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

Największy potencjał zakupowy dla zasilaczy tworzy w Polsce obszar przemysłowy, gdyż w takich zastosowaniach wszystkie ważne cechy techniczne i pozytywne aspekty biznesowe mają spore znaczenie. Klienci przemysłowi są zainteresowani produktami o wysokiej jakości i funkcjonalności, a ich świadomość techniczna jest na tyle duża, że poszukują rozwiązań, które kojarzą im się z brakiem problemów w długiej perspektywie. Dla producentów i dystrybutorów zasilaczy są oni tym samym modelowym klientem, o którego się zabiega. Przemysł jest jednocześnie na tyle dużym obszarem techniki, że zawsze można liczyć na sprzedaż. Poza tym najważniejszym obszarem klienci kupujący zasilacze to producenci OEM, którzy potrzebują ich do wytwarzanych urządzeń, a także firmy telekomunikacyjne różnego typu, dla których pewne zasilanie coraz bardziej złożonej infrastruktury komunikacyjnej jest istotne z powodu konieczności zapewnienia wysokiej dostępności usług.

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

Wiele mówi się o jakości, parametrach, rozwiązaniach technicznych w zasilaczach, zwraca się uwagę na świadomość techniczną kupujących i zapewnienie jakości, a jak przyjdzie do oceny, co się liczy przy wyborze dostawcy, to praktycznie wszyscy ankietowani zgodnie odpowiadają, że jest to cena, a jakość już jest znacznie słabiej zarysowana. Wprawdzie znaczenie parametrów technicznych wypadło niewiele słabiej, ale nie zmienia to ogólnej wymowy tego zestawienia koncentrującej się na kosztach. Za relatywnie ważne czynniki uznano krótki termin dostawy, bo klienci chcą kupować jednostki dostępne w krajowych magazynach oraz posiadanie certyfikatów, aby nie było problemu z EMC i z bezpieczeństwem. Długość gwarancji uznano za mało istotną zapewne dlatego, że wielu dostawców oferuje 3 a nawet 5 lat gwarancji. Podobnie dostępność wersji na zamówienie nie odgrywa już wielkiej roli w omawianym biznesie, bo wyrobów katalogowych jest na tyle dużo, że zawsze da się coś dopasować z typowych produktów.

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 Pawłowski

Weidműller

  • Jakie wymagania stawiane są zasilaczom dla przemysłu?

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?

Obudowa przeznaczona do montażu na szynie DIN to obecnie jedno z najpopularniejszych rozwiązań technicznych wykorzystywanych w instalacjach przemysłowych. W wersji na szynę dostępnych jest wiele typów aparatury i urządzeń, w tym także zasilacze i jak widać z danych pokazanych na wykresie, ta grupa produktów wybija się, zarówno jeśli chodzi o sprzedaż, jak i stopień konkurencji. Kolejne dwie grupy pod względem ważności to modułowe zasilacze przeznaczone do montażu w obudowie lub szafie instalacyjnej, a także specjalizowane rozwiązania do oświetlenia ledowego. Znaczenie tych pierwszych determinuje uniwersalność i szeroki obszar aplikacyjny, tych drugich dokładnie coś przeciwnego, a więc wąska specjalizacja. Zasilacze bez obudowy, montowane zwykle na płytce drukowanej, wersje przemysłowe o dużej mocy i rozwiązania do zasilania sprzętu IT okupują dół wykresu. Są to grupy, gdzie zasilanie jest często silnie zintegrowane z aplikacją, nie ma charakteru osobnej jednostki kupowanej w sieci dystrybucji lub też tworzy złożony system wykonywany jako projekt. Z oczywistych względów są to w porównaniu do całej reszty nisze.

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

Najbardziej palącym problemem rynku zasilaczy w Polsce są tanie jednostki produkcji dalekowschodniej, które mają kiepskie parametry, są awaryjne, ale za to tanie. Psują one rynek, bo zabierają przestrzeń zasilaczom markowym, utrwalają stereotypy i negatywne opinie o zasilaniu impulsowym i sprowadzają relacje z klientami do poziomu ceny. Silna konkurencja na rynku wymieniona na drugiej pozycji jest pochodną tych zjawisk oraz tego, że rynek zasilania jest bardzo szeroki, produkty w dużej mierze są standardowe, przez co kupujący może wybierać zasilacz z wielu źródeł. Nieco mniejsze znaczenie przypisano niewielkiej świadomości klientów co do rozwiązań stosowanych w zasilaczach i tego, jakie one mają powiązanie z funkcjami użytkowymi i jakością. Co trzeci specjalista zaznaczył też w ankiecie to, że czasy dostaw zasilaczy się wydłużają, co zapewne jest powiązane z szybko rozwijającą się gospodarką w Europie.

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 Witkowski

TME

  • Jakie nowości i trendy są warte zauważenia w obszarze zasilaczy?

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.

  • Jakim czynnikiem wyboru jest cena?

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.

Prezentacje firmowe

Polecane

Nowe produkty

Zobacz również