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摘 要 自耦型变压器的稳定电压方面具有重要的应用。同时由于产品具有智能控制单元，因此在实际应用中，基于单片机的自耦型变压器具有多种其他的应用。当对输出电压进行程序设定的时候，可以形成可编程变压器，满足用电器或者测试仪表对于编程电压的需求。同时在具体工程应用场合还可以根据实际需求进行功能的拓展应用。
关键词 智能；变压器；编程；应用；研究
中图分类号：TM42 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）17-0103-01
采用智能控制单元的仪器仪表以及电子控制器件可以对控制程序的重新编写改变产品的功能以实现不同的应用，满足工程不同的应用场合。基于单片机的自耦型变压器可以实现输出电压的功能，同时也可以实现可编程电压输出、工程测量等多个方面的应用。
1 可编程电压输出
应用自耦型变压器可以通过程序实现可编程电源，进行可编程电压输出。目前可编程电源主要是实现以下的功能，当电源输出电压达到阈值的时候，电源自动转换为恒流输出，当电源输出超过最大电流的时候，电源自动设定为恒压输出模式。目前一般的可编程电源都是通过上位机程序设定控制界面，再通过串口进行与下位机的通讯，主要对电压输出的重要参数如“峰值电压”、“实际电压”等进行预先设置。可编程电源可调节的参数以及指标没有明确的界限，一般都要求包含编程时间，编程精度，编程分辨率等主要指标。
1）实现自动电压跟踪功能。在科学实验以及工程技术应用中，输出电压通道之间联动的功能一般被成为跟踪功能，通过跟踪功能，可以保持电压与预先设定的值相同，保持所有的输出通道电压服从统一的控制。例如：如果电压1从10 V变为12 V，则电压2和3将随之从5 V变为6 V，电压4随之从20 V变为24 V。当其中一个主导的电压值或者电流值超过阈值的时候，其他所有的输出也同时进行限流状态，通过电压跟踪功能可以有效保证产品工作的安全性与稳定性。应用单片机编程实现变压器输出电压的不同状态，可以在波形产生、科学实验等领域提供所需的测试信号。
2）实现任意波形输出。在科学实验中，经常需要任意的波形输出，即要求电源能够根据程序的设定输出与时间对应变化的波形。如常见的老化实验中，需要进行不同电压值作用于用电器不同时间的实验；在进行被动测试的时候，为了验证某个产品在不同激励下的回应，也可以采用可编程电源。一般而言一个任意波形可以由不同振幅的信号组成，在经过逐个处理以后形成可以重复的周期波形。波形可以是单脉冲，也可以是连续重复的波形。应用单片机编程实现变压器输出电压的不同状态，可以实现任意波形的输出。
3）感应模式下进行导线电阻的补偿。在电子产品工作过程中，产品的稳定工作都是采用导线实现负载的电压供给。由于导线本身都具备一定的阻抗值，因此在工作过程中（尤其是低电压、大电流的工作场合），到在线形成的电压对于产品的正常工作就产品了重要的影响。如电源设定输出为3.3V/1A，假设输出线的电阻是0.3欧，就会在导线上形成0.3 V的压降，那么实际到达的电压变为3.0 V，这足以导致被供电的单元不能正常工作；对于某些精密电子产品，电压小幅度的变化都会对产品的正常工作带来较大的影响，因此实现通过调整变压器的输出，适当增加输出电压来补偿导线上产生的压降，对于提升产品的性能具有重要的实际意义。为此，可使用SENSE端子直接测量负载两端电压。由于SENSE导线中的电流很小，因而产生的电压降可以忽略，即电源设备感应的电压实际上就是真正的负载电压，这样电源设备将提高自己的输出，使其等于导线压降和所需负载电压之和，从而实现对于导线压降的补偿，使负载真正获得所设定电压值。另外，有些电源加入了回读功能也是为了补偿导线本身电阻。
2 工程领域的应用研究
在进行被动测量中，一般需要建立激励以及相应系统来分析被测系统的特性。为了能分析在工程实际中对于不同信号的回应。可以通过自耦变压器形成不同的激励，分析系统不同的频率特性。
1）大功率电能传输进行电压转换。目前传统的部分变压器都采用了复杂的电子线路实现电压的精确控制，电子线路中的电子元器件的非线性特性等都制约了在大功率下实现电压的转换。智能自耦型变压器采用了弱电控制强电，其高低压完全隔离的控制方案，实现了大功率的电压转换，且运行可靠性与稳定性得到了较大的提升。
2）通信领域的应用。在通信系统应用中，常需要对信号进行调制以满足信号传输的要求。基于单片机的智能型自耦合变压器能够根据调制的需求进行调制信号的产生。通过本变压器产生的调制信号，精确度高，而且可以在不改变电路结构的情况下，通过对于控制程序的编写实现对于信号不同方式的调制，基于单片机的智能型自耦合变压器的通信领域具有广泛的应用。
3）电路安全的应、应用。当电网电压出现较大幅度的变化时，当用电器电源接通的瞬间，电路中有可能会产生较大的尖冲电压，对于用电器具有较大的危害。目前一般用电器都采用瞬态抑制二极管等器件实现对于尖冲电压吸收。基于单片机的智能自耦合变压器由于采用了实时值的监控，因此可以动态自动调整保证输出电压的稳定性。同时在超过调整范围的时候，智能自耦型变压器还可以通过两个安全限位开关实现对于电器的保护。
3 结论
变压器是电子线路、电力传输中重要的器件。变压器的性能对于产品的稳定工作以及性能指标的提升具有重要的意义。一种基于单片机的智能型自耦变压器采用STC单片机作为控制单元，可以实现传统变压器无法达到的控制精度。通过对于程序的编写，智能型自耦合变压器可以实现编程电压的输出，在自动测试领域、精密电路补偿、通信系统以及电路安全等多个方面具有重要的应用。智能型自耦合变压器采用的先进控制算法、精度较高的步进电机等都保证了产品在实际工程中广泛的应用。
基金项目
2013年扬州工业职业技术学院校级科研课题。
参考文献
[1]陈云，吴娇，马红升.变压器智能化方案应用研究[J].云南电业，2010（10）.
[2]郑万长.智能电网中的智能化变压器[J].电气时代，2010（10）.
[3]刘刚，王学申.电力技术及电力系统规划探究—以智能电网为例[J].中国科技信息，2011（09）.
[4]项巍.智能电网时代继电保护技术研究[J].科协论坛（下半月），2011（07）.
[5]江勇.关于智能电网的研究及智能电器节电系统的设计[J].科技资讯，2010（35）.
作者简介
钱松（1982-），江苏姜堰人，工程师，南京理工大学硕士，扬州工业职业技术学院讲师，研究方向：电子产品设计、算法研究、职业教育。
关键词 智能；变压器；编程；应用；研究
中图分类号：TM42 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）17-0103-01
采用智能控制单元的仪器仪表以及电子控制器件可以对控制程序的重新编写改变产品的功能以实现不同的应用，满足工程不同的应用场合。基于单片机的自耦型变压器可以实现输出电压的功能，同时也可以实现可编程电压输出、工程测量等多个方面的应用。
1 可编程电压输出
应用自耦型变压器可以通过程序实现可编程电源，进行可编程电压输出。目前可编程电源主要是实现以下的功能，当电源输出电压达到阈值的时候，电源自动转换为恒流输出，当电源输出超过最大电流的时候，电源自动设定为恒压输出模式。目前一般的可编程电源都是通过上位机程序设定控制界面，再通过串口进行与下位机的通讯，主要对电压输出的重要参数如“峰值电压”、“实际电压”等进行预先设置。可编程电源可调节的参数以及指标没有明确的界限，一般都要求包含编程时间，编程精度，编程分辨率等主要指标。
1）实现自动电压跟踪功能。在科学实验以及工程技术应用中，输出电压通道之间联动的功能一般被成为跟踪功能，通过跟踪功能，可以保持电压与预先设定的值相同，保持所有的输出通道电压服从统一的控制。例如：如果电压1从10 V变为12 V，则电压2和3将随之从5 V变为6 V，电压4随之从20 V变为24 V。当其中一个主导的电压值或者电流值超过阈值的时候，其他所有的输出也同时进行限流状态，通过电压跟踪功能可以有效保证产品工作的安全性与稳定性。应用单片机编程实现变压器输出电压的不同状态，可以在波形产生、科学实验等领域提供所需的测试信号。
2）实现任意波形输出。在科学实验中，经常需要任意的波形输出，即要求电源能够根据程序的设定输出与时间对应变化的波形。如常见的老化实验中，需要进行不同电压值作用于用电器不同时间的实验；在进行被动测试的时候，为了验证某个产品在不同激励下的回应，也可以采用可编程电源。一般而言一个任意波形可以由不同振幅的信号组成，在经过逐个处理以后形成可以重复的周期波形。波形可以是单脉冲，也可以是连续重复的波形。应用单片机编程实现变压器输出电压的不同状态，可以实现任意波形的输出。
3）感应模式下进行导线电阻的补偿。在电子产品工作过程中，产品的稳定工作都是采用导线实现负载的电压供给。由于导线本身都具备一定的阻抗值，因此在工作过程中（尤其是低电压、大电流的工作场合），到在线形成的电压对于产品的正常工作就产品了重要的影响。如电源设定输出为3.3V/1A，假设输出线的电阻是0.3欧，就会在导线上形成0.3 V的压降，那么实际到达的电压变为3.0 V，这足以导致被供电的单元不能正常工作；对于某些精密电子产品，电压小幅度的变化都会对产品的正常工作带来较大的影响，因此实现通过调整变压器的输出，适当增加输出电压来补偿导线上产生的压降，对于提升产品的性能具有重要的实际意义。为此，可使用SENSE端子直接测量负载两端电压。由于SENSE导线中的电流很小，因而产生的电压降可以忽略，即电源设备感应的电压实际上就是真正的负载电压，这样电源设备将提高自己的输出，使其等于导线压降和所需负载电压之和，从而实现对于导线压降的补偿，使负载真正获得所设定电压值。另外，有些电源加入了回读功能也是为了补偿导线本身电阻。
2 工程领域的应用研究
在进行被动测量中，一般需要建立激励以及相应系统来分析被测系统的特性。为了能分析在工程实际中对于不同信号的回应。可以通过自耦变压器形成不同的激励，分析系统不同的频率特性。
1）大功率电能传输进行电压转换。目前传统的部分变压器都采用了复杂的电子线路实现电压的精确控制，电子线路中的电子元器件的非线性特性等都制约了在大功率下实现电压的转换。智能自耦型变压器采用了弱电控制强电，其高低压完全隔离的控制方案，实现了大功率的电压转换，且运行可靠性与稳定性得到了较大的提升。
2）通信领域的应用。在通信系统应用中，常需要对信号进行调制以满足信号传输的要求。基于单片机的智能型自耦合变压器能够根据调制的需求进行调制信号的产生。通过本变压器产生的调制信号，精确度高，而且可以在不改变电路结构的情况下，通过对于控制程序的编写实现对于信号不同方式的调制，基于单片机的智能型自耦合变压器的通信领域具有广泛的应用。
3）电路安全的应、应用。当电网电压出现较大幅度的变化时，当用电器电源接通的瞬间，电路中有可能会产生较大的尖冲电压，对于用电器具有较大的危害。目前一般用电器都采用瞬态抑制二极管等器件实现对于尖冲电压吸收。基于单片机的智能自耦合变压器由于采用了实时值的监控，因此可以动态自动调整保证输出电压的稳定性。同时在超过调整范围的时候，智能自耦型变压器还可以通过两个安全限位开关实现对于电器的保护。
3 结论
变压器是电子线路、电力传输中重要的器件。变压器的性能对于产品的稳定工作以及性能指标的提升具有重要的意义。一种基于单片机的智能型自耦变压器采用STC单片机作为控制单元，可以实现传统变压器无法达到的控制精度。通过对于程序的编写，智能型自耦合变压器可以实现编程电压的输出，在自动测试领域、精密电路补偿、通信系统以及电路安全等多个方面具有重要的应用。智能型自耦合变压器采用的先进控制算法、精度较高的步进电机等都保证了产品在实际工程中广泛的应用。
基金项目
2013年扬州工业职业技术学院校级科研课题。
参考文献
[1]陈云，吴娇，马红升.变压器智能化方案应用研究[J].云南电业，2010（10）.
[2]郑万长.智能电网中的智能化变压器[J].电气时代，2010（10）.
[3]刘刚，王学申.电力技术及电力系统规划探究—以智能电网为例[J].中国科技信息，2011（09）.
[4]项巍.智能电网时代继电保护技术研究[J].科协论坛（下半月），2011（07）.
[5]江勇.关于智能电网的研究及智能电器节电系统的设计[J].科技资讯，2010（35）.
作者简介
钱松（1982-），江苏姜堰人，工程师，南京理工大学硕士，扬州工业职业技术学院讲师，研究方向：电子产品设计、算法研究、职业教育。