Новые источники бесперебойного питания MEAN WELL для СКУД, охранных и пожарно-охранных систем

27 июля 2023

Константин Кузьминов (г. Заполярный)

Новым требованиям, предъявляемым современными охранными системами к источникам бесперебойного питания, удовлетворяют новые серии ИБП производства MEAN WELL: LAD и DRS, а также новый 180-ваттный ИБП известного семейства DRC.

Многие системы, в которых сбой в первичной сети может привести к нарушениям технологического процесса, условий хранения или функциональности систем безопасности, требуют бесперебойного питания. Работа дежурного освещения, индикация путей эвакуации, пожарная сигнализация и системы пожаротушения, контроль доступа и охранная сигнализация – от надежной работы этих систем могут зависеть человеческие жизни и сохранность материальных ценностей. В аварийных же ситуациях обеспечение пожарно-охранных систем питанием только от первичной сети является совершенно ненадежным решением, в таких ситуациях необходимо автономное резервирование.  Для этих целей предназначены источники бесперебойного питания (ИБП) с внешним аккумулятором.

Конструкция таких ИБП может быть различной как по функциональности, так и по способу монтажа, например, с креплением на DIN-рейку или в кожухе с креплением на шасси. Как правило, наиболее востребованы ИБП с минимальной функциональностью: встроенным контроллером заряда и разряда аккумулятора и простейшей информационной системой состояния. Но на наиболее ответственных и важных объектах необходимы ИБП с расширенным функционалом.

Компания MEAN WELL, являющаяся одним из мировых лидеров в разработке и производстве источников питания, предлагает несколько семейств ИБП, способных обеспечить работу различных пожарно-охранных систем. Однако с развитием этих систем меняются и их запросы к мощности и функциональности. Недавнее обновление семейств ИБП компании MEAN WELL способно удовлетворить новые нужды пожарно-охранных систем. Для особо требовательных систем выпущены семейства LAD и DRS, а семейство источников бесперебойного питания DRC с выходной мощностью 40, 60 и 100 ватт пополнилось новым членом: DRC-180 мощностью 180 Вт.

DRC-180 – ИБП с базовым функционалом 

ИБП DRC-180 имеет конструкцию для установки на DIN-рейку (рисунок 1) и является идеальным решением для новых приложений, которым требуется простое, недорогое и в то же время надежное резервирование питания, или для модернизации потребовавших большей мощности существующих систем с менее мощными ИБП.

Рис. 1. Внешний вид ИБП DRC-180

Крепление на DIN-рейку определяет систему охлаждения – естественная. Отсутствие вентилятора минимизирует обслуживание, исключает шум при работе и повышает надежность. Как и три более ранних источника семейства, DRC-180 работает совместно со свинцово-кислотными аккумуляторными батареями (АКБ) и может быть исполнен в двух вариантах значения выходного напряжения: 13,8 В (АКБ 12 В) и 27,6 В (АКБ 24 В), что отражено в наименовании, расшифровка которого приведена на рисунке 2.

Рис. 2. Расшифровка наименования ИБП DRC-180

Как видно из схематического изображения (рисунок 3) применения источника питания DRC-180, его функциональность достаточно проста: два релейных выхода сообщают о состоянии первичной сети и уровне заряда АКБ, что позволяет задействовать те или иные механизмы системы для повышения надежности и эффективности ее эксплуатации.

Рис. 3. Подключение ИБП DRC-180

Однако за простой функциональностью скрывается достаточно сложный преобразователь, на блок-схеме (рисунок 4) которого можно увидеть активный корректор коэффициента мощности (ККМ), раздельное от основного выхода питание информационных каналов состояния и комплекс защит от аварийных ситуаций: превышения выходного напряжения, перегрева, перегрузки и короткого замыкания, защита АКБ от глубокого разряда и от ее неправильного подключения (обратной полярности). Значение выходного напряжения можно регулировать в некоторых пределах, диапазон регулировки (примерно 20%) указан в таблице 1.

Рис. 4. Блок-схема DRC-180

Так как ИБП DRC-180 существуют в двух вариантах выходного напряжения, между ними есть некоторые отличия в характеристиках, приведенные в таблице 1. Общие параметры для серии DRC-180:

• диапазон входных напряжений: 90…264 В AC или 127…370 В DC;
• диапазон частот переменного тока: 47…63 Гц;
• коэффициент мощности: не менее 0,95;
• импульс входного тока при холодном старте: 70 А;
• номинальное потребление: 1,5 А;
• ток утечки: < 2 мА при 240 В AC;
• время запуска при холодном старте: 2000 мс;
• номинальное время удержания: 20 мс;
• точность выходного напряжения: ±1%;
• напряжение изоляции «вход-выход»: 3000 В AC;
• диапазон рабочих температур: -20…70°C;
• максимальная высота над уровнем моря: 5000 м;
• размер корпуса (ГхШхВ): 115,0×63,0x125,2 мм;
• вес: 710 г.

Таблица 1. Различия в характеристиках DRC-180А и DRC-180B

Как и большинство импульсных источников питания, ИБП серии DRC-180 имеют некоторые ограничения по максимальной нагрузке в зависимости от условий эксплуатации (рисунок 5).

Рис. 5. Зависимости выходной мощности ИБП DRC-180 от температуры окружающей среды и значения входного напряжения

Гарантийный срок на ИБП серии DRC-180 – 3 года.

Семейство LAD – ИБП с расширенным функционалом

Компания MEAN WELL предлагает несколько семейств ИБП с конструкцией в кожухе для установки на шасси, например, AD, PSC и SCP. Новое семейство LAD (рисунок 6) создано как замена семейства AD (выходная мощность 55 и 155 Вт) более мощными ИБП с возможностью мониторинга по цифровому протоколу, расширенными вариантами значения выходного напряжения (к 13,8 и 27,6 В добавлены 41,5 и 55,2 В) и способностью работать при более отрицательных температурах, до -20°C.

Рис. 6. Внешний вид ИБП семейства LAD мощностью 120 и 600 ватт

ИБП LAD выпускаются в корпусе высотой 1U, выходной мощностью 120, 240, 360, 600 Вт и с двумя вариантами интерфейса: сигналы TTL-уровня и UART (к маркировке в этом случае добавлен суффикс «U», рисунок 7). Серия LAD-120 имеет естественное охлаждение через перфорацию корпуса, серии LAD-240/360/600 – принудительное, встроенным вентилятором. По сторонам клеммной колодки установлены два клавишных выключателя: отключение от сети и управление бесперебойным режимом для обслуживания АКБ. Подстроечный резистор позволяет регулировать значение выходного напряжения (для питания нагрузки) в диапазоне -20…+5%.

Рис. 7. Расшифровка наименования ИБП семейства LAD

Помимо перечисленных в таблице 2 параметров, ИБП семейства LAD обладают следующими свойствами, особенностями и отличиями:

• ИБП с выходной мощностью 360 и 600 Вт имеют встроенный звуковой сигнализатор, дополнительный вход для принудительного управления режимом бесперебойного питания, возможность мониторинга либо TTL-сигналами, либо через интерфейс UART;
• у ИБП с выходной мощностью 120 и 240 Вт мониторинг состояния – только TTL-сигналами, звуковой сигнализатор отсутствует;
• TTL-сигналы: состояние первичной сети, отсутствие или неправильная полярность АКБ, низкий заряд АКБ, полный заряд АКБ, режим разряда;
• LAD-360/600 могут анализировать состояние каждого элемента последовательно соединенных аккумуляторов;
• работа со свинцово-кислотными и литиевыми АКБ (возможность заявлена для всего семейства, но только в LAD-360/600 вид АКБ конфигурируется джампером);
• соответствие требованиям пожарной безопасности GB17945 и GB4717 (последнему соответствует только версия UART);
• защита от перегрузки и короткого замыкания, перегрева, перенапряжения, низкого разряда АКБ, обратной полярности АКБ;
• гарантия 3 года.

Таблица 2. Параметры ИБП семейства LAD

На рисунке 8 показана блок-схема ИБП семейства LAD, на которой можно заметить отсутствие у этого семейства корректора коэффициента мощности, что в некоторой степени определяет относительно невысокую стоимость ИБП LAD.

Рис. 8. Блок-схема ИБП семейства LAD

Зависимость максимальной нагрузки от температуры окружающей среды для всего семейства одинакова, а от значения входного напряжения – несущественно (для сетей 230 В) отличается для каждой серии (рисунок 9).

Рис. 9. Зависимости выходной мощности ИБП семейства LAD от температуры окружающей среды и значения входного напряжения

Все в одном, кроме АКБ – новое семейство DRS

Для самых требовательных пожарно-охранных систем и других приложений, нуждающихся в источнике бесперебойного питания с расширенной функциональностью, большой мощностью и способностью работать в сложных условиях, где в первичной сети может быть значительное перенапряжение, компания MEAN WELL предлагает семейство DRS – ИБП с креплением на DIN-рейку (рисунок 10).

Рис. 10. Внешний вид ИБП DRS-240-12 и DRS-480-24

Семейство представлено двумя сериями с выходными мощностями 240 и 480 ватт. Базовые параметры указаны в наименовании ИБП (рисунок 11).

Рис. 11. Расшифровка наименования ИБП семейства DRS

Семейство DRS отличается от двух рассмотренных ранее улучшенными параметрами и функциональностью. ИБП DRS – это AC/DC-преобразователь и программируемые контроллеры заряда/разряда АКБ, мониторинга и управления. Параметры зарядки АКБ возможно запрограммировать при помощи программатора для зарядных устройств SBP-001. Все источники бесперебойного питания DRS-240/480 имеют встроенный коммуникационный интерфейс MODBus, опционально может быть установлена шина CAN.

Некоторые общие параметры, свойства и особенности семейства DRS:

• диапазон входных напряжений: 90…305 В AC или 127…431 В DC;
• диапазон частот переменного тока: 47…63 Гц;
• КПД преобразования до 93%;
• пульсации и шум выходного напряжения не более 0,01% от его номинального значения (0,018% для DRS-240-12);
• встроенный корректор коэффициента мощности, коэффициент не менее 0,95;
• двух- или трехступенчатая кривая зарядки с регулировкой тока в диапазоне 20…100%;
• импульс входного тока при холодном старте: 60 А;
• время запуска при холодном старте: 2400 мс;
• номинальное время удержания: 16 мс;
• точность выходного напряжения: ±1%;
• напряжение изоляции «вход-выход»: 4000 В AC;
• защита от перегрузки и короткого замыкания, перегрева, перенапряжения, низкого разряда АКБ, обратной полярности и неисправности АКБ;
• пассивное охлаждение;
• диапазон рабочих температур: -30…70°C (при условии соблюдения характеристики нагрузки согласно графику, рисунок 12);
• максимальная высота над уровнем моря: 2000 м;
• соответствие UL2524, NFPA121, BS EN/EN54-4 и GB

Рис. 12. Зависимости выходной мощности ИБП семейства DRS от температуры окружающей среды и значения входного напряжения

В таблицах 3 и 4 указаны варианты исполнения (по значению выходного напряжения) ИБП серий DRS-240 и DRS-480 и некоторые их параметры, в том числе рекомендуемая емкость аккумуляторной батареи.

Таблица 3. Варианты ИБП серии DRS-240 и их параметры

Таблица 4. Варианты ИБП серии DRS-480 и их параметры

На рисунке 13 показана блок-схема ИБП семейства DRS. Следует заметить, что она очень упрощена и не полностью отражает все уникальные возможности источников бесперебойного питания данного семейства. Рисунок 14, изображающий лицевую панель одного из ИБП DRS, гораздо информативнее: релейные контакты выполнены переключающимися, присутствует светодиодная индикация состояния, вход для термистора, подстроечный резистор и переключатели для настройки заряда АКБ.

Рис. 13. Блок-схема ИБП семейства DRS

Полная информативность лицевой панели позволяет ускорить монтаж и минимизировать его ошибки, а наличие светодиодов – визуально оценить состояние ИБП, которое, помимо однозначных сигналов DC OK и AC Fail, закодировано цветом и числом морганий светодиода Status (8 состояний, расшифровка кода описана в документации к ИБП).

Рис. 14. Лицевая панель ИБП семейства DRS

Вход для термистора (рисунок 15) позволяет при необходимости компенсировать влияние температуры на аккумуляторную батарею. Подсоединение NTC (MEAN WELL предлагает его под партнамбером NGS05C250J5 и отдельно от разъема) не является обязательным, ИБП способен функционировать и без этой опции.

Рис. 15. Компенсация температуры АКБ при помощи внешнего термистора

Эффективность работы ИБП зависит от состояния аккумуляторной батареи, а оно, в свою очередь – от метода заряда. В семействе DRS предусмотрена возможность выбора двух- или трехступенчатого метода заряда (рисунок 16).

Рис. 16. Кривые 2- и 3-ступенчатых методов заряда АКБ

Выбор метода доступен на лицевой панели DIP-переключателями. Ими же выбирается тип батареи: GEL, EFB, AGM или LiFe. Триммер позволяет настроить необходимый зарядный ток в соответствии с емкостью АКБ, но наилучших результатов, если необходимо, можно достичь при помощи внешнего программирования. В этом случае будет доступна настройка кривых разряда (рисунок 17).

Рис. 17. Внешнее программирование режима заряда АКБ

Как и на ИБП предыдущих семейств, гарантийный срок серий DRS-240/480 три года.

Компания MEAN WELL является №1 среди других доступных производителей ИБП, представленных на российском рынке. Это место она занимает благодаря слежению за тенденциями в различных направлениях систем питания и своевременной реакции в виде выпуска востребованной продукции, в качестве и надежности которой российские разработчики, производители и пользователи не разочаровываются уже четверть века. Доступность, оптимальное соотношение цены и качества, гарантийные обязательства и сопровождение технической документацией – все это делает безошибочным выбор продукции компании MEAN WELL.