Wzmocniona izolacja, możliwość przeciążenia

Pięć lat temu nowością na rynku zasilania impulsowego były wersje pozwalające na zasilanie dowolną wartością napięcia sieciowego występującą na całym świecie, a więc od ok. 86 do 240 V_AC, w tym także odpowiadającą jej wartością napięcia stałego. Nietrudno zauważyć, że szybko stało się to standardem i dzisiaj w zasadzie ogromna większość zasilaczy małej i średniej mocy nie wymaga przełączania zakresu zasilania. Wyjątkiem są wersje zdolne do pracy jeszcze w szerszym zakresie, a więc także przy zasilaniu napięciem międzyfazowym (ok. 400 V_AC), niemniej ich obszar aplikacyjny jest znacznie ograniczony.

Wiele nowych jednostek pozwala dzisiaj na chwilowe przeciążanie. Oznacza to, że w krótkim czasie można obciążyć zasilacz mocą większą niż znamionowa, co przydaje się przy sterowaniu maszynami wyposażonymi w silniki indukcyjne, oświetleniem żarowym lub innymi odbiornikami, np. z dużą składową pojemnościową na wejściu.

Zakres dopuszczalnego przeciążania, a więc o ile procent mocy znamionowej można zwiększyć obciążenie oraz czas, przez jaki maksymalnie to może trwać, różni się w zależności od modelu i producenta. Niemniej widać, że najnowsze jednostki renomowanych marek pozwalają na więcej niż kiedyś oraz w porównaniu z innymi producentami.

Zdolność do przeciążania staje się popularną funkcjonalnością zasilaczy, bo pozwala na spore oszczędności. Wiele aplikacji maksymalną moc pobiera też przez bardzo krótki czas, a przykładem mogą być systemy sterujące bramą, zamkiem elektromagnetycznym lub przepływem, gdzie sterowanie elementem wykonawczym (rygiel, zawór, siłownik) trwa maksymalnie kilka sekund.

W takiej sytuacji niewielka jednostka zasilająca z możliwością przeciążania jest w rozrachunku znacznie tańsza. Asortyment dostępnych na rynku zasilaczy poszerza się także o wersje wyposażone we wzmocnioną izolację (klasy II). Do niedawna były one rzadkością i wykorzystywane tylko w aplikacjach medycznych, niemniej poszerzająca się oferta wskazuje, że takie jednostki trafiają także do aplikacji przemysłowych, precyzyjnej aparatury pomiarowej oraz rozbudowanych systemów, gdzie łączone są obwody na różnych potencjałach.

W takich przypadkach zasilacz o wzmocnionej izolacji, a więc zapewniający bardzo mały prąd upływu, jest w stanie zapewnić stabilność i jakość działania układów pomiarowych. Problemy są coraz częstsze, bo nie zawsze zasilacz pracuje ze stabilnym obciążeniem, stabilną siecią energetyczną i uziemioną obudową. Duży prąd upływu może wywołać wzrost potencjału na wyjściu w stosunku do ziemi przy połączeniu do sieci dwoma przewodami i przy niewielkim obciążeniu, co może zakłócać działanie obwodów kondycjonujących, wejściowych przetworników itp.

Własny czy kupiony?

Tabela 2. Dane kontaktowe do krajowych dostawców zasilaczy małej mocy

Ostatnim czynnikiem ograniczającym tempo rozwoju rynku zasilaczy jest trend wbudowywania jednostki zasilającej do wewnątrz urządzenia elektronicznego. Zasilacz nie zawsze musi być wydzielony i wielu konstruktorów decyduje się na jego integrację na płycie drukowanej z resztą urządzenia. Takie podejście nierzadko ma sens, bo pozwala zapewnić niskie koszty przy dużej elastyczności aplikacyjnej.

Własnej realizacji wparcia dostarczają producenci półprzewodników, tworząc gotowe do wykorzystania noty aplikacyjne. Dawniej niejasnym punktem takiej dokumentacji był transformator, ale od kilku lat w takich materiałach pojawiają się seryjne produkty dostępne w handlu, doświadczenie wielu konstruktorów i wiedza w temacie zasilania też jest dzisiaj bez porównania większa niż kiedyś.

Ogranicza to ryzyko inwestycji we własne rozwiązanie, z czego firmy korzystają. W warunkach krajowych proces ten równoważony jest przez charakter rynku skupiony na małych i średnich wolumenach produkcyjnych, często zmieniającym się asortymencie i specjalistycznych produktach. W takich przypadkach zasilacze gotowe wygrywają, bo cena realizacji jest niewiele wyższa, ale w zamian dostaje się produkt przebadany pod kątem bezpieczeństwa i EMC.

Oświetlenie ledowe

Sprzedaż zasilaczy małej mocy od około pięciu lat poprawia szybko rosnąca popularność nowoczesnego oświetlenia ledowego. Do zasilania diod potrzebne jest dopasowane pod względem właściwości źródło prądowe, które często zawiera ponadto szereg dodatkowych układów sterujących (np. jasnością) i zabezpieczających. W przypadku zasilaczy do LED stosowane są też często inne obudowy, takie, które są dopasowane do specyfiki montażu w oprawie oświetleniowej lub puszkach elektroinstalacyjnych. Obudowy takie są najczęściej hermetyczne.

Zasilacz do diod LED jest w zasadzie od strony elektrycznej taki sam jak wszystkie inne, a różnice sprowadzają się do funkcji realizowanych przez sterownik, gniazd, obudowy, przez co producenci tych komponentów mogą dość szybko wprowadzić na rynek takie urządzenia. Efektem jest spora oferta takich jednostek na rynku, potrzebnych do realizacji wszystkich mniej masowych aplikacji, np. w meblarstwie.

Ewolucja ofert polskich producentów

Na rynku krajowym od wielu lat funkcjonuje kilka firm produkujących zasilacze. Dawniej miały ogólny profil i wytwarzały nierzadko typowe jednostki zasilające o uniwersalnym przeznaczeniu, także te o mniejszej mocy, obecnie pod naporem cenowej konkurencji z Dalekiego Wschodu firmy te przeprofilowały się na rynkowe nisze i specjalistyczne zastosowania o dużych wymaganiach funkcjonalnych, takie, które trudno obsłużyć produktami wielkoseryjnymi. W znakomitej większości są to zasilacze średniej i dużej mocy, bo ta "dolna" część rynku stała się nieopłacalna. Produkcja została ustawiona pod najbardziej rentowne projekty, a resztę obsługuje się za pomocą dystrybucji.

Zasilacze małej mocy od strony biznesu

Rys. 1. Roczne wzrosty i spadki sprzedaży producentów i dystrybutorów zasilaczy impulsowych małej mocy zanotowane w okresie 2012-2014

Zestawienie wzrostów i spadków obrotów dotyczące zasilaczy małej mocy w latach 2012-2014 przekonuje, że mimo silnej konkurencji, dużej liczby dostawców, silnej presji cenowej ze strony klientów, jest to branża, która przez cały czas notuje całkiem niezłe tempo wzrostu sprzedaży (rys. 1). Prawie wszyscy dostawcy na przestrzeni ostatnich trzech lat notowali relatywnie duży przyrost obrotów, rzędu 10-35% w skali roku, co dowodzi, że rynek zasilania szybko i stale się rozwija.

Jak widać na wykresie, jest też nieliczna grupa firm, która w 2012 i 2014 roku zanotowała spadek sprzedaży lub takie, które mają wskaźniki procentowe przekraczające 35%, ale są one mniejszością. Innymi słowy w ujęciu statystycznym zasilacze małej mocy to całkiem udany biznes, może nie najłatwiejszy w prowadzeniu i z patologiami, ale który sektor dzisiaj ich nie ma?

Rys. 2. Ocena wyników sprzedaży zasilaczy na początku 2015 roku i stopnia konkurencji na rynku zasilaczy

Aktualna sytuacja na rynku, a dokładniej ocena pierwszej połowy 2015 roku w zakresie dotyczącym omawianych urządzeń wraz z oceną stopnia konkurencji na rynku, przedstawiona została na rysunku 2. Prawie 60% ankietowanych oceniło okres ten za korzystny dla biznesu, co cieszy i zapowiada udane drugie półrocze.

Zwykle druga połowa roku z uwagi na liczbę świąt i wolnych dni oraz granicę okresów rozliczeniowych jest w kraju lepsza niż pierwsza, dlatego można oczekiwać dalszej poprawy koniunktury. Badanie ankietowe potwierdziło, że konkurencja w omawianym sektorze rynku jest silna - takiego zdania było 77% pytanych w ankietach, co jest w zgodzie z wcześniejszymi rozważaniami.

Rys. 3. Struktura wielkości sprzedaży zasilaczy impulsowych małej mocy dla dostawców wymienionych w tabeli 2, w skali roku

Na rysunku 3 pokazana została struktura obrotów dostawców zasilaczy małej mocy. Jak widać, mniej więcej dwie trzecie firm osiąga ze sprzedaży nie więcej niż 500 tys. złotych rocznie, a tylko 8% ma obroty wyższe niż 10 mln zł. Trochę wynika to z faktu, że wykres prezentuje dane dla rynku zasilaczy małej mocy, a więc jednostek znacznie tańszych niż duże zasilacze.

Omawiany fragment rynku ma też charakter popularny, a produkty często pełnią funkcję dodatku do większej całości. Wiadomo, że na którymś z etapów projektu lub konstrukcji pojawia się zapotrzebowanie na zasilacz i klient może go kupić niekoniecznie u specjalizowanego dostawcy, ale przy okazji wielu innych zakupów.

Rys. 4. Udział sprzedaży zasilaczy impulsowych małej mocy w całkowitych obrotach dostawców

Czyli wówczas zasilacz może się sprzedać, nawet gdy jego cena jest taka sama jak u konkurencji, bo klient wybierze mniejszy kłopot związany z oddzielną przesyłką, fakturą itp. formalnościami. Takich firm, dla których produkty te to mało znacząca pozycja w ofercie, jest całkiem sporo, bo aż 28%. Warto dodać, że w porównaniu z analogicznym zestawieniem, jakie wykonaliśmy przy okazji poprzedniej edycji naszego opracowania poświęconego zasilaczom małej mocy w marcu 2012 roku, widać, że obroty sektora się zwiększyły.

Liczba firm, które mogą pochwalić się dużą sprzedażą, w tym także największymi liczbami, wzrosła i to blisko dwukrotnie. Niemniej ten wzrost to raczej efekt tego, że cały rynek się zwiększył, niż efekt indywidualnych sukcesów poszczególnych dostawców. Do takiego wniosku można dojść, patrząc na rysunek 4, gdzie zilustrowany został udział tworzony przez zasilacze impulsowe w całym asortymencie dostawców.

Zdecydowana większość (72%) ma ten udział kilkuprocentowy, a tylko dla co dwunastej firmy są to wyroby ważne, stanowiące specjalizację i główną domenę działań. Liczby te niewiele się różnią od tego, co obserwowaliśmy na początku 2012 roku.