1. MEAN WELL, серія RSP
2. MEAN WELL, Серія RCP
3. TDK Lambda, серія TH / TX
4. Power One, серія LPM
5. Power One, серія PFE
6. висновок
7. Про компанію

На сьогоднішній день розробнику електронної апаратури рідко доводиться вдаватися до проектування джерел живлення (ІП) для своїх виробів. Всі основні потреби в джерелах вторинного електроживлення (ІВЕП) покривають спеціалізуються на цьому виробники, причому їх величезний досвід, технологічна база і виробничі потужності практично не залишають шансів хоч у чомусь перевершити серійні вироби.

Виняток становлять ІП особливого призначення, ексклюзивні параметри яких не затребувані на широкому ринку (Наприклад, високовольтні ІП або джерела зі сверхмалимі пульсаціями, високостабільні і т.п.).

Як відомо, джерела вторинного електроживлення класифікуються за вихідної потужності:

• мікропотужні джерела живлення з вихідною потужністю до 1 Вт,
• малої потужності (1 ... 10 Вт);
• середньої потужності (10 ... 100Вт);
• підвищеної потужності (100 ... 1000Вт);
• великої потужності (понад 1000Вт).

Джерела живлення великої потужності можуть бути необхідні при організації харчування систем автоматичного управління, телекомунікаційного обладнання, серверів обчислювальних центрів і ін. В цілому, область застосування обмежується лише фантазією розробника.

У статті будуть розглянуті ІП великої потужності, що перетворюють змінну напругу мережі в постійну напругу в навантаженні. (Тобто AC / DC-перетворювачі).

Розглянемо, що пропонують нам провідні виробники ІВЕП. Основні відомості про деяких зразках їхньої продукції зведені в таблицю 1.

Таблиця 1. Популярні джерела живлення великої потужності

90 ... 264 (AC) 127 ... 370 (DC) 90 ... 264 (AC) 127 ... 370 (DC) 90 ... 132 (AC) 180 ... 264 (AC) 90 ... 264 (AC) 127 ... 370 (DC) 90 ... 264 (AC) 85 ... 265 (AC) 120 ... 360 (DC) 85 ... 264 (AC) 120 ... 380 (DC) до 440 Гц 90 ... 264 (AC) Вихідні напря-вання, В 12, 15, 24, 27, 48 12, 24, 48 5, 9, 12, 15, 24, 48 12, 24, 48 12, 24, 48 12, 24, 32, 48 2,2 ... 51 (DC) 12 Вихідна потужність, Вт 720, 750, 960, 999, 1008 720, 960, 1008 750, 900; 999.6; 998,4; 1000 1500, 1512, 1536 1200, 1250, 1250 864, 960, 992, 1008 1600 1100 Під-стройка,% 40 ... 110 90 ... 110 90 ... 110 20 ... 110 90 ... 110 +1 У так ні Щільність потужності Вт / дюйм3 10,7 10,7 7,3 8,3 - - 18 25,6 Парал-лельно робота да, (4 + 1) так, (8 + 1) немає да, (2 + 1) так, до 10 кВт та , (2 + 1) до 3 кВт да да «Гаряча» заміна ні так ні ні так так ні та ККМ / коеф. потужності є / 0,95 є / 0,96 немає є / 0,95 є / 0,99 є / 0,98 є / 0,98 є / 0,96 ККД,% 83 ... 90 81 81 ... 89 86,5 ... 90 86 ... 92 81 ... 88 до 86 93,8 Робоча темпе-ратура, ° С -20 ... 60 -20 ... 60 -20 ... 60 -40 ... 70 -40 ... 70 0 ... 70 -20 ... 50 0 ... 65 охоло-дення Вбудоване примусове Допол-ково - I2C-управління Ручне перемикання 110/220 В - I2C-управління I2C-управління Набір з 6 модулів з напругою 2,2 ... 51 В I2C-управління, Сертифікація 80PLUS Platinum Габарити (ДхШхВ), мм 295x127x41 295x127x41 278x127x63,5 278x127x83,5 362x102x43 290х127х41 303,7x127x41 321,5 × 54,5 × 40

Зупинимося докладніше на деяких джерелах живлення, включених до таблиці 1, а також відзначимо особливості серій.

MEAN WELL, серія RSP

У таблицю 1 включений тільки джерело потужністю 1 кВт, але в серії є також моделі потужністю 1,5; 2 і навіть 3 кВт (малюнки 1, 2).

Мал. 1. Джерело живлення серії RSP -1000

Мал. 2. Джерело живлення серії RSP-3000

Перевагами серії є:

• широкий робочий температурний діапазон,
• великий вибір значень вихідних напруг (12, 15, 24, 27, 48В),
• високий ККД,
• коректор коефіцієнта потужності,
• хороша стабільність вихідної напруги (0,5%),
• низька ціна.

Не обійшлося і без недоліків: немає можливості «гарячої» заміни джерела при паралельній роботі модулів. А також неминуче зниження потужності при підвищеній температурі навколишнього середовища і зниженому вхідному напрузі мережі.

MEAN WELL, Серія RCP

Основна відмінність цієї серії (рисунок 3) - конструктивне виконання модулів, призначене для монтажу в 19 "стійку, і паралельна робота великої кількості модулів - до 9 шт (рисунок 4). У разі використання RCP-2000 можна отримати джерело, здатний віддати в навантаження більше 700 А при 24 В, і більш 900 А при 12 В!

Мал. 3. Джерело живлення серії RCP

Мал. 4. Шасі для паралельної роботи модулів серії RCP

Серія RCP дозволяє управляти джерелами по шині I2C. Компанія MEAN WELL випускає спеціальні аксесуари для підключення до цієї шини: модулі контролю і відображення інформації з можливістю підключення до ПК (малюнок 5).

Мал. 5. Модуль контролю і відображення інформації RCP-MU

Само собою, обидві серії, RSP і RCP, обладнані всіма типами захистів, втім, як і всі інші джерела виробництва цієї компанії.

Конструктивні особливості серій RCP і RSP явно говорять нам, в яких випадках яку серію використовувати. Якщо стоїть завдання забезпечити харчуванням лабораторне обладнання, RSP виявиться простіше змонтувати: завдяки клемним колодкам для підключення мережі та навантаження не буде складностей з пошуками роз'ємів. А якщо все обладнання розташовується в 19 "стійці, і потрібно паралельна робота модулів - логічніше застосувати серію RCP.

TDK Lambda, серія TH / TX

Компанія TDK Lambda пропонує гідну уваги серію джерел живлення для монтажу в 19 "стійку - TH (малюнок 6а), номінальна потужність якої - 1200 ... 2500 Вт. Ключовими відмінностями серії є екстремальний температурний діапазон -40 ... 70 ° С і можливість паралельної роботи з« гарячої »заміною модулів.

Мал. 6. Серія джерел живлення TH і TX від TDK Lambda

Для застосувань, де потрібно ще більша потужність, існує серія TX (малюнок 6б), на базі якої можливе створення кластерів з модулів загальною потужністю до 22,5 кВт. В іншому ця серія повторює всі переваги молодшої лінійки.

Power One, серія LPM

Цікаву серію ІП представляє компанія Power One. LPM616 - набір з шести модульних джерел живлення в одному корпусі (рисунок 7). Це дозволяє гнучко сформувати кілька потрібних напружень необхідної потужності в одному пристрої.

Мал. 7. Джерела живлення LPM616: а) вид спереду; б) тильна сторона

Цікавою особливістю кожного модуля є можливість широкої підстроювання вихідної напруги таким чином, що верхня межа підстроювання «молодшого» джерела дорівнює нижній межі «старшого». Це дозволяє перекрити всі можливі значення напруг 2,2 ... 51 В за допомогою всього чотирьох типів модулів (див. Таблицю 2).

Таблиця 2. Діапазони регулювання модулів LPM616

Напруга заводської установки, uДіапазон регулювання, ВМаксимальний вихідний струм, АМаксимальна вихідна потужність, Вт

5 2,2 ... 5,2 52 266 12 5,2 ... 15 22 266 24 15 ... 32 11 266 48 32 ... 51 5,5 266

Можна відзначити приємну особливість цих модулів - регулювання напруги можлива навіть при встановлених в шасі модулях через спеціальні отвори під викрутку. Ще однією зручною особливістю є можливість установки обмеження максимального вихідного струму кожного модуля. При цьому модулі одного напруги можна включити паралельно для збільшення потужності, що віддається.

До LPM616 випускається багато різних зручних аксесуарів, які спрощують монтаж і збірку модулів (рисунок 8).

Мал. 8. Результат паралельного з'єднання шести модулів за допомогою фірмових аксесуарів Power One

Ключовим моментом при виборі даної серії може стати можливість працювати з мережею змінної напруги 400 Гц. Це затребуване в авіаційній та морській техніці, де намагаються боротися із зайвою вагою 50-герцового обладнання.

Power One, серія PFE

У компанії Power One є ще одна дуже примітна високотехнологічна серія джерел живлення - PFE (малюнок 9). У цій лінійці є моделі PFE600 , PFE850 і PFE1100 потужністю 600, 850 і 1100 Вт відповідно. Призначення серії - харчування високопродуктивного мережевого і серверного устаткування напругою 12 В.

Мал. 9. Серія PFE виробництва компанії Power One

Відмінні риси серії:

• ККД вище 90% при навантаженні 25, 50 і 100% Сертифікація 80 PLUS Platinum * Це єдине джерело в огляді, що пройшов таку престижну сертифікацію.
• Чергова напруга, обиране користувачем: 3,3 або 5В, 16,5Вт.
• Повністю цифрове управління вбудованим DSP, включаючи паралельну роботу модулів, управління каскадом ККМ (PFC), вентиляторами.
• Резонансний режим перемикання транзисторів
• Синхронний випрямляч вихідної напруги замість діодів Шотткі.
• Контроль і управління по цифровій шині I2C згідно з протоколом PSMI і PMbus.
• Компактні розміри для монтажу в 19 "стійку (ширина всього 54мм).
• Можливість гарячої заміни при паралельній роботі модулів.

Слід зазначити надзвичайно детальну документацію на цю серію: описано абсолютно все, від часу спрацьовування захистів до залежності швидкості обертання вентилятора від вихідного струму джерела. Для порівняння: документація на PFE1100-12-054xA - 25 листів, а документація на модуль SE -1000 компанії MEAN WELL - всього 3 листа. Серія PFE набагато складніше і «розумніші» багатьох інших джерел живлення.

Розглянемо кілька часто не беруть до уваги параметрів, спільних для всіх джерел живлення, які лише на перший погляд здаються несуттєвими, але іноді їх нерозуміння або недооцінка можуть дорого коштувати розробнику.

• Пусковий ток. Нехтування цим параметром тягне за собою ймовірність спрацьовування захисного автомата в мережі живлення. Перевантаження можуть бути досить значними, наприклад, номінальний струм живильної мережі модуля PFE1100- близько 10А, а пусковий струм 40А, і це-не дивлячись на всі заходи, прийняті для зменшення пускового струму в цьому джерелі. Потрібно вибирати кратність спрацьовування автомата захисту, враховуючи пусковий струм всіх пристроїв на лінії (рісунок10).

Мал. 10. Пусковий струм PFE1100

• Робота при малому навантаженні (звичайно-менш 5% або зовсім відсутньою). Часто джерела живлення без навантаження показують зовсім інші пульсації, рівень шуму, рівні індустріальних перешкод.
• Робота при зниженій напрузі мережі живлення. Більшість розглянутих джерел живлення здатне працювати від 90В вхідної змінної напруги, проте обов'язково потрібно враховувати, що в такому режимі джерело вже не зможе віддати в навантаження свою номінальну потужність (малюнок 11б).
• Робота при підвищеній температурі навколишнього середовища має ті ж наслідки, що і при зниженій напрузі мережі-необхідно враховувати, що близько до значення граничної температури повітря потужність повинна бути лінійно знижена (рісунок11а).

• Якщо впливають відразу два чинники, від 1,5 кВт джерела можна буде отримати лише 600 Вт потужності.

• На малюнку 11 показані приклади зниження потужності для ІП MEAN WELL SPV-1500

Мал. 11. Зниження потужності для ІП MEAN WELL SPV-1500: при підвищеній температурі (зліва); при малому навантаженні (праворуч)

• Доступність супутніх деталей (у відповідь роз'ємів, шин і т.д.) Найчастіше вибір розробника визначається не якісними і кількісними параметрами ВП, а доступністю пристрою і наявністю аксесуарів до нього на ринку. Наприклад, роз'єми для паралельної роботи деяких джерел живлення MEAN WELL купити в Росії важче, ніж самі джерела.

Зауваження з приводу щільності потужності: цей параметр характеризує досягнення виробника в області мініатюризації і зниження габаритів своїх виробів. Тобто, чим він більший, тим компактніше буде пристрій тієї ж потужності, але з меншим показником щільності. У таблицю 1 потрапили пристрої з щільністю потужності 7,3 ... 25 Вт / дюйм3. Але і це не межа. Наприклад, гордістю компанії Vicor є значення 120 Вт / дюйм3 (для DC / DC-перетворювачів), хоча перевага в габаритах не так однозначно: при розрахунках Vicor не враховує обсяг зовнішньої системи охолодження.

висновок

Незважаючи на відносно невелику кількість виробників потужних ІП, вони випускають все необхідне для успішної організації харчування найсерйозніших об'єктів промислової автоматизації, центрів обробки інформації, телекомунікаційного обладнання. У разі нестачі потужності завжди є можливість паралельного з'єднання великої кількості модулів практично без втрат в ефективності перетворення енергії. У разі нестачі стандартної лінійки напруг деякі моделі допускають послідовне з'єднання для збільшення вихідної напруги.

У майбутньому кількість і якість потужних ІП буде тільки рости. Завдання розробника - зробити правильний вибір.

Отримання технічної інформації, замовлення зразків, поставка - e-mail: [email protected]

Про компанію

...Читати далі