Модульные управляемые системы питания большой мощности на базе концепции «3+N» от MEAN WELL

28 июля 2023

телекоммуникацииавтомобильная электроникауправление питаниемавтоматизацияответственные примененияMEAN WELLстатьяисточники питанияAC-DCуправление питаниемсистемы хранения энергиимощные ИПDATA-центры

Игорь Елисеев (г. Химки)

В рамках разработанной концепции блочно-модульной системы промышленного электропитания высокой мощности с возможностью конфигурирования, горячей замены и цифрового управления «3+N» компания MEAN WELL представляет новые модели источников питания в rack-стойку, конфигурируемые ИП, трехфазные AC/DC с высоковольтным входом, а также ИП (в том числе – двунаправленные) для систем рекуперации энергии, использующиеся, в частности, в зарядных станциях и системах электропитания электромобилей и электробусов, и интеллектуальные контроллеры управления питанием. Особый интерес данная продукция представляет для разработчиков аппаратуры тестирования и тестовых систем.

В области современного промышленного производства появляется все больше приложений, где требуются AC/DC-конвертеры на достаточно большие мощности – от единиц до десятков и даже сотен киловатт. Такие силовые установки чаще всего используются для питания мощного производственного оборудования (промышленные лазерные установки, ультрафиолетовые плоттеры, 3D-принтеры, системы электролиза и т.д.), для зарядных станций большой мощности и для тестового оборудования. Помимо основной функции – обеспечения электропитания нагрузки – подобные источники питания (ИП) в ряде случаев должны обладать способностью изменять свое состояние и выходные параметры под воздействием внешних сигналов управления. Данная особенность свойственна в первую очередь системам тестирования, где часто требуется исследовать в автоматизированном режиме поведение проверяемой системы (например, бортовой сети) при динамическом изменении параметров питающей сети (к примеру, при скачках и падениях напряжения).

Очевидно, что подобные многокиловаттные силовые установки должны радикально отличаться от стандартных источников питания. Последние характеризуются мощностью, не превышающей, как правило, несколько сотен ватт, и выпускаются в виде отдельных приборов, имеющих типовую конструкцию и унифицированные размеры. В качестве элементной базы для этих приборов используются серийно выпускаемые электронные компоненты со стандартными характеристиками. Но когда речь заходит о разработке источников питания на десятки и сотни киловатт, строить подобный ИП на стандартной элементной базе невозможно. Подобное устройство, даже обладая высоким КПД, должно будет рассеивать огромную мощность в виде тепловой энергии, что потребует применения мощной системы охлаждения. Что касается элементной базы, возникает необходимость применения нестандартных, очень мощных силовых элементов, рассчитанных на ток, величина которого в выходных каскадах многокиловаттного ИП может достигать десятков тысяч ампер. Подобный прибор будет слишком дорогим и громоздким, не вписывающимся в габариты типовых конструкций. Но главное – такое решение никак нельзя назвать гибким, легко адаптируемым под требования потребителей. Производитель не заинтересован в выпуске широкой линейки нестандартной продукции, а заказчику нужно устройство, которое в случае необходимости можно легко перенастроить или отремонтировать, просто заменив отдельные блоки.

Наиболее очевидным решением будет использование блочно-модульной схемы построения системы питания. Это позволяет построить систему практически любой сложности и конфигурации, используя ограниченный набор типовых «строительных блоков» – серийно выпускаемых функциональных модулей унифицированной конструкции. Одна из ключевых особенностей данных модулей заключается в их способности объединяться по выходам, что позволяет произвольно наращивать суммарную выходную мощность системы питания вплоть до максимальных значений, определяемых допустимым количеством модулей (зависит от их типа). Помимо этого, все модули в той или иной степени поддерживают возможность внешнего управления по интерфейсу (цифровому или аналоговому). Эти базовые принципы построения систем питания (унификация, модульность, управляемость) послужили основой для разработанной компанией MEAN WELL концепции под названием «3+N».

Концепция 3+N

На вопрос, что означает число 3 в названии концепции, производитель отвечает: «Число 3 означает источники питания в rack-стойку, модульные источники питания и систему управления питанием». Для обозначения структур, представляющих собой ряд элементов, объединенных в единую систему в рамках концепции «3+N», MEAN WELL использует другой термин – «системные решения» («3+N System Solutions»). Значение буквы N в названии концепции MEAN WELL определяет следующим образом: «N представляет бесконечные возможности сочетания продуктов MEAN WELL и гибкие решения». Рисунок 1 демонстрирует наглядное представление концепции 3+N от MEAN WELL на примере ряда типовых решений и приборов.

Рис. 1. Системные решения от MEAN WELL в концепции 3+N

Рис. 1. Системные решения от MEAN WELL в концепции 3+N

Белой рамкой на рисунке 1 выделены типовые решения, которые соответствуют цифре 3 в названии концепции. Первым слева представлено решение для установки в стандартную rack-стойку шириной 19 дюймов, которое включает контейнер унифицированных размеров (шириной на всю стойку – 19 дюймов и высотой 1U – стандартная высота установочного места в один юнит, 1,75 дюйма) и монтируемые в него модули типовой конструкции. Контейнер (который также фигурирует в русскоязычном варианте как «шасси», «корзина» или «крейт», а в документации MEAN WELL чаще обозначается термином «rack shelf») может содержать от 3 до 5 установочных мест в зависимости от типа модулей. Данный контейнер служит не только для механического крепления модулей, но выполняет и роль связующего звена, объединяющего их в общую систему (в частности – соединяет в параллель выходы всех установленных в него модулей). MEAN WELL именует данную объединенную конструкцию (контейнер с установленными в него модулями) Rack System.

Второе типовое решение, входящее в «тройку» и обозначенное на рисунке 1 как «Modular Power», представлено здесь источником питания, который представляет собой унифицированный модуль высотой 1U и при этом сам состоит из нескольких модулей (4 или 6) унифицированных размеров. Такой прибор носит название «конфигурируемый источник питания», поскольку благодаря широкому ассортименту встраиваемых модулей можно создавать источник питания произвольной конфигурации с несколькими выходами на различные номиналы напряжений.

Что касается последнего элемента «триады» под названием «System Power», то на рисунке 1 изображен типичный внешний вид системы управления питанием, смонтированной в стандартной rack-стойке, в верхней части которой установлен модуль управления (CNU2 высотой 3U), а ниже – ряды силовых модулей, объединенные общим интерфейсом управления.

Приборы, изображенные на рисунке 1 за пределами области, ограниченной белым контуром, представляют собой контроллеры различных цифровых интерфейсов общего и специального назначения. Например, интерфейс DALI применяется исключительно в области освещения, KNX – преимущественно в системах типа «умный дом», а интерфейсы PMBus и CANbus, поддерживаемые модулем управления CMU2, изображенным на рисунке, широко применяются в различных отраслях промышленности. Здесь эти приборы представлены для иллюстрации широких возможностей по реализации гибких решений на базе продукции MEAN WELL, то есть – того, что представляет буква N в названии концепции.

Суть концепции 3+N можно выразить фразой: «нестандартное из стандартного». В рамках данной концепции MEAN WELL предлагает оптимальное решение по созданию нестандартных систем питания произвольной конфигурации с нетипичными характеристиками, реализуемое на базе стандартной промышленной 19-дюймовой rack-стойки и набора стандартных, серийно выпускаемых, функциональных модулей унифицированной конструкции.  Такую систему компания MEAN WELL может полностью реализовать под заказ клиента или поставить в виде набора комплектующих для самостоятельной сборки заказчиком.

К числу наиболее популярных комплектующих можно отнести следующую продукцию:

  1. Источники питания типа Rack System с функцией горячей замены модулей серий RCP-1600, DRP-3200 и NCP-3200;
  2. Конфигурируемые источники питания NMP650 и NMP1K2;
  3. Высоковольтные источники питания серий RST-7K5, RSP-15K и SHP-10K;
  4. Источники питания для систем повторного использования энергии серий ERG-5000 и BIC-2200;
  5. Модули управления питанием CMU2.

Источники питания типа Rack System с функцией горячей замены модулей

Источники питания серии RCP-1600 представляют собой модули унифицированной конструкции, предназначенные для монтажа в rack-контейнер типа RHP-1U. Изображение модуля RCP-1600, а также виды с фронтальной и обратной сторон представлены на рисунке 2. А на рисунке 3 показано как выглядит вся система в сборе.

Рис. 2. Модуль источника питания серии RCP-1600

Рис. 2. Модуль источника питания серии RCP-1600

Рис. 3. Rack-контейнер RHP-1U с установленными модулями серии RCP-1600

Рис. 3. Rack-контейнер RHP-1U с установленными модулями серии RCP-1600

Как показано на рисунке 2, фронтальной  стороной модуля считается та, где расположен выходной разъем, а та сторона, что обращена к пользователю и на которой размещен светодиодный индикатор – считается обратной. На этой же (обратной) стороне расположены вентиляционные отверстия, за которыми скрываются два встроенных вентилятора, осуществляющие принудительное охлаждение силовых элементов схемы. Есть и складывающаяся рукоятка (на рисунке 2 она в сложенном состоянии, а на рисунке 3 – в открытом), предназначенная для монтажа и демонтажа модулей из rack-контейнера. В закрытом состоянии она выполняет функцию замка.

Модули источников питания серии RCP-1600 мощностью 1600 Вт выпускаются на три номинала выходных напряжений – 12, 24 и 48 В. В rack-контейнер типа RHP-1U можно установить до пяти модулей одного номинала, при этом их выходы объединяются в параллель. Таким образом, суммарная мощность одного полностью укомплектованного rack-контейнера достигает 8000 Вт. Допускается объединение в параллель до трех rack-контейнеров, что позволяет реализовать источник питания на один из трех возможных номиналов выходного напряжения мощностью до 24000 Вт.

При объединении нескольких модулей в параллель необходимо как можно точнее задавать их выходные напряжения перед установкой в систему. По требованию производителя напряжения отдельных модулей в системе не должны отличаться более чем на 0,2 В. Регулировка выходного напряжения осуществляется с помощью встроенного переменного сопротивления. Еще одна рекомендация производителя относится к величинам выходных токов модулей, соединенных в параллель. Из-за неизбежного разброса параметров компонентов системы невозможно добиться идеального равенства токов в выходных цепях модулей. Поэтому, при эксплуатации системы на максимальной мощности величины выходных токов отдельных модулей могут  превысить предельно допустимые значения. В связи с этим, производитель рекомендует ограничивать максимальный выходной ток системы на уровне 90% от предельно допустимого.

Все внешние подключения системы – к питающей сети, к нагрузке и к устройству управления – осуществляются за счет разъемов и клеммных колодок, расположенных на задней стороне rack-контейнера. MEAN WELL выпускает два варианта контейнеров типа RHP-1U, отличающихся только типом соединителя для подключения к питающей сети переменного тока – клеммная колодка или типовой разъем. Оба варианта представлены на рисунке 4.

Рис. 4. Задняя панель rack-контейнера RHP-1U в двух вариантах - с клеммными колодками (вверху) и со стандартными сетевыми разъемами (внизу)

Рис. 4. Задняя панель rack-контейнера RHP-1U в двух вариантах – с клеммными колодками (вверху) и со стандартными сетевыми разъемами (внизу)

Обращает на себя внимание, что все модули в составе системы подключаются к питающей сети по отдельным линиям. Это позволяет установить в первичной цепи каждого из них собственное средство защиты (предохранитель или УЗО – устройство защитного отключения). Выходные шины устройства выведены на две пары мощных винтовых клемм, соединенных в параллель.

Цифровой интерфейс управления (по умолчанию – PMBus), объединяющий все модули в системе, подключается посредством 8-контактных разъемов типа RJ45 (позиция JK1 на рисунке 4). Данный интерфейс позволяет в режиме реального времени контролировать текущий статус и рабочие характеристики модулей – напряжение и ток на выходе, внутреннюю температуру – и, если установлен режим управления, задавать выходные параметры – напряжение и максимальное значение тока. Также он служит для передачи сигналов тревоги в случае возникновения аварийной ситуации. Обращение к каждому конкретному модулю в системе осуществляется по его уникальному адресу, который задается  с помощью 4-полюсных DIP-переключателей, обозначенных как «ADDRESS SWITCH» на рисунке 4.

Оценить общее состояние того или иного модуля можно также по его светодиодному индикатору: если он светит зеленым – все в порядке, если мигающим красным – внутренняя температура достигла 60°C, но прибор в рабочем состоянии, защита от перегрева не срабатывает, а если светит красным и не мигает – значит возникла серьезная проблема (перегрузка, перегрев, выход из строя вентилятора и т.д.). Помимо этого каждый модуль выдает по три статусных сигнала логического уровня, которые поступают на разъем CN1 (рисунок 4) – это «AC-OK», «DC-OK» и «T-ALARM». Первые два в активном состоянии сигнализируют о том, что уровни напряжения (соответственно, на входе и на выходе) находятся в допустимых пределах, а последний активизируется в том случае, если температура модуля превысила предельно допустимое значение или если вентилятор охлаждения вышел из строя.

Кроме того, на разъем CN1 выводятся два служебных напряжения – 5 и 12 В, а также входы, предназначенные для внешнего управления – логические «ON/OFF» для дистанционного включения и отключения отдельных модулей, и аналоговые, позволяющие регулировать выходные параметры системы («PV» для напряжения и «PC» для тока). Следует иметь в виду, что если установлен режим управления по цифровому интерфейсу, то аналоговое управление работать не будет.

Для включения модуля необходимо подать на его управляющий вход «ON/OFF» напряжение 5 В положительной полярности. С помощью внешней коммутации можно создавать схемы включения любой конфигурации, управляя одновременно группами модулей или каждым из них в индивидуальном порядке.

Для управления выходным напряжением системы используется внешний регулируемый источник напряжения 0…5 В, который своим «плюсом» подключается к выводу «PV» (контакт 26 на разъеме CN1), а «минусом» – к контакту 24 того же разъема (вывод «-V signal»). Зависимость напряжения на выходе системы от напряжения на управляющем входе «PV» для модулей серии RCP-1600 представлена на рисунке 5.

Рис. 5. Зависимость выходного напряжения системы от управляющего напряжения на входе «PV» для модулей серии RCP-1600

Рис. 5. Зависимость выходного напряжения системы от управляющего напряжения на входе «PV» для модулей серии RCP-1600

Как видно из графика на рисунке 5, регулировка выходного напряжения носит сугубо нелинейный характер и может осуществляться только в ограниченных пределах. Та же самая картина наблюдается и в случае установки максимальной величины выходного тока (имеется в виду предельно допустимое значение, при котором источник питания автоматически переходит в режим стабилизации тока) – нелинейная зависимость и регулировка в диапазоне 20…110% от номинального значения. Под номинальным значением понимается параметр, фигурирующий в технической документации под названием Rated Current и представляющий собой значение выходного тока источника питания на максимальной мощности при номинальном выходном напряжении. Для установки лимита выходного тока также используется внешний регулируемый источник напряжения 0…5 В, но подключаемый в данном случае выходом положительной полярности к выводу «PC» (контакт 25 на разъеме CN1). Выход отрицательной полярности соединяется с выводом «-V signal». График зависимости максимального значения выходного тока системы от управляющего напряжения на входе “PC” представлен на рисунке 6.

Рис. 6. Зависимость максимального тока системы от управляющего напряжения на входе «PC» для модулей серии RCP-1600

Рис. 6. Зависимость максимального тока системы от управляющего напряжения на входе «PC» для модулей серии RCP-1600

На разъем CN2 (рисунок 4) выведены две пары контактов, одна из которых – «+V» и «-V» – дублирует выходные шины источника питания, а вторая – «+S» и «-S» – должна подключаться непосредственно к нагрузке, как показано на рисунке 7 вверху, если применяется схема компенсации потерь на проводах, или замыкаться на первую пару (подключение по умолчанию), если потерями на проводах можно пренебречь (нижняя часть рисунка 7).

Рис. 7. Подключение контактов разъема CN2 в схеме компенсации потерь на проводах (вверху) и в схеме по умолчанию (внизу)

Рис. 7. Подключение контактов разъема CN2 в схеме компенсации потерь на проводах (вверху) и в схеме по умолчанию (внизу)

Схема компенсации потерь на проводах применяется в тех случаях, когда расстояние от источника питания до нагрузки достаточно велико, из-за чего приходится использовать длинные провода. Это тем более актуально в случае больших токов в цепи нагрузки, что как раз характерно для рассматриваемой здесь системы питания. Резистивные потери на проводах можно компенсировать, увеличив соответственно напряжение на выходе источника питания. А за счет обратной связи по напряжению (с помощью дополнительной пары проводов, подключенной к контактам «+S» и «-S») можно осуществить эту «компенсацию» с достаточной степенью точности. Если же на практике этого не требуется (например, когда нагрузка расположена в непосредственной близости от источника питания или потери на проводах относительно невелики), то необходимо замыкать контакты разъема CN2 между собой, как показано на рисунке 8 (внизу).

Основные технические и эксплуатационные характеристики модулей серии RCP-1600 представлены в таблице 1.

Таблица 1. Основные технические и эксплуатационные характеристики модулей серии RCP-1600

Параметр/Модуль RCP-1600-12 RCP-1600-24 RCP-1600-48
Диапазон входных напряжений переменного тока, В 90…264
Номинал выходного напряжения, В 12 24 48
Диапазон регулировки выходного напряжения с помощью встроенного переменного резистора, В 11,5…15 23,5…30 47,5…58,8
Номинальная мощность, Вт 1500 1608 1608
Номинальный выходной ток (при номинальной мощности), А 125 67 33,5
Типовой коэффициент полезного действия, % 88,5 91 93
Типовой коэффициент мощности 0,97
Типовой пусковой ток на холодном старте, А 35
Напряжение изоляции «вход-выход», В 3000
Сопротивление изоляции «вход-выход», МОм 100
Диапазон рабочих температур, °C -30…70
Габаритные размеры, ДхШхВ, мм 300 х 85 х 41
Гарантия производителя, лет 5

Данную систему питания можно заказывать как набор компонентов – модули серии RCP-1600 плюс rack-контейнер типа RHP-1U, а можно – как готовую систему в сборе: полностью укомплектованный rack-контейнер с пятью модулями на определенное напряжение. Ниже, на рисунках 8, 9 и 10, представлена структура наименований данных изделий.

Рис. 8. Структура названия модуля серии RCP-1600

Рис. 8. Структура названия модуля серии RCP-1600

Рис. 9. Структура названия rack-контейнера типа RHP-1U

Рис. 9. Структура названия rack-контейнера типа RHP-1U

Рис. 10. Структура названия готовой системы питания на базе rack-контейнера RHP-1U и пяти модулей серии RCP-1600

Рис. 10. Структура названия готовой системы питания на базе rack-контейнера RHP-1U и пяти модулей серии RCP-1600

Во всех трех названиях имеется место в конце, отмеченное пустым квадратом, с пометкой «Цифровой интерфейс». Если оставить это место пустым, будут поставлены изделия с интерфейсом PMBus (стандартный вариант). Если требуется интерфейс CANBus, то необходимо данное место заместить буквами «CAN».

Вариант подключения к сети, представленный буквой «T» на рисунках 9 и 10, соответствует варианту rack-контейнера с клеммной колодкой (terminal block) для подключения к сети (верхнее изображение на рисунке 4). Если нужен вариант с разъемами, как в нижней части рисунка 4, то букву «T» в названии нужно будет заменить на «I».

Буквы «8K1U» на рисунке 10 означают мощность полностью укомплектованного rack-контейнера (8000 Вт) высотой 1U с пятью модулями по 1600 Вт каждый.

Источники питания серии DRP-3200 настолько похожи на представителей ранее рассмотренной серии (RCP-1600), что можно считать их ближайшими родственниками. В плане функциональных характеристик они ничем не отличаются. Различия выражаются только в количественных показателях. Модули DRP-3200 в два раза мощнее своих собратьев, выпускаются только на два номинала выходных напряжений (24 и 48 В) и больше по размерам. Соответственно, для монтажа этих модулей применяется другой rack-контейнер – DHP-1U, который вмещает только четыре модуля DRP-3200.  Внешний вид модуля серии DRP-3200 представлен на рисунке 11, а изображения rack-контейнера DHP-1U и его обратной стороны показаны соответственно на рисунках 12 и 13.

Рис. 11. Источник питания серии DRP-3200

Рис. 11. Источник питания серии DRP-3200

Рис. 12. Rack-контейнер типа DHP-1U с модулями серии DRP-3200

Рис. 12. Rack-контейнер типа DHP-1U с модулями серии DRP-3200

Рис. 13. Задняя панель rack-контейнера типа DHP-1U

Рис. 13. Задняя панель rack-контейнера типа DHP-1U

Rack-контейнер DHP-1U выпускается только в одном варианте – с клеммными колодками для подключения к сети. Его задняя панель по составу полностью идентична, если не брать в расчет расположение элементов, обратной стороне контейнера RHP-1U – содержит те же самые разъемы, с той же цоколевкой и теми же названиями, и точно такой же набор DIP-переключателей для установки адресов модулей. Назначение этих элементов ничем не отличается от того, что уже было подробно рассмотрено в предыдущем разделе.

Что касается регулировочных характеристик, то зависимость максимального выходного тока от управляющего напряжения ни качественно, ни количественно не отличается от того, что представлено на рисунке 6. А график зависимости выходного напряжения от управляющего лишь незначительно отличается числовыми характеристиками (точнее, нижней границей диапазона регулировки).

Основные технические и эксплуатационные характеристики модулей серии DRP-3200 представлены в таблице 2.

Таблица 2. Основные технические и эксплуатационные характеристики модулей серии DRP-3200

Параметр/Модуль DRP-3200-24 DRP-3200-48
Диапазон входных напряжений переменного тока, В 90…264
Номинал выходного напряжения, В 24 48
Диапазон регулировки выходного напряжения с помощью встроенного переменного резистора, В 23,5…30 47,5…58,8
Номинальная мощность, Вт 3192 3216
Номинальный выходной ток (при номинальной мощности), А 133 67
Типовой коэффициент полезного действия, % 93,5 94,5
Типовой коэффициент мощности 0,97
Типовой пусковой ток на холодном старте, А 55
Напряжение изоляции «вход-выход», В 3000
Сопротивление изоляции «вход-выход», МОм 100
Диапазон рабочих температур, °C -30…70
Габаритные размеры, ДхШхВ, мм 325 х 107 х 41
Гарантия производителя, лет 5

Заказывать эту систему питания можно как набор комплектующих (модули и rack-контейнер) или как готовую систему в сборе. Структура названия модуля серии DRP-3200 представлена на рисунке 14.

Рис. 14. Структура названия модуля серии DRP-3200

Рис. 14. Структура названия модуля серии DRP-3200

Если необходим модуль с поддержкой интерфейса CANBus, то в конце названия надо добавить «CAN». По умолчанию, модуль поставляется с интерфейсом PMBus.

Для заказа rack-контейнера DHP-1U, который выпускается только в одном варианте исполнения, следует указывать название DHP-1UT-A. А для заказа готовой, полностью укомплектованной системы на базе этого контейнера используется название, структура которого представлена на рисунке 15, где переменной величиной является только выходное напряжение системы. Буквы «12K1U» в данном случае соответствуют полной мощности одного комплекта из четырех модулей (примерно 12000 Вт, а точнее 12800 Вт) в rack-контейнере высотой 1U. Допускается объединение в параллель двух таких систем для увеличения общей мощности до 25600 Вт.

Рис. 15. Структура названия полностью укомплектованной системы на базе rack-контейнера DHP-1U и модулей серии DRP-3200

Рис. 15. Структура названия полностью укомплектованной системы на базе rack-контейнера DHP-1U и модулей серии DRP-3200

Модульные источники питания серии NCP-3200 также обладают всей базовой функциональностью, свойственной обеим рассмотренным выше сериям. Но при этом несколько присущих только им особенностей позволяют считать эту серию уникальной в своем роде.

Первая ключевая особенность заключается в том, что данный прибор может функционировать и как источник питания, и как зарядное устройство. Причем, смена роли осуществляется без каких-либо ручных манипуляций – просто подачей соответствующей команды по цифровому интерфейсу.

Вторая уникальная особенность: приборы данной серии могут обслуживать не только низковольтные устройства, но и высоковольтные линии централизованного питания. Это возможно, поскольку линейка источников питания серии NCP-3200 включает модели как с низкими выходными напряжениями (24 и 48 В), так и с высоким – на 380 В. Но необходимо учитывать, что прибор на 380 В, во-первых, может работать только как полноценный источник питания, то есть не поддерживает режим работы в качестве зарядного устройства, а во-вторых, для этого источника питания не предусмотрена функция компенсации потерь на проводах.

Третья характерная особенность серии заключается в том, что на базе этих приборов можно создавать системы питания очень большой мощности. В рамках такой системы можно объединять в параллель до десяти rack-контейнеров, каждый из которых содержит по четыре модуля мощностью 3200 Вт.  Несложно подсчитать, что суммарная мощность такой системы может достигать 128000 Вт.

Внешний вид модуля серии NCP-3200 показан на рисунке 16. А на рисунке 17 изображен rack-контейнер типа DHP-1UT-B для монтажа этих модулей.

Рис. 16. Модуль источника питания серии NCP-3200

Рис. 16. Модуль источника питания серии NCP-3200

Рис. 17. Rack-контейнер типа DHP-1UT-B для модулей серии NCP-3200

Рис. 17. Rack-контейнер типа DHP-1UT-B для модулей серии NCP-3200

На обратной стороне rack-контейнера типа DHP-1UT-B (рисунок 18) можно обнаружить те же самые элементы, что и у ранее рассмотренных систем. Причем типы используемых разъемов, их маркировка, цоколевка,  назначение выводов идентичны тому, что было раньше. Но есть одно существенное отличие – здесь всего один 4-полюсный DIP-переключатель для установки адреса, хотя контейнер рассчитан на установку четырех модулей (во всех рассматриваемых ранее случаях у каждого модуля имелся свой собственный 4-полюсный DIP-переключатель). Следует отметить, что это еще одна характерная особенность данной системы. Несмотря на то, что переключатель всего один, система имеет возможность адресоваться по цифровому интерфейсу к любому из четырех модулей в контейнере. Более того, даже если система питания будет включать десять rack-контейнеров, что составляет уже 40 модулей в совокупности, то и в этом случае можно без проблем обращаться к каждому из них по индивидуальному адресу. Просто в данной системе адрес отдельного модуля задается шестизначным двоичным кодом (в ранее рассмотренных системах адресом служил 4-значный двоичный код, который теоретически позволял адресоваться к 16 устройствам, а в реальных устройствах – к пятнадцати). Так вот, в rack-контейнере типа DHP-1UT-B каждый модуль получает свой собственный адрес внутри контейнера в зависимости от места установки. Этот внутренний адрес (от 0 до 3) образует два младших двоичных разряда в общесистемном адресе. А старшие четыре разряда задаются тем самым DIP-переключателем на обратной стороне контейнера (по сути являясь адресом самого контейнера). В данной системе остается следить только за тем, чтобы адрес каждого контейнера был уникальным внутри системы.

Рис. 18. Обратная сторона rack-контейнера типа DHP-1UT-B

Рис. 18. Обратная сторона rack-контейнера типа DHP-1UT-B

При работе в качестве источника питания модули серии NCP-3200 ведут себя точно так же, как и ранее рассмотренные приборы других серий. В частности, регулировочные характеристики по выходному напряжению и максимальному току имеют те же формы, причем в случае тока и числовые параметры ничем не отличаются (см. рисунок 6). Но что касается графика зависимости выходного напряжения от управляющего, то для данной серии, учитывая наличие дополнительного номинала (380 В), числовые параметры будут специфическими (рисунок 19).

Рис. 19. Зависимость выходного напряжения от управляющего источников питания серии NCP-3200

Рис. 19. Зависимость выходного напряжения от управляющего источников питания серии NCP-3200

Основные технические и эксплуатационные характеристики модулей серии NCP-3200 в качестве источников питания представлены в таблице 3.

Таблица 3. Основные технические и эксплуатационные характеристики источников питания серии NCP-3200

Параметр/Модуль NCP-3200-24 NCP-3200-48 NCP-3200-380
Диапазон входных напряжений переменного тока, В 90…264
Номинал выходного напряжения, В 24 48 380
Диапазон регулировки выходного напряжения с помощью встроенного переменного резистора, В 23,5…30 47,5…58,8 260…400
Номинальная мощность, Вт 3192 3216 3206,4
Номинальный выходной ток (при номинальной мощности), А 133 67 8,4
Типовой коэффициент полезного действия, % 93,5 94,5 94
Типовой коэффициент мощности 0,97
Типовой пусковой ток на холодном старте, А 55
Напряжение изоляции «вход-выход», В 3000
Сопротивление изоляции «вход-выход», МОм 100
Диапазон рабочих температур, °C -30…70
Габаритные размеры, ДхШхВ, мм 325,8 х 107 х 41
Гарантия производителя, лет 5

Когда модули серии NCP-3200 используются в качестве зарядного устройства, они работают по заранее заданному алгоритму, обеспечивая нужную форму так называемой зарядной кривой. При этом можно использовать один из встроенных алгоритмов (двухстадийный или трехстадийный), или запрограммировать свой собственный с помощью специального программатора под названием SBP-001 производства MEAN WELL, подключаемого к компьютеру с соответствующим программным обеспечением.

Типовые зарядные кривые, формируемые стандартными встроенными алгоритмами, представлены на рисунке 20, а соответствующие им параметры – в таблице 4.

Рис. 20. Типовые зарядные кривые: для двухстадийного (слева) и трехстадийного (справа) процессов

Рис. 20. Типовые зарядные кривые: для двухстадийного (слева) и трехстадийного (справа) процессов

Таблица 4. Стандартные параметры зарядных кривых

Параметр/Модуль NCP-3200-24 NCP-3200-48
Ток на стадии 1, А 110 55
Vboost, В 28,8 57,6
Vfloat, В 27,6 55,2

Первые две стадии обоих процессов (двух- и трехстадийного) ничем не отличаются. На стадии 1, обозначенной буквами CC (Constant Current), производится заряд постоянным током до тех пор, пока напряжение заряжаемой батареи не достигнет значения Vboost. После этого стартует стадия 2, отмеченная символами CV (Constant Voltage), когда напряжение поддерживается на одном и том же уровне, а зарядный ток, по мере того как батарея набирает заряд, постепенно снижается. После того, как зарядный ток снизится до 10% от начального значения, в первом случае (на 2-стадийном процессе) процесс заряда полностью прекращается, а зарядный ток падает до нуля. Во втором случае стартует стадия 3, названная Float Charging (FC), что по смыслу соответствует выражению «поддерживающая зарядка», то есть поддержание заряда батареи на высоком уровне в течение всего времени, пока действует стадия 3 (практически – бесконечно). Для этого на контактах аккумуляторной батареи поддерживается постоянное напряжение Vfloat, которое ниже, чем Vboost (стандартное напряжение зарядки), но достаточно для постоянной подзарядки небольшим током с целью недопущения саморазряда.

Структура наименования модулей серии NCP-3200 представлена на рисунке 21. Переменными величинами в названии являются выходное напряжение (24, 48 или 380 В), а также место в конце названия, которое нужно оставить пустым, если нужен интерфейс PMBus, или заполнить его буквами «CAN», если требуется CANBus.

Рис. 21. Структура названия модулей серии NCP-3200

Рис. 21. Структура названия модулей серии NCP-3200

Что касается rack-контейнеров для модулей типа DHP-1UT-B, то надо учесть, что для номинала на 380 В требуется специальный контейнер, в название которого добавляется суффикс «HV». Полная структура названия контейнеров типа  DHP-1UT-B представлена на рисунке 22.

Рис. 22. Структура названия rack-контейнеров типа DHP-1UT-B

Рис. 22. Структура названия rack-контейнеров типа DHP-1UT-B

Конфигурируемые источники питания

Конфигурируемые источники питания NMP650 и NMP1K2 представляют собой сборные устройства, состоящие из внешнего корпуса-контейнера высотой 1U и набора модулей унифицированной конструкции. Отличие между ними лишь в том, что NMP650 содержит четыре типовых установочных места для модулей (слотов), а NMP1K2 – шесть. На рисунке 23 представлены оба этих изделия в сборе,  на рисунке 24 – внешний вид унифицированного модуля.

Рис. 23. Конфигурируемые источники питания NMP1K2 (слева) и NMP650 (справа)

Рис. 23. Конфигурируемые источники питания NMP1K2 (слева) и NMP650 (справа)

Рис. 24. Унифицированный модуль для конфигурируемых источников питания семейства NMP

Рис. 24. Унифицированный модуль для конфигурируемых источников питания семейства NMP

Унифицированные модули, как видно из рисунка 24, выпускаются в открытом исполнении. На их лицевой стороне расположены контакты для подключения нагрузки, переменное сопротивление для регулировки выходного напряжения, функциональный разъем, содержащий выводы сигналов мониторинга и контроля, и светодиод, индицирующий состояние выхода. Данные модули не предназначены для горячей замены и не предполагают возможности извлечь-вставить их «легким движением руки». Здесь надо будет сначала открутить до десятка винтов, снять верхнюю крышку, отсоединить внутренний разъем и только после этого достать модуль. Затем, чтобы установить новый модуль, потребуется повторить всю процедуру в обратном порядке.

Стандартно выпускаются несколько модулей с одиночными выходами на напряжения 5, 12, 24 и 48 В, и один модуль с двойным выходом на два номинальных напряжения по 30 В каждый. Модули с одиночным выходом обозначаются как NMS-240-XX, где XX обозначает значение номинального выходного напряжения (05, 12, 24 или 48), а модуль с двойным выходом называется NMD-240. Число 240 в названиях модулей означает номинальную мощность (240 Вт). Выходное напряжение всех модулей можно регулировать в определенных пределах с помощью встроенных потенциометров, причем для модуля NMD-240 предусмотрено два потенциометра для независимой регулировки по каждому каналу в отдельности. Кроме этого, для модулей серии NMS-240 предусмотрены возможности внешней регулировки как выходного напряжения, так и максимальной величины выходного тока с помощью аналоговых сигналов, подаваемых на соответствующие контакты внешнего функционального разъема (CN81). Схемы подключения с графиками зависимостей выходных параметров от управляющего напряжения представлены на рисунках 25 и 26.

Рис. 25. Схема включения и график зависимости при внешнем управлении выходным напряжением модулей серии NMS-240

Рис. 25. Схема включения и график зависимости при внешнем управлении выходным напряжением модулей серии NMS-240

Рис. 26. Схема и график зависимости при внешнем управлении величиной максимального выходного тока модулей серии NMS-240

Рис. 26. Схема и график зависимости при внешнем управлении величиной максимального выходного тока модулей серии NMS-240

На рисунках 25 и 26 также показаны переменный резистор (VR60), предназначенный для ручной регулировки выходного напряжения, и место расположения индикаторного светодиода (LED). Зеленый цвет свечения светодиода сигнализирует о том, что выходное напряжение модуля находится в допустимых пределах. Ту же функцию выполняет и выходной сигнал «DC_OK», выведенный на функциональный разъем CN81. Следует обратить внимание и на контакт 3 того же разъема, обозначенный как RC2. Этот контакт предназначен для дистанционного включения и выключения модуля, что осуществляется простой коммутацией данного контакта на «землю». Для модуля NMD-240 также предусмотрены аналогичные контакты (как DC_OK и RC2) на соответствующем функциональном разъеме, причем для каждого канала в отдельности. Контакты 9 и 10 разъема CN81, обозначенные как «+S» и «-S», предназначены для применения в схеме компенсации потерь на проводах, описанной ранее, и используются аналогичным образом (для NMD-240 такая схема не предусмотрена).

Допускается возможность последовательного и параллельного объединения модулей. При последовательном соединении суммарная величина выходного напряжения не должна превышать 60 В. Параллельное объединение можно организовать самостоятельно, согласно схеме на рисунке 27, или заказать уже готовую конфигурацию с заданным количеством объединенных модулей.

Рис. 27. Схема параллельного соединения модулей серии NMS-240

Рис. 27. Схема параллельного соединения модулей серии NMS-240

При параллельном соединении модулей необходимо соблюдать правило, уже упоминавшееся ранее – все модули должны быть на одно и то же напряжение с точностью до 0,2 В.

На обратной стороне источников питания NMP1K2 и NMP650 расположена клеммная колодка для подключения к сети питания и функциональный разъем CN32 (рисунок 28).

Рис. 28. Задние панели источников питания NMP1K2 (слева), NMP50 (справа) и схема включения (в центре)

Рис. 28. Задние панели источников питания NMP1K2 (слева), NMP50 (справа) и схема включения (в центре)

На схеме рисунка 28 показана схема дистанционного включения и выключения устройства с помощью внешнего переключателя. Дополнительный интерес представляет контакт под номером 5, обозначенный как «T-Alarm». Это – выходной сигнал, предназначенный для выдачи тревожного сигнала во внешнюю систему в случае, когда температура внутри устройства превысит допустимый уровень.

В таблице 5 представлены основные технические характеристики модулей серии NMS-240, а в таблице 6 приведены параметры модулей NMD-240.

Таблица 5. Основные технические характеристики модулей серии NMS-240

Параметр/Модуль NMS-240-05 NMS-240-12 NMS-240-24 NMS-240-48
Конфигурационный код модуля C E H K
Номинальное выходное напряжение 5 12 24 48
Номинальная мощность, Вт 180 240 240 240
Номинальный выходной ток, А 36 20 10 5
Диапазон регулировки выходного напряжения с помощью встроенного потенциометра, В 3…6 6…15 15…30 30…55
Габаритные размеры, ДхШхВ, мм 118,5 х 37,9 х 18

Таблица 6. Основные технические характеристики модулей NMD-240

Параметр Выход 1 Выход 2
Конфигурационный код модуля D
Номинальное выходное напряжение, В 30 30
Номинальная мощность, Вт 150 150
Номинальный выходной ток, А 5 5
Диапазон регулировки выходного напряжения с помощью встроенного потенциометра, В 3…30 3…30
Максимальная суммарная мощность, Вт 240

Конфигурационные коды модулей служат для формирования полного наименования прибора. Структуры названий источников питания NMP650 и NMP1K2 представлены на рисунках 29 и 30.

Рис. 29. Структура наименования конфигурируемых источников питания NMP650

Рис. 29. Структура наименования конфигурируемых источников питания NMP650

Рис. 30. Структура наименования конфигурируемых источников питания NMP1K2

Рис. 30. Структура наименования конфигурируемых источников питания NMP1K2

Группы мест в структурах наименований, обозначенные как «Слоты», предназначены для конфигурационных кодов модулей, представленных в таблицах 5 и 6. Каждая позиция в группе соответствует конкретному установочному месту (слоту). Модули питания будут размещены в корпус прибора точно в том же порядке, в каком их коды фигурируют в названиях. Если требуется неполный комплект, незанятые места нужно пометить символом «решетка» (#), в эти слоты будут установлены заглушки.

«Опции» представляют собой код из двух цифр, соответствующий номеру строки в таблице опций, представленной в документации. В этой таблице приведены различные возможные варианты параллельного объединения нескольких модулей. Например, опция «01» означает параллельное объединение модулей в слотах 1 и 2, а опции «16» соответствуют два параллельных объединения – слот 1 со слотом 2 и слот 3 со слотом 4. В таблице присутствуют все возможные опции для шести слотов, что полностью применимо к NMP1K2, а вот для NMP650 подходят только те опции, где фигурируют исключительно слоты с номерами от 1 до 4.

Высоковольтные источники питания

Серии RST-7K5 представляет линейку мощных трехфазных AC/DC-конвертеров с высоковольтным выходом. В состав линейки входят источники питания с выходными напряжениями 115, 230 и 380 В. Приборы выпускаются в виде модулей унифицированных размеров высотой 2U для установки в rack-стойку. Доступны два варианта изделий – с воздушным и водяным охлаждением, их изображения представлены соответственно на рисунках 31 и 32.

Рис. 31. Источник питания серии RST-7K5 в варианте с воздушным охлаждением

Рис. 31. Источник питания серии RST-7K5 в варианте с воздушным охлаждением

Рис. 32. Источник питания серии RST-7K5 в варианте с водяным охлаждением

Рис. 32. Источник питания серии RST-7K5 в варианте с водяным охлаждением

Рис. 33. Теплоотводящий элемент водяного охлаждения

Рис. 33. Теплоотводящий элемент водяного охлаждения

Охлаждение силовых элементов схемы источников питания серии RST-7K5 в варианте, изображенном на рисунке 31, осуществляется парой мощных встроенных вентиляторов. То же изделие в другом варианте исполнения, изображенном на рисунке 32, не имеет никаких встроенных систем охлаждения, в связи с чем для него требуется специальный внешний теплоотводящий элемент (рисунок 33). Этот элемент представляет собой толстую алюминиевую пластину с запрессованной в нее медной трубкой, по которой циркулирует охлаждающая жидкость (вода). Это устройство крепится к нижней поверхности источника питания, которая, в свою очередь, служит теплоотводом для силовых элементов схемы.

Для подключения источников питания серии RST-7K5 к трехфазной сети стандартно используется одна из двух типовых схем – трехпроводный «треугольник» или четырехпроводная «звезда» (с нулевым проводом). Хотя допускается подключение и к однофазной сети, производитель этого не рекомендует, так как не может гарантировать в этом случае достоверность характеристик, заявленных в спецификации. Три возможные схемы подключения источников питания RST-7K5 представлены на рисунке 34.

Рис. 34. Схемы сетевого подключения источников питания серии RST-7K5: трехфазные - "треугольник" (а), "звезда" (б) и однофазная (в)

Рис. 34. Схемы сетевого подключения источников питания серии RST-7K5: трехфазные — «треугольник» (а), «звезда» (б) и однофазная (в)

Регулировка выходного напряжения источников питания RST-7K5 может осуществляться вручную с помощью встроенного потенциометра или дистанционно – аналоговым сигналом. Тот или иной режим управления задается с помощью функционального DIP-переключателя на фронтальной стороне прибора. Зависимость выходного напряжения источника питания RST-7K5 от управляющего при дистанционном (аналоговом) способе управления представлена на рисунке 35.

Рис. 35. Зависимость выходного напряжения от управляющего источников питания серии RST-7K5

Рис. 35. Зависимость выходного напряжения от управляющего источников питания серии RST-7K5

Регулировка выходного тока (максимального значения) также осуществляется внешним аналоговым сигналом. Для этого тоже необходимо задать данный режим с помощью переключателя. Кривая зависимости максимального выходного тока от управляющего напряжения представлена на рисунке 36.

Рис. 36. Зависимость максимального значения выходного тока от управляющего напряжения источников питания серии RST-7K5

Рис. 36. Зависимость максимального значения выходного тока от управляющего напряжения источников питания серии RST-7K5

Установки этого переключателя, упоминавшегося выше, подробно описаны (и проиллюстрированы картинками) в технической документации. С помощью него можно также задать поведение прибора при перегрузке по выходу – либо он переходит в режим стабилизации тока, либо он отключается, если перегрузка продлится более 5 секунд.

Источники питания RST-7K5, так же как и рассмотренные ранее приборы, могут включаться и отключаться удаленно с помощью коммутации пары контактов. Соответствующая схема показана на рисунке 37.

Рис. 37. Схема удаленного включения и выключения источников питания серии RST-7K5

Рис. 37. Схема удаленного включения и выключения источников питания серии RST-7K5

Приборы RST-7K5 также формируют ряд статусных и аварийных сигналов для внешней системы управления. К ним относятся сигнал DC-OK, индицирующий нормальный уровень напряжения на выходе; сигнал AC-FAIL, активизирующийся при падении входного напряжения; сигнал OTP, индицирующий перегрев и сигнал FAN-FAIL, возникающий при проблемах с вентилятором. Все эти сигналы представлены в двух видах – как контакты реле и как открытый коллектор. Первые помечаются цифрой 1, вторые цифрой 2. Например, выход сигнала DC-OK как контакта реле обозначается DC-OK1, а как открытый коллектор – DC-OK2. На рисунке 38 представлена схема подключения выходных сигналов с открытым коллектором.

Рис. 38. Схема подключения выходных сигналов с открытым коллектором

Рис. 38. Схема подключения выходных сигналов с открытым коллектором

Следует также упомянуть о возможности объединения в параллель до четырех источников питания серии RST-7K5 одного номинала. Схема объединения тривиальная – кроме собственно выходных шин приборов, надо также объединить в параллель выводы, обозначенные как «CS-» и «CS+».

Основные технические и эксплуатационные характеристики источников питания серии RST-7K5 приведены в таблице 7.

Таблица 7. Основные технические и эксплуатационные характеристики источников питания серии RST-7K5

Параметр/Модель RST-7K5-115 RST-7K5-230 RST-7K5-380
Допустимый диапазон входных напряжений трехфазного переменного тока, для различных схем подключения, В трехпроводный «треугольник»: 196…305;
четырехпроводная «звезда»: 340…530
Номинальное выходное напряжение, В 115 230 380
Диапазон регулировки выходного напряжения с помощью встроенного потенциометра, В 90…138 170…260 260…400
Номинальный выходной ток (фабричная установка), А 65 32,4 19,77
Номинальная мощность, Вт 7475 7452 7515
Типовой коэффициент полезного действия, % 94 95 95
Типовой коэффициент мощности 0,97…0,98
Напряжение изоляции «вход-выход», В 4300
Сопротивление изоляции «вход-выход», МОм 100
Диапазон рабочих температур, °C -30…70
Габаритные размеры, ДхШхВ, мм с воздушным охлаждением: 460 х 211 х 83,5;
с водяным охлаждением: 460 х 216 х 83,5
Гарантия производителя, лет 5

Структура наименования модулей серии RST-7K5 представлена на рисунке 39. При заказе изделия в варианте для водяного охлаждения необходимо в конце названия добавить букву «L», а если требуется стандартный вариант с воздушным охлаждением – нужно оставить это место пустым.

Рис. 39. Структура наименования источников питания серии RST-7K5

Рис. 39. Структура наименования источников питания серии RST-7K5

Семейство RST включает еще одну серию большей мощности – RST-15K. Источники питания этой серии выпускаются только в одном варианте исполнения – с воздушным охлаждением. Корпуса приборов имеют ту же высоту – 2U, но немного длиннее и в два раза шире (рисунок 40).

Рис. 40. Источник питания серии RST-15K

Рис. 40. Источник питания серии RST-15K

За исключением технических характеристик и возможности объединять в параллель только два прибора, эта серия полностью идентична ранее рассмотренной RST-7K5. Основные технические и эксплуатационные характеристики источников питания серии RST-15K представлены в таблице 8.

Таблица 8. Основные технические и эксплуатационные характеристики источников питания серии RST-15K

Параметр/Модель RST-15K-115 RST-15K-230 RST-15K-380
Допустимый диапазон входных напряжений трехфазного переменного тока, для различных схем подключения, В трехпроводный «треугольник»: 196…305;
четырехпроводная «звезда»: 340…530
Номинальное выходное напряжение, В 115 230 380
Диапазон регулировки выходного напряжения с помощью встроенного потенциометра, В 90…138 170…260 260…400
Номинальный выходной ток (фабричная установка), А 130 64,8 39,55
Номинальная мощность, Вт 14950 14904 15030
Типовой коэффициент полезного действия, % 93 94 94
Типовой коэффициент мощности 0,97…0,98
Напряжение изоляции «вход-выход», В 4300
Сопротивление изоляции «вход-выход», МОм 100
Диапазон рабочих температур, °C -30…70
Габаритные размеры, ДхШхВ, мм 540 х 424 х 83,5
Гарантия производителя, лет 5

Структура наименования источников питания серии RST-15K представлена на рисунке 41.

Рис. 41. Структура наименования источников питания серии RST-15K

Рис. 41. Структура наименования источников питания серии RST-15K

Что касается высоковольтных источников питания серии SHP-10K, то они похожи на приборы серии RST-7K5, и точно так же выпускаются в двух вариантах – с воздушным и водяным охлаждением, причем в корпусах точно таких же размеров (рисунки 42 и 43). Соответственно и теплоотводящий элемент для второго варианта применяется тот же самый (рисунок 32).

Рис. 42. Источник питания серии SHP-10K в варианте с воздушным охлаждением

Рис. 42. Источник питания серии SHP-10K в варианте с воздушным охлаждением

Рис. 43. Источник питания серии SHP-10K в варианте с водяным охлаждением

Рис. 43. Источник питания серии SHP-10K в варианте с водяным охлаждением

Эти серии похожи не только внешне, все функциональные характеристики и особенности – входные и выходные сигналы, способы управления и контроля – тоже ничем не отличаются. В техническом плане можно отметить два существенных отличия: во-первых, приборы данной серии поддерживают ряд цифровых интерфейсов, а во-вторых, в линейку выходных напряжений добавлен еще один номинал – 55 В.

Еще одно небольшое отличие касается схемы подключения к питающей сети. В данном случае производитель предлагает только два трехпроводных варианта – «звезда» и «треугольник».

Основные технические и эксплуатационные характеристики источников питания серии SHP-10K представлены в таблице 9.

Таблица 9. Основные технические и эксплуатационные характеристики источников питания серии SHP-10K

Параметр/Модель SHP-10K-55 SHP-10K-115 SHP-10K-230 SHP-10K-380
Допустимый диапазон входных напряжений трехфазного переменного тока, В 340…530
Номинальное выходное напряжение, В 55 115 230 380
Диапазон регулировки выходного напряжения с помощью встроенного потенциометра, В 39…57,6 90…138 170…260 260…400
Номинальный выходной ток (фабричная установка), А 131 87 43,5 26,3
Номинальная мощность, Вт 7200 10000 10000 10000
Типовой коэффициент полезного действия, % 94,5 96 96,5 96,5
Типовой коэффициент мощности 0,98
Напряжение изоляции «вход-выход», В 3750
Сопротивление изоляции «вход-выход», МОм 100
Диапазон рабочих температур, °C -30…70
Среднее время наработки на отказ по стандарту MIL-HDBK-217F, ч 28000
Гарантия производителя, лет 5

Структура наименования источников питания SHP-10K представлена на рисунке 44. Тип системы охлаждения можно задать буквой «L» для водяного охлаждения, или оставить соответствующее поле пустым для стандартного варианта с воздушным охлаждением. Если оставить пустым поле для типа интерфейса, то по умолчанию это будет CANBus. Для интерфейса PMBus надо будет в конце названия добавить суффикс «-PM», а для протокола под названием MODBus-RTU/RS-485 – «-MOD».

Рис. 44. Структура наименования источников питания серии SHP-10K

Рис. 44. Структура наименования источников питания серии SHP-10K

Источники питания для систем повторного использования энергии

Источники питания серии ERG-5000 представляют собой 4-канальные DC/AC-инверторы. Приборы выпускаются в двух вариантах исполнения, представленных на рисунках 45 и 46.

Рис. 45. Источник питания серии ERG-5000 в стандартном исполнении

Рис. 45. Источник питания серии ERG-5000 в стандартном исполнении

Рис. 46. Источники питания серии ERG-5000 с клеммными колодками

Рис. 46. Источники питания серии ERG-5000 с клеммными колодками

Как видно из рисунков 45 и 46, варианты исполнения отличаются только типом разъемов первичной цепи. Вариант на рисунке 45 считается стандартным. Еще устройства подразделяются на два варианта в зависимости от величины входного напряжения. Более «высоковольтные» приборы помечаются буквой «H» в названии.

Работа этих устройств в составе системы повторного использования энергии иллюстрируется схемой на рисунке 47.

Рис. 47. Схема системы повторного использования энергии с использованием ERG-5000

Рис. 47. Схема системы повторного использования энергии с использованием ERG-5000

Может показаться, что в данной схеме нет смысла – входное переменное напряжение преобразуется в постоянное, потом снова в переменное и возвращается обратно на вход. Но, во-первых, данная схема лишь демонстрирует общий принцип работы подобных энергосберегающих систем, позволяющих возвращать обратно в источник часть неиспользуемой энергии (если в эту схему включить потребителя энергии, то ее назначение станет понятнее). А во-вторых, даже в таком виде (без полезной нагрузки) использование схемы обретает большой смысл в системах тестирования. Сам производитель (MEAN WELL) указывает на использование данного прибора (ERG-5000) в первую очередь в системах тестирования и «состаривания» источников питания. То есть, если предположить, что AC/DC-конвертеры, показанные на схеме рисунка 47 – это тестируемые устройства, которым надо устраивать прогон в течение длительного времени (может быть недели, или даже месяцы), то назначение системы становится очевидным. В этом случае ERG-5000 фактически играет роль электронной нагрузки большой мощности, но при этом позволяет экономить электроэнергию. Для увеличения потребляемой мощности такой нагрузки допускается объединять несколько входов в параллель или последовательно.

Удаленно управлять и мониторить состояние прибора можно с помощью модуля управления CMU2 или по интерфейсу CANBus. Кроме этого, состояние отдельных каналов можно отслеживать по свечению светодиодного индикатора (рисунок 48).

Рис. 48. Состояния светодиодного индикатора

Рис. 48. Состояния светодиодного индикатора

Статус «Ненормальное состояние» сигнализирует о том, что либо устройство перегрелось, то есть внутренняя температура превысила критическое значение, либо переменное напряжение на выходе вышло за допустимые пределы. «Внутренняя ошибка коммуникации» возникает, если в течение 4 секунд не удается установить связь с устройством (по интерфейсу). «Недонапряжение по входу» и «Перенапряжение по входу» свидетельствуют о том, что напряжение на входе прибора вышло за допустимые пределы. Во всех этих случаях выход прибора отключается. В последующем он может снова включится в работу, но лишь после того, как будет устранена причина, вызвавшая аварийную ситуацию.

Основные технические и эксплуатационные характеристики источников питания серии ERG-5000 представлены в таблице 10.

Таблица 10. Основные технические и эксплуатационные характеристики источников питания серии ERG-5000

Параметр/Модуль ERG-5000 ERG-5000H
Номинальная входная мощность, Вт 5000 5000
Максимальная входная мощность, Вт 6000 6000
Диапазон входных напряжений постоянного тока, В 10…60 60…420
Номинальная выходная мощность, при входном напряжении, ВА 2600…4320 (10…12 В);
4320…4400 (12…60 В)
4500…4600 (60…420 В)
Диапазон выходных напряжений переменного тока, В 180…264
Частота переменного тока на выходе, Гц 47…63
Максимальный выходной ток, А 24
Коэффициент мощности, не менее 0,97
Типовой коэффициент полезного действия, % 88 91
Типовой коэффициент рециркуляции энергии, % 80 88
Напряжение изоляции «вход-выход», В 4000 2500
Диапазон рабочих температур, °C -20…60
Габаритные размеры, ДхШхВ, мм 504 х 211 х 83,5 460 х 211 х 83,5
Гарантия производителя, лет 5

Структура наименования источников питания серии ERG-5000 представлена на рисунке 49. Поле «Диапазон входных напряжений» нужно оставлять пустым при заказе прибора на диапазон 10 … 60 В, или заполнить буквой «H» для диапазона 60 … 420 В. Поле «Тип входного коннектора» надо оставлять пустым при заказе стандартного варианта (рисунок 45), или заместить буквой «T» при заказе варианта с клеммными колодками (рисунок 46).

Рис. 49. Структура наименования источников питания серии ERG-5000

Рис. 49. Структура наименования источников питания серии ERG-5000

Серия BIC-2200 представляет двунаправленные источники питания, предназначенные для использования в системах повторного использования энергии. Двунаправленность означает возможность работы в двух режимах – как AC/DC-конвертер, получающий энергию из сети переменного тока и использующий ее для заряда аккумуляторной батареи, либо как DC/AC-инвертор, возвращающий накопленную энергию обратно в сеть (рисунок 50). Переключение режимов может осуществляться как автоматически самим прибором, так и по команде извне.

Рис. 50. Две стадии процесса рециркуляции энергии: потребление (вверху) и восполнение (внизу)

Рис. 50. Две стадии процесса рециркуляции энергии: потребление (вверху) и восполнение (внизу)

Источники питания серии BIC-2200 выпускаются в унифицированном исполнении высотой 1U для установки в rack-стойку (рисунок 51).

Рис. 51. Источник питания серии BIC-2200

Рис. 51. Источник питания серии BIC-2200

В состав серии входят четыре модели с выходными напряжениями 12, 24, 48 и 96 В. Выходные напряжения можно регулировать с помощью встроенного потенциометра, который установлен на фронтальной стороне прибора. Там же расположены клеммные разъемы для подключения к сети и к аккумулятору, индикаторный светодиод и функциональные разъемы, на которые выведены сигналы управления, такие как «ON-OFF», предназначенный для дистанционного включения и выключения устройства, и «C/D Control», переключающий режимы заряда и разряда батареи, а также стандартные выходные сигналы – «DC-OK» и «T-ALARM», о которых уже говорилось раньше. Кроме этого есть еще сигнал «Fault», который активизируется практически при любой нештатной ситуации. Эту ситуацию также отображает индикаторный светодиод, который начинает светить красным. В нормальном режиме он светит зеленым, причем если он при этом мигает, значит прибор работает как DC/AC-инвертор, передавая энергию батареи в сеть, а если не мигает, то наоборот – функционирует как обычный источник питания, попутно заряжая батарею.

Основные технические характеристики приборов серии BIC-2200 в качестве источников питания (AC/DC конвертеров) представлены в таблице 11, а в таблице 12 – их параметры в роли DC/AC-инверторов.

Таблица 11. Основные технические характеристики приборов серии BIC-2200 в качестве AC/DC-конвертеров

Параметр/Модуль BIC-2200-12 BIC-2200-24 BIC-2200-48 BIC-2200-96
Диапазон входных напряжений переменного тока, В 180…264
Номинальное выходное напряжение, В 12 24 48 96
Диапазон регулировки выходного напряжения с помощью встроенного потенциометра, В 10…15 19…28 38…65 76…112
Номинальный выходной ток, А 180 90 45 22,5
Номинальная мощность, Вт 2160
Типовой коэффициент полезного действия, % 90 93 93 93
Типовой коэффициент мощности 0,98

Таблица 12. Основные технические характеристики приборов серии BIC-2200 в качестве DC/AC-инверторов

Параметр/Модуль BIC-2200-12 BIC-2200-24 BIC-2200-48 BIC-2200-96
Номинальная входная мощность, Вт 1800
Диапазон входных напряжений постоянного тока, В 10…15 19…28 38…65 76…112
Максимальный входной ток, А 150 75 37,5 18,75
Номинальная выходная мощность, ВА 1725
Диапазон выходных напряжений переменного тока, В 180…264
Частота выходного переменного тока, Гц 47…63
Типовая величина выходного переменного тока, А 7,5
Коэффициент мощности 0,99
Типовой коэффициент полезного действия, % 90,5 93 93 93

Общие технические и эксплуатационные характеристики приборов серии BIC-2200:

  • Напряжение изоляции «вход-выход», В: 3000;
  • Сопротивление изоляции «вход-выход», МОм: 100;
  • Среднее время наработки на отказ по стандарту MIL-HDBK-217F, ч: 46000;
  • Диапазон рабочих температур, °C: -30…70;
  • Габаритные размеры, ДхШхВ, мм: 330 х 140 х 41;
  • Гарантия производителя, лет: 5

Следует также упомянуть, что для данной серии допускается параллельное объединение до пяти приборов одного номинала.

Структура наименования приборов серии BIC-2200 представлена на рисунке 52. Стандартно эти приборы поставляются без поддержки цифровых интерфейсов. Но опционально можно заказать изделие с поддержкой протокола CANBus. Для этого в конце названия нужно указать суффикс «CAN».

Рис. 52. Структура наименования приборов серии BIC-2200

Рис. 52. Структура наименования приборов серии BIC-2200

Модули управления питанием CMU2

CMU2 представляет собой интеллектуальный контроллер (smart controller), предназначенный для мониторинга и управления системами питания. Прибор выпускается в двух вариантах исполнения, один из которых разработан специально для установки в стандартную промышленную 19-дюймовую rack-стойку. Именно этот вариант наиболее востребован на производстве. В данном конструктивном исполнении прибор имеет высоту 3U, а по ширине полностью вписывается в габариты стойки. Лицевая панель прибора представлена на рисунке 53.

Рис. 53. Передняя панель модуля управления питанием CMU2

Рис. 53. Передняя панель модуля управления питанием CMU2

Расположенный на передней панели 7-дюймовый сенсорный дисплей позволяет получать всю необходимую информацию о системе, о режимах работы и характеристиках отдельных компонентов, обо всех рабочих параметрах в режиме реального времени. Информация выводится на экран постранично, как на интернет-сайте. Переход к той или иной странице осуществляется с помощью экранного меню и кнопок на панели. Для изменения каких-либо характеристик системы или отдельных компонентов нужно сначала перейти на нужную страницу, где присутствуют соответствующие органы управления, после чего задать нужные параметры доступными способами – манипуляциями на экране дисплея или, если возможно, органами управления на панели. Помимо этого, можно получать всю необходимую информацию и так же управлять системой с помощью компьютера, который подключается к модулю управления через локальную сеть. С сайта MEAN WELL можно скачать подробную инструкцию – многостраничный мануал с множеством иллюстраций – где в доступной форме показывается и рассказывается о том, как работать с этой системой.

При заказе модуля управления CMU2 необходимо указать, какие типы интерфейсов он должен поддерживать. Поддержка того или иного интерфейса обеспечивается за счет установки соответствующего интерфейсного модуля, для чего в конструкции прибора предусмотрены три установочных места (слота). Соответственно, в названии изделия зарезервированы три  места для символов, обозначающих тип интерфейсного модуля: «C» для CANBus, «P» для PMBus и «R» для совмещенного RS-232/RS-485/USB. А для пустых слотов нужно использовать символ решетки (#). Полная структура названия модуля управления CMU2 представлена на рисунке 54.

Рис. 54. Структура названия модуля управления CMU2

Рис. 54. Структура названия модуля управления CMU2

Заключение

По итогам прошлого года компания MEAN WELL заняла третье место в мировом рейтинге производителей источников питания. Широчайший ассортимент, превосходные технические характеристики, высочайшие качество и надежность, доступные цены – все это несомненно способствует тому, что продукция MEAN WELL пользуется огромным спросом во всем мире. Не менее важно и то, что MEAN WELL не просто производит изделия, никак не связанные между собой, но зачастую предлагает системные решения, включающие полный набор компонентов (не только источников питания) для создания комплексных структур произвольной конфигурации. Причем, в качестве компонентов таких систем выступает стандартная, серийно выпускаемая продукция, что очевидно снижает общую стоимость решения. Благодаря всему этому, востребованность продукции MEAN WELL на мировом рынке растет год от года. На российском же – не найдется ни одного производителя источников питания, который мог бы по популярности сравниться с MEAN WELL.

•••

Наши информационные каналы

О компании MEAN WELL

Компания MEAN WELL Enterprises Co., Ltd. основана в 1982 году. В настоящее время MEAN WELL является одним из ведущих и крупнейших тайваньских производителей источников питания. Номенклатура изделий фирмы включает более 5000 наименований источников питания AC/DC, конверторов DC/DC и инверторов DC/AC, производимых на заводах в КНР и на Тайване. Продукция компании характеризуется высоким качеством, конкурентоспособными ценами и широтой номенклатуры. Особенно хорошо представлена номенклатура исто ...читать далее

Товары
Наименование
RCP-1600-12 (MW)
 
RCP-1600-24 (MW)
 
DRP-3200-24 (MW)
 
DRP-3200-48 (MW)
 
NCP-3200-48CAN (MW)
 
NCP-3200-380CAN (MW)
 
NMS-240-P2 (MW)
 
NMS-240-P3 (MW)
 
NMD-240 (MW)
 
RST-7K5-380 (MW)