Избор на правилното захранване; Електроника-днес
Захранването е „сърцето“ на всяка електрическа система и въпреки това толкова често се пренебрегва до последния момент. Изборът на правилното захранване изглежда проста задача: изберете устройство с правилното изходно напрежение и ток и на най-изгодна цена. Но за да имате задоволително решение в крайна сметка, трябва да разгледате по-отблизо някои подробности.
Широка гама от входове за номинални напрежения
Обикновено захранващите устройства са свързани директно към обществената мрежа или към индустриална електрическа мрежа. В редки случаи се използва и електрически генератор. Номиналните напрежения в публичната мрежа обикновено са стандартизирани. Докато номиналното мрежово напрежение в Европа е 230Vac/50Hz ± 10%, има и други стандарти, налични извън Европа. В САЩ стойността на 120Vac/60Hz е общата, докато в Китай 220Vac/50Hz е напрежението, намиращо се в контактите. В идеалния случай избраното захранване трябва да покрива всички тези номинални напрежения и техните гранични области. Резултатът е работен диапазон от 85Vac до 264Vac. Като се има предвид това, по-внимателният поглед върху каталожния лист си заслужава усилията. Дори ако избраното захранване предлага много добра ефективност, над 90% при номинално напрежение 230Vac, то може да бъде само 70% при 120Vac.
Фигура 1: Степен на дефекти по време на живота на продукта (крива на надеждност). - (Източник на изображението: RECOM)
Влиянието на енергийната ефективност върху продължителността на живота
Фигура 2: Типична тестова конфигурация, която определя живота на продукта (например 96-часов тест или 1000-часов тест) - (Източник на изображението: RECOM)
Когато се сравняват различни стойности на добива, един или два процентни пункта повече не изглежда значителна разлика. Нито ще помогнат за постигане на големи икономии на енергия. И все пак, тези няколко процентни пункта могат да направят огромна разлика. Например, ако сравните устройство с добив от 90% и такова с 92%, разликата на пръв поглед не изглежда голяма. Ако обаче вземете предвид произтичащите загуби, едното захранване има само 8%, а другото 10%. Следователно устройството с ефективност от 92% има загуба с една пета по-малко поради топлина. Понякога тази малка разлика е достатъчна, за да се изключи допълнително принудително охлаждане, а това от своя страна помага да се спести ценно пространство.
Много по-важен факт обаче е, че по-ниското производство на топлина има положително въздействие върху живота на системата, тъй като разсейването на топлината оказва пряко влияние върху продължителността на живота на системата. През 1889 г. шведският химик Сванте Арениус открива връзката между скоростта на химичната реакция и температурата. Уравнението на Арениус предоставя правило, което гласи, че повишаването на температурата с 10 ° C удвоява вероятността от повреда. С други думи, продължителността на живота е наполовина. Това означава, че само с два процентни пункта повече ефективност може да допринесе за значително удължаване на продължителността на живота на импулсно захранващо устройство.
MTBF - изчислена надеждност
Надеждността на импулсното захранване е тясно свързана с MTBF (средно време между повредата). Значението на MTBF е най-добре илюстрирано от така наречената „крива на надеждност“ (Фигура 1). Той е разделен на три раздела: ранни повреди, повреди по време на полезния период и неизправности в края на жизнения период. MTBF обхваща само средната секция; тоест не обхваща „детската смъртност“ или последиците от износването. Това лесно обяснява защо MTBF за захранвания често се определя на няколко милиона часа.
Фигура 3: Ефективността на REDOM480 от RECOM е не само 93% при максимално натоварване, но остава стабилна и високи стойности за широк спектър от задачи. - (Източник на изображението: RECOM)
MTBF може да се определи и според различни стандарти. Най-често срещаните са MIL HDBK 217F, Bellcore TR-NWT-000332 и SN29500, който се нарича още „стандартен Siemens“. Резултатите от тези методи за изчисление се различават значително в някои случаи. Следователно, когато сравнявате стойностите на MTBF, е важно да се гарантира, че те се определят в съответствие със същия стандарт и при едни и същи условия (напр. Околната температура).
Общото между тези методи обаче е, че MTBF на импулсното захранващо устройство е резултат от сумата на стойностите на компонентите. Ето защо "броят на компонентите" също има решаващо влияние върху стойността на MTBF. Обикновените импулсни захранвания често имат значително по-висока стойност на MTBF. Това обаче не означава непременно, че те са по-надеждни.
В заключение, MTBF осигурява добро сравнение на надеждността на подобни устройства, но не ви позволява да правите изявления относно продължителността на живота. Това е възможно само чрез обширни тестове.
Тествана надеждност
Първо изявление за продукта може да се направи след 96-часов тест. Този силно ускорен стрес тест (HAST) се извършва в климатична камера при точно определени условия на околната среда (напр. + 85 ° C/95% относителна влажност), както е така нареченият тест за съхранение. т.е. тестовите проби не работят). Тестовите проби се измерват според параметрите на каталожния лист, преди и след изпитването. Въз основа на разликите може да се направи заключение за цял живот. 96 часа при горните условия съответстват например на 24/7 работа в продължение на 7 for години. В допълнение, незадължителен 1000-часов тест често се извършва при същите условия като тест за съхранение (напр. + 85 ° C/50% относителна влажност) или като тест за живот (т.е. тестовите проби работят при стайна температура). максимално допустимо) за проверка на резултатите.
Стабилна ефективност дори в кратък интервал на натоварване
Фигура 4: Устройствата RECOM имат висок електрически импеданс и висока надеждност; идеален за индустриални шкафове, работещи в сурови условия. - (Източник на изображението: RECOM)
Друг важен аспект е поведението при различни условия на натоварване. В каталожните листове често се посочва стойност, отнасяща се до максимално допустимото натоварване, ако е посочена. Това не е много важно, тъй като превключващите източници на напрежение са проектирани да постигнат най-добра ефективност, близка до номиналната мощност. Например, когато електрическият заряд намалява, ефективността намалява, докато се стреми към нула, когато източникът не работи. Добре проектираните захранвания, от друга страна, предлагат висока и постоянна ефективност, особено в района, където натоварването е средно или ниско.
Надеждни захранвания, на DIN шина, за 1-фазна или 2-и 3-фазна среда
Въз основа на своя опит в производството на милиони DC/DC и AC/DC преобразуватели, RECOM разработи серия от DIN релсови източници на енергия, проектирани за максимален живот. За да се създадат подходящи защитни буферни вериги, са използвани само най-висококачествените компоненти, чиято работна температура е доста над стойностите, посочени за захранванията.
Захранванията по DIN шина от серията REDIN се характеризират със своя особено тънък дизайн и допълнително са оборудвани със система за страничен монтаж. Това е особено изгодно в случай на мрежови табла, където дълбочината на монтажа е намалена. Широкият диапазон на входните напрежения между 85Vac и 264Vac дава сигурност, че те са подходящи за употреба в целия свят. Поради високата ефективност от 93% се генерира само малко количество топлина, което означава, че захранванията могат да се използват при работни температури от -25 ° C до + 70 ° C, без допълнително охлаждане. Модулите са оборудвани с активен PFC, а коефициентът на мощност е над 0,95. Те са подходящи за паралелна употреба, или за осигуряване на резервиране, или за постоянно увеличаване и поддържане на изходния ток. Модулите са оборудвани с интелигентна защита от претоварване и късо съединение, която изключва устройството веднага след достигане на максимално допустимата температура, за да се избегнат трайни повреди. Захранванията са сертифицирани по IEC/EN/UL60950 и UL508.
Освен това серията REDIN/3AC вече е достъпна за работа в енергийни среди, които изискват 2 или 3-фаза. Тази серия е предназначена за изключителна стабилност дори в суровата среда на автоматизация на процесите и работи надеждно при мрежово напрежение от 320-575Vac, дори ако третата фаза не успее. Серията доставя 120W, 240W, 480W или 960W при номинално напрежение 24Vdc, с пулсации само 40mV или при номинално напрежение между 22,5-29,5Vdc, регулирано от прецизен потенциометър. За да се увеличи стойността на изходния ток, устройствата могат да бъдат свързани паралелно, без други предпазни мерки; управлението в режим на намаляване, с ограничение на тока, осигурява балансирано натоварване.
Аксел Щангъл, Мениджър продажби на продукти в Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH
Бианка Айхингер, Директор по маркетинг на продукти в RECOM Power GmbH (Гмунден/Австрия)