隔離變壓器的特點(diǎn)、選擇標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用
作者:admin | 發(fā)布時(shí)間:2021-07-05
傳統(tǒng)的單相電力線由火線、零線和地線組成。當(dāng)多個(gè)物理上分離的設(shè)備共享一條電源線時(shí),由于設(shè)備的接地電位不同,可能會(huì)出現(xiàn)接地電路。這些接地回路在醫(yī)療設(shè)備中尤其成問題,并可能在設(shè)備測試期間造成麻煩。設(shè)計(jì)人員很難通過整流線路電壓來測量接地電路。接地測試設(shè)備(如示波器)可能會(huì)無意中導(dǎo)致這些設(shè)備的電源短路。此外,交流電源線上會(huì)產(chǎn)生高頻噪聲,對(duì)敏感傳感器和儀器造成問題。電源輸入和設(shè)備之間正確使用隔離變壓器可以避免這些問題。隔離變壓器有助于隔離電源線的接地連接,以消除接地回路和測試設(shè)備的意外接地。此外,可以yizhi電源上的高頻噪聲。
在圖中,初級(jí)繞組繞鐵磁芯旋轉(zhuǎn)NP,次級(jí)繞組旋轉(zhuǎn)ns。一次電壓(VP)和二次電壓(VS)的關(guān)系如公式1所示:公式1如果一次繞組的匝數(shù)比二次繞組多,二次繞組上的電壓就會(huì)比一次繞組上的電壓低。這是一種降壓配置。如果初級(jí)繞組的匝數(shù)小于次級(jí)繞組的匝數(shù),次級(jí)繞組上的電壓將高于初級(jí)繞組上的電壓,從而產(chǎn)生升壓配置。大多數(shù)隔離變壓器初級(jí)和次級(jí)繞組的匝數(shù)相同,因此初級(jí)和次級(jí)電壓相同。變壓器中的能量是守恒的,所以如果忽略損耗,VP和一次電流(IP)的乘積將等于VS和二次電流(IS)的乘積。變壓器的額定功率由初級(jí)繞組的均方根電壓乘以初級(jí)電流的均方根值的乘積決定。這就是“視在功率”,用伏安或伏安來衡量。圖上的點(diǎn)是相點(diǎn),表示一次和二次電流的方向。如圖,流入繞組一次點(diǎn)側(cè)的電流會(huì)導(dǎo)致二次電流從繞組二次點(diǎn)側(cè)流出。如果繞組要串聯(lián)或并聯(lián),這一點(diǎn)很重要。不遵循繞組相位可能導(dǎo)致錯(cuò)誤。法拉第屏蔽(Faradayshield)是一種靜電屏蔽,可以減小初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間的電容,通常接地。這種屏蔽可以降低通過變壓器的共模噪聲和瞬變的幅度。隔離變壓器中的初級(jí)和次級(jí)繞組高度絕緣,以zui小化彼此之間的直接電導(dǎo)。漏電流是衡量絕緣效果的一個(gè)指標(biāo)。大多數(shù)隔離變壓器也用高電位或耐壓測試儀測試。當(dāng)檢查泄漏電流時(shí),這些儀器在絕緣上施加高電壓。隔離變壓器的物理結(jié)構(gòu)可以有多種形式,包括殼結(jié)構(gòu)(圖2)。其中初級(jí)繞組和次級(jí)繞組同心地纏繞在絕緣層上,并且法拉第屏蔽放置在兩層之間。
初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的額定電壓相同,分別為0、104、110和120伏。這允許在初級(jí)或次級(jí)繞組上串聯(lián)或并聯(lián)。因此,對(duì)于110伏或220伏輸入,可以保持標(biāo)稱的1:1比率。此外,還可以配置從110伏到220伏的升壓變壓器或從220伏到110伏的降壓變壓器。此外,多抽頭繞組允許中間額定電壓,例如208伏、214伏或230伏(圖5)。變壓器的電源接線方式為螺紋端子。
如果初級(jí)繞組和次級(jí)繞組串聯(lián),變壓器有220V輸入,電壓比為1:1。如果初級(jí)繞組和次級(jí)繞組并聯(lián),輸入電壓為110伏,電壓比為1:1,可用電流是單繞組的兩倍。如果一次繞組串聯(lián),二次繞組并聯(lián),一次電壓會(huì)下降一半。如果次級(jí)繞組串聯(lián),初級(jí)繞組并聯(lián),可以實(shí)現(xiàn)2:1升壓。
醫(yī)療應(yīng)用中使用的隔離變壓器bixu滿足更嚴(yán)格的漏電流要求。泄漏、外殼泄漏和病人泄漏有zui大泄漏電流規(guī)格。泄漏是指設(shè)備接地線中的泄漏電流。殼電流描述了從暴露的導(dǎo)電表面通過除接地線之外的導(dǎo)體流向地面的電流?;颊呗╇娛侵冈O(shè)備正常連接時(shí),通過患者流向地面的電流。這一類別的大多數(shù)設(shè)備都通過了UL/IEC60601-1認(rèn)證。三元磁體的MD-500-U是一款適合醫(yī)療應(yīng)用的500VA隔離變壓器型號(hào)。變壓器已通過美國保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室UL60601-2認(rèn)證。典型漏電流為10A,zui大漏電流小于50a。..
這是一種反激式拓?fù)渚€路電源。電路的初級(jí)側(cè)以黃色突出顯示,線路(電源)輸入經(jīng)過全波整流并施加到初級(jí)軌。這意味著,如果使用120伏的線,高壓軌和低壓軌之間的電壓水平約為170伏,如果使用240伏的線,則約為340伏。整流后的線路電壓將存儲(chǔ)在一次儲(chǔ)能電容器C2中。請(qǐng)注意,電源的初級(jí)和次級(jí)部分將通過反激變壓器L2和光隔離耦合器Q4進(jìn)行電氣隔離。次級(jí)部分在負(fù)(-)輸出端接地,而初級(jí)部分不接地。如果使用接地的輸入儀器(如示波器)進(jìn)行故障排除,這種接地方法會(huì)引起問題。將示波器探頭的接地端子連接到電源初級(jí)側(cè)的部件可能會(huì)導(dǎo)致短路,并損壞主要部件和示波器。電源中的低壓主軌連接到交流線路的零線。