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- 晶体管输出供电电源使用注意事项
- 发布时间: 2012.08.16
- 一、问题背景
上海正航电子科技有限公司目前提供的PLC按输出类型分可分为继电器输出型和晶体管输出型。继电器输出的供电电压为市电交流220V，晶体管输出的供电电源为直流24V。在使用中客户经常会用开关电源为晶体管输出的PLC提供24V电源，但是为PLC供电的开关电源除了给PLC供电外，还可能会给一些接触器，电磁阀供电。由于PLC供电电源电路中存在感性元器件，感性元器件由于反向电动势的原因会对PLC的24V带来冲击，从而导致PLC的损坏。因此，需要在PLC供电电源外部加接一些保护电路，以避免PLC的损坏。
二、产生原因
如下图所示，电磁阀线圈和接触器线圈等是感性负载，当开关动作时，内部会产生较大的反电动势，冲击电源系统。
图1 反电动势示意图
正航公司工程师曾到出现故障的客户现场用示波器测量了其24V电源系统，结果发现，当电磁阀动作时，24V电源系统受到非常大的冲击，如下图所示：
图2 客户现场测量冲击电压图
电磁阀在开关的时候，产生较大的反电动势，对开关电源和PLC造成冲击。因PLC电源板设计耐压为60V（额定输出电压为24V），当其电源受到大于60V的电压反复冲击后，有可能损坏。
三、解决方案
在感性负载两端并联一个续流二极管，可以降低感性负载对供电电路的干扰，我们做过实验，在电磁阀线圈侧并联一个快速开关二极管（型号为1N5819），结果发现干扰得到了完全的抑制。如下图：
图3-1 未接二极
图3-2 加并联二极管
续流二极管反并联在感性负载两端，接入方向正好和反向电动势方向一致，反向电势可以通过续流二极管以电流的形式中和掉，从而抑制了感性负载的干扰。
四、总结
我们建议客户在现场有感性负载的情况下，使用正航公司的晶体管输出型PLC时按下图布线：
图4 建议布线图
1、在开关电源DC24V输出端上接一个1N5819续流二极管（二极管反向跨接在24V正负极之间），用来减少感性器件对PLC的冲击。
2、使用隔离变压器等对进开关电源的AC220V电源隔离。尽量不要使用从AC380V某一相拉出来的220V电源。如果现场存在大电机、大功率变频器等，尽量与这些设备使用不同路的电源。
3、模块的24V电源从PLC的CPU单元上取电，而不是直接从开关电源取电，保证模块电源的稳定。
