西门子6ES7212-1HE40-0XB0

西门子6ES7212-1HE40-0XB0

应用

在因为安全原因必须监测门、盖板或防护格栅位置的地方，应当使用带单独按钮头的安全开关。

有关防护门监控应用的详细信息，请参见单页。

这种安全开关仅能使用匹配编码的按钮头。可以简单地用手或辅助设备来分断。

设备具有不同的按钮盒型号以适应特定的外部条件。不锈钢按钮头适合在环境条件下（如 -40 °C）使用。借助适于特殊用途的佳触点排，可以执行不同的控制任务。按钮盒的尺寸和固定点符合 EN 50041 或 EN 50047 标准。

这些部件适合于在任何气候条件下使用。

标准

开关符合标准 IEC 60947‑5‑1（机电控制装置）。

使用模塑的螺钉压盖，模塑按钮盒所采取的“*绝缘"保护措施可以得到保证。

安全行程开关

对于根据 IEC 60204-1 的控制，这些装置可以用作安全行程开关。它们符合 ISO 14119。通过 TÜV 认证。为了保证行程开关不受位置变化的影响，在安装过程中必须使用键控技术。

安全回路

标准 IEC 60947-5-1 要求常闭触点能够肯定打开。亦即，为了保证人员安全，它们明确规定，机器的所有电气设备都应具有肯定断开型常闭触点，并且需按照 IEC 60947-5-1 用符号 (→) 进行标记。

如果选择并正确安装了相应 ASIsafe 故障安全分析单元（如 ASIsafe、SIMATIC 或 SINUMERIK 产品系列 3SK 安全继电器或匹配单元），(→) 则可通过带单独按钮头的安全开关，实现安全等级 SIL 2 (IEC 62061/IEC 61508) 或 PL d (ISO 13849‑1)。

使用第二个 3SE5 安全开关，可实现 SIL 3 / PL e (→)。

Q1和Q2的波形Q1和Q2的波形图2.Q1和Q2的波形In=2IdSin(nπd)/nπd×Sin(nπtr/T)/nπtr/T(1)其中，n是谐波级次，T

是周期，I是波形的峰值电流强度，d是占空比，而tr是tr或tf的小值。
我们发现，对于一个类似的波形，其上升和下降时间会直接影响谐波振幅或傅里叶系数(In)。在实际应用中，极有可能

会同时遇到奇次和偶次谐波发射。如果只产生奇次谐波，那么波形的占空比必须精确为50%。而实际情况中极少有这样的占空

比精度。
谐波系列的电磁干扰幅度受Q1和Q2的通断影响。在测量漏源电压VDS的上升时间tr和下降时间tf，或流经Q1和Q2的电流上

升率di/dt时，可以很明显看到这一点。这也表示，我们可以很简单地通过减缓Q1或Q2的通断速度来降低电磁干扰水平。
事实正是如此，延长开关时间的确对频率高于f=1/πtr的谐波有很大影响。不过，此时必须在增加散热和降低损耗间进

行折中。尽管如此，对这些参数加以控制仍是一个好方法，它有助于在电磁干扰和热性能间取得平衡。具体可以通过增加一

个小阻值电阻(通常小于5Ω)实现，该电阻与Q1和Q2的栅极串联即可控制tr和tf，你也可以给栅极电阻串联一个“关断二极管

"来控制过渡时间tr或tf(见图3)。
这其实是一个迭代过程，甚至连经验丰富的电源设计人员都使用这种方法。我们的终目标是通过放慢晶体管的通断

速度，使电磁干扰降低至可接受的水平，同时保证其温度足够低以确保稳定性。用关联二极管来控制过渡时间用关联二极管

来控制过渡时间图3.用关联二极管来控制过渡时间开关节点的物理回路面积对于控制电磁干扰也非常重要。
通常，出于PCB面积的考虑，设计者都希望结构越紧凑越好，但是许多设计人员并不知道哪部分布局对电磁干扰的影响上

海腾桦电气设备有限公司。回到之前的降压稳压器例子上，该例中有两个回路节点(如图4和图5所示)，它们的尺寸会直接影

响到电磁干扰水平。
降压稳压器模型1降压稳压器模型1图4.降压稳压器模型1降压稳压器模型2降压稳压器模型2图5.降压稳压器模型2Ott关于

不同模式电磁干扰水平的公式(2)示意了回路面积对电路电磁干扰水平产生的直接线性影响。
E=263×10-16(f2AI)(1/r)(2)辐射场正比于下列参数：涉及的谐波频率(f，单位Hz)、回路面积(A，单位m2)、电流(I)和

测量距离(r，单位m)。此概念可以推广到所有利用梯形波形进行电路设计的场合，不过本文仅讨论电源设计。
参考图4中的交流模型，研究其回路电流流动情况：起点为输入电容器，然后在Q1导通期间流向Q1，再通过L1进入输出电

容器，后返回输入电容器中。当Q1关断、Q2导通时，就形成了第二个回路。之后存储在L1内的能量流经输出电容器和Q2，

如图5所示。
这些回路面积控制对于降低电磁干扰是很重要的，在PCB走线布线时就要预先考虑清器件的布局问题。当然，回路面积能

做到多小也是有实际限制的。从公式2可以看出，减小开关节点的回路面积会有效降低电磁干扰水平。如果回路面积减小为原

来的3倍，电磁干扰会降低9.5dB，如果减小为原来的10倍，则会降低20dB。

西门子6ES7212-1HE40-0XB0

电压高达50~l59kV,电流达到0.5A以上,功率可达100kW。自从70年始,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆

变为3kHz左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。
德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于

高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整

流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,后整流为直流高压

。
滤波器传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网

侧功率因数恶化的现象,即所谓“电力公害",例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数

仅有0.5~0.6。
在电阻负载条件下,输出直流电压达到55kV,电流达到15mA,工作频率为25.6kHz。电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐

波的新型电力电子装置,能克服传统LC滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。
供电系统分布式电源供电系统采用小功率模块和大规模控制集成电路作基本部件,利用上海腾桦电气设备有限公司理论和

技术成果,组成积木式、智能化的大功率供电电源,从而使强电与弱电紧密结合,降低大功率元器件、大功率装置(集中式)的研

制压力,提高生产效率。
滤波器由桥式开关功率变换器和具体控制电路构成。与传统开关电源的区别是:(l)不仅反馈输出电压,还反馈输入平均电

流;(2)电流环基准信号为电压环误差信号与全波整流电压取样信号之乘积。八十年代初期,对分布式高频开关电源系统的研究

基本集中在变换器并联技术的研究上。
八十年代中后期,随着高频功率变换技术的迅述发展，各种变换器拓扑结构相继出现,结合大规模集成电路和功率元器件

技术,使中小功率装置的集成成为可能,从而迅速地推动了分布式高频开关电源系统研究的展开。自八十年代后期开始,这一方

向已成为电力电子学界的研究热点,论文数量逐年增加，应用领域不断扩大。
分布供电方式具有节能、可靠、高效、经济和维护方便等优点。已被大型计算机、通信设备、航空、工业控制等系统逐

渐采纳,也是超高速型集成电路的低电压电源(3.3V)的为理想的供电方式。在大功率场合,如电镀、电解电源、电力机车牵

引电源、中频感应加热电源、电动机驱动电源等领域也有广阔的应用前景。
设计方法编辑电源的电磁干扰水平是设计中难的部分，设计人员能做的多就是在设计中进行充分考虑，尤其在布局

时。由于直流到直流的转换器很常用，所以硬件工程师或多或少都会接触到相关的工作，本文中我们将考虑与低电磁干扰设

计相关的两种常见的折中方案[1]。
电源设计中即使是普通的直流到直流开关转换器的设计都会出现一系列问题，尤其在高功率电源设计中更是如此。除功

能性考虑以外，工程师必须保证设计的鲁棒性，以符合成本目标要求以及热性能和空间限制，当然同时还要保证设计的进度

。
另外，出于产品规范和系统性能的考虑，电源产生的电磁干扰(EMI)必须足够低。不过，电源的电磁干扰水平却是设计中

难精确预计的项目。有些人甚至认为这简直是不可能的，设计人员能做的多就是在设计中进行充分考虑，尤其在布局时

。
尽管本文所讨论的原理适用于广泛的电源设计，但我们在此只关注直流到直流的转换器，因为它的应用相当广泛，几乎

每一位硬件工程师都会接触到与它相关的工作，说不定什么时候就必须设计一个电源转换器。本文中我们将考虑与低电磁干

扰设计相关的两种常见的折中方案;热性能、电磁干扰以及与PCB布局和电磁干扰相关的方案尺寸等。
文中我们将使用一个简单的降压转换器做例子，如图1所示。普通的降压转换器普通的降压转换器图1.普通的降压转换器

在频域内测量辐射和传导电磁干扰，这就是对已知波形做傅里叶级数展开，本文中我们着重考虑辐射电磁干扰性能。
在同步降压转换器中，引起电磁干扰的主要开关波形是由Q1和Q2产生的，也就是每个场效应管在其各自导通周期内从漏

极到源极的电流di/dt。图2所示的电流波形(Q和Q2on)不是很规则的梯形，但是我们的操作自由度也就更大，因为导体电流的

过渡相对较慢，所以可以应用HenryOtt经典著作《电子系统中的噪声降低技术》中的公式1。