Марка • Оборудование

ФЕНИКС КОНТАКТ РУС
Эволюция или революция?
Четвертое поколение источников питания QUINT POWER

Открыть в формате PDF

Алексей Ершов, менеджер по продукции Power Supplies ООО «Феникс Контакт Рус»

Импульсные источники питания QUINT выпускаются уже 20 лет. Если требования пользователя к блоку питания ограничиваются номинальной мощностью и диапазоном входных и выходных напряжений, то выбор не составит труда: надежные изделия со стандартным/базовым набором функций есть в сериях TRIO POWER и UNO POWER.
Серия QUINT POWER – это источники питания для самых требовательных заказчиков. Четвертое поколение этих устройств вобрало в себя последние достижения Phoenix Contact в области импульсных преобразователей.

В QUINT4 учтен опыт эксплуатации устройств предыдущих поколений и добавлены новые функции в связи с изменяющимися требованиями заказчиков. Можно сказать, что это первый индивидуальный источник питания в общепромышленном исполнении. Индивидуальный – это значит, что его функции можно настраивать в соответствии с условиями конкретного применения. Например, если нужно, чтобы релейный выход срабатывал не по превышению номинального тока, а по порогу 65%, то это можно легко настроить. Рассмотрим наиболее полезные на практике отличия QUINT4 от источников питания QUINT предыдущего поколения.

ИСКЛЮЧЕНА ПЕРЕПЛАТА ЗА ЛИШНЮЮ МОЩНОСТЬ

Некоторые инженеры при проектировании шкафа автоматики выбирают источник питания с большим запасом не столько в расчете на последующее расширение системы, сколько для гарантированного запуска нагрузок с высоким пусковым током. Результат такого подхода – увеличенные габариты и стоимость, а также неоптимальный режим работы импульсного источника питания. Если блок питания с номинальным выходным током 20 А нагружен на 7 А, то снижаются и КПД, и входной коэффициент мощности.

С QUINT4 не нужно переплачивать за избыточную мощность: он имеет функцию Dynamic Boost (динамический резерв мощности), благодаря которой выходная мощность может достигать 200% от номинальной в течение 5 с. Например, блок питания с номинальным током 10 А выдерживает 20 А. Такого запаса, как правило, достаточно для запуска типовых емкостных нагрузок. Провала напряжения при этом не происходит, то есть это не сказывается на остальных нагрузках.

Современные импульсные источники питания, пришедшие на смену моделям на базе низковольтных трансформаторов, имеют высокий КПД и малые габариты. Однако из-за наличия электронной быстродействующей защиты от перегрузок, в случае КЗ они не всегда могут выдать ток, необходимый для отключения плавких предохранителей или стандартных модульных автоматических выключателей.

В серии QUINT удалось совместить преимущества импульсных источников питания с возможностью кратковременно обеспечить достаточный ток в случае КЗ. Благодаря технологии селективного отключения нагрузки SFB (Selective Fuse Breaking), которая позволяет блоку питания выдавать 6-кратную выходную мощность в течение 15 мс, в цепях 24 В можно использовать как плавкие предохранители, так и термомагнитные автоматические выключатели. И те, и другие надежно отключаются всего за несколько миллисекунд без просадки выходного напряжения источника питания.

Эту технологию QUINT4 унаследовали от предыдущего поколения источников. Допустимые варианты автоматических выключателей и предохранителей указаны в технической документации. Например, источник питания с номинальным выходным током 10 А может обеспечить перегорание плавкого предохранителя 3,5 А при длине проводников до 16 м и сечении 2,5 мм².

ПЛАНИРОВАНИЕ ОБСЛУЖИВАНИЯ

Сколько прослужит источник питания и когда его нужно заменить? Для ответа на этот вопрос можно ориентироваться на расчетный срок службы электролитического конденсатора входного фильтра, так как именно он особенно чувствителен к воздействию температуры окружающей среды. Производители конденсаторов в своей документации указывают L₀ – срок службы при максимально допустимой рабочей температуре.

В QUINT4 используются высококачественные конденсаторы с L₀ = 12000 ч при 105 °C, что при U_вх = 230 В, t_окр = 40 °С и номинальной нагрузке дает прогнозируемый срок службы более 15 лет (пример для модели QUINT4 24 В/10 А).

Кроме прогнозируемого срока службы, нужно знать, сколько проработал конкретный источник питания. QUINT4 помогает спланировать обслуживание: в его энергонезависимой памяти есть счетчик часов наработки, как суммарной, так и накопленной с момента последнего включения. Наработка учитывается, только если изделие включено. При соответствующей настройке порога срабатывания дискретного выхода, QUINT4 выдаст сигнал о превышении установленного времени наработки.

СОКРАЩЕНИЕ ВРЕМЕНИ НА ДИАГНОСТИКУ

Диагностика оборудования сокращает время его обслуживания и простоя. В источниках QUINT нового поколения расширены возможности диагностики, что позволяет получать информацию, например, о предаварийных режимах.

На передней панели источников QUINT4 расположен индикатор выходной мощности. Теперь текущую загруженность блока питания можно приблизительно оценить без измерительных приборов. Четыре светодиода сигнализируют об уровне выходной мощности: менее 50%, более 50%, более 75% и более 100% номинальной. Это упрощает пусконаладку и последующую эксплуатацию устройства.

Три дискретных выхода обеспечивают исчерпывающую диагностику состояния системы питания (рис. 1). Один выход является «сухим» контактом (13–14), второй – активным транзисторным выходом (Out 1). Третий (Out 2) может работать и как дискретный выход, и как аналоговый выход 4–20 мА, через который можно измерить ключевые выходные параметры: напряжение, ток или мощность блока питания. Сигнальные выходы теперь имеют общий «минус» (клемма SGnd), гальванически развязанный с силовым «минусом» устройства.

Рис. 1. Элементы диагностики источников питания QUINT4

1 – релейный контакт; 2 – дискретный вход Remote; 3 – SGnd – изолированный общий минус сигнальных цепей; 4 – дискретный выход Out 1; 5 – дискретный/аналоговый выход Out 2; 6–9 – гистограммный индикатор выходной мощности.

Инновация в QUINT4 – возможность настраивать пороги срабатывания дискретных выходов и выбирать отслеживаемый параметр. Например, назначив на выход Out 1 выходной ток, можно установить порог срабатывания 63% от номинального тока. Такая особенность источника питания позволяет настроить его сигнальные выходы в соответствии с требованиями конкретного применения и получить более детальную информацию о состоянии системы, а значит, сократить время на диагностику и поиск неисправности.

ОПТИМИЗАЦИЯ МОНТАЖА

Габаритам изделий компания Phoenix Contact уделяет много внимания, и QUINT4 – не исключение. Так, у модели 24 В/ 20 А монтажная ширина на 22% меньше, чем у источников предыдущего поколения, и составляет 70 мм при высоте 130 мм и глубине 125 мм. Уменьшить габариты удалось благодаря снижению тепловыделения: для упомянутой модели 24 В/ 20 А предыдущего поколения оно составляло 40 Вт при номинальной нагрузке, а для той же модели нового поколения – 32 Вт.

Кроме блоков питания, в номенклатуре Phoenix Contact есть сверхкомпактные реле безопасности PSR mini и гальванические развязки MINI MCR-2 шириной 6 мм, клеммы PT 1,5/S шириной 3,5 мм – все эти новинки последних лет позволяют существенно сэкономить на габаритах системы.

Для всех моделей линейки QUINT4 принята единая концепция расположения клемм на корпусе устройства: вход переменного тока находится внизу, выход постоянного тока – наверху (рис. 2). Это позволяет при необходимости легко разделять цепи 230 V AC и 24 V DC в разные кабель-каналы.

Рис. 2. Источники питания серии QUINT4

ВЫСОКАЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ

Источники QUINT4 выдерживют провалы входного напряжения длительностью минимум 20 мс и выдают при этом номинальную выходную мощность. Кроме того, запас электрической прочности позволяет однофазным моделям выдерживать повышение входного напряжения вплоть до 300 В переменного тока в течение 30 с. Кроме варисторов, в каждый источник питания на входе встроен газовый разрядник, что существенно повышает его устойчивость к импульсным асимметричным помехам.

QUINT4 может эксплуатироваться при температурах от –25 до +70 °C и выдерживать холодный запуск при номинальной нагрузке после охлаждения в течение 24 ч до –40 °С. Устройства отличаются высокой устойчивостью к ударам и вибрации, что является ключевым требованием для применения в морских системах: блоки питания выдерживают ударные нагрузки с ускорением до 30 g и резонансные колебания до 2,3 g.

Номенклатура QUINT4 на текущий момент состоит из 6 изделий: однофазные и трехфазные модели с выходным напряжением 24 В и выходным током 5, 10 и 20 А. Стоимость блоков питания осталась прежней благодаря оптимизации схемотехники и применению современных электронных компонентов.

Параметры QUINT4 можно настраивать через NFC-интерфейс с помощью внешнего адаптера, подключаемого к ПК по USB, или с помощью мобильных устройств на базе Android с NFC-чипом, используя бесплатное приложение QUINT POWER.

QR-код для скачивания приложения QUINT POWER Ссылка

ООО «Феникс Контакт РУС»

119619, Москва, Новомещерский проезд, 9, стр. 1
Тел. (495) 933-85-48, факс (495) 931-97-22, info@phoenixcontact.ru, www.phoenixcontact.ru