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） 型号 ILIMIT(min)/A ILIMIT(max)/A 230V输入：Pmax/W 宽范围输入：Pmax/W TOP242Y 0.42 0.48 22 14 TIP243P/G 0.7 0.8 25 15 TOP244P/G 0.93 1.07 30 20 TOP243Y 0.84 0.96 45 30 TOP244Y 1.26 1.45 65 45 TOP245Y 1.67 1.93 85 60 TOP246Y 2.51 2.89 125 90 TOP247Y 3.35 3.85 165 125 TOP248Y 4.19 4.82 205 155 TOP249Y 5.02 5.78 250 180     ——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)          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 主要技术参数 Pmax/W SJ/mm2 l/cm AL/μH·匝－2 b/mm S/mm2 E16/8/5/(EF?16）M 3.5 0.201 3.76 0.95 10.0 22.3 E20/10/6/(EF?20)M 12.4 0.321 4.63 1.30 12.5 41.2 E25/13/7(EF?25)M 30.2 0.525 5.75 1.75 15.3 61.0 E30/15/7M 62.7 0.600 6.70 1.70 17.3 90.0 ETD29/16/10M 81.8 0.760 7.04 2.10 19.4 97.0 E32/16/9(EF32)M 95.1 0.830 7.40 1.77 20.1 108.5 ETD34/17/11M 116.0 0.971 7.86 2.45 20.9 122.0 E36/18/11M 135.0 1.200 8.10 2.33 21.5 122.5 ETD39/20/13M 182.0 1.250 12.30 2.55 25.7 178.0 E42/22/15M 227.0 1.780 9.70 3.80 26.3 177.0 ETD44/22/15M 251.0 1.730 10.30 3.30 29.5 210.0 E42/21/20M 266.0 2.340 9.70 4.75 26.1 177.0 E55/28/21M 455.0 3.540 12.40 4.50 33.4 280.0 ※ 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.