開(kāi)關(guān)電源
開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構(gòu)成。開(kāi)關(guān)電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng),但二者增長(zhǎng)速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上,反而高于開(kāi)關(guān)電源,這一點(diǎn)稱為成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新,這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng),這為開(kāi)關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間。
開(kāi)關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向,高頻化使開(kāi)關(guān)電源小型化,并使開(kāi)關(guān)電源進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,特別是在新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用,推動(dòng)了新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化。另外開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。開(kāi)關(guān)電源中應(yīng)用的電力電子器件主要為二極管、IGBT和MOSFET。SCR在開(kāi)關(guān)電源輸入整流電路及軟啟動(dòng)電路中有少量應(yīng)用,GTR驅(qū)動(dòng)困難,開(kāi)關(guān)頻率低,逐漸被IGBT和MOSFET取代。
三個(gè)條件:
1、開(kāi)關(guān):電力電子器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)而不是線性狀態(tài)
2、高頻:電力電子器件工作在高頻而不是接近工頻的低頻
3、直流:開(kāi)關(guān)電源輸出的是直流而不是交流
開(kāi)關(guān)電源一般有三種工作模式:頻率、脈沖寬度固定模式,頻率固定、脈沖寬度可變模式,頻率、脈沖寬度可變模式。前一種工作模式多用于DC/AC逆變電源,或DC/DC電壓變換;后兩種工作模式多用于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。另外,開(kāi)關(guān)電源輸出電壓也有三種工作方式:直接輸出電壓方式、平均值輸出電壓方式、幅值輸出電壓方式。同樣,前一種工作方式多用于DC/AC逆變電源,或DC/DC電壓變換;后兩種工作方式多用于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。
根據(jù)開(kāi)關(guān)器件在電路中連接的方式,比較廣泛使用的開(kāi)關(guān)電源,大體上可分為:串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源、并聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源、變壓器式開(kāi)關(guān)電源等三大類。其中,變壓器式開(kāi)關(guān)電源(后面簡(jiǎn)稱變壓器開(kāi)關(guān)電源)還可以進(jìn)一步分成:推挽式、半橋式、全橋式等多種;根據(jù)變壓器的激勵(lì)和輸出電壓的相位,又可以分成:正激式、反激式、單激式和雙激式等多種;如果從用途上來(lái)分,還可以分成更多種類。 [1]
開(kāi)關(guān)電源的分類:
人們?cè)陂_(kāi)關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域是邊開(kāi)發(fā)相關(guān)電力電子器件,邊開(kāi)發(fā)開(kāi)關(guān)變頻技術(shù),兩者相互促進(jìn)推動(dòng)著開(kāi)關(guān)電源每年以超過(guò)兩位數(shù)字的增長(zhǎng)率向著輕、小、薄、低噪聲、高可靠、抗干擾的方向發(fā)展。開(kāi)關(guān)電源可分為AC/DC和DC/DC兩大類,DC/DC變換器現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)模塊化,且設(shè)計(jì)技術(shù)及生產(chǎn)工藝在國(guó)內(nèi)外均已成熟和標(biāo)準(zhǔn)化,并已得到用戶的認(rèn)可,但AC/DC的模塊化,因其自身的特性使得在模塊化的進(jìn)程中,遇到較為復(fù)雜的技術(shù)和工藝制造問(wèn)題。以下分別對(duì)兩類開(kāi)關(guān)電源的結(jié)構(gòu)和特性作以闡述。
接地
開(kāi)關(guān)電源比線性電源會(huì)產(chǎn)生更多的干擾,對(duì)共模干擾敏感的用電設(shè)備,應(yīng)采取接地和屏蔽措施,按ICE1000、EN61000、FCC等EMC限制,開(kāi)關(guān)電源均采取EMC電磁兼容措施,因此開(kāi)關(guān)電源一般應(yīng)帶有EMC電磁兼容濾波器。如利德華福技術(shù)的HA系列開(kāi)關(guān)電源,將其FG端子接大地或接用戶機(jī)殼,方能滿足上述電磁兼容的要求。

按結(jié)構(gòu)分類
光電開(kāi)關(guān)按結(jié)構(gòu)可分為放大器分離型、放大器內(nèi)藏型和電源內(nèi)藏型三類。
1)放大器分離型是將放大器與傳感器分離,并采用專用集成電路和混合安裝工藝制成,由于傳感器具有超小型和多品種的特點(diǎn),而放大器的功能較多。因此,該類型采用端子臺(tái)連接方式,并可交、直流電源通用。具有接通和斷開(kāi)延時(shí)功能,可設(shè)置亮、音動(dòng)切換開(kāi)關(guān),能控制6種輸出狀態(tài),兼有接點(diǎn)和電平兩種輸出方式。
2)放大器內(nèi)藏型是將放大器與傳感一體化,采用專用集成電路和表面安裝工藝制成,使用直流電源工作。其響應(yīng)速度局面(有0.1ms和1ms兩種),能檢測(cè)狹小和高速運(yùn)動(dòng)的物體。改變電源極性可轉(zhuǎn)換亮、暗動(dòng),并可設(shè)置自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示燈。兼有電壓和電流兩種輸出方式,能防止相互干擾,在系統(tǒng)安裝中十分方便。
3)電源內(nèi)藏型是將放大器、傳感器與電源裝置一體化,采用專用集成電路和表面安裝工藝制成。它一般使用交流電源,適用于在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)取代接觸式行程開(kāi)關(guān),可直接用于強(qiáng)電控制電路。也可自行設(shè)置自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示燈,輸出備有SSR固態(tài)繼電器或繼電器常開(kāi)、常閉接點(diǎn),可防止相互干擾,并可緊密安裝在系統(tǒng)中。
光電開(kāi)關(guān)工作原理
由振蕩回路產(chǎn)生的調(diào)制脈沖經(jīng)反射電路后,由發(fā)光管GL輻射出光脈沖。當(dāng)被測(cè)物體進(jìn)入受光器作用范圍時(shí),被反射回來(lái)的光脈沖進(jìn)入光敏三極管DU。并在接收電路中將光脈沖解調(diào)為電脈沖信號(hào),再經(jīng)放大器放大和同步選通整形,然后用數(shù)字積分或RC積分方式排除干擾,最后經(jīng)延時(shí)(或不延時(shí))觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器輸出光電開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。
光電開(kāi)關(guān)一般都具有良好的回差特性,因而即使被檢測(cè)物在小范圍內(nèi)晃動(dòng)也不會(huì)影響驅(qū)動(dòng)器的輸出狀態(tài),從而可使其保持在穩(wěn)定工作區(qū)。同時(shí),自診斷系統(tǒng)還可以顯示受光狀態(tài)和穩(wěn)定工作區(qū),以隨時(shí)監(jiān)視光電開(kāi)關(guān)的工作。
主要材料編輯
1、面板:(三種)
ABS:低檔工程塑料、易變色、低強(qiáng)度。
PC料:耐沖擊性強(qiáng),耐熱性強(qiáng),透明性高。
電玉粉:絕燃、永不變色、永不磨損、熱化學(xué)性強(qiáng)。
2、開(kāi)關(guān)載流件(銅片)(三種)
黃銅:其質(zhì)硬、彈性略弱、導(dǎo)電率中等,呈亮黃色。
錫磷青銅:質(zhì)硬、彈性好、導(dǎo)電率較黃銅好、呈紅黃色。
紅銅:質(zhì)略軟、彈性好、導(dǎo)電率高、呈紫紅色。
3、開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)(兩種)
純銀:電阻低、質(zhì)地柔軟、熔點(diǎn)低、易氧化、易產(chǎn)生電弧、燒壞電線或開(kāi)關(guān)元件,造成通電不暢。
銀合金:電阻低、質(zhì)地耐磨、熔點(diǎn)高、抗氧化、綜合性能比純銀優(yōu)越。
4、開(kāi)關(guān)拔嘴(兩種)
自潤(rùn)型:尼龍、材質(zhì)硬耐磨擦、自帶潤(rùn)滑作用、有效減少磨擦力。
普通增強(qiáng)尼龍:時(shí)間一長(zhǎng)有澀帶現(xiàn)象,磨擦力增大導(dǎo)致銀點(diǎn)熔掉,載流量下降。
5、底座(三種)
進(jìn)口加強(qiáng)尼龍:絕緣性好、剛性強(qiáng)、抗沖擊、抗腐蝕、高溫下不變形、確保內(nèi)部構(gòu)件永不脫落。
再生PC料:耐沖擊弱、耐熱性弱、易變形。
普通合成塑料:易老化、易燃、易變形。
主要用途編輯
隔離開(kāi)關(guān)(刀閘)的用途主要是:
1、用于隔離電源,將高壓檢修設(shè)備與帶電設(shè)備斷開(kāi),使其間有一明顯可看見(jiàn)的斷開(kāi)點(diǎn)。
2、隔離開(kāi)關(guān)與斷路器配合,按系統(tǒng)運(yùn)行方式的需要進(jìn)行倒閘操作,以改變系統(tǒng)運(yùn)行接線方式。
3、用以接通或斷開(kāi)小電流電路。隔離開(kāi)關(guān)可以進(jìn)行以下操作:可以拉、合閉路開(kāi)關(guān)的旁路電流;拉、合變壓器中性點(diǎn)的接地線,但當(dāng)中性點(diǎn)上接有消弧線圈時(shí),只有在系統(tǒng)無(wú)故障時(shí),方可操作;拉、合電壓互感器和避雷器;拉、合母線及直接連接在母線上設(shè)備的電容電流;拉、合電容電流不超過(guò)5安的空載線路;三聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)可以拉、合電壓在10千伏及以下、電流在15安以下的負(fù)荷等。
在操作隔離開(kāi)關(guān)時(shí)應(yīng)注意,線路送電時(shí)先合母線側(cè)的隔離開(kāi)關(guān),后合線路側(cè)隔離開(kāi)關(guān),再合斷路器。線路停電時(shí)應(yīng)先斷開(kāi)斷路器,后拉開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)。不能帶負(fù)荷拉、合高壓隔離開(kāi)關(guān)。

使用
1)光電開(kāi)關(guān)可用于各種應(yīng)用場(chǎng)合,避免強(qiáng)光源,光電開(kāi)關(guān)在環(huán)境照度較高時(shí),一般都能穩(wěn)定工作。但應(yīng)回避將傳感器光軸正對(duì)太陽(yáng)光、白熾燈等強(qiáng)光源。在不能改變傳感器(受光器)光軸與強(qiáng)光源的角度時(shí),可在傳感器上方四周加裝遮光板或套上遮光長(zhǎng)筒。
2)防止相互干擾,MGK 系列新型光電開(kāi)關(guān)通常都具有自動(dòng)防止相互干擾的功能,因而不必?fù)?dān)心相互干擾。然而,HGK系列對(duì)射式紅外光電開(kāi)關(guān)在幾組并列靠近安裝時(shí),則應(yīng)防止鄰組和相互干擾。防止這種干擾較有效的辦法是投光器和受光器交叉設(shè)置,超過(guò)2組時(shí)還拉開(kāi)組距。當(dāng)然,使用不同頻率的機(jī)種也是一種好辦法。
HGK系列反射式光電開(kāi)關(guān)防止相互干擾的有效辦法是拉開(kāi)間隔。而且檢測(cè)距離越遠(yuǎn),間隔也應(yīng)越大,具體間隔應(yīng)根據(jù)調(diào)試情況來(lái)確定。當(dāng)然,也可使用不同工作頻率的機(jī)種。
3)鏡面角度影響:當(dāng)被測(cè)物體有光澤或遇到光滑金屬面時(shí),一般反射率都很高,有近似鏡面的作用,這時(shí)應(yīng)將投光器與檢測(cè)物體安裝成10~20°的夾角,以使其光軸不垂直于被檢測(cè)物體,從而防止誤動(dòng)作。
4)排除背景物影響:使用反射式擴(kuò)散型投、受光器時(shí),有時(shí)由于檢出物離背景物較近,光電開(kāi)關(guān)或者背景是光滑等反射率較高的物體而可能會(huì)使光電開(kāi)關(guān)不能穩(wěn)定檢測(cè)。因此可以改用距離限定型投、受光器,或者采用遠(yuǎn)離背景物、拆除背景物、將背景物涂成無(wú)光黑色、或設(shè)法使背景物粗糙、灰暗等方法加以排除。
5)自診斷功能使用:在安裝或使用時(shí),有時(shí)可能會(huì)由于臺(tái)面或背景影響以及使用振動(dòng)等原因而造成光軸的微小偏移、透鏡沾污、積塵、外部噪聲、環(huán)境溫度超出范圍等問(wèn)題。這些問(wèn)題有可能會(huì)使光電開(kāi)關(guān)偏離穩(wěn)定工作區(qū),這時(shí)可以利用光電開(kāi)關(guān)的自診斷功能而使其通過(guò)STABLITY綠色穩(wěn)定指示燈發(fā)出通知,以提醒使用者及時(shí)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。

延時(shí)開(kāi)關(guān)
延時(shí)開(kāi)關(guān)是使用電子元件繼電器安裝于開(kāi)關(guān)之中,延時(shí)開(kāi)關(guān)電路的一種開(kāi)關(guān)。延時(shí)開(kāi)關(guān)又分為聲控延時(shí)開(kāi)關(guān)、光控延時(shí)開(kāi)關(guān)、觸摸式延時(shí)開(kāi)關(guān)等。延時(shí)開(kāi)關(guān)的原理就是電磁繼電器的原理,繼電器的工作原理是,當(dāng)繼電器線圈通電后,線圈中的鐵芯產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁力,吸動(dòng)銜鐵帶動(dòng)簧片,使觸點(diǎn)1、2斷開(kāi),1、3接通。當(dāng)線圈斷電后,彈簧使簧片復(fù)位,使觸點(diǎn)1、2接通,1、3斷開(kāi)。我們只要把需要控制的電路接在觸點(diǎn)1、2間(1、2稱為常閉觸點(diǎn))或觸點(diǎn)1、3間(稱為常開(kāi)觸點(diǎn)),就可以利用繼電器達(dá)到某種控制的目的。
4098型繼電器線圈的工作電壓有3伏、6伏、9伏、12伏等多種規(guī)格。吸合時(shí)線圈中通過(guò)的電流約為50毫安左右,觸點(diǎn)間允許通過(guò)的電流可達(dá)1安培(250伏)。
工作原理:
將電源開(kāi)關(guān)K2閉合,再按下按鈕開(kāi)關(guān)K1,這時(shí),晶體二極管V1、V2導(dǎo)通,繼電器吸合。同時(shí)電源對(duì)電容器C充電。當(dāng)K1斷開(kāi)后由于C已被充電,它將通過(guò)R和V1V2放電,從而維持三極管繼續(xù)導(dǎo)通,繼電器仍然吸合。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的放電,C兩極間電壓下降到一定值時(shí),不足以維持三極管繼續(xù)導(dǎo)通,繼電器才釋放。從K1斷開(kāi)到繼電器釋放的時(shí)間間隔稱為延時(shí)時(shí)間。它決定于R和C的大小。一般C為100微法時(shí),調(diào)節(jié)可調(diào)電阻器R可獲得10秒至90秒的延時(shí)時(shí)間。若C取1000微法,則延時(shí)時(shí)間可達(dá)5分鐘以上。
繼電器上并聯(lián)的二極管起保護(hù)作用,防止繼電器斷電釋放時(shí),由于自感產(chǎn)生高電壓損壞晶體三極管。
元件規(guī)格:J繼電器4098型工作電壓6V V1V2晶體三極管9014 VD晶體二極管2CP10或1N4001 R可調(diào)電阻器100k C電解電容器100u/6V K1按鈕開(kāi)關(guān)。
焊接電路:
1、將各元件做焊前處理、鍍錫。
2、焊接繼電器。將繼電器插入印刷板上對(duì)應(yīng)的小孔。將5個(gè)引腳焊好。注意焊接時(shí)間要盡量短些,焊點(diǎn)應(yīng)圓而小。
3、焊接R和C、可調(diào)電阻器R焊好后再插入印刷電路板焊接。電解電容器C焊接時(shí)要注意正負(fù)引腳位置。
輕觸開(kāi)關(guān)
輕觸開(kāi)關(guān),使用時(shí)輕輕點(diǎn)按開(kāi)關(guān)按鈕就可使開(kāi)關(guān)接通,當(dāng)松開(kāi)手時(shí)開(kāi)關(guān)即斷開(kāi),其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是靠金屬?gòu)椘芰梽?dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)通斷的。如領(lǐng)弈的IKI系列輕觸開(kāi)關(guān)。
輕觸開(kāi)關(guān)由于體積小重量輕在電器方面得到廣泛的應(yīng)用如:影音產(chǎn)品、.數(shù)碼產(chǎn)品、遙控器、通訊產(chǎn)品、家用電器、安防產(chǎn)品、玩具、電腦產(chǎn)品、醫(yī)療器材、汽車按鍵等等。
封裝種類:
1、SMT貼片;
2、DIP插件。
規(guī)格:6x6mm、12x12mm、5x5mm、3x6mm
輕觸開(kāi)關(guān)主要技術(shù)參數(shù)
1、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn):有RoHS、無(wú)鹵、以及歐盟等地區(qū)對(duì)有害物質(zhì)管控值的限定。
2、額定電流、電壓:通常為毫安級(jí),50mA 12VDC。
3、操作力度:50gf、100gf、160gf、260gf、320gf、520gf。
4、操作壽命:操作壽命一般與操作力度成反比,
拿160gf來(lái)說(shuō)、通常6x6開(kāi)關(guān)可以做到100萬(wàn)次~300萬(wàn)次壽命。
5、工作環(huán)境溫度:-25攝氏度到+70攝氏度
6、開(kāi)關(guān)行程:0.25mm
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