A megfelelő tápegység kiválasztása; Elektronika-Ma
Az áramellátás minden elektromos rendszer "szíve", és mégis olyan gyakran elhanyagolják az utolsó pillanatig. A megfelelő tápegység kiválasztása egyszerű feladatnak tűnik: válassza ki a megfelelő kimeneti feszültséggel és árammal rendelkező készüléket, a legkedvezőbb áron. De ahhoz, hogy a végén kielégítő megoldás születhessen, alaposabban meg kell vizsgálnia néhány részletet.
Bemenetek széles tartománya névleges feszültségekhez
A tápegységek általában közvetlenül a nyilvános hálózathoz vagy egy ipari áramellátáshoz vannak csatlakoztatva. Ritka esetekben áramfejlesztőt is használnak. A nyilvános hálózat névleges feszültségét általában szabványosítják. Míg a névleges hálózati feszültség Európában 230Vac/50Hz ± 10%, Európán kívül más szabványok is elérhetők. Az Egyesült Államokban a 120Vac/60Hz értéke a közös, míg Kínában a 220Vac/50Hz az aljzatoknál található feszültség. Ideális esetben a kiválasztott tápegységnek fedeznie kell ezeket a névleges feszültségeket és azok határterületeit. Az eredmény egy 85Vac és 264Vac közötti működési tartomány. Ezt figyelembe véve érdemes megtenni a katalóguslap alapos megvizsgálását. Még akkor is, ha a kiválasztott tápegység nagyon jó hatékonyságot kínál, több mint 90% -ot 230Vac névleges feszültség mellett, csak 70% lehet 120Vac-on.
1. ábra: Hibák aránya a termék élettartama alatt (megbízhatósági görbe). - (Kép forrása: RECOM)
Az energiahatékonyság hatása az élettartamra
2. ábra: Tipikus tesztkonfiguráció, amely meghatározza a termék élettartamát (például 96 órás teszt vagy 1000 órás teszt) - (Kép forrása: RECOM)
A különböző hozamértékek összehasonlításakor egy vagy két százalékponttal több nem tűnik jelentős különbségnek. Ezek sem segítenek jelentős energiamegtakarításban. És mégis, ez a néhány százalékpont hatalmas változást hozhat. Például, ha összehasonlítunk egy olyan készüléket, amelynek hozama 90%, a készülékét pedig 92%, akkor a különbség első pillantásra nem tűnik nagynak. Ha azonban figyelembe vesszük az ebből adódó veszteségeket, akkor az egyik tápegységnek csak 8, a másiknak 10% -a van. A 92% -os hatásfokú készüléknek ezért ötödével kevesebb vesztesége van a hő miatt. Néha ez a kis különbség elegendő a további kényszerű hűtés kizárásához, ez pedig értékes helyet takarít meg.
Sokkal fontosabb tény, hogy az alacsonyabb hőtermelés pozitív hatással van a rendszer élettartamára, mivel a hőelvezetés közvetlenül befolyásolja a rendszer várható élettartamát. Svante Arrhenius svéd vegyész 1889-ben fedezte fel a kémiai reakció sebessége és a hőmérséklet összefüggését. Az Arrhenius-egyenlet olyan szabályt ad, amely kimondja, hogy a 10 ° C-os hőmérséklet-emelkedés megduplázza a meghibásodás valószínűségét. Más szavakkal, a várható élettartam felére csökken. Ez azt jelenti, hogy csak két százalékponttal nagyobb hatékonysággal lehet jelentősen meghosszabbítani a kapcsoló tápegység várható élettartamát.
MTBF - számított megbízhatóság
A kapcsoló tápellátásának megbízhatósága szorosan összefügg az MTBF-kel (a hiba közötti átlagos idő). Az MTBF fontosságát legjobban az úgynevezett „megbízhatósági görbe” szemlélteti (1. ábra). Három szakaszra oszlik: korai kudarcok, hasznos kudarcok és élettartam végi kopási hibák. Az MTBF csak a középső szakaszt fedi le; vagyis nem terjed ki a "csecsemőhalandóságra" vagy a kopás következményeire. Ez könnyen megmagyarázza, hogy a tápegységek MTBF-ét gyakran több millió órára állítják-e.
3. ábra: A REDOM480 hatékonysága a RECOM-nál nem csak 93% maximális terhelés mellett, de stabil és magas értékek maradnak a feladatok széles körében. - (Kép forrása: RECOM)
Az MTBF különböző szabványok szerint is meghatározható. A leggyakoribbak a MIL HDBK 217F, a Bellcore TR-NWT-000332 és az SN29500, amelyet "Standard Siemens" -nek is neveznek. Ezeknek a számítási módszereknek az eredményei egyes esetekben jelentősen eltérnek egymástól. Ezért az MTBF értékek összehasonlításakor fontos biztosítani, hogy azokat ugyanazon szabvány szerint és azonos körülmények között (például környezeti hőmérsékleten) határozzák meg.
Ezekben a módszerekben azonban az a közös, hogy a kapcsoló tápegység MTBF-je a komponensértékek összegéből származik. Ezért van az, hogy a "komponensek száma" döntően befolyásolja az MTBF értékét is. Az egyszerű kapcsoló tápegységek gyakran lényegesen magasabb MTBF értékkel rendelkeznek. Ez azonban nem feltétlenül jelenti azt, hogy megbízhatóbbak.
Összegzésként elmondható, hogy az MTBF jól összehasonlítja a hasonló eszközök megbízhatóságát, de nem teszi lehetővé, hogy kijelentéseket tegyen a várható élettartamról. Ez csak kiterjedt teszteléssel lehetséges.
Megbízhatóság tesztelve
Az első nyilatkozat a termékről 96 órás teszt után tehető. Ezt a nagymértékben gyorsított stressztesztet (HAST) klimatikus kamrában kell elvégezni, jól körülhatárolt környezeti feltételek mellett (pl. + 85 ° C/95% relatív páratartalom), csakúgy, mint az úgynevezett tárolási tesztet. azaz a tesztminták nem működnek). A vizsgálati mintákat a katalóguslap paraméterei szerint mérjük, a vizsgálat előtt és után. A különbségek alapján ezután egy életre szóló következtetést lehet levonni. A fenti körülmények között eltöltött 96 óra megfelel például a 24 órán át tartó, 7 éven át tartó üzemnek. Ezenkívül egy opcionális 1000 órás vizsgálatot gyakran ugyanolyan körülmények között hajtanak végre, mint a tárolási teszt (pl. + 85 ° C/50% relatív páratartalom) vagy egy élettartam-teszt (azaz a vizsgálati minták szobahőmérsékleten működnek). maximálisan megengedett) az eredmények ellenőrzéséhez.
Stabil hatékonyság rövid terhelés közben is
4. ábra: A RECOM eszközök magas elektromos impedanciával és nagy megbízhatósággal rendelkeznek; ideális ipari környezetben működő szekrényekhez. - (Kép forrása: RECOM)
Egy másik fontos szempont a viselkedés különböző terhelési körülmények között. A katalóguslapokban a megengedett legnagyobb terhelésre utaló értéket csak gyakran adják meg, ha megadják. Ez nem túl jelentős, mert a kapcsoló feszültségforrásokat úgy tervezték, hogy a névleges teljesítményhez közeli legjobb hatékonyságot érjék el. Például az elektromos töltés csökkenésével a hatásfok csökken, amíg nullára nem hajlik, amikor a forrás tétlen. A jól megtervezett tápegységek viszont magas és állandó hatékonyságot kínálnak, különösen azon a területen, ahol a terhelés közepes vagy alacsony.
Megbízható tápegységek, DIN sínen, 1 vagy 2 és 3 fázisú környezetekhez
Több millió DC/DC és AC/DC konverter gyártásának tapasztalata alapján a RECOM kifejlesztett egy sor DIN sínű áramforrást, amelyek a maximális élettartamot szolgálják. Megfelelő biztonsági puffer áramkörök létrehozása érdekében csak a legjobb minőségű alkatrészeket használták, amelyek üzemi hőmérséklete jóval meghaladja a tápegységeknél megadott értékeket.
A REDIN sorozat DIN sínű tápegységeit különösen vékony kialakításuk jellemzi, és oldalsó szerelési rendszerrel vannak felszerelve. Ez különösen előnyös a hálózati kapcsolótáblák esetében, ahol a beépítési mélység csökken. A 85Vac és 264Vac közötti bemeneti feszültségek széles tartománya biztosítja a bizonyosságot, hogy világszerte használhatók. A magas, 93% -os hatásfok miatt csak kis mennyiségű hő keletkezik, ami azt jelenti, hogy a tápegységek -25 ° C és + 70 ° C közötti üzemi hőmérsékleten használhatók, további hűtés nélkül. A modulok aktív PFC-vel vannak felszerelve, és a teljesítménytényező meghaladja a 0,95-et. Párhuzamos használatra alkalmasak, akár a redundancia biztosítására, akár a kimeneti áram folyamatos növelésére és fenntartására. A modulok intelligens túlterhelés- és rövidzárlat-védelemmel vannak ellátva, amelyek a maradandó károsodás elkerülése érdekében a lehető legnagyobb hőmérséklet elérése után azonnal kikapcsolják a készüléket. A tápegységek IEC/EN/UL60950 és UL508 tanúsítvánnyal rendelkeznek.
Ezenkívül a REDIN/3AC sorozat ma már elérhető 2 vagy 3 fázisú energiaellátási környezetekben történő működésre. Ezt a szériát a rendkívüli stabilitás érdekében tervezték még a folyamat-automatizálás zord környezetében is, és megbízhatóan működnek 320-575Vac hálózati feszültség mellett, még akkor is, ha a harmadik fázis meghibásodik. A sorozat 120W, 240W, 480W vagy 960W tápellátást biztosít 24Vdc névleges feszültségen, csak 40mV hullámossággal vagy 22,5-29,5Vdc közötti névleges feszültséggel, precíziós potenciométerrel állítva. A kimeneti áram értékének növelése érdekében az eszközöket minden egyéb óvintézkedés nélkül párhuzamosan lehet csatlakoztatni; csökkentett üzemmódban, áramkorlátozással történő vezérlés biztosítja a kiegyensúlyozott terhelést.
Axel Stangl, Termékértékesítési vezető a Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH
Bianca Aichinger, Termékmarketing igazgató a RECOM Power GmbH (Gmunden/Ausztria)