Для промышленных линий и заряда аккумуляторов: мощные источники питания MEAN WELL

20 октября 2016

телекоммуникацииавтоматизацияответственные применениялабораторные приборыMEAN WELLстатья

Еще недавно компания MEAN WELL не была представлена на рынке мощных блоков питания. Однако теперь она приступила к выпуску изделий, которые являются отличной альтернативой дорогим лабораторным ИП. Блоки питания серий RSP-1600, RCP-1600, RPB-1600, RCB-1600, RST-5000 и RST-10000 имеют выходную мощность 1,6/5/10 кВт и разработаны для применения в промышленном, лабораторном, телекоммуникационном оборудовании, а также могут применяться для заряда аккумуляторных батарей.

Существует множество различных приложений, в которых необходим мощный источник питания (ИП) с возможностью программирования/регулирования выходного напряжения, с удаленным управлением и развитой системой защиты от перенапряжений, перегрузок и перегрева. Примерами таких приложений являются: промышленное оборудование (системы питания приводов электродвигателей многокоординатных станков, станков лазерной резки, систем промышленной автоматизации и так далее), телекоммуникационное оборудование (питание телекоммуникационных систем, систем облачного хранения данных и тому подобное), лабораторное и тестовое оборудование (имитаторы различных бортовых сетей, системы питания тестовых устройств и прочее), мощные системы заряда аккумуляторов (промышленные и бытовые системы заряда для электрокаров, электромобилей и электробайков). В случае зарядных систем необходимо, чтобы источник мог правильно формировать зарядную кривую, имел бы возможность подстройки ее параметров и функцию контроля температуры заряжаемого аккумулятора.

Ранее для всех перечисленных целей потребовался бы лабораторный источник стоимостью несколько тысяч долларов, однако сейчас уже имеются мощные бюджетные блоки питания, позволяющие решить все проблемы без гигантских денежных вложений. Примерами таких источников являются блоки питания производства компании MEAN WELL:

  • RSP-1600 и RCP-1600 – регулируемые блоки питания мощностью 1600 Вт, работающие от однофазной сети;
  • RPB-1600 и RCB-1600 – регулируемые зарядные устройства для различных типов батарей мощностью 1600 Вт, работающие от однофазной сети;
  • RST-5000 и RST-10000 – программируемые источники питания с выходной мощностью 5 и 10 кВт, работающие от трехфазной сети.

В настоящее время это самые мощные источники в номенклатуре MEAN WELL. При этом выходную мощность можно увеличить за счет параллельного включения нескольких блоков.

Стоит отметить ряд особенностей перечисленных блоков питания:

  • высокую выходную мощность 1,6/5/10 кВт в одиночном исполнении;
  • доступность версий с различными номинальными напряжениями: 12/24/27/36/48 В;
  • независимую подстройку тока и напряжения;
  • развитую систему защиты и самодиагностики: контроль выходного напряжения, защиту от перенапряжения/перегрузки/перегрева/поломки вентилятора охлаждения;
  • возможность параллельного включения нескольких источников;
  • наличие вентилятора охлаждения с автоматической регулировкой частоты оборотов (RST-5000 и RST-10000);
  • наличие вспомогательного источника питания AUX 5/12 В.

Мощные блоки питания серий RSP-1600 и RCP-1600

Линейки RSP-1600 и RCP-1600 представляют собой традиционные источники питания 1600 Вт с различными выходными напряжениями (рисунок 1). Кроме того, дополнительно предлагаются специальные шасси RHP-1U для размещения блоков из линейки RCP-1600 в стойке 19″. Общие электрические и эксплуатационные параметры этих источников питания представлены в таблице 1.

Рис. 1. Внешний вид мощных источников питания 1600 Вт производства компании MEAN WELL

Рис. 1. Внешний вид мощных источников питания 1600 Вт производства компании MEAN WELL

Таблица 1. Электрические и эксплуатационные характеристики мощных источников питания MEAN WELL

Параметр Наименование
RSP-1600 RCP-1600 RPB-1600 RCB-1600
Номинальное напряжение, В 12/24/27/36/48 12/24/48 12/24/48 12/24/48
Максимальный ток, А 33,5…125 33,5…125 27,5…100 27,5…100
Номинальная мощность, Вт 1500…1608 1500…1608 1440…1584 1440…1584
Рекомендуемая емкость аккумулятора, А*ч 90…1000 90…1000
Диапазон входных напряжений 90…264 В AC/127…370 В DC
Коэффициент мощности тип. 0,97/230 В AC при нагрузке 100%
КПД тип., % 89…93 88,5…93 91…93,5 90,5…93
Подстройка напряжения Есть
Подстройка тока Есть
Дополнительный выход 5 В/0,3 А и 12 В/0,8А
Удаленное включение/выключение Есть Есть Есть Есть
Аварийные выходы Есть Есть Есть Есть
Управление выходным напряжением, % 40…120 40…120 75…125 75…125
Управление выходным током, % 20…100
Температурная компенсация есть есть
Возможность параллельного включения Есть Стойка Есть Стойка
Рабочая температура, °С -30…70
Габариты, ДхШхВ, мм 300x85x41 300x85x41 300x85x41 300x85x41

Серия RSP-1600 – программируемые источники питания с номинальной мощностью 1600 Вт. Это наиболее развитая линейка из представленных. Она объединяет в себе модели с выходными напряжениями 12/24/27/36/48 и токами 33,5…125 А.

Установка выходного напряжения и тока у этих источников может осуществляться тремя способами:

  • с помощью встроенного потенциометра;
  • с помощью внешнего источника напряжения (об этом более подробно будет рассказано ниже);
  • с помощью программирования по шине PMBus (опционально).

Источники RSP-1600 предназначены для работы с сетями переменного тока в диапазоне напряжений 90…264 В и частотой 47…63 Гц, либо с линиями постоянного напряжения 127…370 В. Коэффициент мощности для этой линейки составляет 0,97, а КПД достигает 93%.

Все модели серии имеют встроенную защиту от перегрева, перегрузок по току и напряжению.

Дополнительными особенностями блоков питания серии RSP-1600 являются:

  • два дополнительных канала с выходным напряжением 5 В/0,3 А и 12 В/0,8 А;
  • дистанционное включение/выключение;
  • функция компенсации падения напряжения на проводах;
  • функции управления выходным током и напряжением;
  • аварийные выходы;
  • возможность параллельного включения до шести источников для увеличения суммарной мощности до 9,6 кВт.

Серия RCP-1600 аналогична по характеристикам источникам RSP-1600, но предназначена для монтажа в стойку. При необходимости можно получить суммарную выходную мощность до 24 кВт при объединении трех заполненных стоек RHP-1U (по пять RCP-1600 в стойке).

Мощные блоки питания серий RPB-1600 и RCB-1600 для заряда аккумуляторов

Линейки RPB-1600 и RCB-1600 созданы специально для заряда аккумуляторных батарей и имеют мощность 1600 Вт (рисунок 1). Общие электрические и эксплуатационные параметры этих источников питания представлены в таблице 1. Серия RCB-1600 предназначена для использования совместно с шасси RHP-1U в стойке 19″.

Серия RPB-1600 объединяет в себе блоки питания с номинальным выходным напряжением 12/24/48 В для зарядки аккумуляторных батарей различного типа. Их главной особенностью является выходная зарядная характеристика (рисунок 2). Уровень выходного напряжения регулируется так же, как и в случае блоков RSP-1600, то есть тремя различными способами. Это позволяет менять выходную зарядную характеристику с учетом конкретного типа аккумуляторов. Сама зарядная характеристика имеет три области: область ускоренного заряда с постоянным током, область дозаряда с постоянным напряжением и область поддержания.

Рис. 2. Выходная зарядная характеристика блоков серий RPB-1600 и RCB-1600

Рис. 2. Выходная зарядная характеристика блоков серий RPB-1600 и RCB-1600

Полезной особенностью этих блоков питания является возможность температурной компенсации. Для этих целей используется внешний термистор (рисунок 3). Это очень важно, так как заряжаемые аккумуляторы могут использоваться на улице, например, в электротранспорте.

Рис. 3. Температурная компенсация блоков серий RPB-1600 и RCB-1600

Рис. 3. Температурная компенсация блоков серий RPB-1600 и RCB-1600

Среди достоинств серии RPB-1600 можно указать высокий КПД до 93,5% и возможность параллельного включения до трех блоков питания для увеличения выходной мощности до 4,8 кВт.

По остальным характеристикам RPB-1600 примерно соответствуют блокам питания из линейки RSP-1600.

Серия RCB-1600 – аналог серии RPB-1600 для установки в стойку RHP-1U. Возможно параллельное включение до пяти блоков RCB-1600 для получения суммарной мощности 8 кВт.

Все приведенные серии имеют широкий рабочий диапазон -30…70°С, высокую температурную стабильность ± 0,03%/°С и низкопрофильное исполнение 300x85x41 мм.

Обзор мощных источников питания серий RST-5000 и RST-10000

Источники RST-5000 и RST-10000 предназначены для работы, в первую очередь, в составе трехфазных сетей, однако RST-5000 может работать и в однофазной сети. Модели серий RST-5000 и RST-10000 отличаются рекордной мощностью среди источников производства MEAN WELL: 5 кВт и 10 кВт (рисунок 4). При этом они имеют функцию параллельного включения, что позволяет достигать мощности 20 кВт (четыре блока RST-5000 или два RST-10000).

Рис. 4. Внешний вид RST-5000 и RST-10000

Рис. 4. Внешний вид RST-5000 и RST-10000

Структура боков питания RST-5000 и RST-10000 достаточно сложна и включает множество функциональных узлов: входные и выходные фильтры, корректор коэффициента мощности (ККМ), дополнительный источник питания AUX 12 В/0,1 А, вентилятор охлаждения, блоки защиты (от перенапряжения, перегрузки по току, перегрева, поломки вентилятора охлаждения), систему сигналов диагностики двух видов (релейные и типа «открытый коллектор»).

Семейства источников питания RST-5000 и RST-10000 обладают следующими электрическими характеристиками (таблица 2):

  • высокой выходной мощностью 5 и 10 кВт;
  • номинальными выходными напряжениями 24/36/48 В;
  • неплохими параметрами выходного сигнала: нестабильностью по входному напряжению 0,5%, нестабильностью при изменении нагрузки 0,5%, уровнем шумов до 200 мВ;
  • КПД до 91%;
  • коэффициентом мощности до 0,95;
  • независимой подстройкой тока (20…100%) и напряжения (20…120%).

Таблица 2. Электрические и эксплуатационные характеристики RST-5000 и RST-10000

Параметр Наименование
RST-5000-24 RST-5000-36 RST-5000-48 RST-10000-24 RST-10000-36 RST-10000-48
Номинальное напряжение, В 24 36 48 24 36 48
Диапазон токов, А 0…200 0…138 0…105 0…400 0…276 0…210
Номинальная мощность, Вт 4800 4968 5040 9600 9936 10080
Диапазон подстройки напряжения с помощью встроенного потенциометра, В 23,5…28,8 35…43,2 47…57,6 23,5…28,8 35…43,2 47…57,6
Диапазон входных напряжений 3-фазная 3-проводная сеть (соединение «треугольник»): 196…305 В AC

3-фазная 4-проводная сеть (соединение «звезда»): 340…530 В AC

Коэффициент мощности тип. 0,95/230 В AC(400 В AC) при загрузке 100%
КПД тип., % 89 90 91 89 90 91
Входной ток тип. 15 A/230 В AC («треугольник»);
9 A/400 В AC («звезда»)
30 A/230 В AC («треугольник»);
18 A/400 В AC («звезда»)
Защита от перегрузки по току 100…112% от номинальной мощности

Ограничение на уровне, заданном пользователем либо защитное отключение после 5 с
(для восстановления нужно выключить и включить ИП)

Защита от перенапряжений, В 30…33,6 45…50,4 60…67,2 30…33,6 45…50,4 60…67,2
Защитное отключение (для восстановления нужно выключить и включить ИП)
Защита от перегрева Защитное отключение. Автоматическое восстановление работы после охлаждения
Дополнительный источник питания 12 В/0,1 А (только для нужд удаленного включения и выключения)
Удаленное включение/выключение Есть
Аварийные выходы Есть
Управление выходным напряжением Подстройка 20…120% с помощью внешнего сигнала 1…6 В
Управление выходным током Подстройка 20…100% с помощью внешнего сигнала 1…5 В
Возможность параллельного включения Есть
Рабочая температура, °С -30…70
Уровень собственных помех EN55022 (CISPR22) Class A, EN61000-3-2,-3
Помехозащищенность EN61000-4-2,3,4,5,6,8,11, EN55024, EN61000-6-2, для жестких промышленных условий, группа A
Габариты, ДхШхВ, мм 460x211x83,5 540x424x83,5
Масса, кг 10 23,5

Все серии представленных блоков питания имеют ряд особенностей. По этой причине они оказываются весьма гибкими в использовании.

Дополнительные функции мощных источников питания MEAN WELL

Рис. 5. Схема удаленного включения/выключения

Рис. 5. Схема удаленного включения/выключения

Система удаленного включения. Включение/выключение всех перечисленных серий может выполняться удаленно. Используется вход сигнала включения RC+, на который подается напряжение. Для этого понадобится дополнительный внешний ключ. Данную функцию удобно применять совместно со встроенным источником питания AUX (рисунок 5). В случае RSP-1600, RCP-1600, RPB-1600 и RCB-1600 используется встроенный источник 5 В, а в случае RST-5000 и RST-10000 – источник 12 В.

Компенсация падения напряжения на питающих проводах. При больших выходных токах на соединительных проводах между ИП и нагрузкой может появиться большое падение напряжения. Для компенсации этого явления можно использовать дополнительную измерительную пару проводов и входы S+ и S-. S+ и S- внутри самого источника подключены через резисторы к выводам V+ и V- соответственно. В результате система контроля выходного напряжения измеряет реальное напряжение на нагрузке с погрешностью до 0,3 В вне зависимости от величины протекающих токов. Для защиты от шумов в качестве измерительных проводов рекомендуется использовать витую пару (рисунок 6).

Рис. 6. Компенсация падения напряжения на питающих проводах

Рис. 6. Компенсация падения напряжения на питающих проводах

Если схема компенсации не используется, следует для снижения уровня шумов соединять S+ и V+, а также S- и V- с помощью дополнительных перемычек.

Регулировка выходного напряжения. Как было сказано выше, существует три способа управления уровнем выходного напряжения: с помощью встроенного потенциометра, с помощью внешнего источника напряжения, по интерфейсу PMBus (кроме RST-5000 и RST-10000) (рисунок 7). В случае RST-5000 и RST-10000 выбор между этими вариантами осуществляется с помощью DIP-переключателя «3», расположенного на корпусе прибора:

  • переключатель в положении “OFF”: управление с помощью подстроечного резистора, находящегося на корпусе блока питания;
  • переключатель в положении “ON”: управление с помощью внешнего напряжения 1…6 В. В этом случае диапазон регулирования составит 20…120%.

Рис. 7. Регулирование выходного напряжения с помощью дополнительного внешнего источника

Рис. 7. Регулирование выходного напряжения с помощью дополнительного внешнего источника

Для серий RSP-1600, RCP-1600, RPB-1600 и RCB-1600 диапазон изменения напряжения оказывается несколько уже: 40…125%.

Регулировка допустимого выходного тока. Управление выходным током осуществляется с помощью внешнего напряжения 1…5 В или потенциометра. В случае RST-5000 и RST-10000 выбор между этими вариантами производится с помощью переключателя на корпусе блока питания. Если DIP-переключатель «2» находится в положении “OFF”, то уровень тока ограничения по умолчанию устанавливается равным максимальному выходному току источника питания (таблица 2). Для управления от внешнего источника напряжения DIP-переключатель «2» необходимо перевести в положение “ON” (рисунок 8).

Рис. 8. Регулирование выходного тока с помощью дополнительного внешнего источника

Рис. 8. Регулирование выходного тока с помощью дополнительного внешнего источника

У серий RST-5000 и RST-10000 при возникновении перегрузки по току срабатывает схема защиты, поведение которой зависит от положения DIP-переключателя «1» (рисунок 9):

  • переключатель в положении “OFF”: режим ограничения. Ток ограничивается на уровне, установленном одним из способов, описанных в предыдущем пункте;
  • переключатель в положении “ON”: режим защитного отключения. Если длительность перегрузки превышает 5 с, происходит защитное отключение источника.

Рис. 9. Выбор режима защиты при перегрузке по току блоков питания RST-5000 и RST-10000

Рис. 9. Выбор режима защиты при перегрузке по току блоков питания RST-5000 и RST-10000

Сигнализация о состоянии ИП и о возникновении аварийных ситуаций. Для определения возникновения аварийных ситуаций можно воспользоваться дополнительными выходами:

  • DC-OK используется для оповещения о наличии на выходе заданного напряжения (все серии);
  • AC-OK используется для оповещения о наличии на входе устойчивого напряжения (RCP-1600 и RCB-1600);
  • AC-FAIL – аварийный сигнал о низком уровне входного напряжения сети (RST-5000 и RST-10000);
  • OTP – аварийный сигнал о перегреве (все серии);
  • FAN-FAIL – аварийный сигнал о неисправности охлаждающего вентилятора сети (RST-5000 и RST-10000).

В блоках питания RSP-1600, RCP-1600, RPB-1600 и RCB-1600 сигналы имеют логический уровень TTL и не требуют подтяжки. В случае RST-5000 и RST-10000 сигналы выполнены по релейной схеме и схеме «открытый коллектор», поэтому для них необходима подтяжка.

На рисунке 10 представлен вариант подключения аварийных выходов в блоках питания RST-5000 и RST-10000. При этом для каждого информационного сигнала выделены два дублирующих выхода: релейный (30 А/1 А) и сигнал типа «открытый коллектор» (ОК) (20 В/10 мА).

Рис. 10. Схема подключения аварийных выходов RST-5000 и RST-10000

Рис. 10. Схема подключения аварийных выходов RST-5000 и RST-10000

О состоянии ИП можно судить и без сигналов состояния. Для этого используется светодиодная индикация на передней панели прибора.

Параллельное включение источников питания

В некоторых случаях требуется увеличение мощности источника питания. Для этих целей RSP-1600, RPB-1600, RST-5000 и RST-10000 имеют функцию параллельного включения:

  • до шести RSP-1600 – суммарно 9,6 кВт;
  • до трех RPB-1600 – суммарно 4,8 кВт;
  • до четырех RST-5000 – суммарно 20 кВт;
  • до двух RST-10000 – суммарно 20 кВт.

Серии RCP-1600 и RCB-1600 изначально предназначены для работы в стойке для получения суммарной мощности до 24 кВт (RCP-1600) и 8 кВт (RCB-1600).

Рис. 11. Параллельное включение блоков питания серий RSP-1600 и RPB-1600

Рис. 11. Параллельное включение блоков питания серий RSP-1600 и RPB-1600

Примеры параллельного включения блоков представлены на рисунках 11 и 12. Параллельное включение имеет несколько важных особенностей и ограничений, с которыми следует ознакомиться перед началом работы схемы:

  • максимальный ток при параллельном соединении должен быть снижен до 90% от номинального суммарного значения;
  • согласование напряжений разных блоков должно быть не ниже, чем 0,2 В;
  • минимальная нагрузка системы не должна быть менее 5% от полной суммарной мощности системы, в противном случае происходит разбалансировка источников и ухудшение шумовых характеристик;
  • для активации функции параллельного включения у серий RSP-1600 и RPB-1600, необходимо объединить сигналы DA, DB, V-колодки CN500 всех модулей (рисунок 11). Кроме того, должен быть включен или выключен переключатель SW1 в соответствии с таблицей, приведенной в документации. Для активации функции параллельного включения у серий RST-5000 и RST-10000 сигналы CS, RC, S всех модулей должны быть объединены (рисунок 12). Для RST-5000 это колодки CN313 и СТ314, а для RST-10000 — колодки CN992 и СТ993;
  • для компенсации падения напряжения используются S-входы только одного источника;
  • для подключения S-входов необходимо использовать витую пару, удаленную от силовых шин не менее чем на 30 см.

Рис. 12. Параллельное включение RST-5000

Рис. 12. Параллельное включение RST-5000

Заключение

Новые источники питания производства компании MEAN WELL позволяют заменить дорогие программируемые лабораторные источники в целом ряде промышленных, телекоммуникационных, тестовых приложений, а также в системах зарядки аккумуляторных батарей.

Блоки питания RSP-1600, RCP-1600 RSP-1600, RCP-1600, RST-5000 и RST-10000 обладают большой мощностью и отличными электрическими характеристиками. Кроме того, они оказываются достаточно гибкими в эксплуатации благодаря своим особенностям: встроенному ККМ, дополнительным встроенным блокам питания 5/12 В, возможности независимой подстройки токов и напряжений, гибкой системе защиты и самодиагностики, возможности параллельного включения нескольких блоков.

Литература

1. http://www.meanwell.com.

Получение технической информации, заказ образцов, заказ и доставка.

Источники питания 1600 Вт от MEAN WELL с версией для стойки 19″

Компания MEAN WELL выпустила семейство источников питания 1600 Вт высотой 1 U, характеризующееся высокой плотностью мощности и высокой эффективностью. Семейство состоит из двух серий: RSP-1600 со стандартным подключением для широкого применения и RCP-1600 для стойки 19″ Rack высотой 1U.
Они имеют возможность параллельной работы для увеличения выходного тока (мощности). В серии RSP-1600 возможно соединение до 6 источников питания по схеме 5+1 и получение общей мощности до 8,64 кВт, а в серии RCP-1600 – до 5 штук в одном Rack-модуле и получение общей мощности до 7,2 кВт.
ИП имеют возможность удаленного включения-выключения, раздельного регулирования выходного тока в диапазоне 20…100% и выходного напряжения в диапазоне 40…125% посредством внешнего напряжения 1…5 В, а также функцию компенсации падения напряжения на проводах (до 0,5 В). В источниках питания имеется по два дополнительных выхода +5 B/0,3 A и +12 B/0,8 А и гальванически развязанная сигнализация “DC Ok” и «Перегрев».
Дополнительно в серии RCP-1600 на выходе имеются ORING-МОП-транзисторы, позволяющие производить «горячую» замену и резервирование отдельных блоков питания в общей стойке. Управление в этой серии осуществляется по интерфейсу I²C (протокол PMBus).
Для серии RCP-1600 имеются групповые шасси RHP-1UI-A/RHP-1UT-A на 5 источников питания для установки в Rack-стойку. Шасси отличаются между собой способом подключения к сети 230 В. В изделиях реализованы все типы защит: от КЗ, перегрузки, превышения выходного напряжения и перегрева. Предоставляется 5-летняя гарантия от производителя.
ИП предназначены для широкого применения в промышленном и телекоммуникационном оборудовании, лазерных установках, лабораторном и измерительном оборудовании, мощных системах электропитания с резервированием и в других системах, требующих управляемого выходного напряжения или тока.

•••

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