Zasilacze do systemów zasilania gwarantowanego firmy MEAN WELL

Moduł buforowy DR-UPS40

Przy wykorzystaniu modułu DRUPS40 użytkownik ma możliwość budowy systemu redundantnego zasilania z użyciem dodatkowego akumulatora oraz zasilacza, tworząc tym samym system zasilania bezprzerwowego 24–29 V_DC. Maksymalna moc takiego systemu może wynosić do 960 W, co jest wartością wystarczającą np., dla systemów telekomunikacyjnych czy teleinformatycznych. Przykładowy schemat takiego rozwiązania przedstawiono na rysunku 1.

 

Rys. 1. Sposób podłączenia modułu DR-UPS40

Zasilacz podłączony jest równolegle z obciążeniem oraz modułem DR- -UPS40. W trakcie normalnej pracy zasilacz jednocześnie dostarcza prąd odbiornikowi oraz następuje doładowywanie akumulatora. Stan pracy układu sygnalizowany jest za pomocą złączy przekaźnikowych umieszczonych w górnej części modułu, dzięki czemu operator systemu może być natychmiast powiadomiony o przełączeniu zasilania na pracę akumulatorową (battery discharge), rozładowaniu akumulatora poniżej 21,9 V lub jego uszkodzeniu (battery failure) oraz o prawidłowym napięciu (DC bus OK). Istotną kwestią, o której warto wspomnieć, jest sposób działania samego układu. Otóż oczywistym jest fakt, że akumulator nie może być ładowany jedynie napięciem 24 V, ponieważ jest to wartość zbyt mała, by był w pełni naładowany. W zależności od rodzaju – przyjmuje się, że napięcie ładowania powinno wynosić od ok. 27,6–28,8 V, dlatego też niezwykle istotne jest podniesienie napięcia wyjściowego na zasilaczu do wspomnianej wcześniej wartości, gdyż sam moduł DR-UPS40 nie ma przetwornicy DC/DC podwyższającej napięcie. Oczywiście jeśli chronione urządzenie musi być zasilane stałym napięciem o wartości dokładnie 24 V_DC , wówczas do takiej aplikacji można jak najbardziej zastosować dodatkową przetwornicę DC/DC np. serii RSD czy też DDR.

Zasilacze buforowe

Ważną rolę w systemach zasilających odgrywają również zasilacze buforowe. W tej kwestii Mean Well ma do zaproponowania kilka serii m.in. AD, SCP, PSC, DRC. Pierwszym modelem, o którym warto wspomnieć, jest SCP. Zasilacze te przeznaczone są do pracy w systemach monitoringu, kontroli dostępu, systemach alarmowych itp. W połączeniu z zewnętrznym akumulatorem zapewniają nieprzerywalne zasilanie przy zastosowanej mocy 35–75 W. Podczas normalnej pracy zasilacz ładuje podłączony akumulator, a w przypadku zaniku napięcia sieciowego korzysta ze zgromadzonej w nim energii do zasilenia odbiornika. Dodatkowo urządzenie ma złącze do podłączenia termistora w celu kompensacji napięcia w zależności od temperatury otoczenia oraz złącze przewodowe sygnalizujące zanik napięcia. Seria ta jest najczęściej stosowana w prostych aplikacjach, gdzie nie ma potrzeby bieżącego monitorowania statusu. Kolejną nieco bardziej złożoną konstrukcję prezentuje z kolei seria AD/ ADD. W porównaniu do SCP jest ona dodatkowo wyposażona w zabezpieczenie chroniące akumulator przed nadmiernym rozładowaniem oraz występuje w wersjach do 155 W. Zarówno AD/ ADD, jak i SCP mogą być montowane na szynie DIN, zaś ich konstrukcja jest oparta na solidnej metalowej obudowie. Przykładem kompleksowego rozwiązania łączącego zasilacz buforowy z dodatkowymi wyjściami monitorującymi jest seria DRC. Zasilacze oprócz wyjścia podstawowego i do podłączenia akumulatora mają również wyjście sygnału alarmowego AC OK, informujące o ewentualnym braku napięcia sieciowego AC 230 V oraz wyjście BAT. LOW aktywowane w przypadku zbyt małego napięcia baterii. Dodatkowo wbudowane zabezpieczenia przed rozładowaniem, odwrotnym podłączeniem akumulatora zwiększają bezpieczeństwo całego układu. Modele występują w wersjach o mocy 40, 60 oraz 100 W, zaś napięcia wyjściowe są dostosowane do pracy w systemach 12 oraz 24 V_DC.

Moduły redundantne

Jeśli użytkownik ma do dyspozycji dwa niezależne źródła zasilania lub chce uniezależnić działanie systemu od ewentualnej awarii zasilacza, wówczas przy wykorzystaniu modułu DR-RDN20 można jeszcze bardziej zwiększyć niezawodność przy wykorzystaniu redundancji 1+1 (zastosowanie dwóch zasilaczy, spośród których w razie awarii wystarczy jeden, by przejąć pełne obciążenie) lub 1+N (podział pewnej części obciążenia na kilka zespołów oraz zapewnienie tylko jednego zespołu rezerwowego). Schemat układu z dwoma niezależnymi zasilaczami przedstawiono na rysunku 2.

 

Rys. 2. Przykładowe wykorzystanie DR-RDN20

Oprócz modułu DR-RDN20 od niedawna w ofercie producenta pojawiły się również nowsze propozycje urządzeń – chodzi o serię DRDN oraz ERDN. Cechą charakterystyczną jest przede wszystkim zastosowanie nowszej technologii prostownika bazującej na tranzystorach MOSFET zamiast na zwykłych diodach. Dzięki temu uzyskano niższe spadki napięcia między zasilaniem a odbiornikiem, co bezpośrednio przekłada się na mniejsze straty ciepła oraz wyższą wydajność. Kolejną cechą, o której warto wspomnieć, jest możliwość pracy w systemach 5/12/24/48 V_DC, podczas gdy DR-RDN20 mógł pracować jedynie przy 24 V_DC. Urządzenia są przeznaczone do pracy z prądami do maks. 40 A (60 A przez 5 s), więc maksymalna moc systemu może wynosić aż do 1920 W. Oczywiście wszystkie urządzenia mają odpowiednie wyjścia sygnałowe w celu komunikacji z innymi elementami systemu.

Moduły podtrzymania napięcia z zasobnikiem superkondensatorowym

 

Rys. 3. Charakterystyka podtrzymania zasilania w funkcji prądu obciążenia

Jedną z nowości w ofercie Mean Well są natomiast moduły buforowe wykorzystujące superkondensatory. Standardowe zasilacze UPS potrzebują zazwyczaj od kilku do kilkudziesięciu milisekund na przełączenie się na pracę bateryjną. Ponadto w urządzeniach tych nieodłącznym elementem są akumulatory, które jak wiemy, nie lubią pracy w niskich temperaturach. Niektóre przemysłowe systemy UPS większej mocy muszą natomiast mieć dodatkowe wentylatory rozpraszające ciepło, przez co generują dodatkowy hałas. W odpowiedzi na tego typu niedogodności wraz z rozwojem nowych technologii magazynowania energii producenci zaczęli budować nowe układy podtrzymania napięcia bazujące na możliwych do uzyskania zaletach przy zastosowaniu superkondensatorów. Kluczowym aspektem jest brak jakiejkolwiek, nawet milisekundowej, przerwy w zachowaniu przepływu prądu ze względu na równoległe połączenie chronionego odbiornika wraz z kondensatorem. Jest to szczególnie istotne w aplikacjach branży telekomunikacyjnej, gdzie jakikolwiek zanik napięcia może powodować nieprawidłową transmisję danych. Kolejnym aspektem jest szeroki zakres temperatury pracy takiego urządzenia (od–25 do +75ºC), co nie jest możliwe w przypadku tradycyjnych systemów wykorzystujących akumulator. Czas pracy urządzenia w trybie podtrzymania napięcia jest uzależniony od wartości pobieranego prądu – taką charakterystykę przedstawiono na rysunku 3.

Moduły DBUF można również łączyć równolegle, wydłużając tym samym czas pracy buforowej. Inną bardzo przydatną funkcjonalnością, jaką ma urządzenie, jest możliwość zdalnego przełączenia na pracę buforową poprzez podanie sygnału wyzwalającego (szczególnie przydatne w zaawansowanych systemach monitoringu i kontroli, gdzie dodatkowy komputer steruje pracą systemu). Ponadto dostępny jest również sygnał gotowości (Ready) oraz wyjście Buffering, informujące o przejściu w tryb pracy buforowej. Zasadę działania całego urządzenia przedstawia podana charakterystyka.

 

Rys. 4. Proces przełączenia i sygnalizacji procesu wejścia w tryb zasilania awaryjnego dla modułów DBUF

Elmark Automatyka, tel. 22 541 84 60

www.elmark.com.pl