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一种高压开关电源的设计
针对精密电子设备中所要求的高电压、低电流的小功率电源系统,设计制作了一种高压开关电源.并对高压电源的响应特性进行了测试.制作出的电源系统具有体积小、稳定性好、响应速度快等特点.
1、引 言
在复印设备、医学仪器等精密电子系统中,广泛使用高电压、低电流的小功率电源[1].同时要求电源系统具有重量轻、响应速度快、稳定性好、可靠性高等特点.为了上述满足精密电子系统的要求,设计制作了一种新型高压开关电源.该电源具有稳定性好、响应速度快等优点,能广泛应用于复印设备、医学仪器等精密电子系统中.
2、电路原理
系统原理框图如图1所示.高压电源的输入信号来自220V的交流市电,经整流滤波后与PWM脉冲调制器的输出信号一起驱动高频变压器,通过高频变压器得到的高压电源再经整流滤波后,输出直流高压.输出反馈信号经光电隔离后反馈给脉冲调制器,通过与脉冲调制器中误差放大器的基准电压比较,控制脉冲调制器的输出占空比,以调节输出电压.
图1 系统原理框图
3、电路设计要点
3.1 PWM控制电路
系统采用的PWM调制器为SG3524型号[4]的芯片,电路如图2所示.在芯片的电源信号入口端并联一电容C2构成一个软启动电路.设计软启动电路的目的是防止在电源突然开通时产生的过大电流对芯片造成冲击.在刚通电时,电容两端电压不能突变,它的电压随外部电源对其充电而逐渐升高,经过一段时间后,电路进入正常工作状态.这样保证了输入电压缓慢地建立起来,确保芯片不受损坏.输出电路的开关功率管选用MOS功率管.由于功率管是在高频状态下工作会产生振荡.为了消除这种寄生振荡,应尽量减少与功率管各管脚的连线长度,特别是栅极引线的长度.若无法减少其长度,可以串联小电阻,且尽量靠近管子栅极.图中R3既是功率管的栅极限流电阻,又与R4一起消除功率管工作时产生的寄生振荡.
2 PWM电路图
3.2 变压器驱动电路
高压变压器驱动电路见图3.
图3 高压变压器驱动电路
驱动电路采用单端驱动工作方式,这种电路简单、工作可靠性高.功率管由来自SG3524芯片的信号驱动.11、14脚的单端并联输出.当SG3524输出高电平时,功率管导通,在电感L中储能;输出低电平时,功率管截止,导致流过电感L上的电流突然下降为零,L产生反电势.该反电势的脉冲电压加在高频变压器的输入端,驱动变压器工作.同时,电感L作变压器的阻抗匹配元件.
由高频变压器输出的交流电压经二极管VD2、VD3进行整流倍压后,再经C2滤波,得到高压输出.
3.3 采样反馈电路
反馈回路中,对输出电压信号的取样,采用在输出端并联电阻,再将高压经电阻串联衰减的方法实现.
R3、R4、RW为电压取样反馈电阻.电压经隔离反馈后,从SG3524芯片的1脚输入,控制占空比,进而调节输出电压,达到稳压的目的.其稳压原理是:若输出电压偏高,采样反馈的信号也偏高,与SG3524中误差放大器的基准电压比较后的电压偏低,导致占空比的宽度变窄,引起输出电压下降;反之亦然.RW是可调电阻,通过调节RW来调节输出电压.
4、性能测试
系统的输出电压通过取样电阻RW来调节,改变可变电阻的值可以改变输出电压.图4是取样电阻RW为20kΩ时的输出电压波形图.由图中可以看出,输出电压从0V上升到5kV的响应时间为0.5s左右,电源系统具有较快的响应速度.同时,由图(b)中的电压波形局部放大图可见,输出电压为5000V时,其最大电压波动小于5%.
(a) 输出电压响应图 (b) 电压波形局部放大
图4 可变电阻为20kΩ时的电压输出波形图
当RW调节至10kΩ时,电压输出如图5,此时输出电压约为2500V.与图4(a)比较可以看出,此时高压电源的响应速度有所提高,而稳定性基本不变.同时,由图4与图5还可以看出,输出电压与调节电阻成线性关系,高压电源具有良好的可控性.
图5 可变电阻为10kΩ时的电压输出波形图
5、结 论
采用单端反激式变换器,设计制作了一高压开关电源.通过对所制作电源的性能测试可以得出,此高压开关电源具有体积小、稳定性好、响应速度快等优点.能广泛应用于要求高电压、低电流的小型电源系统中.
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手机安全充电常识
1、手机充电时，将手机关机。这个方法可以保证使用者不会触点，但是对于大多数人来说，边充电边玩手机已经形成了习惯，而关机充电，也容易漏接电话，造成不便。
2、使用备用电池充电。电池和机身分离，这个方法还算可行。但是对于苹果用户来说，这个方法就极为坑爹了。
3、 使用安全移动电源。人体安全电压是35V，安全移动电源的电源是5V。直接断绝了手机与220V直流电的接触。而且安全移动电源携带方便，可以随时充，随地充。从根本上保证了人身安全。
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基本技术参数
直流一般输入电压:AC220V±10% 50Hz±5Hz ，输出的纹波与噪声：Cv≤1mvrms CC≤5mARms
选用要点：
1） 220V和110V直流系统应采用蓄电池组。48V及以下的直流系统，可采用蓄电池组，也可采用由220V或110V蓄电池组供电的电力用直流电源变换器(DC/DC变换器)。
2）供电距离较远的辅助车间，当需要直流电源时，宜独立设置直流系统。
3）蓄电池组正常应以浮充电方式运行。
4） 铅酸蓄电池组不宜设置端电池；镉镍碱性蓄电池组宜减少端电池的个数。
5） 直流系统标称电压
（1）专供控制负荷的直流系统宜采用110V。
（2）专供动力负荷的直流系统宜采用220V。
（3）控制负荷和动力负荷合并供电的直流系统宜采用220V。
6）充电装置
（1）应满足蓄电池组的充电和浮充电要求。
（2）应为长期连续工作制。
（3）充电装置应具有稳压、稳流及限流性能。
（4）应具有自动和手动浮充电、均衡充电和稳流、限流充电等功能。
（5）充电装置的交流电源输入宜为三相制，额定频率为50Hz，额定电压为380(1±10%)V。小容量充电装置的交流电源输入电压可采用单相220(1±l0%)V。
（6）l组蓄电池配置1套充电装置的直流系统，充电装置的交流电源宜设2个回路，运行中l回路工作，另1回路备用。当工作电源故障时，应自动切换到备用电源。
7）蓄电池容量选择条件
（1)应满足全厂(所)事故全停电时间内的放电容量；
（2)应满足事故初期(Imin)直流电动机启动电流和其他冲击负荷电流的放电容量；
（3)应满足蓄电池组持续放电时间内随机(5s)冲击负荷电流的放电容量；
（4)应以最严重的事故放电阶段，计算直流母线电压水平。
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本电源具有超高的准确性、高精确度、高稳定性等优良的电子特性，在研究单位、实验室作为可调电源
直流电源：扬州双鸿电子有限公司
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或是生产线上作为产品寿命试验的固定电源，它是最好的选择，再则它具有完善的保护线路，更能满足使用者简单、方便的使用需求。与开关电源相比，它具有精度高，纹波小，无高频辐射干扰，适用场合广等优点。
性能特点
1、规格范围: 输出电压0～700V、输出电流0～500A 、输出功率0-6KW之内任选；
2、恒压恒流: 电压电流值从零至额定值连续可调，恒压恒流自动转换；
3、过流报警: 报警电流值0～120%额定值轴承连续可调，电源输出电流超过电流报警值时将声光报警；
4、过压保护: 电压保护值0～120%额定值连续可调，电源输出电压超过电压保护值时将跳闸保护；
5、短路保护: 允许在任何工作状态下长期短路或短路开机；
6、过载保护: 电源或负载出现故障，输出电流超过额定值1.5倍时，电源跳闸保护；
7、短路报警: 当输出电压低于1%额定值时，电源声光报警；
8、自动放电: 供容性负载关机放电用；
9、输出显示: 电压、电流同时LED数码管显示；
10、脉冲工作:可配时间控制器构成直流脉冲电源；
11、智 能化:可与计算机连接，组成计算机控制的智能型电源。
主要用途
1、电解电容器老练，钽电容器赋能；
2、电阻器、继电器，马达等电子元件老练，例行试验；
3、实验室，电子设备、自动测试设备；
4、电子检验设备、生产流水线设备、通讯设备；
5、其它一切需要使用直流电源的场合。
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可调直流电源的基本工作原理和应用
可调直流电源是将工频电网电能转变成特种形式的高压电源的一种电子仪器设备，可调直流电源按输出电压极性可分为正极性和负极性两种。
可调直流稳压电源已经广泛应用于各行各业，农业领域也有应用，例如农业环境静电除尘，静电喷雾杀虫，农业物料静电喷涂包裹，农产品加工中的静电植绒、农业生物静电效应研究、静电杀菌、农业种子静电处理等等。
随着农业科学技术的不断发展进步，农业科学研究和农业工程应用实践对高压静电电源的需求逐年增多，对其精度、性能、规格、品种、类型、体积、智能化操作等方面都提出了许多新的要求，现有的高压直流电源已经不能满足农业领域中的许多需要，研究和开发适合农业领域要求的多种新型高压直流稳压电源已经成为一种客观需求，而且其社会效益和经济效益都比较显著，市场前景比较光明。
可调直流电源产品性能：
输入电压： 单相 AC220V±10 % 50Hz±5Hz 可以加装0-5V，0-10V，4-20mA模拟量输入控制电压。
三相 AC380V±10 % 50Hz±5Hz
稳压性能： 电压调整率：≤ 0.08%
负载调整率：≤ 0.08%
纹波有效值：≤ 0.5%+10mV
温度系数：300PPM/ ℃ ( 典型值 )
稳流性能：电流调整率：≤ 0.2%
负载调整率：≤ 0.2%
纹波有效值：≤ 0.5%+20mA
温度系数：500PPM/ ℃ ( 典型 值 )
直流电源输出电压： 连续可调（ 0- 额定值）或者定做成固定电压输出式。
工作时间 长期连续工作
环境温度 0－ +40°C
相对湿度 <90%
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分布式直流电源
一、产品简介充电宝是什么移动充电宝 移动电源转换率
分布式直流电源装置是一种新型的直流电源设备，主要应用于小型开关站和用户末端，为二次控制线路（如微机保护等智能终端及指示灯、模拟指示器等）提供可靠的不间断工作电源，避免交流失电时导致微机保护失去保护作用，解决因操作过电压及谐波等因素使UPS失效从而导致微机保护失效的问题。同时还可为符合装置功率要求的一次开关设备（弹簧机构真空断路器、永磁机构真空断路器、电动负荷开关等）提供直流操作电源。
二、应用范围
嵌入分布式直流电源装置主要应用于各种型号的开关设备内，为主开关（断路器、负荷开关等）和二次保护装置提供可靠的直流操作电源。
三、技术参数
1、输入电源：交流输入电压：85～265VAC；频率：50Hz±10%；波形：正弦波，波形畸变<5%；功率要求：单台不小于150VA。
2、输出功率及功耗 （1）连续运行功率： 连续运行：≤100W，可满足微机保护装置、指示灯、模拟指示器供电需要；由电池供电时，根据电池容量及负载参数可长达8～24小时。短时运行功率：≤200W，20S，可满足VS1、VD4、ZN21等大多数10KV系统弹操机构断路器，电动负荷开关储能供电需要。 瞬时运行功率：≤600W，100ms，可满足VS1、VD4、ZN21等大多数10KV系统弹操机构断路器及负荷开关分合闸供电需要；由电池后备供电时，可操作20次以上。（2）功率消耗：装置本身消耗的功率不大于8W。
3、蓄电池的充放电装置外接2节12V蓄电池，当装置交流供电停电后，保证直流供电正常连续，具体备用时间由蓄电池容量和负载大小决定，当蓄电池放电至过欠压时，装置发出报警信号，并为保护蓄电池自动停止直流输出；当交流供电正常时，装置自动恢复直流供电并在72小时之内可将蓄电池重新充满。
4、通信速率及规约：通信速率 9600bps ；规约采用MODBUS通信规约。
5、符合的相关标准：绝缘性能符合GB/T14598.3-93的有关标准；对电压突降适应能力符合GB/T17626.11-1999的规定。电磁兼容性能：—对静电放电的不敏感性符合GB/T15153.1-1998的3级规定；—对工频磁场干扰的不敏感性符合GB/T15153.1-1998的3级规定；—对快速瞬变脉冲群干扰的不敏感性符合GB/T17626.4-1998的3级规定；—对高频干扰的不敏感性符合DL/T721-2000的规定； —对浪涌干扰的不敏感性符合DL/T721-2000的规定。
四、产品特点充电宝是什么移动充电宝 移动电源转换率
1、分散安装，节省占地面积、降低造价，根据嵌入式的设计思想，JRXQF系列嵌入式直流电源装置直接安装在智能开关柜的仪表箱内（或户外装置的电动操作箱内），可节省直流屏的占地面积。因电源在开关柜内，可减少电缆的使用量，节约一次设备投资及电缆施工工作量；在总台数不多时，其总价低于直流屏系统，可降低工程总造价；同时在运行时可减少线损，减少备件，节约运行成本。
2、嵌入式供电方式，可靠性极大提高采用嵌入式的供电方式，当某一回路发生故障时，其它回路的电源装置不受影响，避免出现一点故障全站无操作电源，与集中供电的直流屏相比，其总体可靠性得以极大提高。3、 多种输入输出方式，适用范围广JRXQF系列能根据客户的需求提供直流220V，110V，48V，24V输出，交流输入范围为85～265V，灵活适用于PT及市电供电。
4、 智能化管理维护，智能化高频电源技术，自监测、自诊断，可当地显示、报警，也可联网通信，实现无人值守的自动化远程管理。内置蓄电池自动充电管理模块，自动对电池进行智能化均浮充管理，大大延迟蓄电池的寿命，使运行更加可靠和安全。
五、产品功能
1、产品基本功能
（1）装置能量的转换本装置在有外电情况下，提供能量给电池充电，并同时提供能量给长期运行的负载；在储能及分合闸操作时，更多的负载能量需求由电池提供。 在交流输入失电时，由电池提供全部能量给输出。
（2）自动管理本装置利用单片机对蓄电池进行智能充放电管理，有定时自动均充、自动转浮充功能。随时对装置进行自检，并提供装置本体的蜂鸣器报警及外部报警信号接点输出，并可与上位机通信，可用于有人、无人值守的配电系统。 本装置自动检测装置内部温度，在测得内部温度过高时自动开启风扇进行散热，保护内部器件，温度回落后自动关闭风扇，降低功耗。充电宝是什么移动充电宝 移动电源转换率
（3）信号输出本装置带有一个继电器常闭输出接口，当装置有电时，此信号输出与内部蜂鸣器告警信号同步。如整个装置无电，比如装置损坏或者将交流输入开关断开，将闭合发出告警信号。用户可在信号输出回路加消音回路。
