Статьи / MEAN WELL

Регулировка параметров и удаленное управление AC/DC-преобразователей Mean Well

Статья опубликована в журнале "Компоненты и Технологии" №6 2017.
Автор статьи - Константин Неяскин, konstantin.neyaskin@eltech.spb.ru

Когда говорят «AC/DC-преобразователь» или «источник питания», часто подразумевают простейшее устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения одной величины в постоянное напряжение другой, а также для обеспечения гальванической развязки. Безусловно, это так, однако не следует упускать из виду дополнительные возможности управления и мониторинга состояния источника, которые все чаще встречаются среди характеристик источников питания, по крайней мере от производителя Mean Well (1) / Такие функции могут сделать эксплуатацию источников гораздо эффективнее и удобнее.

Регулировка выходных параметров

Регулировка выходных параметров в источниках питания может производиться разными способами. В случае с Mean Well чаще всего простейший вариант — воспользоваться встроенным потенциометром, предусмотренным во всех моделях AC/DC- и DC/DC-преобразователей в кожухе и открытого исполнения. Такую регулировку правильнее назвать тонкой подстройкой, поскольку для нее характерен небольшой диапазон, обычно не превышающий ±10% номинального выходного напряжения. Если для оборудования требуется постоянное напряжение, несколько отличное от стандартного 5/12/24/48 В, либо наблюдается некоторое снижение выходного напряжения из-за полной загрузки источника или падения напряжения на проводах, прибегнуть к помощи потенциометра — верное решение.
Если же применение требует регулировки напряжения в большем диапазоне, одним потенциометром не обойтись. В таких случаях Mean Well готов предложить AC/DC-преобразователи в металлическом корпусе (рис. 1), обладающие такой возможностью. Это может быть регулировка в диапазоне до 20–125% номинала напряжения, а также уровня ограничения выходного для источников с соответствующим типом защиты от перегрузки. Выполняется она с применением внешнего напряжения небольшого номинала, не превышающего 6 В DC, или резистора.
В следующих сериях Mean Well можно найти такую регулировку:

• RSP — источники питания мощностью 750–3000 Вт в металлическом корпусе;
• RST — источники питания на 5000/10000 Вт в металлическом корпусе и с трехфазным входом;
• RCP — источники питания на 1000–2000 Вт в металлическом корпусе для монтажа в 19‑дюймовую стойку.
alt текст
В таблице представлены основные технические характеристики указанных серий.
alt текст
Рассмотрим пример применения регулировки напряжения в диапазоне 40–125% и уровня ограничения тока в диапазоне 20–100% с использованием внешнего напряжения 1–4,7 В DC в серии RSP‑1600, не так давно анонсированной производителем [2, 3].
Следует отметить, что единовременно можно производить установку только одного параметра.
На тыльной стороне источника RSP‑1600 помимо силовых выводов расположен сигнальный разъем CN1 (рис. 2), предоставляющий возможности по удаленному управлению. В случае регулировки напряжения внешний сигнал 1–4,7 В DC подключается к выводам 12 (PV) и 14 (–V signal). При изменении управляющего сигнала происходит изменение выходного напряжения источника питания в соответствии с графиком, изображенном на рис. 3. Как видно из графика, регулировка для моделей с напряжением 12 В доступна только от 60%. Для остальных моделей — от 40%.
alt текст
alt текст
Для управления уровнем ограничения выходного тока в диапазоне 20–100% используется тот же разъем CN1 и внешний сигнал 1–4,7 В DC, подключаемый к выводам 11 (PC) и 14 (–V signal), как показано на рис. 4, 5.
alt текст
alt текст
Помимо внешнего напряжения, для установки требуемого напряжения можно воспользоваться внешним резистором определенного номинала. Например, в серии RSP‑1000 это реализуется подключением
резистора к сигнальному разъему CN50 по схеме, изображенной на рис. 6 (все схемы представлены в техническом описании источника) [[4]] .
alt текст
С помощью резистора номиналом из диапазона 390–4700 Ом можно выставить требуемое напряжение 40–90% номинала (для 100% контакт остается открытым). Соответственно, если подключить вместо резистора потенциометр, появляется возможность плавной регулировки выходного напряжения в указанном диапазоне.

Параллельное подключение

В некоторых случаях возникает потребность увеличения мощности нагрузки, для которой недостаточно одного источника питания. Решить такую задачу удается соединением нескольких источников параллельно. Теоретически это можно проделать с любыми источниками с применением внешних диодов. Производитель Mean Well облегчает данную задачу, предлагая AC/DC-преобразователи с функцией распределения выходного тока (Current Share), что исключает необходимость применения каких-либо внешних компонентов. Однако некоторые особенности подсоединения нескольких источников все же существуют. Рассмотрим на примере серии RSP‑3000 [[5]]
Помимо подключения силовых выходов к нагрузке важно соблюсти схему соединения выводов разъемов CN1, CN2 на тыльной стороне источников (рис. 7). За активацию функции распределения выходного тока отвечает вывод 6 (CS) — синяя линия на рисунке. Этот сигнал с разъема CN2 предыдущего источника соединяется с аналогичным выводом разъема CN1 каждого следующего. Ведущим устройством считается то, у которого вывод 6 разъема CN1 остается открытым. Если провода между источником и нагрузкой достаточно длинные, необходимо задействовать функцию компенсации падения напряжения на проводах (подробнее ниже). Тогда вдобавок соединяются выводы 8 и 5 (+S, –S) параллельно подключенных источников (желтая и сиреневая линии). Выводы 8 и 5 ведущего устройства в скрученном виде подсоединяются к силовым контактам нагрузки.
alt текст
Максимально разрешенное количество параллельно соединенных источников для серии RSP‑3000 — три, благодаря чему можно получить суммарную мощность до 9 кВт. Однако нельзя обойтись без некоторых ограничений. По рекомендации производителя следует нагружать параллельно подключенные источники не более чем на 90%, а разница между их выходными напряжениями не должна превышать 0,2 В.
Допустимое количество подключаемых источников варьируется от серии к серии, поэтому следует обращать внимание на техническое описание каждой из них.

Компенсация падения напряжения на проводах

В разных случаях применения нагрузка может находиться на относительно большом расстоянии от выхода AC/DC-преобразователя. Это неизбежно приведет к существенному падению напряжения на проводах, которое в худшем случае может повлиять на срабатывание защиты от превышения напряжения источника питания. В таких ситуациях предлагается использовать функцию компенсации падения напряжения (Remote Sense), которая доступна в перечисленных выше сериях AC/DC-преобразователей в металлическом корпусе. Максимальная величина компенсации составляет 0,5 В. Рассмотрим применение компенсации на примере серии RSP‑3000 [[5]]. Для того чтобы задействовать данную функцию, нужно воспользоваться сигнальным разъемом CN2 на тыльной стороне источника питания (рис. 8). Выводы 7 (–S) и 8 (+S) подключаются к контактам +V и –V на стороне нагрузки. Следует отметить, что при отсутствии необходимости компенсировать падение напряжения на проводах нужно оставить перемычки, установленные на заводе, соединенными напрямую с силовыми контактами выхода.

Дополнительные функции управления и мониторинга

Коснемся дополнительных возможностей управления и мониторинга параметров AC/DC-преобразователей Mean Well. В первую очередь это удаленное включение/выключение, которое подразумевает применение внешнего переключателя (ключа). В серии RST‑5000 для этого предусмотрено два сигнальных разъема, CN313 и CN315, в одном из них есть независимый выход 12 В (рис. 9) [[6]].
При закороченном контакте выводов 1 (CN315) и 10 (CN313) источник включен. При размыкании этого контакта источник отключается с сопутствующим минимальным потреблением мощности.
Сигнальный разъем CN315 можно также использовать для мониторинга состояния источника питания: входное питание, наличие выходного напряжения, неисправность вентилятора. В серии RST‑5000 предлагается на выбор два типа сигнала: выход реле или открытого коллектора транзистора.
Говоря о мониторинге параметров, следует упомянуть о серии RCP источников питания для монтажа в стойку. Для них есть возможность считывать следующую информацию по шинам I2C и PMBus: выходное напряжение, выходной ток, температура внутри корпуса, срабатывание защит. Но эта тема безусловно заслуживает отдельной статьи.
В целом, предлагаемые возможности применения источников питания обеспечивают их безопасную и удобную эксплуатацию.
Очевидно, что рассмотренные источники питания составляют лишь малую часть ассортимента производителя Mean Well. Для его полного описания понадобится не одна статья в связи с широким набором параметров и технических возможностей.

Литература

  1. Официальный сайт компании Mean Well.
  2. Спецификация на источник питания серии RSP‑1600.
  3. AC/DC-преобразователи и зарядные устройства в металлическом кожухе на 1600 Вт от компании Mean Well.
  4. Спецификация на источник питания серии RSP‑1000.
  5. Спецификация на источник питания серии RSP‑3000.
  6. Спецификация на источник питания серии RST‑5000.