Zasilacze dużej mocy i ładowarki akumulatorów

Główne trendy techniczne to miniaturyzacja i duża sprawność

Najważniejszym zagadnieniem technicznym w zasilaczach dużej mocy jest miniaturyzacja, gdyż umożliwia ona wytwarzanie urządzeń wydajnych, ale niewielkich, łatwiejszych w integracji, bardziej mobilnych. Mniejsze zasilacze mogą też być tańsze w produkcji, bo nie potrzeba do nich dużych radiatorów. Kluczem do miniaturyzacji jest duża sprawność zapewniająca oszczędność energii zasilającej, a więc dająca mniejsze rachunki oraz dłuższy czas pracy z akumulatora. Wysokosprawny zasilacz niewiele się grzeje, a więc może też pracować w szerszym zakresie temperatur, a cała konstrukcja może być bardziej zminiaturyzowana, bo nie ma potrzeby rozpraszania tak dużej mocy cieplnej, użycia wentylowanej obudowy itd.

Wysoka sprawność oznacza często też małą awaryjność zasilaczy, a więc pośrednio dobrą jakość. Takie zasilacze się nie grzeją, więc ich podzespoły nie są tak obciążone cieplnie. Także ograniczenia na moc wyjściową przy dużych temperaturach otoczenia stają się łagodniejsze. Wysoka sprawność zasilaczy lub konieczność korekcji współczynnika mocy przy dużej mocy wyjściowej jest ponadto dla coraz większej grupy produktów wymogiem prawnym. Dotyczy to najbardziej wersji konsumenckich, ale większe jednostki też wpisują się w ten trend.

W efekcie, każda kolejna generacja zasilaczy wchodzących na rynek ma coraz większą sprawność, a w najlepszych produktach sięga ona 95–96%, czyli o około 10% więcej, niż było dekadę temu. Upowszechnienie się podzespołów mocy z azotku galu powinno jeszcze bardziej pozwolić na większe zminiaturyzowanie zasilaczy.

Na które z produktów jest największy zbyt na rynku polskim?

 

Z naszego badania ankietowego wynika, że największą popularnością na rynku cieszą się zasilacze w obudowie na szynę DIN, a także falowniki, ładowarki do akumulatorów oraz zasilacze modułowe w obudowie. 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 o mocy nawet do 150 watów.

Jakość zasilaczy to temat zawsze aktualny

Jakościowo dobry zasilacz to taki, który się nie grzeje, jest zabezpieczony skutecznie przed przepięciami i ma dobrze działające filtry zakłóceń, dobre kondensatory i adekwatne do prądu wyjściowego przekroje przewodów nawojowych oraz kabli wyjściowych. Dobry zasilacz ma zabezpieczenia wyjścia przed odwrotną polaryzacją, blokadę możliwości niekontrolowanego wzrostu napięcia w czasie uszkodzenia, dodatkowe kondensatory blokujące wyjście, które obniżają poziom szumów i zakłóceń. Dobry zasilacz ma też zabezpieczenie termiczne, które chroni jego działanie przed uszkodzeniem bądź przez czasowe wyłączenie lub przez derating, czyli obniżenie prądu wyjściowego do poziomu bezpiecznego w wyższej temperaturze.

Użyteczna funkcjonalność, jaka pojawia się dzisiaj często w zaawansowanych jednostkach zasilających, obejmuje ponadto takie dodatki, jak np. możliwość regulacji wyjściowego napięcia w niewielkim zakresie trymerem, po to, aby skompensować spadek napięcia na przewodach wyjściowych. Do tego samego celu służą zwielokrotnione zaciski wyjściowe lub też możliwość podłączenia dwóch dodatkowych przewodów pomiarowych bezpośrednio do zacisków obciążenia (tzw. czteroprzewodowe połączenie kelwinowskie). Od strony układowej dobre 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.

Najbardziej zaawansowane jednostki, wyposażone w interfejsy cyfrowe, pozwalają nie tylko na wszechstronne monitorowanie aktualnego stanu czy sterowanie włączaniem/wyłączaniem, ale również ustawienie i odczyt wielu parametrów pracy, takich jak napięcie, prąd wyjściowy czy progi zadziałania zabezpieczeń. Niektóre umożliwiają rejestrację stanów awaryjnych i rzeczywistego czasu pracy, a nawet predykcję pozostałego czasu życia. Na koniec warto wyróżnić cechy wymuszane nowymi aplikacjami i nowymi wymaganiami obowiązujących norm. Należą do nich coraz bardziej wyrafinowane układy korekcji współczynnika mocy, dzięki któremu nie trzeba płacić ekstra rachunku za moc bierną. Inne to zdolność do krótkotrwałego dostarczenia dużego prądu potrzebnego do rozruchu coraz powszechniejszych obciążeń indukcyjnych, takich jak silniki, czy do absorbcji prądu wspomagającej ich hamowanie, łącznie ze zwrotem odbieranej energii do sieci. Są to również rozwiązania coraz większych zasilaczy z cichym i bezawaryjnym chłodzeniem pasywnym oraz małe zakłócenia, prądy upływu i wzmocniona izolacja galwaniczna, wymagane przez aplikacje medyczne.

Jakie znaczenie dla biznesu mają zasilacze dużej mocy i ładowarki?

 

Dla przeważającej większości firm z tego zestawienia zasilacze dużej mocy i ładowarki są jednym z wielu produktów w ofercie. Mimo że rynek zasilania jest duży, a każde urządzenie wymaga zaopatrzenia w energię, duża liczba producentów tych jednostek przekłada się na ogromną konkurencję uniemożliwiającą wąską specjalizację. Poza tym zasilacze dzisiaj stanowią typowy produkt katalogowy, jeden z wielu elementów niezbędnych do budowy systemów kupowanych razem z czymś innym i stąd muszą być częścią ofert wielu dostawców, także tych słabo związanych z tematyką zasilania. Zasilanie jest częścią każdej aplikacji i wraz z rozwijającą się elektroniką urządzeń tych potrzeba coraz więcej. Innymi słowy, zasilacze dają każdemu szansę na sukces i jest to zarówno zaleta (szerokość rynku), jak też wada (duża konkurencja).