也談開關(guān)電源在智能疏散中的重要性
也談開關(guān)電源在智能疏散中的重要性
文/陳工談消防應急照明
開關(guān)電源是集中電源（或應急照明配電箱）的核心重要配件，由于GB51309-2018倡導對消防燈具的人性化（低壓要求）和節(jié)能（直流要求）供電要求，奠定了開關(guān)電源在智能疏散系統(tǒng)中的重要位置。 然而，如此重要的核心配件，行業(yè)卻出現(xiàn)了一些廠商違規(guī)在開關(guān)電源這個重要核心配件上走功率減配、性能低配這種歪門邪道。 以小充大的減配貓膩行為往往會導致集中電源長期滿載甚至超載運行而使系統(tǒng)出現(xiàn)“心慌”。 以次充好的低配“偷雞”行為往往會導致集中電源產(chǎn)品性能差劣、故障頻發(fā)、拆板/換板頻繁、使用壽命大減而使系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)“心顫”。 同時，智能疏散系統(tǒng)的可靠性因此大大降低，給系統(tǒng)運行的疏散逃生帶來安全隱患上的“心悸”。 一臺高效優(yōu)質(zhì)的36V/200W開關(guān)電源（AC-DC）成本需要90元以上，而低劣產(chǎn)品只需30~40元。劣幣驅(qū)逐良幣，使一些正規(guī)大廠商和使用單位感到“心塞”。 B）GB17945-2010是12年前頒布施行的規(guī)范（修訂版千呼萬喚不出來），對現(xiàn)行產(chǎn)品性能方面的規(guī)范本身就存在不足（尤其是集中控制類疏散產(chǎn)品），跟不上與時俱進的步伐。 C）之前行業(yè)的兩部國家標準僅強調(diào)對系統(tǒng)及其組成部件的功能規(guī)范，而沒有對各部件的核心配件的重要性能指標加以規(guī)范（譬如開關(guān)電源、蓄電池組等的最低保用期壽命、開關(guān)電源的最低電能轉(zhuǎn)換效率、消防燈具光源的最低發(fā)光效率、控制器主機主要配件的最低配置等）。 D）好不容易盼來了產(chǎn)品檢測標準修訂版GB/T16838-2021頒布施行，還是沒有彌補對以上核心配件重要性能規(guī)范的不足。 長期僅重視產(chǎn)品功能而忽視其性能的結(jié)果，導致行業(yè)低劣產(chǎn)品及主要配件滿天飛，產(chǎn)品價格沒有最低，只有更低，開關(guān)電源也不例外。 開關(guān)電源的“以小充大”虛標低配，一般都是廠商的行為。 部分廠商為了要拿到檢測報告和認證3C證書，其送檢產(chǎn)品是符合規(guī)范要求的“正品”，而銷售產(chǎn)品則是為了降低成本的不合規(guī)“非標產(chǎn)品”。 其產(chǎn)品不一致性主要體現(xiàn)在：開關(guān)電源以小充大，虛標作假，譬如一些廠商以實際300W的開關(guān)電源充當500W型號去配置集中電源（或應急照明配電箱），“小馬拉大車”現(xiàn)象在一些廠商中比較普遍。 主要原因是： ①其銷售端大膽而靈活，主要是“占設計院圖紙空子”即利用設計的回路功率冗余度大而偷減虛標（冗余設計的初衷是保障可靠度和開關(guān)電源使用壽命）。 ②部分廠商利用《民規(guī)》GB50352-2019與GB51309-2018在規(guī)范回路帶載燈具數(shù)量上的沖突（即30盞與60盞的不同）而違規(guī)去做功率匹配上的“偷雞”低配。根據(jù)國標GB51309-2018規(guī)范的“主電異常下的事故應急照明不能截斷消防市電”要求，智能疏散配置的開關(guān)電源，在帶載功率達120%（即超載20%）時還能正常運行才算合格；而一些廠商銷售產(chǎn)品配用的開關(guān)電源多數(shù)低于額定容量的80%，配置100%算是“有良心者”。 配圖來源：網(wǎng)絡 心臟有問題，人經(jīng)常會感到發(fā)慌。智能疏散也一樣，性能差劣的開關(guān)電源，也會使系統(tǒng)運行“力不從心而發(fā)慌”，故障頻發(fā)，拆板/換板頻繁。 開關(guān)電源的性能在集中電源（或應急照明配電箱）乃至整個疏散系統(tǒng)中占有重要位置，它的正常運行對系統(tǒng)非常重要。好比一個人患有心臟病，怎么能做到高效工作？ 開關(guān)電源的高效性、耐用性突出在其性能指標，主要體現(xiàn)在以下三個方面： （1）環(huán)保、高效（電能轉(zhuǎn)換效率高、故障率低）、使用壽命長：好的人格會對社會負責，不對社會產(chǎn)生負面影響。開關(guān)電源也一樣，其輸入進線端是公共電網(wǎng)及用戶內(nèi)網(wǎng)，“吃”進來的電能，不僅要“吃”得又快又好，還不能亂扔垃圾污物（比喻為高頻整流產(chǎn)生的高次諧波）到大眾場所（比喻為前端公共電網(wǎng)）及用戶內(nèi)網(wǎng)。 好的開關(guān)電源產(chǎn)品一定是： A）有高效EMI設計，高次諧波污染少及具有諧波隔離措施（也包括其輸出端）。 B）輸入功率因數(shù)高：利用高頻IGBT整流和PFC功率因數(shù)自行調(diào)節(jié)的電路設計，輸入端的電能利用率極高。 有些大品牌廠商的開關(guān)電源產(chǎn)品采用IGBT高效器件結(jié)合軟開關(guān)（即零關(guān)斷）PWM電路設計，使開關(guān)耗損降為零，從而使開關(guān)電源整機的電能轉(zhuǎn)換效率（能效）可高達0.95。 能效高、發(fā)熱低，采用自冷散熱式（即無軸流風機）設計的優(yōu)勢就更加突出，其可靠性、安全性高，使用壽命可長達6~10年。然而，目前智能疏散行業(yè)多數(shù)廠商為了價格成本，其配用的開關(guān)電源多數(shù)是采用MOS功率器件（DC-DC變流的脈寬調(diào)制PWM）以及簡化的保護電路設計（低效），成本較低（相差一倍以上）具有價格優(yōu)勢。但MOS管的導通電阻大，在高壓、大電流應用中功耗大，容易熱失控（譬如軸流風機故障等）和過壓、過流而“炸管”，MOS的耐壓界限是250V（電壓范圍窄，一般不能用于B型集中電源的開關(guān)電源），耐高溫特性也比IGBT差很多，過流/過溫是低壓A型開關(guān)電源“炸管”的最大原因，功率較大的MOS管型開關(guān)電源更易“炸管”。瞬態(tài)電壓時MOS也會受到一定干擾，而IGBT可以處理任何瞬態(tài)電壓和電流（即耐受浪涌電壓和電流沖擊能力很強）。 低劣的開關(guān)電源產(chǎn)品性能差、故障率高、可靠性及耐用性較差，壽命也短（使用壽命一般只有2~3年，具體敘述參見后附的相關(guān)介紹）。另外，差劣的開關(guān)電源輸出波紋相對也較大，如果濾波或隔離欠缺則對集中電源（或應急照明配電箱）二總線輸出的電源載波回路易產(chǎn)生通訊干擾，對后端燈具性能和使用壽命也造成影響。問題來了，他們怎么通過產(chǎn)品的檢測認證？筆者之前說過，商業(yè)江湖套路多，這里就不多說了。 本段說到開關(guān)電源的功率因數(shù)和能效，筆者最后再補充一下： A）開關(guān)電源整機能效包括：初始整流端的AC-DC、中間環(huán)節(jié)DC-DC變流（包括PWM脈寬調(diào)制）、后端直流配電的總體能效。多數(shù)智能疏散廠商集中電源的開關(guān)電源是外購的通用型開關(guān)電源成品，有些中間環(huán)節(jié)PWM脈寬調(diào)制（即兩線制電源載波輸出的DC-DC設計需要）或組合的BOOST升壓電路為自己設計，外購市場通用型開關(guān)電源由于是常規(guī)整流和MOS變流設計，輸入功率因數(shù)（能效）較低（與品牌無關(guān)）。 B）開關(guān)電源輸出端因為是直流，線性直流電無輸出功率因數(shù)概念，即開關(guān)電源與燈具之間的功率匹配理論上視為1：1；但由于開關(guān)電源MOS或IGBT開關(guān)損耗的存在（尤其是BOOST升壓電路），“輸出功率因數(shù)”可視為0.95（與后端燈具功率做匹配關(guān)系）。 （2）可靠性、安全性、合規(guī)意識：開關(guān)電源使用的嚴酷自然環(huán)境條件和電網(wǎng)環(huán)境條件是對其可靠性、安全性的現(xiàn)實考驗，同時也是其具體性能體現(xiàn)的試金石。開關(guān)電源在自然環(huán)境條件的高溫、高濕度、沿海空氣鹽蝕等場所運行，其輸入端電網(wǎng)（消防主電）存在浪涌、感應雷電、輸入噪聲耦合干擾的現(xiàn)實可能狀況，其輸出端的短路保護性能、過載能力、直流配電恒壓輸出能力等，都是開關(guān)電源具體可靠性、安全性的性能體現(xiàn)。 雖然2022年3月1日國家最新修訂頒布實施的《國家消防電子產(chǎn)品環(huán)境試驗方法及嚴酷等級》GB/T16838-2021新增了“交流電源端口諧波”等幾條嚴酷條件，而且新修訂的舊條款也更加“嚴酷”（參見如下截圖）。
在開關(guān)電源的耐受嚴酷自然環(huán)境條件方面，集中電源、應急照明配電箱廠商需要對其開關(guān)電源的電路板做防潮/防霉/防腐（鹽蝕）的刷漆或噴漆處理（國家主管單位和監(jiān)管部門需要加強此種防護規(guī)范和事后監(jiān)管），而且對開關(guān)電源成品需做高溫、高濕嚴酷流程生產(chǎn)工序（執(zhí)行GB/T16838-2021標準）。但部分智能疏散廠商配用的整流端開關(guān)電源因為是外購的通用型，少數(shù)會有做防潮/防霉/防腐（鹽蝕）的刷漆或噴漆處理工藝。電能轉(zhuǎn)換效率低而依靠軸流風機散熱的開關(guān)電源，往往內(nèi)部吸塵、積塵會更多，更需要對其電路板進行刷/噴漆處理（灰塵帶正電荷，且厚灰塵易吸濕而結(jié)露）。
雖然《開關(guān)電源性能通用規(guī)范》（2020/08/28實施的行業(yè)標準）已列入CQC零部件認證范疇（做CCC認證,需提供CQC證書）。但是，還是有一些廠商送檢一套、背后一套，即其送檢產(chǎn)品是符合規(guī)范要求的“正品”，而銷售產(chǎn)品則是為了降低成本的不合規(guī)“非標產(chǎn)品”。
對于開關(guān)電源的可靠性，行業(yè)還需要關(guān)注一個易被忽略的要點：應急回切沖擊電流的破壞性影響。分析回切沖擊電流，就應先搞清開關(guān)電源可靠性與ATS切換時間的關(guān)系。
在集中電源的應用中，ATS（雙電源自動切換開關(guān)）是開關(guān)電源AC-DC直流輸出端與蓄電池電源的互投切換部件，在火警應急切換和主電異常的切換中擔負重要的作用，因為一旦切換失敗，就意味著集中電源設備在緊急情況下的失效，帶來的安全隱患和重大事故影響是不可預測的。
首先，我們要知道什麼是回切沖擊電流？大家知道集中電源的應急切換是主電（即消防市電）切換到蓄電池電源的過程，那么“回切”就是應急狀態(tài)消除后的蓄電池電源瞬間轉(zhuǎn)回到主電（即消防市電）供電的過程。因這兩個切換過程都是帶載（往往重載）瞬間切換，存在很大的瞬間沖擊電流。這個幾倍的沖擊電流如果回饋到功率器件端（MOS管、IGBT）則會給其帶來莫大考驗，專業(yè)設計工程師一般會使MOS管或IGBT冗余度保留在額定電流的四倍以上，具體倍數(shù)與切換時間等級（參見后敘）、設計的濾波電容器大小等有關(guān)。因此應急切換回路的前置開關(guān)電源電容器不僅起濾波消除紋波作用，還需考慮緩沖ATS回切帶來沖擊電流的不利影響，如果開關(guān)電源功率管（MOS管、IGBT）冗余倍數(shù)偏低，或整流后端的濾波電容偏小（有些廠商精算減成本或技術(shù)工程師疏忽了回切沖擊電流因素），則會造成應急回切的不可靠性大增。這是應急照明行業(yè)所配開關(guān)電源與其它行業(yè)應用（譬如計算機等IT行業(yè)）完全不同的地方。然而，GB17945-2010和GB/T16838-2021規(guī)范中沒有出現(xiàn)滿載和超載20%切換的表述（即：僅有滿載和超載20%運行而沒有“滿載、超載切換”），送檢的集中電源產(chǎn)品是否有檢測超載達120%的切換項？筆者暫時不知。
因此，智能疏散廠商開關(guān)電源產(chǎn)品的設計需要根據(jù)應急照明這個特定應用場所的性質(zhì)去調(diào)整和選擇。
然而，目前消防應急照明行業(yè)的開關(guān)電源極少數(shù)是智能疏散廠商自己設計開發(fā)生產(chǎn)，多數(shù)是外購的通用產(chǎn)品（即不分行業(yè)應用的大路貨），往往忽視了：
集中電源應急轉(zhuǎn)換的ATS回切沖擊電流因素；
開關(guān)電源可靠性與ATS切換時間的關(guān)系。
會導致開關(guān)電源因耐受ATS回切沖擊電流的性能比較差，故障率高，經(jīng)常出現(xiàn)“炸管”維修的現(xiàn)狀。
尤其是高速切換型，譬如有些廠商產(chǎn)品檢測報告上標示的0.01秒，筆者表示質(zhì)疑。
因為轉(zhuǎn)換時間包括：斷電或來電的檢測時間T1+主控通訊傳導時間T2+開關(guān)啟動執(zhí)行時間T3，接觸器開關(guān)（功率繼電器速度快，但只適合小功率）在10毫秒內(nèi)轉(zhuǎn)換難做到，即使做到了，應急后的回切沖擊電流很大（犧牲切換的可靠度），因此沒必要采用如此等級的高速切換設計。
（注：GB/T16838-2021、GB17945-2010對送檢產(chǎn)品僅有“通電運行”“檢查其工作情況”等表述，而沒有通電滿載、超載20%來回切換運行這種硬性要求（如下截圖），這樣會造成出現(xiàn)漏網(wǎng)之魚，筆者建議后續(xù)新修訂的GB17945-2010對此加以完善，杜絕檢測人員“靈活”操作的漏洞）。
另外，切換時間與可靠性的關(guān)系也很重要，行業(yè)需要了解。
眾所周知，GB 17945—2010規(guī)定蓄電池電源（集中電源）常規(guī)應急切換時間不大于5s，人群密集特殊場所的轉(zhuǎn)換時間不大于0.5s，高危險領域（譬如配電室、危險品生產(chǎn)設備的操作等）安全應急照明的轉(zhuǎn)換時間應不大于0.25s（國際IEC標準也如此）。
然而，對于切換時間與可靠性的關(guān)系知者較少。還有對于“智能疏散”控制器主機、集控型應急照明配電箱通訊單元的蓄電池電源與主電（消防市電）的合理切換時間要求，知者更少。通訊單元其電源的ATS轉(zhuǎn)換時間要求是：為了不造成主機在雙電源切換時死機（存在管理數(shù)據(jù)掉失/不利于未來智慧消防大數(shù)據(jù)交互）或通訊端中斷，ATS轉(zhuǎn)換時間需小于3ms（毫秒），合理的設計一般是采用在線式UPS不間斷電源的電路模塊或整機。可惜GB17945-2010對此并無要求，大概是認為無關(guān)緊要還是疏忽？（如下截圖）
下面我們來分析切換時間、切換設計方式與可靠性的關(guān)系：帶載功率較大的集中電源如果起動過快，其ATS開關(guān)會產(chǎn)生很大的暫態(tài)電流沖擊，甚至會損壞功率切換器件，因此，對于大功率回路負荷均應為緩起動特性，且功率越大，起動越緩，可靠性越高。對切換時間無苛刻要求的應用場合一般采用機械切換開關(guān)進行投切，功率較小的集中電源一般采用功率繼電器（速度快/可靠性低/故障率高），功率較大的集中電源一般采用直流接觸器（低速/可靠度高/價格高）。零切換∶相當于在線式直流UPS（不間斷電源）電路設計。
切換時間與可靠性的關(guān)系∶
①低速轉(zhuǎn)換方式是最可靠的集中電源應急轉(zhuǎn)換方式，主要用于功率大、電流大的ATS切換設計。
②快速轉(zhuǎn)換方式主要用在功率小、電流不大的ATS切換設計。
③高速轉(zhuǎn)換方式是以雙電源可能產(chǎn)生環(huán)流、浪涌、短路、起動沖擊等導致的高故障率來換取的。
④轉(zhuǎn)換時間每提高一個級別，集中電源的可靠度就下降一個層次。
⑤在某些毫秒級或零切換的特殊要求場合（譬如控制器主機自身的應急電源切換），建議使用在線式UPS不間斷電源設計方式。
然后，一些對系統(tǒng)可靠度要求特別高的重要應用領域（譬如地鐵、高鐵站、大型機場等人員密集、人流量又特別大的高端應用場所），為了保證集中電源（或應急照明配電箱）運行的絕對可靠度，避免因單組（份）開關(guān)電源（行業(yè)目前幾乎均為單組份設計）故障失效而發(fā)生重要區(qū)域的應急疏散照明癱瘓，譬如集中電源故障造成大片區(qū)域應急照明失效而發(fā)生群體踩踏傷亡或火災事故等。因此，對于地鐵、高鐵、機場等特別重要場所的集中電源，很有必要對其開關(guān)電源進行串聯(lián)熱備份或雙模組并聯(lián)設計（如下圖所示的某地鐵招標文件要求）。
開關(guān)電源功率單元的串聯(lián)熱備份或雙模組并聯(lián)設計可以參考IT行業(yè)的UPS不間斷電源模式。功率模組的并聯(lián)或串聯(lián)熱備份設計在IT行業(yè)的服務器、計算機通訊等應急備用供電應用中非常普遍也非常成熟。為了最大限度保障核心要害設備（服務器、程控交換機等）的供電可靠性，IT行業(yè)往往對其UPS不間斷電源采取并機或串聯(lián)熱備份供電的設計方式。雙模組并聯(lián)或串聯(lián)熱備份設計的A型集中電源原理圖示如下。
需要進一步說明開關(guān)電源雙模組并聯(lián)與串聯(lián)熱備份的區(qū)別和設計選擇：
1）雙模組并聯(lián)或串聯(lián)熱備份的功能設計追求的是其供電可靠度，即以雙倍的功率硬件成本代價換取更高的可靠度保障。
2）并聯(lián)連接不但可靠性提高了，而且帶載的能力也加強了，因為是并聯(lián)，在雙機（兩組功率模塊）中，就具有著兩倍的負載能力，所以在冗余的情況下，系統(tǒng)的過載和耐沖擊能力比熱備份連接強得多；在非冗余的情況下，它的并聯(lián)可以再增容，這是熱備份連接技術(shù)所不能實現(xiàn)的。
3）并聯(lián)或串聯(lián)熱備份并不能增大集中電源（或應急照明配電箱）的組合輸出功率，僅是提高其運行的可靠度、過載和耐電流沖擊能力。譬如集中電源內(nèi)部設計的兩組100W功率模塊單元以并聯(lián)方式運行，其后端匹配最大的燈具總功率一般并不能帶載100W×2=200W，而是仍然為100W（僅為提高、保障供電可靠度）。因為如果輸出配帶200W燈具時，一旦其中一組模塊出現(xiàn)故障，則另一組立即會出現(xiàn)超載到200%（即200W燈具負載全由一組100W模塊來承擔）而被保護出現(xiàn)整機癱瘓停機（除非每組模塊的功率冗余度設計為200%以上）。
智能疏散應用場所的性質(zhì)（使用環(huán)境）已發(fā)生了很大變化：房地產(chǎn)住宅和工業(yè)廠房占據(jù)整個社會建筑的60%以上，智能疏散應用的這個絕對大頭主流市場已由大城市轉(zhuǎn)移到地級市、縣市鄉(xiāng)鎮(zhèn)。從大型地產(chǎn)商的最近幾年的拿地區(qū)域特點，以及工業(yè)企業(yè)從沿海大城市遷移到內(nèi)地縣市鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)園區(qū)的頻率就是明顯佐證。縣市鄉(xiāng)鎮(zhèn)基層地區(qū)的電網(wǎng)環(huán)境和自然環(huán)境條件相對嚴酷得多。譬如多灰塵、電網(wǎng)電壓大幅波動、浪涌電壓、雷擊感應傳導（縣市鄉(xiāng)鎮(zhèn)的高架電纜有別于大城市的地下管道埋設電纜）對開關(guān)電源是一大變化中的考驗。
（1）多灰塵、潮濕、夏季高溫等的環(huán)境條件：使用環(huán)境已不像以往大城市眾多商超、公建項目那樣理想。開關(guān)電源是集中電源的一個重要關(guān)鍵配件，其抗（耐）高溫、高濕、多灰層的性能直接影響著集中電源的耐用性（故障率和長期使用壽命）。多灰層的環(huán)境往往在兩三年內(nèi)電路板上就會積壓一定厚度的灰層，尤其是電能轉(zhuǎn)換效率不高（90%以下）的開關(guān)電源一般都具有軸流風機散熱設計（一年內(nèi)就會積壓很厚的灰層），春末夏初的空氣潮濕季節(jié)電路板上的厚灰層就會吸濕甚至結(jié)露，造成電路板上的微電路短路、腐蝕斷路等失控故障。
（2）適應更嚴酷電網(wǎng)輸入和自然環(huán)境條件的規(guī)范要求：國標GB51309-2018規(guī)范下的“智能疏散”現(xiàn)已大量應用于縣市鄉(xiāng)鎮(zhèn)基層住宅和工業(yè)廠房建筑，而基層的縣市鄉(xiāng)鎮(zhèn)級別不良電網(wǎng)環(huán)境條件，譬如電壓大幅波動、持續(xù)高壓或低壓、停電多發(fā)等帶來集中電源內(nèi)部ATS的頻繁切換。自然環(huán)境條件也相對比較嚴酷，多灰塵、高濕度、鼠患多等等，以及特殊地帶的高海拔低氣壓、晝夜溫差較大，冬季的超低氣溫等特征都需要考慮開關(guān)電源的適應使用條件。
這是行業(yè)現(xiàn)在普遍不太重視的地方，將來行業(yè)必然會出現(xiàn)：開關(guān)電源由于目前設計沒有認識到（意識問題）應用場所發(fā)生了較大變化而不加以重視改進應對，導致以后產(chǎn)品運行的故障率較高、安全隱患不斷加大而付出代價。
因此，行業(yè)需要對集中電源和集控型應急照明配電箱采取如下設計改進措施：
①開關(guān)電源的輸入電壓范圍從GB17945-2010規(guī)定的-15%~+10%放寬到±20%甚至±25%才合理、合適。
理由如下：
新修訂的GB17945（送審稿）草案中筆者見過已修改為±20%，是一個很大的進步（但千呼萬喚未出來）。
可以倒逼行業(yè)廠商采用高效的IGBT整流（大電流優(yōu)勢）和PFC功率因素校正電路設計（節(jié)能環(huán)保、可靠性高、使用壽命長）。這是因為國標GB51309-2018規(guī)范下（新增了兩條強制使用條件）的集控型疏散系統(tǒng)已大量應用于基層住宅和工業(yè)廠房建筑，而基層的縣市鄉(xiāng)鎮(zhèn)電網(wǎng)環(huán)境條件更差決定的（譬如電壓大幅波動帶來的集中電源內(nèi)部ATS的頻繁切換而加大了故障概率）。
IT行業(yè)（計算機、程控通訊等）的UPS不間斷電源（屬于精密電源性質(zhì)）這種相對優(yōu)越應用環(huán)境的設備均采用±25%寬電壓輸入規(guī)范，為何消防應急照明這種嚴酷電網(wǎng)條件卻不采用？
過窄的電壓輸入范圍會導致蓄電池過多頻繁放電，縮短蓄電池壽命和浪費儲能資源。
②對開關(guān)電源電路板強制全部采取刷漆等工藝的防護處理，即加強其防潮、防霉、耐靜電灰塵、耐鹽蝕影響等防護性能。
③DC-DC變流應采用IGBT器件結(jié)合整流PFC功率因數(shù)校正的設計（并規(guī)范輸入功率因素應不低于0.95）和隔離措施，提高輸入功率因數(shù)并減少高次諧波污染公共電網(wǎng)。
（3）開關(guān)電源多樣化的認識：開關(guān)電源的電路結(jié)構(gòu)有多種，組合可構(gòu)成多種方式的開關(guān)電源（價格和性能差異很大）。因此行業(yè)集中電源廠商或使用方需識別各種開關(guān)電源類別的價格、性能和對應的場所功能要求，選出或自造出滿足自己需要的開關(guān)電源定位產(chǎn)品。采購方或使用者也需要“慧眼識真”，低劣品與優(yōu)質(zhì)品的價格往往相差一倍以上，決定了集中電源這個“心臟”是健康還是亞健康狀態(tài)。
具體電路結(jié)構(gòu)有：
(A)按驅(qū)動方式分，有自勵式和他勵式。
(B)按DC/DC變換器的工作方式分:
單端正勵式和反勵式、推挽式、半橋式、全橋式等;
降壓型、升壓型和升降壓型等。
(C)按電路組成分，有諧振型和非諧振型。
(D)按控制方式分:
脈沖寬度調(diào)制(PWM)式;
脈沖頻率調(diào)制(PFM)式;
PWM與PFM混合式。
(E)按電源是否隔離和反饋控制信號耦合方式分，有隔離式、非隔離式和變壓器耦合式、光電耦合式等。
最后，筆者留下一段愛業(yè)者的心痛感言：經(jīng)過了上述“看舌頭、把脈、聽心音、做CT和心電圖”的詳細分析和確診，病癥、病因、病理都明白透徹了。那么，接下來就剩下醫(yī)治用藥，智能疏散行業(yè)需要“速效救心丸”！寄望行業(yè)主管部門能盡早完善“藥典”，盡快給予“下重藥”醫(yī)治。筆者明年再來看看這個“亞健康”配件產(chǎn)品的復診記錄。
下滑查看↓ 附：開關(guān)電源的電能轉(zhuǎn)換效率概述 在智能疏散行業(yè)，開關(guān)電源是集中電源和集控型應急照明配電箱的關(guān)鍵配件之一。電能轉(zhuǎn)換效率（即能效）是決定集中電源（或集控型應急照明配電箱）的耐用性（故障率）、節(jié)能性、使用壽命等的關(guān)鍵性能參數(shù)。 ①300W以上能效低于90%者，其DC-DC功率器件（MOS管等）發(fā)熱比較高，低于85%者其功率器件發(fā)熱更大（特別差劣者）。一般來說，300W以上能效低于90%者需采取設計軸流風機對其電路板上的功率散熱器散熱。軸流風機的采用會導致軸流風機自身出現(xiàn)故障時（長期不間斷運行）功率器件（尤其是MOS管）急劇升溫而燒壞/炸裂出現(xiàn)故障。 另外，處在多灰層的環(huán)境中（集中電源和應急照明配電箱就是這種應用環(huán)境），軸流風機的使用會把周圍過多的灰層帶入機內(nèi)的電路板上積壓，一般會出現(xiàn)一兩年內(nèi)電路板的灰層積壓就很厚。在春夏之交的空氣潮濕季節(jié)，厚灰層吸濕甚至結(jié)露的電路板易發(fā)故障甚至引發(fā)短路燒毀。因此，能效低于87%者的開關(guān)電源，在多灰層環(huán)境條件下，故障率很高，壽命較短，一般只有2~3年的正常使用壽命，這主要是其特定的多灰塵應用環(huán)境和低劣開關(guān)電源性能造成的。此外，低劣的開關(guān)電源產(chǎn)品其輸入端整流產(chǎn)生的高次諧波一般也很高，多數(shù)也沒諧波隔離設計（成本因素），諧波大量反饋到用戶端電網(wǎng)也會對供電內(nèi)網(wǎng)產(chǎn)生一定有害影響（主要是對用戶端機房的通訊設備、服務器等高端、精密、貴重設備的正常運行以及使用壽命造成影響和損害）。 ②能效在90%以上者，其功率器件發(fā)熱相對較小，電路板上的功率器件可以依靠設計大塊頭鋁柵散熱器來實現(xiàn)自冷散熱。但在多灰層的環(huán)境時間長了，鋁柵上覆蓋的厚灰層也會影響了其散熱性能。因此，其因多灰層環(huán)境而產(chǎn)生故障率相對也高一些。 ③能效大于95%以上者，其功率器件發(fā)熱很小，電路板上的功率器件一般依靠設計小鋁片與機柜冷軋鋼板的殼體一側(cè)無縫貼接，依靠柜體（500W以上較大功率者）或單元小殼體（小功率型號）的冷軋鋼板來自冷散熱，其因多灰層環(huán)境而產(chǎn)品的故障率相對就很低。因此，能效大于95%以上者的開關(guān)電源，在多灰層環(huán)境條件下，故障率較低，壽命長，一般有6~8年甚至更長的使用壽命。另外，其輸入端整流電路產(chǎn)生諧波一般也很小，而且正規(guī)廠商一般都有諧波隔離設計措施，對供電電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染的不利影響很小。 能效的高低一般決定于三個因素：輸出電壓等級、功率器件種類的選擇、變流電路的設計類型。 1）輸出電壓（及功率）等級：極低壓類型的能效比較低，一般在60%以下（譬如手機充電器等），A型集中電源（或應急照明配電箱）一般為低壓的36VDC或24VDC中功率類型（輸出功率100~800W），能效在80%~95%之間。中功率開關(guān)電源一般在85%以上（個別特別低劣者在80~85%之間），具體決定于后兩個因素的設計。（注：低于100W稱為小功率是市場的習慣分類叫法。直流電源包括開關(guān)電源和線性電源；線性電源的能效一般只有60%左右，價格低，在智能疏散的四線制燈具回路中部分廠商有所采用） 2）功率器件種類的選擇：性能優(yōu)越的中功率開關(guān)電源多采用高效的IGBT功率管做變流設計（包括AC-DC整流、中段DC-DC變流或后段直流配電環(huán)節(jié)），再結(jié)合PFC功率因數(shù)自行調(diào)節(jié)的電路設計，輸入端的電能利用率高，一些正規(guī)大品牌產(chǎn)品的輸入功率因素高達0.99。而一些智能疏散廠商的開關(guān)電源產(chǎn)品更多采用的是橋堆整流和MOS管變流方式，MOS優(yōu)點是價格便宜、高頻特性好（更適合20KHZ以上應用場所）；缺點是導通電阻大，在高壓/大電流場合功耗較大/發(fā)熱大/能效低，器件容易壞（即炸管）；MOSFET（MOS）常見的損壞原因就是過壓損壞、過流損壞或者過熱損壞，不常見的損壞原因有因MOSFET驅(qū)動不良而損壞。而IGBT在較大功率場合下表現(xiàn)卓越，其導通電阻小，大電流特性好，耐壓高/不易炸管，但價格相對較貴。MOSFET多應用于一般通用開關(guān)電源、高頻感應加熱、高頻逆變焊機等高頻電源領域；IGBT集中應用于高端專用開關(guān)電源、逆變器、變頻器、電鍍電解電源、電焊機等領域。 3）變流電路的設計類型：BUCK（降壓）、BOOST（升壓）、BUCK-BOOST三種變流電路，也決定了開關(guān)電源輸出電壓的類型。BUCK一般為降壓型，BOOST為升壓電路設計（譬如由12VDC蓄電池升壓為36VDC電源輸出）、BUCK-BOOST一般設計于高/低壓混合輸出的中段變流環(huán)節(jié)（譬如DC36V/216V輸出）。隨著變流環(huán)節(jié)的增多，同等功率的開關(guān)電源其能效逐步遞減：BUCK＞BOOST＞BUCK-BOOST。 因此： A）BUCK優(yōu)秀者的能效可以做到0.95甚至更高，而BOOST、BUCK-BOOST就比較難。 B）BUCK優(yōu)秀者可以設計為自冷散熱方式，而BOOST、BUCK-BOOST的較大功率者往往需要再加設軸流風機來散熱。
（備注：1、本文中的智能疏散是行業(yè)銷售端的簡便俗稱，特指集電集控型應急照明和疏散指示系統(tǒng)。2本文中的諸如開關(guān)電源“100W”型號也是銷售端的俗稱，一般指該產(chǎn)品額定容量0.1KVA）
? ? ? ? 江蘇智淼氣體滅火有限公司是一家氣體滅火系統(tǒng)整合，氣體滅火設計，組裝，調(diào)試等專業(yè)的氣體滅火系統(tǒng)集成商，我們的產(chǎn)品分“有管網(wǎng)七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)”、“無管網(wǎng)七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)”我們與數(shù)多家氣體控制主機商深度合作，有利達氣體控制系統(tǒng)，海灣氣體控制盤，北大青鳥，泰和安等氣體滅火控制系統(tǒng)品牌，智淼君安自主氣體滅火控制柜，本公司專業(yè)從事七氟丙烷、氣溶膠、超細干粉、IG541氣體、 二氧化碳、泡沫等滅火系統(tǒng)的銷售、安裝及售后服務為一體的高科技民營企業(yè)。公司技術(shù)力量雄厚，擁有一支專業(yè)的工程設計和安裝技術(shù)服務隊伍，并建立了完善的質(zhì)量保障和售后服務管理體系，江蘇氣體滅火管網(wǎng)：http://m.gzadi.com/；氣體滅火服務熱線：4006-598-119
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