240V高压直流电源系统在通信工程中的设计应用
摘要:通信用240V高压直流电源系统在可靠性、转换效率等方面较传统的交流UPS系统有更大的优势，其经济效益和社会效益显著，虽然尚未有后端IT设备厂商宣布支持通信用240V高压直流电源，但高压直流电源技术早已被通信运营商所接受，目前正在广泛推广使用中。本文结合工程设计案例，对高压直流供电系统工程设计中应注意的问题展开探讨。
关键词高压直流；建设；标准；节能减排
2010年底，我院接到某地运营商委托的为某区政府新1个IDC 机房的建设任务。根据调研得悉，新IDC机房定位为该区政府办公OA网和教育网的数据中心，该IDC机房作为该区社会信息网络化的坚实后盾，客户就供电系统的稳定性及可扩展性提出较高的要求。
根据现场勘察及调研，该新IDC机房终期规划能安装30个设备机架，本期工程将安装10个机架及设备。每个设备机架的用电按照电流16A/220V（3.52KVA）规划，则本期工程需为该IDC机房新建一套电源系统，在初期提供3.52KVA×10=35.2KVA的电源容量，并且该电源系统要能满足IDC远期用电3.52KVA×30=105.6KVA的需求。
1电源系统建设方案的选择
1）UPS电源系统。长久以来，在IDC机房的电源系统建设中UPS 系统是我们的唯一选择，随着IDC业务迅猛的发展，越来越多的UPS
系统上线运行，但UPS系统存在的弊端却一直无法解决。近年来，UPS 系统故障造成的通信阻断事故频繁发生，给客户、运营商甚至社会造成重大的经济损失和负面影响。UPS系统存在的弊端主要如下：系统可靠性差、效率低、初期建设成本高、维护难度大等。并且现在很多使用UPS的机房为无人值守机房，一但发生故障，恢复时间较长，影响大。
2）高压直流电源系统。众所周知，高压直流电源系统有着生产技术成熟、可靠性高、维护操作简易、转换效率高、在线扩容简单等优点，在IDC机房供电领域，通信业界一直在探讨采用高压直流系统来代替UPS系统。在国内，电信标准化协会于2009年通过了YDB 037-2009《通信用240V直流供电系统技术要求》研究报告。
目前，国内江苏电信已有多个IDC机房、多套核心IT系统和业务平台改用高压直流系统进行供电。从江苏电信提供的统计数据显示，用高压直流替代UPS供电，在UPS整个生命周期内平均节能20～30%；从新建系统统计分析，新建高压直流系统平均节省投资大于40%。并且高压直流系统结构简单，生产技术更成熟，其系统安全性相对UPS有很大提高，并且维护操作方法得到简化。
在综合对比高压直流电源系统与UPS电源系统的优劣及电源设
备初期投资之后，建设单位决定建设一套高压直流电源系统为区政府新IDC机房进行供电，既提高电源系统的稳定性，也积极响应了国家的节能省排号召，贯彻落实科学发展观精神。
2高压直流电源系统工程设计中需注意的问题
对于高压直流供电的可行性，业界已有众多文章证明，本文就不再做说明。下面本文结合YDB 037-2009《通信用240V直流供电系统技术要求》，对高压直流供电系统在工程设计时应注意的问题展开探讨。
1）系统容量的选择。国内的240V高压直流电源系统制造技术及供电体制还处在摸索阶段，无论是模块制造技术还是系统结构，或者是维护方式，都没有丰富的经验可循，因此，在工程设计时宜遵守《通信用240V直流供电系统技术要求》的要求：系统供电宜采用分散供电方式，单个系统容量最大不宜超过600A。
故本期工程拟采购1套最大整流能力为600A的高压直流电源设备，根据前期的调研，新建的600A高压直流电源系统完全满足区政府新IDC机房的终期用电需求，并且本期工程只需要配置300A的整流能力即可满足初期用电需求，能有效节省工程的初期建设投资。
2）系统应对地悬浮。提到直流电源系统，我们自然会想到的是接地问题。但如果我们将高压直流电源系统的一极接地，由于系统的电压远高于人体的安全电压，人触及到未接地的一极时，触电电流通过大地形成回路，将发生电击事故，见图1。
图1高压直流系统接地，人体触电示意图
因此，《通信用240V直流供电系统技术要求》明确规定：通信用高压直流供电系统正、负极均不得接地，应采用对地悬浮即不接地的方式；系统的交流输入应与直流输出电气隔离；系统输出应与地、机架、外壳电气隔离。
3）系统应该配置有绝缘监控装置。由于高压直流电源系统不接地，当高压直流供电系统的负载出现故障时，对高压直流供电系统本身的保护及维护人员的保护就显得非常重要了。
假如系统负载甲发生设备正极碰地故障，负载乙发生设备负极碰地故障，此时通过两个故障设备就构成了电源系统的短路故障，如图2。
图2设备碰地导致系统短路示意图
更严重情况是，如果仅在一极发生绝缘度降低或碰地，由于没有短路电流流过，断路器不会断开，系统仍能继续运行，若此时有人触摸了另一极或者电池端子，那将造成电击事故，有可能造成严重的人身伤亡事故，该情况与图1类似。
为了及时发现这种碰地故障，有必要对系统配置绝缘监察装置，用于监视直流系统对地绝缘状况，便于维护人员对供电回路的绝缘故障进行判断、查找和处理，保障通信安全及人身安全。
4）采用直流型断路器及双极开关。在-48V直流电源系统中，我们在工程上经常发生使用交流型开关的情况，由于48V电压比较低，灭弧相对容易，所以使用交流型开关没有太大问题。但是对于240V 的直流系统而言，其电压高，灭弧会困难很多，因此决不能将交流型断路器用在直流电路上，要选用专门针对直流设计的直流型断路器。
另外，240V高压直流系统的输出正负极均未接地，并且直流电压高，单极的断路器往往达不到这个电压等级的要求，因此两极都应安装开关，通过采用双极开关来分担分断电弧电压。
本期工程是新建工程，故我们新采购的直流配电柜及设备机架PDU均要求配置双极直流断路器的。在此特别提醒，如果是采用高压直流电源系统对现有的UPS系统进行替换，为了安全起见，我们应将未端设备机架原有PDU的交流单极输入空开更换成与上一级同容量
的双极直流断路器。
5）统一系统未端负载的接线标准。我们在设计设备机架内部配电时应考虑高压直流的正负极与IT设备L、N电源线之间的对应关系。虽然从理论上说，直流系统的正负极和IT设备的L、N 极无需严格的采用某种对应关系，但是，从管理的规范、运行的安全及维护的方便等方面考虑，我们工程建设应该统一遵循《通信用240V直流供电系统技术要求》的建议：
直流输出“正”极，对应于设备输入电源线的“N”端，直流输出“负”极对应于设备输入电源线的“L”端，设备输入电源线的“地”端与系统保护地可靠连接，如图3所示。
图3设备机架内插座接线路示意图
6）寻求必要的技术支持。高压直流电源系统做为一种前沿的电源应用新技术，目前尚未在国内广泛建设使用，无论是运营商、设计院还是施工单位，均对高压直流电源系统缺乏足够的建设经验。故在方案编制阶段，我司派出了电源设计专家对工程进行设计支撑，同时也联系了参与起草《通信用240V直流供电系统技术要求》的中达电通、爱默生能源等公司寻求技术支持，并邀请拟采购的高压直流电源系统设备厂商技术督导一并参与设计方案会审，确保工程建设方案的
可行性，为工程的顺利实施打下坚实的基础。
3结束语
对于通信高压直流电源系统的应用，通信行业已就高压直流供电电压、电流等级、关键技术指标、试验方法、检验规则等关键问题达成了共识，并开始推广使用。我们相信，在解决了后端IT设备的适应性标准问题后，高压直流电源技术必将得到更大规模的商用，由运营商应用延伸至广大的社会客户应用，为国家节能减排做出更大的贡献。
直流电源系统 1 工作范围 本泵站一套直流电源系统，主要包括1组阀控式密封铅酸蓄电池、充电装置、绝缘监视装置、直流系统监控装置、配电及保护器具、监视仪表及报警信号等。中标方应负责完成该泵站直流电源设备的设计、制造、包装、运输、培训和交货及安装调试、试运行期间的技术指导；提供设备安装、调试所需的仪器和专用工具；提供所需的备品、备件。 直流电源系统馈电回路：控制回路为8 回；合闸回路为8 回。 2 产品符合的规范和标准 GB/T3859.1-1993 《半导体变流器基本要求的规定》 GB/T3859.2-1993 《半导体变流器应用导则》 DL/T459-2000《电力系统直流电源柜定货技术条件》 3 基本参数 额定输入电压：三相：380V 交流电源频率：50Hz 直流额定电压：230V 直流标称电压：220V 充电装置输出直流额定电流：20A 蓄电池额定容量：100Ah。 稳流精度：± 1% 稳压精度：± 0.5% 纹波系数：w 0.5% 噪声：w 55dB 防护等级：》IP30 4 特性 4.1 概述 除非另有规定，设备的电气特性应符合GB标准有关条款的要求。导线的安装应符合GB 标准有关条款的要求。
主要元器件（包括高频开关模块、整流模块、断路器等）应采用国际知名品牌。 4.2 噪声限制 布置在中控室的设备其噪声在中控室处测量应小于50dB设备在正常工作 时，距离设备1m处所产生的噪声应小于55dB 4.3 绝缘电阻和介电强度 交流回路外部端子对地的绝缘电阻应不小于10MQ; 不接地直流回路对地的绝缘电阻应不小于1MIQ; 500V以下、60V及以上端子与外壳间应能承受交流2000V电压1min； 60V以下端子与外壳间应能承受交流500V电压1mi n。 4.4 电磁兼容性 本系统设备的浪涌抑制能力（SWC）抗无线电干扰（RI）能力及抗静电干扰（ESD）能力应满足IEC61000-4《电磁兼容性试验和测试方法》的要求。 4.5 电磁干扰防护本系统设备的正常运行应不受电磁干扰的影响，中标方应在设备的输入 端 口加装吸收干扰的元件。 4.6 其它 （1）试验报告和证书 1）中标方应在合同生效后30 天（日历天数）提供与合同设备有关的所有最终试验报告的复印件，该报告应装订成册作为永久资料使用。 2）中标方应在直流电源设备出厂试验验收后30 天（日历天数）内提供下列报告（包括出厂试验记录）和证书给业主： 直流电源设备的整套出厂试验报告；直流电源设备出厂检验证书。 （2）互换性 中标方提供的合同设备的相同部件，其尺寸和公差应完全相同，以保证各设备部件之间的互换性。所有的备品备件的材料和质量应与原设备相同。 （3）电源 1）业主提供电源 交流380V系统电压变化范围80%-115%Un 频率变化范围48-52Hz 中标方提供的所有设备应能在上述相应的范围内正常运行，当输入电压下降到低于下限值时，设备应不致损坏。 2）内部直流稳压电源应有过压、过流保护及电源电压不正常的报警信号能防止损坏其它
高压直流电源系统介绍 易国华：非常感谢各位利用给我这个汇报的机会，时间关系，我只讲一些重点。简单介绍一下公司，我们公司的产品主要有四大类，一个是通信电源系统，第二在电力系统当中使用的电力操作电源系统，第三是高压直流系统，应急电源。这是我们在电力行业里面使用的电力操作电源系统，主要在变电站、电厂。这是电力操作电源核心，跟我们通信电源相类似，模块等等。这是应急电源，主要是消防上的，一些大的用户电里面实际上是锂电器。这是室内和室外的系统。 今天主要把时间放到高压直流上面，主要是替代UPS的目的。我们数字机房包括一些计算机终端来供电的，既然高压直流是替代UPS的，必须了解这两个之间的区别。高压直流从AC到DC，UPS比高压直流多一个变换。UPS和高压直流相比存在哪些问题呢?第一个主要多了一个变换效率比较低，第二系UPS的输出采用工频滤波损耗大。UPS控制复杂，可靠性降低。UPS的电池在输入端，如果UPS本身出故障，他一定要保证自己不出问题才可以不间断。UPS并机要需要同频、同相、同电位，并机复杂，可靠性低。我说这个东西也简单，它的可靠性越高。高压直流并机是直流并联，只有同电位的问题，控制非常简单。只要电压相同就可以。UPS系统并联数量上受到限制，高压直流是没有这个限制的，我们实际操作当中一般是40台并联。UPS现在机房使用绝大多数都是1+1并联方式，实际负荷单机往往小于40%，这样一来单台机的运行效率很低，70%左右。高压直流现在使用是N+1方式，因此它的符合可以达到70-80%，一般涉及到80%以下。现在的高压直流效率在30%的负载的时候可以做到92%，我们的效率在92%以上。 值得一提是高压直流这种N+1方式维护起来非常的方便，大家知道大型UPS出故障之后大家都傻眼了，没有什么招了。而高压直流由于电池的存在，N+1的系统最大的好处我个人认为实际上是维护，你不太担心他。
高压强脉冲电源的设计 摘要：本文提出了一种强脉冲发生器电源的设计方案，应用此方案设 计了高压电源、IGB T控制充电、可控硅控制放电，可以自动运行的 脉冲磁场发生设备。最大直流电压达到3KV且连续可调，放电脉冲电 流高达10000A。该设备由一片AT89C52单片机控制，可实现与计算 机的连接。 关键词：高压电源； IGBT ；可控硅 The Design of High Voltage Pulsed Power Supply Abstract: This paper presents a strong pulse generator power supply design, applications for this program designed high-voltage power supply, IGBT control the charging and SCR controlled discharge, can be run automatically pulse magnetic field equipment. Maximum DC voltage 3KV and continuously adjustable discharge pulse currents up to 10000A. The device is controlled by an AT89C52 microcontroller can be realized with the computer. Key words: high voltage power supply；IGBT；SCR， 引言：强脉冲磁场对工业装置及医疗的作用［1］，强脉冲磁场对金属 形成时的影响［2］以及脉冲磁场刺激对生物体的效应等已经越来越 引起人们的关注。目前国内的脉冲磁场设备，一般电压较低，频率也 较低。特别是高压充电部分采用调压器调压［3］，这样体积太大也显 笨重。要产生更高的磁场强度，可以改变脉冲磁场频率的自动运行的
1绪论 1.1论文的研究背景 电源设备用以实现电能变换和功率传递，是一种技术含量高、知识面宽、更新换代快的产品。现今已广泛应用到工业、能源、交通、运输、信息、航空、航天、航运、国防、教育、文化等领域。在信息时代，上述各行各业都在迅猛地发展，发展的同时又对电源产业提出了更多更高的要求。显然，电源技术的发展将 带动相关技术的发展，而相关技术的发展反过来又推动了电源产业的发展。当前在电源产业，占主导地位的产品有各种线性稳压电源、通讯用的AC y DC开关电源、DC y DC开关电源、交流变频调速电源、电解电镀电源、高频逆变式整流焊接电源、中频感应加热电源、电力操作电源、正弦波逆变电源、大功率高频高压直流稳压电源、绿色照明电源、化学电源、UPS可靠高效低污染的光伏逆变电 源、风光互补型电源等。而与电源相关的技术有高频变换技术、功率转换技术、数字化控制技术、全谐振高频软开关变换技术、同步整流技术、高度智能化技术、电磁兼容技术、功率因数校正技术、保护技术、并联均流控制技术、脉宽调制技术、变频调速技术、智能监测技术、智能化充电技术、微机控制技术、集成化技术、网络技术、各种形式的驱动技术和先进的工艺技术。 1.2脉冲电源的特点及发展动态 脉冲电源是各种电源设备中比较特殊的一种，顾名思义，它的电压或电流波 形为脉冲状。按脉冲电源的输出特性分类，有高频、低频、单向、双向、高压、低压等不同的分类，具体选择怎样的输出电压、输出电流和开关频率，根据具体的应用场合而定。按脉冲波形分，有矩形波、三角波、梯形波、锯齿波等多种形式，如图1. 1所示。 图1 . 1各种脉冲波形 由于矩形波具有较好的可控性和易操作性，所以这种波形的应用居多。究其本质，
基于MySQL数据库构建直流电源监控系统 发表时间：2019-08-23T16:24:16.837Z 来源：《建筑细部》2018年第28期作者：何巧燕[导读] 智能电力系统将成为新能源变革环境以及新需求下发展的必然趋势，为提高其智能化水平与监控系统的可靠性，保障电力系统安全、可靠、经济运行，本文利用现代通信技术、综合自动化技术设计变电站直流电源智能监控系统。福建邮通技术股份有限公司福建福州 350011 摘要：智能电力系统将成为新能源变革环境以及新需求下发展的必然趋势，为提高其智能化水平与监控系统的可靠性，保障电力系统安全、可靠、经济运行，本文利用现代通信技术、综合自动化技术设计变电站直流电源智能监控系统。 关键词：MySQL数据库直流电源监控系统 1.前言 由于全球资源环境压力增加，电网具有安全、清洁、优质等不可比拟的优点，必然成为全世界重要的能源输送和配给网络，这标志着智能电力系统将成为新能源变革环境下发展的必然趋势。直流电源主要应用在发电厂、水电站以及各类变电站、开闭所和用户变中，为断路器分、合闸及二次回路中的仪器、仪表、继电保护和故障照明提供直流工作电源，是各行各业实现供电现代化、自动化不可缺少的设备。 2.MySQL数据库系统 直流电源监控系统对相关数据的采集完整性以及可靠性的要求都比较高，因此需要保证管理端的控制能够实现实时而且高效的现场数据的采集，同时能够实时发送准确无误的控制信号，后台数据量被访问巨大，需要将这些数据库保存在一个存储系统中是必须的，本文选取MySQL数据库系统可以满足系统的设计要求。 数据库是指长期保存在计算机储存设备上按照一定规则组织起来的可以被各种用户或应用共享的数据集合。 SQL简单易学，功能丰富、使用灵活受到大众追捧，SQL经过不断的发展、完善和扩充被美国国家标准局确定为关系型数据库语言的美国标准，而后又被国际保准化组织（简称ISO）采纳为关系数据库语言的国际标准[37-38]，各种SQL出台后使得所有数据库生产厂家都推出了各自直吹SQL的数据库管理系统，SQL具有数据库管理系统的所有功能，SQL优点：一是SQL不是某个特定数据库供应商专用的语言。几乎所有重要的数据库管理系统都支持SQL，所以只要学会了SQL就能与所有数据库进行交互。 二是SQL简单易学，SQL语言由描述性很强的英语单词组成，而且单词量并不大。 三是SQL高度非过程化，即用SQL进行数据库操作，只需指出“做什么”，不需指出“该怎么做”，存取路径的选择和操作的执行由数据库管理系统自动完成。 四是面向集合的操作方式。非关系数据模型采用的是面向记录的操作方式，任何一个操作其对象都是一条记录，而SQL语言采用集合操作方式不仅查找结果可以是元祖的集合，而且一次插入、删除、更新操作的对象也是元祖集合。 五是以同一种语法结构提高两两使用方式。SQL语言既是自含式语言，又是嵌入式语言，作为自含式语言，SQL能独立用于联机交互的使用方式，用户可以在终端键盘上直接键入SQL命令对数据库进行操作，作为嵌入式语言，SQL语句能够嵌入高级语言程序中，供程序员设计程序使用，而两种不同的使用形式下，SQL语言的语法结构基本上保持一致，这种方式为用户提供了极大程度的灵活性和方便性。 SQL的数据定义包括定义表、定义试图、定义索引。由于视图是基于基本表的虚表，索引是依附于基本表的，因此SQL通常不提供修改视图定义和修改索引定义的操作，用户想修改视图定义和索引定义，只能将其删除，再重建一个。SQL的数据定义操作方式比较如下表2-1 SQL的数据定义比较 MySQL是一款免费开源、小型、关系型数据库管理系统，随着该数据库功能不断完善、性能不断提高，系统可靠性也不断增加，MySQL虽然免费，但是和其他商业数据库一样，具有数据库系统的通用性，提供了数据的存取、增加、修改、删除等数据操作，同时，MySQL也是关系型数据库系统，支持标准的结构化查询语言，另外，MySQL为客户端提供了不同的程序接口和链接库，如Java、C++、PHP等，由于MySQL开放源代码，故很多中小型企业都采用成本低的MySQL作为网站数据库。在最新的MySQL 5.6版本中，数据库的可扩展性、集成度、查询性能得到进一步发展。 MySQL数据库管理系统的开发者在性能上坚持性能优先原则，从不为了追求标准的符合性而放弃性能，这是MySQL成为互联网行业非常流行的数据库软件的原因之一。 SSH 为 struts+spring+hibernate的一个集成框架，是一种Web应用程序开源框架。 集成SSH框架的系统从职责上分为四层：表示层、业务逻辑层、数据持久层和域模块层，以帮助开发人员在短期内搭建结构清晰、可复用性好、维护方便的Web应用程序。其中使用Struts作为系统的整体基础架构，负责MVC的分离，在Struts框架的模型部分，控制业务跳转，利用Hibernate框架对持久层提供支持，Spring做管理，管理struts和hibernate。具体做法是：用面向对象的分析方法根据需求提出一些模型，将这些模型实现为基本的Java对象，然后编写基本的DAO（Data Access Objects）接口，并给出Hibernate的DAO实现，采用Hibernate架构实现的DAO类来实现Java类与数据库之间的转换和访问，最后由Spring做管理，管理struts和hibernate。 SSH架构如图2-1所示：
240V高压直流系统 说 明 书
1.1 整流模块说明书 RM24020-Ⅲ系列模块简介 RM24020-Ⅲ系列模块是电源最主要的配置模块，广泛应用于通信行业及电力行业10kV到550kV的变电站电力电源中。 RM24020-Ⅲ系列模块采用风冷的散热方式，在轻载时自冷运行，符合电力系统的实际运行情况。 型号说明 RM 240 20 -III 产品版本号 额定输出电流20A 额定电压输出240VDC 整流模块 工作原理概述 以RM24020-Ⅲ模块的工作原理框图如下图所示。 图1 RM240D20-Ⅲ模块原理图 RM24020-Ⅲ模块由三相无源PFC和DC/DC两个功率部分组成。在两功率部分之外还有辅助电源以及输入输出检测保护电路。 前级三相无源PFC电路由输入EMI和三相无源PFC组成，用以实现交流输入的整流滤波和输入电流的校正，使输入电路的功率因素大于0.92，以满足DL/T781-2001中三相谐波标准和GB/T 17794.2.2-2003中相关EMI、EMC标准。
后级的DC/DC变换器由PWM发生器控制前级PFC输出的DC电压、经过高频变压器输出后再整流滤波输出DC电压等电路组成，用以实现将前级整流电压转换成电力操作系统要求的稳定的直流电压输出。 辅助电源在输入三相无源PFC之后，DC/DC变换器之前，利用三相无源PFC的直流输出，产生控制电路所需的各路电源。输入检测电路实现输入过欠压、缺相等检测。DC/DC的检测保护电路包括输出电压电流的检测，散热器温度的检测等，所有这些信号用以DC/DC的控制和保护。结构及接口 1．模块外观 RM24020-Ⅲ模块的外观如下图所示。 图2 RM24020-Ⅲ模块外观 2．前面板 RM24020-Ⅲ模块前面板如下图所示。
高压（240V及以上）直流IDC机房供电方案 高压直流供电系统从提出到实施已有3到5年时间了，其优点在这就不再罗列，相信各位都有了解，比如节能、维护方便等，但也存在一些致命弱点，比如浮地输出绝缘问题、割接安全性问题等，下面我们主要讨论一下直流IDC机房供电方案。 目前IDC机房内服务器基本采用交流输入，主要由UPS通过如并机冗余n+1系统、串并联冗余、双总线、双回路等系统供电方式来提供可靠供电，但往往导致整个系统复杂多变，增加了维护难度和成本。而高频直流模块化开关电源已是成熟产品，供电模式简单、维护方便、成本低、效率高，但与-48伏系统又存在一定差别，主要是一、电压高，操作危险性大； 二、高压直流供电系统输出浮地，对线缆耐压和绝缘程度要求高；三、由于高压直流供电是对现有交流服务器不改造实施，供电安全性可靠性必须有充分认证后再实施，避免引起服务器自带AC-DC变换器高低压保护而停止服务。 至于供电方案仍以分散供电为主，我初步考验以下几种： 一、单系统双路由方式：（目前机房-48V传输供电方式） 该供电方式与目前机房-48V传输供电方式一样，由一套系统提供两路主、备高压 直流电源。 优点：1、采用一套高压直流系统，结构简单，成本低。 2、输出采用双回路，可靠性较高。 3、效率高，但系统负载率可达70%以上。 缺点：仍存在单点故障隐患。
二、双系统双路由供电方案：（类似UPS并机冗余n+1系统） 优点：采用两套系统，可靠性高。 缺点：1、投资大、结构复杂。 2、效率低，但系统负载率必须控制在40%以内。 三、不同系统双路由供电方案：
优点：采用两套不同系统，可靠性高。可在现有系统中实施改造，增加一套高压直流系统，对重要双电源输入服务器实施改造 缺点：1、投资大、结构复杂。 2、效率低，但系统负载率必须控制在40%以内。
静电除尘的新型高压直流电源的组成及原理 电源由直流发生器(额定输出100 kV) 和脉冲电压发生器(20 kHz < f < 40 kHz ,输出峰值为10 kV) 组成。脉冲电压发生器的输出电压经隔直电容后和直流发生器的直流输出电压相叠加,使输出电压运行在闪烁包络线以下,同时输出电压平均值较高,保证了除尘效果。系统组成框图如图1 所示。 输入滤波电路将电网存在的杂波过滤掉,同时也阻碍电源产生的杂波反馈到公共电网。市电经全桥整流并滤波后变为较平滑的直流电,再经逆变器变为高频交流电,这是该电源的核心部分,频率越高,电源体积、重量与输出功率之比越小,但由于回路参数、元器件、成本、干扰、功耗等多种因素的影响,当功率较大时,频率一般选择在20～40 kHz ,电源工作频率约为37 kHz。采用集成电路CA3525 ,提供可控的驱动信号,使输出电压、电流值变为可控。高频变压器的设计是电源的难点,由于频率的升高,分布容抗变得很小,所以必须考虑足够的绝缘距离,同时原、副边匝数、回路参数与频率也必须调节到最优运行点,才能保证高频变压器工作在B - H 的线性区,保证变压器原、副边的波形。
通过调节设定电压值和电流值,可以调节直流发生器的输出电压,使它低于闪烁电压,调节脉冲电压发生器的输出电流,使它稍小于闪烁时的电流。因此系统通过反馈电压来使直流输出电压恒定,通过比较设定电流值与反馈电流值来调节输出电流。用户可根据不同情况设定,扩大电源的使用范围。 图2 中选用2 个IGBT模块作为开关型全桥直-交变逆变器,每个IGBT 模块中的2 个功率管分别由输出的2 个相位差180°的驱动信号,经光电隔离后进 行门极驱动。逆变电路工作在PWM控制方式。当G信号变为高电平时,高频变压器的两端直接接到直流电压两端,当H信号为高电平时,高频变压器的两端反相接到直流电压两端,因此,改变驱动信号的占空比将改变输出交流电压的脉冲宽度及有效值。当驱动信号占空比为0. 5 时,输出电压中的基波分量最大,幅值为U01 = 4Ud/π(Ud 为直流电压峰值) 。 脉宽可调的控制方式的主要优点为逆变器通过脉宽调制即可调节输出功率,并且逆变器工作在较高频率时,其产生的开关损耗较小,这在功率大的应用场合是很重要的。当输出电流大于设定值时,驱动脉冲信号变窄,从而使输出功率变小,输出电压、电流随之减小,通过调节脉冲宽度控制直流高压发生器的输出电压值,达到使之小于闪烁电压的目的。 电源采用CW3525A 产生逆变所需的驱动信号,CW3525A 增加了欠压锁定、软启动等电路,其输出采用图腾柱输出结构,可以更快的关断。 脉冲电压发生器工作在恒流工作方式,电流反馈端(电流已转换为电压信号) 输入到误差比较放大器的反相端IN- 与误差比较放大器的同相端IN+ 的设定电压值作比较, IN+ 和IN- 电压经CW3525A 内的误差放大器比较放大后输出小于6 V 的电压,这时将该电压和峰值为6 V 的三角波进行比较,就可以根据IN- 的反馈电流幅值输出不同占空比的驱动信号,对不同的尘埃情况都能工作在恒流方式下。当发生火花放电时,直流高压发生器通过测量电源输出电流值,利用微处理器调节电压设定值,降低直流高压发生器的输出电压,使火花放电消失,当除尘实际电流值小于设定电流值时,微处理器增加电压设定值,使直流高压发生器的输出电压增加。 3 实验结果 当直流高压发生器的高频电源变压器输出电压为15 kV 时,变压器副边输出电压如图3 所示。实际电压幅值约为50 V 乘以分压比,脉冲周期恒定为27μs ,脉宽可调。提高占空比,输出功率增加,输出电压增加。波形顶部的振荡是由变压器的分布参数所致。脉冲高压发生器的高频电源变压器输出电压 幅值为10 kV ,其脉宽可调,波形与上述波形相似。除尘电源输出电压波形如图4 所示,它是直流高压叠加脉宽变化的高频脉冲电压,直流高压由用户根据除尘要求设定为低于最低闪烁电压以下,直流高压根据除尘环境变化输出电压,设定值由微处理器控制调整变化。而脉冲电压发生器由用户设定跟踪除尘电流,以使两电压叠加后,接近闪烁电压运行。
变电站直流监控系统 电力系统中的直流电源部分由蓄电池组、充电设备、直流屏等设备组成。它的作用是：正常时为变电站内的断路器提供合闸直流电源；故障时，当厂、站用电中断的情况下为继电保护及自动装置、断路器跳闸与合闸、载波通信、发电厂直流电动机拖动的厂用机械提供工作直流电源。它的正常与否直接影响电力系统的安全可靠运行过去，电力系统的各个变电站都有人值守，可以对直流设备的运行状态进行定期检查，因而可以及时发现并处理其出现的异常现象，保证变电站的安全稳定运行。目前，电力系统推广无人值班变电站，虽然调度中心可以通过远动通道获取变电站运行情况的实时信息，但是对于直流部分只能得到少量的重要信息（包括：遥信量——充电机交流电源故障，充电机故障，直流绝缘接地，直流电源电压异常；遥测量——控母电压）。它不能反映直流系统运行的详细信息，特别是它不能发现系统刚刚开始出现异常运行的情况，直到长期的异常运行发展为故障时才上发调度，此时，事故已经扩大。如果能在异常现象刚出现时就及时发现并及时处理，就可以避免异常情况扩大。所以需要设备维护人员对其进行定期检查。此外，对直流设备运行的控制也是由维护人员进行现场操作的。变电站多，维护人员少，显然无法保证按期按量完成。在这种情况下，直流监控系统应运而生。它的主要作用就是把各变电站的直流设备信息上送到监控中心，供其查询，同时监控中心也可以向各站发送控制命令。这样，维护人员不但可以在监控中心对直流设备进行远方监控，还可以及时发现设备运行的不正常状态，及时处理，而不等其发展演变成事故。所以，直流监控系统的建立，可以节省人力物力，提高工作效率。 1 通道选择 目前，变电站上送调度中心的各种信息，如遥测、遥信、遥控、主要设备状态和报警信息等，都是通过远动通道传输的，这些信息对实时性的要求很高，不希望其它信息占用而使通道拥挤，影响调度的正常工作。所以直流设备的运行信息必须从另一个通道进行远方传送。目前，变电站中除远动通道之外，还有一个电话通道，这个通道一般是作为工作人员现场工作时使用，以及其它辅助系统如安全报警系统必要时使用。通常此通道是处于闲置状态，但又是必设的，所以可以用它作为直流监控系统的信息通道。 直流监控系统的数据信息量少，发送时占用通道时间短。这样，可以在工作时拨通，占用通道，结束后挂掉，和其它系统分时地使用通道，从而保证各个系统的正常运行。 2 系统构成监控中心 计算机通过modem连入电话网。而监控器也通过modem与电话网相连。双方modem都可以相互呼叫对方，通过双方modem和电话网建立通信链路，互传信息。这样，监控中心计算机可以通过这个通信链路，采取各站监控器的信息，发送控制命令，各站监控器也可把每日定时运行数据和异常情况信息上报中心。系统包括3
基于SG3525的3KW逆变电源设计 作者姓名：潘传义电子信息工程一班 指导教师：王生德 本电路利用48V直流蓄电池，可为后端提供3KW，2000V的高压直流电源。本电路设计的初衷是为电子捕鱼器后端产生脉冲波提供2000V直流电压。 本文对开关电源常用的电力电子器件做了简单介绍，重点介绍了 SG3525芯片的内部结构及其特性和工作原理，介绍了开关管MOSFET 的工作原理和开关动态特性等。设计了一款基于SG3525的推挽式DC-DC开关电源，提供高达2000V的直流电压。给出了系统的电路设计方法以及主要电路模块的原理分析和参数计算，特别是对开关电源高频变压器的设计给出了详尽的原理分析和各个参数的详细计算。 本电路采用推挽式开关变换，利用SG3525作为主要的控制芯片，产生两路互补的PWM方波脉冲控制开关管的通断。为提高PWM脉冲的驱动能力，加入桥式功率放大电路。滤波整流电路则采用桥式整流，RC滤波电路。另外，开关管工作频率高达25kHz，为此设计了RCD缓冲电路。考虑到电路环境的复杂性以及元器件的误差，电路在设计时对部分参数留有较大余量。 本电路的不同之处在于：采用两组相同的推挽变换电路且输出串联的设计，对变压器和整流滤波电路进行了有效的分压。产生高电压的同时，并没有大幅提高元器件的耐压要求，从而降低了对各种电力电子器件参数的要求。因而也使得电路的稳定性和可靠性更高。
本电路实现了从直流48V电压逆变到2000V直流电压的DC-DC变换供后续电路使用。本电路技术指标为：1）输入电压：蓄电池提供直流48V；2）输出电压：额定直流2000V；3）输出功率：最大3000W；4）输出波纹：无特殊要求，因此无需稳压电路。该系统工作过程：第一阶段：48V直流输入电压Ui经推挽电路变换成高频交流方波电压； 第二阶段：产生的交流方波电压经整流滤波电路分别产生1000V 直流电压，串联后实现2000V直流输出。 实验结果表明，该电源具有效率高，输出有效电压满足设计要求且运行可靠等优点。
一款远程直流电源监控系统设计方案 1 前言 上世纪60年代中期，美国科学家马斯对开口蓄电池的充电过程作了大量的试验研究，并提出了以最低出气率为前提的，蓄电池可接受的充电曲线，如图1所示。实验表明，如果充电电流按这条曲线变化，就可以大大缩短充电时间，并且对电池的容量和寿命也没有影响。原则上把这条曲线称为最佳充电曲线。蓄电池放电后，用直流电按与放电电流相反的方向通过蓄电池，使它恢复工作能力，这个过程称为蓄电池充电。蓄电池充电时，电池正极与电源正极相联，电池负极与电源负极相联，充电电源电压必须高于电池的总电动势。充电方式有恒电流充电和恒电压充电两种。 变电站、发电厂、通信机房需要稳定可靠的直流电源系统为蓄电池充电，向控制回路和合闸回路供电。直流电源管理电池充放电、监控开关状态和直流系统运行状态，以便在运行过程中确保电源和设备安全高效运行。电源监控系统已从简单的监控功能发展到具有三遥和报警功能，具有较完备的管理和远程监控功能的系统。电源监控系统基于导轨式安装电力监控仪表的电源监控管理方案。该方案主要由触摸屏、单相或三相交流信号采集单元、互感器构成，能对数据中心电源进行实时采集与显示电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、谐波和电能。节能减排目前已成为衡量企业未来可持续发展的重要指标。随着电信、银行以及大型企业业务的扩展，庞大的数据中心所带来的管理维护费用和不断攀升的电费已成为企业主管的一大难题。 2系统硬件设计 2.1硬件电路设计 直流电源系统需要采集多路模拟量、数字量并要求多路空节点和0 V~4 V的可调电压输出，即四遥功能。监控单元有两个串行口，一个用于连接智能设备，另一个用于和TC35i通信。监控单元还需要键盘和液晶显示。根据以上需求，系统需在单片机最小系统的基础上增加较多外设。采用带双串口的单片机减少外设数量，则增加系统成本，而且限制单片机本身的通用性。其硬件原理图如图1所示。
§1 恒流高压直流电源 §1.1 恒流源供电的理论基础 对电除尘器采用恒流源供电，是八十年代中期开始的，虽然它采用了大量的无源元件：电抗器、电容组成L－C变换网络，但却改变了一种供电方式，采用电流源供电。 作为一个供电回路，一般由电源和负载组成，其表征参量为三个，电压、电流和阻抗，以电压作为电源的形式供电（电压源），则电流随负载变化；以电流作为电源的形式供电（电流源），则电压随负载变化。无论是较早的磁饱和放大器电源，还是现在的可控硅电源，均是电压源的特性，一种方式是改变回路的阻抗，进行限流，一种是改变输出电压的平均值（波形），虽然均可以做到“恒压” ，“恒流” 运行，但均是通过控制调整电压来达到的，其主变量，即能直接控制、调整的是电压μ，如图一所示：i=f(u)。而恒流源是一种电流源的概念，能直接控制、调整的是电流i，如图二所示：u＝f(i)，通过控制和调整电流i做到“恒压” ，“恒流” 、“最佳火花率”等工作状态下运行。 图1 电压源供电i=f(u) 图2 电流源供电u＝f(i) 除尘器电场某一局部由电晕放电向火花击穿过渡是需要时间和功率，不论哪一种电源供电，电场处在电晕放电状态，电源所提供的电流则电晕电流，当电场处在火花放电状态，则电源所提供的电流为火花电流，因此在用恒流源供电时，由于电晕放电向火花放电过渡时，放电通道的等效电阻R随电离强度的增加而减小，这样注入到放电通道的功率P＝I2（t）R减小，P也减小，抑制了放电的进一步发展，这相当于一个负反馈的物理过程，因此火花击穿的临界电压明显提高，
也就是说使除尘器的伏安特性的正阻区得到了大幅度的延伸，延伸的幅值取决于除尘器的状态和工况条件，一般含尘浓度大、电阻率高的烟尘，除尘器机械缺陷较大的，其伏安特性延伸幅值也大，而且延伸是在r=du/di→0附近，也就是说电压增加几千伏，电流成倍地增加。 从图一、图二的伏安特性可以看出，由于除尘器是具有气体放电特性的一个非线性特性，特别是曲线的后半段具有负阻特性，因此对于同一个电压值，电流可能是多值的，而对同一个电流值来说，电压是单值的，即在某一时刻，除尘器的工作电压是其电流的单值函数，因此，简单地从非线性电路平衡状态的稳定性来考虑，以恒流源来供电时，电压不会发生跳跃，可以稳定工作在r=du/di→0附近，即工作在高的电压和电流下，因为一个电流值，只有一个电压所对应，而电流值是由设备所决定的，因此这种稳定的工作状态不需要反馈控制回路来支撑，而且是本身回路所具有的。所以，用恒流源供电，可以使除尘器工作在较高的功率水平下
高压直流设备深入学习心得体会 鉴于交流UPS供电的模式在通信系统中安全性、经济性等方面的问题越来越凸显，主要体现为能耗高、可靠性低、维护扩容难度大及建设成本大。另外由于转型业务、数据通信、各种增值业务平台在电信运营商的比重日趋增大，安全要求、节能要求与电源保障提出了空前高的要求，所以应运而生出现了使用高压直流设备替代传统交流UPS设备的设想及实践实例。 就现在的市场前景及需求，公司组织了一次公司研发的高压直流设备学习，在深入学习的情况下总结一下个人的学习心得体会，探讨一下自己对该类型设备的认知。 一、高压直流设备是什么 随着世界范围内通信行业的高速发展，数据业务的快速增加需求，传统的UPS供电系统的大量应用加剧了通信局站的供电压力，增大了安全隐患，也加大了设备维护工作量。而众所周知直流供电系统的可靠性要远高于UPS供电系统，那么我们能不能找到一种新的供电系统来取代UPS供电系统，消除人们的顾虑呢。因此也就促使产生了一种新型的高压直流供电系统。在国外从上世纪90年代末就已经开始研究，现在因各国的实际供电需求不一也造成此设备输出电压的不一致，譬如我国就采用的是标称为240V的高压直流设备。 高压直流设备系统与传统48V供电系统十分类似，高压直流设备是由多个并联冗余整流器和蓄电池组成的。在正常情况下，整流器将市电交流电源变换为270V、350V或420V 等直流电源，供给受电设备，同时给蓄电池充电。受电设备需要的其它电压等级的直流电源，采用DC/DC变换器变换得到。市电停电时，由蓄电池放电为受电设备供电；长时间市电停电时，由备用发电机组替代市电，提供交流输入电源。与传统的-48V直流电源系统的一样，蓄电池备用时间为1～24h。 二、较UPS的优势 1、能耗低 由于UPS中采用了逆变器，逆变频率为工频50Hz，必须采用工频变压器，所以功率因数低，效率低。正常情况下单机效率一般在60－70％。为保证IT设备用电的安全可靠性，目前通信用UPS电源系统，均配置在线式串联热备份或N+1并机冗余模式；最常见的配置为1+1并机冗余系统或2+1并机冗余系统，这就使得系统效率进一步降低，一般在40-50%，实际使用中业务的发展是一个渐进的过程，兼顾到建设周期和业务发展规划，使得平均使用
智能消防设备电源监控系统 1、概述消防设备电源监控系统是依据由中国建筑标准设计研究院、上海安科瑞电气股份有限公司等单位主编国家标准《消防设备电源监控系统》，针对消防设备的电源进行实时监控的系统。通过检测消防设备电源的电流、电压值和开关状态，判断电源是否存在断路、短路、过压、欠压、过流以及缺相、错相、过载等状态并进行报警和记录。此监控系统具有可靠性、 实时性并具有数字化、智能化、网络化、自动化和连续监控的特性。实时反映出被监控设备电源的状况，并集中显示，从而可有效避免火灾发生时，消防设备由于电源故障而无法正常工作的危急情况，最大限度地保障消防联动系统的可靠性。 2、系统组成系统由监控主机、中继器、监控模块和传输缆线组成。监控主机对所监测的消防设备电源的运行信息、故障信息、位置信息等参数进行跟踪采集、存储、分析，方便用户进行管理和监控；通过人机交互界面，将消防设备电源的数据汇总显示，具有管理、查看、报警、打印等多项功能。监控模块用于在现场对各种消防设备的电源及设备运行状态进行信息采集，可通过选择功能不同的监控模块实现对不同消防设备电源的监控要求。监控模块分为三大类：M1 模块表示电源监控模块，用于监测电源的电压、电流；M2 模块表示剩余电流监控模块，用于监测供电回路的剩余电流值；M3 模块兼具以上 M1 和 M2 的功能，可以同时监测电源的电压、电流及剩余电流。监控主机与监控模块的通信线路采用总线型连接方式。 3、监控模块选择表 M1 电源监控模块 M2 剩余电流监控模块 M3 电源及剩余电流监控模块交流单相电压、电流及剩余电流等—交流三相电压、电流及剩余电流等—功能名称交流单相电压交流单相电压、电流等交流三 相电压交流三相电压、电流等直流电压直流电压、电流等交流单相交流三相交流单相电压及剩余电流交流三相电压及剩余电流消防控制● ○ ● ○ ● ○ ———— 室火灾自动报警系统消火栓系统自动喷水灭火系统气体灭火系统泡沫灭火系统干粉灭火系统防排烟系统消防设备防火卷帘消防电梯应急广播应急照明消防设备（单相）消防设备（三相）● ● ● ● ● ● ● ● —● ● ● —○ ○ ○ ○○ ○ ○ ○ —○ ○ ○ ———○ ————● ● ———● ● ● —● —● ———● ———○ ○ ———○ ○ ○ —○ —○ ———○ ——● ● ● ● ● ● ● ● —● ● ● ———●
高压直流电源系统产品 产品介绍 CP DUM27—240/400型通信用高压直流开关电源系统概述 DUM27—240/400型通信用高压直流供电系统包含交流配电部分、高频开关整流模块、直流配电部分和监控单元组成的柜式直流电源系统。是集有源功率因数校正技术、高频脉宽调制技术、软开关技术、单片机控制技术于一体的高新技术产品。可广泛适用于原交流UPS的所有应用环境，且具有更可靠，更省电，更节省投资的优势。 性能特点 ●高功率密度，单供电柜容量可达120KW ●输入高功率因数，低谐波电流 ●优秀的环境适应能力，宽的电压适应范围 ●完善的监控功能及成熟的电池管理功能 ●扩容灵活，维护方便，模块可热插拔 系统组成 ● CP DPJ05-380/630型交流配电屏 ● CP DUM27-240/400 型高压直流开关电源系统 ● CP DPZ03-240/1000 型高压直流配电屏
● CP DMA10-240/40型高频开关整流器（安装入模块架） ● CP DKD12型监控器（安装入模块架） 主要技术指标 CP DMA10-240/40型高频开关整流器?? 工作环境温度?-5℃～+50℃???????????????????? 交流输入参数 电压：三相三线制?380V±20％ 频率：45～65Hz 功率因数：≥0.93 开机浪涌电流：≤20A 输入电流谐波THD：≤9% 电磁干扰：符合GB 9254-1988 直流输出参数???????????? 额定电压：220V 电压范围：190V-286V 输出电流：额定值40A(输出电压286V时) 额定功率：10,000W (AC≥323V) 效率（满载测试）：≥93％ 限流选择范围：3－42A 均分负载不平衡度：≤±2.5％ 电网调整率：≤±0.1％ 负载调整率：≤±0.5％ 稳压精度：≤±0.6％ 温度系数：≤0.02％/℃ 纹波系数: ≤±0.2％ 峰—峰杂音电压：≤200mV； 可闻噪声：≤50dB（A）。
基于51单片机的数控直流电源设计 学号：XXXXXXXXXX 姓名：XXX 日期：2013年12月
目录 第1章绪论 (1) 1.1 课题的背景及意义 (1) 1.2 课程设计的主要内容 (1) 第2章系统总体设计 (3) 2.1 方案设计与论证 (3) 2.2 系统总框图 (4) 第3章硬件设计 (6) 3.1 硬件选型 (6) 3.1.1 系统供电部分 (6) 3.1.2 控制器部分 (6) 3.1.3 显示部分 (6) 3.1.4 键盘部分 (6) 3.1.5 数模/模数转换部分 (7) 3.1.6 掉电记忆部分 (7) 3.2 硬件电路设计 (7) 3.2.1 电源模块 (7) 3.2.2 DA转换模块 (8) 3.2.3 电压调整模块 (9) 3.2.4 键盘模块 (10) 3.2.5 EEPROM拓展模块 (11) 3.2.6 显示模块 (12) 第4章软件设计 (13) 4.1主程序流程 (13) 4.2 键盘程序流程图 (14) 4.3 EEPROM读写程序流程 (15) 4.4 DAC0832程序流程 (16) 4.5 TLC1543程序流程 (17) 第5章系统测试及误差分析 (18) 5.1 系统测试 (18) 5.1.1 软件测试 (18) 5.1.2 硬件测试 (18)
5.1.3 系统整体测试 (18) 5.2 误差分析 (19) 结论（心得体会） (21) 参考文献 (22) 附录一 (23) 附录二 (24)
第1章绪论 1.1 课题的背景及意义 电源技术尤其是数控电源技术是一门实践性很强的工程技术，服务于各行各业。当今电源技术融合了电气、电子、系统集成、控制理论、材料等诸多学科领域。直流稳压电源是电子技术常用的仪器设备之一，广泛的应用于教学、科研等领域，是电子实验员、电子设计人员及电路开发部门进行实验操作和研究不可缺少的电子仪器。在电子电路中，通常都需要电压稳定的直流电源来供电。而整个稳压过程是由电源变压器、整流、滤波、稳压等四部分组成。然而这种传统的直流稳压电源功能简单、不好控制、可靠性低、干扰大、精度低且体积大、复杂度高。普通的直流稳压电源品种有很多，但均存在以下两个问题：输出电压是通过粗调（波段开关）及细调（电位器）来调节。这样，当输出电压需要精确输出，或需要在一个小范围内改变时，困难就较大。另外，随着使用时间的增加，波段开关及电位器难免接触不良，对输出会有影响。稳压方式均是采用串联型稳压电路，对过载进行限流或截流型保护，电路构成复杂，稳压精度也不高。在家用电器和其他各类电子设备中，通常都需要电压稳定的直流电源供电。但在实际生活中，都是由220V的交流电网供电。这就需要通过变压、整流、滤波、稳压电路将交流电转换成稳定的直流电。滤波器用于滤去整流输出电压中的纹波，一般传统电路由滤波扼流圈和电容器组成，若由晶体管滤波器来替代，则可缩小直流电源的体积，减轻其重量，且晶体管滤波直流电源不需直流稳压器就能用作家用电器的电源，这既降低了家用电器的成本，又缩小了其体积，使家用电器小型化。传统的直流稳压电源通常采用电位器和波段开关来实现电压的调节，并有电压表指示电压值的大小。因此，电压的调整精度不高，读数欠直观，电位器也易磨损。而基于单片机控制的直流稳压电源能较好地解决以上传统稳压电源的不足。 随着科学技术的不断发展，特别是计算机技术的突飞猛进，现代工业应用的工控产品均需要有低纹波、宽调整范围的高压电源，而在一些高能物理领域，更是急需电脑或单片机控制的低纹波、宽调整范围的电源。 1.2 课程设计的主要内容
电子枪高压脉冲电源 用 户 手 册 2011年8月
一、主要技术指标： 1. 输入：AC220V/50Hz； 2. 输出脉冲峰值电压：30kV(0-30kv可调)【负高压输出】； 3. 输出脉冲峰值电流：300mA(max)； 4. 输出脉冲宽度：2.0uS—6.0uS可调， 5. 脉冲平顶度(5%-95%脉宽)<1%； 6. 输出脉冲稳定度<1%（4小时内）； 7. 脉冲前沿<200nS； 8. 输出脉冲重复频率：25—50Hz，可调； 9. 脉冲电源输出采用一根1m长的高压电缆直接输出； 10. 电子枪灯丝电源：初次级隔离电压30kV，输出电压AC0-7.5V，电流AC0-50A, 调节初级输入电压, 可使输出电压连续可调, 电源输出采用一根1m 长的高压电缆直接输出； 二、电源电路框图 MARX组件（11节） 开关驱动电路取样，测量 直流高压电源 负载 控制、保护电路 三、外部接口 XS1：脉冲电压监测； XS2：脉冲电流监测； XS3：外同步触发信号输入； XS5：AC220V/50Hz电源输入； XS4：外部连锁 端子号连锁信号连锁关系备注 1 外部连锁1 连锁直流高压外部触点闭合电源正常，反之连
2 外部连锁1 锁高压，使高压输出为零 3 外部连锁2 连锁直流高压外部触点闭合电源正常，反之连锁高压，使高压输出为零 4 外部连锁2 5 外部连锁3 连锁灯丝外部触点闭合电源正常，反之连锁灯丝输出，使输出为零 6 外部连锁3 7 远控触发控制1 触发信号 外部触点闭合且面板触发控制选择开关置于“遥控”位置，触发脉冲输出正常，反之无脉冲输 出。 8 远控触发控制2 高压电缆：高压输出； 接线端子：接地 四、电源保护功能简介 本电源具有灯丝过流、灯丝欠流、高压过压和高压过流保护功能。 当正常开启电源后，如果出现灯丝欠流、高压过压和输出过流中任何一种故障均会自动切断电源的高压输出；如果出现灯丝过流故障，会自动切断灯丝输出，然后因为灯丝欠流故障同时切断高压输出，最大程度保护设备和人身安全。 高压过压、高压过流和灯丝过流均有故障锁存功能，只有在故障排除以后，复位后才正常。 灯丝欠流不具有故障锁存功能，只有实时连锁和显示。 以上四种保护在面板均有对应指示。 五、开关机流程及注意事项 1，确保外部连锁和供电电源正常； 2，检查面板上两个调压器旋钮是否都在“0”位？确认处于“0”位,； 3，开启面板“电源”按钮，电源指示灯亮； 4，检查面板有无故障指示灯亮（灯丝欠流除外），有故障则按面板“复位”按钮，消除开机随机故障；此时灯丝欠流指示应该是红灯亮； 5，缓慢调节灯丝调压器旋钮，直至输出额定值（面板上电表指示灯丝的初级电压、电流值，可以作为参考，用于观测和检查灯丝的工作状态），在调节过程中欠流指示灯会自动熄灭； 6，正常后面板高压指示灯显示绿色，代表可以正常加高压； 7，等待灯丝稳定，如果在加灯丝的过程中出现灯丝过流现象，会自动切断灯丝输出，此时应该把调压器调到“0”，复位后再缓慢调节灯丝调压器旋钮。 8，确认需要加高压时，缓慢调节高压调节调压器旋钮，直至输出到额定高压。 如果在加高压过程中出现高压过压和高压过流现象，会自动切断高压输出，此时应该把调压器调到“0”，复位后再缓慢调节高压调压器旋钮。 9，在使用本地触发时，先将“触发控制”选择开关置于“本地”位置，然后按下“本地触发”按钮，有正常的脉冲高压输出。在使用遥控触发时需将“触