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 与典型PFC主电路不同的是此电路选用了无损吸收缓冲网络。该网络降低了开关管的开关损耗,提高了其稳定性,增强了其使用寿命。它利用一组无源元件,使开关管实现了零电流开通和零电压关断，提高了电源的工作效率,且相对于其它谐振软开关电路，降低了生产成本。

   下面通过分析PFC主开关Q的工作过程来说明此无损吸收缓冲网络的工作原理。

   1）Q导通时，因为电感 L2中电流不能突变，且C2、C1电压不能突变，Q中的的电流从零开始增加,缓慢上升。通过 D4的电流iD4渐减。Q实现零电流开通，导通的损耗较小。

   2）当电流iD4减少为零时，D4进入反向恢复状态，通过电感 L2的电流iL2=iL1＋irD4。D4反向电流irD4的变化率受到电感 L2的控制，反向恢复损耗降低。

   3）主电感L2中电流缓慢增加，Q上的电压 uQ下降。电容C2通过D2、C1、L2、Q放电 ,C2上的电压uC2下降。

   4）当uC2下降为零时,C2中的能量完全转向 C1、L2。L2中的电流饱和不变，uQ下降变为零，Q完成零电流开通过程。

   5）Q保持开通状态,与普通PFC电路的开关管状态相同。

   6）Q关断时，L2中的电流 iL2通过D1流向C2，C2从零开始充电，Q实现零电压关断，关断损耗较小。二极管 D2、D3使uC2最终钳位在输出电压VL。

   7）L2在导通时存储的能量通过 D1、D2流向C1，L2逐渐复位。当 L2复位后，C1中的能量通过D3输出。

   8）当C1两端电压变为零时， D4正向导通。Q完成零电压关断过程。

   9）Q保持关断状态直到开始进入新的开关循环过程。

   Q的开关波形如图2所示;Q的实测导通时间和关断时间如图3所示。（电源负载22A）

   从以上分析可知此无损吸收网络具有以下几个特点。

   1）Q的最大工作电压等于输出电压 VL。

   2）PFC电路的输出二极管D4的耐压是 VL与电感L2的反向电压之和。

   3）Q中的电流上升率，即Q的开通损耗决定于电感 L2两端电压和L2的电感量。

   4）Q两端的电压上升率，即Q的关断损耗决定于流过电容 C2的电流和C2的容量。

   5）由于开关动作引起的存储在 L2和C2中的能量最终都输出给了负载，保证了转换器的工作效率。

2．2DC/DC主电路设计

   DC/DC主电路采用单端双正激电路。单端双正激电路相对于其它拓扑电路结构，开关管承受电压低，在控制电路设计中不必担心共态导通问题，也不会因电路不对称发生高频变压器单向偏磁，即不存在变压器饱和问题，是一种可靠性较高的电路。考虑到整机的高度不超过60mm，以及变压器工艺、安装、散热的要求，DC/DC变换采用双变压器、双输出电感结构。变压器原边并联，副边各自用一个输出电感，如图4所示。

   该电路的无损吸收网络不同于AC/DC部分电路所采用的无损吸收网络。它仅使开关管完成了零电压关断过程。以下以开关 Q2为例（Q1与Q2变化状态相同），简述该网络的工作原理。

 

   1）导通过程

   Q1、Q2开通时，除一路电流通过 Q1、T1副边、Q2外，另一路电流流过 Q1、C5

L7、D10、C7、 Q2形成LC振荡回路，C5、C7被充电。当A与B点之间的电压uAB等于主电路电压VDC时，由于 D10的单向导电性，振荡结束。电感L7起限制 C7、C5中的电流变化的作用。Q1、 Q2中流过的电流为从副边折算到原边的负载电流与C5、C7充电电流之和。

   2）关断过程

   Q1、Q2关断时，由于B点对地电压为零，C7从零开始充电， Q2对地电压uQ2缓慢上升，Q2零电压关断。加在 Q2上的电压因二极管D15的钳位作用，最终为VDC。因此，B点电压升为VDC。 Q2实现零电压关断过程。

   由于变压器励磁电感、漏感及引线寄生电感所引起的感应电势的能量通过 C7、D14返回电源，Q2上的电压维持在VDC直到变压器原边磁通复位。此时， Q1、Q2上的电压分别为VDC/2直到新的工作周期。

   Q2的开通期间与关断期间的状态与普通开关管同期间的状态相同。

   图5为实测Q2开关波形。图6为实测 Q2零电压关断波形。

   从以上分析中,可以总结出以下特点。

   1）电路中每个开关管的最大工作电压等于电源电压。

   2）Q1、Q2关断的电压上升率分别决定于电容 C5、C7的容量。

2．3控制电路设计

   为保证电源安全可靠地工作，电路设计中采用TOP224Y制作一反激式开关电源作为辅助源，如图7所示。其两路输出分别为AC/DC部分和DC/DC部分的控制电路供电。

 

   AC/DC控制部分使用PFC控制芯片UC3854B。交流输入过、欠压、PFC变换直流电压（400V）过、欠压时都关闭UC3854，使PFC部分停止工作。这些故障信号通过隔离光耦传递到DC/DC控制电路，以达到在AC/DC部分工作不正常时保护主开关管的目的。

   DC/DC控制部分使用了PWM控制芯片UC3846，采用峰值电流型控制模式。峰值电流型控制模式相对于电压控制模式，负载响应速率快，具有逐脉冲限流特性，容易获得下拖形状的限流特性，非常适合在此应用。

   n＋1冗余应用时，多模块必须有均流功能。该电源输出电流较大，直接从DC输出用分流器取电流

   信号功率损耗较大，同时装配工艺较复杂。因此，本设计采取了原边电流合成的方法。

   用电流传感器取出开关管导通时变压器原边的电流信号。该信号包含了变压器的励磁电流信号与输出电感电流折算到变压器原边的电流信号。因输出电感折算到原边的电流远大于变压器的励磁电流，所以可认为电流传感器取出的即为输出电感的充磁电流。这是输出电感电流的上升部分，只要模拟出输出电感续流时的下降部分，合成后即可得到输出电感的电流信号，也为输出电流信号。取出该合成后的电流信号后就可用于电流保护的控制与均流控制上了。

   如图8所示，把电流传感器取出的电流信号经高速单向缓冲后向一电容充电。开关管导通时关闭恒流源，而开关管关断时打开恒流源对电容恒流放电。在选择合适的电路参数后，电容上的电压波形就与输出电感上的电流成比例，放大后就可得到输出电感电流，也即输出电流。

 

 

 

 

 

 

 

 虽然国内外LED显示屏发展已有不短的时间了，但还是没有形成统一行业标准，当客户一个LED显示屏项目完成的时候仅能凭经验和外观来判断是否可以验收，在这里，有着多年安装LED显示屏经验的绘芯技术人员为大家讲解简单辨别电源的优劣方法，希望能给大家带来帮助。         在本次讲解之中，为能让大家更好掌握关于LED显示屏电源知识，我们将加入选择电源产品的注意事项、电源的未来发展趋势等内容。

LED显示屏电源外观

 

LED显示屏电源外观（不同的厂商，外观也尽不相同）

一、简单方法辨别电源的优劣

        虽然一般显示屏厂商对电源产品都能提出一些要求，但是由于电源厂商过多，许多不知名的电源产品充斥其中，让消费者难以辨别真伪优劣。为此，有业内人士给出了几点建议：

       1、看外观工艺。一个好的电源厂家，其对作工工艺也是非常严格的，因为这样才能保障产品的批量一致性。一个不负责任的厂家，生产的电源其外观，锡面，元件的排列整齐度绝对不会好。

       2、满载效率。电源的效率是最重要的一个指标，效率高的电源能量转换率高，这样既附合节能环保的要求，又能实实在在的能为用户省电省钱。

       3、恒压电源的输出电压纹波大。纹波的大小对用电设备的寿命有非常大的影响，纹波越小越好。第四，电源工作时的温升。温升影响电源的稳定性及寿命，温升越低越好温升。另外从效率方面也可看出，一般效率高温升会小。

 

 

LED显示屏电源内部结构（不同的厂商，内部也尽不相同）

二、选择电源产品的注意事项

       由于LED显示屏产品的属性，在播放视频或画面时通常会产生瞬间变化的电流，这就对LED电源提出了较为严格的要求。通常，为了保证显示屏画面的正常播出，需要对电源产品预留一定的余量。一般意义上来讲，余量预留的越多，电源产品的性能越稳定，寿命越长，但是，这样一来就增加了电源 产品的成本，太多的余量预留也容易造成浪费。当前，业界的LED显示屏电源一般都是预留20%——30%的余量。

       那么，除了电源余量预留的指标，在选择电源产品时还需要注意其他几个方面。首先，为了使电源供应器的寿命增长，建议选用多30%输出功率额定的机型。例如若系统需要一个100W的电源，则建议挑选大于130W输出功率额定的机型，以此类推可有效提升电源供应器的寿命。其次，需要考虑电源供应器的工作环境温度，及有无额外的辅助散热设备，在过高的环温电源供应器需减额输出。再次，根据应用场选择各项功能的电源，如保护功能：过电压保护、过温度保护、过负载保护等；应用功能：信号功能、遥控功能、遥测功能、并联功能等； 特殊功能：功因矫正（PFC）、不断电（UPS）。

三、电源的未来发展趋势

       未来，LED显示屏还会朝着高清、节能、智能化等方向发展，电源产品也会有更多的新的技术突破。总之，面积越来越小、重量越来越轻、体积越来越薄、性能越来越高、智能化控制越来越凸显将会是LED显示屏电源的未来发展趋势。

      看完了上面的内容，希望能给大家在选购LED显示屏电源的时候有所帮助，更希望在LED显示屏技术不断发展的未来选择到合适自己使用的电源。

 

 

 

 

 

 

　从最开始仅能在移动设备上提供工厂数据，到现在人机界面已经可以为操作人员提供实时数据以及可付诸行动的预测。

　　作为实现实时工厂智能化的趋势，人机软件在行业获得普遍接受，将得到持续发展。数据统计，2014年人机界面市场规模为29.4亿美元。据预计，到2018年，该数字将达36亿美元。

　　过去十年，人机界面(HMI)解决方案与不断变化的客户需求同步，取得了跨越式发展。作为实现实时工厂智能化的趋势，人机软件在行业获得普遍接受，将继续发展。从最开始仅能在移动设备上提供工厂数据，到现在人机界面已经可以为操作人员提供实时数据以及可付诸行动的预测。随之带来的好处，如降低工厂运营成本，更高的处理效率，更高的能源效率等，将加快人机解决方案的采用。

　　“欧洲工业4.0和美的智能工厂规划的发展，将为制造业的未来带来应用融合，”Frost&Sullivan工业自动化和过程控制研究分析师GuruMahesh表示，“因此，不断创新和部件重塑的需要将推动离散行业采用人机产品。”

　　与离散行业不同，化工、食品和石油等过程行业可以通过基本的自动化解决方案实现大宗生产，因此，先进人机方案在过程领域的使用往往受到限制。

　　尽管这一趋势持续渗透数个过程行业，但食品饮料板块正在逐步采用人机解决方案。厂家在这个竞争日益激烈的细分领域已经认识到自动化是保持盈利的关键。同样，其他过程领域也越来越认识到这一点，也会给人机解决方案开辟新的应用。

　　Mahesh指出，“实时智能和大数据分析预计将为人机界面的前景带来革命性的变化。为了充分利用这些机会，人机企业必须满足全球市场终端用户对创新功能和增值服务的需求。

 

 

 

 

 

 

 

　Frost & Sullivan研究报告显示，2014年人机界面市场规模为29.4亿美元，预计到2018年，该数字将达36亿美元。

 

　　过去十年，人机界面(HMI)解决方案与不断变化的客户需求同步，取得了跨越式发展。作为实现实时工厂智能化的趋势，人机软件在行业获得普遍接受，将继续发展。从最开始仅能在移动设备上提供工厂数据，到现在人机界面已经可以为操作人员提供实时数据以及可付诸行动的预测。随之带来的好处，如降低工厂运营成本，更高的处理效率，更高的能源效率等，将加快人机解决方案的采用。

 

　　“欧洲工业4.0和美的智能工厂规划的发展，将为制造业的未来带来应用融合，”Frost&Sullivan工业自动化和过程控制研究分析师Guru Mahesh 表示，“因此，不断创新和部件重塑的需要将推动离散行业采用人机产品。”

 

　　与离散行业不同，化工、食品和石油等过程行业可以通过基本的自动化解决方案实现大宗生产，因此，先进人机方案在过程领域的使用往往受到限制。

 

　　尽管这一趋势持续渗透数个过程行业，但食品饮料板块正在逐步采用人机解决方案。厂家在这个竞争日益激烈的细分领域已经认识到自动化是保持盈利的关键。同样，其他过程领域也越来越认识到这一点，也会给人机解决方案开辟新的应用。

 

　　Mahesh指出，“实时智能和大数据分析预计将为人机界面的前景带来革命性的变化。为了充分利用这些机会，人机企业必须满足全球市场终端用户对创新功能和增值服务的需求。”

 

 

 

 

 

 

 

2015年1月9日，北京 – 人机界面解决方案领先开发商Synaptics公司(NASDAQ: SYNA)今天宣布，在2015年1月6日至9日于美国拉斯维加斯举办的2015 CES国际消费电子产品展上展示最新创新技术。Synaptics展台以“体验创新”为主题，将包括几款源自Validity Sensors和Renesas SP Drivers(RSP)收购的最新解决方案。在提供令人振奋的最新人机界面解决方案方面，Synaptics处于市场领先地位，此次展示的解决方案进一步巩固了Synaptics这一地位。

 

Synaptics

 

　　Synaptics公司首席执行官Rick Bergman表示：“作为领先的移动和PC触控、显示及生物识别解决方案供应商，我们已经成为OEM合作伙伴首选的下一代人机界面技术厂商。我们不断凭借最新创新巩固市场领先地位，这次令我们倍感振奋的是，我们将展示的最新技术能够帮助合作伙伴抓住汽车和游戏市场出现的新商机。在本届CES消费电子产品展上，Synaptics还将展示一类新的、面向消费类设备市场的‘智能显示(Smart Display)’解决方案，这些解决方案因不久前收购RSP而得到了改进。”

 

　　除了商用产品，Synaptics还将展示几款最新概念原型机，这些概念原型机将人机界面应用范围扩大到了更多领域：

 

　　Natural ID – Synaptics将展示面向移动设备、PC和汽车应用的最新概念原型机，这些概念原型机将加速Natural ID用于更多设备，从而将生物识别和身份验证解决方案的应用推进到更高水平。

 

　　智能显示技术 – “智能显示”在系统级解决方案中整合了触控和显示驱动器，可实现更薄、更亮和更具创新性的显示器，同时还显著简化了OEM的供应链。

 

　　汽车解决方案 – 创新性触控技术现在可以放入驾驶员座椅中。Synaptics汽车中央控制台解决方案采用了压力敏感型触控技术、眼球跟踪、靠近检测以及其他功能，将提升驾驶员体验，同时提高安全性，并最大限度减少精力分散。

 

　　可穿戴设备传感器 – 定义了下一代可穿戴设备人机界面。Synaptics展示了触控技术对从智能手表到柔性显示器的各种产品将产生怎样的影响。

 

　　SecurePad? - SecurePad使下一代安全及身份验证解决方案进入了笔记本电脑，是业界首款采用区域传感器的指纹ID解决方案，被智慧地设计到笔记本电脑TouchPad触控板的一角中。

 

　　ForcePad? 5.0 – Synaptics下一代ForcePad解决方案更加纤薄，因此适合外形尺寸更加纤薄的设备。该解决方案采用了触控反馈技术，通过在整个触控区域上进行压力检测，提供了更加直观、精准的用户互动。

 

　　SmartBar? - SmartBar提供全新游戏体验，采用了触控敏感型空格杆，为游戏玩家提供了精细的控制感。

 

　　Synaptics是领先的人机界面解决方案开发商，提供业界最为丰富的解决方案，提升用户体验。Synaptics的显示驱动器IC(DDIC)面向高性能智能手机和平板电脑显示器。ClearPad?系列支持触控屏解决方案，适用于从入门级手机直到高端智能手机、平板电脑和笔记本PC的各种设备。TouchPad?系列包括ClickPad?和ForcePad?，目前已集成到大部分笔记本PC中。Natural ID?指纹传感器技术可用来实现身份验证、移动支付，还可使智能手机、平板电脑和笔记本电脑实现基于触控的导航功能。

 

　　Synaptics还提供支持纤巧轻薄型键盘解决方案的ThinTouch?，以及支持下一代触控型视频及显示应用的关键技术。想要了解更多的Synaptics  2015 CES 相关信息，请关注我们相应的频道！

 

 

 

 

 

 

 

《西门子工业自动化系列教材·西门子人机界面(触摸屏)组态与应用技术(第2版)》介绍了人机界面与触摸屏的工作原理和应用技术，通过大量的实例，深入浅出地介绍了使用组态软件WinCC flexible对西门子的入机界面进行组态和模拟调试的方法，包括对变量、画面、动画、报警、用户管理、数据记录、趋势图、配方、报表、运行脚本和以太网通信的组态方法，以及文本显示器的组态和使用方法。《西门子工业自动化系列教材·西门子人机界面(触摸屏)组态与应用技术(第2版)》介绍了在控制系统中应用人机界面的工程实例，并讲解了用WinCC flexible对人机界面的运行进行离线模拟和在线模拟的方法，以及用WinCC flexible和STEP 7中的仿真软件来模拟人机界面和S7-300/400组成的控制系统的运行的方法。随书光盘提供了WinCC flexible2007、大量的西门子人机界面产品和组态软件的用户手册、作者编写的与教材配套的例程。读者用例程在计算机上做模拟实验，可以较快地掌握人机界面组态的方法。《西门子工业自动化系列教材·西门子人机界面(触摸屏)组态与应用技术(第2版)》各章配有思考题，附录中有实验指导书。

 

 

 

 

 

前言第1章 概述 1.1 人机界面概述 1.1.1 人机界面的基本概念 1.1.2 人机界面的分类 1.1.3 液晶显示器 1.1.4 人机界面的工作原理 1.1.5 人机界面的操作与维护 1.2 触摸屏的工作原理 1.2.1 触摸屏的基本工作原理 1.2.2 电阻式触摸屏 1.2.3 表面声波触摸屏 1.2.4 电容式触摸屏 1.2.5 红外线触摸屏 1.3 思考题第2章 西门子人机界面设备简介 2.1 按钮面板 2.2 文本显示器与微型面板 2.3 触摸屏与移动面板 2.3.1 触摸屏 2.3.2 移动面板 2.4 操作员面板 2.5 多功能面板 2.6 K-TP 178micro触摸屏 2.6.1 K-TP 178micro触摸屏的特性 2.6.2 K-TP 178micro的控制面板 2.7 思考题第3章 WinCC flexible入门 3.1 WinCC flexible概述 3.1.1 WinCC flexible简介 3.1.2 WinCC flexible的安装 3.1.3 WinCC flexible的用户接口 3.1.4 鼠标的使用方法与技巧 3.2 一个简单的例子 3.2.1 创建项目 3.2.2 变量的生成与组态 3.2.3 画面的生成与组态 3.2.4 指示灯与文本域的生成和组态 3.2.5 按钮的生成与组态 3.3 项目的运行与模拟 3.3.1 WinCC flexible运行系统简介 3.3.2 模拟调试的方法 3.3.3 项目的离线模拟 3.3.4 项目的在线模拟 3.3. 项目文件的下载与运行 3.4 WinCC flexible与STEP 7的集成 3.4.1 集成的基本原理 3.4.2 建立STEP7与WinCC flexible项目的连接 3.4.3 在WinCC flexiblee中使用STEP7中的变量 3.4.4 用WinCC flexible和PLCSIM模拟控制系统 3.5 K-TP 178micro的组态与运行 3.5.1 连接与画面的组态 3.5.2 功能键组态 3.5.3 S7-200的编程与参数设置 3.5.4 项目文件的下载与运行 3.6 思考题第4章 项目组态的方法与技巧 4.1 创建项目 4.1.1 用项目向导创建项目 4.1.2 创建画面 4.1.3 组态画面浏览系统 4.2 变量的组态 4.2.1 内部变量与外部变量 4.2.2 变量的限制值 4.2.3 变量的其他属性 4.2.4 在运行时更新变量值 4.2.5 数组变量 4.3 库的使用 4.3.1 库的分类 4.3.2 生成新的库对象的方法 4.3.3 用图形IO域生成指示灯 4.4 组态的技巧 4.4.1 表格编辑器的使用技巧 4.4.2 鼠标的使用技巧 ……第5章 画面对象组态第6章 报警与用户管理第7章 数据记录与趋势视图第8章 配方管理系统第9章 报表系统第10章 运行脚本第11章 WinCC flexible的通信选件第12章 传送与HMI设备的参数设置第13章 触摸屏与操作员面板应用实例第14章 文本显示器的组态与应用附录参考文献

 

 

 

 

 

 

 

 

 

人机界面（Human Machine Interaction，简称HMI），又称用户界面或使用者界面，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

人机界面是指人和机器在信息交换和功能上接触或互相影响的领域或称界面所说人机结合面，

嵌入式人机界面

嵌入式人机界面

信息交换，功能接触或互相影响，指人和机器的硬接触和软触，此结合面不仅包括点线面的直接接触，还包括远距离的信息传递与控制的作用空间。人机结合面是人机系统中的中心一环节，主要由安全工程学的分支学科安全人机工程学去研究和提出解决的依据，并过安全工程设备工程学，安全管理工程学以及安全系统工程学去研究具体的解决方法手段措施安全人机学。它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。大量运用在工业与商业上，简单的区分为“输入”（Input）与“输出”（Output）两种，输入指的是由人来进行机械或设备的操作，如把手、开关、门、指令（命令）的下达或保养维护等，而输出指的是由机械或设备发出来的通知，如故障、警告、操作说明提示等，好的人机接口会帮助使用者更简单、更正确、更迅速的操作机械，也能使机械发挥最大的效能并延长使用寿命，而市面上所指的人机接口则多界狭义的指在软件人性化的操作接口上。

特定行业的人机界面可能有特定的定义和分类，比如工业人机界面（Industrial Human-machine Interface或简称Industrial HMI）。

 

 

 

 

 

 

 

人机交互、人机互动（，简写HCI，又称用户界面或使用者界面）：是一门研究系统与用户之间的互动关系的学问。系统可以是各种各样的机器，也可以是计算机化的系统和软件。人机交互界面通常是指用户可见的部分。用户通过人机交互界面与系统交流，并进行操作。小如收音机的播放按键，大至飞机上的仪表板、或是发电厂的控制室。

人机交互（Human-Computer Interaction，简写HCI）：是研究关于设计、评价和实现供人们使用的交互计算系统以及有关这些现象进行研究的科学。

人机交互与人机界面是两个有着紧密联系而又不尽相同的概念。

人机交互与人机界面的关系：

人机交互是指人与机器的交互，本质上是人与计算机的交互。或者从更广泛的角度理解：人机交互是指人与含有计算机的机器的交互。具体来说，人机交互用户与含有计算机机器之间的双向通信，以一定的符号和

液晶屏被用作人机界面显示器

动作来实现，如击键，移动鼠标，显示屏幕上的符号/图形等。这个过程包括几个子过程：识别交互对象-理解交互对象-把握对象情态-信息适应与反馈等；而人机界面是指用户与含有计算机的机器系统之间的通信媒体或手段，是人机双向信息交互的支持软件和硬件。这里界面定义为通信的媒体或手段，它的物化体现是有关的支持

人机界面用液晶屏

人机界面用液晶屏

软件和硬件，如带有鼠标的图形显示终端等。

交互是人与机-环境作用关系/状况的一种描述。界面是人与机-环境发生交互关系的具体表达形式。交互是实现信息传达的情境刻画，而界面是实现交互的手段。在交互设计子系统中，交互是内容/灵魂，界面是形式/肉体；然而在大的产品设计系统中，交互和界面，都只是解决人机关系的一种手段，不是最终目的，其最终目的是解决和满足人的需求。

交互设计是从属于产品系统的，是对成功的产品设计的一种强有力的支持与完善。

如果利用系统论的观点，交互设计是从属于产品设计系统的子系统。