Серии MDR и NDR — Блоки питания

У серий MDR и NDR электрическая прочность изоляции одинакова и заметно выше, чем у HDR: вход-выход 3 кВ переменного тока, вход-земля 2 кВ, выход-земля 0,5 кВ.

У MDR-10 и MDR-20 сигнал DC OK активный, то есть представляет собой напряжение, а не сухой контакт: 9~13,5 В при токе до 40 мА в исполнении на 12 В и 18~27 В при токе до 20 мА в исполнении на 24 В.

Защита от перегрева есть у всех моделей NDR, и работает она иначе, чем остальные защиты серии: блок отключает выход и восстанавливается автоматически после охлаждения, без снятия и повторной подачи входного питания.

Рабочий диапазон большинства моделей серии MDR — от −20 до +70 °C, но у MDR-100 он заметно уже: от −10 до +60 °C. Температура хранения для всей серии — от −40 до +85 °C, относительная влажность при работе и хранении — 20–90 % без конденсации.

В спецификации только два типоразмера серии — MDR-40 и MDR-60 — имеют дополнительное одобрение для установки в зонах Class I, Division 2, Groups A, B, C, D, Hazardous Locations, температурный класс T4.

Порог защиты от перенапряжения в серии MDR зависит от типоразмера, и разница между младшими и старшими моделями существенная. У MDR-10 и MDR-20 защита срабатывает при 13,8~16,2 В в исполнении на 12 В и при 27,6~32,4 В в исполнении на 24 В.

Нет, блоки питания серий MDR и NDR параллельное подключение выходов не поддерживают. Это не предусмотрено ни для увеличения выходного тока, ни для резервирования питания. Почему так. У блоков без функции параллельной работы нет схемы распределения нагрузки между источниками.

Порог защиты от перенапряжения у серии NDR задан диапазоном и зависит от выходного напряжения, а у двенадцативольтовых моделей — ещё и от типоразмера. Для исполнений на 24 В защита срабатывает при 29~33 В, для 48 В — при 56~65 В, для 12 В — при 14~17 В у NDR-75, NDR-120 и NDR-150 и при 13,8~16,2 В…

Время удержания выходного напряжения у серии NDR с ростом мощности не увеличивается, а меняется скачками: дольше всех держит выход самый младший типоразмер NDR-75 — 60 мс при 230 В, а NDR-120 и NDR-150 — всего 16 мс. Значения нормированы при номинальной нагрузке. Модель — 230 В — 115 В.

У NDR-150-48 паспортный КПД составляет 85 %, тогда как у соседних по линейке 48-вольтовых моделей он заметно выше: 89 % у NDR-75-48 и NDR-120-48, 90 % у NDR-240-48 и 92,5 % у NDR-480-48. Это единственная позиция в исполнении на 48 В, выпадающая из общего ряда.

КПД серии MDR по спецификации лежит в диапазоне 80–88 % и зависит и от мощности, и от выходного напряжения. Внутри одного типоразмера исполнение на 24 В всегда экономичнее двенадцативольтового на 2–4 процентных пункта. Модель — КПД — Модель — КПД. MDR-10-12 — 81 % — MDR-10-24 — 84 %.

Пусковой ток серии MDR нормирован для холодного запуска и зависит не от мощности, а от схемы конкретного типоразмера. Самый большой бросок даёт самый маленький блок серии: у MDR-10 это 70 А при 230 В, тогда как у MDR-40, MDR-60 и MDR-100 — 60 А. Типоразмер — 115 В — 230 В. MDR-10 — 35 А — 70 А.

Время удержания выходного напряжения у серии MDR зависит от типоразмера: MDR-10 удерживает выход 120 мс при 230 В и 25 мс при 115 В, все остальные модели серии — 50 мс при 230 В и 20 мс при 115 В. Значения нормированы при номинальной нагрузке.

Потребление на холостом ходу у серии MDR нормировано величиной менее 0,75 Вт, а у MDR-100 — менее 1 Вт. Это мощность, которую блок берёт от сети при полностью отключённой нагрузке: питание собственной схемы управления, оптопары обратной связи и потери в трансформаторе.

Для серии NDR в спецификации указано соответствие UL508, EN 62368-1 (в исполнении TUV BS EN), техническому регламенту Таможенного союза ТР ТС 004 и, что важно для машиностроения, стандарту EN 60204-1 на электрооборудование машин.

У MDR-100 время установки выходного напряжения составляет 3000 мс — и при 115 В, и при 230 В, а время нарастания от нуля до номинала — 50 мс. Остальные модели серии стартуют заметно быстрее: MDR-10, MDR-20, MDR-40 и MDR-60 выходят на режим за 500 мс при 230 В и за 1000 мс при 115 В при времени…

По спецификации NDR-75-24 отдаёт 3,20 А при 24 В, то есть 76,8 Вт, а не ровные 75 Вт. Число 75 в обозначении — это типоразмер серии, а не гарантированная мощность: у разных исполнений одного типоразмера она отличается. Модель — Выход — Ток — Номинальная мощность.

У серии NDR пусковой ток одинаков для всех моделей — от 75 до 480 Вт: 20 А при 115 В и 35 А при 230 В при холодном запуске. Это заметно меньше, чем у пластиковых серий, где бросок доходит до 70 А, хотя мощность там в разы ниже. Сравнение по линейке при 230 В: Серия — Мощность — Пусковой ток.

Тепловыделение считается по формуле P потерь = P выхода × (1 / КПД − 1), а КПД серии NDR лежит в диапазоне 82~92,5 %. Разброс большой, поэтому два блока одной мощности, но разных исполнений, греют шкаф по-разному. Модель — Мощность — КПД — Потери на нагрев.

Входной ток серии NDR нормирован для трёх значений напряжения сети, и разница между ними существенная: один и тот же блок при 100 В берёт почти вдвое больший ток, чем при 230 В. Эти значения используют при выборе сечения вводного кабеля и расчёте нагрузки на аппарат защиты.

Активная коррекция коэффициента мощности в серии NDR предусмотрена только у двух старших типоразмеров. У NDR-240 коэффициент мощности составляет более 0,98 при 115 В и более 0,95 при 230 В, у NDR-480 — более 0,98 и 0,94 соответственно при полной нагрузке.

Разница между сериями заложена в уровне испытаний на помехоустойчивость. Блоки NDR испытаны по EN 61000-6-2 и EN 50082-2 — это уровень тяжёлой промышленности, а HDR и MDR — по EN 61000-6-1, то есть по уровню лёгкой промышленности.

Блоки NDR в металлическом корпусе крупнее пластиковых серий не только по ширине, но и по высоте: 125,2 мм против 90 мм у HDR и MDR. Это принципиально при компоновке многорядных шкафов, где шаг между рейками рассчитан под стандартную высоту модульной аппаратуры.

Частота преобразования указана в спецификации для серий MDR и NDR: у всех моделей MDR это 60 кГц, у NDR она зависит от типоразмера — 85 кГц у NDR-75, 70 кГц у NDR-120, NDR-150 и NDR-240, а у NDR-480 схема двухступенчатая: каскад коррекции коэффициента мощности работает на 85 кГц, широтно-импульсный…

Погрешность установки выходного напряжения в серии MDR указана отдельно для каждой позиции и различается втрое: у MDR-10-12 это ±3 %, у MDR-10-24 — ±2 %, у всех остальных моделей серии — ±1 %. Погрешность нормирована на заводской уставке при 230 В на входе, номинальной нагрузке и 25 °C.

По нескольким позициям серии MDR значения тока и мощности в карточке товара и в спецификации продукта расходятся. Расхождения не случайны: в каталоге исторически указывались округлённые величины «по названию модели», а в спецификации приведены измеренные паспортные значения.

Для серии NDR наработка на отказ приведена по двум методикам сразу — Telcordia SR-332 и MIL-HDBK 217F, обе при температуре 25 °C. Цифры различаются в пять-семь раз, поэтому сравнивать модели между собой можно только внутри одной методики. Модель — Telcordia SR-332 — MIL-HDBK 217F.

По стабильности выхода серия NDR лучше пластиковых серий вдвое: линейная регулировка — ±0,5 % во всём диапазоне входного напряжения 90~264 В, тогда как у HDR и MDR она составляет ±1,0 %. Регулировка по нагрузке — ±1,0 %, и только у двенадцативольтовых NDR-240 и NDR-480 она равна ±1,5 %.

Время установки выходного напряжения у серии NDR отличается для разных типоразмеров в три раза: NDR-150 выходит на режим за 500 мс, NDR-75 и NDR-120 — за 1200 мс, а NDR-240 и NDR-480 — за 1500 мс при 230 В и 3000 мс при 115 В. Все значения приведены для номинальной нагрузки.

Тепловыделение блока питания считается не по выходной мощности, а по потерям: P потерь = P выхода × (1 / КПД − 1). Паспортный КПД серии MDR лежит в пределах 80–88 %, поэтому на каждые 100 Вт полезной мощности в шкаф уходит от 14 до 25 Вт тепла. Модель — Мощность — КПД — Потери на нагрев.

По спецификации входной ток MDR-60 составляет 1,8 А при 115 В и 1,0 А при 230 В, а более мощный MDR-100 берёт от сети 1,3 А и 0,8 А соответственно. Дело не в экономичности схемы, а в активном корректоре коэффициента мощности: в серии MDR он предусмотрен только у MDR-100.