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    如何配置門禁電源

    2019-06-27 01:20:29

    大家都知道,強大通道管理系統帶給我們眾多管理上的方便。在享受這一切便利的同時你是否想到還有一位幕后英雄在為我們默默地工作呢?對了,那就是電源!相對于門禁主機、門禁鎖、讀卡器而言,它可能是微不足道的,但是我們要知道只有擁有一個穩定的電源才能使我們的門禁管理系統能夠更好的為我們服務??赡苣銓λ⒉涣私?,不過沒關系?,F在,就讓我們揭開那神秘的幕后英雄的面紗,好好的探詢一下究竟吧。

        在介紹電源之前,我有必要先向大家介紹一下電源的屬性和工作流程:電源其實只不過是一種能量轉換的設備。它能將220V的交流電轉變為門禁需要的低電壓強電流的直流電。
        在門禁工程中電源從造價比例上微不足道,它卻直接影響到了整個門禁系統的穩定性,如果電源選得不好,會出現主機經常死機、電鎖不鎖或電鎖經常燒毀的現象,而現在市場上的門禁電源也是良莠不齊,線性電源標稱功率和實際功率相差甚遠,用普通開關電源替代紋波又很大,讓使用者甚至工程商都很難選擇,本文對線性電源和開關電源的原理和功能特點作以簡單比較,并主要針對門禁電源的選擇提出我個人的看法,供大家參考。 
        線性電源的組成主要包括工頻變壓器、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路等。 線性電源是先將220V交流電經過變壓器變壓成為低壓交流電,經過橋式整流電路整流濾波得到未穩定的直流電壓,經過初級濾波電容的濾波,通過穩壓管穩壓,再經過次級濾波電容濾波,達到相對穩定的電壓,要達到高精度的直流電壓,必須經過電壓反饋調整輸出電壓,這種電源技術很成熟,可以達到很高的穩定度,波紋也很小,而且沒有開關電源具有的干擾與噪音。但是它的缺點是需要龐大而笨重的變壓器,在有色金屬快速漲價的今天,變壓器直接影響電源的成本,所需的濾波電容的體積和重量也相當大,而且電壓反饋電路是工作在線性狀態,調整管上有一定的電壓降,在輸出較大的工作電流時,致使調整管的功耗太大,轉換效率低,還要安裝很大的散熱片。 
        開關電源主要包括輸入電網濾波器、輸入整流濾波器、變換器、高頻變壓器、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路。輸入電網濾波器的功能是消除來自電網,如電動機的啟動、電器的開關、雷擊等產生的干擾,同時也防止開關電源產生的高頻噪聲向電網擴散。 輸入整流濾波器是將電網輸入電壓進行整流濾波,為變換器提供直流電壓。 變換器是開關電源的關鍵部分,它把直流電壓變換成高頻交流電壓,并且起到將輸出部分與輸入電網隔離的作用。高頻交流電壓再通過高頻變壓器變壓,輸出高頻的低壓電流。輸出整流濾波器將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波得到需要的直流電壓,同時還防止高頻噪聲對負載的干擾??刂齐娐窓z測輸出直流電壓,并將其與基準電壓比較,進行放大,以此控制調制振蕩器的脈沖寬度,從而控制變換器的輸出,以保持輸出電壓的穩定。 保護電路的作用是當開關電源發生過電壓、過電流短路時,保護電路使開關電源停止工作以保護負載和電源本身。 開關電源是將交流電先整流成直流電,再將直流逆變成交流電,再整流輸出成所需要的直流電壓,這樣開關電源省去線性電源中體積較大的低頻變壓器,以及電壓反饋電路。而開關電源中的逆變電路完全是數字調整,同樣能達到非常高的調整精度。開關電源的優點是:體積小,重量輕,轉換效率高、功率較大。但如果濾波做得不好,其噪聲紋波相對較大。 
        線性電源的調整管工作在放大狀態,因而發熱量大,效率低(35%左右),需要加體積龐大的散熱片,而且還需要同樣也是大體積的工頻變壓器,當要制作多組電壓輸出時變壓器會更龐大。開關電源的調整管工作在飽和截至狀態,因而發熱量小,效率高(75%以上)而且省掉了大體積的變壓器。但開關電源輸出的直流上面會疊加較大的紋波(50mV at 5V output typical),在輸出端并接穩壓二極管可以改善,另外由于開關管工作是會產生很大的尖峰脈沖干擾,也需要在電路中串連磁環加以改善。
        門禁專用電源是在普通電源的基礎上增加了push輸入點,也有的增加電信號控制輸入點,電路內設控制繼電器,輸出控鎖信號,可直接連接各種電鎖,并帶有NE555延時控制電路,控制鎖的開鎖延時,部分電源帶有充放電電路,可以連接鉛鋅蓄電池,以實現停電的自動供電。目前門禁專用電源采用線性電源較為普遍,但經常存在虛報功率的現象,標稱3A的12V門禁電源,采用的是立式封裝的7812穩壓(其最大電流為0.5A),連一把0.45A的磁力鎖都無法驅動,很容易誤導設計者,按照標稱值設計經常會有問題,并且電源功率在使用幾個月后還有所下降,為整體門禁系統的穩定性埋下了隱患,當然也有用立式7812穩壓還能夠驅動兩把磁力鎖的電源,其采用辦法是將鎖的電壓輸出直接連在整流橋的后端,不經過穩壓,直接給鎖供電,因為鎖的電源要求不高,暫時看不出什么問題,但因為沒有經過穩壓,其電壓一般在15V-18V左右,在夜間用電低峰,市電電壓升高時甚至能夠達到17V-20V,對于標準12V供電的電鎖來講電壓明顯偏高,使用中會明顯感覺鎖偏熱,經常容易出現鎖被燒毀的現象,我們往往歸罪于鎖的質量問題,其實鎖的標準電壓是12V,17V-20V已經超出了它的承受范圍。在選用線性電源的時候不要只看標稱的電流,一定要經過測試,得到它的實際電流,再留50%的余地來使用,這樣對整個系統才有所保障。
        選用開關電源作為門禁電源時,電流的大小與標稱相差的不大,但其紋波卻要特別注意,門禁電源對紋波的要求較高,普通的開關電源為了降低成本對紋波的處理很簡單,這會影響系統的穩定性,如果紋波噪聲偏大會導致讀卡器燒毀或主機死機,也有特殊情況會出現與電鎖形成自激震蕩,導致電鎖不鎖,選用時最好選擇針對門禁制作的門禁專用電源,門禁專用電源在設計時根據門禁的特殊需求,花成本增加穩壓二極管、高頻電容、磁環等來降低紋波和噪聲,以避免雜波對系統穩定性的影響。另外開關電源因為電路中要把220V 50HZ的低頻電壓變換為高頻電壓,所以會產生較大的電磁輻射,當把開關電源放在控制板附近時,最好用金屬將其封閉,這樣才能屏蔽高頻電磁波對控制電路的干擾。因為開關電源省掉了笨重的大變壓器,替換為高頻的小變壓器,當金屬成本上漲時,其價格優勢逐漸顯現,更因為其損耗小,在全球能源緊張的情況下,開關電源將成為趨勢,被更多人采用。
        門禁專用電源一般都有PUSH輸入和電鎖輸出,用繼電器把控制器輸入與電鎖輸出隔開,在電鎖輸出設有防止反向電流的二極管,這樣就有效地防止了電鎖的反向電壓對控制器、讀卡器的影響,尤其是一體門禁機,因其電路板較小,輔助保護電路較少,如果采用普通電源,經常會出現死機現象,這常常就是由于電鎖的反向電流所致,只要選用了門禁專用電源就可以解決。在門禁專用電源上還有NE555延時調節電路,正常都有1-10秒的延時時間調節,便于對開鎖延時時間的調節。
        門禁電源的使用中也一定要注意布線的規范,220V輸入電線和12V輸出要分開,避免感應電對設備的干擾。由于門禁是長時間工作,其電源的選擇一定要留有足夠的余地,切忌讓電源滿負荷工作,否則會增加系統的故障率,電源本身在使用一段時間后也會有一定的衰減,這就是為什么有的門禁系統一開始工作正常,過了幾個月后會電鎖會不鎖,系統也會經常死機,這就是電源的配置偏低所致。
    門禁電源的安裝位置要盡量離電鎖較近,線路遠會導致較大的線路損耗,使實際給鎖供電電壓偏低,建議電源距鎖的距離不超過30米,如果距離超過30米,首先是選擇較大的線徑的控鎖線(線徑在0.5mm以上),另外高端些的門禁專用電源都帶有電壓調節功能,可以根據現場的距離適當調高電壓。
        要想配置好門禁專用電源,就一定要了解各種門禁設備的耗電情況,現將常規各種門禁設備的耗電情況簡述如下,因各廠家的產品有一定的差別,準確的功率情況要參照廠家的說明書,下表中的各種器材的耗電參數僅做參考。

       

    器材名稱

    耗電情況

    備注

    網絡型門禁控制器

    100MA


    簡易型門禁一體機

    80MA


    讀卡器

    30-80MA


    低功耗電插鎖

    啟動電流900-1200MA

    靜態電流200-300MA

    常用高端智能電插鎖都是低功耗的

    高功耗電插鎖

    450MA


    280Kg磁力鎖

    450MA


    電控鎖

    1000-3000MA

    開鎖時電流,靜態時沒有電流

     

        不管是線性電源還是開關電源,雖然工作原理差別較大, 但也可以應用在門禁系統中,只要我們了解了工作原理,多加比較,都可以選出能夠為我們的門禁系統提供穩定電壓的電源。



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