开关电源与设计方案精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的开关电源与设计方案主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：开关电源与设计方案范文

关键词：AC-DC 开关电源 设计

中图分类号：TN86 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）04-0142-01

本设计AC-DC的直流稳压可调的开关电源，它的性能优越，电压可调，体积小、重量轻、性价比高，将更加普遍使用于生活当中。

1 设计要求

（1）基本要求。输入电压：单相交流额定电压有效值220V±20%。频率：频率范围 45-65Hz。电流：在满载运行时，输入220V，小于8A；在264V时，冲击电流不大于18A。输出电压U。可调范围：30～36V。最大输出电流IOMAX：2A。输出噪声纹波电压峰―峰值Uopp≤1 V。DC―DC变换器的效率q≥70%。（2）性能拓展。进一步提高效率，使q ≥85%；排除过流故障后，电源能自动恢复为正常状态。

2 方案总体设计

步骤如下：隔离变压=>整流滤波=>高频变换=>控制电路=>调整输出。

说明：本电路主要采用3块集成芯片实现对电路的控制，分别是IC1（NCP1050）、IC2（光耦合器SFH615）、IC3（可调式精密电压调节器TL431）。

该方案的优点：（1）电路结构简单，转换效率高稳压性能优，并且转换效率高；（2）性能优越，电压可调，体积小、重量轻、性价比高，可普遍使用于生活当中；（3）NCP1050，TL431等芯片器件功能强大，设计起来比较简单。

3 电路的安装与调试

图1所示：

第2篇：开关电源与设计方案范文

关键词：直流开关电源 控制电路 TOP247YN 电路

中图分类号：TN86 文献标识码：A

引言

目前，各种各样的开关电源以其小巧的体积、较高的功率密度和高效率正越来越得到广泛的应用。伴随着电力系统自动化程度的提高，特别是其保护装置的微机化，通讯装置的程控化，对电源的体积和效率的要求也在不断提高。可以说，适应各类开关电源的控制集成电路功能正在不断完善，集成化水平不断提高，外接原件也是越来越少。开关电源的研制生产正在日趋简化，成本也日益下降，而且集成控制芯片种类也越来越多。

针对开关电源，其中的控制电路部分发挥着很大作用，对于一个电路是否能够输出一个稳定的直流电压，反馈环节就显得尤为重要。如今，在直流开关电源中，大都采用PWM控制方式来调整占空比从而进一步来调整输出电压[1]。在开关电源中，控制电路通常都是采用集成控制芯片来加以控制。

在本文设计中，考虑到小型、高效的设计初衷，控制电路部分决定采用集成化程度较高的单片开关电源芯片TOP247YN，通过它可把MOSFET和PWM控制电路较好地集成在一起，这样可使得芯片电路更简单而实用，从而使得设计出的开关电源更加小型化。

1、 TOP247Y的基本工作原理及主要工作过程

在本文设计中采用的TOP247Y就是属于第四代开关器件。

其主要工作原理是：TOP247Y控制芯片是利用反馈电流IC来通过调节占空比D，从而达到稳定输出电压的目的，属于PWM控制类型中的PWM型电流反馈模式。当输出电压升高时，经过光耦反馈电路使得IC增加，则占空比将减小，从而达到稳压的目的[3]。反之亦然。

TOP247Y控制芯片内部主要工作过程：在启动的过程中，当滤波后的直流高电压加在D管脚时，MOSFET起初处于关断状态，在开关高压电流源连接在D管脚和C管脚之间，C管脚的电容被充电。当C管脚的电压VC达到5.8V左右时，控制电路被激活并开始软启动。在10ms左右的时间内，软启动电路使MOSFET的占空比从零逐渐上升到最大值。如果在软启动末期，没有内部的反馈和电流回路加载管脚C上，高电压电流源将转向，C管脚在控制回路之间通过放电来维持驱动电流。

芯片自身消耗的过电流是通过内部电阻RE转到S脚。这个电流是通过内部电阻RE控制MOSFT的占空比来提供闭合回路的调节。这个调节器有一个有限的低输出电阻ZC，可设定误差放大器的增益，被用在主要的控制回路。在控制回路中，动态变化的电阻ZC以及内部的C管脚电容可以设定主极点。当出现错误的情况时，如开环或输出短路时，可以阻止内部电流进入C引脚。

C引脚的电容开始放电到4.8V，在4.8V时，自动重启被激活，使得输出MOSFET关断，把控制回路钳位在一个低电流的模式。在高电压电流源打开，有继续给电容充电。内部带迟滞电源欠压比较器通过使高电压电流源通断来保持VC的电压在4.8V到5.8V的区域内。

2、开关电源芯片的电路选择

TOP系列的控制芯片的控制引脚C的电路基本类似，在本文设计中，C6选择0.1uF。电容C7选择47uF/10V的低成本电解电容。而串联电阻R8选择为6.8Ω/0.25W的电阻。■

参考文献

[1] 沙占友. 新型单片开关电源的设计与应用[M] . 北京：电子工业出版社， 2001.

[2] 杨 旭，裴云庆，王兆安. 开关电源技术[M] . 北京： 机械工业出版社， 2002.

第3篇：开关电源与设计方案范文

关键词：平面变压器；开关电源；集肤效应

前言

现代的工作和生活对许多电子产品提出了小型化的要求。而作为电子产品工作的能源-开关电源是必不可少的。特别是功率较大的电子产品，电源部分占据了较大的体积和重量，。而在在开关电源中，磁性器件大概占到开关电源体积和重量的30%-40%。降低磁性器件的体积和重量就显得尤为重要。平面变压器具有体积小，功率密度高刚好能满足这些要求。因此，平面变压器取代传统变压器是开关电源发展的一个趋势。

1 平面的绕组特点

平面变压器绕线方式就是借鉴了印制电路板的形成方式，平面变压器具有很多优点。下面我们就对其特点进行分析，第一，平面变压器绕线方式就是借鉴了印制电路板的形成方式，使用这种方式对其进行生产，实际效率相对较高；第二，平面变压器的实际绕组参数是统一的，相对的离散性比较小；第三，平面变压器使用的是高性能的绝缘材料，使压层、线圈之间的保持良好的绝缘性；第四，其实际的引脚的位置可以根据实际需要进行自由分配，局限性相对较小，数量上也能够随之进行增减；第五，能够将集肤效应降到最低；第六，其相对的物理结构相当密实，线圈的固化结构也非常紧密、不需要使用支架进行绕线，自激振荡性小，相对能量的损耗也较小；第七，还能与控制应用模板进行统一的设计和装配。由于平面变压器是一种新型的技术，不管是在理论上、材料的性能上、电能的性能指标、实际体积等众多方面有一定的提升和创新。

2 实际应用

我们在平面变压器电源中的可行性实验里，使用文中提到的理论依据进行研究，从而进行了一系列工程化的工作，其平面变压器的电源有很多种不同的设计。

以320VDC/12VDC 25A变换器为例，对比常规变压器以及平面变压器。将双管反激电路作为主电路，将开关频率黄蓉 胡阳

设置为100千赫，借助普通高频变压器的设计方案，联合应用两个EI33型磁芯，设计30匝原边，使用0.81毫米直径的漆包线作为绕组，2匝副边，0.3毫米铜皮的绕组，将2层使用并联的方式。

EI-33型磁芯参数具体为：有效截面积（Ae）为118mm2；有效磁路长度（Le）为67.6毫米，磁芯有效体积（Ve）为7940mm3；磁芯重量（Me）为40克。

在磁芯不发生变化时，应用PCB绕组，为使成本得以降低，就应该采用多块双面板。在原边绕组PCB每层放置3匝时，线宽就会变为1.5毫米，在每个PCB的上下两面位置，设置绕组6匝，见图1，以形成原边绕组的5块双面板。当副边绕组电流较大且匝数较少时，PCB每层需要设置1匝，每个PCB的上下两面需要2匝，见图2，将4块进行并联。

将传统变压器电源和平面变压器电源进行对比，其对比结果如下：

通过对二者进行对比，清楚的知道平面变压器电源的性能要优于传统变压器电源。

3 结束语

随之平面电压器设计的逐渐完善，其本身具有的特点就会逐渐凸显出来，现阶段也已经成为了人们关注和研究的重点，也逐渐成为主流发展目标。平面变压器平面式的结构有效的降低了实际能源的损耗，减小自身体积和自身重量，有效的提高了实际的使用效率和功率的密度，最大限度的完善了电源开关的实际使用性能。随着科技手段的不断发展，这中电源开关就会在电力行业中应用，就会逐渐扩大，从而真正实现电源开关的小巧、轻薄的特点。

参考文献

[1]王朕，史贤俊，肖支才，等.平面变压器5V/12A高功率密度开关电源设计[J].船电技术，2012（12）：42-45.

[2]时坤.开关电源变压器的优化设计及应用[D].湖南大学，2013（9）：165+176-177.

第4篇：开关电源与设计方案范文

关键词：仿真；课程设计；效果；效率

Comprehensive application for the simulation software in the course design and the measures for some problems

Xu Junyun

South China of agriculture university, Guangzhou, 441052, China

Abstract: Introduced a method for conducting students to apply the simulation software comprehensively to do course design about the power electronics system. Through analyzing the characteristics for two kinds of simulation softwares, guided students to use Matlab/Simulink to do power electronic main circuit design, and to use Orcad/Pspice to do the power electronic control circuit design, and give a useful measure for convergence problem in the simulation. The practices show that the comprehensive application of simulation softwares can effectively help students improve the effect and efficiency of the power electronics circuit design.

Key words: emulation; course design; effect; efficiency

高校实践教学是一项需要不断创新的工作，实践课教师有必要探索新的实践教学方法，改进实践教学效果。因此，笔者在本校电气工程及其自动化专业的专业课―电力电子技术的实践教学的指导方法上做了改进，引导学生采用一种综合应用仿真软件辅助电力电子电路课程设计的方法。

1 电力电子电路常用仿真软件特点分析

目前在电力电子电路设计和分析上主要采用Matlab/Simulink和Orcad/Pspice这两种仿真软件。在Matlab/Simulink仿真平台，电力电子器件模型使用的是简化宏模型，它只要求元器件的外特性与实际元器件特性基本相符，而不考虑元器件的内部细微结构，属于系统级模型。 Orcad/Pspice是不同于Matlab/Simulink的仿真平台，它构建的元器件模型除了要求元器件的外特性与实际元器件特性相符，还要考虑元器件内部的细微结构，相比Matlab/Simulink的宏模型更详细，更复杂，是属于器件级的模型，用Pspice仿真可以细致地反映元器件的工作情况。虽然Matlab/Simulink的电力电子器件模型较为简单，但是它占用的系统资源较少，因而在仿真时出现不收敛的几率相比Orcad/Pspice要少。鉴于此，可以考虑将这两种仿真软件有机结合起来，取长补短，以提高仿真的效率。

下面以一种基于TL494控制的开关电源的设计为例，介绍在电力电子技术课程设计实践教学中建议学生采用的综合性设计方法。

2 基于TL494控制的开关电源设计举例

本示例要求设计出一种以TL494为控制器件的开关电源，电源电压范围为0～12 V。要求该开关电源性能可靠，纹波电压小，控制精度高。

2.1 设计步骤1―主电路的原理电路设计

主电路的原理电路设计方案利用所学知识，学生容易确定。如本设计中的主电路可采用常规的非隔离式Buck电路，开关管采用P沟道MOSFET，驱动采用“图腾柱”电路，输出电压反馈电路由一个比例运放电路构成(如图1所示)。

图1 主电路、驱动电路及电压反馈原理电路

2.2 设计步骤2―控制电路原理电路设计

控制电路原理电路方案参照相关资料，并利用所学自动控制理论知识，学生也较容易确定。本部分要求以TL494作为控制芯片。

TL494控制原理电路(如图2所示)，1和2脚前接上两相同阻值的电阻，起到限流阻隔的作用，其中1脚接主电路输出反馈电压Vo，2脚接设定电压Vset，当改变Vset的值时，Vo和Vset经误差比较后控制PWM信号的输出；3脚经一个PI比例积分回路串上2脚，起到反馈的作用；4脚接地；5脚经一个电容接地，6脚经一个电阻接地，5，6脚共同构成振荡回路；8，11脚与12脚共同接工作电压；13脚接地，使9，10脚以并联工作方式输出。

图2 TL494控制原理电路

2.3 设计步骤3―开关电源系统仿真预设计

这个环节是整个设计的重点和难点。对学生而言，设计原理电路并不难，难的就在于如何确定原理电路中具体的元器件参数，在这方面学生缺乏经验。

2.3.1 仿真软件使用方案及问题对策

按常规设计方法，直接将Orcad/Pspice仿真软件用于电力电子电路设计，对初学者特别是学生来说，往往困难较大。学生在使用该软件的时候，很容易碰到仿真不收敛的问题，从而一筹莫展。

因此，在教学实践中，引导学生首先利用Matlab中Simulink仿真平台仿真快而不易出现收敛问题的优势进行主电路的仿真设计，较高效地确定出主电路中的电感、电容和电阻的最佳参数值。然后再利用Orcad/Pspice仿真软件进行控制电路的仿真设计。控制电路部分设计的难点在于PI参数的选择，因此要引导学生采用Orcad/Pspice仿真软件来进行。因为Orcad/Pspice是器件级仿真软件，仿真精度高，辅助控制电路参数的确定最佳。

对Orcad/Pspice在电力电子电路整体仿真中容易遇到的收敛性问题，笔者通过和学生一起分析研究、查找资料，积累了一些解决问题的经验。实践表明，这些经验对开关电源系统电路的仿真设计是有用的。下面给出一个对此问题有用的对策。

在用Orcad/Pspice进行仿真调试的时候，经常出现ERROR -- Convergence problem in transient analysis at Time =？ Time step =？, minimum allowable step size =？这个问题。一个有效的解决方法就是修改参数。系统默认参数及参数修改的方法如图3和图4所示。

图3 PSpice系统默认参数

图4 参数修改图

2.3.2 系统仿真输出波形图示例

通过对不同参数条件下仿真结果的比较，按照开关电源纹波电压小，控制精度高等要求可确定原理电路参数。下面是利用仿真平台方便的参数比较功能得出的主电路最佳仿真输出波形图及控制电路采用最佳PI参数值时系统的输出电压仿真波形(如图5，图6所示)。

图5 主电路负载电压仿真输出波形(Simulink)

图6 总电路负载电压仿真输出波形3(Pspice)

图5是在开环状态下选择出的相对最优电感、电容和电阻参数值下的负载电压波形；图6是在控制电路选用相对最优比例系数和积分电容参数时的负载电压波形。

2.4 设计步骤4―实际开关电源系统测试

依据仿真预定元器件参数构建出具体的电路。在实验室调试中，要求学生利用示波器等检测仪器分析电路中的问题，帮助进一步确定最佳元器件参数。下面是对系统进行实际测试的一些数据(见表1，表2)。

表1 输入设定电压和输出实际电压

表2 输入设定电压和输出实际电压

实验测试结果表明：本电路系统可以稳定地输出0～12 V的直流电压。

实践表明，引导学生将不同仿真软件综合应用于电力电子电路的设计，不仅能有效地帮助学生提高电路设计的效率，而且对开拓学生思维，培养学生的创新能力也是有益的。

参考文献

[1] 许俊云.实验设备的改进与使用[J].实验室研究与探索,2010,8:337-339.

第5篇：开关电源与设计方案范文

关键词：二次电源； 开关电源； 接地； 线性稳压电源

中图分类号：TN71034 文献标识码：A 文章编号：1004373X(2012)10013903

电源是一切电子设备的动力源，是保证电子设备正常工作的基础部件。据相关统计，电源故障约占电子设备征集故障率的40％～50％。为此，对电源必须提出一些基本要求，包括实用性能要求和电气性能要求。对于弹载二次电源更是如此，一定要考虑细致，除了满足供电能力以外还要考虑其接地方式、效率、开关电源与线性电源的取舍情况。

1 二次电源基本要求

1.1 高的可靠性

平均无故障时间MTBF是衡量电源可靠性重要指标，在通用标准中规定，可靠性指标大于等于3 000 h是最低要求。

1.2 高的安全性

设计制造出的开关电源，应符合相关标准或规范中规定的安全指标要求，如散热要求，抗电强度要求，防人身触电要求等，以防止在极限状态或者恶劣环境条件下，出现电源故障危及人身和设备安全。

1.3 好的可维修性

电源出现故障时，应能及时诊断出故障现象及部位，并且可以有效地解决故障或者更换故障模块。

2 二次电源设计思路

弹载电源由于其空间和系统性要求，需要二次电源设计的小型化、电磁兼容性好，DCDC效率高，可以满足各个组件的用电需求，线性集成稳压电源的测试和调试相对简单，如果两者结合对产品的后续阶段设计提供了方便［1］。综合考虑线性稳压电源、开关稳压电源或者复合型设计等方案，分析各种方案的优缺点和可行性后，此二次电源将采用线性集成稳压电源与DCDC结合进行设计，也就是复合型设计。采用该设计有比较高的效率，可满足各组件的用电需求，对于纹波要求比较高的供电电路采用线性稳压电源。

3 二次电源具体设计分析

3.1 电源接地设计

设计电源还有个重点也是难点，就是接地。接地从字面来十分简单，但是对于经历过电磁干扰挫折的人来说可能是一个最难掌握的技术。实际上，在电磁兼容设计中，接地是最难的技术。面对一个系统，没有一个人能够提出一个绝对正确的接地方案，多少会遗留一些问题。造成这种情况的原因是接地没有一个系统的理论或模型，人们在考虑接地时只能依靠过去的经验或从书上看到的经验。但接地是一个十分复杂的问题，在其他场合很好的方案在这里不一定最好。关于接地设计在很大程度上依赖设计师的直觉，也就是他对“接地”这个概念的理解程度和经验［23］。接地的方法很多，具体使用那一种方法取决于系统的结构和功能。

3.1.1 单点接地

单点接地有单元电路的、电路间的和设备间的单点接地。如图1所示为单点接地示意图\[45\]。其优点是可以抑制传导干扰。单点接地时，由于各电路和设备都接在一个接地点上，从而消了信号地系统中的干扰电流的闭合回路。设备地上的干扰电压也不会通过接地电路进入信号电路。这样的接地使用导线长，接地线本身的阻抗可观，对于高频信号接地效果不好。当接线长度达到1/4信号波长或其奇数倍时，地线阻抗变得很高，它就不是接地线而更像是辐射天线。

3.1.2 多点接地

在多点接地系统中，各电路和设备有多点并联接地。因为可以就近接地，接地导线短，可以减少高频驻波效应。但这种接地方法出现了多个地回路。公共地中的50 Hz市电容易经公共地回路耦合到信号回路中去。工程实践表明，如能将电源和信号的回流线分开，强信号和弱信号的回流线分开，微弱信号和火工品信号等敏感信号采用单独的回流线，就会大大减少的回路引起的干扰。图2所示为多点接地示意图。

图1 单点接地示意图 图2 多点接地示意图

3.1.3 混合接地

混合接地既包含了单点接地的特性，又包含了多点接地的特性。例如，系统内的电源需要单点接地，而射频信号又要求多点接地，这时就可以采用图3所示的混合接地。对于直流，电容是开路的，电路是单点接地，对于射频，电容是导通的，电路是多点接地。图3所示为混合接地示意图。

实际应用中，信号频率低于1 MHz时，采用单点接地；高于10 MHz时，多点接地；频率在1～10 MHz之间时，如果接地线长度大于1/20波长，采用单点接地；否则，应采用多点接地。该弹载二次电源是低频电路，所以选择单点接地，并且设计电路板时也要注意地线尽量宽并且走直线，保证接地干净。

3.2 电源切换设计

因产品在工作时包括“预热”与“准备”，正常工作时仅包括“预热”，所以还要设计电源切换部分，见图4。

图3 混合接地示意图 图4 电源切换原理图

电源在预热状态时，27 V电源的瞬态电流达到5.6 A；在准备状态时，27 V预热和28.5 V准备同时供电，电流达到5.25 A；在脱离载机后，电源为单一28.5 V准备供电，电流达到5.25 A。根据电压和电流特性，选取的二极管应满足额定电流大，反向工作电压高，满足使用要求，其封装容易安装，并且安装在放置舱壳体上利于二极管的散热［6］。

3.3 线性稳压电源电路设计

第6篇：开关电源与设计方案范文

【关键词】和谐型 电力机车 蓄电池 自行移车

1 HXD3、HXD3C型电力机车自行走装置设计

1.1 设计原则

HXD3、HXD3C型电力机车自行走装置设计，需充分考虑机车自走行的行车安全、机车主电路特点、主要部件知识产权、软件著作权和机务段实际需要等各方面因素，应遵循以下几方面原则：

（1）在机车总风压力足以保证机车制动距离的情况下才能进行自走行，以确保机车自走行的行车安全；

（2）机车在正线牵引时，装置电路要与机车电路物理隔离，以确保不因装置故障导致机车设备故障；

（3）装置电路连至机车既有电路后，对机车既有主电路布局不改变，以避免机车主要部件质保纠纷；

（4）对机车既有的TCMS、主变流器等软件不进行软件修改，以避免知识产权纠纷；

（5）自走行速度需要满足机车出入检修库和整备场有电区向无电区转线需求，走行速度能够满足效率需求；

（6）装置可生产为车载型作为机车制式装备，也可生产为便携型作为机务段工装设备；

（7）装置升级改进后，可适用于HXD1、HXD2、HXD3B等其他型号电力机车，也可适用于既有交-直型电传动电力机车和电传动内燃机车。

1.2 技术方案的确定

根据机车主电路结构特点，可以通过以下三种技术方案实现设计功能：

方案一：将机车蓄电池DC110V电压直接升压逆变为三相AC380V，采用VVVF方式驱动牵引一台牵引电动机实现机车自走行。

方案二：将机车蓄电池DC110V电压接入至机车主变流器（CI）直流中间电压，修改机车TCMS软件和主变流器（CI）软件，使主变流器输出三相AC380V，采用VVVF方式驱动牵引一台牵引电动机实现机车自走行。

方案三：将机车蓄电池DC110V电压直接升压为DC600V后，通过主回路库用开关接入至机车主变流器（CI）直流中间电压，通过机车TCMS软件和主变流器（CI）软件预置的库用位程序，控制主变流器功率元件输出三相AC380V，采用VVVF方式驱动牵引一台牵引电动机实现机车自走行。

通过对比分析，技术方案三作为设计方案，优点更为突出，方案三符合设计原则。机车自走行速度为1km/h，在这种走行速度下，机车出入机车检修库一次走行时间约为3分钟，效率能够满足机务段实际需要。在整备场自有电区向无电区转线，仅需要在接触网终点处（通常在道岔处）开始自走行，在这种走行速度下，机车通过道岔的时间约为1分钟，进入股道后对整备场调车组织就不再影响，其效率也能满足机务段整备场实际需要。

1.3 装置的设计

1.3.1 装置工作原理

将机车蓄电池DC110V电压直接升压为DC600V后，通过主回路库用开关接入至机车主变流器（CI）直流中间电压，通过机车TCMS软件和主变流器（CI）软件预置的库用位程序，控制主变流器功率元件输出三相AC380V，采用VVVF方式驱动牵引一台牵引电动机实现机车自走行。

1.3.2 DC600V中间电压的获得

HXD3、HXD3C型电力机车控制回路装有蓄电池（容量170AH），当机车正常工作时，蓄电池处于充电状态，机车降弓后，蓄电池内储存有电能，电压为DC110V。利用高频开关电源，对蓄电池DC110V进行升压-逆变-整流获得DC600V电源。所以该装置的技术主体就是一个高频开关电源。

1.3.3 装置的特性曲线

从以上可以看出，主变流器（CI）DC600V工作电压自本装置中获得，通过主变流器逆变，驱动牵引电机，中间电压最低电压不得小于DC350V，实测主变流器（CI）内部整流元件压降约为50V。

从特定曲线的特性来看，在输出电流小于30A时，输出电压范围为DC600V-DC400V，以满足主变流器工作。在输出电流大于30A时，系统将工作在限流区。系统将自动停止电压输出，以保护蓄电池。

1.3.4 装置的组成

装置由功率模块和单片机控制两大模块组成，其各单元的主要技术原理和作用分述如下：

（1）功率模块的设计与实现。

a.滤波单元。即滤波器电路，减少内外电压冲击和干扰，增强电路的电磁兼容性，使其满足要求。

b.电流、电压控制单元。此单元是测量的关键控制部分。电压控制采用慢给定技术，工作电压从0缓慢增加，要完成输出电压的逐步升压给定；当电压达到600V时，进入钳位，电压不再生上升。如绝缘较低、输出电流过大时，电流控制进入钳位，按照设计的曲线，逐步降低电压。通过电流电压的控制，完成功率输出。

输出电压慢给定技术：在系统工作时，由于需在主变流器（CI）工作前，向主变流器（CI）续流电容进行预充电，如果先给定600V电压，在主变流器（CI）续流电容严重亏电或主变流器（CI）绝缘低的情况下，将有一个很大的冲击电流，造成系统故障或蓄电池过渡放电。在本次设计中，重用电压慢给定技术，输出电压从0V缓慢增加至600V，防止了冲击电流的产生。同时，主变流器（CI）续流电容充电完毕后启动时，也采用了输出慢给定技术，牵引电机在转动时初期不会产生很大电流。

c.高频开关电源单元。这部分是本装置的关键点，主要作用是把机车上现有的蓄电池110伏的直流电变为DC600V的直流电源。其主要由PWM控制器、电子开关电路、高频变压器、整流滤波电路、保护电路等组成。

（2）工作原理为：110V直流电经稳压滤波后变为600V直流电，在400V-600V的电压范围内保持性能，受电流、电压控制单元，为主变流器提供足够的功率。

（a）功率变换模块的设计。模块采用全桥PWM变换器和有限双极性控制方法实现，见图2-7。整个主电路和硬开关方案相比，仅增加了超前桥臂的两个谐振电路，谐振电感取电压器漏感，滞后桥臂的谐振电容利用的是功率管的输出电容，既实现了软开关工作方式，同时又保持了电路的简洁。由于实现了ZVS，可以省去原方的吸收电路，副方吸收电路的功耗也变小。

（b）控制电路的设计。PWM集成控制器通常分为电压型控制器和电流型控制器两种。电压型控制器只有电压反馈控制，可满足稳定电压的要求，电流型控制器增加了电流反馈控制，除了稳定输出电压外，还有以下优点：

①当流过开关管的电流达到给定值时，开关自动关断；

②自动消除工频输入电压经整流后的纹波电压，并开关电源输出端300Hz以下的纹波电压很低，因此可减小输出滤波电容的容量；

③多台开关电源并联工作时，PWM开关控制器具有内在的均流力；

④具有更快的负载动态响应。

电源采用美国Unitrode公司的UC1825A芯片，UC1825A是高性能的电压电流型开关电源集成控制器，主要特点是：兼电压型、电流型控制；开关频率可达1MHz；50ns的传输延迟时间；大电流双推挽输出（峰值2A），宽频带误差放大器；双脉冲抑制逻辑电路；逐个脉冲电流限制；软启动/最大占空比控制；滞后的欠压锁定功能。

（3）单片机控制模块的设计与实现。在本次设计中，使用了单片机控制DC600V输出和控制LED显示输出电压和电流的大小，有较好的人机界面和安全保护功能。

设计的主要功能由：

a. DC600V输出逻辑控制；

b. LED显示。MCU使用目前性价比较高的STC51系列。此芯片功耗小，抗干扰力强，并可进行在系统编程，使用十分方便。作为控制单元的单片机完全可以满足使用要求。通过软件编程达到控制与测量的目的。

KM1、KM2为输出接触器，其闭合与断开受单片机控制模块的控制。当KM1、KM2断开时，装置从机车电路中切除。这样，可以接好的防止装置在待机时对机车电路造成的影响。当需要进行自走行时，KM1或KM2闭合。

保护逻辑单元电路是对机车库用开关的联锁线、风压开关联锁线进行判断，如果风压过低后或库用开关没有转换，则本系统不能工作，即保证机车自走行有足够的风压用以制动，又保证受电弓在降弓状态下，方可进行自走行。

LED灯使用矩形汉字覆膜灯，其具有亮度高、稳定性好。通过汉字覆膜显示。极大的方便了操作者的使用，观察直观。

AD转换单元通过实时隔离采样将功率模块的输出电压传入MCU，通过运算将输出电压换算为工作状态进行显示。

1.3.5 装置的便携化

根据装置工作原理，将装置进行简化设计，去掉单片机控制模块和输入输出接触器，并进行装置减重后，安装与机车外部主回路库用插座、蓄电池充放电插座适配的航空插头，加装磁力安装座后，即可实现装置便携化。

2 机车自走行的操作和最大牵引总重

2.1 车载型装置机车自走行的操作

装置安装在机车上后，司机首先确认总风缸压力大于480Kpa，断开受电弓开关，确认蓄电池电压大于96V，然后将库用开关转换至库用位，闭合电源开关，将换向手柄打向前位或后位，并将调速手柄置于“1”位，即可实现机车自走行。

2.2 便携型装置机车自走行的操作

将装置磁力座吸附在机车主变压器壳体上，连接主回路库用插座和蓄电池充电插座后，按车载型装置的操作方法操作即可。

2.3 最大牵引总重和速度

试验证明，装置在小于千分之三的坡道上，机车依靠自身动力自走行最大牵引总重约为280吨（即附挂牵引一台机车的情况下自走行），最大走行速度为1km/h。

3 对机车蓄电池的影响

3.1 通过试验对蓄电池的影响分析

目前HXD3机车使用170AH的蓄电池，通过试验机车自走行时蓄电池放电情况，对比机车蓄电池放电特定情况如表3-1。

机车在依靠蓄电池自走行时下，机车起动时最大峰值电流仅120A左右，远低于蓄电池允许峰值短路电流6100A；机车1KM/H恒速自走行状态下，蓄电池放电电流为60A，小于蓄电池进行一小时制放电的最大允许放电电流。因此，装置驱动机车自走行状态下，蓄电池放电电流工作在蓄电池的理想范围内，不会影响蓄电池寿命。

另外，在蓄电池日常维护中，通常采用十时制放电（放电电流约17A）后进行蓄电池充电，当蓄电池性能下降后，进行治疗性充放电时，通常采用一小时制放电（放电电流约170A）后进行蓄电池充电，以激活蓄电池内部物质活性，恢复蓄电池性能。装置驱动机车持续自走行1小时后升弓对蓄电池进行充电，相当于对机车蓄电池按一小时制充放电进行了一次治疗性充放电，可以进一步激活蓄电池内部物质活性。

第7篇：开关电源与设计方案范文

关键词：智能小区；可视对讲系统；工程施工

一、楼宇可视对讲系统的设计原则

楼宇可视对讲系统要考虑到小区的安全性，用现代化的管理手段来实现管理的目标。在方案设计中，不仅要考虑到系统的可靠性、实用性、先进性以及扩展性，还要考虑到如下的原则：可行性：在系统的技术上要保证可行。经济性：系统应该注重实效，坚持经济的基本原则。标准性：系统设计应符合行业标准等相关要求。稳定性：考虑设备的性能以及维修的能力，确保系统的稳定性。易维护性：为了能够适应系统变化，要能够用简单的方式和低成本来维护系统设备。

二、楼宇可视对讲系统方案设计

楼宇对讲系统方案设计依据：主要设计性能的要求，用户的要求；控制中心的要求；公共安全行业标准；公安部对安全防范工程管理的要求；达到中华人民共和国公共安全行业的标准――可视对讲行业标准。

焦煤集团43#住宅楼为一幢16层（不含地下设备层）智能住宅楼，分A、B两个单元，共64户。可视对讲系统总体设计方案为：采用立林科技户户可视对讲系统，实现图像监视、户户对讲、密码开锁、刷卡开锁等功能。

系统总体构成有：小区管理机、单元门口主机、可视对讲分机、视频分配放大器、编码隔离器、开关电源，UPS电源及蓄电池组，电源线，控制线、视频线等。设备配置及功能如下：

小区管理机（JB-2400）为非可视管理机，也可根据需要选择可视管理机，小区管理机安装在地下层设备间。功能特点：能够与门口主机、室内分机及副管理机实现双向呼叫对讲；门口主机呼叫管理中心时，管理机在通话中可遥控开锁；在任何状态下均可接收各种报警信号并实时显示报警类型、时间、日期；能随时查询历次报警记录；带有RS232接口，可与电脑联机；配合小区管理软件可实现运程抄表、多路报警、门禁管理、信息等。

单元门口主机（JB-2000IIIMGLC），户户彩色可视联网刷卡主机，A、B单元各安装一台，嵌装在单元门内。功能特点：可视、对讲功能；可与小区管理中心实现联网，可利用管理中心遥控开锁；键盘夜光显示；摄像头配有红外线发光二级管，保证夜间图像清晰；户户对讲功能；一户一密码功能，利用密码开锁；可配置感应卡读头实现刷卡开锁；感应卡的注册/注销方式可通过门口主机操作或电脑操作完成；通过配接隔离器，系统容量可扩充到431户分机。

可视对讲分机（JB-2002V），安装在住户房间内。功能特点：免提彩色可视对讲、户户对讲功能；监视、求助、遥控开锁功能；人性化和弦音乐铃声，有11首曲目可供用户自由选择；多种颜色外观，可供选择。

视频分配放大器（JB-2002F）,一进九出，每单元根据住户数量设置4台，安装在楼层弱电设备间。功能特点：信号放大，提高图像质量；高频补偿，防止因线路长造成视频信号质量下降而影响整个系统。

编码隔离器（JB-2002IIIG）,每台可配接1-15台分机，本系统每单元根据住户数量设置4台，安装在楼层弱电设备间。

开关电源（JB-2701KD）,输出电压DC12V±10%,给单元门口主机、隔离器供电。带电池，具有过压、低压、过流、过热及短路保护，停电后延时供电。

开关电源（JB-2702KD）,输出电压DC18V±10%,给可视分机、视频分配放大器供电。具有过压、低压、过流、过热及短路保护。

UPS电源及蓄电池组安装地下层设备间，给控制主机（台式电脑）和小区管理机供电。确保设备电源稳定可靠，停电后可延时供电，保证系统正常运行。

本系统中弱电竖井内电源主线采用RVV2*2.5,可视分机至开关电源电源线采用RVV2*1.0，门口主机至编码隔离器、编码隔离器至可视对讲分机的控制线均采用RVV5*1.0,小区管理机与门口主机的联网线采用RVVP6*1.0,门口主机至视频分配放大器、视频分配放大器至可视对讲分机的视频线均采用同轴电缆SYV-75-5，所有线缆在地下层和设备间敷设在弱电桥架内，设备间至住户穿土建施工时预埋的PVC管道敷设。

三、楼宇可视对讲系统工程施工

完成系统方案设计和材料设备采购后，在施工现场具备施工条件后就可以开始可视对讲系统工程的施工工作。施工前要做好准备工作，首先工程施工组织设计和施工进度计划要向现场监理工程师和业主方代表报审，施工所用材料、设备和构配件等完成进场验收工作，同时还要注意协调好现场各方的关系以及用电、配合等相关工作，确保工程施工顺利进行。

施工中要严格按设计图纸和施工组织设计方案组织施工，根据工序安排首先安装地下层桥架和弱电井道内桥架，桥架安装质量要符合相应验收规范要求，不得偷工减料或安装不牢固，以免给下步工作造成不利影响，影响整个工程施工质量。桥架安装完成后，弱电设备间内定位安装视频分配放大器、编码隔离器箱，房间内整修安装底座预留的孔洞，合格后安装底座。

线路敷设前首先清理预埋的PVC管口、穿引线，线路敷设时要注意保护好线路不被管口或其它物品划伤，线路两端要预留足够的接线冗余长度，并做好标记。桥架内电源线和视频线要分隔布放或保持一定的距离，避免视频信号受到干扰。接线工作是本工程施工的重点，因为电源线、控制线、视频线路接头多，工作量大。接线过程中一定要按照技术人员绘制的接线图进行，线路色谱要对应、一致，不得出现错接、漏接、接触不好等现象，特别应注意开关电源电压等级要分清，否则会造成设备损坏并给系统调试工作带来不便。

单元门口主机安装，要提前给供货厂商提供门口主机的开孔尺寸，并提醒供货商预留好门内电控锁线路穿线孔。从土建预留穿线管口到单元门内的线路必须注意要穿耐磨柔性导管保护，并留有合适冗余，避免单元门的开关造成线路损坏、拉伤。可视对讲分机剪码要正确，避免剪码错误或未完全剪短连线，以免在系统调试时出现检码错误。

所有设备安装完成经检测无误后，方可进行系统调试工作。调试工作一般由厂商技术人员协助进行，施工人员要做好调试记录，对操作程序、常见故障、解决方法都要做详细记录，为提交竣工资料和日后维护工作做准备。

调试工作完成后应达到以下标准：室内分机门铃提示、访客通话及管理员通话应清晰，通话保密功能与分机开启单元门电控锁的功能应符合设计要求；门口主机呼叫住户分机和管理机的功能、夜间监视功能、电控锁密码开锁功能、感应卡开锁功能应符合要求；管理机与门口机的通信与联网功能，管理机与门口机、室内分机互相呼叫和通话的功能应符合要求；可视对讲图像应清晰；市电掉电后，备用电源应能保证系统正常工作8小时以上。

系统交付使用前，应对业主管理人员和住户进行操作培训，使其掌握基本使用功能。楼宇可视对讲系统基本使用功能有：门口主机呼叫分机、呼叫小区管理中心，分机接听主机呼叫、监视主机前情况，单元内户户对讲、跨单元户户对讲，求助报警，铃声设置，刷卡开锁，密码开锁、设置用户密码等。

参考文献：

[1] 熊云，住宅小区楼宇可视对讲系统方案设计[J].大众科技,2005, (07)

第8篇：开关电源与设计方案范文

关键词：可靠性预计 开关电源

0 引言

产品可靠性的概念是指：产品在规定的工作条件下，在规定的时间内完成规定功能的能力，是产品的重要质量指标。在与众多同行业产品的市场竞争中，产品的可靠性就是企业的口碑，提高产品可靠性对于提升产品质量等级意义重大，并且这也是提高经济效益的可靠途径。

可靠性预计是运用以往的工程经验、故障数据和当代的技术水平，尤其是以元器件、零部件的失效率作为参照的依据，预计产品（元器件、零部件、子系统或系统）实际可能达到的可靠度。可靠性预计作为产品开发必做的基础性工程，是产品可靠性从定性分析向定量分析过渡阶段最重要的一个环节。及时、准确地评价预计系统、分析系统或设备的可靠性，才能够针对设计要求从多个个性化的设计方案中优选最佳方案，并且实施“预计-改进设计”的循环，从而不断提高产品的可靠性能。

在电子系统中，DND-[48]220/4.5型开关电源属于重要元部件，它的可靠性决定了整个系统的可靠性，并且具有产量大、应用面广等特点，因此对其进行可靠性预计具有一定的代表性。

1 DND-[48]220/4.5型开关电源的工作原理

DND-[48]220/4.5型开关电源的工作原理方框图，如图1所示：

■

工作原理：采用高频链电路结构设计，包含DC/HFACHFAC/DCDC/LFAC变换级。48V直流输入通过输入接口器件引脚引入，经过高频逆变电路（DC/HFAC）、高频整流电路（HFAC/DC）、低频逆变电路（DC/LFAC），通过插座引脚输出4.5A/220V交流电压，完成从直流到交流的逆变。

2 可靠性预计

可靠性预计的一般程序是：首先确定元器件的可靠性，进而预计出部件的可靠性，然后逐级进行预计，最后综合出系统的可靠性。

2.1 元器件可靠性预计 元器件可靠性预计通常分为两类：元器件计数法和元器件应力分析法[1]。前者采用通用失效率，计算简单。后者需要大量控制条件下的元器件试验数据来确定工程变量和可靠性变量之间的失效模型，预计准确度较高。本文采用元器件应力分析法进行元器件的可靠性预计。

元器件应力分析法，即针对运行时产品各元器件所承受的电、热应力及选用元器件的质量等级，承受电、热应力的额定值、结构工艺参数和应用环境等利用MIL-HDBK-217F、GJB299B等可靠性预计手册中所提供元器件失效率模型及相关数据来计算各类元器件的工作失效率[2]。

根据美国“MIL-HDBK-217F”，一般电子元器件适用的可靠性预计模型为：

λp=λb（πQ×πE×πR×πA×πS2×πC）（1）

其中，λp和λb分别表示“元器件应用失效率”和“基本故障率”；πQ、πE、πR、πA、πS2、πC分别表示“通用质量系数”、“环境系数”、“电流额定因子”、“应力因子”、“电压额定因子”和“配置因子”：

①元器件质量水平：根据产品质量检验标准，产品可靠性分为B1、B2和C三个等级。其中B1级主要针对质量等级在A3，符合GJB597A质量检验标准的部分进口元器件或军品器件而设定的标准；B2级是出自正规大型生产厂家、质量符合GB4589.1标准的国产件；C级则是未明确标准生产厂家且未通过质量检验的产品。

②元器件的工作应力：电路工艺决定温度应力系数的大小，可通过电路图分析求得电流和电压的应力系数。

③工作环境：元器件主要用于室内，环境类别为GF1，气候条件正常，地面环境的机械应力系数几乎为零，有利于元器件的日常维护。

④由企业自主研制的零部件，根据现场测得的数据，大致估算该点的失效率。

2.2 系统可靠性预计 从可靠性角度分析DND-[48]220/4.5型开关电源为串联系统，下图2详细阐释了其可靠性逻辑：

■

针对以串联形式构建的可靠性模型，可根据公式（2）计算失效率：

λs=■N■λ■（2）

在式（2）中：λ■、Ni和N分别表示“第i种元器件的故障率”、“第i种元器件的数量”以及元器件种类数。

进口元件与国产元器件的预计模型分别为MIL-HDBK-217F以及GJB299B。驱动电路可靠性预计数据如表1所示[3][4]，其它电路均按此方法预计。

2.3 预计结果 整机失效率为：

λs=■N■λ=λ1+λ2+λ3+λ4+λ5+λ6+λ7+λ8=

84.06608（10-6/h）

整机平均无故障工作时间为：MTBF=1/λs=11895 小时

预计结果的点估计值于现场数据得出的点估计值MTBF=9810小时略有差距，其原因是预计中没有考虑MOSFET、电解电容等器件失效率较高的因素，这些器件是可靠性分配的重点，是进一步改进质量的对象。

3 小结

可靠性预计是一项重要的可靠性工程工作，目前关于可靠性预计的争议也有很多[5]，应该看到的是可靠性预计工作本身并不会提高产品可靠性，但高失效率单元可通过可靠性预计估计出来，从而深入分析电、热应力设计缺陷，为提高可靠性提供参考依据。在开展可靠性工程时，切忌将可靠性预计独立于可靠性设计分析、可靠性试验、可靠性管理等工作单独进行分析，以免在产品设计阶段制约可靠性的增长，使得可靠性分析脱离预期目标和相关要求。

参考文献：

[1]陈晓彤，赵廷弟，王云飞，吴跃.可靠性实用指南[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.

[2]郭宗文，周真.电子产品可靠性预计方法的研究[J].黑龙江电子技术，1999（04）.

[3]MIL-HDBK-217F N2，美国军用手册《电子设备可靠性预计手册》修订通告[R].

第9篇：开关电源与设计方案范文

关键词：CPLD；绝对式编码器；通信

引　言

目前国内数控机床中的伺服电机一般都是配套增量式编码器，而增量式编码器的精度并不太高且输出的是并行信号，欲提高其精度就必然要增大编码器的设计难度和增多并行信号的输出，这样就不利于伺服单元与编码器的长距离通信。而采用绝对式编码器，除了其精度比增量式编码器高几倍以外，其信号的输入输出都采用高速串行通信，节省了通信线路便于长距离的通信。在编码器的另一端，采用CPLD与绝对式编码器进行高速串行通信，CPLD再把收到的编码器信息转变为并行数据转送给伺服单元中的DSP进行运算控制。本文将给出CPLD与绝对式编码器高速串行通信的软硬件设计方案。

硬件设计

硬件主要由电源、CPLD及其电路和绝对式编码器接口电路三个模块组成。

电源模块

电源模块由开关电源电路和DC／DC电源芯片组成，如图1所示。

图中的开关电源将220V交流电网电压转变成+5V，+15V，-15V，开关电源可滤除电网中存在的各种干扰，并且开关电源中的变压器将220VAC与输出的+5V，+15V，-15V隔离开，内部电路还采用了TL431调节开关管的导通脉冲宽度，因此开关电源的抗干扰、安全性、稳定性及稳压程度都比较好。TPS7333是DC／DC芯片，它将+5V的直流电压转变成+3.3V稳定直流电压供给CPLD使用，TPS7333转换效率、可靠性和稳压性都比较好，它在输入电压为+3.77V～+10V的电压范围内都能转换出+3.3V，使CPLD不受输入电压过高导致其烧坏。

CPLD及其电路模块

CPLD及其电路模块主要由CPLD、CPLD编程下载接口电路(JTAG接口)、DSP接口电路、有源晶振、电平转换电路和ADM485及其电路(负责与编码器通信的接口电路)组成(图2)。

本设计CPLD采用Altera公司的EPM570T144C5，此芯片属于Altera公司的MAXⅡ，MAXⅡ相对MAXI成本更加低，功耗更加小，而器件的宏单元数更加多，且器件延时控制在6nS以内，具有很高的性价比。EPM570T144C5有570个宏单元数，芯片的引脚数目为144个，其中可用的I／O口有116个，因此此芯片的资源已经足够用。CPLD主要负责与绝对式编码器的高速串行通信，并受控于DSP的命令把接收到编码器数据和其他信息并行的转送给DSP。

JTAG接口主要用于下载可执行文件到CPLD，在PC机安装Altera公司的开发环境－QUARTUS II，并在此开发环境中将编写好的VHDL程序进行编译，保证编译不出错并且保证功能已实现后，连接好下载电缆到JTAG接口，通过QUARTUS II提供的编程下载工具，对CPLD电路板进行下载。

DSP接口就是由8根数据线、3根地址线和1根控制线组成的，8根数据线负责转送编码器数据及其其他信息，3根地址线负责转送DSP命令，在CPLD终端进行译码，CPLD根据译码得出的命令将编码器数据或其他信息通过8根数据线转送DSP，控制线主要是完成CPLD与DSP同步控制。

20M有源晶振主要是为CPLD提供基准时钟，在时钟信号的驱动下，供CPLD产生2.5Mb／s的波特率与编码器进行通信，和产生10MHz时钟供一些逻辑控制信号使用，此晶振提供20MHz的时钟频率，需要电源提供3.3V的直流电压。

电平转换电路主要负责将3.3V电压转换成5V或将5V电压转换成3.3V，因为CPLD的核和I／O口需要的供电电压都是3.3V，而ADM485和绝对式编码器所需要的供电电压和I／O口驱动电压都为5V，所以需要用电平转换芯片LVC4245A将3.3V转换成5V电压或将5V转换成3.3V。

ADM485及其电路是CPLD与绝对式编码器高速通信的硬件衔接。ADM485]2作电压为5V，其最大通信速率为5Mb／s，采用2个ADM485芯片进行对接通信可提高通信线路上的抗干扰能力，最长的转输距离可达1.2km。其电路如图3所示，虚线的右半部属于绝对式编码器的外部电路，上拉和下拉电阻都是1K欧姆，限流电阻则是220欧姆，ADM485的SDAT是数据输出引脚，ADM485的SRQ是数据输入引脚，ADM485的DE是外部控制引脚，该脚受CPLD控制，由于RS－485通信协议属于半双工，所以ADM485只能处在发送数据或接收数据的状态，当ADM485的DE为高电平时，ADM485处于数据输出状态(即CPLD接收数据)，当ADM485的DE为低电平时，ADM485处于数据输入状态(即CPLD发送数据)。

绝对式编码器接口模块

绝对式编码器接口模块是指绝对式编码器内部的电源及信号输入输出接口电路，其电路与上述的ADM485及其电路是一致的，同样是采用ADM485芯片及一些上拉、下拉及限流电阻。如图3所示，虚线的左半部就是绝对式编码器内部接口电路，它负责与外部ADM485(虚线的右半部)衔接，ADM485受编码器内部的控制芯片所控制，当编码器收到CPLD发来的命令之后，控制芯片做出判断后发送出相应的数据，同时控制ADM485的DE为高电平，即使ADM485处于发送状态，当发送完数据之后，控制芯片义使ADM485的DE处于低电平状态，便于随时接收CPLD发来的命令。

软件设计

软件是指CPLD的VHDL程序，其主要由分频器、接收DSP控制命令、CPLD逻辑控制、波特率发生器、接收及发送数据和串并转换及发送数据六个软件子模块组成(图4)。

分频器模块

分频器模块主要是把20MHz的输入时钟频率分频为10MHz和2.5MHz的时钟频率，其中10MHz时钟主要是供给CPLD逻辑控制模块工作，2.5MHz时钟主要是供给波特率发生器模块工作。

接收DSP控制命令模块

接收DSP控制命令模块实际上是实时的采集DSP发来的控制信号并及时的将控制信号进行译码，译码完成后立即转送给CPLD逻辑控制模块。

CP／D逻辑控制模块

CPLD逻辑控制模块是整个CPLD软件的核心，其接收到译码数据后，立即做出逻辑控制运算，并快速地控制接收及发送数据模块和控制串并转换及发送数据模块。

波特率发生器模块

波特率发生器模块主要是为接收及发送数据模块提供2.5Mb／s波特率。

接收及发送数据模块

接收及发送数据模块是整个CPLD软件的重要组成部分，其主要负责与绝对式编码器高速通信，由于其通信方式是异步串行通信方式，因此其波特率、通信的数据格式及RS-485通信协议都要与绝对式编码器相同。

串并转换及发送数据模块

串并转换及发送数据模块主要是将接收到的编码器串行数据转换成并行数据，并将数据锁存在CPLD锁存器内，当CPLD逻辑控制模块控制其发送数据时，就将锁存在CPLD锁存器内的数据以并行的方式放送给DSP，供DSP进行运算控制用。