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酒店設計論文范文1

但我的朋友又披露了另一個統計數字：他設計的典型電路板上有約30個獨立的電源網絡。每個電源網絡都有不同的標稱電源電壓、精度以及調整率；在有些情況下，這些標稱電壓只相差十分之幾伏。再則，每個電源網需要有自己的穩壓器以及一系列去耦電容器，以便控制從近乎直流直至幾百千赫帶寬內的旁路阻抗。設計師必須分析并實現每個電源網絡的供電與返回路徑，以及大量的PCB板走線。在最終設計中，直流電源子系統的走線與電容器要占去電路板面積的一大部分。設計師必須精心建立所有這些因素的模型，以確保電流路徑得當，以及IR壓降很小。在達到這些電流電平時，這可不是件簡單的工作。

然而，高質量電源子系統與其配電系統之間卻存在一個難題。盡管供電在任何系統中都是一種不可或缺的功能，但它卻無法獲得用戶的直接贊賞或認同。用戶需要的是額外的特性、功能和性能；供電被看作設計中固有的部分。增加特性有利于營銷宣傳，并獲得更多的利潤，而電源網絡的元件成本和占板面積卻沒有這些好處。事實上，有些人會把電源子系統占用的電路板面積看作沒有意義的負擔，就像財務部門或郵件收發室一樣。

我希望，你作為系統設計師或電路設計師能對物料清單上的元器件的選擇產生重大影響。我的這位朋友指出，為最大限度地減小電源網絡的負擔，你可以做幾件基本工作。首先，要幫助電源子系統設計師開發設計一組基本的穩壓器（可以使用線性穩壓或開關穩壓技術），這樣，你就可以在電路板上重用這些設計。為了使這項工作有價值，你還應該根據每一個標稱電壓來平衡電流負載，使之處于同一范圍內，因為你找不到一種經濟實惠設計能支持10mA和1A兩種負載。

酒店設計論文范文2

關鍵詞：住宅電氣設計供電系統

隨著《住宅設計規范》的實施，和廣大設計人員的不斷努力，住宅供電系統日漸合理，供電容量充足，用電安全可靠。但每當一幢新樓交付使用，用戶入住裝修時，總能見到對原有電氣設施改、拆，甚至干脆廢棄不用，造成巨大的人力，財物浪費。細加分析用戶主要改變的是，供電末端設施的位置和數量，并非供電系統本身。

電氣設施的布置要求，是由住宅的布局，現階段室內布置的方式，以及擁有的家電數量決定的，當然也有地域、年齡、職業的差異。具體到室內某一部分是由其功能所決定的，下面就室內幾大功能區常見布置，電氣設施設計談一些個人的體會：

一、臥室臥室是人休息的地方是室內最重要的場所。臥室的家具主要有：床、床頭柜、衣柜等。電氣設計包括：照明、電源插座和電話、電視插座，設計時應該注意的是：燈具應設在除去衣柜位置的中央，否則家具一就位燈位就顯偏了；燈具宜采用組合式吸頂安裝（由于室內凈高一般在2.6以下）雙聯開關控制，供不同使用功能選用不同照度。

電源插座應避開衣柜和床頭位置，在兩則墻上安裝，距地0.4米為宜。電話插座設于床與床頭柜之間，電視插座設于相對的墻面上，與電源插座平行安裝。臥室空間較小宜采用窗式空調，空調插座應設于避開衣柜一側窗戶旁墻面上高度宜為2米。

二、起居室起居室是家人聚集，招待客人的場所。主要家具包括：沙發，茶幾，桌椅等。電氣設計包括：照明，各種插座，室內配電箱等。

一般起居室兩面為墻，一面為窗。電視一般布置在較短的一面墻中部，沙發依較長一面墻布置，電話機布置在沙發轉角的小茶幾上。這樣電視插座就應設在較短一面墻中部，電話插座應在沙發轉角茶幾旁的墻上，電源插座也布置相應的位置即可，高度0.4米為宜。

起居室應采用組合式燈具，設計時應考慮采用多聯開關，燈具宜設于沙發合圍的中央上方。

起居室根據其面積大小可采用窗式或柜式空調，在外窗附近的某一墻面上設一組插座，底邊距地2米，以便為窗式空調提供電源，并在此插座垂直下方距地0.4米處設一組插座，以備將來使用柜式空調。

戶內配電箱可安裝在入戶門附近的墻上，此箱僅在檢修或故障時使用，故可安裝在較高位置，考慮到住宅層高級結構梁的影響，此箱底邊距地2米暗裝比較合適。

三、廚房廚房內的用電設備比較多有：微波爐，電飯煲，冰箱，抽油煙機等。因此在廚房內應布置足夠多的電源插座。

新裝修的廚房一般做一排廚柜和吊柜，廚柜高度約為0.7米，厚0.5米，吊柜在其上方底邊距地為1.6米，厚度為0.3～0.4米。電源插座宜設在廚柜與吊柜之間的墻面上，距地高度宜為1.5米設兩組以上。抽油煙機一般嵌于吊框內安裝，其插座宜設于吊柜內側墻上，高度2米左右為宜。冰箱插座宜設于廚房角部。

廚房燈具設于房間中央采用吊線罩燈，普通蹺板開關門外控制。

四、衛生間衛生間的電氣設計一般包括：頂燈、鏡前壁燈、排氣扇，近一段時間按摩浴缸，暖風機，浴霸等較大負荷設備也逐漸進入衛生間。

鏡前壁燈設于洗面盆高度1.8米，頂燈設于衛生間中央采用防潮型吸頂安裝，排氣扇設于風道口旁高2－2.4米，在室外墻上設多聯開關控制。在洗面盆旁側墻上設帶隔離變壓器的剃須插座距地高度1.5米。一般衛生間不考慮按摩浴缸，當需設置時，建議其供電回路設置現場隔離開關，隔離開關可配小開關盒暗設于衛生間就近外墻上，安裝時再引出接線。另外，熱水器，排氣扇不宜直接用插座供電，可用暗盆出線預留1米左右長的導線，在安裝時接入電器；衛生間的取得設備容量一般為800～1500W，可將零線引入設于室外的開關盒內，供二次裝修時明管敷線，引入吊頂供電，設計時考慮其負荷。若洗衣機也放在衛生間，采用防濺插座距地1.5米供電。

酒店設計論文范文3

度假酒店一詞來源于國外，度假酒店的歷史也源于希臘和古羅馬。中世紀前的度假酒店，是統治者和貴族階級專門進行享樂的地方，當時，建造的度假酒店是公子王孫的專用場所，比如那時的海濱溫泉渡假酒店等，還非常具有局限性。而度假型酒店的發展與繁榮是在美國，在工業革命時期，度假酒店在美國的建設就已經開始了。到了第二次世界大戰后，度假酒店建設發展到最，這與當時的社會環境有很大關系。當時社會環境較為自由輕松，建筑改造與環境改造較多，速度也較快。伴隨著經濟的逐漸復蘇，大量的度假酒店開始建造，尤其是在歐美許多國家的大城市里，一些景色優美的地方，建設了各式各樣的度假酒店，度假酒店在全球范圍內開始風行。我們亞洲度假酒店的建設，直到二十世紀的七十年代才大面積興起，一些風格獨特、具有自然文化價值的酒店被世人認可，逐漸步入世界高品質度假酒店之列。在中國度假型酒店的發展，也是緊扣我國經濟發展的脈波，經濟的發展掘起，帶動了度假型酒店的大規模興起。對于度假酒店的發展，我國的改革開放是一個新的時間起點。從這以后，現代化度假酒店建設態勢，呈現大踏步、跨越式前進的局面。最開始階段，為滿足一些國家政府機關單位領導干部，和離退休的領導干部療養需求，而建設的度假型酒店，是一種專門進行療養的專門場所。后來，在2000年之前，我國度假型酒店開始一點點成熟。不光是過去以療養場所的形式出現了，度假型酒度開始發展建設，大多在設計風格上接近歐美的建筑風格，可以說是對歐美的建筑風格進行效仿，這一時期我國酒店的建筑風格還沒有形成自己的特色。從2000之后到現在這段時期，是我國度假酒店風格的成熟期。這一時期中，我國酒店建筑風格脫離了模仿歐美階段，開始有了本土特色，建筑風格中也逐漸體現了中國傳統文化氣息，建筑師開始根據當地的地域自然特點，將其與中國傳統元素有機的融合在一起，開發出一批更符合中國特色的，更具中國文化氣息的度假型酒店。度假型酒店無論是從風格，還是心理需求方面，都更符合中國人對度假酒店的要求，我國度假酒度的建設也進入了新的階段，中國的度假酒店開始踏上了品牌化與國際化之路。

二、度假酒店的類型

度假酒店的類型劃分沒有太嚴格的界定，因為度假型酒店可以劃分的類型很多，各個城市的類型多樣，標準也不太統一。如果按照度假酒店的綜合質量星級來分，可以分為五個星級等級，就是我們常說的四星級、五星級酒店。如果按照度假酒店的功能目標來分，可以分為溫泉度假酒店，主題度假酒店和滑雪度假酒店，現在這類酒店也比較常見，我們度假時都可以看到。再有，從度假酒店本身的地域性來分，度假酒店又可以分為城市度假酒店，鄉村度假酒店和風景區度假酒店等，有很多人都喜歡去鄉村度假酒店。還可以根據酒店提供的服務項目來分類，比如康體療養型度假酒店、自然風景度假酒店等各種類型的酒店。從現在的度假酒店發展趨勢來看，各酒店之間的差異正在一點點縮小，正在朝著一種復合型，多功能型的酒店發展方式邁進。

三、建設度假型酒店的建筑設計風格與原則

度假型酒店的建筑風格，應根據各地具體情況，總體建筑風格既要符合人文環境、突出地域文化，又要能夠滿足市場對度假型酒店的需求。這就要求設計者準確定位消費者心理、以展現自然環境與傳統文化為主題出發點，無論從度假酒店的外部設計風格，還是室內酒店格調，都要緊緊扣住酒店的主題定位這一中心思想，充分展開聯想，將景觀、文化、地域恰當融為一體，讓人們在度假休息之余，也能夠領略到度假酒店的藝術之美。當然，在度假酒店開發建設時也要遵循一定的原則，盡量彌補度假型酒店開發建設中的不足之處。

1、要突出地域環境，因地制宜建設

首先，度假酒店地域不同，自然景觀就存在差異。這就要求我們采用因地制宜原則，根據具體情況，最大限度滿足人們對自然景觀的需求。當度假酒店位于風景區的時候，讓游客如何觀賞美景就是設計的核心出發點，要讓游客的視覺感觀上真正感受到美。這里的度假酒店有最美的風景，這里有最舒適有房間，應該是設計時要突出的地方。優美的景觀配以多樣化的舒適型客房，從大處的整體布局，到連廊廳院的細微觀賞處，要做到別具匠心。這樣在突出地域環境之美的同時，也為游客創造了舒適放松的休閑場地。其次，度假型酒店建筑設計由地域特性決定，強調環境對建筑的控制作用，要使建筑和自然景觀融為一體。度假型酒店建筑設計時，應利用和結合周邊的地域環境，最大程度上挖掘資源潛質。體量是影響環境的最大因素，體量過大會對生態環境造成破壞。建筑設計師應該經過實地踏勘，多角度視線分析，縮減了建筑體量對環境的壓力，使建筑完全融入到周圍的自然環境之中，與大自然和諧相處。

2、展現文化性，與地域文脈相融合

建筑師應尊重地域文化，與當地的文脈相融合，創造出植根于當地文化傳統，體現地域差異，具有地域性文化特色的標志性度假酒店建筑。在具體酒店設計中，要把握好整體布局和色彩的搭配，盡量就地取材或使用具有地方特色的附加裝飾，通過空間、色彩、造型、用材、內裝等不同層面和各種設計元素，將文化凝固在建筑設計上，真正做到建筑風格的地域化，營造一種別具一格休閑、舒適的度假氛圍。

3、合理的動線設計

度假酒店包括私密空間、公共空間和過渡空間三個空間，其中以循環的過渡空間串聯私密、公用空間，形成各種不同需要的空間秩序。度假酒店建筑總體設計時，要重點考慮人員跨越不同空間的動線設計。度假酒店應有合理的動線規劃，要嚴格分開客人流線和后勤流線，不允許交叉。

4、提高客房設計的舒適性和靈活性

在度假酒店客房設計方面應注意：（1）根據消費者的不同需求設計功能適宜的客房類型及其空間；（2）增加客房設計的靈活性，利用建筑結構形成各種進深的客房或利用靈活家具或隔斷自由改變室內空間劃分；（3）利用單元組合的方式避免客房類型單一；（4）體現地域或主題文化內涵，避免國內度假酒店客房設計的趨同性。

四、總結

酒店設計論文范文4

關鍵詞：變頻電機設計交流調速系統變頻器諧波

一、變頻器運行時對變頻電機工作的影響

在變頻電機調速控制系統中，采用電力電子變壓變頻器作為供電電源，供電系統中電壓除基波外不可避免含有高次諧波分量，對外表現為非正弦性，諧波對電機的影響主要體現在磁路中的諧波磁勢和電路中的諧波電流上，不同振幅和頻率的電流和磁通諧波將引起電動機定子銅耗、轉子銅(鋁)耗、鐵耗及附加損耗的增加，最為顯著的是轉子銅(鋁)耗。這些損耗都會使電動機效率和功率因數降低。同時，這些損耗絕大部分轉變成熱能，引起電機附加發熱，導致變頻電機溫升的增加。如將普通三相異步電動機運行于變頻器輸出的非正弦電源條件下，其溫升一般要增加10%～20%。同時這些諧波磁動勢與轉子諧波電流合成又產生恒定的諧波電磁轉矩和振動的諧波電磁轉矩，恒定諧波電磁轉矩的影響可以忽略，振動諧波電磁轉矩會使電動機發出的轉矩產生脈動，從而造成電機轉速(主要是低速時)的振蕩，甚至引起系統的不穩定。諧波電流還增加了電機峰值電流，在一定的換流能力下，諧波電流降低了逆變器的負載能力。對于變頻電機，如何在設計過程中采取合理措施避免或減小應用變頻器所帶來的影響，以求得系統最佳經濟技術效果，是本文討論的重點。

二、變頻電機設計特點

對于變頻電機，其設計必須與逆變器、機械傳動裝置相匹配共同滿足傳動系統的機械特性，如何從調速系統的總體性能指標出發，求得電機與逆變器的最佳配合，是變頻電機設計的特點。設計理論依據交流電機設計理論，供電電源的非正弦以及全調速頻域內達到滿意的綜合品質因數是變頻電機設計中需要著重注意的兩個問題，設計中參數的選取應做特別的考慮。與傳統異步電機相比，一般變頻電機設計有如下一些特點：

1.用于變頻調速的異步電動機要求其工作頻率在一定范圍內可調，所以設計電機時不能僅僅考慮某單一頻率下的運行特性，而要求電機在較寬的頻率范圍內工作時均有較好的運行性能。如目前大多調速異步電動機的工作頻率在5Hz~100Hz內可調，設計時要全面考慮。

2.變頻電機在低速時降低供電頻率，可以把最大轉矩調到起動點，獲得很好的起動特性，因而在設計變頻電機時不需要對起動性能作特別的考慮，轉子槽不必設計為深槽，從而可以重點進行其它方面的優化設計。

3.變頻電機通過調節電壓和頻率，在每一個運行點都可以有多種運行方式，對應多種不同的轉差頻率，因而總能找到最佳的轉差頻率，使電機的效率或功率因數在很寬的調速范圍內都很高。因而，變頻電機的功率因數和效率可以設計得更高，功率密度得以進一步提高。現有數據表明：在額定工作點，逆變器供電下的異步電機效率比普通電機高2%~3%，功率因數高10%~20%。

4.變頻電機采用變頻裝置供電，輸入電流中含有較多的高次諧波，產生電機局部放電和空間電荷，增大了介質損耗發熱和電磁振動力，加速了絕緣材料的老化，所以應加強電機絕緣和提高整體機械強度，變頻電機的絕緣強度一般要達到F級以上。

5.變頻供電時產生的軸電壓和軸電流會使電機軸承失效，縮短軸承使用壽命，必須在設計上要加以考慮。對較小的軸電流，可以適當增大電機氣隙和選用專用脂；另外，增加軸承的電氣絕緣或者將電機軸通過電刷接地，可以有效解決軸承損壞問題；對過高軸電壓，應設法隔斷軸電流的回路，如采用陶瓷滾子軸承或實現軸承室絕緣。同時，在逆變器輸出端增加濾波環節，降低脈沖電壓dU/dt也是一種有效的方法。

三、電磁設計

在普通異步電動機設計基礎之上，為進一步提高變頻調速電機的性能，對變頻調速異步電動機的設計參數也要進行更加細致的考慮。滿足高性能要求時的變頻電機設計參數的變化與設計目標之間的關系。在設計參數和性能要求之間還必須折衷選擇。電磁設計時不能僅限于計算某一個工作狀態，電磁參數的選取應使每個頻率點的轉矩參數滿足額定參數要求，最大發熱因數滿足溫升限值，最高磁參數滿足材料性能要求，最高頻率點滿足轉矩倍數要求，額定點效率、功率因數滿足額定要求。由于諧波磁勢是由諧波電流產生的，為減小變頻器輸出諧波對異步電動機工作的影響，總之是限制諧波電流在一定范圍內。

四、絕緣設計

電機運行于逆變電源供電環境，其絕緣系統比正弦電壓和電流供電時承受更高的介電強度。與正弦電壓相比，變頻電機繞組線圈上的電應力有兩個不同點：一是電壓在線圈上分布不均勻，在電機定子繞組的首端幾匝上承擔了約80%過電壓幅值，繞組首匝處承受的匝間電壓超過平均匝間電壓10倍以上。這是變頻電機通常發生繞組局部絕緣擊穿，特別是繞組首匝附近的匝間絕緣擊穿的原因。二是電壓(形狀、極性、電壓幅值)在匝間絕緣上的性質有很大的差異，因此產生了過早的老化或破壞。變頻電機絕緣損壞是局部放電、介質損耗發熱、空間電荷感應、電磁激振和機械振動等多種因素共同作用的結果。變頻電機從絕緣方面看應具有以下幾個特點：(1)良好的耐沖擊電壓性能；(2)良好的耐局部放電性能；(3)良好的耐熱、耐老化性能。

五、結構設計

在結構設計時，主要也是考慮非正弦電源特性對變頻電機的絕緣結構、振動、噪聲冷卻方式等方面的影響，一般應注意以下問題：

1.普通電機采用變頻器供電時，會使由電磁、機械、通風等因素所引起的振動和噪聲變得更加復雜。在設計時要充分考慮電動機構件及整體的剛度，盡力提高其固有頻率，以避開與各次力波產生共振現象。

2.電機冷卻方式：變頻電機一般采用強迫通風冷卻，即主電機散熱風扇采用獨立的電機驅動，使其在低速時保持足夠的散熱風量。

3.對恒功率變頻電機，當轉速超過3000r/min時，應采用耐高溫的特殊脂，以補償軸承的溫度升高。

4.變頻電機承受較大的沖擊和脈振，電機在組裝后軸承要留有一定軸向竄動量和徑向間隙，即選用較大游隙的軸承。

5.對于最大轉速較高的變頻電機，可在端環外側增加非磁性護環，以增加強度和剛度。

6.為配合變頻調速系統進行轉速閉環控制和提高控制精度，在電機內部應考慮裝設非接觸式轉速檢測器，一般選用增量型光電編碼器。

7.調速系統對傳動裝置加速度有較高要求時，電機的轉動慣量應較小，應設計成長徑比較大的結構。

六、結論

與普通異步電動機不同，變頻調速異步電動機采用變頻器供電，其運行性能與電機本體和調速系統的設計都密切相關。這一方面使變頻調速電機的設計要同時兼顧電機本體和調速系統；另一方面也使得變頻調速異步電動機的設計變得靈活，但同時也增加了高性能變頻調速系統設計的復雜程度。只有結合變頻器和一定的控制策略，從整體上進行電機的設計和優化，才能獲得最理想的運行性能。

參考文獻：

[1]ANDRZEJM.TRZYNADLOWSKI著，李鶴軒，李揚譯.異步電動機的控制.北京：機械工業出版社，2003.

[2]陳伯時，陳敏遜.交流調速系統(第2版).北京：機械工業出版社，2005.

酒店設計論文范文5

數字電壓表的設計和開發,已經有多種類型和款式。傳統的數字電壓表各有特點,它們適合在現場做手工測量,要完成遠程測量并要對測量數據做進一步分析處理,傳統數字電壓表是無法完成的。然而基于PC通信的數字電壓表,既可以完成測量數據的傳遞,又可借助PC,做測量數據的處理。所以這種類型的數字電壓表無論在功能和實際應用上,都具有傳統數字電壓表無法比擬的特點,這使得它的開發和應用具有良好的前景。

新型數字電壓表的整機設計

該新型數字電壓表測量電壓類型是直流,測量范圍是-5～+5V。整機電路包括:數據采集電路的單片機最小化設計、單片機與PC接口電路、單片機時鐘電路、復位電路等。下位機采用AT89S51芯片,A/D轉換采用AD678芯片。通過RS232串行口與PC進行通信,傳送所測量的直流電壓數據。整機系統電路如圖1所示。

數據采集電路的原理

在單片機數據采集電路的設計中,做到了電路設計的最小化,即沒用任何附加邏輯器件做接口電路,實現了單片機對AD678轉換芯片的操作。

AD678是一種高檔的、多功能的12位ADC,由于其內部自帶有采樣保持器、高精度參考電源、內部時鐘和三態緩沖數據輸出等部件,所以只需要很少的外部元件就可以構成完整的數據采集系統,而且一次A/D轉換僅需要5ms。

在電路應用中,AD678采用同步工作方式,12位數字量輸出采用8位操作模式,即12位轉換數字量采用兩次讀取的方式,先讀取其高8位,再讀取其低4位。根據時序關系,在芯片選擇/CS=0時,轉換端/SC由高到低變化一次,即可啟動A/D轉換一次。再查詢轉換結束端/EOC,看轉換是否已經結束,若結束則使輸出使能/OE變低,輸出有效。12位數字量的讀取則要控制高字節有效端/HBE,先讀取高字節,再讀取低字節。整個A/D操作大致如此,在實際開發應用中調整。

由于電路中采用AD678的雙極性輸入方式,輸入電壓范圍是-5～+5V,根據公式Vx10(V)/4096*Dx,即可計算出所測電壓Vx值的大小。式中Dx為被測直流電壓轉換后的12位數字量值。

RS232接口電路的設計

AT89S51與PC的接口電路采用芯片Max232。Max232是德州儀器公司(TI)推出的一款兼容RS232標準的芯片。該器件包含2個驅動器、2個接收器和1個電壓發生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。Max232芯片起電平轉換的功能,使單片機的TTL電平與PC的RS232電平達到匹配。

串口通信的RS232接口采用9針串口DB9,串口傳輸數據只要有接收數據針腳和發送針腳就能實現:同一個串口的接收腳和發送腳直接用線相連,兩個串口相連或一個串口和多個串口相連。在實驗中,用定時器T1作波特率發生器,其計數初值X按以下公式計算:

串行通信波特率設置為1200b/s,而SMOD=1,fosc=6MHz,計算得到計數初值X=0f3H。在編程中將其裝入TL1和THl中即可。

為了便于觀察,當每次測量電壓采集數據時,單片機有端口輸出時,用發光二極管LED指示。

軟件編程

軟件程序主要包括:下位機數據采集程序、上位機可視化界面程序、單片機與PC串口通信程序。單片機采用C51語言編程,上位機的操作顯示界面采用VC++6.0進行可視化編程。在串口通信調試過程中,借助“串口調試助手”工具,有效利用這個工具為整個系統提高效率。單片機編程

下位機單片機的數據采集通信主程序流程如圖2所示、中斷子程序如圖3所示、采集子程序如圖4所示。單片機的編程仿真調試借助WAVE2000仿真器,本系統有集成的ISP仿真調試環境。

在采集程序中,單片機的編程操作要完全符合AD678的時序規范要求,在實際開發中,要不斷加以調試。最后將下位機調試成功而生成的.bin文件固化到AT89S51的Flash單元中。

人機界面編程

打開VC++6.0,建立一個基于對話框的MFC應用程序,串口通信采用MSComm控件來實現。其他操作此處不贅述,編程實現一個良好的人機界面。數字直流電壓表的操作界面如圖5所示。運行VC++6.0編程實現的Windows程序,整個樣機功能得以實現。

功能結果

酒店設計論文范文6

關鍵詞：單片開關電源快速設計

TOPSwithⅡ

TheWayofQuickDesignforSinglechipSwitchingPowerSupplyAbctract:Threeendssinglechipswitchingpowersupplyisnewtypeswitchingpowersupplycorewhichhasbeenpopularsince1990.Thispaperintroducesquickdesignforsinglechipswitchingpowersupply.

Keywords:Singlechipswitchingpowersupply,Quickdesign,TopswithⅡ

在設計開關電源時，首先面臨的問題是如何選擇合適的單片開關電源芯片，既能滿足要求，又不因選型不當而造成資源的浪費。然而，這并非易事。原因之一是單片開關電源現已形成四大系列、近70種型號，即使采用同一種封裝的不同型號，其輸出功率也各不相同；原因之二是選擇芯片時，不僅要知道設計的輸出功率PO，還必須預先確定開關電源的效率η和芯片的功率損耗PD，而后兩個特征參數只有在設計安裝好開關電源時才能測出來，在設計之前它們是未知的。

下面重點介紹利用TOPSwitch－II系列單片開關電源的功率損耗（PD）與電源效率（η）、輸出功率（PO）關系曲線，快速選擇芯片的方法，可圓滿解決上述難題。在設計前，只要根據預期的輸出功率和電源效率值，即可從曲線上查出最合適的單片開關電源型號及功率損耗值，這不僅簡化了設計，還為選擇散熱器提

η/％(Uimin=85V)

中圖法分類號：TN86文獻標識碼：A文章編碼：02192713(2000)0948805

PO/W

供了依據。

1TOPSwitch－II的PD與η、PO關系曲線

TOPSwitch－II系列的交流輸入電壓分寬范圍輸入（亦稱通用輸入），固定輸入（也叫單一電壓輸入）兩種情況。二者的交流輸入電壓分別為Ui=85V～265V，230V±15％。

1．1寬范圍輸入時PD與η，PO的關系曲線

TOP221～TOP227系列單片開關電源在寬范圍輸入（85V～265V）的條件下，當UO=＋5V或者＋12V時，PD與η、PO的關系曲線分別如圖1、圖2所示。這里假定交流輸入電壓最小值Uimin=85V，最高

η/％(Uimin=85V)

η/％(Uimin=195V)

交流輸入電壓Uimax=265V。圖中的橫坐標代表輸出功率PO，縱坐標表示電源效率η。所畫出的7條實線分別對應于TOP221～TOP227的電源效率，而15條虛線均為芯片功耗的等值線（下同）。

1．2固定輸入時PD與η、PO的關系曲線

TOP221～TOP227系列在固定交流輸入（230V±15％）條件下，當UO=＋5V或＋12V時，PD與η、PO的關系曲線分別如圖3、圖4所示。這兩個曲線族對于208V、220V、240V也同樣適用。現假定Uimin=195V,Uimax=265V。

2正確選擇TOPSwitch－II芯片的方法

利用上述關系曲線迅速確定TOPSwitch－II芯片型號的設計程序如下：

（1）首先確定哪一幅曲線圖適用。例如，當Ui=85V～265V，UO=＋5V時，應選擇圖1。而當Ui=220V(即230V－230V×4.3％)，UO=＋12V時，就只能選圖4；

（2）然后在橫坐標上找出欲設計的輸出功率點位置（PO）；

（3）從輸出功率點垂直向上移動，直到選中合適芯片所指的那條實曲線。如不適用，可繼續向上查找另一條實線；

（4）再從等值線（虛線）上讀出芯片的功耗PD。進而還可求出芯片的結溫（Tj）以確定散熱片的大小；

（5）最后轉入電路設計階段，包括高頻變壓器設計，元器件參數的選擇等。

下面將通過3個典型設計實例加以說明。

例1：設計輸出為5V、300W的通用開關電源

通用開關電源就意味著交流輸入電壓范圍是85V～265V。又因UO=＋5V，故必須查圖1所示的曲線。首先從橫坐標上找到PO=30W的輸出功率點，然后垂直上移與TOP224的實線相交于一點，由縱坐標上查出該點的η=71.2％，最后從經過這點的那條等值線上查得PD=2.5W。這表明，選擇TOP224就能輸出30W功率，并且預期的電源效率為71.2％,芯片功耗為2.5W。

若覺得η=71.2％的效率指標偏低，還可繼續往上查找TOP225的實線。同理，選擇TOP225也能輸出30W功率，而預期的電源效率將提高到75％，芯片功耗降至1.7W。

根據所得到的PD值，進而可完成散熱片設計。這是因為在設計前對所用芯片功耗做出的估計是完全可信的。

根據已知條件，從圖4中可以查出，TOP223是最佳選擇，此時PO=30W，η=85.2％，PD=0.8W。

例3：計算TOPswitch－II的結溫

這里講的結溫是指管芯溫度Tj。假定已知從結到器件表面的熱阻為RθA(它包括TOPSwitch－II管芯到外殼的熱阻Rθ1和外殼到散熱片的熱阻Rθ2)、環境溫度為TA。再從相關曲線圖中查出PD值，即可用下式求出芯片的結溫：

Tj=PD·RθA＋TA(1)

舉例說明，TOP225的設計功耗為1.7W，RθA=20℃/W，TA=40℃，代入式（1）中得到Tj=74℃。設計時必須保證，在最高環境溫度TAM下，芯片結溫Tj低于100℃，才能使開關電源長期正常工作。

3根據輸出功率比來修正等效輸出功率等參數

3．1修正方法

如上所述，PD與η，PO的關系曲線均對交流輸入電壓最小值作了限制。圖1和圖2規定的Uimin=85V，而圖3與圖4規定Uimin=195V（即230V－230V×15％）。若交流輸入電壓最小值不符合上述規定，就會直接影響芯片的正確選擇。此時須將實際的交流輸入電壓最小值Uimin′所對應的輸入功率PO′，折算成Uimin為規定值時的等效功率PO，才能使用上述4圖。折算系數亦稱輸出功率比（PO′/PO）用K表示。TOPSwitch－II在寬范圍輸入、固定輸入兩種情況下，K與U′min的特性曲線分別如圖5、圖6中的實線所示。需要說明幾點：

（1）圖5和圖6的額定交流輸入電壓最小值Uimin依次為85V，195V，圖中的橫坐標僅標出Ui在低端的電壓范圍。

（2）當Uimin′>Uimin時K>1，即PO′>PO，這表明原來選中的芯片此時已具有更大的可用功率，必要時可選輸出功率略低的芯片。當Uimin′（3）設初級電壓為UOR，其典型值為135V。但在Uimin′<85V時，受TOPSwitch－II調節占空比能力的限制，UOR會按線性規律降低UOR′。此時折算系數K="UOR′"/UOR<1。圖5和圖6中的虛線表示UOR′/UOR與Uimin′的特性曲線，利用它可以修正初級感應電壓值。

現將對輸出功率進行修正的工作程序歸納如下：

（1）首先從圖5、圖6中選擇適用的特性曲線，然后根據已知的Uimin′值查出折算系數K。

（2）將PO′折算成Uimin為規定值時的等效功率PO，有公式

PO=PO′/K（2）

（3）最后從圖1～圖4中選取適用的關系曲線，并根據PO值查出合適的芯片型號以及η、PD參數值。

下面通過一個典型的實例來說明修正方法。

例4：設計12V，35W的通用開關電源

已知Uimin=85V，假定Uimin′=90％×115V=103.5V。從圖5中查出K=1.15。將PO′=35W、K=1.15一并代入式（2）中，計算出PO=30.4W。再根據PO值，從圖2上查出最佳選擇應是TOP224型芯片，此時η=81.6％，PD=2W。

若選TOP223，則η降至73.5％,PD增加到5W，顯然不合適。倘若選TOP225型，就會造成資源浪費，因為它比TOP224的價格要高一些，且適合輸出40W～60W的更大功率。

3．2相關參數的修正及選擇

（1）修正初級電感量

在使用TOPSwitch－II系列設計開關電源時，高頻變壓器以及相關元件參數的典型情況見表1，這些數值可做為初選值。當Uimin′LP′=KLP（3）

查表1可知，使用TOP224時，LP=1475μH。當K=1.15時，LP′=1.15×1475=1696μH。

表2光耦合器參數隨Uimin′的變化

最低交流輸入電壓Uimin(V)85195

LED的工作電流IF（mA）3.55.0

光敏三極管的發射極電流IE（mA）3.55.0

（2）對其他參數的影響

當Uimin的規定值發生變化時，TOPSwitch－II的占空比亦隨之改變，進而影響光耦合器中的LED工作電流IF、光敏三極管發射極電流IE也產生變化。此時應根據表2對IF、IE進行重新調整。

TOPSwitch－II獨立于Ui、PO的電源參數值，見表3。這些參數一般不受Uimin變化的影響。

表3獨立于Ui、PO的電源參數值

獨立參數典型值

開關頻率f(kHz)100

輸入保護電路的箝位電壓UB(V)200

輸出級肖特基整流二極管的正向壓降UF(V)0.4

初始偏置電壓UFB(V)16

（3）輸入濾波電容的選擇

參數TOP221TOP222TOP223TOP224TOP225TOP226TOP227

高頻變壓器初級電感LP(μH)86504400220014751100880740

高頻變壓器初級泄漏電感LPO(μH)175904530221815

次級開路時高頻變壓器的諧振頻率fO(kHz)400450500550600650700

初級線圈電阻RP（mΩ）50001800650350250175140

次級線圈電阻RS（mΩ）20127543.53