核心提示:
現(xiàn)在EPS應(yīng)急電源的質(zhì)量技術(shù)標準多采用消防應(yīng)急燈專用電源(即GB17945-2000),而在應(yīng)用中,我們發(fā)現(xiàn),負載為電機類負載或復(fù)合性負載的EPS應(yīng)急電源,并不能完全適用此標準,針對此種情況,我司起草了UBD三相動力系列380V應(yīng)急電源的質(zhì)量技術(shù)標準,并得到了北京質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局的認可。本文所述的動力型應(yīng)急電源EPS是我公司UBD三相動力系列(380V)應(yīng)急電源EPS的一種,指具有變頻調(diào)速功能的應(yīng)急電源,負載為電機類負載。通過在實踐中的應(yīng)用案例,我們將遇到的問題及解決方法總結(jié)如下: 一、與UPS、柴油發(fā)電機的比較: 眾所周知,備用電源通常有UPS、柴油發(fā)電機、應(yīng)急電源EPS等,而根據(jù)負載、輸出功率的不同,它們在應(yīng)用中各有利弊,但針對電機類負載、輸出功率不是很大的情況下,UBD動力系列(380)應(yīng)急電源EPS應(yīng)有它的優(yōu)勢,比較如下: UPS的特點: 1.可實現(xiàn)不間斷供電。 2.長期帶載工作。 3.帶電機類負載需要擴容或加緩啟動措施。柴油發(fā)電機特點: 1.容量大,噪音大,產(chǎn)生公害。 2.排煙中有大量的二氧化硫,污染大氣,嚴重影響環(huán)保。 3.在高層建筑中,柴油發(fā)電機組一般放在地下室,設(shè)計難度大,造價高,進風(fēng)、冷卻、排煙、減震、消音等設(shè)施都需要充分考慮。 4.日常維護必須到位,工作量大。 5.存在火災(zāi)隱患。因為油罐象一個極為危險的“炸彈”,萬一失火,后果難以設(shè)想。而使用CO2滅火,費用則越來越高。 UBD型應(yīng)急電源(EPS)的特點: 1.電網(wǎng)有電時,處于靜態(tài),無噪音;有市電時,小于60db。不需排煙、防震處理。而且具有無公害、無火災(zāi)隱患的特點。 2.自動切換,可實現(xiàn)無人值守,節(jié)能,電網(wǎng)供電與EPS電源供電相互切換時間為0.25S,特殊情況下可實現(xiàn)零切換。 3.可在不加緩啟動措施和擴容的情況下直接帶電機類負載 4.使用可靠、主機壽命長達20年以上。 5.適應(yīng)惡劣環(huán)境,可放置于地下室或配電室,甚至建筑豎井里?可以緊靠應(yīng)急負荷使用場所就地設(shè)置,減少供電線路。 所以動力型應(yīng)急電源EPS可以作為一種可靠的綠色應(yīng)急供電電源,它尤其適用于高層建筑電機類負載沒有第二路市電,又不便于使用柴油發(fā)電機組的場合。 二、抗干擾電磁兼容 由于動力型應(yīng)急電源EPS中有變頻器, 變頻器輸出的是高壓、大電流,因此會產(chǎn)生強烈的干擾。干擾通?煞譃閭鲗(dǎo)干擾和幅射干擾,通常兩種干擾同時存在。我們通過以下措施加以抑制。 1.加裝輸入濾波器 濾波是一種抑制傳導(dǎo)干擾的方法。例如在電源輸入端接上濾波器,可以抑制來自電網(wǎng)的噪聲對電路本身的侵害,也可以抑制由電路產(chǎn)生并向電網(wǎng)反饋的干擾。電源濾波器作為抑制電源線傳導(dǎo)干擾的重要單元,在設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計中具有極其重要的作用。它不僅可抑制傳輸線上的傳導(dǎo)干擾,同時對傳輸線上的輻射發(fā)射也具有顯著的抑制效果。在濾波電路中,選用穿心電容、三端電容、鐵氧體磁環(huán),能夠改善電路的濾波特性。適當(dāng)?shù)脑O(shè)計或選擇合適的濾波器,并正確地安裝濾波器是抗干擾技術(shù)的重要組成部分,具體措施如下:在交流電輸入端加裝電源濾波器,其電路如圖1所示。圖中L2、L3、C3、C4用于抑制差模噪聲,一般取L2、L3為100~700μH,C3、C4取1~10μF。L1、C1、C2用于抑制共模噪聲,可根據(jù)實際情況加以調(diào)整。 所有電源濾波器都必須接地,因為濾波器的共模旁路電容必須在接地時才起作用。一般的接地方法是除了將濾波器與金屬外殼相接之外,還要用較粗的導(dǎo)線將濾波器外殼與設(shè)備的接地點相連。接地阻抗越低濾波效果越好。濾波器盡量安裝在靠近電源入口處。濾波器的輸入及輸出端要盡量遠離,避免干擾信號從輸入端直接耦合到輸出端。 2.印制線路板布線、布局采用抗干擾措施 實踐證明,印制板的元器件布置和布線設(shè)計對線路板的EMC性能有極大的影響,線路板的輔助電源通常采用高頻開關(guān)電源,由于印制板上既有電平為±5V、±12V的小信號控制線,機柜中又有高壓電源母線,同時還有一些高頻功率開關(guān)、磁性元件,如何在印制板有限的空間內(nèi)合理地安排元器件位置,將直接影響到電路中各元器件自身的抗干擾性和電路工作的可靠性。 2.1導(dǎo)線阻抗的影響 通過分析印制導(dǎo)線的特性阻抗,來選取印制導(dǎo)線的放置方式、長度、寬度以及布局方式。 單根導(dǎo)線的特性阻抗由直流電阻R和自感L組成 Z=R+jωL(1) L=2lln(2) 式中:l——導(dǎo)線長度; b——導(dǎo)線寬度。 顯然,印制線l越短,直流電阻R就越;同時增加印制線的寬度和厚度也可降低直流電阻R。 從式(2)可看出,印制線長度l越短,自感L就越小,而且增加印制線的寬度b也可降低自感L。而多根印制線的特性阻抗除由直流電阻R和自感L組成外,還有互感M的影響,而互感M除受印制線的長度和寬度影響外,印制線之間距也起著重要的作用。 M=2l(3) 式中:s——兩線之間的距離,增大兩線的間距可減少互感。 針對以上現(xiàn)象,在設(shè)計印制電路板時,應(yīng)盡量降低電源線和地線的阻抗,因為電源線、地線和其它印制線都有電感,當(dāng)電源電流變化較大時,將會產(chǎn)生較大的壓降,而地線壓降是形成公共阻抗干擾的重要因素,所以應(yīng)盡量縮短地線,也可盡量加粗電源線和地線線條。 在雙面印制板設(shè)計中,除盡可能地加粗電源線和地線線條之外,還應(yīng)在地線和電源線之間安裝高頻特性好的去耦電容。另外,切忌兩條印制信號線平行走線。如果平行走線無法避免,可通過以下方法來補救: 1)在兩條信號線之間加一條地線,以起屏蔽作用;2)盡量拉開兩條平行信號線之間的距離,以降低兩線之間電磁場的影響; 3)使兩條平行的信號線流過的電流方向相反。(目的在于減小感應(yīng)磁通)2.2元器件的布局 在設(shè)計印制電路板時,通常干擾源和受擾體由于受到工作條件的限制而難以避免。這時,應(yīng)盡量將相互關(guān)聯(lián)的元器件擺放在一起以避免因器件離的太遠而造成印制線過長所帶來的干擾再者將輸入信號和輸出信號盡量放置在引線端口附近,以避免因耦合路徑而產(chǎn)生的干擾。 3.選用抗干擾芯片 對于影響系統(tǒng)正常的電路盡量采用數(shù)字電路解決而非單片機,以防單片機受干擾,程序跑飛、復(fù)位,單片機只完成數(shù)據(jù)采集與顯示,不參與系統(tǒng)控制,即便如此, 單片機也應(yīng)選用帶EMI措施的產(chǎn)品外部采用低頻晶振,內(nèi)部通過倍頻實現(xiàn)高速 4.結(jié)構(gòu)上的措施 屏蔽是解決幅射干擾問題的重要且有效的手段,目的是切斷電磁波的傳播途徑。大部分幅射干擾問題都可以通過電磁屏蔽來解決,用電磁屏蔽的方法解決電磁干擾問題不會影響電路的正常工作。 三、不間斷轉(zhuǎn)換 現(xiàn)有的動力型應(yīng)急電源EPS方案中,大多數(shù)方案在