优势供应DELTA ELEKTRONIKA电源SM18-50

优势供应DELTA ELEKTRONIKA电源SM18-50

江苏邱成机电有限公司

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江苏邱成机电有限公司是一家集研发、工程、销售、技术服务于一体的现代化企业，是国内自动化领域具竞争力的设备供应商。公司主要经营欧美和日韩 等发达国家的机电一体化设备、高精度分析检测仪器、环境与新能源工业设备及电动工具等工控自动化产品。

单靠水位高低之差不能维持稳恒的水流，而借助于水泵持续地把水由低处送往高处就能维持一定的水位差而形成稳恒的水流。与此类似，单靠电荷所产生的静电场不能维持稳恒的电流，而借助于直流电源，就可以利用非静电作用（简称为“非静电力”）使正电荷由电位较低的负极处经电源内部返回到电位较高的正极处，以维持两个电极之间的电位差，从而形成稳恒的电流。

直流电源中的非静电力是由负极指向正极的。当直流电源与外电路接通后，在电源外部（外电路），由于电场力的推动，形成由正极到负极的电流。而在电源内部（内电路），非静电力的作用则使电流由负极流到正极，从而使电荷的流动形成闭合的循环。

表现电源本身的一个重要

特征量是电源的电动势，它等于单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时非静电力所作的功。

当电源的内电阻可以忽略不计时，可以认为电源的电动势在量值上近似地等于电源两极间的电位差或电压。

为了取得较高的直流电压，常将直流电源串联使用，这时总电动势为各电源的电动势之和，总内阻也为各电源内电阻之和。由于内阻增大，一般只能用于所需电流强度较小的电路。为了取得较大的电流强度，可以将等电动势的直流电源并联使用，这时总电动势即为单个电源的电动势，总内阻为各电源内电阻的并联值。

直流电源的类型很多，不同类型的直流电源中，非静电力的性质不同，能量转换的过程也不同。在化学电池（例如干电池、蓄电池等）中，非静电力是与离子的溶解和沉积过程相联系的化学作用，化学电池放电时，化学能转化为电能和焦耳热在温差电源（例如金属温差电偶、半导体温差电偶）中，非静电力是与温度差和电子的浓度差相联系的扩散作用，温差电源向外电路提供功率时，热能部分地转化为电能。在直流发电机中，非静电力是电磁感应作用，直流发电机供电时，机械能转化为电能与焦耳热。在光电池中，非静电力是光生伏打效应的作用，光电池供电时，光能转化为电能和焦耳热。 [1]

技术指标编辑 语音

直流电源的技术指标分为两种：一种是特性指标，包括允许输入电压、输出电压、输出电流及输出电压调节范围等；另一种是质量指标，用来衡量输出直流电压的稳定程度，包括稳压系数（或电压调整率）、输出电阻（或电流调整率）、纹波电压（周围与随机漂移）。

1） 稳压系数及电压调整率：稳压系数是指在负载电流、环境温度不变的情况下，输入电压的相对变化引起输出电压的相对变化。 电压调整率是指输入电压相对变化为±10%时的输出电压相对变化量，稳压系数和电压调整率均说明输入电压变化对输出电压的影响，因此只需测试其中之一即可。

2） 输出电阻及电流调整率：输出电阻与放大器的输出电阻相同，其值为当输入电压不变时，输出电压变化量与输出电流变化量之比的值。电流调整率：输出电流从0变到值时所产生的输出电压相对变化值。输出电阻和电流调整率均说明负载电流变化对输出电压的影响，因此也只需测试其中之一即可。

3）纹波电压：叠加在输出电压上的交流电压分量。用示波器观测其峰峰值一般为毫伏量级。也可用交流毫伏表测量其有效值，但因纹波不是正弦波，所以有一定的误差。 [1]

应用编辑 语音

航天事业担负着特殊的国家使命。航天通信系统具有专用性和保密性特点，特别是较高的时效性要求。通信电源的可靠性是航天通信部门首要考虑的问题，是通信系统安全运行的重要保证。当前，航天系统各通信局（站）普遍采用UPS系统作为IT设备的主用电源，它克服了因市电中断而导致的系统中断。但是，UPS自身、甚至并机冗余系统的故障导致网络通信事故也时有发生，已产生较大的社会影响和相当的经济损失。

240V高压直流供电系统（HVDC）作为一项简单、可靠的技术，减少了电力转换环节，提高了供电可靠性和效率，受到了业界的广泛关注。航天通信部门应积极跟踪电源科技的发展变化，关注应用实践中的探索成果，将新技术转换为新应用，提升航天通信系统的可靠性水平。

240V高压直流供电系统的优势

240V高压直流供电系统有着技术成熟、可靠性高、维护操作简易、转换效率高、在线扩容简单等优点，通信业界一直在探讨采用高压直流系统来代替UPS系统。

240V高压直流供电系统具有明显技术优势和价格优势，且能在沿用现有的IT设备的前提下推广使用，因此得到了各级部门的广泛重视和支持。

1、系统构成简单

原理、架构与传统通信局（站）的−48V直流供电系统*相同，而后者的可用性及可靠性均得到数十年运行的检验。因此，该系统易于维护，对厂商的依赖度降低；负载率高且易于扩容；运行效率高；直流母排是电池组、整流器、负载的共同汇结点，系统可靠性高。

2、供电配电简便

图为240V高压直流供电系统图。

由图中可以看出，电池组经熔断器与整流模块输出端在总输出屏构成输出母排，系统两路输出（A路和B路），通过列头柜配电，来满足双电源服务器的需求，而单电源服务器仅使用A路或B路。

系统采用2根电缆（正、负极）、以悬浮方式由电源端向设备端供电；全系统机架外壳与楼层等电位体进行电气连接。

3、系统投资减少

根据中国电信江苏盐城分公司统计数据，相对于新建UPS系统，采用240V高压直流供电系统可平均节省投资超过40%，整个生命周期内平均节省电力20%～30%

HVDC应用的可行性分析

随着电源技术的进步，IT设备的电源模块早已采用高频开关电源。这样，240V高压直流系统供电成为可能。

1、240V高压直流的可用性

图为IT设备电源模块交流电入口处的等效图。

由图中可以看出，在传统的工作环境下，AB间Ui为标称的220V交流电；全桥整流后CD间Uo将获得198～308V的直流电（视负载率大小和有无PFC—功率因数校正电路）。

市电电压波动将引起整流电压的波动。根据GB/T 12325—2003《电能质量供电电压允许偏差》的规定，电压偏差为标称电压的−10%、+7%，即198～235.4V，对应的整流电压Uo为178.2～329.6V。可见，IT设备CD间工作电压的范围是较宽的。

当IT设备直接采用直流供电，如A端+、B端－，Ui为DC270V（浮充电压）时，将使得二极管2、4长期导通，另两只1、3长期截止。二极管2、4等效为导体，CD间Uo约为270V的直流电。结论是：IT设备在AC220V或DC270V条件下*等效工作。

2、HVDC各种状态下的输出电压分析

YD/T 2378—2011《通信用240V直流供电系统》要求，系统应采用铅酸蓄电池组、并且应具有电池管理能力。铅酸蓄电池的特性决定了电池组的电压范围，而是否在IT设备的承受范围内是可用性研究的关键因素。现以国内某品牌电池为例，分析各种状态下的输出电压。

1）浮充状态。YD/T 2378—2011《通信用240V直流供电系统》要求，240V高压直流电源的输出电压范围是204～288V，全程允许压降为12V，即IT设备的电压承受范围是192～288V。常态下，该品牌240V蓄电池组的浮充电压为270V，满足IT设备的电压要求。

2）放电状态。当遭遇长时间停电而又无后备手段时，蓄电池组放电的终止（保护）电压为222V，高于IT设备工作电压下限（204V）的要求。当然，现代通信局（站）应（都）具有后备电源和快速接续的能力。

3）均充状态。该品牌240V蓄电池组的均充电压为282V，低于IT设备工作电压上限（288V）的要求。

由以上的参数分析可以得出结论：240V高压直流供电系统各种状态下的输出电压均可满足IT设备的工作需要，且有一定的

工频交流电源经过变压器降压、 整流、滤波后成为一稳定的直流电。图中其余部分是起电压调节，实现稳压作用的控制部分。电源接上负载后，通过采样电路获得输出电压，将此输出电压和基准电压进行比较。如果输出电压小于基准电压，则将误差值经过放大电路放大后送入调节器的输入端，通过调节器调节使输出电压增加，直到和基准值相等；如果输出电压大于基准电压，则通过调节器使输出减小。

稳压器电路由电源电路、电压检测控制电路、过电压保护组成，如图1所示。电源电路由调压变压器T的W4、W5绕组和整流二极管VDl-VD4、滤波电容器Cl、C2组成。电压检测控制电路由电阻器R-R7、电位器RPl、Rm、稳压二极管VS、电容器C3、C4和运算放大器集成电路IC（Nl-N3）组成。过电压保护电路由IC内部的N3、晶体管V3、电阻器Rl2和继电器K组成。自动调压电路由电阻器R8-Rll、晶体管Vl、V2、直流电动机M、滑动触头和T的Wl-W3绕组组成。将交流稳压器的输大端与市电相接后，在T的W4、W5绕组上产生了感应电压。该电压经VDl-VD4整流及Cl、C2滤波后，为IC和Vl、V2等提供 士l2V不稳定工作电压。+l2V电压还有其他作用。经Rl-R3分压、VS稳压后，分别为Nl-N3的反相输入端提供基准电压；为过电压保护电路申的K和V3提供工作电源；经R4、RP2、R6分压后，为Nl和N2的正相输入端提供检测电压；经R7、RPl、R5分压后，为N3的正相输入端提供检测电压。

Nl-N3将正相输大端的检测电压与反相输大端的基准电压进行比较，用产生的误差电压去控制自动调压电路。

当市电电压正常时，Nl和N2的输出端电压为OV，Vl和V2均处于截止状态，电动机M不工作。

当市电电压偏低时，Nl和N2输出低电平，使V2导通，Vl截止，M逆时针旋转，通过滑壁臂驱动滑动触头移动，与T相应的电压抽头接触 （T的Wl、W2绕组共设置了21个电压抽头，每一档的电压调节范围为5V），通过T的W2绕组来提升输出电压。当输出交流电压升至220V时，V2截止，M停转。当市电电压偏高时，Nl和N2均输出高电平，使Vl导通，V2截止，M顺时针旋转，通过滑臂驱动滑动触头移动，与T相应的电压抽头接触，通过T的Wl绕组来降低输出电压。当输出交流电压降至220V时，Vl截止，M停转。当市电电压偏高超过260V时，N3因正相输入端电压高于反相输入端电压而输出低电平，使V3截止，，K释放，其常闭触头接通交流电压的输出回路。当市电电压为160-260V时，N3因正相输入端电压低于反相输入端电压而输出高电平，使V3导通，K吸合，其常闭触头断开，从而保证负载（用电器）不会因过电压而损坏。 [3]

选购编辑 语音

元器件选择

R8和R9均选用lW金属膜电阻器，其余各电阻器选用1/4W或l/2W金属膜电阻器。

稳压电源

稳压电源

RPl和RP2均选用精密可变电阻器。

Cl-C4均选用耐压值为16V的铝电解电容器。

VDl-VD4均选用lN5404型硅整流二极管。

VS选用1/2W、6V的硅稳压二极管，例如lN5233A或lN5995B等型号。

Vl选用DSl5或2SC2073型硅NPN晶体管；V2选用CSl5或2SA940型硅PNP晶体管；V3选用S805O或C8050型硅NPN晶体管。

IC选用LM324型运算放大集成电路。

M选用l2V直流电动机。

K选用JRX-l3F型l2V直流继电器，使用时将其两组常闭触头并联，以增大电流负荷。

采用300-500W的电源变压器改制。先计算出匝/伏比等有关数据后再进行绕制，每5V处取出一抽头并作好标记。先绕Wl-W3绕组，后绕W4和W5绕组。将T各抽头的外接点与滑臂的滑动触头分别装在两块*一样的印制板上，粘合后对应连接。滑臂为上、下两片型式，印制板夹在其中间，使其在滑动时接触良好。滑臂申心装上齿轮，电动机M通过齿轮变速后驱动滑臂移动。

电路调试

调试时，先将RPl和R陀的动触头调至中间位置，在交流稳压器的输入端接上一台手动调压器，在输出端接上电压表，调整调压器使输入交流电压为220V，然后调节R陀的阻值，使M在输出电压为220V时停转。

断开M的引线 （滑动触头应接在-220V处），调整RPl，使输人电压调至230V时，K立即吸合即可。 [2]

特点编辑 语音

优点

1）功耗小，效率高。在图1中的开关稳压电源电路中，晶体管V在激励信号的激励下，它交替地工作在导通—截止和截止—导通的开关状态，转换速度很快，频率一般为50kHz左右，在一些技术先进的国家，可以做到几百或者近1000kHz。这使得开关晶体管V的功耗很小，电源的效率可以大幅度地提高，其效率可达到80%。

2）体积小，重量轻。从开关稳压电源的原理框图可以清楚地看到这里没有采用笨重的工频变压器。由于调整管V上的耗散功率大幅度降低后，又省去了较大的散热片。由于这两方面原因，所以开关稳压电源的体积小，重量轻。

3）稳压范围宽。从开关稳压电源的输出电压是由激励信号的占空比来调节的，输入信号电压的变化可以通过调频或调宽来进行补偿，这样，在工频电网电压变化较大时，它仍能够保证有较稳定的输出电压。所以开关电源的稳压范围很宽，稳压效果很好。此外，改变占空比的方法有脉宽调制型和频率调制型两种。这样，开关稳压电源不仅具有稳压范围宽的优点，而且实现稳压的方法也较多，设计人员可以根据实际应用的要求，灵活地选用各种类型的开关稳压电源。

4）滤波的效率大为提高，使滤波电容的容量和体积大为减少。开关稳压电源的工作频率基本上是工作在50kHz，是线性稳压电源的1000倍，这使整流后的滤波效率几乎也提高了1000倍。就是采用半波整流后加电容滤波，效率也提高了500b倍。在相同的纹波输出电压下，采用开关稳压电源时，滤波电容的容量只是线性稳压电源中滤波电容的1/500—1/1000。

5）电路形式灵活多样。例如，有自激式和他激式，有调宽型和调频型，有单端式和双端式等等，设计者可以发挥各种类型电路的特长，设计出能满足不同应用场合的开关稳压电源。

缺点

开关稳压电源的缺点是存在较为严重的开关干扰。开关稳压电源中，功率调整开关晶体管V工作在开关状态，它产生的交流电压和电流通过电路中的其他元器件产生尖峰干扰和谐振干扰，这些干扰如果不采取一定的措施进行抑制、消除和屏蔽，就会严重地影响整机的正常工作。此外由于开关稳压电源振荡器没有工频变压器的隔离，这些干扰就会串入工频电网，使附近的其他电子仪器、设备和家用电器受到严重的干扰。

由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以

及磁性材料技术与一些技术先进国家还有一定的差距，因而造价不能进一步降低，也影响到可靠性的进一步提高。所以在中国的电子仪器以及机电一体化仪器中，开关稳压电源还不能得到十分广泛的普及及使用。特别是对于无工频变压器开关稳压电源中的高压电解电容器、高反压大功率开关管、开关变压器的磁芯材料等器件，在中国还处于研究、开发阶段。在一些技术先进国家，开关稳压电源虽然有了一定的发展，但在实际应用中也还存在一些问题，不能十分令人满意。这暴露出开关稳压电源的又一个缺点，那就是电路结构复杂，故障率高，维修麻烦。对此，如果设计者和制造者不予以充分重视，则它将直接影响到开关稳压电源的推广应用。当今，开关稳压电源推广应用比较困难的主要原因就是它的制作技术难度大、维修麻烦和造价成本较高。 [2]

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