利用計算機設計單片開關電源講座

第五講

KDPExpert專家系統的設計與使用指南（續）

摘要：首先介紹KDPExpert專家系統的主要特點，然后詳細闡述其軟件設計和維護，最后介紹使用方法及注意事項。

關鍵詞：軟件；VB語言；軟面板；元件庫；維護；使用

Design and Use Guide of KDP Expert System

SHA Zhan-you, WANG Xiao-jun, XING Yan-hua

Abstract:Firstly the main characters of KDP Expert system are introduced, secondly the software design and maintenance are expounded in particular, then it will introduce the use method and notices.

Keywords:Software; VB language; Soft panel; Components library; Maintenance; Use?

②自動選擇磁芯的的主流程圖如圖7所示。選擇磁芯的程序如下：

圖7? 選擇磁芯流程圖

??? PrivateSubGrid1_GotFocus()

??? Dim KRP,M,Lp,i(行數),SJ,d,Ns,Np,NF,Ip,J1,δ1,BM,DPM,_

??????? δ,AL,b,IRMS,DPm,e,DPm2,Npp,AWG(次級導線規格),Sp,J,SP1

'判斷循環標志：

根據前面的約定，給出M值

'計算初級電感量

??? Lp=1000000＊Form5.Text10.Text＊

(Form5.Text4.Text＊(1－Form6.)_

??? Text1.Text/100)＋Form6.Text1.Text/100)/

Form5.Text5._

??? Text^2/Form5.Text4.Text/Form6.Text1.Text＊

100/Form6._

??? Text2.Text/(1－Form5.Text4.Text/2)\1

'設定磁芯的選擇范圍

??? For i=1 To Grid1.Rows-1

??? Grid1.Row=i

??? Grid1.Col=2

??? SJ=Grid1.Text

'計算最大磁通密度：

??? d=2

??? Ns=Text4.Text

??? Np=Form7.Text4.Text＊Form6.Text3.Text/

?????? (Form2.Text3.Text＋0.4)

??? NF=(Val(Form7.Text4.Text)＊

?????? (Val(Form2.Text9.Text)＋0.7)_

?????? /(Val(Form2.Text3.Text)＋0.4))

??? Ip=Form5.Text5.Text

??? BM=Ip＊Lp/Np/SJ/100

'判斷最大磁通密度，并根據其數值選擇不同的迭代方式

??? If BM<0.2 Then

??? Np=Np－1

??? Goto Loop1

??? Else

??? If bm>0.3 Then Goto Loop2

??? End If

Loop2 Next i

……

??? 其它功能模塊還包括計算氣隙寬度，迭代計算電流密度，將部分中間結果參數填入相關文本框，設定光標位置，寫標志位等。

2.5? 設計結果顯示面板的設計

??? 設計結果顯示面板如圖8所示。

圖8? 設計結果顯示面板

2.6? 相關高級參數面板的設計

??? 主要包括：反饋電路參數選擇面板，二極管選擇面板，反饋輸出電壓面板，高頻變壓器的高級參數面板。其中，反饋電路參數選擇面板和高頻變壓器的高級參數面板分別如圖9、圖10所示。

圖9? 反饋電路參數選擇面板

圖10? 高頻變壓器的高級參數面板

2.7? 數據庫維護系列面板設計

??? 為使該軟件對今后國際上將要開發出的單片開關電源新產品也能適用，在設計過程中專門增加了數據庫維護功能。利用該功能，用戶可按自己的意愿調整單片開關電源的芯片型號和磁芯庫中的元件。該功能的添加大大增強了軟件的適應能力，并能延長軟件的使用期限。

2.7.1? 提示面板

??? 該面板如圖11所示。

圖11? 提示面板

2.7.2? 元件庫選擇面板

??? 該面板如圖12所示。在該面板中，將TOPSwitch芯片庫和磁芯庫分開顯示，這樣作的目的是使用戶看起來更直觀。這里使用的分類方法表面上看是使用了兩個Frame（單選）控件，但實際用的是Line控件勾畫的類似于Frame控件的方框。這是因為如果使用Frame控件進行分類，將允許用戶同時選中不同Frame控件承載的兩個芯片庫，這在程序執行過程中是不允許的。為避免發生錯誤并保持軟件的界面風格，現采用了Line控件勾畫方框的方法。

圖12? 元件庫選擇面板

2.8? 小結

??? 各軟面板的設計不僅大大簡化了用戶的操作，而且它也是程序賴以實現的基礎。在芯片和磁芯選擇面板中調用了兩個循環，使用戶設計過程中省去了復雜的循環迭代過程，這是該軟件最核心的部分。數據庫維護功能，能解決因硬件的更新換代而造成軟件過時的問題，也解除了用戶的后顧之憂。這是該軟件的主要特色之一。

3? KDP Expert軟件的使用指南

??? 本軟件在設計上力求符合Windows操作系統的界面風格，只要熟悉基于Windows應用程序的用戶，就很容易掌握本軟件的使用方法。

??? KDP Expert專家系統將開關電源的設計綜合為5個步驟：

??? 1）根據電源設計要求，輸入電源的基本參數；

??? 2）選擇TOPSwitch芯片；

??? 3）選擇變壓器磁芯；

??? 4）選擇TOPSwitch芯片和變壓器的參數，獲得所要求的設計結果；

??? 5）檢查數據是否合理，獲得設計結果清單。

??? 下面詳細介紹KDP Expert的使用方法。

3.1 開始使用KDP Expert

??? 打開KDP Expert軟件，將彈出主KDP Expert面板。面板中包括：菜單欄，工具欄，和狀態欄。菜單欄包括以下內容：文件；選項；視圖；數據庫更新；幫助。工具欄中的圖標功能與文件菜單中的部分功能相對應。

??? 在文件菜單下有一系列標準選項：新建；打開；保存；另存為；打印；當前設計；關閉當前設計；退出。用鼠標點擊其中一項，即可完成相應的功能。選項菜單可完成邊界，使用地區和SI單位的設置。幫助菜單中包括幫助項和版本信息。點擊文件菜單中“新建”或工具欄中“新建”圖標，即可進入設計設置面板，該面板與主面板中選項設置菜單功能相同，只要輸入設計文件名后點擊“同意”按鈕，即可進入電源參數設置面板。

3.2? 電源參數設置面板

??? 使用該面板可完成以下參數的設置：

??? 1）交流電壓交流輸入電壓最小值和最大值（umin，umax），可以手動輸入或從交流電壓輸入框底部提供的選項中選擇，在滑塊左邊文本框中給出數值大小，滑塊運動則反映出交流電壓數值的變化。

??? ——選100/115按鈕，符合AC85～132V的輸入要求；

??? ——選通用輸入（亦稱寬范圍輸入）按鈕，符合AC85～265V的輸入要求；

??? ——選固定輸入按鈕，符合AC195～265V的輸入要求；

??? 通常情況下，軟件默認為100/115V交流電壓輸入。

??? 2）電網頻率在文本框中輸入數字或調整滑塊位置獲得最小交流電網頻率。典型設計值為50Hz，如果電源必須工作于給定范圍，在該范圍中選一個最低頻率，移動滑塊至希望位置或在文本框中輸入該數。

??? 3）輸出電壓和電流在文本框中鍵入電壓和電流，6路直流輸出的值可自定義，軟件自動計算每路的輸出功率并計算出總功率，關于每個輸出二極管的壓降也一同顯示。在該參數未輸入時，軟件不允許進入下一步，只有輸入參數后，該面板的“下一步“按扭自動激活。

3.3? 輸出整流二極管壓降設置面板

??? 輸出整流二極管的導通電壓降可以通過高級設置面板進行修改，選擇“高級參數”按鈕進入高級參數面板并鍵入所規定的電壓值。

??? ——選擇Uo≤9.0V時，應采用肖特基二極管，其導通壓降為0.5V；

??? ——選擇9.0V≤Uo≤22.0V時，采用硅二極管的導通壓降為0.7V；

??? ——選擇Uo>22.0V時，硅二極管的導通壓降為1.0V。

??? 用戶還可依據實際選擇整流器件的情況來修改導通壓降值，使之更好地符合要求。

??? 1）基準電壓電源基準電壓和基準電流從標準數值列表中選擇。這些數值對四種典型反饋電路（基本反饋電路、改進反饋電路、配穩壓管光耦，配TL431光耦）均適用。若需要修改這些數值，可選擇Change菜單，打開反饋類型選擇面板，選擇適當的反饋類型。其它情況下，可在‘X’項下手動輸入。

??? 2）選擇芯片庫和優化類型芯片庫包括TOP22X、TOPFX（65kHz）、TOPFX（135kHz）、TOPGX（65kHz）、TOPGX（135kHz）。優化類型包括成本和電源效率。

??? 3）輸入電容該參數由軟件自動計算得出。

??? 以上參數設置完畢，點擊“下一步”，即可進入TOPSwitch芯片選擇面板。

3.4? TOPSwitch芯片選擇面板

??? 該面板根據上一步中設置的參數給出TOPSwitch芯片庫，面板中的參數（包括TOPSwitch芯片的選擇）全部由軟件自動算出，但不允許在該面板中修改參數。如果軟件找不到合適的TOPSwitch芯片，將自動給出提示，請用戶返回電源參數設置面板，重新修改相關參數或進行手動選擇。如用戶需要對本面板中相關參數進行修改，請點擊“高級參數”按鈕，進入反饋輸出電壓面板后完成修改任務。注意，在反饋輸出電壓面板中點擊“推薦”按鈕，將返回到與電源參數設置面板中所設置參數相對應的典型值。

??? 核實該面板中參數時，按“下一步”按扭，即進入變壓器選擇面板。

3.5? 變壓器選擇面板

??? 該面板根據設計設置面板中設置的有/無安全邊界，給出相應的磁芯庫。面板中的參數（含磁芯的選擇）全部由軟件完成。其它說明可參閱3.3。

??? 核實該面板中參數，按“完成”進入下一步設計結果面板。

3.6? 設計結果面板

??? 該面板以電子數據表格的形式列出設計單片開關電源過程中的中間變量和最終結果。核實表中各參數的值，如果個別參數不符合設計要求，可返回前幾步，再對相關參數進行必要的調整，直到滿意為止。

??? 在上述各面板中，均可用“上一步”，“下一步”按鈕進行各面板之間的切換。點擊“幫助”、“關閉”、“保存”按鈕，可完成相應的功能。

3.7? 數據庫更新

??? 點擊主面板中菜單欄的“數據庫更新”，即可進入數據庫維護功能。該軟件首先給出一個提示面板，用戶確認使用該功能后再進入數據庫選擇面板，可選擇其中的一個元件庫或按照面板中的提示進行操作。元件庫選定后，按“下一步”按鈕，就進入庫維護面板，對該庫進行相應的維護后加以確認，即可對元件庫進行更新。

參考文獻

[1] Power Integrations公司產品手冊，1997～2001.

[2] 李于東等.Visual Basic 6.0中文版.電子工業出版社，2000.

[3] （美）Jeffrey P.Mc Manus著，趙軍鎖譯.Database Access witch Visual Basic6.機械工業出版社，1999.