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跨界融合，电子科技与工控行业携手迈向智能化未来

发布时间：2024-09-03 点击数：


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工控，使用计算机技术、网络通信技术、自动控制技术、传感器技术和其他信息技术来监测、管理和控制工业的生产过程。它涵盖了从简单的单个控制设备到复杂的自动化控制系统，是现代工业生产的重要组成部分。而爱浦电子专注于工控行业，提供各类模块电源产品，其应用广泛，包括工业控制监控设备、油田堪控设备和工业控制平板等。公司通过技术创新，确保了其电源模块的高转换效率、低功耗、宽输入电压范围和良好的电磁兼容性，满足工控行业对电源的高标准要求。

工控行业典型用例

1、工业自动化控制系统：

产品介绍：爱浦电子提供的DC-DC模块电源和AC-DC模块电源，具有高效率、低功耗、宽电压输入范围等特点。

典型用例：这些电源模块被广泛应用于PLC和DCS系统中，为控制系统的逻辑处理单元和输入/输出接口提供稳定电源，确保自动化控制系统的精确控制和可靠运行。

2、机器人电源供应：

产品介绍：爱浦电子的电源模块具备良好的抗干扰能力和抗震动设计，适合于机器人等移动和振动环境。

典型用例：在工业机器人中，这些电源模块为机器人的驱动器、控制系统和传感器提供电源，确保机器人在执行复杂任务时的稳定性和准确性。

3、智能生产线：

产品介绍：爱浦电子的模块电源具有紧凑的设计和优化的热管理，适用于空间有限的生产线。

典型用例：在智能化生产线上，这些电源模块为各种传感器、执行器、传输系统等提供电源，支持生产线的自动化和数据化操作。

4、工业监测与控制系统：

产品介绍：爱浦电子的电源模块具备防尘、防潮、耐高温等特性，适合于恶劣的工业环境。

典型用例：在油田堪控设备和矿山监控系统中，这些电源模块能够保证监测设备在极端环境下正常工作，确保数据的实时传输和系统的稳定运行。

5、工业级平板电脑和手持设备：

产品介绍：爱浦电子提供便携式电源解决方案，具有高能量密度和长续航能力。

典型用例：工业级平板电脑和手持设备使用爱浦电子的电源模块，支持现场工程师在移动中进行数据采集、设备维护和现场管理。

6、相关部分产品介绍：

                      

                                    FA30-220SXXH2D4系列

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                  FA30-220SXXH2D4(-T)(-TS)系列 (aipupower.cn)

①、AC宽范围输入：85-305VAC/120-430VDC

②、空载功率消耗≤0.3W

③、保护种类：短路、过流保护

④、隔离电压：3800VAC

⑤、满足IEC62368/UL623680/EN62368 测试标准

⑥、通过CE、RoHS 认证

⑦、全封闭塑料外壳，符合UL94V-0 级、PCB 板上直插式安装



                    PFD12-XXSXXA3(C)2(-T)(-TS)系列

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                   PFD12-XXSXXA3C2-(XXX)系列 (aipupower.cn)

①、宽范围输入 ( 4:1)，输出功率 12           W

②、 转换效率高达 89%

③、低待机功耗低至 0.15W

④、工作温度范围：-40°C ~ +85°C

⑤、长期短路保护，自动恢复，输入欠 压，输出过压、短路、过流保护

⑥、隔离电压 1500VDC

⑦、通过CE、RoHS 认证

  技术应用介绍

模块电源在工控行业中的应用

随着我国电子工业的不断发展，各个行业对各种工业级产品的质量、技术等要求也都在不断地提高，要实现产品在质量、性能等方面的提升等方面，就要对产品进行技术创新，因此技术创新成为了企业发展的首要问题。在工业控制行业，一般多采用24V总线电源，其电压变化范围较大，若在距离较远的情况下可能达到30%的变化甚至更高，如果在产品中没有采取一些安全措施及保护电路而直接将电量引入控制芯片做为产品的前级电源，会因电路中的电压波动和干扰会对系统造成很大的影响。究其关键，首先是要从产品的供电部分(即电源)做起，如采用传统的线性电源做为产品的内部电源，无论是从体积、输出电压精度，还是转换效率，都远不能满足高可靠性、高稳定性，提倡节能降耗，安全第一的新世纪主题。
    鉴于此种情况，经研究，发现其主要问题是：产品尺寸大、启动电流大、低压失控、输出精度低等问题。针对这一系列问题，很多模块电源厂商竞争激烈，对模块电源从电路设计、制造工艺，到检测等项目进行全线创新，模块电源厂商推各种功率等级 的模块，允许输入电压波动范围最高高达50%，转换效率高达85-90%，并且满足工业级-40～～+85℃的工作条件下满负载长期工作，可抑制电磁干扰和消除接地环路，保护系统电路免受外部网络影响，同时可以降低功耗，简化电路。
    在工控行业中，考虑到其工作环境有可能在户外或是高电压高磁场等环境，有可能存在脉冲浪涌或遭遇突如其来的雷击等情况，单单采用模块电源进行隔离保护，会略显不足。为了更好地保护DC/DC电源模块及后级电路，需要加一定的外围电路来更好的防护：
    方案一 共模干扰
    电路中的一些共模干扰，我们可以考虑在模块的输入端采用共模扼流圈进行抑制，如下图所示：

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    采用共模扼圈可以很大程度上抑制共模信号的干扰，一方面可防止前级电源对模块电源的干扰，另一方面又可隔断模块电源由于自身产生的噪声对前级电路的影响。另外，对于较高要求的场合可在输入输出端加上滤波网络LC，如图2：可有效地对模块的噪声纹波进行抑制。但是要注意的是对其滤波电路参数的选择一定要适当，特别是输出电容值C2一定要避免过大，以防止模块启动不良或损坏(宽电压模块一般建议采用100uF、定电压一般建议不超过10uF);对于L1/L2建议选用几十uH，要注意避免太大，以防止引起振荡,同时还要考虑不要与模块产生谐振。
    方案二 高电压脉冲冲击
    输入端有时还存在有高电压脉冲冲击的可能，以及对干扰较强或EMC要求较严格的电路，应考虑在输入端加上自恢复FUSE及TVS管进行一级防护，使得有效地将过高的脉冲干扰电压钳制在模块可承受值范围之内，并在输出端也增加共模扼流圈或安规电容。如下图所示：
 

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    但要注意的是，对于TVS管的选择一定要根据不同场合来选择相应功率和电压值，这样才能有效的防止由于瞬间强烈干扰所造成的影响。如TVS管选择的电压值过低将会影响模块的正常工作，电压值选得过高，又将会对电源模块及后级电路起不到安全保护的作用。另外，对于有长期脉冲冲击时,还要考虑持久过压过流钳制电路保护。安规电容C3值建议选用47-100pF，耐压值的选择应≥隔离电压值(1000、3000、6000VDC)。

爱浦电子在工控行业的技术应用深度解析——驱动工业创新与发展

随着全球工业4.0的推进，工控行业正经历着前所未有的变革。在这个大背景下，爱浦电子科技有限公司，作为一家专业的模块电源供应商，其产品和技术在工控行业中的应用显得尤为重要。本文将详细探讨爱浦电子在工控行业的技术应用，以及如何推动工业创新与发展。

一、爱浦电子概述

爱浦电子成立于2004年，专注于模块电源的研发、生产、销售和服务。公司拥有一系列具有自主知识产权的核心技术，产品包括DC-DC模块电源、AC-DC模块电源、通讯隔离收发模块等。在工控行业，爱浦电子的产品和技术得到了广泛应用，为各类工业设备提供了稳定、高效的电源解决方案。

二、爱浦电子在工控行业的技术应用

1、高可靠性电源模块

（1）技术特点

抗干扰能力：爱浦电子的电源模块具备良好的抗电磁干扰能力，适应复杂的工业环境。

宽温工作范围：产品可在-40℃至85℃的温度范围内稳定工作，满足极端环境下的使用需求。

长寿命：采用高品质元器件，确保电源模块在连续工作条件下的长寿命。

（2）应用实例：某自动化生产线电源系统

在该自动化生产线中，爱浦电子提供的电源模块保证了生产线在高负荷、长时间运行下的稳定性，降低了设备故障率。

2、定制化电源解决方案

（1）技术特点

个性化设计：根据客户需求，提供电源模块的定制化设计，包括输出电压、功率、尺寸等。

快速响应：针对客户反馈，爱浦电子能够迅速调整设计方案，满足客户的紧急需求。

（2）应用实例：某工业机器人电源系统

爱浦电子为该工业机器人定制了电源模块，实现了电源与机器人系统的完美匹配，提升了机器人性能。

3、宽输入电压范围电源模块

（1）技术特点

适应性强：电源模块具备宽输入电压范围，能够适应不同国家和地区的电压标准。

稳压输出：即使在输入电压波动较大的情况下，仍能保持稳定的输出电压。

（2）应用实例：某跨国企业全球工厂电源系统

爱浦电子的电源模块在该跨国企业的全球工厂中得到广泛应用，确保了设备在不同电压环境下的稳定运行。

4、高效能转换电源模块

（1）技术特点

高效率：电源模块转换效率高达90%以上，降低了能源消耗。

低功耗：在待机模式下，电源模块功耗极低，有助于节能降耗。

（2）应用实例：某数据中心电源系统

爱浦电子的电源模块为该数据中心提供了高效能的电源解决方案，降低了数据中心的运营成本。

5、智能化电源管理

（1）技术特点

实时监测：通过内置传感器，实时监测电源模块的工作状态，实现故障预警。

远程控制：支持远程控制功能，便于用户对电源系统进行实时监控和维护。

（2）应用实例：某智能工厂电源管理系统

爱浦电子的电源模块在该智能工厂中实现了集中管理，提高了工厂的智能化水平。

6、紧凑型设计电源模块

（1）技术特点

小型化：采用紧凑型设计，节省空间，便于在有限的空间内进行安装。

轻量化：电源模块重量轻，便于搬运和安装。

（2）应用实例：某精密仪器电源系统

爱浦电子的电源模块为该精密仪器提供了小型化的电源解决方案，满足了设备对空间的高要求。

7、高防护等级电源模块

（1）技术特点

防护等级：电源模块具备高防护等级，适应恶劣的工业环境。

防尘防水：有效防止尘埃及水分侵入，保障设备安全运行。

（2）应用实例：某户外监控系统电源系统

爱浦电子的电源模块在该户外监控系统中发挥了重要作用，确保了监控系统在恶劣环境下的稳定运行。

三、爱浦电子技术对工控行业的影响

提高生产效率：爱浦电子的电源产品为工业设备提供了稳定、高效的电源供应，有助于提高生产效率。

降低能耗：采用爱浦电子的电源模块，可以有效降低工业设备的能耗，实现绿色生产。

提升产品质量：稳定的电源供应是保证产品质量的关键，爱浦电子的产品为提升产品质量提供了有力保障。

促进工业智能化发展：爱浦电子的智能化电源解决方案，为工业设备提供了智能化升级的可能，推动了工控行业的智能化发展。

四、结语

爱浦电子凭借其在模块电源领域的专业技术，为工控行业提供了高质量、高可靠性的电源产品。在工业4.0的大背景下，爱浦电子将继续发挥技术优势，助力工控行业实现智能化升级，为我国工业发展贡献力量。随着技术的不断进步，爱浦电子在工控行业的应用将更加广泛，为推动工业智能化发展发挥更大作用。

监控系统以太网线路保护设计

一、 接口概述

RJ45以太网接口是目前应用最广泛的通讯设备接口，以太网口的电磁兼容性能关系到通讯设备的稳定运行。

二、以太网接口电路设计

1.以太网电路保护

以太网电路的保护需要更精细的处理，因为它的实现(室内到室外)将决定保护设备所需的鲁棒性水平。需要回答的基本问题是用户是否是唯一的威胁(考虑ESD)，或者端口是否也会受到闪电瞬变的影响。对于以太网端口连接到本地路由器或室内摄像机的安装，几乎没有闪电耦合到电路，因此ESD将是唯一的威胁。在这种情况下，保护器件的电容应该在4pF左右或更小，因为数据速率大于100mb/s。

对于那些带有长电缆(100m)的装置(设备箱)，其中以太网硬件与电气硬件和电路混合在一起，可以应用GR-1089等标准。在这些情况下，建筑物中的规格是最重要的，其中包括对两对接口(如100Base-T)使用高达100A峰值脉冲电流(针对2/10μs波形)的规定，以及对四对系统(如1000base-T)的每根导线使用36.4A峰值脉冲电流(1.2/50μs和8/20μs波形)的规定。
 

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对于摄像头在户外的以太网安装来说，直接耦合雷击瞬变的可能性非常高。在这种情况下，雷击浪涌定义为具有500A的峰值脉冲电流(对于2/10μs波形)。由于能量极高，需要基于晶闸管的解决方案来进行线路侧保护。对于变压器的物理层侧来说，安装二极管阵列可以“肃清”通过线路侧保护所允许通过的任何能量。

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温馨提示：如果设备为金属外壳，同时单板可以独立地划分出接口地，那么金属外壳与接口地直接电气连接，且单板地与接口地通过1000pF电容相连。

2.以太网供电

如上所述，许多监控摄像机系统易于安装的关键是以太网供电(PoE)。正如预期的那样，这将为保护方案增加另一个考虑因素——它不存在于只有数据的标准以太网电路中。也就是说，在应用程序的两端，以太网线路连接到电源。一边是提供电能的供电设备(PSE)，另一边是使用电能的受电设备(PD)，比如IP摄像头。

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除了保护数据线，还要保护电源(PSE或局部放电)。换句话说，根据安装类型(仅限ESD或浪涌+ESD)对数据线进行保护，并根据其独特需求增加电源保护。此外，还应考虑如何实现供电(模式A或模式B)。

模式A和模式B实现指的是如何加载或移除以太网电路的电源。对于100Base-T以太网，仅使用两个可用对象。另外两对是备用的，没有用过。对于模式A PoE，电源将在备用对象上实现。在模式B安装中，电源将在数据线上实现。最后，应该注意的是，DC功率信号的方向(高达57 Vdc)没有指定。它可以插入任何一根柱子。

最常见的电源保护方案是在输入和电源之间使用一个双向TVS二极管。无论极性如何，选择双向二极管是为了避免线路电压。

应考虑瞬态保护(ESD和浪涌)，以确保安全系统组件和网络功能在整个安装寿命期间的可靠性。大多数情况下，只需要基本的ESD保护，暴露在室外开放环境中的设备或电缆也应受到保护，免受雷电浪涌的威胁。电源也会受到瞬态电压事件的影响，需要保护。

三、连接器设计

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连接器与机体的搭接方式：

(1)面板打孔时，采用精密铣削技术，使孔眼的形状更适合连接器的放置，避免孔眼切割不准确的地方出现缝隙，进一步减少电磁干扰辐射；试验表明，精密铣削可使电磁兼容性提高12~18%。

(2)在机身与100兆位以太网金属连接器的连接处加入弹片，使两个连接器连接时保持良好的导电性。具体的叠加方式如上图所示:

四、线缆设计

1.电缆设计

(1) RJ45信号电缆采用网状编织屏蔽层屏蔽，网状编织层的编织密度不小于90%；

(2)内部布线，差分电缆采用双绞线传输，双绞线距离一般为信号电缆直径的3倍；

(3)电缆两端应加磁环。磁环的内径应与电缆的外径紧密结合。尽量选择又粗又长的磁环。

2.走线设计

(1) RJ 45电缆应远离其他强干扰源，如电源模块；

(2)电缆应单独布线或与其他模拟和电源电缆保持250px以上的距离，不得与其他电缆捆绑。

3.屏蔽层和金属连接器的重叠

(1)屏蔽电缆的屏蔽层要求与金属接头360°重叠；

(2)屏蔽电缆的屏蔽层应避免单独出现“尾部”现象。