在机电一体化系统中绝大多数电气电子设备都是使用交流电源供电的，在供电系 统的布置上应遵循图 ! " # " $% 所示的基本思路：
图 ! " # " $% 系统的供电布置
（!）首先计算机控制系统的供电应该和大功率的动力负载供电分开。因为大功率 用电设备例如各种电机、电炉、电焊机、电磁阀、继电器等的接通和断开；供电线路的切 断操作；晶闸管变流装置的工作等都会在供电电源中产生很严重的噪声，包括脉冲噪 声、电压瞬时跌落或中断、谐波、高频噪声等。对于电网中的噪声国内外都做了大量的 测试和研究。在高压电网上产生的脉冲噪声大多数为重复性的振荡脉冲，振荡频率约 为 $&’( ) !%*’(，每个脉冲宽度不大于 $%$+，脉冲重复频率约为 ! ) !%% 次 , +，脉冲幅 度约为 -%% ) .%%%/，有效电流小于 $%0，整个瞬变过程衰减较慢，可持续几秒钟。在 .1% , --%/ 的低压电网上的脉冲噪声大多数是无规律的正负尖脉冲，有时有振荡，频率 可高达 -%*’(，尖峰脉冲前沿陡峭，上升时间有的可达几个 2+，有效电流小于 !%%0，脉 冲峰值约为 !%%/ ) !%&/。除尖峰脉冲外电网的电压也经常产生瞬时扰动，一般为零
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点几秒，幅度变化可达额定电压的 ! "#$ % & ’#$。此外根据我国电网的实际情况，长 时间的欠电压和过电压也是常常遇见的。由以上数据可见工业用电网上的噪声是很严 重的，而计算机系统对电源的要求比较高。根据国标 ()*+", & ++《微型电子数字计算 机通用技术条件》规定，供电电压的变化应为 --# . --/，电源频率的变化应为 ’# .
"01，国际 () 2 3"45"+ & "**+《信息技术设备抗扰度限值和测量方法》则规定了计算机 设备电源输入端口的抗扰度，电源上的噪声不允许超过设备的抗扰度，否则就可能使计 算机性能降纸，甚至损坏设备。标准规定对于电源中的快速瞬变脉冲群，上升时间为
’67，脉宽 ’#67，重复频率 ’801，持续 "’97，其尖峰脉冲幅值不能超过 "8/。对于电源 中的浪涌，上升时间为 -!7，脉宽为 ’#!7，其峰值幅度不能超过 "8/（电源线一线之间浪 涌）或 -8/（电源线一地之间浪涌）。
图 " & : & ’" 计算机房和生产车间分别供电
比较计算机设备对电网的要求和工业电网存在的实际噪声的测试结果可知两者之 间的差别是相当大的，为了尽量减少动力负载产生的噪声通过电源传导到计算机系统 中，所以应该对计算机机房和生产车间分别供电，建议采用图 " & : & ’" 的方法。图中 外部送入的三相中电压（"#8/）电源母线通过动力变压器给生产车间供电，并通过计算 机房专用变压器给计算机房供电，该变压器应带有屏蔽绕组且良好接地。生产车间中 各种动力负载产生的噪声经电网的隔离传递后已有较大衰减，计算机专用变压器的抗 干扰措施又使噪声进一步减少。如果没有条件安装专用的变压器，计算机系统至少应 该配备专用的电源电缆，直接从主配电箱向计算机专用配电箱配电，如图 " & : & ’- 所 示。
计算机配电箱中可以安装电源线路滤波器，用于抑制外电源传导过来的噪声。计 算机房内的其他设备例如空调、通风、照明、电动工具、吸尘器等不能使用计算机专用电 源（即线路滤波器以后的电源）。从计算机配电箱至计算机柜的电源线最好采有屏蔽 线。
（-）电网的突然停电和送电使电网的电压和电流发生很大的瞬时变化，从而引起脉 冲噪声、高频噪声、计算机程序中断、数据丢失等严重后果，所以在经常发生电网停电的 地方计算机系统必须考虑安装不同断供电电源（ ;<=），以保证电网停电时计算机及外
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设仍能正常工作。!"# 有二种形式，一种是柴油发电机式，如图 $ % & % ’(（)），停电时 自动启动柴油发电机，给系统供电，电网送电时即自动停止，恢复电网供电。另一种是 目前计算机房广泛使用的静止式 !"#，如图 $ % & % ’(（*）所示。它的备用电源部分由 蓄电池组和 +, % -, 逆变器组成，在电网供电正常时由外电网给计算机供电，同时经 充电器 .+ 向蓄电池组充电。当外电网停电时立即切换到备用电源，蓄电池组的直流 电压由 +, % -, 逆变器变成交流电压，供计算机使用。当外电网恢复正常后又切换至 外电网供电。这种 !"# 的切换时间很快，一般不超过 $/01。其输出功率和可持续供 电时间则由蓄电池组的容量决定。
图 $ % & % ’/ 计算机专用电源
图 $ % & % ’( 不间断供电电源
（)）柴油发电机式；（*）静止式 !"#
对于电网的突然停电，计算机系统本身也应该具有掉电保护功能，通常计算机采用 软硬件结合的方法来完成这种功能。依靠电源整流部分的大容量滤波电容器中存储的
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能量，能在交流供电断开后仍然维持一定的直流输出，延时约 !"#$ 左右。%&’ 可以利 用这段时间把当前工作状态，重要数据等都送到有掉电保护的存储器（()*）中妥善保 存。这种 ()* 是采用 %*+, 电路的，耗电极少，数量级为微安，所以用锂电池保存 ()* 中的数据可达 - . / 年。一旦供电恢复后，被保存的数据又可以恢复应用。
（0）对于电网电压较长时间的欠电压、过电压和电压波动，则需要安装交流稳压器。
交流稳压器的类型有电子磁饱和交流稳压器、铁磁谐振式稳压变压器、抽头式交流稳压 器等类型。电子磁饱和交流稳压器的结构如图 ! 1 2 1 /2 所示。
图 ! 1 2 1 /2 电子磁饱和交流稳压器
当输入电网电压发生变化时，输出电压也会随之变化，采样电路把电压的变化取出 并放大，送到功率放大器，其功率输出控制磁放大器的直流绕组，从而改变磁放大器主 绕组的阻抗，因此与自耦变压器的分压比发生变化，该变化将抵消输入交流电压的变 化，保持了输出电压的稳定。这种稳压器采用自耦变压器形式，一次、二次侧没有隔离，
所以抗干扰能力差。
抽头式交流稳压器一次侧和二次侧是相互隔离的，一次侧绕组有多少抽头，由晶闸 管无触点开关进行切换，来控制输出电压，取样、切换电路由微机控制。这种稳压器反 应快，波形失真小，抗干扰性能较好，但价格比较贵。
使用最普遍的是铁磁谐振式稳压变压器，其结构如图 ! 1 2 1 //（3）所示。
图 ! 1 2 1 // 铁磁谐振式稳压变压器 3）结构图；（4）等效电路
变压器的一次绕组和二次绕组绕在同一铁芯的不同部位，并且相互绝缘，两者间有 一磁分路。一次绕组的磁通!!一部分经二次绕组为!-，另一部分经磁分路为!5，磁分
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路使一次和二次间的漏电感 !!增加。铁芯工作在饱和状态下，二次绕组是非线性电感
当脉冲电压幅度为 ! ，宽度为!，加在滤波电路输入端时，由于电感 " 的存在，电 路中的电流不能突变，所以负载上的电压 ! 。只能缓慢上升，到达脉冲电压的峰值需 要一段时间 # 。 " 越大，这段时间越长，如图 ! " # " $%（&）所示，图中 "!’ "(，于是 #!
’ #(。由于脉冲宽度!很窄，而 # 较长，!! # ，所以负载上实际能达到的峰值电压 ! 。 很小，并且 " 越大 ! 。越小，图中 !)!* !)(，因此大电感能起到抑制高电压窄脉冲的 作用。这里要求电感的磁芯不易饱和，如果在脉宽时间!内电路中的电流已经能够使 磁芯饱和，则 " 将大大下降，负载上的电压 ! 。就会迅速升高，从而丧失抑制作用。图
（+）中磁芯在!,时饱和，!) 立即上升至 ! 。目前已研制出多种抑制高压脉冲的电源滤 波器，用在计算机等数字设备中。
电源滤波器的安装对滤波器的抑制作用的正常发挥起到十分重要的作用，安装时 应注意以下几点：
"滤波器一般安装在机柜底部交流电源线入口处，不能让输入交流电源线在机柜 内绕行很长距离后再接滤波器，以免该线在机柜内辐射噪声。如果该线必须经过熔断 器和电源开关等器件后才能接到滤波器上，则这段线路应施加屏蔽措施。
图 ! " # " $% 抑制高压脉冲的电源滤波器
（-）线路图；（&）大电感与小电感的抑 制特性；（+）磁芯饱和的抑制效果的影响
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!滤波器金属机壳最好直接安装在金属机柜上，而且应与机柜的接地端子靠得越 近越好，如图 ! " # " $%（&）所示。滤波器中抑制共模噪声的滤波电容是接滤波器金属 机壳的，高频共模噪声将通过滤波器接地端和机柜接地端之间的连接线入地，所以该连 接的电感越小越好。图 ! " # " $%（’）中连接线较长，高频噪声电流将在机柜内产生辐 射。图 ! " # " $%（(）中虽然滤波器安装在机柜上了，但离机柜接地端距离较远，高频噪 声电流在机壳内侧金属面上流过时仍会产生辐射，所以图 ! " # " $%（’）和图 ! " # " $%
（(）的安装方式应该避免。
"滤波器的输入输出线要分开布置，不能有平行走线，更不应该捆扎在一起，否则 输入线中的噪声将不经滤波器直接耦合到输出线上。输出线最好用双绞线，加强抗磁 场干扰能力。
图 ! " # " $% 滤波器的安装位置
（&）正确安装方式；（’）错误方式一；（(）错误方式二
（$）机电一体化系统中用于中心控制的计算机装置都集中在计算机房中，但由微处 理器组成的可编程控制器（)*+）则大多安装在生产现场，)*+ 的电源只能用现场的电 源，但必须从车间的主配电箱中用专用电缆引出，不能和动力电源、控制电源混用，同时 应插入隔离变压器和电源滤波器，如图 ! " # " $, 所示。
图 ! " # " $, )*+ 的电源供电
隔离变压器能使差模和共模噪声降低 !- . !$/0，同时切断了与电源零线的连接。
滤波器又能使噪声进一步降低 #- . 1-’0，同时也可抑制 )*+ 所用的开关电源向外发 射噪声。图中 )*+ 控制 2 的启闭，从而使继电器线圈 +3 通断，+3 的触点又最终控制
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动力设备的工作。
隔离变压器和滤波器的功能也可用一种新型的噪声隔离变压器（!"#$% &’("’(
隔离变压器和滤波器的功能也可用一种新型的噪声隔离变压器（!"#$% &’("’(