Zasilacze specjalizowane
Zasilacz to produkt uniwersalny, ale coraz częściej producenci tworzą wersje specjalizowane ukierunkowane na specyficzne zastosowania. Uwalniają projektantów od konieczności dodawania układów pomocniczych, płytek realizujących specyfikę aplikacyjną, które zostają zaszyte wewnątrz obudowy. Takie specjalizowane wersje spełniają wymagania branżowe od strony elektrycznej i mechanicznej.
Często specjalizacja polega na wbudowaniu modułu komunikacji, sygnalizacji i monitoringu stanu. Przykładem może być zasilacz buforowy wyposażony w akumulator, który pełni funkcję awaryjnego źródła energii dla systemu alarmowego, radiokomunikacyjnej łączności kryzysowej itp. Ogólnie patrząc, zasilanie specjalizowane to domena aplikacji przemysłowych, systemów automatyki i systemów zasilania gwarantowanego w systemach przeciwpożarowych.
Branże o największym potencjale zakupowym |
Zasilacz specjalizowany to także rozwiązanie dopasowane do potrzeb oświetlenia LED. Zawiera on nie tylko układ stabilizacji prądu lub mocy zasilającej diody, ale także dodatkowe układy sterujące (np. jasnością, komunikację DALI) i zabezpieczenia. W przypadku zasilaczy do LED stosowane są też często inne obudowy i złącza, takie, które są dopasowane do specyfiki montażu w oprawie oświetleniowej lub puszkach elektroinstalacyjnych. Obudowy takie są najczęściej hermetyczne.
Zabezpieczenia, praca równoległa
Od strony układowej zasilacze wyposaża się dzisiaj we wszechstronne układy zabezpieczające, rozbudowane filtry wejściowe, sterowniki zapewniające sygnalizację stanu zasilacza i podobne obwody ochronne na tyle skuteczne, że awaria na skutek przeciążenia, stanu nieustalonego lub zwykłego błędu podczas montażu instalacji staje się praktycznie niemożliwa. Poziomy aktywacji zabezpieczeń w niektórych rozwiązaniach można ustawić samodzielnie z poziomu komputera przez interfejs cyfrowy.
Najważniejsze cechy brane pod uwagę przy kupnie zasilaczy |
Połączenie kilku zasilaczy magistralą cyfrową pozwala łączyć kilka jednostek równolegle, zapewniając równomierny podział mocy oraz tworzyć w ten sposób konfiguracje nadmiarowe (z redundancją), w których jest możliwość wymiany zasilacza bez wyłączania reszty. Od tego momentu dzieli nas tylko mały krok do pełnej cyfryzacji zasilaczy.
Tomasz PawłowskiWeidműller
Nowoczesne zasilacze przemysłowe powinny cechować się długą i niezawodną pracą w trudnych warunkach przemysłowych i mieć współczynnik MTBF powyżej 1 mln h. Oznacza to, że przewidywany cykl eksploatacji wyniesie 10 lat. Ważnym parametrem profesjonalnych zasilaczy jest wysoka sprawnością sięgającą 95%. Mówi ona o niskich stratach energii, co przekłada się na obniżenie kosztów eksploatacji samych zasilaczy oraz na oszczędności związane z chłodzeniem samej szafy, w której będzie pracował zasilacz. Poza tym klient otrzymuje produkt o niewielkich gabarytach, przez co może zaoszczędzić cenne miejsce w szafie sterowniczej. Obecnie wszystkie profesjonalne zasilacze wyposażone są także w funkcję chwilowego przeciążania bazującą na superkondensatorach, co pozwala sterować silnikami pobierającymi dużą moc przy rozruchu oraz zapewnia prawidłowe wyzwalanie bezpieczników w instalacji przy przeciążeniu. |
Zasilacze cyfrowe
Cyfryzacja zasilaczy jest procesem, który aktualnie można obserwować na rynku jako proces zmieniający branżę od strony technologicznej, niemniej tempo zmian nie jest szybkie. Rynek zasilania jest dość konserwatywny, a nowości przyjmują się na nim powoli. Z uwagi na duże znaczenie ceny w sprzedaży zasilaczy większość produktów bazuje na dojrzałych technologiach, takich, gdzie komponenty nie mają w cenach zawartej premii dla producenta za nowość, zwłaszcza w zakresie rozwiązań powszechnego użytku i jednostek małej i średniej mocy.
Ponadto technologie cyfrowe w największym stopniu pojawiają się w zasilaczach przeznaczonych do zastosowań profesjonalnych, np. wojskowych, medycznych, informatycznych, a więc tam, gdzie wyższa cena zasilacza nie jest problemem i gdzie liczą się przede wszystkim wysokie parametry użytkowe.
Na które z produktów jest największy zbyt na rynku polskim i w których typach jest największa konkurencja? |
W obszarze przemysłu, elektroniki konsumenckiej oraz aplikacji półprofesjonalnych pełna cyfryzacja zasilaczy to cały czas przyszłość, niemniej patrząc na tempo zmian w przemyśle elektronicznym, nie wydaje się, aby była tak bardzo odległa. Warto zatem poświęcić nieco uwagi, aby wiedzieć, o co w tej cyfryzacji chodzi.
Zasilacz cyfrowy wykorzystuje mikrokontroler lub procesor sygnałowy, który realizuje funkcje charakterystyczne dla analogowego sterownika PWM lub układu kontrolnego o podobnej funkcjonalności sterującego tranzystorami przełączającymi. Pełna cyfryzacja dotyczy także wzmacniacza napięcia błędu i obwodów pomiarowych dokonujących kontroli prądów i napięć na wyjściu np. w celu realizacji zabezpieczeń, które w wersji cyfrowej buduje się w oparciu o układy peryferyjne mikrokontrolera sterującego.
Przeniesienie sterowania do domeny cyfrowej i oprogramowania pozwala zrealizować w prosty sposób szereg przydatnych układów, jak sterowanie oszczędnościowym stopniem mocy przy małych obciążeniach. Realizuje się to za pomocą gubienia impulsów sterujących, płynnej zmiany topologii działania i sterowania stopniem mocy przy małym poborze prądu.
Pełna cyfryzacja wymaga zatem przeniesienia całości algorytmu sterowania do oprogramowania i z pewnością nie jest prosta do przeprowadzenia, zwłaszcza gdy trzeba zapewnić szybką reakcję zasilacza na zmiany obciążenia, dużą stabilność działania oraz rozbudowane i szybko działające funkcje związane z zabezpieczeniami. Z tych powodów w wielu dostępnych na rynku jednostkach cyfryzacja jest tylko częściowa, a więc taka, gdzie mikrokontroler pełni funkcję monitorująco-nadzorującą w stosunku do tradycyjnego sterownika PWM (analogowego).
Najważniejsze czynniki o charakterze negatywnym dla rynku |
Dodanie procesora zapewnia możliwość programowania parametrów, na przykład wartości ograniczenia prądowego, progów zadziałania zabezpieczenia termicznego, sygnalizacji, monitoringu stanu, komunikacji z systemem nadrzędnym. W ten sposób zapewnia się możliwość połączenia kilku zasilaczy w system redundantny, realizuje autodiagnostykę, programowanie za pomocą interfejsu cyfrowego, ustawienie alarmów itp.
Mikrokontroler jest też w stanie skutecznie usypiać zasilacz przy braku obciążenia i pomagać w ładowaniu akumulatorów. Takich funkcji jest dużo i z tego powodu można przypuszczać, że mikrokontrolery opanują zasilacze, zwłaszcza te bardziej skomplikowane i o większej mocy wyjściowej.
Krzysztof WitkowskiTME
Jednym z najszybciej rozwijających się sektorów jest zasilanie do oświetlenia LED. Jednostki takie są coraz bardziej wydajne, pozwalają na sterowanie za pomocą protokołu DALI lub regulację jasności. W branży automatyki przemysłowej warto zwrócić uwagę na konfigurowalne zasilacze modułowe, które składają się z jednostki podstawowej, mającej wbudowany aktywny układ korekcji współczynnika mocy oraz kilku dołączanych modułów różnych mocy i napięć. W ten sposób użytkownik jest w stanie zbudować zasilacz według własnej konfiguracji, dopasowany do potrzeb aplikacji. Podobnie jak w innych dziedzinach, tak również w zasilaniu zauważalny jest trend miniaturyzacji. Producenci prześcigają się w produkcji coraz mniejszych konstrukcji. Szczególnie jest to zauważalne w grupie zasilaczy przemysłowych na szynę DIN, gdzie zawsze brakuje miejsca.
Cena jest ważnym czynnikiem przy wyborze zasilacza, lecz nie decydującym. Najważniejsza jest niezawodność. W zasilaczu jest ona szczególnie istotna, gdyż jest on kluczową składową aplikacji. Podczas usterki czujnika czy przekaźnika niejednokrotnie aplikacja, choć nie w pełni sprawna, może nadal funkcjonować i spełniać częściowo swoje zadania. Bez sprawnego zasilacza funkcjonowanie aplikacji jest niemożliwe. Zaś w przypadku zasilaczy dużej mocy istotną cechą jest także wbudowany układ korekcji współczynnika mocy. |