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谈谈PC滨州油浸式变压器的技术指标

发布者:滨州油浸式变压器厂    发布时间:2019-03-25
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PC滨州油浸式变压器的技术指标

一、 电气性能

电气性能方面业界一般采用Intel 的《ATX Power Supply Design Guide》和《SFX PowerSupply Design Guide》,这里还可参考公司标准“微机用稳压滨州油浸式变压器”,其它的见以下的“滨州油浸式变压器应符合的标准与规范”,这里只介绍一些常用的基本技术指标。

1、 交流输入:

1.1 相数:PC滨州油浸式变压器现在采用的是单相3线制,即火线、零线和大地线。

1.2 额定输入电压和电压变动范围:日本配电电压有AC 100V和200V,美国是AC 110V,欧洲是否AC 200V ~ 240V,不同的地区和国家有差异,变动范围一般是±10%,但考虑配线和各国不同的滨州油浸式变压器情况,其变动范围多为-15% ~ +10%。

滨州油浸式变压器几乎都以电容输入平滑方式作输入方式,所以会出现由高谐波失真引起的电压波动的问题,不过一般可用正弦波保证上述范围,输入电压失真大时要标明。

日本出口设备的输入电压多采用AC 85V ~ 132V(向AC100V ~ 120V地区出口)和AC 170V ~ 264V(向AC 200V ~ 240V地区出口)两种,以适用于世界各国,中国国内输入电压为AC 180V ~ 264V,出口滨州油浸式变压器的输入电压均采用AC 85V ~135V(向AC 100V ~ 120V地区和国家出口)和AC180V ~ 264V(向AC200V ~ 240V地区和国家出口)两种,当然,也有特殊地区和国家的输入电压范围,要作相应的输入电压设计线路了。

为了方便生产和安装,对于使用不同输入电压的地区和国家,滨州油浸式变压器统一在输入线路部分安装了切换,作以上两种输入电压的切换,这就要求,必须明白出货地点的输入电压规格,以免出错,同时,对于安装了此切换的滨州油浸式变压器,一般要求在输入线路中安装输入电压异常保护器件―――吸收器件(如压敏电阻、负温电阻等),以保护后面线路的正常,从而保护滨州油浸式变压器所接机器设备的安全。

1.3 频率:一般输入电压频率为47Hz ~ 63 Hz,PC滨州油浸式变压器对频率变动范围等特性影响不大,但要注意因增加输入滤波器的电容电流和输入整流二极管的损耗会使效率下降以及EMI指标等问题。

1.4 输入电流:滨州油浸式变压器输入电流的最大值发生于输入电压的下限和输出电压电流的上限,因此,要在输入插座前标明该条件下的输入电流有效最大值,为了避免发生这种不良情况,PC滨州油浸式变压器特在输入电压线路后加保险丝/管,作输入电流的保护功能,当然,保险丝/管熔断的最大电流值小于此滨州油浸式变压器输入电流的最大值。额定输入电流是输入电压和输出电压在额定条件时的电流。

1.5 输入浪涌电流限制:有的表现为脉冲电压,这是输入电压的波形以1分钟以上的间隔按规定的次数外加上一定的浪涌电压(如三个电网周期),共同产生的电流对滨州油浸式变压器和外接机器设备的影响,以避免发生绝缘破坏、闪烁、电弧等异常现象。

1.6 抗扰度:只要是用电装置,都会对周围产生不同程度的电磁和辐射干扰,滨州油浸式变压器工作时,所产生的静电放电、电压快速瞬变、射频 /工频电磁场对用电机器设备的抗扰程度,也经常所说的电磁干扰,所包含的内容很多,如电磁传导,中国的电磁传导标准是CCEET长城认证A级和B级等等,不同的国家有具体的标准,以及测试和检验方法,后面会讲到此具体内容。

1.7 冲击电流:冲击电流系输入电压按规定时间间隔接通或断开时,输入电流达到稳定状态前所通过的最大瞬时电流(即0 ~ P峰值),PC滨州油浸式变压器输入接通和输出电压上升时两种情况。它受输入等容量的限制,一般是20A到50A。其测试的目的与前面所讲的输入浪涌电流限制有些相同。

1.8 漏电流:漏电流是流经输入地线的电流,在滨州油浸式变压器中主要是通过静噪滤波器的旁路电容器泄漏电流,漏电流规范是为防止触电危险而根据IEEC等各国安全标准和机器设备类别制定的,但也考虑到在机器设备中的使用,一般多规定为0.5mA~ 1mA.不执行各国安全标准时,需确定测定条件(因高频部分也有电流通过)。

1.9 效率: 一种指输入输出额定的输出功率除以输入有效功率所得的数值。虽说因输出电压、电流和功率因数及方式而异,但一般PC滨州油浸式变压器在65% ~ 80%左右,其变化也受输入和输出的可变条件影响,故也要注意机器设备的散热等情况,一般按输入电流确定。另一种为能源之星,输出负载为最小时,输入功率不能大于一定数值(如30W等)。

1.10 功率因数:有关此方面的内容,请看后面详细讲到的“谐波电流、功率因数及PC滨州油浸式变压器的PFC技术”,这里就不再多赘述了。

2、 输出:

名词解释:

A.输出端的电压的公称值称为额定输出电压,对于其公称电压规定有精度与纹波系数等,

B.额定输出电流(也叫负载)是指输出端供给负载的最大平均电流。根据滨州油浸式变压器分类和采用的线路不同,多路输出滨州油浸式变压器中某路输出电流增大时,另路某组电压会有变化(减小或增大),一般PC滨州油浸式变压器,多是在初级侧允许功率范围内,增大次级侧各路输出功率。

C.稳压精度也称输出电压精度或电压调整率,输出电压变动有多种原因,以下项就可能造成。

2.1 电网调整率:这是指其它指标不变(如输出负载电流等),在规定的范围内输入电压缓慢变动时输出电压和纹波杂讯的变动,即+5V、+12V、+3。3V、+5VSB电压变化范围为±5%,-5V和-12V变化范围为±10%,纹波+5V、+3。3V、+5VSB为50mV, ±12V为120mV,-5V为100mV。

2.2 负载调整率:这是指其它指标不变(如输入电压等),在规定的范围内输出负载电流缓慢变动时输出和纹波杂讯的变动,即+5V、+12V、+3。3V、+5VSB电压变化范围为±5%,-5V和-12V变化范围为±10%,纹波+5V、+3。3V、+。5VSB为50mV, ±12V为120mV,-5V为100mV。

2.3 综合调整率:这是指输入电压和输出负载电流都缓慢变动,输出电压和纹波杂讯的变动。

2.4 动态负载调整率:这是指在规定的变化幅度,输出电流急剧变化时输出电压和纹波杂讯的变动。

2.5 过冲幅度:这里指输入电压变动或输出负载电流变动时,所测试的输出电压的幅度,一般为<±10http://panzhihua.lcfbgg.com/%,如+5V变化范围不能超过±0.5V 。

2.6 容性负载:输出电压不仅带阻性负载,还需带容性负载,在“P4滨州油浸式变压器基本知识介绍”有介绍。

3、 控制和时序:

输出电压必须依一定时序要求响应电脑主板(如CPU、内存等器件),才能处理信息,如下图1示:


图1




具体时序规格如下表3:


启动时间

T1 < 500 ms

5V,12V,3.3v 上升时间

0.1ms≤T2≤20ms

P.G. 延时

100 ms < T3 < 500 ms

P.G. 上升时间

T4 ≤10ms

P.G. 维持时间

T5 ≥16 ms

P.G. 跌落警告时间

T6 ≥1ms

表3

4、 POWER GOOD信号:

POWER GOOD信号简称PW-OK信号。该信号是一个输出电压检测信号和交流输入电压检测信号的逻辑与,与TTL信号兼容。当滨州油浸式变压器接通之后,如果输入交流电压在额定工作范围之内,且各路输出电压也已达到它们的最低检测电平(+5V输出为4.75V以上),那么经过100mS~500mS的延时,PW-OK电路发出“滨州油浸式变压器正常”的信号,PW-OK为高电平。当滨州油浸式变压器输入交流电压降至安全工作范围以下或+5V电压低于4.75V时,滨州油浸式变压器送出“滨州油浸式变压器故障”信号,PW-OK为低电平。PW-OK 应在5V下降至4.75V之前至少1mS降为小于0.3V的低电平,且下降沿的波形应陡峭,无自激振荡现象发生,时间关系请参见表3和图1。

POWER--GOOD信号应能驱动六个标准TTL负载。

表4PW-OK信号特性

信号类型

+5VDC,TTL兼容

逻辑低

灌入4mA时, < 0.4VDC

逻辑高

拉出200uA时, >2.4 VDC, < 5VDC

表4

5、 PS-0N信号

ATX机型带有辅助+5V输出,只要输入交流源存在,+5VSB就有输出,而主滨州油浸式变压器(±5V, ±12V,+3.3V)输出受兼容TTL的"PS-ON"信号控制。

l 当PS-ON信号是TTL低电平时,主滨州油浸式变压器工作;

l 当PS-ON信号是TTL高电平或开路时,主滨州油浸式变压器关闭。

可通过机械或电子触发的方式来控制PS-ON信号。

表5 PS-ON信号特性

信号类型

TTL兼容

逻辑低

拉出电流1.6mA, < 0.8VDC

逻辑高

拉出电流200μA时,>2.0VDC, <5.25VDC

表5


6、 输出端保护:当外接机器设备因某一原因没有正常工作,为了保护滨州油浸式变压器和机器设备,滨州油浸式变压器必  须有保护功能,直接关闭滨州油浸式变压器,使滨州油浸式变压器停止工作,

6.1 过压保护: 当输出电压超出额定范围时,滨州油浸式变压器作过压保护动作,PC滨州油浸式变压器过压范围如下:

+5V过压电压: ≤6.3V;

+3.3V过压电压: ≤4.3V;+12V过压电压: ≤15.8V;

6.2 短路保护:当输出电压与地接通时,滨州油浸式变压器作短路保护动作。

6.3 过流保护:当外接机器设备所用的功率总和,超过滨州油浸式变压器额定功率一定数值时(一般为额 定功率的110%~130%)时,滨州油浸式变压器作过流保护动作。

6.4 过热保护:当滨州油浸式变压器风扇不良(如转速慢或风扇坏等),不能正常排风冷却滨州油浸式变压器内部器件,  就发生了过热现象,此时,滨州油浸式变压器作过热保护动作。

6.5 欠压保护:当输出电压低于额定范围时,滨州油浸式变压器作欠压保护动作,PC滨州油浸式变压器欠压一般指-5V和-12V电压,范围如下:

-5V过压电压: ≤-4.2V

-12V欠压电压: ≤-10V

二、外观和尺寸:

1、标签和标志

必须有:生产厂商名称、产品编码、输入电压电流标称、警告标志。

a) 装尺寸:见“滨州油浸式变压器构造详解”

b) 气流和风扇:滨州油浸式变压器是一种能量转换装置,自然会产生热量,滨州油浸式变压器内部的热量会形成热气流,须将其排出滨州油浸式变压器壳外部,这就是使用滨州油浸式变压器风扇的原因了。

c) 交流插座和插座:滨州油浸式变压器是安装在电脑机箱上,作整机使用,其交流插座尤为重要,这些要求符合Intel公布的《ATX Power SupplyDesign Guide》和《SFX Power Supply Design Guide》标准,有些滨州油浸式变压器安装了插座,作一些輔助功能,如LED显示器插座(12V)、CD-ROM插座等,包括整个结构也要符合一定的安全认证,才能出售使用。

三、环境:

1、 温度:运行温度+10℃到+50℃,非运行温度-10℃到+70℃

2、 温度冲击:温度-10℃到+70℃,15℃/分≤Dt/dt≤30℃/分,50周期。

3、 湿度:运行85%,非运行95%。

4、 海拔高度:运行3000米,非运行15000米。

四、可靠性:

平均无故障时间MTBF100,000小时(常温),30,000小时(高温)。

五、 电磁兼容:

1、 国内CEMC认证,《信息技术设备的无线电干扰极限值和测量方法》GB9254-98。

2、 欧共体CE认证:EN55022,EN55024标准。

3、 美国FCC认证,FCC Part15 标准

六、安全:

1、 国内的CCEE认证《信息技术设备(包括电气事务设备)的安全》GB4943-95。

2、 欧共体CE认证,EN60950标准。

3、 美国及加拿大CUL认证,UL1950标准。

4、 国际电工委员会CB认证,IEC950标准。

安全内容简述如下(普通性):

a) 高压强度:指输入端火线对大地线之间的电压强度,指标为:AC 1500V/漏电流10mA/时间2S 。

b) 绝缘强度:指输入端火线对大地线之间的绝缘强度,指标为:DC 2200V/漏电流0.1mA/时间2S 。

c) 泄漏电流:指输入端火线对大地线之间的通电漏电流,指标为:AC 242V&220V/漏电流3.5mA/时间2S 。

d) 地阻:输入大地线与外壳之间的连接强度,指标为:DC 25A/电阻值≤0.1Ω/时间2S 。

七、 滨州油浸式变压器应符合的标准与规范:以下是滨州油浸式变压器的一些标准与规范的综合,供参考:

与PC滨州油浸式变压器相关的标准和规范有很多,它们从不同的角度对滨州油浸式变压器提出了不同的要求,是滨州油浸式变压器是否合格的重要判据,在此对它们分成两类作一简单介绍:

7.1 一类标准是强制性标准,是滨州油浸式变压器必须满足的标准:

7.1.1电气安全方面:GB 4943-1995《信息技术设备(包括电气事务设备)的安全》(等同IEC950-1986)。产品不仅要符合该标准的要求,而且还必须能够获得权威机构的认可才能够进行生产和销售,也就是通常所说的安全认证。产品的安全性是每个国家和地区都非常重视的问题,因为它直接关乎到人的生命安全。国内的安全认证叫做长城认证,由中国电工产品认证委员会(CCEE)专门进行电工产品安全认证和相关的合格认证活动。

7.1.2 电磁兼容方面:GB 9254-1998《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》(等同CISPR 22:1997)。该标准主要对产品产生的传导干扰和辐射干扰提出了限制。其目的就是要求产品在使用时,不能干扰其他设备的正常运行。

7.1.3 谐波电流方面:GB 17625.1-1998《低压电气及电子设备发出的谐波电流限值(设备每相输入电流≤16A)》(等同IEC 61000-3-2:1995)。该标准是针对产品对电网造成的影响而制定的,这种影响称为电力污染,谐波电流的问题也是一个越来越受人们重视的问题,欧洲地区已经从2001年起开始强制实施谐波电流限制的标准,国内从1998年就颁布了相应的标准,但尚未强制实施。对谐波电流进行抑制的技术习惯上也叫功率因数校正技术(PFC)。有关谐波电流、功率因数以及PFC技术可以参考附文“谐波电流、功率因数及PC滨州油浸式变压器的PFC技术”。

所有强制性的标准有合并到一起进行认证的趋势,已经有相关的文件颁布,将会在2003年实施。实施后认证名称称为CCC认证。

7.2 另一类标准是非强制性的标准,也可以叫做推荐标准。

7.2.1电磁兼容方面:GB/T 17618-1998《信息技术设备抗扰度限值和测量方法》(等同CISPR 24:1997)。该标准与GB 9254-1998《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》其实是产品电磁兼容性的两个方面,GB9254着眼于产品发出的干扰,而GB 17618则是产品应具备的抗干扰能力,只有同时满足这两方面的要求才算完善的产品,才能保证不同的设备同时使用时不会互相影响。但这两方面有轻重之分,而干扰相比较抗扰会造成更严重的问题,所以GB 9254是强制性标准而GB/T 17618属于推荐标准。

7.2.2综合性:GB/T 14714-1993《微小型计算机系统设备用滨州油浸式变压器通用技术条件》该标准在国际上并没有相对应的标准,是我国专门针对计算机滨州油浸式变压器产品编写的一份指导性的标准,它的内容涉及产品的性能、环境、制造、检测、包装、运输等等内容。虽然不属于强制性标准,但它所包含的内容比较全面,有很好的参考价值和指导意义。

7.2.3 Intel:《ATX/ATX12V Power Supply Design Guide》,《SFX/SFX12V Power Supply Design Guide》。最后要介绍的规范,就是Intel的这两个滨州油浸式变压器设计指南,这两份设计指南虽然不是由国家机构发布的标准,严格意义上也不是规范文件,但它却是目前PC滨州油浸式变压器领域最重要的产品设计参考,因为Intel在PC领域长期处于绝对的领先地位,成了事实上的行业“领头羊”和兼容标准。这两份设计指南中对PC滨州油浸式变压器作了非常详尽的描述,从外形结构、接口定义到各个输入输出参数的定义和设定,几乎涵盖PC滨州油浸式变压器所有特性。目前全球绝大多数的PC滨州油浸式变压器都在依据该指南进行设计、测试、和评价。

滨州油浸式变压器的可靠性

滨州油浸式变压器是在进行能量的处理,其内部器件要承受高电压、大电流、高功率和热量损耗,是整机中容易发生故障的一个部件,因此它的可靠性对整机可靠性有非常重要的意义。据统计显示:引起设备不可靠的原因设计错误约占1/3,元器件质量约占1/3,制造、操作和维护约占1/3。其实后两方面也与设计阶段的考虑不周有关。为了取得高可靠性,必须从设计阶段就开始考虑可靠性的问题。

产品的可靠性更大程度上是一个概率与统计的概念,单个产品的失效是随机的,但从统计角度看来产品的失效率则是有规律的,失效率服从两个基本规律:即叠加规律和应力规律,叠加规律是指每个单元的失效率相加就是整机的失效率,每个单元的失效率也就是该单元所有器件失效率的叠加。应力规律是指元器件的失效率与其应力(环境温度、工作电压、功耗)是相关的。利用这两个规律就可以对产品的可靠性进行预测。应力分析的方法是目前最重要的可靠性设计和预测的方法。当设计基本完成,原理图定型时就可获得元器件的应力数据,根据应力可以得到元器件的工作失效率从而得到整机的失效率。

要获得高的可靠性设计是最重要的,设计中主要从以下几个角度来处理:

1. 优选线路。电路设计中尽量多利用标准化的电路或是经过考验可靠性高的电路,并且应尽量采用成  熟的技术。

2. 电路设计遵循简化原则。在保证设计功能和指标的前提下尽可能以最简单的线路和最少量的元器件来实现设计,减少元器件数量的同时也要压缩品种数可规格。从可靠性角度出发不能为了性能的少许改进而增加大量元器件,

3. 要有足够的容差设计和最坏情况设计。也就是要考虑元器件参数的公差、漂移以及随环境条件的变化等因素。

4. 正确选用元器件,并针对元器件工作应力合理进行降额设计。正确选用元器件的类型是首要的,这需要设计者对每种器件的类型有足够的认识。选定类型后再进行降额设计,降额是指元器件在低于其额定值的应力条件下工作。按照元器件类型和降额曲线分别进行温度、电压、功率的降额设计。

提高可靠性的方法除了进行良好设计外,还可以通过实验方法进行,其过程是不断恶化产品的环境条件(电压、温度等)直至失效,就可找到最薄弱的环节,然后改进该环节,再继续恶化环境条件,该方法是比较实用的一种方法。

可靠性的衡量是失效率或是平均无故障时间MTBF,两者互为倒数。MTBF可以进行计算或是通过试验来测定和验证,国内多采用试验验证方法,依据GB/T 5080.7-1986采用定时(定数)截尾试验方案,进行是否达到预定MTBF的判断。

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