開關(guān)電源開關(guān)電源概要之直流穩(wěn)壓電源的分類
開關(guān)電源開關(guān)電源概要,電源的作用我們?yōu)榱说玫诫娔?,使用發(fā)電廠輸送的商用電源。然而,這種交流電壓不能使OA、FA等電子機(jī)器部件內(nèi)部使用的IC和電子部件動作,反而會因高電壓致使它們破損。為了使這些IC、電子部件動作,必需提供穩(wěn)定的直流電源。使商用電源從交流電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓的裝置被稱作「電源」或「直流穩(wěn)壓電源」。
直流穩(wěn)壓電源的分類
如果從控制方式來大致區(qū)分直流穩(wěn)壓電源,則可分為以下2類。一般來說,被稱作電源的是指「開關(guān)方式」和「線性方式 」的電源。目前以開關(guān)方式為主流。
開關(guān)方式電源
開關(guān)電源是指:輸入商用電源,利用半導(dǎo)體的高速開關(guān)作用將它轉(zhuǎn)換成高頻電能,從而得到所需的直流電。它的特長是小型、重量輕、高效率,幾乎作為所有電子機(jī)器的電源被廣泛使用。
優(yōu)高功率小型、重量輕能擴(kuò)大輸入電壓范圍缺點(diǎn)產(chǎn)生噪聲1次側(cè)沖擊電流大開關(guān)電源的選擇方法選擇的基礎(chǔ)選擇開關(guān)電源時的要點(diǎn)如下。
開關(guān)電源 用語說明項(xiàng)目內(nèi)容詳細(xì)說明效率(%)輸出功率、輸入有效功率。可以說,電源效率越高,內(nèi)部損耗就越小。--輸入條件電壓范圍外加在交流輸入端子上的電壓。電壓的變動范圍記載在( )中。--頻率外加在交流輸入端子上的電壓的頻率電壓后在規(guī)定的輸出電壓可變范圍內(nèi)進(jìn)行使用。
2 輸出電壓×輸出電流不超過額定輸出容量,并且輸出電流應(yīng)在額定輸出電流以下進(jìn)行使用。
3 輸出電壓調(diào)整片(V.ADJ)可能破損,請盡量不要施加過強(qiáng)的力量。輸入變動是指在一定的輸出條件下,僅當(dāng)輸入電壓在輸入范圍內(nèi)緩慢變動時輸出電壓的變動值。負(fù)載變動
是指在一定的輸出條件下,僅當(dāng)輸出電流在輸入范圍內(nèi)緩慢變動時輸出電壓的變動值。溫度變動僅當(dāng)操作環(huán)境溫度變化時輸出電壓的變動值。關(guān)于耐壓試驗(yàn)在輸入-外殼(FG)之間施加高壓時,通過內(nèi)部靜噪濾波器的L.C,能量積蓄起來。然后將耐壓實(shí)驗(yàn)的高壓用開關(guān)、計時器等接通、切斷,產(chǎn)生脈沖,內(nèi)部部件可能損壞。為了防止這種脈沖電壓的產(chǎn)生,可以用試驗(yàn)機(jī)的電位器逐漸降低外加電壓,或者零交叉接通、切斷。此外有些機(jī)種為了保護(hù)開關(guān)電源不受輸入浪涌電壓的影響,在輸入線間和輸入-ACG間插入了浪涌吸收器。進(jìn)行耐壓試驗(yàn)前,請拆下前面的FG端子和ACG端子間的短路片。如果不拆除短路片,在耐壓實(shí)驗(yàn)中會被切斷。(參照下圖)關(guān)于絕緣電阻實(shí)驗(yàn)有些機(jī)種為了保護(hù)開關(guān)電源不受輸入浪涌電壓的影響,在輸入線間和輸入-ACG間插入了浪涌吸收器。測定絕緣電阻前,請拆下前面的FG端子和ACG端子間的短路片拆下。如果不拆除短路片,電阻值將降低。(參照下圖)過電流保護(hù)功能對象機(jī)種:所有機(jī)種
避免過電流(包括輸出短路時)導(dǎo)致開關(guān)電源本身和負(fù)載破損的保護(hù)功能。如果負(fù)載電流超過過電流檢測值(因機(jī)種而異),保護(hù)功能將啟動,限制輸出電流。還可根據(jù)過載情況(負(fù)載的阻抗)降低輸出電壓。降低水平根據(jù)過載情況、負(fù)載線的阻抗而變化。主要機(jī)種的過電流保護(hù)功能動作時的輸出電壓的下降特性可分為以下6種。這些降低特性還代表了AC輸入接通時輸出電壓啟動過程中可實(shí)際提供給負(fù)載的輸出電流的限制值。連接低壓啟動的負(fù)載(DC-DC變壓器內(nèi)置)和容易流過浪涌電流的電容性負(fù)載等的場合,請考慮過電流保護(hù)降低特性的傾向和負(fù)載側(cè)的啟動特性選擇開關(guān)電源。
一般認(rèn)為倒L降低在啟動時有利。過電流降低特性傾向主要的型號フ形降低電壓下降時的輸出電流也象被限制一樣下降。當(dāng)過電流狀態(tài)解除后輸出會自動恢復(fù)正常(自動復(fù)位)S82K3W、7.5W、15WS8VS15W倒L形降低電壓下降時的輸出電流基本保持一定。當(dāng)過電流狀態(tài)解除后輸出會自動恢復(fù)正常(自動復(fù)位)。S82J100W(5V、12V、15V)、150W、300WS82K90W、100WS8TSS8T-DCBU-02S8VS240W過電流降低特性傾向主要的型號フ形降低間歇動作電壓下降時的輸出電流也象被限制一樣下降。當(dāng)電壓下降到一定程度后輸出變?yōu)閿嗬m(xù),以減輕開電源自身的負(fù)擔(dān)(自動復(fù)位)。S82J倒L形降低間歇動作電壓下降時的輸出電流基本保持一定。當(dāng)電壓下降到一定程度后輸出變?yōu)閿嗬m(xù),以減輕開關(guān)電源自身的負(fù)擔(dān)(自動復(fù)位)。S8PS
300WS8VS30W,60W,90W,120W.180Wヘ形降低間歇動作電壓下降時的輸出電流增加。當(dāng)電壓下降到一定程度后輸出變?yōu)閿嗬m(xù),以減輕開關(guān)電源自身的負(fù)擔(dān)(自動復(fù)位)。S82J50W,100W(24V)S82K30W,50WS8PS50W,100W,150W倒L形降低切斷電壓下降時的輸出電流基本保持一定。但當(dāng)過電流狀態(tài)持續(xù)一定時間后輸出將會被切斷。復(fù)位時需要重通電。S82J600WS8PS600W
1 連接內(nèi)置了DC-DC變壓器的負(fù)載(PLC、數(shù)字面板儀表等電子設(shè)備)和容量性負(fù)載時,啟動時過電流保護(hù)可能啟動,導(dǎo)致開關(guān)電源無法輸出。
2 在輸出短路和過電流狀態(tài)下持續(xù)使用時,可能導(dǎo)致內(nèi)部元件的劣化、破損,請注意。
3 在負(fù)載側(cè)短路時,根據(jù)正在使用的負(fù)載線的阻抗等,實(shí)際降低的電壓會有所變化。
4 降低特性傾向即使相同,但實(shí)際的特性(輸出的電流、電壓等)因機(jī)種而異。
5每種機(jī)種都有各自的注意事項(xiàng)。
過電壓保護(hù)功能對象機(jī)種:S8E1(5V輸出)、S82J(100W/5V、24V輸出、300W、600W)、S82J-D7、S82W、S8TS、S8E3 (僅V1輸出)、S8PS、S8VS、S8PE-J、S8T-DCBU-02、S8VM為防止因開關(guān)電源內(nèi)部復(fù)位電路的故障等給傳感器等負(fù)載造成過大的電壓,檢測到過電壓后立刻切斷輸出的一種保護(hù)功能。復(fù)位時,請將輸入電源OFF后放置一定時間再重新接通輸入電源。
1 開關(guān)電源的過電壓保護(hù)電路動作時,開關(guān)電源本身可能發(fā)生故障。過電壓保護(hù)電路工作后重新接通電源時請在拆除負(fù)載線的狀態(tài)下確認(rèn)輸出電壓。
2 輸出側(cè)受到來自外部(負(fù)載等)的浪涌等過電壓時,過電壓保護(hù)電路也可能動作。但是一部分機(jī)種為齊納二極管方式,因此保護(hù)電路工作后不會重新啟動。請將產(chǎn)品送去修理.S8E1(5V輸出)的10W、15W、S82J-D7(10W)、S8VS(15W)
※詳情請參考各型號頁。遠(yuǎn)程感測功能利用負(fù)載線補(bǔ)充電壓降時使用。(補(bǔ)正范圍為額定輸出電壓的±10%)使用遠(yuǎn)程感測功能時,請拆下遠(yuǎn)程感測端子(通常交貨時設(shè)為短路)的短路片,如下圖所示連接。遠(yuǎn)程感測螺釘如果松動,輸出電壓將消失。請注意不要讓螺釘松動。加粗負(fù)載連接線,利用開關(guān)電源的V.ADJ補(bǔ)充降低部分,有助于動作穩(wěn)定性。通過在遠(yuǎn)程感測端子的+V、+S端子間加入可變電阻,即可通過外部操作實(shí)現(xiàn)輸出電壓的可變。請用0.5W以上的可變電阻器。遠(yuǎn)程控制功能在有輸入電壓的情況下通過外部信號將輸出電壓ON、OFF的功能。使用時,請拆下遠(yuǎn)程控制端子(通常交貨時設(shè)為短路)的短路片,如下圖所示連接開關(guān)或晶體管。遠(yuǎn)程控制端子間開放時輸出電壓消失。遠(yuǎn)程控制螺釘如果松動,輸出電壓將消失。請注意不要讓螺釘松動。使用晶體管時請使用VCE =20V以上IC=5mA以上的產(chǎn)品。
并聯(lián)運(yùn)行對一臺輸出電流不夠的負(fù)載,將開關(guān)電源并聯(lián)來增加輸出電流的一種運(yùn)行方法。可并聯(lián)運(yùn)行輸出的機(jī)種和接線方法一覽表。輸出的+V、-V并聯(lián)連接。并聯(lián)運(yùn)行切換開關(guān)「PARALLEL」側(cè)使用。S8TS(12V、24V)總線連接器連接。S82K(100W)、S8PS(300、600W)最多可連接同一型號的2臺,S8TS、S8T-DCBU-02可連接4臺,S82J(300、600W)最多可連接同一型號的5臺。
關(guān)于其他機(jī)種,可能由于負(fù)載電流的不均衡使得使用時超出額定輸出電流,因此無法并聯(lián)運(yùn)行。為了使各開關(guān)電源和負(fù)載間的電壓降相同,請使用相同長度和粗細(xì)的負(fù)載連接線。N+1冗余運(yùn)行對象機(jī)種 :S8TS將同一機(jī)種的開關(guān)電源N臺并聯(lián)(N=1時為獨(dú)立運(yùn)行)時,在并聯(lián)運(yùn)行臺數(shù)(N)上加上冗余的1臺形成N+1臺來提高系統(tǒng)可靠性的一種運(yùn)行方式。串聯(lián)運(yùn)行增加輸出電壓的運(yùn)行方式。出可串聯(lián)的機(jī)種一覽表型號輸出容量定額輸出電壓AC輸入投入時可能會出現(xiàn)單側(cè)開關(guān)電源不能輸出的現(xiàn)象,在這種狀態(tài)下放置不顧的話可能會導(dǎo)致內(nèi)部回路破損。上述一覽表的型號在串聯(lián)連接運(yùn)行下,可以進(jìn)行不同輸出容量、輸出電壓的組合。但負(fù)載中的電流應(yīng)低于輸出容量中較小一方的額定輸出電流。(S8PE-J只能是同一型號下的串行運(yùn)行)。
S82J-05024□□、S82J-10024□□、S8PS、S8VS和S8TS-02505 的負(fù)載如果短路,開關(guān)電源內(nèi)部會產(chǎn)生反向電壓導(dǎo)致開關(guān)電源劣化、破損。建議您如上圖所示連接二極管(D1、D2)。二極管的種類、耐壓、電流標(biāo)準(zhǔn)如下所示。后備運(yùn)行一臺的輸出電流足夠,但為了在一臺出故障時能用另一臺開關(guān)電源進(jìn)行保護(hù)(后備)的一種運(yùn)行方式。(單輸出開關(guān)電源所有機(jī)種均可進(jìn)行后備運(yùn)行)。開關(guān)電源A、B請使用相同機(jī)種。應(yīng)確保由A或B中的一臺可以提供負(fù)載容量。后備運(yùn)行時,為了確保開關(guān)電源故障模式后備側(cè)的開關(guān)電源不受影響,開關(guān)電源A?B都必須如上圖所示連接二極管。
二極管的種類、耐壓、電流的標(biāo)準(zhǔn)如下。
二極管D1、D2的正向電壓下降多少,開關(guān)電源A、B的輸出電壓設(shè)定就高多少。此外,二極管會產(chǎn)生開關(guān)電源輸出電流(ⅠOUT)二極管正向電壓(VF)的功率損耗,因此為了讓二極管的溫度降到規(guī)定值以下,必須進(jìn)行冷卻。負(fù)載的功率和二極管會產(chǎn)生功率損耗,請確保不要超過一臺開關(guān)電源的額定功率(額定輸出電壓×額定輸出電流)。±(正負(fù))輸出的做法由于是浮動輸出(初級電路和次級電路分離),可以用 2 個開關(guān)電源形成±輸出。及作為±輸出使用時,請如下圖所示連接同一個開關(guān)電源?!垒敵鲈谒袡C(jī)種中都能實(shí)現(xiàn),但如果負(fù)載是操作放大器等可能串聯(lián)運(yùn)行的場合,開關(guān)電源接通時可能發(fā)生啟動不良,引起內(nèi)部電路損壞,因此請如下圖所示連接旁路用二極管(D 1 、D 2 )。
關(guān)于諧波電流抑制
什么是諧波電流
大部分的開關(guān)電源都是電容器輸入方式,因此相對于正弦波的輸出電壓,輸入電流不是正弦波,而是尖聳的脈沖狀的電流波形。這樣的諧波電流如果流到工廠、大樓等的受變電設(shè)備中該設(shè)備中的機(jī)器會產(chǎn)生多余的熱量,損傷設(shè)備,此外,會浪費(fèi)能源,因此也是一個社會問題。