Zasilacze dużej mocy

Korekcja współczynnika mocy

Korektor współczynnika mocy jest dzisiaj częścią większości zasilaczy o mocy powyżej 100 watów, zasilaczy teleinformatycznych oraz wybranych jednostek napięciowych średniej i dużej mocy do zastosowań profesjonalnych. O konieczności korekcji kształtu prądu pobieranego z sieci decydują wymagania prawne, nakładające obowiązek minimalizacji poziomu zaburzeń (harmonicznych) wprowadzanych do sieci energetycznej oraz potrzeba minimalizacji mocy biernej, za którą się płaci dodatkowo. Wprawdzie użytkownicy prywatni nie płacą za moc bierną, więc to ich nie dotyczy, ale w przypadku fabryk, biur, dużych obiektów, w których jest wiele sprzętu zasilanego z zasilaczy bez PFC, na rachunku pojawia opłata. Często nie są to małe sumy. Korekcja jest realizowana metodą impulsową na wejściu zasilacza, co do zasady takie zasilacze mają bardziej rozbudowany filtr wejściowy niż analogiczne jednostki bez PFC.

Główne zjawiska techniczne w zasilaczach #7

 

Od wielu lat duża sprawność jest postrzegana jako najważniejszy trend technologiczny wyznaczający kierunek rozwoju branży zasilania. Duża sprawność determinuje wiele ważnych parametrów zasilaczy, w tym rozmiary wymaganego systemu chłodzenia oraz koszty energii. Od wielu lat lokuje się ona na szczycie takich zestawień i tak też jest obecnie. Na drugiej pozycji znalazły się rozbudowane zabezpieczenia, co należy odczytywać jako istotę zagadnień związanych z jakością i trwałością systemu zasilania. Z kolei jednostki specjalizowane na trzeciej pozycji od góry wykresu sygnalizują, że zasilacze stają się coraz bardziej dopasowane do wymagań aplikacyjnych, tj. mniej uniwersalne.

Zasilacze dla systemów pomiarowych, badań i miernictwa

Zasilacze dużej mocy to również jednostki laboratoryjne wykorzystywane przy pomiarach do zasilania sprzętu i zadawania sygnałów wymuszeń. Są wykorzystywane także w sferze produkcji, podczas testowania jakości i badań automatycznych, gdzie pełnią funkcję wymuszeń zaburzeń w sieci zasilania oraz części testerów odpowiedzialnej za badania wytwarzanych urządzeń pod kątem współpracy ze źródłem zasilania. Zasilacze takie pozwalają na swobodne programowanie parametrów wyjściowego przebiegu "w locie" i tym samym są wygodnym elementem systemów pomiarowych i testerów ATE. Jednostki te różnią się głównie tym, że pozwalają na regulację napięć i prądów wyjściowych w szerokim zakresie (np. czterech ćwiartkach), mają bardzo dobre parametry stabilizacji i czystości napięcia wyjściowego, zawierają często kilka niezależnych kanałów wyjściowych i mogą być sterowane z komputera, pełniąc funkcję elementu systemu pomiarowego.

"Cztery ćwiartki" oznaczają, że zasilacz może płynnie zmieniać polaryzację napięcia na odwrotną, przechodząc z napięciem przez zero bez konieczności przepinania kabli, a także, że nie tylko jest w stanie dostarczać energię, ale również ją pobierać. W tym przypadku prąd może płynąć także "do zasilacza".

Najważniejsze cechy brane pod uwagę przy kupnie zasilaczy przez klientów #8

 

W zestawieniu najważniejszych kryteriów branych pod uwagę przez klientów przy selekcji zasilacza i dostawcy na szczycie uplasowały się parametry techniczne i cena. Tym samym rynek wrócił do "standardu" obowiązującego przez lata, który można podsumować jako "najlepszy zasilacz za najmniejszą cenę". Wyjątkiem w tej regule były dwa ostatnie lata, gdzie na drugim miejscu był termin dostawy. Za ważne czynniki uznano markę producenta i jakość wykonania a także kompetencje techniczne dostawcy. Ta trójka kryteriów dobitnie pokazuje, że trudne czasy po pandemii się skończyły i wchodzimy w okres normalności, w której klienci przestają się martwić, czy kupią, i swoje potrzeby kierują do tych, którzy są w stanie pomóc im rozwiązać problem.

Z wiedzą jest coraz gorzej

Aby dobrze wybrać zasilacz do danej aplikacji i docenić walory techniczne kryjące się w zaawansowanych jednostkach zasilających, trzeba mieć wiedzę na temat ich funkcjonalności i parametrów. Wiedza ta pozwala na formułowanie pytań kierowanych potem do dostawców, a także na poszerzenie horyzontów na temat tego, co można osiągnąć w tworzonej aplikacji. Inaczej dyskusja sprowadzana jest do podstawowych danych takich, jak napięcie wyjściowe, moc, obudowa, złącze DC i cena, co nikomu nie daje wiele przestrzeni do manewru.

Kupujący zasilacze coraz częściej nie mają wystarczających kompetencji i doświadczenia, aby umieć ocenić produkt, więc 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. Klienci z branż odległych od elektroniki z reguły nie chcą płacić więcej za produkty renomowane i o gwarantowanej jakości, raczej kupują jednostki najtańsze i nawet jak później urządzenie nie działa prawidłowo, nie są w stanie powiązać anomalii z kiepskim zasilaniem i nietrafionym wyborem, gdyż nie mają wiedzy.

Jak sygnalizowano nam w ankietach "poziom wiedzy klientów na tematy związane z zasilaniem obniża się z roku na rok". Być może dlatego, że jest to coraz bardziej skomplikowane zagadnienie i dotykające wielu branż, sektorów i aplikacji, nawet znacznie odległych tematycznie od techniki. Innym powodem może być to, że zasilacze sprzedają nie tylko specjalistyczni dystrybutorzy, ale też firmy handlowe bez kompetencji kadrowych w tym zakresie, dla których zasilacz jest tylko indeksem (oznaczeniem produktu). To zapewne jest konsekwencja szerokiego rynku.

Jednostki o specjalnym przeznaczeniu

Zasilacze to produkty z zasady uniwersalne, ale na rynku coraz częściej producenci tworzą wersje specjalizowane - ukierunkowane na specyficzne zastosowania (obsługujące redundancję, sygnalizację, z dodatkowymi wyjściami). Uwalniają one projektantów od konieczności dodawania dodatkowych układów pomocniczych, realizujących specyfikę aplikacyjną, które zostają zaszyte wewnątrz obudowy. Takie specjalizowane wersje spełniają wymagania branżowe od strony elektrycznej i mechanicznej.

Asortyment dostępnych na rynku zasilaczy poszerza się także o wersje wyposażone we wzmocnioną izolację o niskiej upływności. 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 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.