性電源和開關(guān)電源在門禁系統(tǒng)中的比較

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(tǒng)的穩(wěn)定性，如果電源選得不好，會出現(xiàn)主機(jī)經(jīng)常死機(jī)、電鎖不鎖或電鎖經(jīng)常燒毀的現(xiàn)象，而現(xiàn)在市場上的門禁電源也是良莠不齊，線性電源標(biāo)稱功率和實際功率相差甚遠(yuǎn)，用普通開關(guān)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(guān)電源的原理和功能特點(diǎn)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(hù)電路等。 線性電源是先將220v交流電經(jīng)過變壓器變壓成為低壓交流電，經(jīng)過橋式整流電路整流濾波得到未穩(wěn)定的直流電壓，經(jīng)過初級濾波電容的濾波，通過穩(wěn)壓管穩(wěn)壓，再經(jīng)過次級濾波電容濾波，達(dá)到相對穩(wěn)定的電壓，要達(dá)到高精度的直流電壓，必須經(jīng)過電壓反饋調(diào)整輸出電壓，這種電源技術(shù)很成熟，可以達(dá)到很高的穩(wěn)定度，波紋也很小，而且沒有開關(guān)電源具有的干擾與噪音。但是它的缺點(diǎn)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(dāng)大，而且電壓反饋電路是工作在線狀態(tài)，調(diào)整管上有一定的電壓降，在輸出較大工作電流時，致使調(diào)整管的功耗太大，轉(zhuǎn)換效率低，還要安裝很大的散熱片。
開關(guān)電源主要包括輸入電網(wǎng)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(hù)電路。輸入電網(wǎng)濾波器的功能是來自電網(wǎng)，如電動機(jī)的啟動、電器的開關(guān)、雷擊等產(chǎn)生的干擾，同時也防止開關(guān)電源產(chǎn)生的高頻噪聲向電網(wǎng)擴(kuò)散。 輸入整流濾波器是將電網(wǎng)輸入電壓進(jìn)行整流濾波，為變換器提供直流電壓。 變換器是開關(guān)電源的關(guān)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(wǎng)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(fù)載的干擾?？刂齐娐份敵鲋绷麟妷海⑵渑c基準(zhǔn)電壓比較，進(jìn)行放大，以此控制調(diào)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(wěn)定。 保護(hù)電路的作用是當(dāng)開關(guān)電源發(fā)生過電壓、過電流短路時，保護(hù)電路使開關(guān)電源停止工作以保護(hù)負(fù)載和電源本身。 開關(guān)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(guān)電源省去下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(guān)電源中的逆變電路完全是數(shù)字調(diào)整，同樣能達(dá)到非常高的調(diào)整精度。開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)是：體積小，重量輕，轉(zhuǎn)換效、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(diào)整管工作在放大狀態(tài)，因而發(fā)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(dāng)要制作多組電壓輸出時變壓器會龐大。開關(guān)電源的調(diào)整管工作在飽和和截至狀態(tài)，因而發(fā)熱量小，效（75％以上）而且省掉了大體積的變壓器。但開關(guān)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(wěn)壓二極管可以改善，另外由于開關(guān)管工作是會產(chǎn)生很大的尖峰脈沖干擾，也需要在電路中串連磁環(huán)加以改善。
門禁**電源是在普通電源的基礎(chǔ)上增加了push輸入點(diǎn)，也有的增加電信號控制輸入點(diǎn)，電路內(nèi)設(shè)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(xiàn)停電的自動供電。目前門禁**電源采用線性電源較為普遍，但經(jīng)常存在虛報功率的現(xiàn)象，標(biāo)稱3a的12v門禁電源，采用的是立式封裝的7812穩(wěn)壓（其大電流為0.5a），連一把0.45a的磁力鎖都無法驅(qū)動，很容易誤導(dǎo)設(shè)計者，按照標(biāo)稱值設(shè)計經(jīng)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(tǒng)的穩(wěn)定性埋下了隱患，當(dāng)然也有用立式7812穩(wěn)壓還能夠驅(qū)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(jīng)過穩(wěn)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(jīng)過穩(wěn)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(dá)到17v-20v，對于標(biāo)準(zhǔn)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(jīng)常容易出現(xiàn)鎖被燒毀的現(xiàn)象，我們往往歸罪于鎖的質(zhì)量問題，其實鎖的標(biāo)準(zhǔn)電壓是12v，17v-20v已經(jīng)**出了它的承受范圍。在選用線性電源的時候不要只看標(biāo)稱的電流，一定要經(jīng)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(tǒng)才有所**。
選用開關(guān)電源作為門禁電源時，電流的大小與標(biāo)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(guān)電源為了降對紋波的處理很簡單，這會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，如果紋波噪聲偏大會導(dǎo)致讀卡器燒毀或主機(jī)死機(jī)，也有特殊情況會出現(xiàn)與電鎖形成自激震蕩，導(dǎo)致電鎖不鎖，選用時好選擇針對門禁制作的門禁**電源，門禁**電源在設(shè)計時根據(jù)門禁的特殊需求，花成本增加穩(wěn)壓二極管、高頻電容、磁環(huán)等來降低紋波和噪聲，以避免雜波對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。另外開關(guān)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(chǎn)生較大的電磁輻射，當(dāng)把開關(guān)電源放在控制板附近時，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(guān)電源省掉了笨重的大變壓器，替換為高頻的小變壓器，當(dāng)金屬成本上漲時，其價格優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)，因為其損耗小，在**能源緊張的情況下，開關(guān)電源將成為趨勢，被多人采用。
門禁**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(shè)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(jī)，因其電路板較小，輔助保護(hù)電路較少，如果采用普通電源，經(jīng)常會出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象，這常常就是由于電鎖的反向電流所致，只要選用了門禁**電源就可以解決。在門禁**電源上還有ne555延時調(diào)節(jié)電路，正常都有1-10秒的延時時間調(diào)節(jié)，便于對開鎖延時時間的調(diào)節(jié)。
門禁電源的使用中也一定要注意布線的規(guī)范，220v輸入電線和12v輸出要分開，避免感應(yīng)電對設(shè)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(fù)荷工作，否則會增加系統(tǒng)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(tǒng)一開始工作正常，過了幾個月后會電鎖會不鎖，系統(tǒng)也會經(jīng)常死機(jī)，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(yuǎn)會導(dǎo)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**過30米，如果距離**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**些的門禁**電源都帶有電壓調(diào)節(jié)功能，可以根據(jù)現(xiàn)場的距離適當(dāng)調(diào)高電壓。
要想配置好門禁**電源，就一定要了解各種門禁設(shè)備的耗電情況，現(xiàn)將常規(guī)各種門禁設(shè)備的耗電情況簡述如下，因各廠家的產(chǎn)品有一定的差別，準(zhǔn)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(shù)僅做參考。
器材名稱
耗電情況
備注
網(wǎng)絡(luò)型門禁控制器
100ma
簡易型門禁一體機(jī)
80ma
讀卡器
50ma
低功耗電插鎖
啟動電流900-1200ma
靜態(tài)電流200-300ma
常用**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(tài)時沒有電流
不管是線性電源還是開關(guān)電源，雖然工作原理差別較大，同樣可以應(yīng)用在門禁系統(tǒng)中，只要我們了解工作原理，多加比較，都可以選出能夠給我們的門禁系統(tǒng)提供穩(wěn)定電壓的電源。
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