工業(yè)裝置中經(jīng)常遇到接地問(wèn)題。許多電氣承包商對(duì)正確接地知之甚少，并且在許多情況下，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)不連續(xù)的接地連接。電源接地的主要目的是為了安全和抑制 EMI。接地使保護(hù)外殼處于安全狀態(tài)，或者與任何周?chē)O(shè)備的電壓差接近零。在電源內(nèi)部，接地連接與 EMI 濾波器一起使用，以引導(dǎo)電流的高頻分量遠(yuǎn)離輸入和輸出連接，并留在電源外殼的范圍內(nèi)。
　　根據(jù)電氣規(guī)范和從安全角度來(lái)看，應(yīng)該只有一個(gè)接地連接；接地連接應(yīng)在建筑物的電氣入口處、計(jì)量設(shè)備所在的位置進(jìn)行。正是在這一點(diǎn)上，地線和中性線連接在一起，并將接地棒插入大地。如果設(shè)施的設(shè)備接線正確，則接地路徑中應(yīng)該只有小電流流動(dòng)。如果發(fā)生雷擊，整個(gè)設(shè)施會(huì)升高到相同的電壓，從而保護(hù)物體或人員免受危險(xiǎn)的電壓差的影響。
　　不幸的是，并非所有電源系統(tǒng)都連接到代碼，一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題是計(jì)算機(jī)和儀器設(shè)備使用的接地電壓與電源設(shè)備的電壓不同。雖然 Magna-Power Electronics 的電源試圖針對(duì)此類(lèi)情況進(jìn)行調(diào)整，但有時(shí)用戶和電源設(shè)備之間的接地不良可能會(huì)導(dǎo)致奇怪的電源行為。最常見(jiàn)的問(wèn)題是電源和計(jì)算機(jī)設(shè)備之間失去通信。在大多數(shù)情況下，用戶接口設(shè)備和電源之間的接地可以糾正這個(gè)問(wèn)題。
　　某些應(yīng)用需要連接到外部監(jiān)控或控制電路。許多（如果不是大多數(shù)）電源都具有以輸出端子為參考的誤差和反饋電路。如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)母綦x（例如光隔離器），如果外部電路和電源負(fù)載接地，則可能會(huì)形成接地環(huán)路。如果外部電路接地并且電源負(fù)載保持浮動(dòng)，則可能會(huì)導(dǎo)致控制錯(cuò)誤。在這種情況下，傳導(dǎo)的 EMI 會(huì)傳導(dǎo)至外部電路的接地引線。
　　麥格納電力電子公司將其所有控制裝置置于接近接地電位的位置，從而避免了許多接地問(wèn)題。接地參考是通過(guò)電阻器和并聯(lián)電容器的連接建立的。這些組件可以保護(hù)電源和外部連接電路免受不良接地環(huán)境的影響，同時(shí)為 EMI 抑制提供合適的阻抗。
　　即使電源系統(tǒng)正確接地，EMI 產(chǎn)生源也會(huì)在接地電路中產(chǎn)生電位，從而引發(fā)問(wèn)題。接地電路的阻抗隨著頻率的增加而增加，而 EMI 源（取決于其在電力系統(tǒng)中的位置）可能會(huì)在外部監(jiān)控和控制電路之間引入電壓。與接地條件不佳一樣，將外部設(shè)備連接到電源可以減輕此類(lèi)電氣噪聲問(wèn)題。
　　對(duì)于需要強(qiáng)制風(fēng)冷的電源，散熱問(wèn)題可能是由于通風(fēng)口堵塞、空氣質(zhì)量差以及機(jī)柜外殼內(nèi)的空氣限制而導(dǎo)致的。堵塞通風(fēng)口顯然會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障。在關(guān)鍵部件上放置熱傳感器可以幫助檢測(cè)這種濫用情況，但實(shí)際上可能存在限制。避免外殼通風(fēng)堵塞可確保設(shè)備的使用壽命達(dá)到制造商的預(yù)期。
　　將電源放置在設(shè)備外殼中也會(huì)導(dǎo)致散熱問(wèn)題。電源內(nèi)部的氣流需要與外殼內(nèi)部的氣流相同。設(shè)備外殼自熱是一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題。進(jìn)氣口和排氣口位置不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致熱空氣被重新加熱，而無(wú)法排出到外部。設(shè)備外殼冷卻的一種保守方法是將進(jìn)氣口放置在外殼底部，并將額定功率相同立方英尺/分鐘的風(fēng)扇放置在外殼頂部。為了最大限度地減少風(fēng)扇壓力和空氣限制，機(jī)柜底部的通風(fēng)口應(yīng)等于頂部的通風(fēng)口。
　　空氣質(zhì)量較差的環(huán)境通常會(huì)進(jìn)入電源外殼的內(nèi)部。印刷電路板設(shè)計(jì)用于支持有時(shí)高達(dá)數(shù)千伏的電壓?；覊m、油漆和其他顆粒層可能會(huì)導(dǎo)致電氣故障。在外殼內(nèi)放置空氣過(guò)濾器來(lái)凈化進(jìn)入的空氣可以最大限度地減少這個(gè)問(wèn)題，但這些過(guò)濾器清潔不當(dāng)會(huì)帶來(lái)另一個(gè)問(wèn)題?？諝赓|(zhì)量差和過(guò)濾問(wèn)題之間實(shí)際上沒(méi)有很好的權(quán)衡。在極其惡劣的環(huán)境條件下，密封電源并利用水冷是熱管理和獲得可靠運(yùn)行的最佳選擇。
　　控制和監(jiān)控連接
　　許多應(yīng)用需要外部設(shè)備來(lái)監(jiān)視和控制電源參數(shù)。除了確保電氣連接不超過(guò)制造商的額定值外，電纜的放置也很關(guān)鍵。交流轉(zhuǎn)直流電源的輸入和輸出端子上存在的電壓和電流包含瞬態(tài)、EMI 和諧波形式的高頻分量。將控制和監(jiān)控電纜與電力傳輸電纜平行放置可能會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的結(jié)果。如果可能的話，建議所有控制或監(jiān)控電纜單獨(dú)布線，使用其自己的金屬導(dǎo)管。
　　遠(yuǎn)程感測(cè)連接
　　輸出電壓或電流的調(diào)節(jié)取決于所需輸出參數(shù)的采樣并將其調(diào)整到比較參考。參考和輸出采樣參數(shù)都可以位于電源外部。通常采用輸出電壓的遠(yuǎn)程感測(cè)來(lái)最大限度地減少連接到負(fù)載的引線中的壓降。如果使用得當(dāng)，遙感可以在負(fù)載點(diǎn)提供卓越的調(diào)節(jié)。
　　切換遠(yuǎn)程感測(cè)連接或配置遠(yuǎn)程感測(cè)電源而不連接遠(yuǎn)程感測(cè)引線是常見(jiàn)但錯(cuò)誤應(yīng)用的配置。如果電源在未對(duì)輸出參數(shù)進(jìn)行采樣的情況下運(yùn)行，可能會(huì)損壞電源中的輸出組件或損壞負(fù)載。如果沒(méi)有輸出參數(shù)進(jìn)行控制，反饋電路會(huì)將輸出電壓或電流驅(qū)動(dòng)至最大值。最大非穩(wěn)壓輸出可能超過(guò)電源組件的安全輸出額定值。
　　解決這一潛在問(wèn)題的常用方法是在輸出端子和遠(yuǎn)程感測(cè)端子之間添加電阻器。配置用于遠(yuǎn)程感測(cè)的電源并移除遠(yuǎn)程感測(cè)引線會(huì)導(dǎo)致輸出電壓略高于標(biāo)稱條件。高于標(biāo)稱條件的偏差是電源內(nèi)部本地檢測(cè)電阻的函數(shù)?！　‘?dāng)遙感和電源線切換時(shí)，遙感可能會(huì)變得復(fù)雜。圖 1 顯示了一個(gè)常見(jiàn)且配置錯(cuò)誤的系統(tǒng)應(yīng)用程序；輸出端子定義為 VO+ 和 VO，電壓檢測(cè)端子定義為 VS+ 和 VS-。此配置用于切換電源，并遠(yuǎn)程感測(cè)導(dǎo)致使用相同電源的不同負(fù)載。電子反饋電路通常比機(jī)械繼電器和接觸器的切換速度更快，并且在切換瞬間，電源在不感測(cè)輸出的情況下運(yùn)行。此配置的另一個(gè)問(wèn)題是在僅連接檢測(cè)電路、繼電器 K2 打開(kāi)且繼電器 K1 關(guān)閉的情況下操作電源。這實(shí)際上會(huì)使通過(guò)負(fù)載的感測(cè)引線連接短路。當(dāng)電源以最大功率運(yùn)行時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致保護(hù)電阻 R1 和 R2 與負(fù)載串聯(lián)。

　　帶內(nèi)部電阻的遠(yuǎn)程感應(yīng)保護(hù)
　　圖 1 使用內(nèi)部電阻的遠(yuǎn)程檢測(cè)保護(hù)
　　使用替代方法進(jìn)行遠(yuǎn)程感應(yīng)保護(hù)，但它也有一些缺點(diǎn)。如圖 2 所示，遠(yuǎn)程檢測(cè)電壓 VSX+ 減去 VSX- 在加電周期開(kāi)始時(shí)通過(guò)電源內(nèi)部的電子開(kāi)關(guān)進(jìn)行測(cè)試。電源在加電周期開(kāi)始時(shí)使用本地檢測(cè)。然后，它比反饋系統(tǒng)的響應(yīng)更快地快速切換到遠(yuǎn)程感測(cè)端子，以確定遠(yuǎn)程感測(cè)引線是否連接到負(fù)載。如果存在電壓，則電源保持遠(yuǎn)程感測(cè)配置，如果沒(méi)有，則重新建立本地感測(cè)連接。除了用戶在加電周期后切換或移除遠(yuǎn)程感測(cè)連接之外，該方案運(yùn)行良好。
　　　　圖 2 帶內(nèi)部電壓檢測(cè)的遠(yuǎn)程檢測(cè)保護(hù)
　　惡劣的負(fù)載條件
　　輸出電流紋波
　　交流轉(zhuǎn)直流電源通常在電源的輸出端子之間連接有電容器。這些電容器提供了一個(gè)分流路徑，用于減少電源轉(zhuǎn)換過(guò)程中產(chǎn)生的不需要的交流電流。這些電容器具有內(nèi)部串聯(lián)電阻，當(dāng)受到交流電流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生功率損耗，從而產(chǎn)生熱量。
　　如果來(lái)自負(fù)載的交流電流添加到電源產(chǎn)生的電流中，將電容器電流保持在可容忍的限度內(nèi)可能會(huì)成為一個(gè)問(wèn)題。這種條件可以通過(guò)連接到電源輸出端子的開(kāi)關(guān)型負(fù)載（例如降壓轉(zhuǎn)換器）來(lái)創(chuàng)建。如圖 3 所示，電源將吸收組件交流負(fù)載電流，具體取決于電容器 C1 和 C2 的內(nèi)部串聯(lián)電阻 R1 和 R2 的比率?！　∥肇?fù)載電流 紋波電流

　　圖3 灌負(fù)載電流紋波電流
　　重復(fù)短路操作
　　與過(guò)大的輸出電流紋波一樣，輸出電容器（尤其是鋁電解電容器）可能會(huì)因電源輸出端子短路而損壞。峰值電流僅受輸出電容器的內(nèi)部串聯(lián)電阻加上連接電纜的引線阻抗的限制。儲(chǔ)存在電容器中的能量在電容器中以熱量的形式釋放出來(lái)；反復(fù)短路輸出端子可能會(huì)導(dǎo)致性能下降或?yàn)?zāi)難性故障。薄膜電容器（例如采用聚丙烯薄膜的電容器）具有較低的耗散因數(shù)，并且比鋁電容器能夠承受更多的濫用，但這些電容器在給定尺寸下具有較低的額定電容，這會(huì)損害濾波性能。輸出紋波性能與可靠、重復(fù)的短路操作之間的權(quán)衡是一個(gè)設(shè)計(jì)約束。
　　反饋電壓
　　直流電源經(jīng)常連接到有自己的能源的負(fù)載或產(chǎn)生超過(guò)電源額定值的電壓和電流的負(fù)載。典型示例有電池負(fù)載、直流電機(jī)和電機(jī)控制器；這些負(fù)載能夠雙向流動(dòng)?！　ФO管的反饋電壓保護(hù)

　　圖 4 帶二極管的反饋電壓保護(hù)
　　將電池連接到電源的輸出端子可能會(huì)導(dǎo)致輸出電容器快速充電并產(chǎn)生過(guò)大的輸出電流。如圖 4 所示，在電源輸出和電池之間放置一個(gè)串聯(lián)二極管 D1，可防止電壓反饋到電源的輸出端子。將電源配置為在負(fù)載處進(jìn)行遠(yuǎn)程感測(cè)，可消除二極管電壓偏移。此外，當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)，二極管可以防止電池通過(guò)電源放電。 （交流轉(zhuǎn)直流電源通常在輸出電容器上具有泄放電阻，以便在電源關(guān)閉時(shí)釋放任何存儲(chǔ)的電荷。）
　　直流電機(jī)和電機(jī)控制器組合可以在嘗試再生能量時(shí)反饋電壓。如果電源無(wú)法耗散能量，則其輸出電壓將浮動(dòng)在電機(jī)或控制器產(chǎn)生的電壓上。如前所述，放置二極管可以保護(hù)電源的輸出不超過(guò)其額定電壓。
　　反向電壓
　　大多數(shù)交流轉(zhuǎn)直流電源在最終輸出功率處理階段采用二極管或同步整流器電路配置。這些組件將輸出電壓反向鉗位至幾伏。只要輸出電流保持在電源的額定值范圍內(nèi)，加載電源以產(chǎn)生反向電壓通常不會(huì)給輸出級(jí)（包括鋁電解電容器）帶來(lái)任何可靠性問(wèn)題。如果允許電流超過(guò)額定值，則應(yīng)用反向電壓源（例如電池）可能會(huì)損壞輸出功率半導(dǎo)體。如圖 5 所示，反向電壓保護(hù)可以通過(guò)串聯(lián)快速熔斷直流熔斷器 F1 和二極管 D1 來(lái)實(shí)現(xiàn)，浪涌額定值超過(guò)熔斷器的 i2t。通過(guò)這種保護(hù)方案，反向電壓連接將通過(guò)迫使電流流過(guò)保護(hù)二極管來(lái)清除保險(xiǎn)絲。　　帶二極管和保險(xiǎn)絲的反向電壓保護(hù)

　　圖5 使用二極管和保險(xiǎn)絲的反向電壓保護(hù)