Надежность и компактность: ИП MORNSUN с креплением на DIN-рейку для автоматизации зданий и сооружений

27 ноября 2023

Константин Кузьминов (г. Заполярный)

Компания MORNSUN, чья продукция широко известна на российском рынке источников питания и отличается неизменно высоким качеством, предлагает AC/DC-источники питания семейств KNX20 и LIxx-20BxxP двух поколений, имеющие крепление на DIN-рейку. Они отличаются компактностью, соответствуют всем необходимым требованиям и спроектированы специально для применения в системах умного дома, а также в бытовой и промышленной автоматизации.

Системы автоматизации зданий и сооружений должны соответствовать множеству требований, выполнение которых обеспечивает не только их надежную, безопасную и экономичную эксплуатацию, но и удобство монтажа, ремонта или модернизации, а также визуальную эстетичность. Соответствия последним требованиям легко достичь благодаря использованию устройств, имеющих конструктив с креплением на DIN-рейку. В этом случае компоненты быстро и удобно монтируются стандартным способом (в отличие от крепления на шасси). При этом монтаж становится логичным и обеспечивается красивый внешний и внутренний вид всей системы, чему способствует множество вариантов исполнения, различных по дизайну, размеру и способу установки электрощитов (боксов).

Компания MORNSUN более 22 лет разрабатывает и производит AC/DC- и DC/DC-преобразователи напряжения. В номенклатуре ее продукции есть и AC/DC-источники питания (ИП) с креплением на DIN-рейку, спроектированные для домашней автоматизации, умного дома и других систем автоматизации зданий и сооружений, например, семейства KNX20 и LIxx-20BxxP двух поколений.

По габаритам и профилю корпусов эти преобразователи подобны стандартным автоматическим выключателям с креплением на DIN-рейку (рисунок 1), что позволяет устанавливать их в обычные электрощиты, имеющие, как правило, небольшую глубину. Отсутствие встроенного вентилятора обеспечивает бесшумность работы и надежность эксплуатации, а также минимизирует требования к периодическому обслуживанию. Конструкция крепления позволяет использовать рейки типоразмеров TS35X7,5 и TS35X15.

ИП LIxx-20BxxP на DIN-рейку в пластиковом корпусе

Серия LIxx-20BxxPR2 уже хорошо известна отечественным разработчикам. Источники питания этой серии имеют пять групп мощности: 15, 30, 60, 100 и 150 Вт (таблица 1) с несколькими вариантами выходного фиксированного напряжения: 5 (кроме ИП мощностью 100 и 150 Вт), 12, 15, 24 и 48 В.

Рис. 1. Внешний вид источников питания семейств LI/PR2 и LI/PR3

Характерными особенностями семейства LIxx-20BxxP являются возможность регулировки выходного напряжения (следует проявлять осторожность, чтобы выходное напряжение и уровень мощности оставались в пределах максимальных значений, согласно спецификации) и способность выдерживать в течение 5 с перенапряжение в первичной сети до 300 В. На лицевой стороне корпуса имеется светодиод, сигнализирующий о работоспособности источника питания.

Общие характеристики ИП LIxx-20BxxP:

• входное напряжение 85…264 В AC или 120…370 В DC (доступны варианты с 277 В AC и 390 В DC);
• диапазон рабочих температур -30…70°C и -40…70°C, в зависимости от модели;
• варианты значения выходного напряжения: 5 (за исключением LI100/150), 12, 15, 24 и 48 В DC;
• выходная мощность 12…153,6 Вт;
• высокая изоляция, достигающая 4 кВ AC;
• комплекс защит от перегрузки по току, короткого замыкания, перенапряжения на выходе и перегрева;
• погрешность выходного напряжения не превышает 1…2%;
• малое потребление на холостом ходу составляет 0,3…0,8 Вт
• способность выдерживать перенапряжение на входе 300 В AC в течение 5 с;
• КПД преобразования до 91,5%;
• соответствие стандартам EN61558, UL/EN/IEC62368 и IEC/EN60335;
• класс безопасности II;
• пластиковый корпус UL94V-0, устойчивый к воздействию высоких температур и огня;
• 3 года гарантии и 300000 часов средней наработки на отказ.

Недавно семейство ИП LIxx-20BxxP пополнилось новой моделью с выходной мощностью 100 Вт — серией нового поколения LI100-20BxxPR3 (в таблице 1 выделена цветом). Основные отличия от предыдущего поколения – это меньший вес, улучшенный КПД преобразования, возможность эксплуатации в высокогорных условиях (поколение R2 сохраняет гарантированную работоспособность при высоте до 2000 м, R3 – до 5000 м). Габариты, расположение и функциональность контактов остались неизменными. Потребление на холостом ходу у новой серии несколько больше.

Высота (без учета крепления к DIN-рейке) и глубина у ИП всего семейства одинаковы и составляют 90,0 и 58,0 мм, соответственно. Ширина зависит от выходной мощности (таблица 1) и примерно кратна ширине стандартного однополюсного автоматического выключателя (приблизительно 17,5 мм).

Таблица 1. Источники питания семейства LIxx-20BxxP производства MORNSUN

Как видно из таблицы 1, основная информация (значения выходных напряжения и мощности) отражена в наименовании источника питания: первое число означает мощность, третье – напряжение.

Импульсные преобразователи имеют ряд ограничений по максимальной выходной мощности, в зависимости от температуры окружающей среды и входного напряжения. Эти показатели различаются у разных ИП, например, как показано на рисунках 2 и 3, серия LI60-20BxxPR2 имеет ограничение по максимальной выходной мощности в области отрицательных температур -40…-30°C, а серия LI150-20BxxPR2 при номинальном входном напряжении – не имеет.

Рис. 2. Зависимость выходной мощности LI60-20BxxPR2 от температуры и входного напряжения

Рис. 3. Зависимость выходной мощности LI150-20BxxPR2 от температуры и входного напряжения

КПД преобразования маломощных ИП снижается при нагрузке менее 20…25% от номинальной (рисунок 4), однако более мощные преобразователи (60 Вт и выше) сохраняют высокий КПД вплоть до 10% от номинальной нагрузки.

Рис. 4. Зависимость КПД преобразования LI30-10BxxPR2 от выходного тока

Питание для устройств KNX

KNX – одно из популярнейших решений для систем автоматизации как коммерческих, так и бытовых зданий и сооружений. Несмотря на почтенный возраст, технология KNX не уступает позиции и активно развивается в области интернета вещей. Огромное число компаний, в том числе и MORNSUN, производит оборудование с поддержкой KNX. Эта технология включает в себя несколько вариантов организации сети, один из них – с помощью витой пары проводников. В этом случае допускается очень гибкая топология – практически любая, кроме кольцевой, терминация не требуется. Это делает монтаж очень простым и удобным, он осуществляется по кратчайшим путям посредством комбинации звездообразной топологии с линейной. При этом возможность питания устройств по второй паре кабеля или даже непосредственно по шине KNX позволяет во многих случаях, где нет мощных исполнительных механизмов или иных устройств, требующих большой мощности, обойтись одним источником питания, таким как KNX20-22A640 (рисунок 5) производства MORNSUN.

Рис. 5. ИП KNX20-22A640 для умного дома

Как и семейство LIxx-20BxxP, источник питания KNX20-22A640 имеет глубину и высоту 58,2 и 90,0 мм. Ширина составляет 52 мм, что эквивалентно трехполюсному автоматическому выключателю. ИП имеет два выхода:

• Vo1 – шина KNX;
• Vo2 – обычное питание.

Максимальная мощность источника питания – 19,2 Вт. Три светодиода позволяют визуально оценить состояние преобразователя:

• LED1 зеленого свечения сигнализирует о нормальной работоспособности;
• LED2 красного свечения – о нахождении системы в состоянии сброса;
• LED3 красного свечения информирует о перегрузке или коротком замыкании на выходе.

На корпусе также присутствует кнопка «RESET», нажатие которой в течение 20 с позволяет осуществить сброс по шине, если это необходимо.

Основные характеристики KNX20-22A640:

• входное напряжение 180…264 В AC или 254…370 В DC;
• диапазон рабочих температур -30…70°C;
• выходное напряжение 30 В DC;
• максимальный выходной ток 640 мА;
• максимальная выходная мощность 19,2 Вт;
• изоляция «вход-выход» 4 кВ AC;
• защита от перегрузки по току, короткого замыкания и перенапряжения на выходе до 33…35 В;
• погрешность выходного напряжения во всем диапазоне нагрузки 5%;
• КПД преобразования (для выхода Vo2) 86%;
• соответствие стандартам EN61558, EN62368 и IEC63044;
• выход Vo1 (KNX) через интегрированный дроссель;
• соответствие требованием безопасности сверхнизкого напряжения SELV;
• класс безопасности II;
• 300000 часов средней наработки на отказ.

Повышение надежности и качества системы питания

В ряде случаев источники питания могут не отвечать требованиям электромагнитной совместимости, например, при наличии аналоговых цепей, чувствительных к шуму. Включение источника питания в первичную сеть через фильтр семейства FC-L производства MORNSUN может обеспечить соответствие требованиям ЭМС стандартов IEC/EN61000-4 и CISPR32/EN55032. Фильтры ЭМС семейства FC-L выпускаются в различном конструктиве. Модели, имеющие возможность установки на DIN-рейку, представлены в таблице 2. Диапазон температур эксплуатации составляет -40…85°C.

Рис. 6. Фильтр ЭМС FC-L03I производства MORNSUN

Следует отметить, что в данном семействе только серия FC-L03х (рисунок 6) соответствует по габаритам вышеописанным ИП. Остальные модели различаются вариантами исполнения, одно из них (с окончанием «A4S» в наименовании) имеет крепление на DIN-рейку.

Таблица 2. Фильтры ЭМС семейства FC-L

Продукция компании MORNSUN уже много лет известна на российском рынке источников питания своим высоким качеством. В отличие от недоступных западных брендов, MORNSUN расширяет ассортимент своей продукции, предлагая надежные и удобные в эксплуатации и обслуживании решения для различных условий применения как в индустриальном, так и в бытовом сегментах. Это позволяет эффективно решать задачи по обеспечению питания и бесперебойности работы систем и автоматизированного управления при разработке новых приложений или модернизации уже существующих. Дополнительную информацию о продукции MORNSUN, ее применении и спецификациях, а также об условиях заказа и наличии на складе можно получить, обратившись к менеджерам КОМПЭЛ.

Дополнительные материалы

1. Решения MORNSUN для промышленных применений: от микросхем до ИП на DIN-рейку