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為什么要增加隔離變壓器及隔離變壓器的作用、特點(diǎn)
人們常會(huì)在電源上加一顆功率容量不小的隔離變壓器, HP 的 SKVA 或國內(nèi)有廠商推出 IKVA 等。有的用 220v 的冷氣插座轉(zhuǎn)降 110V ,有的則是 110V 變 110V 的 1 : 1 方式,而其作用就是要把電源中的雜訊減小,提高電源之 S / N 比。在國內(nèi)尤其是普通的 110V 及 220V ,因?yàn)榧壹覒魬舳加须娖髟谑褂茫裎⒉t、電磁爐。開關(guān)、馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)等,在電源上會(huì)以倍頻或突波的方式傳至各電源插,因此電源受到污染的情形相當(dāng)嚴(yán)重 . 除非你能不計(jì)一切代價(jià)用各種方式自己發(fā)電,否則就要想辦法改善電源中的噪訊。其實(shí) 隔離變壓器的原理 很簡單,主要就是針對這些雜訊都是中高周波的特性而設(shè)計(jì)。因?yàn)槲覀冎溃懈咧懿ㄔ谖覀兊奈撈偷淖儔浩骱膿p相當(dāng)大。不大會(huì)從一次線圈感應(yīng)到二次線圈輸出,因此就可以達(dá)到我們要干凈電源的目的。但有些人不免擔(dān)心會(huì)影響到動(dòng)態(tài)范圍、音場音色等問題,其實(shí)要看這個(gè)隔離變壓器本身的制作水準(zhǔn)和功率容量而定,究竟是 EI 型的好,或是環(huán)型的好?我們只能說。使用時(shí),我們?nèi)砸ㄗh你做好隔離變壓器本身接地的迴路 ,往往使用者忽視這個(gè)重要性,變壓器會(huì)產(chǎn)生磁漏及電磁干擾 . 如果沒有把外殼金屬導(dǎo)電的部位接到大地或電源配置好接地線路,既使做再多的隔離效果也是有限的。還有要注意的,如果變壓器本身空載就發(fā)燙。這樣子功率容量會(huì)減小。如果變壓器會(huì)振動(dòng)的話,那勸你還是換一個(gè)。不然它的雜音就會(huì)蓋過許多音樂細(xì)節(jié)了。環(huán)型好的很貴, EI 型的很笨重。
了解隔離變壓器
擁有兩個(gè)或兩上以上獨(dú)立分開的線圈的變壓器都可以叫隔離變壓器,因?yàn)槌跫壓痛渭壱呀?jīng)完全分開(隔離),是通過磁場來傳遞能量。
由于分開后,人不可能再接到 “ 市電火線 ” ,相對來說,變得安全了。至于 50W 的功率和出現(xiàn)短路的情況,首先要說明:短路是要絕對的避免,功率越大越要避免,功率越大的變壓器耐受短路的時(shí)間越短!因?yàn)槎搪泛蠊β蕰?huì)急劇增大(一般數(shù)倍、數(shù)十倍于額定功率),會(huì)很快損壞。不過,開關(guān)電源或者 高頻變壓器 則不一定害怕短路,因?yàn)槟切┮话愣荚O(shè)計(jì)有保護(hù)電路。另外,隔離后也不等于絕對安全,因?yàn)樽儔罕葹?1 比 1 (或者較小)的隔離變壓器的輸出電壓可能會(huì)高于 36V ,當(dāng)你同時(shí)接觸兩根線時(shí),任會(huì)有電流流過你的人體。
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要知道為什么要用 隔離變壓器 ,首先要先了解我國的供電系統(tǒng),我國的供電系統(tǒng)在供給低壓用戶時(shí),一般采取三相四線制,中性線接地,通俗點(diǎn),就是到居民家的電線,一根是相線(火線),里另一根是零線,它是和大地同地位,當(dāng)人體由于觸及熱底板時(shí),就會(huì)使電流通過人體,和大地構(gòu)成回路,造成觸電危害,如果使用隔離變壓器,就會(huì)安全些,因?yàn)槌跫壓痛渭壥峭ㄟ^磁場交換能量,沒有物理上的硬連接,就算人體觸及帶電的物品,也會(huì)因?yàn)槿梭w和大地同地位,而使帶電部位的電位為低電位,不會(huì)引起觸電危害。使用隔離變壓器要注意兩點(diǎn)。 1 ,變壓器的次級兩端都不能接地, 2 人體不能同時(shí)觸及次級兩端,否者,就有觸電的危險(xiǎn)。
隔離變壓器的特點(diǎn)
隔離變壓器在交流電源輸入端的特點(diǎn) :
若電網(wǎng)三次諧波和干擾信號比較嚴(yán)重,采用隔離變壓器,可以去掉三次諧波和減少干擾信號。
采用隔離變壓器可以產(chǎn)生新的中性線,避免由于電網(wǎng)中性線不良造成設(shè)備運(yùn)行不正常
非線性負(fù)載引起的電流波形畸變(如三次諧波)可被隔離而不污染電網(wǎng)。
隔離變壓器在交流電源輸出端的特點(diǎn):
防止非線性負(fù)載的電流畸變影響到交流電源的正常工作及對電網(wǎng)產(chǎn)生污染,起到凈化電網(wǎng)的作用。在隔離變壓器輸入端采樣 , 使得非線性負(fù)載電流的畸變不影響取樣的準(zhǔn)確性,得到能反應(yīng)實(shí)際情況的控制信號。
若負(fù)載不平衡,也不影響穩(wěn)壓電源的正常工作。
利用 DC/DC 轉(zhuǎn)換器消除高頻瞬態(tài)干擾
RS-232/485 是 PC 機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用 廣泛的一種串行接口,被定義為一種在低速率串行通信中增加 通信距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。但在實(shí)際的電路應(yīng)用中, RS-232/485 通信經(jīng)常會(huì)受到干擾及浪涌的影響,引起干擾的原因非常多,要解決干擾的問題,須先找出引起干擾的原因,再針對問題進(jìn)行解決。一般采用增加隔離變壓器來解決干擾的問題,這種方法主要是針對來自電源的傳導(dǎo)干擾,可以將絕大部分的傳導(dǎo)干擾阻隔在隔離變壓器之前,同時(shí)還兼有電源電壓變換的作用。
可以使用 隔離變壓器 來防護(hù)串行接口免受高頻瞬態(tài)干擾損壞,這種技術(shù)正在被廣泛地應(yīng)用在相應(yīng)的領(lǐng)域中,起到對接口電路及后級電路的安全隔離、保護(hù)的作用。
但是在很多情況下,單單只使用隔離變換器還不能達(dá)到隔離保護(hù)的作用。實(shí)際上,只要電路輸入端有浪涌脈沖發(fā)生的可能,或者輸入端的電源不穩(wěn)定 ( 如汽車電瓶等 ) ,電路中還是會(huì)存在高頻瞬態(tài)干擾的,這將會(huì)對電路造成很大損壞。一般在切換大功率感性負(fù)載,如電機(jī)、變壓器、繼電器等或閃電過程等,都會(huì)產(chǎn)生幅度很高的瞬態(tài)干擾,如果不加以適當(dāng)防護(hù),就會(huì)損壞 RS-422 或 RS-485 通信接口,甚至損壞后級電路。對于這種瞬態(tài)干擾,可以采用隔離或旁路的方法加以防護(hù)。 常用及 有效的辦法是在隔離變換器的輸入端接上一個(gè) TVS 管或穩(wěn)壓管 ( 低壓降 ) 。外,對 TVS 管的耐壓、鉗位電壓等參數(shù)的選擇也要適當(dāng),如果耐壓、鉗位電壓太高則起不到保護(hù)作用,太低則會(huì)影響電路的工作。
用隔離變壓器降低 UPS 輸出零地電壓
介紹用隔離變壓器降低 UPS 零地電壓的方法,解決了 UPS 上電開機(jī)前零地電壓低,而開機(jī)后零地電壓升高的現(xiàn)象。為有效地降低輸出的零地電壓,保證負(fù)載可以正常上電開機(jī),通常的做法是采用加裝隔離變壓器的辦法,來隔離輸入和輸出之間的電氣連接,在變壓器副邊零地短接,從而達(dá)到降低零地電壓的目的。對于中小功率的 UPS ,一般采用在其輸出端加裝 輸出隔離變壓器 ;對于三進(jìn)三出的大功率 UPS ,一般采用在其旁路輸入加裝旁路隔離變壓器。
連接方式構(gòu)成的 UPS 供電系統(tǒng)不會(huì)對電網(wǎng)和負(fù)載造成任何負(fù)面影響。但應(yīng)注意不要把負(fù)載零線連接到電網(wǎng)零線,同時(shí)一定要保證接地排的接地滿足機(jī)房的接地規(guī)范并保證可靠性,由于接地排的不可靠可能會(huì)造成設(shè)備損壞甚至人身傷害。 如果要降低用戶負(fù)載的零地電壓,則可以在負(fù)載附近安裝艾默生的精密配電中心 PPC 。 外,對 TVS 管的耐壓、鉗位電壓等參數(shù)的選擇也要適當(dāng),如果耐壓、鉗位電壓太高則起不到保護(hù)作用,太低則會(huì)影響電路的工作.
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