壓力變(bian)送器(qi)的電源設計(ji)要點

壓力變(bian)送器(qi)的電源設計(ji)首(shou)先(xian)要考(kao)慮安全性

電源設備(bei)需(xu)要提供(gong)隔離(li)功(gong)能(neng)，從(cong)而(er)保(bao)證電源設備(bei)的安全性，免受來(lai)自(zi)高壓饋電線的危險，是zui基(ji)本(ben)的也(ye)是常常容易被忽(hu)視(shi)的。電源設備(bei)的這種(zhong)安全性是由(you)電源(yuan)變(bian)壓器實現的，於是(shi)，為了使(shi)變壓器能(neng)傳送足(zu)夠的電力就要求它(ta)必須(xu)具備(bei)相應(ying)的規模。

壓力變(bian)送器(qi)的電源設計(ji)的可(ke)靠(kao)性

人(ren)們(men)常常單(dan)純要求電(dian)源產品的壽(shou)命(ming)，其(qi)實，影響電(dian)源壽(shou)命(ming)的因(yin)素(su)很多(duo)，如像(xiang)平(ping)均(jun)負(fu)載(zai)率、振(zhen)動(dong)和(he)周(zhou)圍的環(huan)境(jing)溫度(du)等(deng)。其(qi)中，環(huan)境(jing)溫度(du)很重要，所(suo)以排(pai)放出由(you)電源(yuan)內部元件(jian)所(suo)產生的總熱量非常關(guan)鍵(jian)。

因(yin)為電源(yuan)設(she)備(bei)制造(zao)商並(bing)不了(le)解(jie)zui終(zhong)用(yong)戶的使(shi)用條件(jian)，所(suo)以他(ta)們*能(neng)提供(gong)考(kao)的壽(shou)命(ming)性能是電源(yuan)產品的平均故障間隔時間(jian)MIBF(MeanTimeBetweenFailure)；電源的MTBF值，在任(ren)何情況(kuang)下(xia)，都(dou)是(shi)由(you)電源(yuan)內部的電解(jie)電容MTBF之值所(suo)決定(ding)的。當(dang)電源(yuan)設備(bei)裏(li)排(pai)除掉電容(rong)的影響因(yin)素(su)時，其(qi)計算(suan)的MTBF可(ke)能為10萬(wan)小(xiao)時或(huo)者更(geng)長(chang)壹些。然(ran)而(er)，電(dian)解(jie)電容的典型MTBF之值僅(jin)僅是(shi)3萬(wan)小(xiao)時。

當(dang)評價(jia)電(dian)源產品的標稱壽(shou)命(ming)時，電(dian)源是否(fou)運(yun)行在額定(ding)的滿負(fu)載(zai)狀(zhuang)況(kuang)是(shi)評價(jia)電(dian)源的另(ling)壹重要考(kao)慮因(yin)素(su)。如果(guo)電(dian)源(yuan)設備裝(zhuang)有(you)合(he)適的散熱器而(er)且無(wu)熱(re)循環(huan)，在低於滿負(fu)載(zai)的情況(kuang)下(xia)且連(lian)續(xu)工(gong)作，電源(yuan)就能(neng)有(you)更(geng)長(chang)的壽(shou)命(ming)。綜合考(kao)慮以上(shang)因(yin)素(su)，建議選型工(gong)程師(shi)依靠(kao)MIL-HKBK-217E方(fang)法(fa)驗(yan)證電源產品的MTBF之值，確(que)保(bao)電源在合適(shi)的條件(jian)下(xia)工(gong)作，只要做(zuo)到這(zhe)壹點，也(ye)不必再(zai)考(kao)慮電(dian)解(jie)電容的短壽(shou)命(ming)問(wen)題(ti)。

壓力變(bian)送器(qi)的電源功率因(yin)數(shu)校(xiao)正(zheng)

電源(yuan)的另(ling)壹個關(guan)鍵(jian)性的性能要素是(shi)它的功率因(yin)素(su)。教科(ke)書(shu)裏(li)定(ding)義的功率因(yin)數(shu)是加在負(fu)載(zai)上(shang)的電壓和(he)電(dian)流波(bo)形之間的相角(jiao)余弦（若(ruo)電(dian)壓波(bo)形與電(dian)流波(bo)形的相角(jiao)差為φ,則cosφ便是電(dian)源的功率因(yin)數(shu)）。當(dang)加在負(fu)載(zai)上(shang)的電壓和(he)電(dian)流波(bo)形相(xiang)位壹致時(即相角(jiao)差φ=0),則功率因(yin)數(shu)cosφ=1是理想(xiang)的情況(kuang)；當(dang)加在負(fu)載(zai)上(shang)的電壓和(he)電(dian)流波(bo)形相(xiang)角(jiao)差為90°時（即φ=90°）,則功(gong)率因(yin)數(shu)等(deng)於零(ling)（處(chu)於zui小(xiao)值(zhi)）；通(tong)常，電源的功率因(yin)數(shu)處(chu)於0到1之間，即0≤cosφ≤1，可(ke)用百(bai)分數(shu)表(biao)示(shi)。

現有(you)兩(liang)種(zhong)主(zhu)要的功率因(yin)數(shu)校(xiao)正(zheng)PFC（PowerFactorCorrection）方法(fa)：*種(zhong)方(fang)法是在輸入端使(shi)用簡(jian)單(dan)的線圈；第(di)二(er)種(zhong)方(fang)法是使(shi)用特(te)殊(shu)的電子功率因(yin)數(shu)校(xiao)正(zheng)電路(lu)。利用(yong)線圈叫(jiao)作“無源(yuan)”PFC，利(li)用該方(fang)法(fa)通常可(ke)獲得(de)到0.7～0.8的功率因(yin)數(shu)。利用第(di)二(er)種(zhong)方(fang)法（也(ye)叫(jiao)作“有(you)源(yuan)”PFC）則可(ke)產生zui少量(liang)的高次(ci)諧波(bo)從(cong)而(er)更(geng)有(you)效地(di)利(li)用(yong)電網提供(gong)的電能。有(you)源(yuan)PFC可(ke)產生高於95％的功率因(yin)數(shu)，在大型(xing)電源(yuan)裏(li)zui為有(you)用(yong)，因(yin)為產生的高次(ci)諧波(bo)是直(zhi)接和(he)負(fu)載(zai)電(dian)流成(cheng)正(zheng)比(bi)的。例(li)如，在10A乃至更高負(fu)載(zai)電(dian)流的24Vdc電源裏(li)利用(yong)有(you)源(yuan)PFC方法是(shi)zui適(shi)宜(yi)的。

壓力變(bian)送器(qi)的電源設計(ji)的浪湧(yong)保(bao)護(hu)

電(dian)源裏(li)內置浪湧(yong)保(bao)護(hu)功(gong)能已是日益流行的性能。許多(duo)電源(yuan)已使(shi)用單(dan)獨的浪湧(yong)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)，以防高電(dian)壓波(bo)峰沖擊(ji)，如(ru)雷電(dian)沖擊(ji)。

某(mou)些開關(guan)電(dian)源(yuan)現已提供(gong)EN61000-4-4和(he)EN61000-4-5所(suo)定(ding)義的浪湧(yong)保(bao)護(hu)，這(zhe)是內置的浪湧(yong)保(bao)護(hu)功(gong)能（提供(gong)高達(da)4kV的浪湧(yong)保(bao)護(hu)），由(you)於不(bu)需(xu)要外加(jia)的抑制器(qi)從(cong)而(er)縮(suo)小(xiao)了珍(zhen)貴(gui)的面板空間(jian)。這種(zhong)新(xin)的標準(zhun)使(shi)得(de)工(gong)程師(shi)容易(yi)選擇電源，因(yin)為浪湧(yong)保(bao)護(hu)的標準(zhun)化級別早已建立。

壓力變(bian)送器(qi)的電源設計(ji)的過載和(he)短(duan)路保(bao)護(hu)

任(ren)何電源(yuan)都(dou)具備(bei)的重要特性是提供(gong)公布的連續滿負(fu)載(zai)能(neng)力(li)。更(geng)重要的是電源具備(bei)某些內置的誤差(cha)余量(liang)或(huo)是計算(suan)（考(kao)慮）過載情(qing)況(kuang)的容錯。壹臺(tai)好(hao)的電源是zui低(di)能(neng)提供(gong)5％的過載保(bao)護(hu)，較(jiao)理(li)想的情況(kuang)是(shi)提供(gong)出10％的過載保(bao)護(hu)。

所(suo)謂過載情(qing)況(kuang)是(shi)指(zhi)由(you)電源(yuan)裏(li)取出過量的電流，規劃(hua)選型工(gong)程師(shi)具有(you)兩(liang)種(zhong)選擇。*種(zhong)選擇是，當(dang)電源(yuan)經(jing)受到過載情(qing)況(kuang)時，電(dian)源設備(bei)啟(qi)動(dong)暫(zan)停電路（hiccupcircuit）。利用(yong)這種(zhong)設(she)計，電源設(she)備(bei)可(ke)暫(zan)停工(gong)作，經(jing)過暫(zan)停之後電源力(li)圖(tu)再度(du)重新啟動(dong)持(chi)續(xu)工(gong)作。當(dang)過載情(qing)況(kuang)消(xiao)失，則(ze)電源(yuan)重新啟動(dong)成(cheng)功，並(bing)又(you)開始正(zheng)常工(gong)作。這種(zhong)設(she)計適用於低(di)電(dian)流設備。

短路(lu)保(bao)護(hu)功(gong)能是(shi)電源(yuan)設備的另(ling)壹安全性能，這壹特(te)性不容忽視(shi)。雖(sui)說(shuo)主(zhu)要目的是安全，但zui大(da)優(you)點是那(na)時電(dian)源有(you)自(zi)動(dong)復(fu)位特性。這個特性所(suo)提供(gong)的保(bao)護(hu)時間(jian)可(ke)持續(xu)到已經(jing)查(zha)到短(duan)路故(gu)障。

壓力變(bian)送器(qi)的電源設計(ji)的經(jing)濟(ji)性和(he)尺(chi)寸(cun)

電源(yuan)的經(jing)濟(ji)性和(he)幾(ji)何尺寸(cun)是相(xiang)關(guan)的。對於zui終(zhong)用(yong)戶有(you)幸(xing)的是電源的經(jing)濟(ji)性和(he)幾(ji)何尺寸(cun)兩方(fang)面(mian)都(dou)有(you)所(suo)改善。壹(yi)些較(jiao)新(xin)的電源產品提供(gong)出上(shang)述的十足(zu)性能，與以往相(xiang)比(bi)，它能(neng)以較(jiao)低(di)的成(cheng)本(ben)獲得(de)比(bi)舊的低效率設(she)計產品包(bao)封(feng)尺寸(cun)低50％。

在經(jing)濟(ji)性和(he)幾(ji)何尺寸(cun)兩種(zhong)特(te)性中，常常是更看(kan)中(zhong)幾何尺寸(cun)特性。因(yin)為在以往積(ji)累了(le)大(da)量幾(ji)何(he)尺(chi)寸(cun)的技巧，例(li)如利(li)用更小的元件(jian)和(he)有(you)效板尺寸(cun)。現在，有(you)些zui有(you)效的設計把散熱器結(jie)合(he)到電(dian)源外(wai)殼(ke)裝(zhuang)配(pei)空(kong)間裏(li)，因(yin)此有(you)效地(di)削(xue)減了外(wai)加(jia)散熱器和(he)塑(su)料(liao)外(wai)殼(ke)的空間和(he)成(cheng)本(ben)。

壓力變(bian)送器(qi)的電源設計(ji)要便於使(shi)用

對(dui)於電(dian)源(yuan)設(she)備還有(you)壹(yi)項附加(jia)的共(gong)同要求是(shi)容易(yi)裝(zhuang)配(pei)的端接。如今很多(duo)電源(yuan)產品提供(gong)形形(xing)色色的設計特性，諸(zhu)如zui大的裝(zhuang)配(pei)靈活性和(he)zui低(di)的zui終(zhong)安裝(zhuang)和(he)連(lian)接成(cheng)本(ben)。為滿足(zu)範(fan)圍的應(ying)用，電(dian)源(yuan)流行的性能包(bao)括(kuo)：靈敏(min)且安全的裝(zhuang)配(pei)雙(shuang)列(lie)導軌托架（DIN-rail-mountingbracket）、微小外(wai)殼(ke)設計和(he)通(tong)用寬度(du)的輸入電壓範圍。電源(yuan)設備的其(qi)他性能包(bao)括(kuo)如(ru)下(xia)：前面(mian)板裝(zhuang)配(pei)輸入和(he)輸出連(lian)接，可(ke)插入的觸摸(mo)可(ke)靠(kao)的端接部件(jian)，易於裝(zhuang)配(pei)/替換輸入熔絲和(he)輸出電(dian)壓調(tiao)整(zheng)。