Блоки питания — ответы на частые вопросы

Диапазон подстройки у NDR шире, чем у пластиковых серий, особенно на 48-вольтовых исполнениях: подстроечником +V ADJ выход поднимается с 48 до 55 В. Модель — 12 В — 24 В — 48 В. NDR-75, NDR-120, NDR-150 — 12~14 В — 24~28 В — 48~55 В. NDR-240, NDR-480 — 12~15 В — 24~28 В — 48~55 В.

Работа с юридическими лицами предусмотрена, и оплату блоков питания, как и остального оборудования PROMPOWER, можно оформить безналичным расчётом через дистрибьютора.

Главное отличие — корпус и диапазон мощности, а не принцип работы: все три серии — импульсные блоки питания на ШИМ с одинаковыми входным диапазоном и набором защит.

Ширина корпуса растёт вместе с мощностью, а высота и глубина у всей серии одинаковые — 90 × 55 мм. HDR-15 занимает 17,5 мм рейки, HDR-30 — 35 мм, HDR-60 — 52,5 мм, HDR-100 — 70 мм. Модель — Габариты, мм — Масса. HDR-15 — 17,5 × 90 × 55 — 0,07 кг. HDR-30 — 35 × 90 × 55 — 0,13 кг.

Замена внутри серии выглядит бесшовной, но три параметра меняются так, что это может сорвать пусконаладку. Главный из них — подстройка выходного напряжения: у HDR-60-24 она идёт в пределах 21,6~29 В, а у HDR-100-24 только 24~25,5 В. Что проверить перед заменой: Выставленное напряжение.

У HDR-15 выдерживаемое напряжение вход-выход составляет 2,0 кВ переменного тока. У HDR-30, HDR-60 и HDR-100 нормируются три промежутка: вход-выход 1,5 кВ, вход-земля 1,5 кВ и выход-земля 0,5 кВ.

Защита от перегрева входит в стандартный набор встроенных защит блоков питания PROMPOWER наряду с защитой от перегрузки, короткого замыкания и перенапряжения и действует во всех сериях линейки.

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.

Металлический корпус NDR идёт в комплекте с другим набором нормируемых условий, и именно он, а не сам материал, отличает серию на практике. Главное отличие — устойчивость к электромагнитным помехам заявлена по уровню тяжёлой промышленности, тогда как у HDR и MDR — по уровню лёгкой промышленности.

Под ток 2,5 А на 24 В подходят три модели из разных серий, и различаются они не мощностью, а корпусом, набором сигналов и запасом: HDR-60-24 (2,5 А), MDR-60-24 (2,50 А) и NDR-75-24 (3,20 А).

Рабочая относительная влажность для серий HDR и MDR — 20–90 % без конденсации, для серии NDR требования мягче: 20–95 % без конденсации. Условия хранения тоже отличаются: HDR хранится при −20~+85 °C и влажности 10–95 %, MDR и NDR — при −40~+85 °C. Серия — Влажность при работе — Температура хранения.

Сам по себе нагрев не прекратится: обрыв задающего провода модуль отработает сохранением прежней уставки. При импульсном задании модуль контролирует период следования управляющих импульсов и при его превышении фиксирует сбой сигнала, сохраняя предыдущее корректное значение задания.

При КПД 90 % и полной нагрузке 60 Вт блок питания HDR-60-24 забирает из сети около 67 Вт и рассеивает в шкафу примерно 6,7 Вт тепла. Как считается: потери = выходная мощность × (1 − КПД) / КПД. Для HDR-60-24 это 60 × (1 − 0,9) / 0,9 ≈ 6,7 Вт.

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.

Всего модуль отдаёт 20 регистров Holding Registers, из них на запись доступны только семь — с 1 по 7. Остальные тринадцать доступны исключительно на чтение, попытка управлять модулем через них смысла не имеет. Регистры — Доступ — Что это.

Спецификация даёт по HDR два разных диапазона рабочей температуры, и выбирать между ними приходится проектировщику. В списке характеристик серии написано «-20 ~ +70 °C (зависит от модели)», а в подробных таблицах HDR-15, HDR-30, HDR-60 и HDR-100 в строке «Рабочая температура» стоит «-10 ~ +50 °C…

Потребляемая мощность блока питания HDR без нагрузки — менее 0,3 Вт, это заявлено для всей серии. В спецификации особенность отмечена отдельным знаком энергосбережения.

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.

Штатное положение блока питания на DIN-рейке — корпусом вертикально, клеммами вверх и вниз, как предусмотрено конструкцией и вентиляционными отверстиями корпуса. Это положение обеспечивает естественную конвекцию воздуха через корпус снизу вверх, что важно для моделей с естественным охлаждением.

Блоки питания PROMPOWER построены на принципе ШИМ с обратной связью по выходному напряжению, поэтому напряжение удерживается стабильным при изменении тока нагрузки от минимального до номинального — это одно из штатных требований к промышленному импульсному источнику питания.

Ток утечки нормирован для всех трёх серий: менее 1 мА при 240 В у HDR, MDR и большинства NDR, и менее 2 мА у NDR-480. Утечка возникает не из-за дефекта, а из-за конденсаторов входного помехоподавляющего фильтра, соединяющих сеть с корпусом. Отсюда два следствия: Токи утечки суммируются.

Да: модуль формирует импульсы заданной длительности для исполнительных силовых элементов, а коммутацию выполняют твердотельные реле, которые в состав изделия не входят. Силовой ток нагрузки через модуль не проходит. Что задаёт выбор реле: Метод регулирования.

Напряжение измерительной цепи лежит в регистрах 14 (канал 1) и 15 (канал 2). Единица измерения — 0,1 В, диапазон 0~5000, то есть значение 2300 соответствует 230 В, а 4000 — 400 В. Ключевая особенность: модуль отдаёт действующее значение True RMS, то есть учитывает искажения синусоиды.

Выходы управления выполнены на транзисторах NPN с выведенными коллектором и эмиттером: OUT_SSR1+ и OUT_SSR1− для первого канала, OUT_SSR2+ и OUT_SSR2− для второго. Максимально допустимый ток через управляющий выход — 50 мА.

Модуль питается от источника постоянного тока 24 В с допуском ±10 %, а его максимальная потребляемая мощность заявлена как 2 Вт. Питание подаётся на клеммы IN_24V (плюс) и IN_0V (минус). Само по себе потребление модуля невелико, но при расчёте источника учитывайте ещё две статьи: Управляющие входы.

Это зависит от конкретной модели: в линейке PROMPOWER охлаждение бывает естественным или активным в зависимости от исполнения, и старшие по мощности модели ближе к верхней границе диапазона (до 480 Вт) чаще используют принудительное охлаждение — оно указано в характеристиках конкретного товара.

Блок питания PROMPOWER распознаёт короткое замыкание на выходе и отключает или резко ограничивает выходной ток — встроенная защита от КЗ есть во всех сериях линейки (HDR, MDR, NDR) наряду с защитами от перегрузки, перенапряжения и перегрева.

Разница между этими типоразмерами не сводится к току: HDR-30-12 отдаёт 2 А при КПД 81 %, HDR-60-12 — 4,5 А при КПД 88 %. То есть более мощный блок ещё и заметно экономичнее, и при одинаковой фактической нагрузке он рассеет в шкафу меньше тепла, чем младший.

Методика измерения указана в примечаниях к каждой таблице характеристик: полоса пропускания 20 МГц, витая пара длиной 12 дюймов, параллельно подключённые конденсаторы 0,1 мкФ и 47 мкФ. Без соблюдения этих условий цифра на осциллографе не сопоставима с паспортной.

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.

Максимальная пульсация и шум по спецификации зависят от выходного напряжения, а не от мощности: 80 мВ (размах) у исполнений на 5 В, 120 мВ у 12 В и 150 мВ у 24 В — одинаково для HDR-15, HDR-30, HDR-60 и HDR-100.

Да, обучение проводится, и вопросы подбора и монтажа блоков питания в него входят как часть более широкой программы по промышленной автоматизации и электрооборудованию PROMPOWER.

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.

Суммарный ток нагрузки — это сумма номинальных токов потребления всех устройств, подключённых к блоку питания: контроллера, модулей ввода-вывода, датчиков, катушек реле, панели оператора. Складывать нужно именно рабочие токи, а не удобные «на глаз» оценки по мощности блоков.

Для всех четырёх типоразмеров HDR указано одно значение — 364,6 тысячи часов по методике MIL-HDBK 217F при температуре 25 °C. Это около 41 года непрерывной работы, но воспринимать цифру буквально нельзя. Что стоит за этим числом: Это расчёт, а не результат испытаний.

Порог тепловой защиты MDR-100 — 90 ±10 °C, температура измеряется на радиаторе силового транзистора. При срабатывании выход отключается, а для восстановления работы нужно снять и снова подать питание — автоматического возврата нет.

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…

Ряд токов серии на 24 В крупный, промежуточных ступеней в нём нет: 0,63 А у HDR-15-24, 1,5 А у HDR-30-24, 2,5 А у HDR-60-24 и 3,83 А у HDR-100-24. Нагрузка 3 А не помещается в HDR-60-24 даже теоретически, поэтому выбор сводится к одному типоразмеру — HDR-100-24.

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.

Измерительные цепи подключаются к клеммам L1P и L1N для канала 1 и L2P и L2N для канала 2. Канал измерения обязан соответствовать каналу регулирования, а фазы измерительной цепи — тем же фазам, которые коммутирует твердотельное реле этого канала.

Первый и самый простой шаг — взять модель большей мощности из того же ряда: линейка PROMPOWER перекрывает диапазон от 5 до 480 Вт с номинальным выходным током до 40 А, и для большинства задач подходящая модель находится без дополнительных ухищрений.

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.

Катушки реле и контакторов при подаче напряжения дают кратковременный бросок тока выше тока удержания — это нужно учитывать отдельно от расчёта установившегося тока нагрузки, особенно если от одного блока питания запитано сразу несколько катушек, включающихся одновременно.

Адрес задаётся аппаратно, без программирования: поворотный переключатель выставляет базовый адрес в шестнадцатеричном виде (A = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14, F = 15), а верхний линейный переключатель добавляет смещение — NET +0 или NET +100.

Да, защита от перенапряжения на выходе — одна из штатных встроенных защит блоков питания PROMPOWER, наряду с защитой от перегрузки, короткого замыкания и перегрева. Она распространяется на всю линейку — серии HDR, MDR и NDR. Зачем эта защита нужна на практике: Оберегает подключённое оборудование.

Дискретность задания регулируемой переменной заявлена как 0,1 %, то есть шкала регулирования разбита на тысячу ступеней. Это же число видно в формате сетевых регистров: задание пишется значением 0~1000, где 1000 соответствует 100 %.

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.

Нет: набор переключателей у модуля один на оба канала, отдельных переключателей по каналам руководство не приводит. Метод регулирования, режим управления нагрузкой, стабилизация, время плавного пуска и источник задания получаются общими.

Устройство изготовлено в соответствии с международными стандартами и отвечает требованиям двух технических регламентов Таможенного союза: ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования» и ТР ТС 020/2011 «Электромагнитная совместимость технических средств».

Исполнений на 5 В в серии три: HDR-15-5 на 2,4 А (12 Вт), HDR-30-5 на 3 А (15 Вт) и HDR-60-5 на 6,5 А (32,5 Вт). У старшего типоразмера серии пятивольтового исполнения нет вовсе, поэтому потолок по току для этого напряжения в серии — 6,5 А.