安防电源选用...

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安防电源选用手册

原文:

稳压电源的分类：线性稳压电源和开关稳压电源
线性稳压电源：

线性稳压电源的工作过程可简述为：将220V/50HZ的工频电网电压经过线性变压器降压以后，再经过整流、滤波和线性稳压，最后输出一个纹波电压和稳定性均符合要求的直流电压。

线性稳压电源的优点：
1、电源稳定度较高；
2、输出纹波电压较小；
3、瞬间响应速度较快；
4、线路结构简单，便于理解和维修；
5、无高频开关噪声；
6、工作可靠性高。
线性稳压电源的缺点：
1、内部功耗大、转换效率低，其转换效率只有45%左右；
2、体积大、重量重，不便于微小型化；
3、滤波效率低、必须具有较大的输入和输出滤波电容；
4、输入电压动态范围小，线性调整率低；
5、输出电压不能高于输入电压。

开关稳压电源：

开关稳压电源由全波整流器、功率开关管V、脉宽调制(PWM)控制与驱动器、续流二极管VD、储能电感L、输出电容C和取样反馈电路等组成，实际上开关稳压电源的核心部分是一个直流变压器。
开关稳压电源的优点：
1、内部功率损耗小，转换效率高；
2、体积小，重量轻；
3、稳压范围宽，线性调整率高；
4、滤波效率大为提高，滤波电容的容量和体积大为减小；
5、电路形式灵活多样，选择余地大。

开关稳压电源的缺点：
1、开关稳压电源存在着较为严重的开关噪声和干扰；
2、电路结构复杂，不便于维修；
3、成本高，可靠性低。
供电方式分为两种：集中供电和分散供电
集中供电：

指由一台变压器(开关电源)向整个线路中各个负载装置集中供电；
分散供电：

指由多台变压器(火牛)独立对各负载进行独立供电；
各线径最大电流一览表：

横截面积为一平方毫米的铝芯线(铜芯线) 按如下标准计算：铜线5A——8A，铝线3A——5A

安防系统供电方式选择：

        根据上述资料，安防系统一般不考虑到设备的体积大小和功耗问题，最合适的方式应该是选择线性稳压电源供电；分散供电和集中供电都可以；一般安防设备均推荐集中供电，便于管理。
电源质量问题的危害
   　1、电压的变化范围过大
　　电网供电不足，供电部门采取降压供电，或地处偏远地带，损耗过多，导致电压偏低。电网用电太少，导致电压偏高，电压低负载不能正常工作，电压太高，负载使用寿命缩短，或将负载烧毁。
　　2、波形失真(或称谐波WaveformDistortion)
　　普遍的波形失真指标准电源波形的多种谐波。电网谐波产生的原因是整流器、UPS电源、电子调速装备、荧光灯系统、计算机、微波炉、节能灯、调光器等电力电子设备和电器设备中开关电源的使用或二次电源本身自身产生。
　　谐波对公用电网的危害主要包括：
　 1)使公用电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低了发电、输变电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线时，会引起线路过热甚至发生火灾；
　　2)影响各种电气设备的正常工作，除了引起附加损耗外，还可使电机产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以致损坏；
　　3)会引起公用电网中局部并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，使前述的危害大大增加，甚至引起严重事故；
　　4)会导致继电保护和自动装置误动作，并使电气测量仪表计量不准确；
　　5)会对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。
　　3、突波(或称电涌PowerSurges)
　　指在瞬间内(数毫秒间)输出电压有效值高于额定值110%，持续时间达一个或数个周期。是破坏精密电子设备的主要元凶。
　　除受到雷击产生外另外主要是由于在电网上连接的大型电气设备关机开机时，电网因突然卸载而产生的高压。

　　电涌的危害：
　　计算机技术发展至今，多层、超规模的集层芯片，电路密集，趋向是集成度更高、元器件间隙更小、导线更细。几年前，一平方厘米的计算机芯片有2,000个晶体管而现在的奔腾机则超过10,000,000个。从而增加了计算机受电涌损坏的概率。由于计算机的设计和结构决定了它应在特定的电压范围内工作。当电涌超出计算机能承受的水平时，计算机将出现数据乱码，芯片被损坏，部件提前老化，这些症状包括：出乎预料的数据错误，接收/输送数据的失败，丢失文档，工作失常，经常需要维修，原因不明的故障和硬件问题等等。雷电电涌远远超出了计算机和其它电气设备所能承受的水平，绝大多数情况下，造成计算机和其它电器设备的当即毁坏，或数据的永远丢失。即使是一个20马力的小型感应式发动机的启动或关闭也会产生3,000－5,000伏的电涌，使和它共用同一配电箱的计算机在每一次电涌中都会受到损坏或干扰，这种电涌的次数非常频繁。

　　电涌对敏感电子电器设备的影响有以下类型：
　　破坏
　　电压击穿半导体器件；
　　破坏元器件金属化表层；
　　破坏印刷电路板印刷线路或接触点；
　　破坏三端双可控硅元件／晶闸管……。
　　干扰
　　锁死、晶闸管或三端双向可控硅元件失控；
　　数据文件部分破坏；
　　数据处理程序出错；
　　接收、传输数据的错误和失败；
　　原因不明的故障……。
　　过早老化
　　零部件提前老化、电器寿命大大缩短；
　　输出音质、画面质量下降。

　　电涌会毁坏哪些电气设备？
　　含有微处理器的电气设备极易受到电涌的毁坏，这包括计算机及辅助设备、程序控制器、PLC、传真机、电话机、留言机等；程控交换机、广播电视发送机、影视设备、微波中继设备；家电行业的产品包括电视机、音响、微波炉、录象机、洗衣机、烘干机、电冰箱等。调查数据表明：在保修期出现问题的电气设备中，有63%是由于电涌造成的。
　　4、尖波(或高压尖脉冲Spikes)
　　指峰值达6000V，持续时间从万分之一秒至二分之一周期(10ms)的电压。这主要是由于雷击、电弧入电、静态放电或大型电气设备的开关操作而产生。
　　危害：
        5、瞬态过电压(transientovervoltage)和暂态过电压(temporaryovervoltage)
　　指峰值电压高达20000V，但持续时间界于百万分之一秒至万分之一秒的脉冲电压。其主要原因及可能造成的破坏类似于高压尖脉冲，主要由雷电所致。
　　危害：
　　以大规模集成电路为核心组件的测量、监控、保护、通信、计算机网络等先进电子设备广泛运用于电力、航空、国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域，以大型CMOS集成元件组成的这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的缺点，暂态过电压不仅会造成电子设备产生误操作，或者造成电子设备受到干扰，数据丢失，或暂时瘫痪；严重时可引起元器件击穿及电路板烧毁，使整个系统陷于瘫痪。
　　6、电压下陷/下降(Sags&Brownouts)
　　指市电电压有效值界于额定值的80-85%之间的低压状态，并且持续时间达一个到数个周期，甚至更长。其产生原因包括：大型设备启动和应用、大型电动机启动、或大型电力变压器接入、主电力线切换、线路过载等。
　　危害：
　　电压下陷是最常见的电力问题，它占了电力问题的87％。
　　电源可能因某种原因而造成短时间的电压下降。它对计算机的影响轻则使keyboard等接口设备暂停作业，重则使数据流失、档案毁坏。电压的下陷同时也会使计算机内的组件毁坏，以致于寿命减短

如何选择合适的监控电源

1、摄像机标明DC12V/AC24V通用，该选择什么样的电源？
答：选择AC24V监控电源，因为同样的传输距离，电压越高，损耗越小。电压高了，负载就能得到比较充足的电压。同时，由于采用交流24V，在调试摄像机的时候，可以选择电源同步，使整个监控系统中不同的设备的图像场频能够保持同步。
2、如何合理配置整个监控系统的摄像机电源功率？
答：这个问题经常让年轻没有经验的工程师为难，很多方案在实施的时候都发现当初设计的电源容量不够，需要追加设备，造成和甲方扯皮现象。实际上，由于摄像机在启动瞬间，启动电流很大，再加上工程上远距离传输的损耗，所以，摄像机需要的电源，不是简单地把所有摄像机的额定功率相加。正确的做法是把整个监控系统的摄像机的额定功率相加再乘以1.3倍，这个是摄像机实际需要的功率，然后再加上约30%的损耗；最后再加上30%的余量，作为将来扩容使用。举例子：
如果一个商务楼，有100台固定枪型摄像机，每台摄像机的额定功率是4W，我们该如何配置摄像机电源呢？
根据上面的计算方法，我们计算出，摄像机的额定功率是4W*100台=400W
摄像机实际使用的功率是400W*1.3=520W
考虑损耗后，摄像机需要的功率是520W*1.3=676W
加上电源余量，摄像机最终需要配置的电源功率是676W*1.3=878W
总结如下：摄像机需要配置的电源功率=摄像机的额定功率*1.3*1.3*1.3
（注：如果监控距离特别长，需要适当加大电源功率，并且提高电源电压）
3、摄像机电源的配置，最忌讳什么？
答：最忌讳的是：整个监控系统共用一个电源。原因如下：
1) 系统维修的时候，经常需要打开、关闭电源。所有的摄像机在打开电源瞬间同时启动，启动电流特别大，对电源的冲击力很大，严重的会烧毁电源，
2) 所有的摄像机共用一台电源，当电源发生故障时，整个闭路监控系统陷入瘫痪。尤其是一些重要出入口的图像无法监视，可能会造成不必要的麻烦。

那么正确的做法应该是怎样呢？如上面例子，一个商务楼有100台固定摄像机，总共需要约800W的电源，正确的配置应该是选择4台、每台200W的电源。这样，当某一台电源发生故障，可以把重要出入口的摄像机接到其它好的电源上，不至于影响整个系统的工作。

4、摄像机电源的选择还需要注意什么问题？
答：第一：在给摄像机接电源时，不要把距离较远的摄像机和距离较近的摄像机接在同一台电源上。如果接在同一台电源上，电源电压高了，会烧毁近距离的摄像机，电源电源低了，距离较远的摄像机无图像。应该尽量把距离比较远的摄像机接在同一台电源上，把较近的摄像机也接在同一台电源上。
第二：如果监控距离太远，需要配置更高电压的电源，如30V，36V等等，甚至直接供220V交流电，到前端再变压。