KDPExpert专家系统的设计与使用指南

利用计算机设计单片开关电源讲座 第四讲 KDPExpert专家系统的设计与使用指南 摘要：首先介绍了KDPExpert专家系统的主要特点，然后详细阐述其软件设计和维护，最后介绍使用方法及注意事项。 关键词：软件；VB语言；软面板；元件库；维护；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 1 KDPExpert专家系统的主要特点 开关电源的设计是多个变量的迭代过程，不断地调整这些变量，最终可实现优化设计。为了便于处理这些变量，我们采用了基于Windows交互式可视化集成开发环境的VB（VisualBasic6.0），开发出功能和通用性都很强的KDPExpert专家系统。该软件设计了5个常用的软面板和2个元件库（芯片库与磁芯库），采用中文界面，技术参数完全符合我国的国家标准和国际单位制。它具有类似于“傻瓜相机”的特点，使用起来非常方便，初学者只要输入电源参数并选择好TOPSwitch芯片和高频变压器磁芯等关键参数，即可将设计结果显示出来。整个设计过程仅需几分钟。为使专业技术人员能够获得最佳性能指标，该软件还提供了一套高级参数软面板，包括反馈参数选择面板，输出整流二极管选择面板，反馈输出电压面板以及变压器高级参数面板。 软面板的层次结构如图1所示。下面按照软面板的层次结构，详细介绍KDPExpert专家系统的软件设计和使用方法。 图1 KDP Expert软 面 板 的 结 构 层 次 2 KDPExpert软件的设计 2.1 主面板的设计 所谓主面板，就是KDPExpert运行之后在计算机窗口首先显示的面板。利用该面板可对设计文件完成初始设定，并可实现文件的存取、复制及打印功能，还可查阅版本及帮助信息等。同时，主面板也作为软件运行的总体环境。 菜单编辑器主要包括5部分： ——文件（＆F）：新建（＆N），打开（＆O），保存（＆S），另存为（＆A），打印（＆P），当前设计，关闭当前设计(＆C)，退出(＆X)； ——视图(＆V)：工具栏(＆T)，状态栏(＆B)； ——选项：根据各地电网电压范围定义地区（亚太地区、欧洲和美国），确定SI单位； ——数据库更新(＆R)； ——帮助(＆H)：搜索帮助主题(＆S)，版本信息(＆C)，关于(＆A)KDP设计专家。 KDP设计专家主面板如图2所示。 图2 KDP设 计 专 家 主 面 板 2.2 电源参数设置面板的设计 电源参数设置面板如图3所示。其主要控件及其说明如下： 图3 电 源 参 数 设 置 面 板 Combobox控件： Combo1属性： List：成本 优化 Combo1属性： List：TOP22× TOPFX23×（开关频率选135kHz） TOPFX23×（65kHz） TOPGX24×（135kHz） TOPGX24×（65kHz） Command控件： Command17属性： Visible：False 几点说明： ——Command17的作用是为了避免原代码的重复键入，每当电压输入和电流输入文本框中的数值改变时，都会触发Command17－Click事件，从而达到了避免原代码重复键入的目的。 ——该面板中的“下一步”按钮、“高级参数”按钮和“改变”按钮都会调用一个新的面板。在Windows操作环境下允许在同一桌面中显示多个面板，鼠标点击后的面板即为当前面板。只有主面板覆盖整个桌面，其余面板较小。 2.3 选择TOPSwitch芯片面板的设计 该面板如图4所示。 图4 TOPSwitch芯 片 选 择 面 板 ——该面板利用Data控件调用了位于C:\Windows\1目录下的TOP22X.xls库文件，该库文件用Excel制作完成。库中包括5个电子数据表格。表1仅列 出TOPSitch-GX库 （ 开 关 频 率 选135 kHz） 的 内 容 。 表1 TOPSwitch-GX库（开关频率选135kHz） [table]

型号 [td]ILIMIT(min)/A [td]ILIMIT(max)/A [td]230V输入：Pmax/W [td]宽范围输入：Pmax/W

TOP242Y [td]0.42 [td]0.48 [td]22 [td]14

TIP243P/G [td]0.7 [td]0.8 [td]25 [td]15

TOP244P/G [td]0.93 [td]1.07 [td]30 [td]20

TOP243Y [td]0.84 [td]0.96 [td]45 [td]30

TOP244Y [td]1.26 [td]1.45 [td]65 [td]45

TOP245Y [td]1.67 [td]1.93 [td]85 [td]60

TOP246Y [td]2.51 [td]2.89 [td]125 [td]90

TOP247Y [td]3.35 [td]3.85 [td]165 [td]125

TOP248Y [td]4.19 [td]4.82 [td]205 [td]155

TOP249Y [td]5.02 [td]5.78 [td]250 [td]180[/tr][/tr][/tr][/tr][/tr][/tr]

      ——为实现元件的自动选择功能，现将MSFLexGrid控件的Index属性设置为0，使得当加载该面板时，MSFLexGrid控件能直接得到焦点，再由MSFLexGrid-GotFocus事件触发自动选择程序，即可实现元件的自动选择。
      ——以Text11控件作为标志，在MSFLexGrid得到焦点时先判断该标志，仅当标志符合设定条件时，自动选择程序才执行。否则，跳过自动选择程序。
      TOPSwitch芯片选择的主流程图如图5所示。TOPSwitch芯片的自动选择功能是通过下述程序来实现的：
  
图5   TOPSwitch选 择 流 程 图
      PrivateSubGrid1_GotFocus（）
      Dim    KRP
      Dim    i
      Dim   IP1
      Dim   Tj
      Dim   IRMS
      Dim   Pcxt
  If Val(Text11.Text)=1 Then Goto Loop99
  '根据输入交流电压类型来选择KRP的初始值
  If Form2.Option3.Value=True Then Goto Loop2
  Loop1 KRP=0.4
        Goto Loop3
  Loop2 KRP=0.6
  Loop3 If KRP>=1 Then Goto Loop10
  '设定循环范围
  For i=1 To Form5.Grid1.Rows-2
  Grid1.Row=i
  Grid1.Col=5
  '计算结温Tj值
  Irms=Text5.Text＊Sqr(Text3.Text＊(KRP^2/3-KRP＋1))
  Pcxt=0.1245＊(Text7.Text＋Form6.Text3.Text)^2/
  1000000_
      ＊Form6.Text2.Text/1000000
  Tj=(Irms^2＊Grid1.Text＋Pcxt)＊20
  '判断结温Tj是否符合要求，若不符合则重新选择芯片
  If Tj<140 Then Goto Loop4
  Next i
  '在当前KRP值下若找不到合适的芯片，则对KRP进行迭代
  KRP=KRP＋0.05
  Goto Loop3
  '找到合适的芯片后检查是否超出电流极限
  Loop4 IP1=Text10.Text/(1－0.5＊KRP)/Text3.Text_
            /0.8/Text8.Text
            Grid1.Col=1
            Grid1.Row=i
            If Val(0.9＊Grid1.Text)<IP1 Then
            Else:Goto Loop12
            End If
  Loop8 KRP=KRP＋0.05
  Loop9 Goto Loop3
  Loop10 MsgBox提示“未找到合适芯片，请手动选择或修改基本参数！”
  Loop11 Goto Loop99
  '设定光标所在位置，将相关参数填入相应的文本框
  Loop12 Grid1.Row=i
  Loop13 Text11.Text=1
  Loop14 Text4.Text=KRP
  Loop99 End Sub
  2.4   磁芯选择面板的设计
      高频变压器磁芯选择面板如图6所示。
  
图6   高 频 变 压 器 磁 芯 选 择 面 板
      ——该面板利用Data控件调用了位于C:\Windows\1目录下的core.xls库文件，该库文件用Excel制作完成。库中包括2个电子数据表格，其中，设有安全边界的磁芯库见表2。
  表2   设 有 安 全 边 距 的 磁 芯 库

磁芯型号 [td]主要技术参数

Pmax/W [td]SJ/mm2 [td]l/cm [td]AL/μH·匝－2 [td]b/mm [td]S/mm2

E16/8/5/(EF?16）M [td]3.5 [td]0.201 [td]3.76 [td]0.95 [td]10.0 [td]22.3

E20/10/6/(EF?20)M [td]12.4 [td]0.321 [td]4.63 [td]1.30 [td]12.5 [td]41.2

E25/13/7(EF?25)M [td]30.2 [td]0.525 [td]5.75 [td]1.75 [td]15.3 [td]61.0

E30/15/7M [td]62.7 [td]0.600 [td]6.70 [td]1.70 [td]17.3 [td]90.0

ETD29/16/10M [td]81.8 [td]0.760 [td]7.04 [td]2.10 [td]19.4 [td]97.0

E32/16/9(EF32)M [td]95.1 [td]0.830 [td]7.40 [td]1.77 [td]20.1 [td]108.5

ETD34/17/11M [td]116.0 [td]0.971 [td]7.86 [td]2.45 [td]20.9 [td]122.0

E36/18/11M [td]135.0 [td]1.200 [td]8.10 [td]2.33 [td]21.5 [td]122.5

ETD39/20/13M [td]182.0 [td]1.250 [td]12.30 [td]2.55 [td]25.7 [td]178.0

E42/22/15M [td]227.0 [td]1.780 [td]9.70 [td]3.80 [td]26.3 [td]177.0

ETD44/22/15M [td]251.0 [td]1.730 [td]10.30 [td]3.30 [td]29.5 [td]210.0

E42/21/20M [td]266.0 [td]2.340 [td]9.70 [td]4.75 [td]26.1 [td]177.0

E55/28/21M [td]455.0 [td]3.540 [td]12.40 [td]4.50 [td]33.4 [td]280.0[/tr][/tr][/tr][/tr][/tr][/tr]

[td][/td][td][/td][td][/td][td][/td][td][/td]※ S代 表 骨 架 横 截 面 积 。
  参考文献
  [1]PowerIntegrations公司产品手册，1997～2001
  [2]李于东.VisualBasic6.0中文版[M].北京：电子工业出版社，2000.
  [3]（美）JeffreyP.McManus，赵军锁(译).Database
  AceesswitchVisualBasic6[M].北京：机械工业出版社，1999.