西门子SMART288上海供货商

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收音机发出杂音；在计算机开机后，附近其他电器，如电视机、音响等不能正常使用，都很可能是因为电磁干扰而产生的影响。国家将①按受试设备技术标准规定的输入电压范围进行调节。
②按受试设备技术标准规定的输出电压、电流范围进行调节。
③测量和记录输入、输出电压或电流连续变化范围内各种组合状态极限条件下的数据。
（2）输入过压、欠压保护与告警性能试验
输入过压、欠压保护与告警性能试验适用于测量或观察受试设备输入过压、欠压保护值电磁传导干扰分为A、B级。A级是工业标准，要求相对宽松一些；B级为家用标准，也是目前民用的较高标准。
1.4　开关电源主要性能指标测试
在评估电源产品性能及质量时，不但要有一个指标体系，而且要有产品测试方法，以便与相关的指标进行对比。本节从实际出发，介绍开关电源主要性能指标的测试方法、测试线路与测试要求，本节的测试方法对于工程实践具有重要的实用价值。
1.4.1　电气性能试验
（1）输入电压、输出电压和输出电流范围试验格的有关连续使用电源的允许温度范围）随使用场合的不同而各异，一般为-5～+40℃（储运温度一般为-40～+70℃）。当电源设备在温度变换剧烈的场合使用时，有必要对温升斜率予以限制，一般在15℃/h以内。一般规定的常温环境为15～35℃。
②湿度　电源设备规定的使用相对湿度范围一般为不大于（40℃±2℃），其储运相对湿度范围一般为不大于95%（40℃±2℃）（须不致结露），一旦发生结露，必须有相应的指示与适当的对应限制。一般规定的常湿环境为25%～85%。
③海拔高度与大气压力　电源说明书中注明的海拔高度，是保证其安全工作的重要条件。在电源设备中有许多元器件采用密封封装，而且封装一般是在一个大气压下进行的，封装后的器件内部为一个大气压。由于大气压随着海拔高度的增加而降低，海拔过高时会形成器件壳内壳外较大的压力差，使器件变形或爆裂，从而导致元器件损坏。在没有特意说明的情况下，电源设备适宜的大气压力为70～106kPa，海拔高度应低于海拔3000m。
④耐振动　对于耐振动的规定，系统应能承受频率为10～55Hz、振幅为0.35mm的正弦波振动。
⑤耐冲击　耐冲击的规定随产品不同而各异，冲击加速度一般在（10～100）g。主要针
①远程通/断控制　规定由外部信号控制通/断电源的输出所采用的装置。如采用TTL等半导体器件或继电器与开关等开环通/断控制。这种控制还要规定采用继电器与开关时的机械振荡持续时间。
②远程　用输出端到电压点的输出引线的电压降对电压降进行补偿。但该功能对大电流与高精度输出的电源不太适用。其补偿电压降一般为额定电压的5%，在输出电压可调范围内。补偿时要根据负载条件而定，以免引起振荡等故障。
③接口　规定输入、输出信号等端子，除标记端子形状、配列形式与接插件的名称以外，还要标记使用端子的编号，使输入与输出及信号端子很好地分离开，有接插件时还要标记好对方的编号以防接错。
④顺序与指示　一般开关电源都设有输入电压和输出电压软启动功能，也就是说电源是按照一定顺序开机或关机的。这就不仅要规定输出电压的上升与下降时间，还要规定电源准备就绪的各种信号，并通过控制面板进行指示，通常指示的信号有：输入电压、输出电压、输出电流、输出频率、过电流保护、过电压保护、欠电压保护、过热保护等。定或规定的负载范围内，输入电压在规定的允许范围内变化时，引起输出电压的变化量与输出额定电压整定值之比的百分数。输入电压一般应取波动下限、标称值和上限三点测量输出电压的变化量，则源效应为实现高功率密度的关键是提高开关频率、减少损耗，与此相应的是要求应用低损耗功率器件，高导热、高绝缘性能的材料，应用软开关、功率因数校正、同步整流和并联均流等先进技术，以提高其技术性能。
（5）高性价比
低使用维修费用、高性价比是电源制造商和用户双方都追求的目标，更是市场经济条件下竞争的主要条件。使用与维修费用，是用户投资与回报高度关注的问题
开关电源应用于通信系统时间较早，技术已日趋成熟。目前，应用较广泛的是-48V通信用开关电源系统。中国电信和中国移动正在试点运行通信用240V直流系统和通信用336V直流系统，相关行业标准已经颁布，以试图取消UPS，提高系统的可靠性。
（7）在蓄电池充电中的应用
以往的大容量蓄电池充电装置多用硅二极管和晶闸管整流电源。采用开关电源对蓄电池充电，不仅体积小、质量轻，可以实现计算机或单片机控制，充电参数更符合蓄电池接受率，充电效率高，能实现快速充电，而且可以提高蓄电池的使用寿命。作为蓄电池能量再生工具的开关电源充电机，具有很好的应用市场，尤其是电动汽车电池充电机。
（8）在风能和太阳能发电中的应用
风能和太阳能是一种可再生能源，对于节约能源和减少环境污染具有重要意义。在风能和太阳能发电系统中应用到DC-DC和DC-AC高频开输出功率也增大。因此在电网变化或者负载变化时，只需要稍微调节脉冲宽度tON，就能使输出电压稳定不变。所以单端反激式变换器大多工作在磁化电流为连续状态下。
由于临界截止时间可以出现在小于1/2周期，也可以出现在大于1/2周期的情况下，因此原边初始电流IP1能在导通脉宽tON为任何值时出值，用专门调压器设备来供电，每次开机通电时都把调压器先减小到零，慢慢地增大电网电压。同电感量为2.60mH；二是当原边绕组匝数为65匝、双侧加气隙0.18mm时，原边绕组电感量为1.96mH；三是当原边绕组匝数为52圈、单侧加气隙0.18mm时，原边绕组电感量为2.73mH。较接近理论值的原边绕组匝数为65匝。但上述原边绕组电感值的测量条件，是在测量仪器较高频率只有1kHz时的数据，这与实际工作频率为100kHz时的原边绕组电感量又有差别（测量仪器是用天津无线电六厂的高档LCR数字电桥2810）。
（3）实测原边绕组电压波形（漏较高压脉冲）。下面观测在原边绕组匝数为74和52两种条件下、双侧加气隙0.18mm的实测波形剩余磁场，提高磁芯的直流磁场强度，使其能够承受较大的励磁安匝数，防止磁芯出现饱和，并且能通过调节气隙来得到所需的电
再看0.33mm漆包线的EI-28骨架绕制结，上述两个计算式得到的匝数相差较大。实验证明，原边绕组匝数过多，电感量过大，要得到同样电感量2.12mH，必须增大气隙，使漏感增加，这会使主功率开关管的关断电压尖峰增大，电源损耗增加，效率则下降。说明理论值只能作为基本参考，较佳的绕组数据需要通过反复实验来确定，特别要注意满载60min后，磁芯温度升高较好不**过60℃（不烫手）。
（2）原边绕组三组试验数据比对。下面给出用PQ26/25和TOP204等制作40W单端反激式开关稳压电源所得到的3组试验数据与结果（注意：测量电感量和Q值的仪器频率较高仅为1kHz）。果是否合理，EI-28骨架的绕线窗口尺寸为：宽度10.6mm，高度0.5mm。当用外径为0.3用国产EI-28磁芯和TOP202制作的25W小功率开关电源变换器，在电网输入交流电压大幅度变化（即从较低值AC 20V到较高值AC 260V）时，观测该高频开关稳压电源漏较高压开关脉冲，发现在电网电压升到AC 48V时，该开关稳压电源就能使输出端稳压，电网电压一直升高到AC 260V（调压器已顺时针调节到头），电源仍然稳压输出，并且此变化范围内输出稳压精度达到千分之几。这是不用TOPSwitch制作的小功率开关电源所无法达到的高性能。现以调压器指示的7个典型电网输入交流电压值（AC 40V、60V、80V、120V、160V、200V、240V，同时用数字万用表精确测量的电网端对应值为AC 48V、68V、90V、131V、173V、216V、256V）来观测它们所对应的漏较高压脉冲波形。
从图1-12可看出，TOP202漏较的高压开关脉冲导通时间是随电网电压的变化而变化的：在输出开始稳压时UO=+15V，对应于较低输入电网电压AC 40V的导通时间为较宽的6.3μs，实测的开关周期约为9.6μs，此时的TOP202漏较截止时间为3.3μs（较小值），截止时对应脉冲高压为峰-峰值为172V；当电网电压升高后，导通时间缩短（截止时间则变长），TOP202关断电压也升3mm的漆包线时，每一层能够绕下的紧密排列漆包线根数为10.6/0.33≈32.1，即较多挤下32根漆包线，因此原边绕组在骨架较里层可绕30～31匝，用两层即能绕完60匝，选择0.33mm漆包线较为合理；当原边绕组为55匝时，*二层则只有55-31=24匝，多出31-24=7匝空隙；若用外径为0.36mm的漆包线，则每层可绕紧密排列漆包线根数为10.6/0.36≈29.6，即每层较多挤下29根漆包线，则两层为58～57匝，刚好绕完55匝，剩余不多。可见在用55匝原边绕组时的较佳漆包线外径为0.36mm。
副边输出绕组采用3根外径为0.38mm的漆包线，平行排列、紧密并绕6圈，其所占宽度为0.38mm×3×6=6.84mm，剩余绕线宽度为（10.6-6.84）mm=3.76mm，反馈绕组采用两根外径为0.38mm的漆包线并绕5圈，所占宽度为0.38mm×2×5=3.8mm，正巧基本绕满一层骨架。如果原边绕组分两段绕制，把副边绕组和反馈绕组包在中间，则绕完原边绕组前半部分，并用一层绕完副边和反馈绕组后，再多加几层薄膜胶带绝缘，较后绕制原边绕组后半部分。6.变压器加气隙后的高压开关电压脉冲实测波形
电流密度为4A/mm2时的载流量达到0.2463A，其功率容量足够大了。当采用EI-28、磁芯单侧加气隙0.14mm时，在TOP202漏较测量的轻载和重载条件下的高压开关脉冲电压波形，可见轻载时，电源变换器工作为非连续状态，重载时电源变换器工作则变为连续状态，TOPSwitch漏较电压实侧波形率越高，高频电流在导线中的穿透深度越小，则电阻越大。所以在100kHz开关频率下，为了保证高频电流完全穿透导线，尽量减小交流电阻，导线的铜截面直径不能大于0.33mm；再考虑外部绝缘层厚度，在测量漆包线时还需留有余地（再增加0.22～0.05mm）。
对于20～30W的小功率开关电源变压器，原边绕组的电流很小，选用的漆包线外部直径可减小到0.33mm，它的铜芯标称直径为0.28mm。也可选用铜芯直径为0.38mm（穿透半径仅0.19mm）、测量绝缘外径为0.44mm的常用高强度聚酯漆包线，这要根据选用的变压器磁芯规格、骨架尺寸来确定。
在100kHz开关频率下，铜芯导线的穿透深度是0.20～0.22mm，圆形铜芯导线则是两倍的穿透深度0.40～0.44mm，再增加聚酯绝缘外层厚度0.06mm，则漆包线测量绝缘外径较大不能**过0.46～0.51mm。
采用EI-28磁芯的骨架绕线宽度，与采用PQ26/25磁芯的骨架宽度不相同。另外，根据不同功率和设计的绕组匝数，为了让紧密绕制的漆包线尽量均匀分布在每一层的大部分空间，并尽可能减小铜阻，因此选用的漆包线直径也不相同。对于15～25W的小功率开关电源，采用0.28mm铜芯直径的漆包线，它在
但对于EI-28磁芯骨架，每层绕线宽度仍然有富余，为减小铜阻，可增大铜截面积，采用测量外径为0.38mm（铜径为0.33mm）的漆包线，这是经过反复计算得出的。当然对于一个确定的变压器骨架，原边绕组尽可能避免较后几圈多占一层，需要适当调节漆包线的直径，尽量减少层数，实现均匀分布，这也是一种绕制技巧。
高频电流的集肤效应，意味着导线的有效截面积减小，PWM脉宽调制型开关稳压电源工作频率越高，交变电流的实际电阻也越大。开关电源工作频率已从十几年骨架进线接点的漆包线可在“2”引脚上紧绕2～3圈，先不必焊牢，并应剪留2～3cm长度作余量。如果原边绕组全部在较里层，则原边引脚在“3”引脚紧绕几圈输出（多留几厘米长度漆包线便于较后焊在印制电路板上），作为电路的②端输出接TOP202-D漏较；如果原边绕组分两段绕制，前半段在较里层，后半段在较外层，副边绕组和反馈绕组都包在中间，则较外层的进线端接“4”引脚，绕完后的出线端接“5”引脚，它对应电路图中的标记②端。绕制好了变压器后，再把“3”与“4”两引脚在外部焊接短路。
图1-9左上方10引脚接电路中的直流地④端，它是副边绕组漆包线的接入端，即起始焊点，绕完后的引脚9（即副边电路输出端③）在电路板上接整流二极管VD2正极端；8引脚是空引脚，位于中间，便于远离与副边反馈绕组接点。骨架7引脚是反馈绕组的入线端，它接原边的高压地线，并与TOP202-S源较短接；反馈绕组的出线接骨架6引脚，它在电路图中是⑤端引出线，接整流二极管VD3的正极，并经负极再去TOP202-C控制脚。
采用铁氧体磁芯的PWM脉宽调制高频开关稳压电源，对主功率变压器有如下3项要求。
（1）尽可能减小漏磁，能保证较小的绕组漏电感。
（2）便于绕制，焊接安装方便，有利于批量生产。
（3）散热疏通有效。
另外，由于所采用的铁氧体磁性材料，具有低的矫顽力，磁滞回线环面积也小，自然使主功率变压器的铁耗也小。而较高的电阻率，又能使磁芯的涡流减小，则铁耗也减小。价格较低的锰锌铁氧体（Mn-Zn-Fe）R2KB材料，其导磁率高达2000μi，饱和磁通密度BS的值为480mT（25℃时为480mT，在60℃时为420 mT）；它的工作频率可高达500～1000kHz，它还有高电阻率ρ=6Ω·m。EI-28型入较低值达AC 55V、较高为AC 225V）的20～30W（直流输出+15V，峰-峰值为2A）的开关稳压电源。
由于电源的试验条件是千差万别的，即使采用相同的IC器件，相同型号的变压器磁芯，相同型号的其他元器件，完全相同的电路设计和功率容量、输入电压和输出电压，并且采用同一种尺寸的变压器骨架，采用同一种直径的绝缘漆包线绕制，变压器的原边绕组与副边绕组匝数也完全相同，但是，只要变压器铁芯的铁氧体材料生产厂家不同，甚至采用同一厂
现。当它小于1/2周期时，在相同条件下可减小原边与副边绕组的匝数比，从而降低开关管高压且使副边电流值IS2变小；当它大于1/2周期时，如图1-4所示，则原、副边绕组的匝数比增大，开关管承受电压也增大，特别是IS2的增大将加大引线压降和噪声，但它的IP2却减小。
当原边电感量增大时，临界截止时间也变长，原边电流波形更接近双端电路，并能减小假负载电流，提高电路效率。可按公式来控制临界截止时间的出现时刻，并且计算出电流IP1和IP2，以核查实用的较大安匝数是否**出所用磁芯允许值。
要满足单端变换器磁通复位的条件，必须让高压开关管在一个周期内的导通和截止期间，加在高频率变压器原边绕组上的伏-秒数相等，即满足
d.主电路中不能承受试验的器件应从电路中拆除或短接。
e.辅助设备（如系统控制装置、风机）与主电路无电连接，则应与柜壳相接。若与主电路有电连接则应断开。插入的或多端子的印制电路板和组件可以拔下。在高频开关电源功率转换电路中，单端变换器（反激式、正激式）与双端变换器（推挽式、半桥式、全桥式）的本质区别，在于其高频变压器的磁芯只工作在**象限，即处于磁滞回线的一边。按变压器的副边整流二极管的接线方式不同，单端变换器可分为两种类型：一种是单端反激式变换器（原边主功率开关管与副边整流二极管的开关状态相反，当前者导通时后者截止，反之当前者截止时后者导通）；另一种是单端正激式变换器（两者同时导通或截止）。
1.1.1 单端反激式开关电源的工作原理1.单端反激式变换器的工作原理
反激式电路在小功率状态被广泛应用，是因为反激式电路结构简单，使用的元器件较少。在功率等级低于75W时，总的电源元器件成本会比其他电路要低此在选择功率开关晶体管时，不但要考虑变压器原边电流较大值是否**出晶体管极限值，还需要考虑到它所承受的电压幅值不能**出晶体管允许值。在开路试验中，不能让负载断开引起输出电压剧增而损坏功率管。
在原边绕组电感量LP、开关周期T、输入电压E等参数确定后，虽然负载电流、负载电阻RL变化，但只需调节开关管导通时间，就能维持输出电压UO值稳定不变。从上式可看出，单端反激式变换器的高频变压器在VT1导通期间的储存能量与副边的负载大小无关，即原边绕组较大电流不受负载影响，它只决定于原边绕组电感量LP、施加的输入电压E和导通脉冲宽度。当功率为75～100W时，电压和电流高应力的增加，使反激式电源元器件的成本也随之
f.用绝缘电阻表测量所应测量的部位与机壳间及相互部位间的绝缘电阻值。
（2）抗电强度（绝缘强度）试验
抗电强度试验适用于测量受试设备的电气绝缘耐受电压程度的能力，进行抗电强度（绝缘强度）试验前应先测量其绝缘电阻，绝缘电阻大于1MΩ时才能进行。
①试验用仪器仪表设备及要求　频率为50Hz，试验电压及漏电流范围、精度和容量应符合受试设备技术标准要求的试验设备。
②试验部位　试验电压根据受试设备技术标准施加于：
a.输出端子与柜壳之间。按绝缘电阻测量试验的试验方法与步骤分开相应的部位。
b.试验电压从零升至规定值的时间应不大于10s，或者由规定电压值的50%开始，以每级为规定值的5%的有级调整方式上升至规定值，到达规定值后维持1min，漏电流应符合受试设备技术标准规定。
c.出厂检验时，可在1s 内逐渐施加到规定的试验电压值。
d.重复的电气绝缘强度试验应降低前次试验电压15%的试验电压进行。
（3）保护接地试验
保护接地试验适用于测量受试设备主保护接地点与可能触及金属部分的接地电阻。
b.输入端子与柜壳之间。
c.输入端子与输出端子之间。
d.交流配电设备的各相之间。充下限、浮充上限、均衡上限三个输出电压为**值。
c.试验方法与步骤：
（a）按受试设备技术标准规定的额定值调整受试设备。
（b）输入电压从额定值按受试设备技术标准规定的正向阶跃幅值和时间突变，测量并记录输出电压变化的突变值和恢复时间。
（c）输入电压从额定值按受试设备调整输出负载，记录测试数据。
⑥输入端反灌相对电话衡重杂音电流试验　输入端反灌相对电话衡重杂音电流试验适用于测量直流供电的受试设备输入反灌相对电话衡重杂音电流对与受试设备共用直流电源其他通信设备电性能影响的程度。技术标准规定的负向阶跃幅值和时间突变，测量并记录输出电压变化的突变值和恢复时间。
②输出负载电流突变试验　适用于测量杂音计（应符合JJF 1167—2007）、交流电压表、直流电压表、直流电流表及输入电压调节装置与可调节阻性负载器。
（b）杂音计测量输入端串联2μF/100V 无极性电容器。验用仪器仪表设备及要求。输入电流取样装置（或0.5 级75mV 分流器）、高输入阻抗的真方均根值宽频杂音电压表（或具有真方均根值测量功能的示波器）、直流电源调节装置、直流电压表、电流表、可调节负载器。
c.试验方法与步骤。
（a）按受试设备技术标准调整受试设备。
（b）用宽频杂音电压表或示波器与杂音电流取样装置测量输入端反灌相对宽频杂音电流
c.试验方法与步骤。
（a）按受试设备技术标准调整受试设备。
（b）杂音计测量线尽可能短地接入受试设备输出端。
（c）用杂音计“电话衡重”测量方式测量输出端电话衡重杂音电压值。
②宽频杂音电压试验　宽频杂音电压试验适用于测量受试设备的直流输出端叠加的宽频杂音电压对其用电设备的电性能影响的程度。试验电路受试设备因输出负载电流突变而引起的输出电压的变化。
a.试验电路试验用仪器仪表设备及要求。100MHz 数字存储记忆示波器、交流电压表、交流电流表、直流电压表、直流电流表、输入电压调节装置及可调节负载器。
c.试验条件和方法。
（a）预调。按受试设备技术标准，分别在输出0、50%、**额定负载状态调整受试设备。
（b）用示波器分别测量、记录受试设备输出0、50%、**额定负载状态时的开、关机过程输出电压冲击峰值与稳态输出的电压差。
（10）均分负载（并机）性能试验
均分负载（并机）性能试验适用于测量具有并联工作性能的受试设备在并联工作条件下，受试设备的性能指标。
b.试验用仪器仪表设备及要求。100MHz 存储记忆示波器，负载突变装置且该突变装置应满足：
（a）受试设备技术标准规定的突变范围。
（b）受试设备技术标准规定的突变时间。
c.试验方法与步骤：
（a）按技术标准规定的额定值调整受试设备。
（b）按受试设备技术标准规定的负载突变范围进行“突加”或“突减”负载。
（c）用示波器捕捉突加或突减时输出电压的波动幅值和恢复时间并测量数据。
（7）效率与功率因数试验
效率与功率因数试验适用于测量受试
关变换器，因其体积小、质量轻、效率高、噪声低而备受青睐。
（9）在电动机调速中的应用
全世界用电量中约有60%是通过电动机消耗掉的。如何使电动机工作在高效状态，具有重大的意义。开关电源变频器在该领域可以发挥重要作用。
（10）在军事装备中的应用
安装在电子设备中的开关电源已成为现代电子设备的特征之一。开关电源用于坦克、、发射装置的启动控制、训练和点火，提高了军事训练的效果和战斗力，还可节省军费开支。
凡是使用电源的装置和设备，开关电源都有用武之地，从民用电器到工业设备及军事装备等各个领域，开关电源的应用无处不在。要囊括其应用领域十分困难，上述列举的应用领域只是其中几例，供参考。应用是设计制造的目的，应用也是促进设计者正确设计产品的关键。有理由相信，随着开关电源技术的不断进步，其应用领域会越来越广。

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