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壓力變送器電源的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是什么?
壓力變送器的電源設(shè)計(jì)Shou先要考慮安全性!

電源設(shè)備需要提供隔離功能,從而保證電源設(shè)備的安全性,免受來自高壓饋電線的危險(xiǎn),是Zui基本的也是常常容易被忽視的。電源設(shè)備的這種安全性是由電源變壓器實(shí)現(xiàn)的,于是,為了使變壓器能傳送足夠的電力就要求它必須具備相應(yīng)的規(guī)模。


壓力變送器的電源設(shè)計(jì)的可靠性
人們常常單純要求電源產(chǎn)品的壽命,其實(shí),影響電源壽命的因素很多,如像平均負(fù)載率、振動(dòng)和周圍的環(huán)境溫度等。其中,環(huán)境溫度很重要,所以排放出由電源內(nèi)部元件所產(chǎn)生的總熱量非常關(guān)鍵。
因?yàn)殡娫丛O(shè)備制造商并不了解Zui終用戶的使用條件,所以他們Wei一能提供考的壽命性能是電源產(chǎn)品的平均故障間隔時(shí)間MIBF(MeanTimeBetweenFailure);電源的MTBF值,在任何情況下,都是由電源內(nèi)部的電解電容MTBF之值所決定的。當(dāng)電源設(shè)備里排除掉電容的影響因素時(shí),其計(jì)算的MTBF可能為10萬小時(shí)或者更長(zhǎng)一些。然而,電解電容的典型MTBF之值僅僅是3萬小時(shí)。

當(dāng)評(píng)價(jià)電源產(chǎn)品的標(biāo)稱壽命時(shí),電源是否運(yùn)行在額定的滿負(fù)載狀況是評(píng)價(jià)電源的另一重要考慮因素。如果電源設(shè)備裝有合適的散熱器而且無熱循環(huán),在低于滿負(fù)載的情況下且連續(xù)工作,電源就能有更長(zhǎng)的壽命。綜合考慮以上因素,建議選型工程師Zui好依靠MIL-HKBK-217E方法驗(yàn)證電源產(chǎn)品的MTBF之值,確保電源在合適的條件下工作,只要做到這一點(diǎn),也不必再考慮電解電容的短壽命問題。


壓力變送器的電源功率因數(shù)校正
電源的另一個(gè)關(guān)鍵性的性能要素是它的功率因素。教科書里定義的功率因數(shù)是加在負(fù)載上的電壓和電流波形之間的相角余弦(若電壓波形與電流波形的相角差為φ,則cosφ便是電源的功率因數(shù))。當(dāng)加在負(fù)載上的電壓和電流波形相位一致時(shí)(即相角差φ=0),則功率因數(shù)cosφ=1是理想的情況;當(dāng)加在負(fù)載上的電壓和電流波形相角差為90°時(shí)(即φ=90°),則功率因數(shù)等于零(處于Zui小值);通常,電源的功率因數(shù)處于0到1之間,即0≤cosφ≤1,可用百分?jǐn)?shù)表示。

現(xiàn)有兩種主要的功率因數(shù)校正PFC(PowerFactorCorrection)方法:Di一種方法是在輸入端使用簡(jiǎn)單的線圈;第二種方法是使用特殊的電子功率因數(shù)校正電路。利用線圈叫作“無源”PFC,利用該方法通??色@得到0.7~0.8的功率因數(shù)。利用第二種方法(也叫作“有源”PFC)則可產(chǎn)生Zui少量的高次諧波從而更有效地利用電網(wǎng)提供的電能。有源PFC可產(chǎn)生高于95%的功率因數(shù),在大型電源里Zui為有用,因?yàn)楫a(chǎn)生的高次諧波是直接和負(fù)載電流成正比的。例如,在10A乃至更高負(fù)載電流的24Vdc電源里利用有源PFC方法是Zui適宜的。


壓力變送器的電源設(shè)計(jì)的浪涌保護(hù)
電源里內(nèi)置浪涌保護(hù)功能已是日益流行的性能。許多電源已使用單獨(dú)的浪涌保護(hù)器件,以防高電壓波峰沖擊,如雷電沖擊。

某些開關(guān)電源現(xiàn)已提供EN61000-4-4和EN61000-4-5所定義的浪涌保護(hù),這是內(nèi)置的浪涌保護(hù)功能(提供高達(dá)4kV的浪涌保護(hù)),由于不需要外加的抑制器從而縮小了珍貴的面板空間。這種新的國際標(biāo)準(zhǔn)使得工程師容易選擇電源,因?yàn)槔擞勘Wo(hù)的標(biāo)準(zhǔn)化級(jí)別早已建立。


壓力變送器的電源設(shè)計(jì)的過載和短路保護(hù)
任何電源都具備的重要特性是提供公布的連續(xù)滿負(fù)載能力。更重要的是電源具備某些內(nèi)置的誤差余量或是計(jì)算(考慮)過載情況的容錯(cuò)。一臺(tái)好的電源是Zui低能提供5%的過載保護(hù),較理想的情況是提供出10%的過載保護(hù)。
所謂過載情況是指由電源里取出過量的電流,規(guī)劃選型工程師具有兩種選擇。Di一種選擇是,當(dāng)電源經(jīng)受到過載情況時(shí),電源設(shè)備啟動(dòng)暫停電路(hiccupcircuit)。利用這種設(shè)計(jì),電源設(shè)備可暫停工作,經(jīng)過暫停之后電源力圖再度重新啟動(dòng)持續(xù)工作。當(dāng)過載情況消失,則電源重新啟動(dòng)成功,并又開始正常工作。這種設(shè)計(jì)適用于低電流設(shè)備。

短路保護(hù)功能是電源設(shè)備的另一安全性能,這一特性不容忽視。雖說主要目的是安全,但Zui大優(yōu)點(diǎn)是那時(shí)電源有自動(dòng)復(fù)位特性。這個(gè)特性所提供的保護(hù)時(shí)間可持續(xù)到已經(jīng)查到短路故障。


壓力變送器的電源設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和尺寸
電源的經(jīng)濟(jì)性和幾何尺寸是相關(guān)的。對(duì)于Zui終用戶有幸的是電源的經(jīng)濟(jì)性和幾何尺寸兩方面都有所改善。一些較新的電源產(chǎn)品提供出上述的十足性能,與以往相比,它能以較低的成本獲得比舊的低效率設(shè)計(jì)產(chǎn)品包封尺寸低50%。

在經(jīng)濟(jì)性和幾何尺寸兩種特性中,常常是更看中幾何尺寸特性。因?yàn)樵谝酝e累了大量幾何尺寸的技巧,例如利用更小的元件和有效板尺寸?,F(xiàn)在,有些Zui有效的設(shè)計(jì)把散熱器結(jié)合到電源外殼裝配空間里,因此有效地削減了外加散熱器和塑料外殼的空間和成本。


壓力變送器的電源設(shè)計(jì)要便于使用
對(duì)于電源設(shè)備還有一項(xiàng)附加的共同要求是容易裝配的端接。如今很多電源產(chǎn)品提供形形色色的設(shè)計(jì)特性,諸如Zui大的裝配靈活性和Zui低的Zui終安裝和連接成本。為滿足全球范圍的應(yīng)用,電源流行的性能包括:靈敏且安全的裝配雙列導(dǎo)軌托架(DIN-rail-mountingbracket)、微小外殼設(shè)計(jì)和通用寬度的輸入電壓范圍。電源設(shè)備的其他性能包括如下:前面板裝配輸入和輸出連接,可插入的觸摸可靠的端接部件,易于裝配/替換輸入熔絲和輸出電壓調(diào)整。
 
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