EPS應(yīng)急電源簡(jiǎn)介、組成及EPS應(yīng)急電源的質(zhì)量問(wèn)題

張家口EPS應(yīng)急電源電源|EPS應(yīng)急電源柜

動(dòng)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(jī)類(lèi)負(fù)載沒(méi)有第二路市電，又不便于使用柴油發(fā)電機(jī)組的場(chǎng)合。二、抗干擾(電磁兼容)由于EPS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(huì)產(chǎn)生強(qiáng)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(shí)存在。我們通過(guò)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(lái)自電網(wǎng)的噪聲對(duì)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(xiàn)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(jì)中具有極其重要的作用。它不僅可抑制傳輸線(xiàn)上的傳導(dǎo)干擾，同時(shí)對(duì)傳輸線(xiàn)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(jì)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，所有電源濾波器都必須接地，因?yàn)闉V波器的共模旁路電容必須在接地時(shí)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(xiàn)將濾波器外殼與設(shè)備的接地點(diǎn)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(yuǎn)離，避免干擾信號(hào)從輸入端直接耦合到輸出端。2.印制線(xiàn)路板布線(xiàn)、布局采用抗干擾措施實(shí)踐證明，印制板的元器件布置和布線(xiàn)設(shè)計(jì)對(duì)線(xiàn)路板的EMC性能有極大的影響，線(xiàn)路板的輔助電源通常采用高頻開(kāi)關(guān)電源，由于印制板上既有電平為±5V、±12V的小信號(hào)控制線(xiàn)，機(jī)柜中又有高壓電源母線(xiàn)，同時(shí)還有一些高頻功率開(kāi)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(xiàn)阻抗的影響通過(guò)分析印制導(dǎo)線(xiàn)的特性阻抗，來(lái)選取印制導(dǎo)線(xiàn)的放置方式、長(zhǎng)度、寬度以及布局方式。單根導(dǎo)線(xiàn)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(xiàn)長(zhǎng)度；b――導(dǎo)線(xiàn)寬度。顯然，印制線(xiàn)l越短，直流電阻R就越??；同時(shí)增加印制線(xiàn)的寬度和厚度也可降低直流電阻R。從式（2）可看出，印制線(xiàn)長(zhǎng)度l越短，自感L就越小,而且增加印制線(xiàn)的寬度b也可降低自感L。而多根印制線(xiàn)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(xiàn)的長(zhǎng)度和寬度影響外，印制線(xiàn)之間距也起著重要的作用。M=2l（3）式中：s――兩線(xiàn)之間的距離，增大兩線(xiàn)的間距可減少互感。

針對(duì)以上現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)，應(yīng)盡量降低電源線(xiàn)和地線(xiàn)的阻抗，因?yàn)殡娫淳€(xiàn)、地線(xiàn)和其它印制線(xiàn)都有電感，當(dāng)電源電流變化較大時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生較大的壓降，而地線(xiàn)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(xiàn)，也可盡量加粗電源線(xiàn)和地線(xiàn)線(xiàn)條。在雙面印制板設(shè)計(jì)中，除盡可能地加粗電源線(xiàn)和地線(xiàn)線(xiàn)條之外，還應(yīng)在地線(xiàn)和電源線(xiàn)之間安裝高頻特性好的去耦電容。

另外，在兩條信號(hào)線(xiàn)之間加一條地線(xiàn)，以起屏蔽作用；2）盡量拉開(kāi)兩條平行信號(hào)線(xiàn)之間的距離，以降低兩線(xiàn)之間電磁場(chǎng)的影響；3）使兩條平行的信號(hào)線(xiàn)流過(guò)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(jì)印制電路板時(shí)，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(shí)，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(yuǎn)而造成印制線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)所帶來(lái)的干擾;再者將輸入信號(hào)和輸出信號(hào)盡量放置在引線(xiàn)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(duì)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(jī),以防單片機(jī)受干擾,程序跑飛、復(fù)位,單片機(jī)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(jī)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(guò)倍頻實(shí)現(xiàn)高速)4.結(jié)構(gòu)上的措施屏蔽是解決幅射干擾問(wèn)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(wèn)題都可以通過(guò)電磁屏蔽來(lái)解決，用電磁屏蔽的方法解決電磁干擾問(wèn)題不會(huì)影響電路的正常工作。

不間斷轉(zhuǎn)換現(xiàn)有的EPS應(yīng)急電源(EPS)方案中,大多數(shù)方案在切換過(guò)程中均有時(shí)間間隔,這就帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題。由于電機(jī)失市電后轉(zhuǎn)由EPS應(yīng)急電源中用的變頻調(diào)速器供電時(shí),由于變頻調(diào)速器加速時(shí)間的限制,電動(dòng)機(jī)需有一段時(shí)間才能達(dá)到額定轉(zhuǎn)速,這在有些用戶(hù)中是不允許的。我們通過(guò)改變兩路電轉(zhuǎn)換方式的方法,實(shí)現(xiàn)電機(jī)不間斷供電,從而很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。帶變頻功能的應(yīng)用眾所周知,變頻調(diào)速器是起動(dòng)電機(jī)及給電機(jī)調(diào)速最好的裝置，在給電機(jī)提供第二路或第三路電源時(shí),由蓄電池與變頻調(diào)速器相結(jié)合構(gòu)成的電源方案是理想的方案，該方案除具有常規(guī)EPS應(yīng)急電源的優(yōu)勢(shì)外，還有以下優(yōu)勢(shì)：1)對(duì)電網(wǎng)的容量要求低，因變頻調(diào)速器可保證起動(dòng)電流小于額定電流,電網(wǎng)的容量等于變頻器容量即可。2)當(dāng)今變頻調(diào)速器可完成各種復(fù)雜的控制功能,控制柜的功能可集成到電源柜中。3)可實(shí)現(xiàn)集中遠(yuǎn)程監(jiān)控。4)可實(shí)現(xiàn)不間斷供電（既達(dá)到零切換）。5)可實(shí)現(xiàn)EPS應(yīng)急電源輸出功率與負(fù)載額定功率之比為1：16)控制柜與電源柜與一體，節(jié)約空間和投資。有二個(gè)基本方案(單臺(tái)電機(jī))供選擇：方案一：說(shuō)明：1）市電正常，市電為變頻器供電，變頻器拖動(dòng)電機(jī)2）市電異常，電池為變頻器供電，變頻器拖動(dòng)電機(jī)3）控制簡(jiǎn)單，變頻器長(zhǎng)期帶載工作方案二說(shuō)明：1）市電正常時(shí)，首先由變頻器緩起動(dòng)電機(jī)，到達(dá)額定轉(zhuǎn)速后，切換到由市電直接拖動(dòng)電機(jī),變頻器失電，不再工作。2）市電異常時(shí)，電池為變頻器供電，變頻器拖動(dòng)電機(jī)3）變頻器平時(shí)不工作，可延長(zhǎng)使用壽命，但控制較復(fù)雜，成本略高。

張家口EPS應(yīng)急電源常見(jiàn)的三類(lèi)質(zhì)量問(wèn)題：

(一)消防應(yīng)急電源eps內(nèi)部器件表面溫度超標(biāo)

   消防應(yīng)急電源eps是設(shè)置于工業(yè)與民用等建筑中，應(yīng)用于發(fā)生火災(zāi)時(shí)為消防用電設(shè)備供電的電能轉(zhuǎn)換裝置。如果其工作時(shí)內(nèi)部器件溫度過(guò)高，其本身就是一種火災(zāi)隱患。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBl7945-2000中規(guī)定消防應(yīng)急燈具的內(nèi)置變壓器、鎮(zhèn)流器等發(fā)熱器件的表面溫度不應(yīng)超過(guò)90℃。該標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容包括消防應(yīng)急電源。目前EPS消防應(yīng)急電源的質(zhì)量檢驗(yàn)是執(zhí)行這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有不少生產(chǎn)廠(chǎng)家的該類(lèi)產(chǎn)品存在內(nèi)部器件溫度超過(guò)90℃情況。尤其是大功率的消防應(yīng)急電源，其變壓和整流部分溫度普遍超標(biāo)。內(nèi)部器件溫度異常(過(guò)高)，會(huì)影響該器件的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成該器件及相關(guān)電路損壞，從而導(dǎo)致電源功能的癱瘓。電源內(nèi)部大量的電子器件技術(shù)參數(shù)大都對(duì)環(huán)境溫度反應(yīng)敏感。另外現(xiàn)在消防應(yīng)急電源都是采用免維護(hù)鉛酸蓄電池，而且許多都是將電池和功能控制電路同置于一個(gè)柜內(nèi)或在其附近。這種蓄電池對(duì)溫度變化比較敏感，電池周?chē)鷾囟冗^(guò)高將直接影響電池的性能。如果電源內(nèi)部器件異常發(fā)熱而產(chǎn)生大量的熱量導(dǎo)致電源柜內(nèi)長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)，對(duì)電源電子器件及電池都是很不利的，這樣會(huì)影響電源的整體性能。 消防應(yīng)急電源內(nèi)部元件表面溫度超高的原因很多，生產(chǎn)廠(chǎng)家可根據(jù)情況采取一些必要措施，如檢查分析電路設(shè)計(jì)是否合理，電子器件質(zhì)量和型號(hào)的選擇是否科學(xué)。對(duì)于易發(fā)熱的電路部分或部件，要加強(qiáng)電源內(nèi)部和外部空氣氣流循環(huán)，甚至可采用液體制冷、散熱性能好的散熱片、更換大功率器件等方法，以保證消防應(yīng)急電源內(nèi)部器件表面溫度不超標(biāo)。

(二):EPS應(yīng)急電源的應(yīng)急放電時(shí)間不達(dá)標(biāo)

    電池應(yīng)急放電功能的性能是消防應(yīng)急電源的主要性能?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求應(yīng)急放電時(shí)間不應(yīng)小于90min，且10次循環(huán)的完全充、放電耐久試驗(yàn)中，末次放電時(shí)間應(yīng)不低于首次放電時(shí)間的85％。但在檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)不少生產(chǎn)廠(chǎng)家的產(chǎn)品放電時(shí)間沒(méi)有達(dá)到這個(gè)要求，不是放電時(shí)間達(dá)不到90min，就是耐久試驗(yàn)?zāi)┐畏烹姇r(shí)間與首次放電時(shí)間相差太大。產(chǎn)生這種情況的原因，一方面是電池的質(zhì)量問(wèn)題。電池在整個(gè)消防應(yīng)急電源中占有過(guò)半甚至更高的造價(jià)，尤其是大功率的應(yīng)急電源，其主要造價(jià)就是電池。對(duì)于這種現(xiàn)實(shí)，不少生產(chǎn)廠(chǎng)家為了自身的利益在選用電池上比較注重電池的價(jià)格而忽視電池的質(zhì)量；另一方面是由于應(yīng)急電源充電電路對(duì)電池充電的電流太小，致使在規(guī)定的充電時(shí)間內(nèi)未能將所有電池充滿(mǎn)，尤其對(duì)于耐久試驗(yàn)，反復(fù)充電、放電后電池放電時(shí)間短的現(xiàn)象更加明顯。對(duì)此生產(chǎn)廠(chǎng)家可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)增大充電電流。充電電流太大對(duì)電池不利，所以電流的調(diào)節(jié)要考慮具體的電池型號(hào)。有的應(yīng)急電源充電電路功率太小，不能將充電電流調(diào)到合適的狀態(tài)，應(yīng)考慮更換或重新設(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求的相關(guān)電路；其他方面的原因還可能是電池放電終止電壓過(guò)高，使電池放電過(guò)早被保護(hù)，未能將電池電能充分釋放，從而終止放電導(dǎo)致放電時(shí)間過(guò)短。然而保護(hù)電壓過(guò)低將不利于電池的再充電，甚至?xí)p少電池的使用壽命。對(duì)于保護(hù)電壓的大小，標(biāo)準(zhǔn)上是有要求的，生產(chǎn)廠(chǎng)家應(yīng)根據(jù)要求合理調(diào)節(jié)。另外有的電源也存在電路設(shè)計(jì)問(wèn)題，影響了電池的應(yīng)急放電時(shí)間。

(三):EPS應(yīng)急電源電池(組)分段保護(hù)功能存在的問(wèn)題

    GBl7945-2000中規(guī)定：“當(dāng)串接電池組額定電壓大于或等于12V時(shí)，應(yīng)對(duì)電池(組)分段保護(hù)，每段電池(組)額定電壓應(yīng)不大于12V，且在電池(組)充滿(mǎn)電時(shí)，每段電池(組)電壓均應(yīng)不小于額定電壓。”現(xiàn)在生產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)的應(yīng)急電源所用的電池大都是每節(jié)額定電壓為12V的電池，所以在使用時(shí)應(yīng)對(duì)每節(jié)這類(lèi)電池進(jìn)行保護(hù)。但是現(xiàn)在多數(shù)消防應(yīng)急電源在電池組分段保護(hù)上僅僅做到對(duì)每節(jié)電池電壓的檢測(cè)上，當(dāng)某節(jié)電池電壓過(guò)低或過(guò)高時(shí)發(fā)出報(bào)警提示，而未能做到當(dāng)串聯(lián)的電池組中某節(jié)或某處電池線(xiàn)路發(fā)生短路時(shí)及時(shí)對(duì)電池進(jìn)行保護(hù)。這樣一旦電池組某處短路或某節(jié)電池內(nèi)部極板發(fā)生短路，特別容易產(chǎn)生大的火花，會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)、電池爆炸，后果不堪設(shè)想。所以應(yīng)急電源生產(chǎn)廠(chǎng)家應(yīng)該重視對(duì)電池的保護(hù)。保護(hù)方式有多種，但至少應(yīng)保證在每節(jié)電池的每個(gè)接線(xiàn)電極根部設(shè)置電流大小合適的熔斷器或其他過(guò)流保護(hù)措施。這樣某處發(fā)生短路不至于導(dǎo)致整個(gè)電池組的損壞。