西門子6ES7212-1HE40-0XB0

應(yīng)用

在因?yàn)榘踩虮仨毐O(jiān)測門,、蓋板或防護(hù)格柵位置的地方,，應(yīng)當(dāng)使用帶單獨(dú)按鈕頭的安全開關(guān)。

有關(guān)防護(hù)門監(jiān)控應(yīng)用的詳細(xì)信息,，請參見單頁,。

這種安全開關(guān)僅能使用匹配編碼的按鈕頭?？梢院唵蔚赜檬只蜉o助設(shè)備來分?jǐn)唷?/p>

設(shè)備具有不同的按鈕盒型號以適應(yīng)特定的外部條件,。不銹鋼按鈕頭適合在環(huán)境條件下（如 -40 °C）使用,。借助適于特殊用途的佳觸點(diǎn)排,，可以執(zhí)行不同的控制任務(wù)。按鈕盒的尺寸和固定點(diǎn)符合 EN 50041 或 EN 50047 標(biāo)準(zhǔn),。

這些部件適合于在任何氣候條件下使用,。

標(biāo)準(zhǔn)

開關(guān)符合標(biāo)準(zhǔn) IEC 60947?5?1（機(jī)電控制裝置）。

使用模塑的螺釘壓蓋,，模塑按鈕盒所采取的“*絕緣"保護(hù)措施可以得到保證,。

安全行程開關(guān)

對于根據(jù) IEC 60204-1 的控制，這些裝置可以用作安全行程開關(guān),。它們符合 ISO 14119,。通過 TüV 認(rèn)證。為了保證行程開關(guān)不受位置變化的影響,，在安裝過程中必須使用鍵控技術(shù),。

安全回路

標(biāo)準(zhǔn) IEC 60947-5-1 要求常閉觸點(diǎn)能夠肯定打開。亦即,，為了保證人員安全,，它們明確規(guī)定，機(jī)器的所有電氣設(shè)備都應(yīng)具有肯定斷開型常閉觸點(diǎn),，并且需按照 IEC 60947-5-1 用符號 (→) 進(jìn)行標(biāo)記,。

如果選擇并正確安裝了相應(yīng) ASIsafe 故障安全分析單元（如 ASIsafe,、SIMATIC 或 SINUMERIK 產(chǎn)品系列 3SK 安全繼電器或匹配單元），(→) 則可通過帶單獨(dú)按鈕頭的安全開關(guān),，實(shí)現(xiàn)安全等級 SIL 2 (IEC 62061/IEC 61508) 或 PL d (ISO 13849?1),。

使用第二個 3SE5 安全開關(guān)，可實(shí)現(xiàn) SIL 3 / PL e (→),。

Q1和Q2的波形Q1和Q2的波形圖2.Q1和Q2的波形In=2IdSin(nπd)/nπd×Sin(nπtr/T)/nπtr/T(1)其中,，n是諧波級次，T

是周期,，I是波形的峰值電流強(qiáng)度,，d是占空比，而tr是tr或tf的小值,。
我們發(fā)現(xiàn),，對于一個類似的波形，其上升和下降時間會直接影響諧波振幅或傅里葉系數(shù)(In),。在實(shí)際應(yīng)用中,，極有可能

會同時遇到奇次和偶次諧波發(fā)射。如果只產(chǎn)生奇次諧波,，那么波形的占空比必須精確為50%,。而實(shí)際情況中極少有這樣的占空

比精度。
諧波系列的電磁干擾幅度受Q1和Q2的通斷影響,。在測量漏源電壓VDS的上升時間tr和下降時間tf,，或流經(jīng)Q1和Q2的電流上

升率di/dt時，可以很明顯看到這一點(diǎn),。這也表示,，我們可以很簡單地通過減緩Q1或Q2的通斷速度來降低電磁干擾水平。
事實(shí)正是如此,，延長開關(guān)時間的確對頻率高于f=1/πtr的諧波有很大影響,。不過，此時必須在增加散熱和降低損耗間進(jìn)

行折中,。盡管如此,，對這些參數(shù)加以控制仍是一個好方法，它有助于在電磁干擾和熱性能間取得平衡,。具體可以通過增加一

個小阻值電阻(通常小于5Ω)實(shí)現(xiàn),，該電阻與Q1和Q2的柵極串聯(lián)即可控制tr和tf，你也可以給柵極電阻串聯(lián)一個“關(guān)斷二極管

"來控制過渡時間tr或tf(見圖3),。
這其實(shí)是一個迭代過程,，甚至連經(jīng)驗(yàn)豐富的電源設(shè)計人員都使用這種方法。我們的終目標(biāo)是通過放慢晶體管的通斷

速度，使電磁干擾降低至可接受的水平,，同時保證其溫度足夠低以確保穩(wěn)定性,。用關(guān)聯(lián)二極管來控制過渡時間用關(guān)聯(lián)二極管

來控制過渡時間圖3.用關(guān)聯(lián)二極管來控制過渡時間開關(guān)節(jié)點(diǎn)的物理回路面積對于控制電磁干擾也非常重要。
通常,，出于PCB面積的考慮,，設(shè)計者都希望結(jié)構(gòu)越緊湊越好，但是許多設(shè)計人員并不知道哪部分布局對電磁干擾的影響上

海騰樺電氣設(shè)備有限公司,?；氐街暗慕祲悍€(wěn)壓器例子上，該例中有兩個回路節(jié)點(diǎn)(如圖4和圖5所示),，它們的尺寸會直接影

響到電磁干擾水平,。
降壓穩(wěn)壓器模型1降壓穩(wěn)壓器模型1圖4.降壓穩(wěn)壓器模型1降壓穩(wěn)壓器模型2降壓穩(wěn)壓器模型2圖5.降壓穩(wěn)壓器模型2Ott關(guān)于

不同模式電磁干擾水平的公式(2)示意了回路面積對電路電磁干擾水平產(chǎn)生的直接線性影響。
E=263×10-16(f2AI)(1/r)(2)輻射場正比于下列參數(shù)：涉及的諧波頻率(f,，單位Hz),、回路面積(A，單位m2),、電流(I)和

測量距離(r,，單位m)。此概念可以推廣到所有利用梯形波形進(jìn)行電路設(shè)計的場合,，不過本文僅討論電源設(shè)計,。
參考圖4中的交流模型，研究其回路電流流動情況：起點(diǎn)為輸入電容器,，然后在Q1導(dǎo)通期間流向Q1,，再通過L1進(jìn)入輸出電

容器，后返回輸入電容器中,。當(dāng)Q1關(guān)斷,、Q2導(dǎo)通時，就形成了第二個回路,。之后存儲在L1內(nèi)的能量流經(jīng)輸出電容器和Q2，

如圖5所示,。
這些回路面積控制對于降低電磁干擾是很重要的,，在PCB走線布線時就要預(yù)先考慮清器件的布局問題。當(dāng)然,，回路面積能

做到多小也是有實(shí)際限制的,。從公式2可以看出，減小開關(guān)節(jié)點(diǎn)的回路面積會有效降低電磁干擾水平,。如果回路面積減小為原

來的3倍,，電磁干擾會降低9.5dB，如果減小為原來的10倍，則會降低20dB,。

西門子6ES7212-1HE40-0XB0

電壓高達(dá)50~l59kV,電流達(dá)到0.5A以上,功率可達(dá)100kW,。自從70年始,日本的一些公司開始采用逆變技術(shù),將市電整流后逆

變?yōu)?kHz左右的中頻,然后升壓。進(jìn)入80年代,高頻開關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展,。
德國西門子公司采用功率晶體管做主開關(guān)元件,將電源的開關(guān)頻率提高到20kHz以上,。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于

高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小。國內(nèi)對靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研制,市電經(jīng)整

流變?yōu)橹绷?采用全橋零電流開關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓,然后由高頻變壓器升壓,后整流為直流高壓

,。
濾波器傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運(yùn)時,將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時還出現(xiàn)裝置網(wǎng)

側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂“電力公害",例如,不可控整流加電容濾波時,網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(dá)(70~80)%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)

僅有0.5~0.6,。
在電阻負(fù)載條件下,輸出直流電壓達(dá)到55kV,電流達(dá)到15mA,工作頻率為25.6kHz。電力有源濾波器是一種能夠動態(tài)抑制諧

波的新型電力電子裝置,能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足,是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段,。
供電系統(tǒng)分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)?？刂萍呻娐纷骰静考?利用上海騰樺電氣設(shè)備有限公司理論和

技術(shù)成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強(qiáng)電與弱電緊密結(jié)合,降低大功率元器件,、大功率裝置(集中式)的研

制壓力,提高生產(chǎn)效率,。
濾波器由橋式開關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開關(guān)電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電

流;(2)電流環(huán)基準(zhǔn)信號為電壓環(huán)誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積,。八十年代初期,對分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的研究

基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上,。
八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展，各種變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn),結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件

技術(shù),使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動了分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開,。自八十年代后期開始,這一方

向已成為電力電子學(xué)界的研究熱點(diǎn),論文數(shù)量逐年增加,，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。
分布供電方式具有節(jié)能,、可靠,、高效、經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),。已被大型計算機(jī),、通信設(shè)備、航空,、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐

漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的為理想的供電方式,。在大功率場合,如電鍍、電解電源,、電力機(jī)車牽

引電源,、中頻感應(yīng)加熱電源、電動機(jī)驅(qū)動電源等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景,。
設(shè)計方法編輯電源的電磁干擾水平是設(shè)計中難的部分,，設(shè)計人員能做的多就是在設(shè)計中進(jìn)行充分考慮，尤其在布局

時,。由于直流到直流的轉(zhuǎn)換器很常用,，所以硬件工程師或多或少都會接觸到相關(guān)的工作,，本文中我們將考慮與低電磁干擾設(shè)

計相關(guān)的兩種常見的折中方案[1]。
電源設(shè)計中即使是普通的直流到直流開關(guān)轉(zhuǎn)換器的設(shè)計都會出現(xiàn)一系列問題,，尤其在高功率電源設(shè)計中更是如此,。除功

能性考慮以外，工程師必須保證設(shè)計的魯棒性,，以符合成本目標(biāo)要求以及熱性能和空間限制,，當(dāng)然同時還要保證設(shè)計的進(jìn)度

。
另外,，出于產(chǎn)品規(guī)范和系統(tǒng)性能的考慮,，電源產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)必須足夠低。不過,，電源的電磁干擾水平卻是設(shè)計中

難精確預(yù)計的項目,。有些人甚至認(rèn)為這簡直是不可能的，設(shè)計人員能做的多就是在設(shè)計中進(jìn)行充分考慮,，尤其在布局時

,。
盡管本文所討論的原理適用于廣泛的電源設(shè)計，但我們在此只關(guān)注直流到直流的轉(zhuǎn)換器,，因?yàn)樗膽?yīng)用相當(dāng)廣泛,，幾乎

每一位硬件工程師都會接觸到與它相關(guān)的工作，說不定什么時候就必須設(shè)計一個電源轉(zhuǎn)換器,。本文中我們將考慮與低電磁干

擾設(shè)計相關(guān)的兩種常見的折中方案;熱性能,、電磁干擾以及與PCB布局和電磁干擾相關(guān)的方案尺寸等。
文中我們將使用一個簡單的降壓轉(zhuǎn)換器做例子,，如圖1所示,。普通的降壓轉(zhuǎn)換器普通的降壓轉(zhuǎn)換器圖1.普通的降壓轉(zhuǎn)換器

在頻域內(nèi)測量輻射和傳導(dǎo)電磁干擾,，這就是對已知波形做傅里葉級數(shù)展開,，本文中我們著重考慮輻射電磁干擾性能,。
在同步降壓轉(zhuǎn)換器中,，引起電磁干擾的主要開關(guān)波形是由Q1和Q2產(chǎn)生的，也就是每個場效應(yīng)管在其各自導(dǎo)通周期內(nèi)從漏

極到源極的電流di/dt,。圖2所示的電流波形(Q和Q2on)不是很規(guī)則的梯形,，但是我們的操作自由度也就更大,，因?yàn)閷?dǎo)體電流的

過渡相對較慢,，所以可以應(yīng)用HenryOtt經(jīng)典著作《電子系統(tǒng)中的噪聲降低技術(shù)》中的公式1,。