开关电源设计的一般考虑
阻抗分压,需要的驱动电源电压要高得多。美国近似7kΩ与8μF串联,驱动电源是20Hz正弦波。而德国似乎是3.4kΩ与850nF串联,用25Hz驱动。法国电话是大于2KΩ和小于2.2μF,可以用25Hz或50Hz驱动,取决于是差动(平衡)还是不对称驱动。电话本身作为负载更是五花八门,阻抗由6kΩ~60kΩ,或更高。也不知道这些电话是怎样电源供电,除非这个国家自行规定。甚至一个电源同时带5个电话机。
1.3.4 荧光灯
荧光灯是另一个特殊负载,用一个特殊的称为镇流器的电源驱动。灯管就有很多类型,不同长度灯管和环形灯管,冷阴极大台灯,广场照明的钠灯等等。他们具有不同发光和电气特性,但在他们之间重要的不同是否具有加热灯丝。不需要灯丝的,仅需要两根导线的称为直接启动灯管;如果有加热灯丝,还需要增加两根加热灯丝导线称为快速启动灯管。因其他特性相同,这里仅讨论有灯丝的荧光灯。
荧光灯管是充气的例如充有氩气和一滴水银液体,水银在工作时蒸发成气体。玻璃管内壁涂敷类似显象管的荧光物质。工作时电压通过气体加在管两端,灯管实际上有一个阴极和一个阳极,但加在灯管上是交流电,不必要区分正负。用交流可减少电极的电蚀。
必须有足够的启动电压才能使灯管内的气体电离,也就是说电离形成等离子。等离子发出紫外线光,激发了涂敷在管内壁的荧光物质转变成可见光。它比利用高温加热发光的白炽灯发光效率高。
灯管内的水银是剧毒物质,请不要随地将灯管打破,否则严重破坏环境。
当灯管关断时,它呈现高阻抗,因为水银是液体,需要高压启动。冷阴极型(即没有灯丝)就需要一定时间高压以后导通它。带有灯丝需要加热灯丝,应用数百毫秒时间加高压,预热大大地降低了灯管的寿命。由于早先电子镇流器忽视这个问题,电子镇流器业发展较慢。
在灯丝预热加上高压以后,灯管导通。一旦灯管导通,灯管近似像一个稳压管,如流过灯管的电流加倍,但灯管端电压或许只变化10%。管子通过加倍的电流,当然亮度也加倍,寿命也因此降低。因此需要一个镇流器,保持灯管亮度,同时使电压、电流保持在灯管厂家规定的允许范围之内。
在导通状态,灯丝仍然发热,但已远小于预热时的功率。灯丝是电阻丝,可减少灯丝电压减少发热,而延长灯管寿命。
负载时各式各样的,可见,不研究负载特性去做电源是不可能做好的。
1.4安全
研究、开发和使用电源,当然要与交流电网高压打交道。常常碰到不仅是交流高压(220V/380V),而且还要遇到300V/500V直流。因此使用和操作人员应当时刻注意到用电的人身安全。国际及各国都制定了电气设备的安全标准。
应当知道,触电时是电流危及生命,而不是电压。人体感觉到刺激的电流1mA,通过人体的电流达数十mA以上时,肌肉就产生收缩抽搐现象,使人体不能自己离开电线。将使心脏丧失扩张和收缩能力,直至死亡。但各人对电流的敏感程度相差较大。如表1.2 所示。
究竟多大电流、多长时间造成死亡尚不明白。为防护触电,许多国家规定允许触电电流与时间的乘积为30mAS。各国规定允许触电电压如表1.3。
不管怎样,应当注意安全问题。首先,应避免带电操作。即转接电路时,应当在断电情况下接线。如果高于50V直流,应一只手接触电路,一只手放在背后,避免电流经一只手流经心脏,再流过另一只手构成回路。
同样的理由,对地通路不导电。如果你的皮鞋橡胶底破了,就不必再穿了。
在许多电源中,由电网输入(220V或380V)直接整流滤波,或经过PFC变换输出高压直流提供DC/DC变换器。有时需要测量电路波形。你是否知道示波器的金属外壳是接地的?你是否还知道示波器输入地与外壳是相连的?你是否还知道交流电网的中线、地线的连接方式?如果你不知道,就可能在测量操作被电击或损坏被测电路元件。
作者曾多次经历过这样的事例:用示波器观察直接由单相电网可控整流电路,而造成操作者触电和烧毁可控硅整流器,还有甚至损坏了控制电路。其中一个是示波器与整流器同一交流电源供电,示波器虽然有三线插头,但是配电电路地线与中线是相连的,这就造成示波器接地外壳将被测电路短路。
从安全考虑,示波器必须三线制供电,即相、中和地-三线插头。为了避免短路,示波器应当用一个变比为1:1的隔离变压器隔离供电,这就避免了接触任何高电位。即便如此,在检测高于表2所示安全电压的路时,也应当在断电的情况下转换测试点。
如果电路中直流高压大电容,在断电情况下,即使设置了放电电阻(一般在大电容上并联大电阻),仍需等待一定时间,要确认电容电压是否完
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