Zasilacze kluczowym komponentem dla całej techniki

Szeroki i przekrojowy rynek zasilania obejmujący całą technikę, duża liczba producentów oraz bardzo szeroki funkcjonujący asortyment tego typu produktów powodują, że sprzedażą zasilaczy w kraju zajmuje się wiele firm. Dla części z nich są to produkty istotne, dla innych tylko dodatek, a są też takie, które do zasilania podchodzą wyłącznie przez pryzmat handlu. Na rynku zasilaczy panuje duża konkurencja, która dla dużej części dostawców wymusza konkurowanie ceną.

Biorąc pod uwagę, że kupujący zasilacze z uwagi na wspomnianą szerokość rynku często nie mają wystarczającej wiedzy i doświadczenia, aby umieć ocenić produkt, nietrudno o nadużycia. Nie każdy zna się na zasilaczach, a im aplikacja lub wytwarzane urządzenie bardziej odbiega od elektroniki, tym tej wiedzy jest w naturalny sposób mniej.

Jak można ocenić warunki biznesowe panujące w 2017 roku?

Dla połowy producentów i dystrybutorów zasilaczy ubiegły 2017 rok okazał się pomyślnym okresem biznesowym, a 20% pytanych było nawet zdania, że był to dla nich okres bardzo dobry. Taka ocena to przełożenie dużej dynamiki wydarzeń rynkowych i wszystkich ważnych trendów sprzyjających rozwojowi zarówno ekonomicznych jak i technicznych. Zasilacze można dzisiaj traktować jako produkty masowe, a więc produkowane w wielkiej skali i dostępne z wielu źródeł, gdzie duży popyt i duża liczba specjalistycznych zastosowań skutecznie równoważą wszystkie negatywne zjawiska.

Tacy klienci z reguły nie chcą płacić więcej za produkty renomowane i o gwarantowanej jakości, kupują jednostki najtańsze i nawet jak później urządzenie nie działa prawidłowo, nie są w stanie powiązać anomalii z kiepskim zasilaniem. Część z nich uczy się na błędach i takie ryzyko jest dla nich nauczką na przyszłość niemniej, ponieważ temat psucia rynku przez tanie zasilacze azjatyckie od lat jest dyżurnym pulsem branży, zapewne takie wpadki nie są powodem do chwały i firmy skrzętnie je ukrywają.

W ankietach wielokrotnie sygnalizowano nam, że na rynku pojawia się wiele firm oferujących tanie zasilacze produkcji dalekowschodniej. Firmy te pojawiają się nagle na rynku i równie szybko znikają, nie biorą odpowiedzialności za sprzedawane produkty i są zainteresowane tylko tym, aby się pozbyć problemu (towaru).

Struktura sprzedaż zasilaczy

Co trzecia firma zasygnalizowała, że ze sprzedaży zasilaczy osiąga do 250 tys. zł rocznie, czyli niewiele, biorąc pod uwagę relatywnie wysokie ceny tych jednostek. Oznacza to, że dla tych przedsiębiorstw zasilacze są produktem sprzedawanym przy okazji, jako kompletacja większego zamówienia lub też bez większego zaangażowania lub znamion specjalizacji. Obroty przekraczające 10 mln, a więc największy przedział, o jaki pytaliśmy w badaniu ankietowym, zaznaczyło 11% pytanych. To także niewiele, ale jak zwykle poziom ufności statystycznej w tym pytaniu jest mniejszy, bo część pytanych odmówiła odpowiedzi. Lepiej wykres oglądać przez pryzmat proporcji pomiędzy poszczególnymi grupami, które wskazują, że rynek zasilania ma charakter rozproszony między wiele przedsiębiorstw różnej wielkości i różnym stopniu zaangażowania.

Dlatego z reguły firmy produkcyjne, którym zależy na jakości, wsparciu technicznym oraz szybkim i sprawnym serwisie gwarancyjnym oraz pogwarancyjnym nie zaopatrują się w produkty z Azji bezpośrednio lub od przypadkowych nieznanych firm handlowych tylko kupują zasilacze od renomowanych dostawców w kraju. Większa świadomość kupujących odnośnie do jakości produktu dotyczy m.in. aplikacji medycznych oraz wojskowych, rozwiązań przemysłowych. W tych obszarach rynku opisanych problemów jest najmniej.

Aby przekonać się, jakie są różnice między dobrym zasilaczem markowym o wysokich parametrach w zakresie sprawności a tanimi rozwiązaniami wystarczy w praktyce zdjąć obudowę. Te drugie bazują na klasycznych topologiach i tanich układach półprzewodnikowych dostępnych od wielu lat, pracujących ze sterowaniem PWM na kilkudziesięciu kilohercach. Ich układ elektroniczny wykonany jest w większości na elementach dyskretnych, filtr sieciowy to absolutne minimum funkcjonalne itd.

Wiele przeciwstawnych procesów

Przegląd ofert dostawców zasilaczy

Polski rynek zasilaczy jest bardzo zróżnicowany co do wymagań i funkcjonalności zasilacza. Widać na nim wiele procesów, które są przeciwstawne do siebie i będących źródłem dużej dynamiki zjawisk. Z jednej strony specjaliści w branży zdają sobie sprawę, że coraz bardziej wyszukana elektronika i układy sterowania oraz transmisji danych wymagają pewnego i niezawodnego zasilania, z drugiej strony istnieje ciągła presja na cenę. Liczba odbiorników energii rośnie i z tematem zapewnienia zasilania w praktyce musi się zmierzyć każdy, ale zainteresowanie tematyką, poziom wiedzy dostawców i odbiorców nie idzie z tym w parze.

Im zagadnienie dotyczy zasilaczy mniejszej mocy, tym niestety negatywnych zjawisk i problemów widać więcej. Do 100 W głównym czynnikiem wyboru jest cena, parametry techniczne schodzą na dalszy plan i nieważne, że taki zasilacz promieniuje zaburzeniami, ma małą sprawność itp. W przypadku zasilaczy powyżej 100 W klienci coraz bardziej zwracają uwagę na ich parametry techniczne i funkcjonalność, są to szczególnie użytkownicy, u których nawet krótkotrwały przestój może spowodować duże straty.

Jaka jest aktualna koniunktura na rynku?

Zdaniem blisko połowy pytanych w ankietach specjalistów aktualna koniunktura na rynku zasilaczy (na początku 2018 roku) jest dobra, a co piąty pytany był nawet zdania, że jest ona bardzo dobra. Oznacza to, że mniej więcej dwie trzecie firm odnotowało dobre warunki biznesowe. Jest to z pewnością pochodna dobrej sytuacji w krajowym przemyśle i niezłych warunków na rynku europejskim. To także skutek tego, że zasilacze potrzebne są w praktycznie każdym urządzeniu i instalacji oraz branży, przez co strumień sprzedaży jest tutaj wyjątkowo szeroki. Wypadkowa uśredniona sprzedaż staje się niewrażliwa na okresowe wahania koniunktury lub specyfikę branżową, dzięki czemu zasilacze mogą być traktowane jako produkt zdolny do tworzenia firmie stałego źródła przychodów, takiego, który warto mieć do dyspozycji w magazynie jako m.in. punkt zaczepienia dla większej całości.

Przeciwstawny charakter ma nierzadko też polityka dystrybucyjna firm, która z punku widzenia zapewnienia jakości, wsparcia technicznego, promocji i marketingu technicznego oraz dla budowania długofalowych relacji z klientami powinna bazować na specjalizowanych dystrybutorach. Tymczasem często siatka sprzedaży jest bardzo rozbudowana. Zamiast jednego dużego dystrybutora na kraj jest wiele firm, które z założenia są skierowane przeciwko sobie.

Oprócz tradycyjnych kanałów sprzedaży na linii producent-dystrybutor-klient są też hurtownie elektrotechniczne. Dodatkowo duże zamówienia obsługiwane są z pominięciem formalnej siatki sprzedaży, a te najmniejsze przez firmy katalogowe itd. Oczywiście nie zawsze tak jest, ale takie sprzeczności daje się zauważyć. Poza tym zasilacze można bez problemu kupić nie u krajowych przedstawicieli, ale w dowolnym kraju w UE, co jeszcze bardziej komplikuje relacje a klientom tworzy mętlik w głowie.

W zasilaniu zawsze wiele się dzieje

Każda kolejna generacja zasilaczy wchodzących na rynek ma coraz większą sprawność i najbardziej widać to w zasilaczach dużej mocy, gdzie sięga ona 95-96%. Wysoka sprawność to oszczędność energii zasilającej, a więc mniejsze rachunki, a w zasilaczach buforowych dłuższy czas pracy z danej pojemności akumulatora.

Wysoko sprawny zasilacz niewiele się grzeje, dlatego może pracować w szerszym zakresie temperatur, a cała konstrukcja może być bardziej zminiaturyzowana, bo nie ma potrzeby rozpraszania tak dużej mocy. Można w nich zastosować chłodzenie pasywne, nawet gdy moc wyjściowa jest duża i poprawić niezawodność działania. Dlatego wysoka sprawność w warunkach przemysłowych to synonim niezawodności.

Wysoka sprawność zawsze była pożądaną cechą zasilaczy impulsowych, ale obecnie coraz większą wagę przykłada się do tego, aby była ona wysoka zawsze, czyli także przy małym obciążeniu i w pełnym zakresie napięć zasilania, a nie tylko w jednym wybranym i najlepszym punkcie charakterystyki. Znaczenie dużej sprawności dostrzeżono też na terenie UE, gdzie za pomocą dyrektyw takich jak EuP próbuje się ustawić na minimalnym poziomie poprzeczkę sprawności.

Jakie znaczenie dla biznesu firmy mają zasilacze?

W ocenie stopnia specjalizacji i poziomu zaangażowania firm w produkcji lub dystrybucji zasilaczy rozkład odpowiedzi w ankietach był równomierny. Można to odczytywać w taki sposób, że duża liczba dystrybutorów i producentów o różnej wielkości tworzy razem różnorodną strukturę bez znamion uprzywilejowania dla typu, wielkości i stopnia specjalizacji. Innymi słowy, zasilacze dają każdemu szansę na sukces i jest to zarówno zaleta, jak i wada tego sektora.

W zakresie zasilaczy mniejszej mocy nowe zasilacze mają bardzo małą moc standby, a więc pobieraną bez obciążenia. Jest to parametr szczególnie ważny w jednostkach, które są podłączone do sieci przez cały czas i nie mają wyłącznika. Jest ona już mierzona w miliwatach, a nowe sterowniki scalone co chwila biją rekordy oszczędności.

Coraz więcej zasilaczy ma korektor współczynnika mocy (PFC). Jest on wymagany normą EN61000-3-2 w przypadku wersji o dużej mocy, dla tych o mniejszej ma charakter opcjonalny lub zależy od typu aplikacji. W normie wymienia się cztery klasy zastosowań: A i B o małych obostrzeniach, C i D o większych i definiuje graniczne poziomy mocy, powyżej których wymagany jest układ korekcji. Ale producenci wyprzedzają te regulacje i instalują korektory PFC, nawet jak nie jest to wymagane.

Wzmocniona izolacja, zdolność do przeciążania

Wiele zasilaczy przemysłowych pozwala na chwilowe przeciążanie o kilkanaście, kilkadziesiąt procent, co jest użyteczne przy sterowaniu maszynami wyposażonymi w silniki indukcyjne lub innymi odbiornikami, np. z dużą składową pojemnościową na wejściu. Pozwala to uniknąć przewymiarowania konstrukcji i kupowania zasilacza ze sporym zapasem mocy.

Główne zjawiska techniczne w zasilaczach

Zestawienie najważniejszych parametrów i funkcji zasilaczy poszukiwanych przez klientów otwiera wysoka sprawność, która zdecydowanie wybija się ponad resztę kryteriów pokazanych na wykresie. Wysoko sprawne zasilacze to z reguły nowoczesne konstrukcje o dobrych parametrach użytkowych, dostarczające dużą moc bez konieczności dodatkowego chłodzenia, a więc też o dużej niezawodności. Wysoka sprawność, przekraczająca 90%, jest także synonimem zaawansowania technicznego zasilacza, stąd dla wielu osób jest to kluczowy parametr techniczny. Kolejna pozycja, a więc miniaturyzacja, też wiąże się ze sprawnością. Możliwość chwilowego przeciążania to cecha pożądana przez klientów z obszaru przemysłu, gdyż ułatwia ona zasilanie maszyn z silnikami, które pobierają dużą moc podczas rozruchu. Na samym dole wykresu znalazło się sterowanie cyfrowe, a więc konstrukcja bazująca na mikrokontrolerze lub DSP zamiast na analogowym kontrolerze. Na razie na konserwatywnym z natury rynku zasilania jest to nowość, ale w miarę jak oferta specjalizowanych sterowników będzie się poszerzać, a także gdy upowszechnią się biblioteki gotowego oprogramowania, rola zasilaczy cyfrowych będzie się zwiększać.

Wiele aplikacji potrzebuje jej przez krótki czas, a przykładem mogą być zawory, rygle oraz siłowniki i w takiej sytuacji niewielka jednostka zasilająca z możliwością przeciążania jest w rozrachunku znacznie tańsza. Przeciążanie najczęściej bazuje na wbudowanych superkondensatorach.

Zasilacze impulsowe dostarczają energii dla coraz bardziej wrażliwych układów i systemów, np. urządzeń medycznych, pomiarowych, do rozproszonych instalacji zasilanych z różnych sieci. W takich obszarach ważna jest wzmocniona izolacja, gwarantująca mały prąd upływu i potencjał resztkowy na masie. Takich zasilaczy jest na rynku coraz więcej.