/计数器，两个全双工硬串行口；
2）高速性能，4个时钟周期/机器周期，最高振荡频率可达33MHz，双数据指针DPTR；
3）内置可编程看门狗定时器，掉电复位电路；
4）提供DIP，PLCC和TQFP三种封装。
2.2基于DS80C320的监控系统硬件电路设计
按照上述系统设计要求，设计了如图1所示的监控系统。监控系统采用模块化的设计思想，分为微处理器及外设模块，模拟量采集模块，开关量采集模块，频率及相差测量模块，控制量输出模块，人机接口模块，同步信号模块以及通信模块。
1）微处理器及外设模块微处理器采用DS80C320，非常适合于监控。本系统充分利用前面已提及的特点，简化了硬件设计与编程，从而提高了整个系统的可靠性。根据系统需要扩展了一片8255，一片E2PROM和一片8254。
2）模拟量采集模块根据采集精度要求以及被采集量变化缓慢的特点，采用AD公司的高速12位逐次逼近式模数转换器AD574A，其内部集成有转换时钟，参考电压源和三态输出锁存器，转换时间25μs，并通过ADG508A扩展模拟量输入通道。
3）开关量采集模块首先经光耦进行隔离后，再通过与门送入单片机的外部中断口，同时通过8255送入单片机，采取先中断后查询的方式。
4）频率及相差测量模块信号先经过具有迟滞特性的过零比较器转换为方波，然后通过双四选一开关4052送入单片机，通过定时器T0来计算频率和相差。
5）控制量输出模块通过光耦控制输出，实现可靠隔离。
6）人机接口模块包括按键和显示部分。通过简单的按键选择，实现电流、电压、频率及相差的显示。显示部分采用8279驱动8位七段LED显示，同时通过发光二极管和蜂鸣器提示运行状态。
7）同步信号模块本模块用来实现锁相。单片机控制8254产生局部同步脉冲和轨道同步脉冲，同步脉冲用来复位正弦基准。通过软件控制同步信号的频率，可实现主从锁相和局部及轨道的相位跟踪。具体实现过程将在下文详述。
8）通信模块采用了RS232和RS485两种通信方式。利用串口0采用RS232实现与另一机组监控单元的双机通信，获取对方机组状态信息；利用串口1采用RS485标准接口实现与上位机的通信，完成传输数据和远程报警等功能。
3系统软件设计
3.1系统软件流程
主程序流程图如图2所示。系统上电复位后，首先对单片机，芯片及控制状态进行初始化；然后读取AC/DC模块的工作状态，若正常则启动DC/AC模块，否则转故障处理；开启DC/AC后，读入其工作状态并判断输出电压是否满足要求，有故障转故障处理，正常则开启故障中断；接下来进行主从机组判断和相位跟踪，实现主从相位同步和局部及轨道电压的锁相；只有在实现锁相后，才采用查询方式处理键盘及测量显示。在软件编制中，键盘中断是关闭的。实验证明，对人机交互通道采用这种查询处理方法，完全可以满足系统的实时要求。开关量的输入采取先产生中断，后查询的方法，保证了响应的实时性和逆变系统的安全性。
3.2系统采用的主要算法和技术
3.2.1交流采样算法
测量显示大信号的交流量时，通过互感器得到适合A/D转换的交流小信号，然后对小信号进行采样，最后对采样数据采用一定的算法，得到正确的显示值。均方根法是目前常用的算法，其基本思想是依据周期连续函数的有效值定义，将连续函数离散化，从而得出电压的表达式
式中：n为每个周期均匀采样的点数；
ui为第i点的电压采样值。
3.2.2数字滤波算法
A/D转换时，被采样的信号可能受到干扰，从采样数据列中提取逼近真值数据时采用的软件算法，称为数字滤波算法。目前常用的方法有程序判断滤波、中值滤波、算术平均滤波、加权平均滤波、滑动平均滤波等。根据本系统对采集精度有较高要求以及被采集的模拟量变化缓慢的特点，采用程序判断滤波法和算术平均滤波法相结合的滤波方法，即进行多周期采样，取其算术平均值作为有效采样值。每次采样后和上次有效采样值比较，如果变化幅度不超过一定幅值，采样有效；否则视为无效放弃。
3.2.3单片机锁相技术
本监控系统一个很重要的功能是实现相位同步，即保证主从机组的相位同步和机组内局部电压相位恒超前轨道电压相位90°。本系统锁相的基本原理是，对于频率相同而相位不同步的两路信号，比如A路和B路，若A路为基准，B路超前（滞后）一定的相位，可以通过适当降低（增大）B路信号的频率来实现相位调整进而锁相，最后再把B路频率置为原频率值。
本系统中，单片机控制8254产生25Hz同步脉冲，同步脉冲用来复位正弦基准，使基准正弦波重新从零值开始。基准正弦波与三角波比较产生SPWM波，经逆变得到与基准正弦同频的交流输出，因此，通过调整同步脉冲的频率可改变正弦基准的频率，进而可改变被调整输出电压的相位。要实现系统的锁相要求，需要从机组局部电压跟踪主机组的局部电压，各机组轨道电压跟踪本机组的局部电压。因此，要有主从局部锁相和局部轨道相位跟踪两个子程序。
锁相的流程图如图3及图4所示。首先由多路开关选择要锁相的两路信号，由单片机测量相位差，并对所得相位差数据进行必要的运算和处理后，判断有无超差。倘若相位超差，则根据超差范围确定同步脉冲的频率值。如果是主从局部锁相，则应同时改变从机组局部和轨道的同步脉冲；否则，若为局部、轨道相位跟踪，则只改变本机组轨道的同步脉冲。通过调整同步脉冲，可实现相位调整。实现锁相后，同步脉冲的频率置为25Hz返回。
4抗干扰措施
由于该监控系统工作于强电环境，很容易受到各种干扰的影响。干扰一旦串入系统，轻则会引起误报，严重时就会导致整个系统瘫痪，甚至造成重大事故。本系统从硬件和软件两方面采取了抗干扰措施，保证了监控系统的可靠运行。
4.1硬件抗干扰措施
1）光电隔离在输入和输出通道上采用光耦合器件进行信息传输，在电气上将单片机与各种传感器、开关、执行机构隔离开来，可以较好地防止串模干扰。
2）加去耦电路在电源进线端加去耦电容，削弱各类高频干扰。
3）合理布置地线系统中的数字地与模拟地分开，最后在一点相连，避免了数字信号对模拟信号的干扰。
4）数字信号采用负逻辑传输骚扰源作用于高阻线路时易形成较大干扰，而在数字信号系统中，输出低电平时内阻要小些，因此，定义低电平为有效（使能）信号，高电平为无效信号，可减少干扰引起的误动作，提高控制信号的可靠性。
4.2软件抗干扰措施
1）利用可编程硬逻辑看门狗将单片机从死循环和跑飞状态中拉出，使单片机复位。而DS80C320提供了内部可编程硬逻辑看门狗，不须外加电路，就能够实现可靠的超时复位。同时，DS80C320还为一些重要的看门狗控制位提供了访问保护，防止单片机失控后对这些重要的控制位进行非法操作，进一步保证了程序的安全性。
2）对于数字信号采集，利用干扰信号多呈毛刺状且作用时间短这一特点，多次重复采集，直到连续两次或两次以上采集结果完全一致才认为有效。数字信号输出时，重复输出同一个数据，其重复周期尽可能短，使外部设备对干扰信号来不及作出有效反应。
3）对模拟量的采样和处理，采用数字滤波技术。
4）采用指令冗余和软件陷阱，防止程序跑飞。
电源设计论文范文第8篇
[关键词]电影布景设计渊源大师梅里埃布景作用内容制作表现形式
一、电影布景设计的渊源及作用
电影布景起源于戏剧布景，但却朝着与戏剧布景相反的方向演变，朝着现实主义的形式、朝着真实性的形式发展。“布景”这个词，在戏剧中是名符其实的，在那里有墙壁围绕的舞台，有悬挂帷幕和剧情所需的“装饰”。但是对电影来说，正如一篇寓言所说的那样“天地万物是舞台”，贴切的说：在电影中没有舞台。电影布景并非是一种“装饰”，而是一种逼真写实的构筑物或实际的外景，既是说电影中的客厅或酒吧，看起来应该像真实的酒吧间或客厅。
电影布景的设计，是通过摄像机和胶片来实现。在拍摄过程中，观众的眼睛会随着“摄影机”，或拍摄的对象、布景或风光的某个场面而移动。电影布景构成了摄影机拍摄运动的界限，摄影机既可以通过一道道门，追随拍摄一位正在登楼梯的演员，也可以代替这位演员在楼梯栏杆上弯腰朝下张望，从而为观众展现一个俯瞰的前厅等场景。
电影布景是为影片造型而进行的设计和制作，它是由多个单元组成的，其处理手法也是多种多样的。布景设计师的作用，在于营造一部影片“布景”(构筑的或实际外景)的气氛和风格。布景的成功与否，直接影响了影片的艺术水准。
电影布景的发展，是随着整个电影工业的发展而发展，随着电影美学和技术的发展而演变的。电影布景是电影发展史上每个重要阶段的里程碑。在布景艺术的发展过程中，戏剧，文学，绘画，社会和经济都对电影布景的变化产生了巨大影响。电影流派的出现，使得电影布景带有明显的风格特征，从本世纪初的“原始派”，经过“唯美派”，到“新现实主义”，“表现主义”等都有各自的布景概念和审美特征。正是这些流派的产生，极大的丰富了现实主义的布景艺术。
二、早期布景天才梅里埃对后世的影响
著名大师梅里埃在布景设计方面，是个天才的先驱者，他利用了当时戏剧的绘画布景技术来营造电影逼真的氛围。他的布景一般是三片：中间是一个蒙画布的大景框，两边各置一个蒙画布的小景框，大景框与小景框成钝角相接，具有“哄骗眼睛”的景幕效果。其特点是视觉逼真，远景深远，具有良好的主体效果。
梅里埃非常重视布景的总体外貌、特技摄影装置、演员的调度移动及大小道具等的互相协调。所绘制的布景，在今天看来带有一种诗人的天真稚气之感，但对早期的电影观众来说已是十分令人满意的了。他在摄影棚里拍摄的“新闻纪录片”，对观众产生了非常强烈的现实主义印象，当观众看到“普果火山爆炸”时不禁发出了惊恐的呼叫声。
梅里埃处理布景的手段很原始、也很写实，即使是拍摄的幻想片也是如此。他总结出电影布景的设计法则是：讲究画面深度、重视空间透视效果、合理地选择布景构成、逼真写实地绘制布景、并适当地加配陈设物。
梅里埃的影片受到后来超现实主义者的景慕和迷恋。例如“海底二万里”一片，那些由女演员扮演的水仙们，悠哉悠哉，懒懒地横陈在巨大的贝壳里；一群美人鱼漫舞轻盈，仿佛在水间游动，画面的背景是身背甲壳、头长触须的各种水妖海怪穿梭进出。看过他的这些影片(如“春天仙境”、“仙女园”等)我们会深深地感到，这些活动影象与卢梭的某些油画有着惊人的相似之处。他们具有相同的构图方法：同样地率直纯朴：色彩同样地和谐明快，大胆异常：作品洋溢的诗意，体现了梅里埃艺术的主要特征。
三、电影布景的设计与制作由多单元组成
电影布景是电影造型的重要手段，它包括景物造型和人物造型。设计师要负责电影的内景、道具的设计，剧中人的活动环境，及外景的选择等。
电影布景的制作技术，直接关系到影片的造型质量。现代电影已愈来愈多地利用外景拍摄，来追求较强的纪实性和表现力。好的外景设计是电影内景的外延和补充。在拍摄外景时，地点与时间应相对集中，以便缩短摄制周期，降价摄制成本。
道具是电影布景中必不可少的物件。可分为两大类：一类是陈设道具：一类是戏用道具，即演员随身佩带和使用的物品。电影拍摄中，常把陈设道具称为大道具，戏用道具称为小道具。还有为制造气氛的道具，称为气氛道具及动物道具等。无论是何种道具都应该真实可信，与特定的时代与环境协调一致。在电影中，形形的道具和布景扮演着电影画龙点睛的工作，有了它们，电影就更加逼真更、加精采!
电影布景中的基本道具，小至碗筷、烟斗、笔筒，大至床、桌椅、橱柜等，真是应有尽。所以进入电影公司的道具间，就像进入一家古董店，或者是进入了百货超市!不过这些大大小小的道具多是仿制品，为了组合方便。它们都设计得比较轻巧，也容易搬动!
为了让每个电影画面都看起来真实可信，布景设计师把电影所需的场景，区分成许多单一的独立景片。这些景片不但容易拆装，而且还可以变化自如，只要几分钟的时间，就可以像是堆积木一样，拼凑成一个符合剧情需要的，足以乱真的布景，像是楼阁、凉亭，以及客厅、厨房等。
通常在电影上看到的客厅一景，在摄影棚里实际上只是由三面木板所构成，这三面木板就是用来当作隔间用的墙壁，它们经过油漆粉刷后，加上一些装饰品，再摆上沙发、茶几等道具，看起来就和真的客厅一样。
这些布景景片的制作多半是由图片放大仿制而成，例如在一个短剧现场中，需要一个商店的布景，那么这个景片有时可以用油漆照实际的商店画成，有时则可以将实际的商店拍成照片。再放大裱贴在夹板上。这些大景片还能重复使用，这样不但节省了成本，还可以让资源再利用。
通常，布景师在长期的拍摄中，会形成一种风格：这种风格会溶合在他的布景作品中。如卢米埃尔兄弟以前从事照相，所以爱在真实的场面前拍摄(既“真实电影”)。而梅里埃以前从事魔术和戏剧，所以喜欢采用“骗眼”给幕布景，把他所看到的东西变换成他所想像的东西，再现出一个超现实的感觉。
可以说，电影布景师是电影的化装师，那些杰出的电影是靠布景逼真的壮境奇观来实现的。这些用木板和石膏仿制而成的宫庭殿宇，蛀痕斑驳的冥府幽城，倒塌的断垣残壁都市的街道和建筑，经过画家的油彩涂抹，显现了光阴流逝的陈迹岁月。使观众感觉不到布景有什么别扭或不自然之处，可以说成功的布景就是最不引人注目的布景。
四、电影布景设计的表现形式
电影布景的设计手法，即可以写实也可以写意，或两者兼而有之。如表现人物心情时的环境布光，可以具有写意风格，但主体所在的环境景致又可以是现实的风格。不同的布景处理，所营造的气氛会有很大的差别。至于什么时候写实或写意，如何写实或写意，在于设计者所表达的整体造型意图。在表达整体意图的同时，布景师要处理好整体和局部的关系，局部不能脱离整体，而且要为整体服务，整体更应该总领局部，并且要对局部提出限制。:
现在我们对两个片子进行一下比较，就能看出电影布景在电影中的作用。第一部是采用写意风格的法国电影《红气球》。在这部影片中，红气球本身是具有象征意义的，从而确立了影片的风格是写意性的。影片中，由于要突出红气球的色彩，所以在其它地方都尽量避免采用与红色相近或有影响的色彩。这些色彩会削弱观众对红色的印象，这样的设计确实起到预想中的效果，使看过影片的人都会对那飘荡在现实空间的一点红色记忆颇深，进而也就自然地由红色，理解出设计者所要传达的意念。
电源设计论文范文第9篇
本设计是DC/DC直流开关电源设计,首先将开关电源与线性电源进行对比，总结了开关电源的优点,并对其当前的发展以及在发展中存在的问题进行了描述，然后在对开关电源的整体结构进行了介绍的基础上，对开关电源的主回路和控制回路进行设计：在主回路中整流电路采用单相桥式、功率转换电路采用单端正激功率转换电路、采用增加副边绕组的方法实现多路输出，其中功率转换电路（DC/DC变换器）是开关电源的核心部分，对此部分进行了重点设计；控制电路采用PWM控制，控制器采用开关电源集成控制器GW1524、设计了过压保护电路、电压检测电路和电流检测电路，对各个部分的参数进行了计算并进行了元器件的选型。
【关键词】DC/DC变换器、PWM控制、整流、滤波。
Abstract
Inthispaper,Idesignedaswitchpowersupplysystemwiththreeoutputs:Comparetheswitchpowerwithlinearpoweratfirst,hassummarizedtheadvantageoftheswitchpower,havedescribeditspresentdevelopmentandtherearenaturalquestionsindevelopment.Onthebasisofthethingthatthewholestructuretotheswitchpowerhasmadeanintroduction,tothemainreturncircuitandcontrollingthereturncircuittodesignoftheswitchpower:Therectificationcircuitadoptsthesingle-phasebridgetypeinthemainreturncircuit,thepowerchangesthecircuitandadoptsanddefiesthepowertochangethecircuit,realizebyincreasingthewindingofonepairofsidessingleandwellthatmanywaysareexported,itisakeypartoftheswitchpowersupplythatthepowerchangescircuit(DC/DCtransformer),havedesignedthispartespecially;ThecontrolcircuitadoptsPWMtocontrol,thecontrolleradoptstheswitchpowerintegratedcontrollerGW1524,designthecircuittomeasurevoltageandthecircuittoelmeasureectriccurrent,selectingtypeofcalculatingandcarryingonthecomponentsandpartstheparameterofeachpart.
Keyword：DC/DCtransformer,PWMcontrol,rectification,strainingwaves.
1概述
电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。
1.1开关电源的基本原理
开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比调整输出电压，开关电源的基本构成如图1-1所示，DC-DC变换器是进行功率变换的器件，是开关电源的核心部件，此外还有启动电路、过流与过压保护电路、噪声滤波器等组成部分。反馈回路检测其输出电压，并与基准电压比较，其误差通过误差放大器进行放大，控制脉宽调制电路，再经过驱动电路控制半导体开关的通断时间，从而调整输出电压。
1.2开关电源与线性电源的比较
是先将交流电经过变压器变压，再经过整流电路整流滤波得到未稳定的直流电压，要达到高精度的直流电压，必须经过电压反馈调整输出电压。它的缺点是需要庞大而笨重的变压器，所需的滤波电容的体积和重量也相当大，而且电压反馈电路是工作在线性状态，调整管上有一定的电压降，在输出较大工作电流时，致使调整管的功耗太大，转换效率低，还要安装很大的散热片。这种电源不适合计算机等设备的需要，将逐步被开关电源所取代。
1.3开关电源的发展与应用
当前,开关电源新技术产品正在向以下"四化"的方向发展:应用技术的高频化;硬件结构的模块化;软件控制的数字化;产品性能的绿色化。由此,新一代开关电源产品的技术含量大大提高,使之更加可靠、成熟、经济、实用。
开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。
近年,有些公司把开关器件的驱动保护电路也装到功率模块中去,构成了"智能化"功率模块(IPM),这样缩小了整机的体积,方便了整机设计和制造。为了提高系统的可靠性,有些制造商开发了"用户专用"功率模块(ASPM),它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中,使元器件间不再有传统的引线相连,这样的模块经过严格、合理的、热、电、机械方面的设计,达到优化完善的境地。
开关电源是一种采用开关方式控制的直流稳定电源,它以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。而当我们把开关电源的研究扩大到可调高电压、大电流时,以及将研究新技术应用于DC/AC变换器,即开拓了大功率应用领域,又使开关电源的应用范围扩大到了从发电厂设备至家用电器的所有应用电力、电子技术的电气工程领域。作为节能、节材、自动化、智能化、机电一体化的基础的开关电源,它的产品展现了广阔的市场前景。例如,发电厂的贮能发电设备、直流输电系统、动态无功补偿、机车牵引、交直流电机传动、不停电电源、汽车电子化、开关电源、中高频感应加热设备以及电视、通讯、办公自动化设备等。
1.4开关电源当前存在的问题
当我们对该技术进行深入研究后却发现它仍然存在着一些问题需要解决，而且有的问题还带有全局性：采用定频调宽的控制方式来设计电源，都以输出功率最大时所需的续流时间为依据来预留开关截止时间的，则负载所需的功率小于电源的最大输出功率时就必然造成了工作电流的不连续；"反峰电压"是开关导通期间存入高频变压器的励磁能量在开关关断时的一种表现，而励磁能量只能在、也必须在开关关断后的截止期间处理掉，既能高效处理励磁能量又能有效限制反峰电压的办法是存在的，那就是要及时地为励磁能量提供一个"低阻抗通道"，并且为励磁能量的通过提供一段时间，但"单调"控制方法不具备这一条件；高频变压器的磁通复位问题；传统的电流取样方法是在功率回路中串联电阻，效率不高，这个问题向来是电源技术，尤其是以小体积、高功率密度见长的开关电源技术发展的"瓶颈"；高频开关电源的并联同步输出问题。
以上的问题看似彼此独立，其实它们之间存在着一定的关联性解决这些问题，也许还是一条艰难而漫长的路。
2整流电路的设计
整流是将交流电变成脉动直流电的过程。电源变压器输出的交流电经整流电路得到一个大小变化但方向不变的脉动直流电。整流电路是由具有单向导电性的元件例如二极管、晶间管等整流元件组成的。
2.1整流电路的选择
单相整流电路有两种：电容输入型电路和扼流圈输入型电路
电容输入型的基本电路如图2-1：（a）为半波整流电路（b）为中间抽头的全波整流电路（c）桥式整流电路（d）倍压整流电路。
扼流圈输入型基本电路，用于负载电流I0较大的电路，扼流圈L的作用是抑制尖峰电流。
电源设计论文范文第10篇
摘要：小康住宅电源插座设置数量选用布置供电回路
电源插座是为家用电器提供电源接口的电气设备，也是住宅电气设计中使用较多的电气附件，它和人们生活有着十密切的关系。现在居民搬进新房后，普遍反映电源插座数量太少，使用极不方便，造成住户私拉乱接电源线和加装插座接线板，经常引起人身电击和电气火灾事故，给人身财产平安带来重大隐患。所以，电源插座的设计也是评价住宅电气设计的重要依据。笔者根据国外以及我国有关住宅规范及标准，结合多年来的实践提出住宅电源插座的数量及布置要求，供参考。
1电源插座设置数量的规定
（1）国家标准《住宅设计规范》（GB50096－1996）第6．5．4条规定，电源插座的
数量应不少于表1的规定；
（2）小康住宅电气设计《设计导则》中第4．3．5条规定，小康住宅中设置的插座数量不少于表2中的规定；
（3）《上海市工程建设规范》（DGJ08－20－2001）12．2．2条规定，电源插座设置数量应不少于表3的规定；
（4）“江苏省住宅设计标准”（DB32／380－2000）中规定，每套住宅内电源插座的设置，应符合表4中的规定；
（5）香港非凡行政区政府机电工程署1997年版《电力（线路）规例工作守则》家庭用途的装置及用具中规定，电源插座数量应不少于表5中的规定；
（6）美国国家电气法规NEC的第210－52（a）条对电源插座的布置作了更量化的规定。其中两个电源插座间的距离不得超过3．6m，因为美国规定家用电器电源线长达1．8m，一个家用电器如不能自左侧接电源插座，定能自右侧接电源插座，如图所示；
（7）小康住宅是由建设部在各大城市指导建设，面向21世纪的大众住宅，其定位标准是“科技先导，适度超前”。这将是我国住宅产业未来发展的方向。很显然，国家标准“住宅设计规范”中的电源插座数量偏少，参照国内外住宅电源插座设置数量标准，根据目前使用和超前发展的要求，建议住宅内电源插座的设置数量应不少于表6的要求。
2电源插座的选用和设置要求
2．1电源插座的选用
（1）电源插座应采用经国家有关产品质量监督部门检验合格的产品。一般应采用具有阻燃材料的中高档产品，不应采用低档和伪劣假冒产品；
（2）住宅内用电电源插座应采用平安型插座，卫生间等潮湿场所应采用防溅型插座；
（3）电源插座的额定电流应大于已知使用设备额定电流的1．25倍。一般单相电源插座额定电流为10A，专用电源插座为16A，非凡大功率家用电器其配电回路及连接电源方式应按实际容量选择；
（4）为了插接方便，一个86mm×86mm单元面板，其组合插座个数最好为两个，最多（包括开关）不超过三个，否则采用146面板多孔插座；
（5）对于插接电源有触电危险的家用电器（如洗衣机）应采用带开关断开电源的插座。
2．2电源插座设置位置要求
电源插座的位置和数量确定对方便家用电器的使用。室内装修的美观起着重要的功能，电源插座的布置应根据室内家用电器点和家具的规划位置进行，并应密切注重和建筑装修等相关专业配合，以便确定插座位置的正确性。
（1）电源插座应安装在不少于两个对称墙面上，每个墙面两个电源插座之间水平距离不宜超过2．5m～3m，距端墙的距离不宜超过0．6m。
（2）无非凡要求的普通电源插座距地面0．3m安装，洗衣机专用插座距地面1．6m处安装，并带指示灯和开关；
（3）空调器应采用专用带开关电源插座。在明确采用某种空调器的情况下，空调器电源插座宜按下列位置布置摘要：
①分体式空调器电源插座宜根据出线管预留洞位置距地面1．8m处设置；
②窗式空调器电源插座宜在窗口旁距地面1．4m处设置；
③柜式空调器电源插座宜在相应位置距地面0．3m处设置。
否则按分体式空调器考虑预留16A电源插座，并在靠近外墙或采光窗四周的承重墙上设置。
（4）凡是设有有线电视终端盒或电脑插座的房间，在有线电视终端盒或电脑插座旁至少应设置两个五孔组合电源插座，以满足电视机、VCD、音响功率放大器或电脑的需要，亦可采用多功能组合式电源插座（面板上至少排有3个～5个不同的二孔和三孔插座），电源插座距有线电视终端盒或电脑插座的水平距离不少于0．3m；
（5）起居室（客厅）是人员集中的主要活动场所，家用电器点多，设计应根据建筑装修布置图布置插座，并应保证每个主要墙面都有电源插座。假如墙面长度超过3．6m应增加插座数量，墙面长度小于3m，电源插座可在墙面中间位置设置。有线电视终端盒和电脑插座旁设有电源插座，并设有空调器电源插座，起居室内应采用带开关的电源插座；
（6）卧室应保证两个主要对称墙面均设有组合电源插座，床端靠墙时床的两侧应设置组合电源插座，并设有空调器电源插座。在有线电视终端盒和电脑插座旁应设有两组组合电源插座，单人卧室只设电脑用电源插座；
（7）书房除放置书柜的墙面外，应保证两个主要墙面均设有组合电源插座，并设有空调器电源插座和电脑电源插座；
（8）厨房应根据建筑装修的布置，在不同的位置、高度设置多处电源插座以满足抽油烟机、消毒柜、微波炉、电饭煲、电热水器、电冰箱等多种电炊具设备的需要。参考灶台、操作台、案台、洗菜台布置选取最佳位置设置抽油烟机插座，一般距地面1．8m～2m。电热水器应选用16A带开关三线插座并在热水器右侧距地1．4m～1．5m安装，注重不要将插座设在电热器上方。其他电炊具电源插座在吊柜下方或操作台上方之间，不同位置、不同高度设置，插座应带电源指示灯和开关。厨房内设置电冰箱时应设专用插座，距地0．3m～1．5m安装；
（9）严禁在卫生间内的潮湿处如淋浴区或澡盆四周设置电源插座，其它区域设置的电源插座应采用防溅式。有外窗时，应在外窗旁预留排气扇接线盒或插座，由于排气风道一般在淋浴区或澡盆四周，所以接线盒或插座应距地面2．25m以上安装。距淋浴区或澡盆外沿0．6m外预留电热水器插座和洁身器用电源插座。在盥洗台镜旁设置美容用和剃须用电源插座，距地面1．5m～1．6m安装。插座宜带开关和指示灯；
（10）阳台应设置单相组合电源插座，距地面0．3m。
3电源插座供电回路
（1）住宅内空调器电源插座、普通电源插座、电热水器电源插座、厨房电源插座和卫生间电源插座和照明应分开回路设置；
（2）电源插座回路应具有过载、短路保护和过电压、欠电压或采用带多种功能的低压断路器和漏电综合保护器。宜同时断开相线和中性线，不应采用熔断器保护元件。除分体式空调器电源插座回路外，其他电源插座回路应设置漏电保护装置。有条件时，宜按分回路分别设置漏电保护装置；
（3）每个空调器电源插座回路中电源插座数不应超过2只。柜式空调器应采用单独回路供电；
（4）卫生间应作局部辅助等电位联结；
（5）厨房和卫生间靠近时，在其四周可设分配电箱，给厨房和卫生间的电源插座回路供电。这样可以减少住户配电箱的出线回路，减少回路交叉，提高供电可靠性；
（6）自配电箱引出的电源插座分支回路导线截面应采用不小于2．5mm2的铜芯塑料线。
参考文献
1香港非凡行政区政府机电工程署编．《电力（线路）规例工作守则》1997
2北京市建筑设计探究院编．《建筑电气专业设计技术办法》中国建筑工业出版社，1998
3《住宅设计规范》（GB50096－1999）．中国建筑工业出版社，1999
4李天恩主编．《小康住宅电气设计》北京中国建筑工业出版社，1999
5全国建筑电气设计技术协作及情报交流网编．建筑电气设计通讯．2001；1
6国际铜业协会（中国）编．《住宅建设应满足电气平安和远期负荷增长的要求》2000