ИБП60Б блок питания с резервированием
ИБП60Б представляет собой источник вторичного электропитания с резервированием и обеспечивает подключенные к его выходу устройства бесперебойным электропитанием от сети (при ее наличии) и от внешней батареи (при отсутствии сети).
ИБП60Б рассчитан на питание нагрузки не более 2 А стабилизированным напряжением 24 В.
Блок питания может применяться в шкафах автоматики совместно с приборами и датчиками для обеспечения бесперебойного питания.
Дополнительно блок питания может быть укомплектован свинцово-кислотными аккумуляторными батареями АКБ (позиция Аккумулятор 12В 7АЧ). Аккумуляторы не входят в комплект поставки и приобретаются отдельно.
Преимущества:
- Блок питания и блок резервирования в одном корпусе.
- Удобный монтаж и пусконаладка (возможность старта от АКБ при отсутствии сети).
- Дискретный выход для передачи состояния ИБП на верхний уровень.
- Оптимальный заряд АКБ с ограничением тока заряда.
- Полная защита нагрузки и АКБ.
Функциональные возможности:
- Питание нагрузки стабилизированным напряжением 24 В в режиме ОСНОВНОЙ (при наличии сетевого напряжения) и в режиме РЕЗЕРВ (при отсутствии сетевого напряжения).
- Автоматический переход в режим резервного питания нагрузки от АКБ при отключении напряжения сетевого электропитания или понижении его уровня ниже допустимого (режим РЕЗЕРВ).
- Холодный старт (запуск в работу от аккумулятора по кнопке при отсутствии сети) при первом старте, замене аккумулятора и т.п.
- Электронная защита изделия и нагрузки от короткого замыкания в нагрузке с отключением выходного напряжения и автоматическое восстановление выходного напряжения после устранения причин замыкания.
- Защита от короткого замыкания клемм АКБ.
- Защита изделия и нагрузки от неправильного подключения (переполюсовки) клемм АКБ.
- Контроль наличия внешней АКБ.
- Защита АКБ от глубокого разряда в режиме РЕЗЕРВ.
- Защита питающей сети от короткого замыкания в изделии.
- Оптимальный заряд АКБ с ограничением тока заряда при наличии напряжения питающей сети (режим ОСНОВНОЙ).
- Световая индикация режимов работы изделия светодиодными индикаторами.
- Информационный выход АВАРИЯ («сухой» контакт).
|
|
Регулируемый преобразователь напряжения DPS-5020 и корпус для него. Технический обзор и тест преобразователя регулируемого
Сегодня у меня на рабочем столе регулируемый преобразователь напряжения с выходным напряжением до 50 Вольт и током до 20 Ампер. Насколько я знаю, в линейке продукции фирмы RuiDeng данный преобразователь является самым мощным. Но кроме того этот преобразователь по характеристикам ну очень похож на ранее мной обозревавшийся ZXY-6020 с которым я и буду сегодня сравнивать предмет обзора.Попутно хочу сказать большое спасибо одному из моих постоянных читателей без которого этот обзор вряд ли бы появился.
Вообще мой обзор данной платы, да и вообще продукции этой фирмы далеко не первый и даже не десятый, потому вряд ли я расскажу что-то кардинально новое, но все таки постараюсь рассказать о своих впечатлениях особенно в сравнении с модулем другой фирмы. В общем считайте обзор небольшим дополнением к уже существующим. 🙂
В прошлом обзоре я сетовал что преобразователь пришел в простенькой коробочке, но в этот раз я получил «полный комплект», т.е. привычную другим пользователям большую пенопластовую коробку внутри которой лежала отдельная упаковка с преобразователем и корпус для него.
Сам по себе преобразователь со всеми аксессуарами упакован отдельно и здесь стоит сказать производителю спасибо, что продумал нормальную упаковку которая действительно защищает их продукцию по пути к покупателю.
На упаковке попутно размещена информация о модельном ряде и кратких технических характеристиках других моделей.
Характеристики всего модельного ряда преобразователей RUIDENG
Данная модель продается в трех вариантах комплектации:
1. Просто сам преобразователь
2. Преобразователь + USB адаптер для подключения к компьютеру
3. Преобразователь + USB + Bluetooth адаптер.
В обзоре будет показан последний, самый полный вариант комплектации, хотя на мой взгляд производителю не мешало бы сделать плату-адаптер для одновременного подключения обоих адаптеров иначе комплектация двумя типами теряет смысл, использоваться будет только какой-то один. В обзоре блока с платой ZXY6020 я показывал как можно соединить два даптера сразу, правда USB адаптер там был немного другой.
1. В комплекте была довольно неплохая инструкция на китайском и английском языках, кроме текста есть поясняющие картинки.
2. Также дали пару шлейфов для соединения модулей и клеммы-вилки для подключения проводов к силовой плате.
3, 4. Платы USB и Bluetooth я более подробно расписывал в обзоре платы 8005, потому здесь приведу только общий вид.
Если коротко, то имеем плату Блютуз и RS232ttl-USB, при этом обе имеют одинаковый разъем для подключения к преобразователю, соединительные провода идут в комплекте. На плате USB адаптера кроме того есть гальваническая развязка, модулю блютуз по понятным причинам гальваническая развязка не нужна 🙂 Насколько я могу судить, все эти модули имеют стандартные сигналы RX/TX + питание 5 Вольт.
Модуль устанавливаемый на переднюю панель похож, да что там похож, внешне буквально один в один с модулем DPS8005, потому я частично буду брать информацию из предыдущего обзора.
Спереди расположены кнопки управления и энкодер, сзади два разъема для подключения к силовой плате.
Управление
1. Три кнопки
Вверх — перемещение по меню, изменение параметра, включение режима изменения напряжения. При длительном удержании активация первой ячейки памяти.
SET — вход/выход из режима настроек, при длительном удержании отображается ячейка М0 и настройки сбрасываются на исходное значение.
Вниз — перемещение по меню, изменение параметра, включение режима изменения тока. при длительном удержании активация второй ячейки памяти.
2. Экран, на который выводятся параметры, а также меню управления.
3. Энкодер, при помощи которого производится изменение параметра. Энкодер нажимной, нажатие меняет дискретность регулировки (основной экран) и активацию пункта меню (в режиме настроек), длительное нажатие блокирует/разблокирует управление.
4. Кнопка активации выхода
Снимаем заднюю крышку, тем более это сделать придется в любом случае, для подключения одного из разъемов эта крышка мешает. И видим внутри только голую плату с разъемами помеченными как LCD и KEY, соответственно первый это дисплей, а второй — клавиатура.
У того же ZXY6020 конструкция была разделена немного по другому, силовая плата и «мозги» с кнопками и дисплеем. К сожалению в данном случае я похвалю именно ZXY, так как нарушить его работу помехами значительно сложнее, здесь же бывали случаи сбоев на экране и управлении если провода подключения проходят рядом с силовыми и наводимые помехи сбивают работу слаботочных сигналов управления.
А это и есть сам преобразователь, причем насколько я могу судить, здесь все, силовая часть и «мозги», внешнее только управление и дисплей.
Плата очень компактна.
А если примерно сравнить размеры с комплектом ZXY6020, то она вообще кажется крошечной. Отчасти это еще и потому, что у ZXY используется большой радиатор с пассивным охлаждением, а DPS имеет активное охлаждение. Но даже так разница большая.
На одной из длинных сторон платы расположены разъемы для подключения модуля индикации и управления, а также небольшой разъем для блютуз модуля или USB конвертера.
1. Клеммы подключения входа, сам по себе неплохие, но одиночный провод в них нормально зажать не получится, придется использовать комплектные «вилочки» иначе провод выдавливает.
2. По входу установлено три конденсатора 470 мкФ 63 Вольта. На мой взгляд напряжение конденсаторов, особенно с учетом импульсного характера нагрузки, выбрано впритык и если плата используется при полном входом напряжении в 60 Вольт, то я бы их заменил на что-то более приличное с напряжением 80 или 100 Вольт.
3. На выходе три конденсатора и токоизмерительный шунт составленный из трех проволок. До шунта стоит 2х470 мкФ, после шунта 1х330 мкФ, все на 63 Вольта, но здесь они работают при напряжении до 50 Вольт и запас у них больше. Суммарная емкость выходных конденсаторов составляет 1270 мкФ, что накладывает ограничения при работе с «нежными» нагрузками в виде светодиодов и пр. Не рекомендуется подключать такую нагрузку в режиме СС с сильно завышенным выходным напряжением относительно ожидаемого. Например если светодиодный модуль имеет расчетное падение в 10 В, то больше 11 лучше не ставить. А еще лучше сначала подключить, а потом постепенно повысить напряжение.
4. По выходу стоит накопительный дроссель намотанный в три провода довольно приличного сечения, габариты самого дросселя меньше используемого в ZXY, но отчасти еще потому, что там мощность была более 1200 Ватт, а здесь 1000.
Входной стабилизатор напряжения, питающий всю электронику платы, а также микроконтроллер.
Радиатор довольно маленький, сверху установлен вентилятор, но управляется он автоматически в зависимости от температуры под радиатором, для этого на плате есть термодатчик.
Как и у ZXY снизу нет ничего интересного.
1. А вот этого момента я не понял, на входе установлена пара полевых транзисторов, могу предположить пока только одно, защита от переполюсовки по входу, но зачем она здесь…
2. Питание низковольтной части обеспечивает XL7005A. Это ШИм контроллер рассчитанный на входное напряжение до 80 Вольт, но скажу честно, не нравится мне этот узел. В БП на базе плат ZXY я по питанию ставил стабилитрон последовательно чтобы снизить напряжение поступающее на узел дополнительного питания. Это снижает диапазон входного напряжения снизу, но повышает надежность узла питания. Достаточно поставить что нибудь типа 1.5KE10.
3. Мелкий стабилизатор 3.3 Вольта, предположительно для питания микроконтроллера
4. И собственно сам микроконтроллер, снизу похоже какой-то мелкий операционный усилитель.
Посмотрим что под радиатором, для этого достаточно выкрутить два винта и отсоединить разъем питания вентилятора. Кстати винты крепления были не очень сильно затянуты, рекомендую проверять перед началом эксплуатации.
Кроме того не помешало бы заменить термопрокладку на пасту, но к сожалению это требует чтобы транзисторы были точно в одной плоскости, что не всегда бывает. Кроме того вообще сам принцип съема тепла с корпусов транзисторов ущербен так как материал из которого изготовлен корпус элемента является плохим проводником тепла.
Под радиатором находятся четыре мощных транзистора и прочая мелочь.
Силовой узел выполнен по схемотехнике синхронного выпрямителя, два транзистора работают как входной ключ, а вторая пара заменяет собой диод. Схемотехника — Stepdown с синхронным выпрямителем.
Данное решение заметно повышает КПД и ZXY в этом плане точно проигрывает, потому как там все заметно упрощено.
Все четыре транзистора AOD2810, 80 Вольт N-канальные с сопротивлением 8.5 мОм и током до 46 А.
В центре виден термодатчик помеченный как RT1
1. В качестве основного ШИМ контроллера применена TL594, которая является улучшенным аналогом более чем известной TL494. Немного странно видеть настолько старую микросхему в довольно новом устройстве, так как они уже морально устарели и есть куда как более интересные альтернативы.
2. Рядом с ШИМ контроллером находится сдвоенный Rail-to-Rail операционный усилитель SGM8582. Не скажу что я разбирал полностью схемотехнику данного преобразователя, но на этот ОУ приходит выходное напряжение (через делитель конечно), потому предположу что данный усилитель стоит в цепи измерения тока и напряжения самим микроконтроллером.
3. Судя по схеме включения драйвер полевых транзисторов, а так как применены N-канальные транзисторы, то соответственно драйвер верхнего уровня.
4. А вот данный узел я не понял. Сначала я решил что это низкоомный резистор в качестве шунта и рядом микросхема контроллера синхронного выпрямителя, но рядом с резистором находится еще один мелкий полевой транзистор…
Нет, скорее всего это действительно узел управления синхронным выпрямителем, но как он работает, я не совсем понял.
Под шунтами обнаружились еще компоненты. Вообще монтаж платы очень плотный, при этом нижняя сторона платы пустая, хотя как по мне, то можно было часть компонентов перенести туда.
1. Еще компоненты под шунтами
2. Светодиод индикации сгорания предохранителей по выходу.
3, 4. А вот собственно и сами предохранители. Весьма необычные для соотношения размеров и тока в 20 Ампер. По выходу стоит два параллельно, по входу один из-за того, что при нормальной эксплуатации ток по входу не будет выше 20 Ампер, а по выходу из-за бросков такая ситуация вполне возможна.
Подключение предельно простое, два шлейфа между модулем передней панели и преобразователем помечены на плате и надо просто соединить одноименные, модуль блютуз или USB включить неправильно вообще проблематично, разъем на плате один.
Помним что соединительные провода не должны быть рядом с силовыми!
Для начальных тестов я использовал свой привычный регулируемый БП на базе ZXY6005.
Диапазон входного напряжения составляет 6-60 Вольт, при входном 6 Вольт потребляемый ток 70 мА, если поднять напряжение до 60 Вольт, то ток падает до 10 мА, но мощность поднимается в полтора раза.
Версия прошивки контроллера 1.6, у недавно показанного мною 8005 была предыдущая, 1.5, но разницы я не заметил.
Меню настроек идентично DPS8005, разница только в диапазоне выходного напряжения и тока, а также мощности, но это вполне логично. Остальные настройки точно такие же.
>
Из-за того что настройки и управление идентично предыдущему преобразователю, то я скопирую описание и картинку из прошлого обзора. Если вам интересно более подробное описание управления или его особенностей, то лучше прочесть это в обзоре DPS8005, так как текста много и переносить его весь еще и сюда не имеет смысла.
1. При включении высвечивается заставка и номер версии прошивки, в данном случае V1.5
2. Затем на экран переключается в основной режим. От себя могу сказать, что информации выводится много, а экран маленький, потому люди с дальнозоркостью будут иметь проблемы со считыванием мелких цифр.
Кроме того я только в процессе написания обзора заметил то, чего мне не хватает здесь и что есть у ZXY, счетчика амперчасов. Да, при всей простоте индикации ZXY на его экран выводится и емкость в Ач, прошедшая через него, мелочь а неприятно.
3, 4. Меню управления включает в себя на первый взгляд много пунктов, но на самом деле они предельно просты:
U-SET — установка напряжения, которое будет устанавливаться при старте
I-SET — установка тока, который будет установлен при включении.
S-OVP — максимальное выходное напряжение при котором выход будет автоматически отключен
S-OCP — максимальный выходной ток при котором выход будет отключен
S-OPP — максимальная выходная мощность, при которой выход будет отключен
B-LED — яркость подсветки
M-PRE — запоминание настроек в соотв ячейку памяти. Пишутся все настройка указанные выше.
S-INT — автоматическое включение выхода при подаче питания
5, 6. У предыдущих версий не было опции автостарта, теперь есть и работает без проблем, надо просто выставить режим вкл.
7, 8. Регулировка яркости имеет шесть уровней от 0 до 5, автоматического снижения яркости нет, но зато каждой ячейке памяти можно присвоить свою.
9. Выбор ячейки памяти для сохранения настроек. Я честно пытался разобраться, но этот режим настолько не интуитивно понятен, что на мой взгляд он больше мешает, чем помогает. Впрочем это субъективное мнение.
Пару слов об управлении, индикации и особенностях.
У моего БП на базе ZXY есть почти все эти функции, но вот управление ими реализовано не в пример удобнее чем у DPS.
Для начала переход по меню, чтобы регулировать параметр в меню надо нажать SET, кнопками выбрать нужный параметр, нажать на энкодер, вращением энкодера выбрать значение параметра, нажать SET чтобы опять перейти в общее меню.
Вот этот момент — нажать SET, кнопками выбрать нужный параметр, нажать на энкодер раздражал больше всего, я постоянно для перехода в режим установки параметра интуитивно тыкал опять SET и естественно вываливался на главный экран, бред.
Как и в прошлый раз отмечу довольно неплохую точность как измерения, так и установки выходных параметров.
Для начала измерение входного напряжения, хотя данный параметр не очень критичен, но даже в самом худшем случае (максимальное входное напряжение) точность составила четыре последних знака, в остальном диапазоне 1-3 знака.
Здесь я проверял сразу два параметра, точность установки выходного напряжения и погрешность его измерения самим контроллером преобразователя. И опять скажу что на мой взгляд все хорошо, при измерении самое большое отклонение было два последних знака, а при установке итого меньше. Максимальное расхождение установки составило 0.01 Вольта.
С током ситуация немного хуже, например вместо 10 мА я получил 20, а вместо 20.1 Ампера всего 20.73, но в остальном диапазоне все было лучше.
Но вот встроенный измеритель в этом режиме работает похуже, что собственно повторяет сказанное мною выше, точность установки выходных параметров выше чем точность их измерения контроллером преобразователя.
Дальше займемся проверкой уровня пульсаций, так как на мой взгляд это даже более важно чем точность установки напряжения и тока.
В качестве «питателя» будет выступать «конкурент» на базе ZXY6020.
Входное напряжение во всех тестах 60 Вольт, выходное — 25 Вольт.
1. Без нагрузки
2. 2.5 Ампера
3. 5 Ампер
4. 7.5 Ампера
5. 13 Ампер
6. 20 Ампер
Как по мне, то уровень пульсаций очень большой, но хуже другое, собственно характер пульсаций, это не короткие пики, а явная пила, но об этом позже.
Попробуем на максимальной для моего БП мощности, около 700 Ватт.
Входное напряжение 60 Вольт, выходное 34 Вольта, ток нагрузки 20 Ампер.
Размах пульсаций от пика до пика составляет около 160 мВ.
Помня что данные платы чувствительны к блоку питания я решил проверить с другим, в данном случае это был БП 48 Вольт 5 Ампер, но выходное напряжение у него было поднято до примерно 52 Вольта.
Выходное напряжение 21 и 30 Вольт, соответственно нагрузка около 135 и 270 Ватт, ток 6 и 9 Ампер.
Собственно говоря ничего не изменилось.
Решив все таки добить этот тест до конца, я взял линейный БП, который уж точно не должен давать никаких помех.
Хотя справедливости ради, когда я проводил тест на работу без нагрузки и видел пульсации, то пробовал отключать блок питания от сети, чтобы он работал от своих входных конденсаторов, но разницы не было.
На выходе 3 Вольта, ток нагрузки 16 Ампер, на входе соответственно 20 Вольт и ток около 2.6 Ампера.
1. Без нагрузки.
2. Напряжение 3 Вольта, ток 16 Ампер.
Ну что можно сказать, да, пульсации снизились, но ведь и напряжение на выходе маленькое, как и мощность всего в пол сотни ватт.
В общем пила на выходе является полной «заслугой» именно преобразователя, а не блока питания, причем блоки питания особо ни на что не влияли.
И последний тест, на прогрев. Для этого я подключил сразу две нагрузки и нагрузил преобразователь примерно на 650 Ватт, что составляет 65% от максимальной мощности.
Посмотрел на плату тепловизором через пять минут, потом еще примерно через 15 минут, ничего не изменилось.
КПД специально не измерял, но в принципе мне полностью хватило оценки по выделяемому теплу и я могу точно сказать, что КПД платы находится на высоком уровне, даже при 65% нагрузки компоненты были еле теплыми, дроссель вообще имел температуру тела.
Самый горячий компонент на плате это преобразователь питания электроники.
Отложим пока на время в сторонку преобразователь и перейдем к корпусу.
Магазин в дополнение к плате преобразователя предложил корпус, я не стал отказываться и взял его «за компанию», хотя и скептически отношусь к конструкциям с внешним питанием, о чем несколько раз писал в комментариях.
Ссылка на корпус, цена $23.37 (вариант 2).
Корпус довольно опрятный, присутствуют все необходимые отверстия для установки выключателя, клемм и есть отверстие для USB разъема, собственно это отличие от обычной версии.
Внутри корпуса лежал объемный пакет с крепежом и прочими аксессуарами.
Конструкция банальна как угол дома, две П-образные части, которые вместе образуют коробочку. Крышка была привинчена на пару винтов.
Всего в комплект поставки входит четыре пакета со всякой мелочью.
1. В одном пакете были провода и вентилятор
2. Вентилятор на 5 Вольт, размер 40мм.
3. Сечение комплектных проводов около 2.5 мм.кв, для сравнения слева обычный провод 2.5мм.кв, справа 1.5мм.кв
4. Во втором пакете были клеммы, ножки и выключатель питания.
5. К выключателю питания самое большое нарекание, он не рассчитан на коммутацию постоянного тока, об этом отдельно чуть ниже.
6. Отдельно был подарок, пара простеньких «крокодилов».
Теперь по поводу выключателя. Я уже как-то писал, что реле, как впрочем и выключатель, для рассчитанный на коммутацию постоянного тока с напряжением более 30 Вольт вещь мало того что нетривиальная, так еще и обычно дорогая. Дело в том, что при разрыве цепи с постоянным током, в отличии от переменного, может возникнуть дуга, примерно как в сварке. Последствия довольно просты, выключатель или реле сгорают со спецэффектами.
Здесь выключатель коммутирует напряжение до 60 Вольт, ситуация немного сглаживается лишь за счет того, что после него стоят конденсаторы и не получается сразу получить большое напряжение между контактами, но все равно так делать крайне не рекомендуется.
Кроме этого было семь пакетиков с крепежом, при этом каждый тип крепежа лежал в отдельном пакете.
И конечно плата питания вентилятора, которая попутно является своеобразным переходником с клемм на провода к преобразователю и выключателю.
1. Верх
2. Низ
3. Стоит преобразователь на той же микросхеме что и у основного преобразователя.
4. Также имеется предохранитель на ток 20 Ампер
5. В комплекте не было гнезда для подключения вентилятора, пришлось порыться среди плат подготовленных для распайки и выпаять оттуда.
6. Можно конечно просто впаять провода в плату, но с разъемом на мой взгляд лучше.
Кстати, здесь вполне можно ввести регулировку оборотов вентилятора в зависимости от температуры, как я делал в блоке питания на базе ZXY6005, там терморезистор стоял в цепи обратной связи преобразователя который питал вентилятор.
Вот теперь почти все что есть на фото я и буду запихивать в корпус.
Для начала USB адаптер для подключения к компьютеру.
Здесь все просто, пластмассовые стойки и гайки, а также пара винтиков. Все стало просто идеально.
Выключатель и клеммы.
1. Клеммы имеют пластмассовую вставку с не круглой формой в качестве защиты от проворачивания, такую же выемку имеет и вторая пластмассовая шайба.
2. После монтажа должно остаться по одной гайке на каждую клемму.
3. Задние клеммы располагаются так чтобы красная была вверху иначе не получится подключить плату питания вентилятора или придется ставить ее «наизнанку». Выключатель я расположил так, чтобы включение было влево, тогда если включать его при штатном положении БП экраном к себе, то включаться он будет вправо, мне показалось что так логичнее.
4. Спереди клеммы можно ставить как удобно, но я также поставил красную сверху.
Вентилятор, плата, провода.
Вот здесь обнаружилась недоработка. Дело в том, что к плате подключается и выключатель, но диаметр отверстий в плате для его подключения явно мал, а использовать провода другого сечения неправильно, потому пришлось просто припаять их сверху площадок.
Самое сложное на этом этапе, не перегреть контакты выключателя при припаивании проводов, лучше паять немного перегретым паяльником. Провод к вентилятору я спрятал под него, чтобы не попал в крыльчатку.
1. Все что осталось от комплектных проводов, маловато конечно, но должно хватить.
2. В комплекте были семь вилочек, которыми надо оконцевать провода, перед этим лучше провод залудить и не делать конец слишком длинным.
Кстати к плате тоже были четыре «вилочки», потому теперь у меня в запасе целых пять штук 🙂
Можно ставить плату в корпус, но вы наверняка спросите, а что там за железячки слева внизу, их вроде в комплекте на было.
Да, это я решил установить плату немного «нестандартно», а так как у меня под рукой не было нормальных стоек высотой 25 мм, то я отрезал их из алюминиевой трубки. Вообще лучше иметь высоту стоек 26мм, но 25 тоже было бы нормально.
Но учтите, пластмассовые стойки должны остаться! Плата не должна иметь контакта с корпусом, так как не все контактные площадки под стойками соединены с землей.
Такой способ установки платы мне показался наиболее оптимальным так как решает три задачи:
1. Не нарушается охлаждение (а может даже улучшается)
2. Силовые провода имеют минимальную длину.
3. Силовые провода нигде не пересекаются с проводами к дисплею и кнопкам управления так как это чревато большими проблемами.
Был еще второй вариант установки платы, элементами вверх, но дросселем к передней панели, в этом случае разъемы модуля индикации получаются около задней части и провода пропускаем под платой. Но мне захотелось сделать так, как на фото.
А вот так выглядит начинка моего БП на базе ZXY6020.
И хотя снизу печатной платы расположен земляной полигон, провода к USB адаптеру я все равно свил между собой для того чтобы на них наводилось меньше помех.
Осталось приклеить ножки и скрутить коробочку.
Вот и все. К внешнему виду у меня было только одно нарекание, вверху есть щель обусловленная немного неправильной гибкой металла. В остальном вполне нормально.
Подключаем, вроде все работает. Но сразу отмечу довольно заметный шум вентилятора, причем он шумит всегда пока БП включен.
Попутно возникла идея переключить его в разъем питания вентилятора платы преобразователя, но при этом увеличить размеры радиатора примерно в 2-3 раза, тогда мы «убьем сразу двух зайцев»:
1. Будет работать автоматическая регулировка
2. Транзисторы будут охлаждаться примерно также как и с родным вентилятором.
Вопросы по данной и подобным моделям преобразователей.
Уже в процессе подготовки обзора некоторые мои читатели знали что я готовлю обзор этой платы и задавали мне разные вопросы, на которые я сейчас попробую ответить.
1. Как можно добавить светодиодную индикацию режимов CC и CV по типу как это сделано в преобразователях ZXY ?
Думаю что либо никак, либо относительно сложно.
Дело в том, что обычно на подобных платах стоит ШИМ контроллер у которого задействован только один вход обратной связи (усилитель ошибки), а к нему подключены два операционных усилителя которые сравнивают задаваемый при помощи ЦАПа микроконтроллера сигнал и выходные параметры, ток и напряжение. В этом случае снять нужный сигнал нет проблем, но здесь использован ШИМ контроллер с двумя усилителями ошибки и они соединяются уже внутри него.
Как вариант, можно поставить еще один ОУ, который будет также сравнивать сигналы по входам, но это совсем не то и может работать нестабильно.
2. Провода какого сечения надо использовать для внутренних и внешних подключений?
В данном наборе дали провода сечением 2.5 мм.кв, их вполне достаточно для тока в 20 Ампер. Но если нужно малое падение на внешних проводах к нагрузке, то лучше использовать что-то около 4 мм.кв.
Внутри будут работать и провода сечением 1.5 мм.кв, но я бы не ставил менее чем 2.5 мм.кв.
3. Как можно уменьшить уровень пульсаций по выходу блока питания?
Весьма существенный вопрос, так как для подобных устройств пульсации являются большой проблемой.
Я провел эксперимент, где проверил три варианта LC фильтров, отличающихся параметрами дросселя. При этом дроссель стоял между плюсовым контактом и нагрузкой, а конденсатор параллельно нагрузке сразу около дополнительного дросселя.
Конденсатор был новый, два дросселя выпаяны из блоков питания АТХ, один из материнской платы.
Измерение параметров.
1. Конденсатор несет чисто символическую функцию, но тем не менее я бы все равно его ставил. Емкость сильно поднимать нельзя, думаю не более 100 мкФ, напряжение лучше 100 Вольт, ESR чем ниже, тем лучше. Можно зашунтировать керамическим, но из-за пилообразного характера пульсаций это сильно не поможет.
2. Дроссель из БП АТХ, индуктивность 1.42 мкГн, сопротивление на частоте 100 Гц 1,8 мОм, расчетные потери при 20 Ампер — 36 мВ и 0,7 Вт.
3. Дроссель от материнской платы, индуктивность 2.66 мкГн, сопротивление на частоте 100 Гц 2,4 мОм, расчетные потери при 20 Ампер — 48 мВ и 0,96 Вт.
4. Дроссель от БП АТХ, индуктивность 46 мкГн, сопротивление на частоте 100 Гц 13,7 мОм, расчетные потери при 20 Ампер — 270 мВ и 5,5 Вт.
А это результаты. Ток нагрузки был 20 Ампер, выходное напряжение 10 Вольт.
1. Без фильтра
2. Дроссель 1.4 мкГн
3. Дроссель 2.66 мкГн
4. Дроссель 46 мкГн
На мой взгляд уже при дросселе 2.66 мкГн картина довольно пристойная, если и повышать индуктивность, то думаю что максимум до 5 мкГн.
У себя я также делал фильтр, но заметно сложнее, здесь два дросселя (синфазный и обычный + конденсаторы.
Кроме того у меня добавлена защита в виде предохранителя и нескольких диодов.
4. Если я поставлю по выходу БП дроссель, ведь это повлияет на стабильность выходного напряжения от нагрузки, что делать?
Конечно повлияет, например на дросселе запросто может падать 50-100 мВ, правда при максимальном токе и иногда этим можно пренебречь, но если хочется что бы все было «как в аптеке», то надо переделывать обратную связь. Также можно сделать БП с трехпроводным подключением нагрузки.
Для начала о компенсации падения на дросселе. От плюсового контакта выхода платы идет тонкая дорожка, через нее берется обратная связь по напряжению.
Перерезаем дорожку в удобном месте и переключаем ее в точку, расположенную после дросселя. В таком варианте падение напряжения на дросселе будет компенсировано.
Таким же образом можно перевести БП в трехпроводный режим работы. Но так как в таком варианте возможен обрыв проводника обратной связи с печальными последствиями, то дорожку не просто перерезают, а ставят в место разреза низкоомный резистор, тогда при обрыве провода ОС просто немного повысится выходное напряжение. Резистор нужен с номиналом порядка 10-100 Ом.
Отмечу, что ZXY6020 изначально поддерживает четырехпроводное подключение нагрузки, для чего на плате есть соответствующий разъем и перемычки.
5. При включенном режиме автовключения выхода и подключенном аккумуляторе для заряда после пропадания входного напряжения преобразователь не стартует автоматически.
Я проверил эту функцию при входном напряжении 50 Вольт и подключенном аккумуляторе 12 Вольт, автовключение работает, хотя если говорить точнее, то преобразователь фактически не выключается, потому при подаче напряжения продолжает нормально работать.
Но проблема в любом случае есть, так как после отключения питания преобразователя он начинает работать от аккумулятора по сути просто разряжая его. Обусловлена проблема тем, что внутри полевых транзисторов присутствует обратный паразитный диод, через который питание с выхода попадает на вход преобразователя и он по сути остается под питанием.
Реле в цепь питания ставить нельзя, почему, описано выше в разделе описания выключателя питания, нр проблему решать надо и я вижу несколько способов. Правда стоит сразу сказать, что все способы представляют собой решение «в лоб» и имеют определенную степень кривизны.
Способ 1, по выходу ставим мощный диод, а чтобы компенсировать падение на диоде, то обратную связь переключаем после него.
Минусы — потери на диоде, в итоге дополнительный нагрев и необходимость большого радиатора. Кроме того менее удобно делать трехпроводное подключение, потому я его здесь просто не показал.
Диод по входу, но питание узла управление брать до него, на мой взгляд решение еще более кривое, хотя падение на диоде будет немного меньше. «Кривизна» вызвана тем, что неизвестно сколько цепей через разные делители напряжения связана с высоковольтной цепью.
Стабилитрон в цепи питания вторичного ШИМ контроллера. Если напряжение стабилитрона 12 Вольт или больше, а аккумулятор 12 Вольт (например автомобильный), то при пропадании входного питания напряжения не хватит для работы вторичного ШИМ контроллера и преобразователь отключится.
Из преимуществ, малые потери, но имеется сложность самого подключения стабилитрона. Правда попутно такой вариант повышает надежность если преобразователь питается от БП с напряжением 55-60 Вольт, но и ограничивает минимальное входное напряжение на уровне 20 Вольт.
В принципе можно поискать еще варианты решений, например питать вторичный преобразователь вообще от отдельного источника чтобы полностью разделить силовые цепи и вторичные (управления), но в любом случае все это очень неудобно.
6. Надо ли менять конденсаторы на входе и выходе?
Лично на мой взгляд, я бы заменил, но при условии что БП питается от максимального напряжения в 55-60 Вольт. при более низком напряжении замена не имеет смысла.
Менять можно на конденсаторы Samwha RD или WL, а также Capxon KF с той же емкостью но напряжение 100 или 80 Вольт.
Буквально несколько слов о ПО. Здесь все практически также как у DPS8005, единственно что ПО от 8005 при попытке запуска с данной платой грязно выругалось и написало мол ищи другую версию, что я собственно и сделал. Здесь можно скачать ПО как для Windows, так и Android.
Установил программу, запустилась вообще без проблем, кстати на этом скриншоте как раз подключен аккумулятор и снято внешнее питание, соответственно у платы на входе меньше, чем на выходе.
Подаем питание от БП, все приходит в норму, БП был настроен на автовключение, на выходе напряжение аккумулятора, ток заряда 1 Ампер.
Вкладка расширенных параметров программы.
В конце у меня остались подарочные крокодилы, пара винтиков, пять клемм и блютуз адаптер.
По поводу адаптера можно еще подумать, например или поставить его вместо USB, или подключить их параллельно, как я делал в обзоре ZXY6020.
Ну и групповое фото. Здесь конечно далеко не все блоки питания что у меня есть, но у показанных просто много общего.
ZXY6020S
ZXY6005S
DPS5020
Кстати ZXY6020 и ZXY6005 имеют разницу не только в выходном токе, у ZXY6020 больше настроек, хотя изначально может показаться что они одинаковы.
Что я могу сказать по итогам осмотра и тестов.
Сначала по преобразователю.
Конструкция весьма интересная, имеет действительно высокий КПД и неплохое сочетание параметров. Программные возможности самого модуля мне понравились меньше, чем у ZXY, но возможности ПО для компьютера/планшета гораздо выше. ZXY проще в управлении и имеет больше частоту обновления экрана, что делает его более удобным, но размеры этих модулей весьма большие, да и цена отличается примерно в два раза.
Схемотехнически лучше решен как раз DPS, у него верхний ключ N-канальный со специальным драйвером, кроме того у DPS имеется синхронное выпрямление и более правильная регулировка оборотов вентилятора.
Если бы сделать некий гибрид ZXY+DPS, то наверное такая связка приблизилась к некому идеальному БП, но увы.
Не понравилось у DPS то, что он имеет довольно приличные пульсации на выходе, а также возможность наводок на провода идущие к экрану и кнопкам.
Кроме того на входе стоит всего один предохранитель на 20 Ампер и под конец экспериментов, когда устройство было уже в корпусе, он выгорел со щелчком. Т.е. было подано напряжение в 52 Вольта, я просто клацнул выключателем и выгорел предохранитель. При этом видимо был плохой контакт в выключателе и контакты немного «прикипели», после замены предохранителя на перемычку все работает как работало.
Как по мне, то лучше по входу также ставить два предохранителя параллельно и лучше давать их в комплекте для возможной замены.
Теперь корпус и его комплектация.
Аккуратная покраска, неплохой внешний вид, вентилятор имеет даже отверстия в форме гаек, потому монтаж очень удобен, есть весь необходимый крепеж, разъемы и прочее, потому сборка идет довольно приятно.
Но есть и недостатки. Верхняя крышка не прижимается в центре к нижней части, снижая общую аккуратность изделия. На плате нет разъема для вентилятора, отверстия для подключения выключателя меньше диаметром чем надо, проводов впритык. Если ставить плату так, как она задумана, то скорее всего проводов вообще не хватит.
Вентилятор шумный и работает постоянно, лучще переключить вместо штатного, а штатный радиатор заменить на другой, большего размера.
За выключатель скажу отдельно, его вообще ставить нельзя, так как он не рассчитан на коммутацию постоянного тока с напряжением более 20-30 Вольт, тем более с током до 20 Ампер. Лучше коммутировать питание по цепи 220 Вольт до БП.
Ну и скажу опять, лично мне не очень нравится сама идеология, когда БП отдельно, а преобразователь отдельно. Но корпус понравился и была даже мысль сделать к нему импульсный БП мощностью порядка 300 Ватт под штатное место, тогда получилось бы использовать с ним компактный DPS8-8005 и получить небольшой и удобный регулируемый БП типа того же ZXY6005. В идеале вообще не использовать силовой узел преобразователя, а взять только обратную связь которую совместить с обратной связью блока питания.
В общих чертах на этом все, наверняка что-то забыл, если есть вопросы, буду рад ответить, надеюсь что обзор был полезен.
Магазин на данный момент предлагает купон на скидку 1 от 10, но ответили что через пару дней возможно будет дополнительная скидка.
Удобный и безопасный преобразователь 110 В в 220 В
Для жителей Северной Америки подавляющее большинство электрических и электронных устройств, которыми мы владеем, рассчитаны на питание 110 В от электросети в наших домах. Однако, если вы когда-либо покупали новую электрическую плиту или сушилку для белья, вы знаете, что 110 В не всегда поможет. Более крупным приборам требуется больше энергии, и здесь нужна розетка на 220 В.
Но откуда это дополнительное напряжение, если наши домашние розетки могут подавать только 110 В?
Для этого вам понадобится преобразователь с 110 В на 220 В.
Входное напряжение: как это работает
В большинстве районов местная энергокомпания поставляет электроэнергию напряжением 220 В. Это связано с тем, что отправка электричества с более высоким напряжением позволяет передавать его быстрее и на большие расстояния. Для этого также требуется меньше меди в проводах, что делает его более экономичным для коммунального предприятия.
Затем, как только ток 220 В попадает на телефонный столб за пределами вашего дома, он разделяется трехпроводной системой с разделенной фазой.Эта система разделяет однофазное электричество 220 В на два отдельных проводника 110 В, которые имеют общий нейтральный провод, также известный как заземляющий провод. Провода заземления обеспечивают дополнительный безопасный путь для электрических токов в случае короткого замыкания.
Поскольку электричество следует по пути наименьшего сопротивления, оно постоянно стремится вернуться в землю. Заземляющие провода обеспечивают для этого свободный путь. Без них вероятность поражения электрическим током увеличивается, поскольку тот, кто держит провод, вместо этого может стать проводником к земле.
Вот почему ваши более крупные приборы, потребляющие больше энергии, обычно имеют три контакта. Третий металлический штырь подключается непосредственно к нейтральному проводу заземления, что делает его более безопасным.
Однако эти трехконтактные вилки могут вызывать проблемы в некоторых домах.
Ограниченные розетки 220 В и вилки неправильной формы
Изображение любезно предоставлено noricum. Под лицензией Creative Commons 2.0-SA.
Проблема начинается, когда у вас есть электроприбор или другое электронное устройство, требующее 220 В, например, оконный кондиционер, сушилка или зарядное устройство для электромобилей.Теперь есть шанс, что если у вас дома есть электрическая плита или сушилка, у вас уже установлена розетка на 220 В. Однако большинство других устройств на 220 В обычно имеют гораздо меньшее потребление тока и не используют такие же большие вилки и розетки. Вместо этого они используют вилки и розетки, которые имеют размер традиционных розеток 110 В, но имеют немного другую форму вилки и напряжение питания 220 В.
Нанять электрика или купить преобразователь напряжения?
Вы можете нанять электрика, который установит розетку 220 В, но это будет стоить несколько сотен долларов.А работа с подрядчиками может быть огромной проблемой. Однако есть более простой способ снова объединить эти две фазы в одну.
С преобразователем 110 В в 220 В Quick220.com вы можете создать удобную розетку 220 В в любом месте. Все, что вам нужно сделать, это подключить к каждой из двух фаз в электрической системе вашего дома, а наш преобразователь сделает все остальное. Он даже сначала проверяет правильность подключения схемы!
Следуйте нашему простому руководству по установке или посмотрите это полезное видео от Эйприл Вилкерсон ниже.
Как это работает?
Отличный вопрос. Система Quick 220 ® использует два противофазных электрических сигнала на 110 В. Устройство рекомбинирует напряжение в однофазный сигнал 220 В. Доступно несколько моделей, предлагающих обслуживание 15 А или 20 А. Модель 20A доступна с прямой или фиксируемой розеткой.
Могу ли я запустить свое устройство на преобразователе напряжения Quick 220
® ?У разных электроприборов разные потребности в электроэнергии, поэтому важно понимать, какой ток потребляет ваше устройство.Взгляните на заднюю часть устройства и найдите табличку с его характеристиками. Вам нужно найти три важных вещи:
- Потребляемый ток — это число в амперах (A)
- Диапазон напряжения — надо сказать 220-240 В переменного тока; другие номинальные напряжения не могут использоваться с Quick 220 ®
- Потребляемая мощность — обычно два числа, «пиковая» и «непрерывная», выражаются в ваттах (Вт)
Как все это работает? По сути, вам необходимо выбрать подходящий преобразователь напряжения Quick 220 ® для вашего устройства. Если ваше устройство потребляет более 20 А или 4800 Вт при 220–240 В, вы не сможете запустить его на Quick 220 ® . Это может привести к повреждению устройства и даже к возгоранию электрического тока.
Если ваше устройство 220 В потребляет 20 А или меньше или 4800 Вт непрерывно или меньше, вы можете запустить его на Quick 220 ® . Вопрос в том, какая модель вам нужна? 15А или 20А?
- Если ваше устройство на 220 В использует непрерывный ток до 15 А (примерно 3450–3600 Вт в зависимости от колебаний напряжения в стене), вы можете использовать преобразователь Quick 220 ® на 15 А.
- Если ваше устройство на 220 В использует постоянный ток до 20 А (примерно 4600–4800 Вт), вы можете использовать преобразователь Quick 220 ® на 20 А, доступный в конфигурациях с прямым или запирающимся разъемом.
Преобразователь напряжения Quick 220 ® может питать широкий спектр устройств. Этот список НЕ является исчерпывающим — это всего лишь небольшая выборка!
- Кондиционеры
- Лабораторное оборудование
- Серверы
- Торговые холодильники
- Печатные машины
- Воздушные компрессоры
- Профессиональные тренажеры
- Торговые автоматы для мороженого
- Электроинструменты
Могу ли я запустить ЛЮБОЕ устройство 220 В на Quick 220
® ?Фотография любезно предоставлена Тимом Паттерсоном.Под лицензией Creative Commons 2.0-SA.
№
Любой прибор, который требует постоянного тока более 20 А, не может работать в бытовых электрических цепях, питающих Quick 220 ® . Устройство будет потреблять слишком большой ток через цепь. Если повезет, сработает автоматический выключатель или предохранитель. Если не повезет, вы зажжете электрический огонь.
Вот список устройств, которые НЕ МОГУТ работать на Quick 220 ® :
- Электроплиты
- Сушилки для бытовой одежды, потребляющие ток более 20 А
- Старые сварочные аппараты, не использующие конденсаторы для хранения электроэнергии
- Любой прибор на 220 В, требующий постоянного тока более 20 А
Итог
Если вам когда-либо требовалась более удобная розетка на 220 В и вы не хотите платить за ее установку, то Quick220.com преобразователь 110v в 220v для вас. Сделайте покупки в нашем онлайн-каталоге или позвоните в наш отдел обслуживания клиентов, если у вас есть вопросы о том, как подключить ваше устройство.
Как собрать источник питания постоянного и постоянного тока
Аннотация: В этой статье обсуждаются важные соображения при проектировании источника питания постоянного и постоянного тока. Темы включают выбор правильного преобразователя постоянного тока в постоянный для приложения; Емкость затвора MOSFET; высокие частоты переключения и размер компонентов; уравнения и расчеты; выбор периферийных компонентов; размещение компонентов и компромиссы; заземление; регулирование нагрузки и линии; температурная чувствительность.
См. Также:Введение
Первая схема преобразователя постоянного тока в постоянный ток от разработчика обычно имеет одну общую черту с первыми попытками в любой другой области: она имеет небольшой шанс удовлетворительно работать при первом включении. Это может показаться мрачной оценкой, но тем не менее отражает реалии конструкции импульсных источников питания. Преобразователи постоянного тока в постоянный представляют собой сложные системы. Даже будучи упрощенными за счет высокоинтегрированных ИС, они по-прежнему требуют обширных расчетов компонентов и продуманного выбора ИС контроллера.Кроме того, они чувствительны к компоновке платы и паразитным характеристикам компонентов (т. Е. Неидеальным характеристикам компонента, таким как сопротивление конденсатора или емкость переключателя MOSFET).Существует несколько исчерпывающих источников проектной информации DC-DC. В инженерных учебниках обсуждается теория управления, компенсация контуров и другие очень подробные аналитические методы. В технических описаниях преобразователей постоянного тока в постоянный приводятся конкретные формулы и некоторая информация о компоновке. Доступно меньше информации, чтобы руководить общей конструкцией преобразователей постоянного тока в постоянный ток на интегральных схемах от начала до конца.
Эта статья заполняет пробелы в информации о первом проекте источника питания постоянного и постоянного тока. Это результат авторских неудач и успехов с десятками схем питания.
Выбор устройства
После того, как выбраны начальные характеристики конструкции DC-DC (например, диапазон входного напряжения, выходное напряжение, выходной ток), первым шагом является выбор ИС преобразователя. Желаемая топология DC-DC сузит этот выбор. Если входное напряжение больше, чем выходное напряжение, выберите понижающий (т.е.е., понижающая) топология. Если входное напряжение меньше выходного напряжения, выберите конфигурацию повышения (т. Е. Повышающую). Если входное напряжение находится в диапазоне выше и ниже выходного напряжения, необходим повышающий преобразователь или преобразователь SEPIC. Наконец, если выходное напряжение отрицательное, используется инвертирующая топология.Обратите внимание, что выход повышающего преобразователя постоянного тока в постоянный будет расти вместе с входным напряжением, когда входное напряжение превышает значение, установленное для выходного напряжения. Точно так же понижающий преобразователь не может обеспечить желаемый выход, когда входное напряжение меньше выходного.Когда это случается, он считается «выпавшим из учебы».
Многие требования к нагрузке DC-DC могут быть удовлетворены с помощью ИС преобразователей DC-DC, которые включают встроенные переключатели питания. Большинство таких ИС включают полевые МОП-транзисторы, но в некоторых используются биполярные транзисторы. Максимальный ток нагрузки новых внутренних MOSFET DC-DC ИС может выдерживать до 25 А (например, MAX8655 и MAX8686). Устройство с внутренним переключателем, если оно доступно, обычно является предпочтительным как из-за общей простоты, так и (часто) из-за более низкой общей стоимости.
Для мощных или высоковольтных приложений, которые превосходят возможности устройств с внутренними MOSFET, потребуются внешние переключатели MOSFET.Преобразователи постоянного тока в постоянный, предназначенные для управления внешними переключателями питания, обычно называются «контроллерами». Эти ИС включают драйверы для быстрой зарядки и разрядки емкости затвора внешних полевых МОП-транзисторов. Возможность быстрой зарядки и разрядки затвора MOSFET имеет решающее значение для достижения высокоэффективного преобразования. Коммутатор хочет тратить как можно меньше времени на переход между его включенным и выключенным состояниями, потому что именно тогда потеря мощности является наибольшей. Большинство контроллеров DC-DC определяют максимальную емкость затвора, которую они могут управлять.(См. Раздел «Емкость затвора полевого МОП-транзистора» ниже.)
В дополнение к соображениям топологии, напряжения и тока, вероятно, будут и другие характеристики приложения, которые определяют выбор ИС постоянного тока. Например, в большинстве автомобильных приложений преобразователь постоянного тока в постоянный должен выдерживать режим холодного запуска и сброса нагрузки, а также диапазон температур от -40 ° C до + 125 ° C. Он-лайн инструмент параметрического поиска Maxim помогает выбирать между функциями и спецификациями конвертера.
Емкость затвора полевого МОП-транзистора
Производители силовых полевых МОП-транзисторов указывают в своих технических паспортах различные динамические параметры и параметры переключения в дополнение к характеристикам постоянного тока, таким как сопротивление в открытом состоянии.В большинстве случаев при использовании внешних полевых МОП-транзисторов с преобразователями постоянного тока в постоянный основной интерес представляет общий заряд затвора (Q G ). Выберите полевые МОП-транзисторы, для которых Q G находится в пределах диапазона, рекомендованного производителем преобразователя постоянного тока в постоянный. В большинстве случаев можно использовать типичное значение Q G для полевого МОП-транзистора. Максимальное количество обычно слишком консервативно. Спецификация Q G используется при возбуждении n-канального n-канального или p-канального MOSFET с «открытым стоком», или, другими словами, когда источник MOSFET не изменяет напряжение во время переключения.В схемах, где напряжение источника действительно изменяется во время переключения, более полезным динамическим параметром является емкость обратной передачи (C RSS ). C RSS используется для расчета потерь переключения в n-канальном MOSFET верхнего плеча понижающего преобразователя в соответствии со следующим уравнением:
PD (переключение) = (C RSS × V IN (MAX) ² × f SW × I LOAD ) / I GATEГде I GATE — пиковый ток затвора истока и стока, а f SW — частота переключения.
ШИМ и другие схемы управления
Наиболее популярной схемой управления преобразователем постоянного тока является широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Преобразователи ШИМ поддерживают постоянную частоту коммутации в широком диапазоне нагрузок. Такое поведение может быть важным, когда коммутационный шум может мешать другим процессам в системе. Ограничение шума известной полосой часто снижает помехи.Следующей наиболее распространенной схемой управления является частотно-импульсная модуляция (ЧИМ), при которой преобразователь подает импульсы переключения только тогда, когда это требуется для нагрузки.Преобразователи PFM превосходно подходят для приложений, требующих низкого тока покоя и высокого КПД при очень малых нагрузках. Некоторые ИС преобразователей используют обе схемы для сочетания хорошей эффективности в режиме ожидания с низким уровнем шума.
Частоты переключения IC преобразователей постоянного тока и контроллеров находятся в диапазоне от 65 кГц до более 4 МГц. В общем, вероятно, лучше избегать устройств, которые работают ниже 100 кГц, поскольку такие частоты типичны для старых устройств с низкой эффективностью. Более высокая частота коммутации позволяет использовать внешние компоненты меньшего размера, а также более низкие пиковые токи и потери I²R, но потери в сердечнике, токи заряда затвора и коммутационные потери увеличиваются.(См. Раздел «Высокая частота коммутации» уменьшает размер компонента.) Если приложение требует минимально возможного размера, ищите преобразователи с частотой коммутации 1 МГц и выше. В противном случае просто выберите устройство, соответствующее критериям мощности, и убедитесь, что его частота коммутации не мешает работе других компонентов системы.
Высокая частота переключения уменьшает размер компонента
Постоянная тенденция в DC-DC преобразователях заключается в более высоких частотах переключения для достижения меньших размеров компонентов.Когда в секунду происходит больше циклов переключения, энергия на цикл переключения (и размер компонентов, которые хранят эту энергию) может быть меньше. Например, значения индуктивности могут быть ниже. Поведение индуктора определяется следующими уравнениями:V L = L × (di / dt)Например, рассмотрим понижающий преобразователь, работающий на частоте 500 кГц, с индуктором 10 мкГн. Изменение частоты на 1 МГц позволяет использовать ровно половину индуктивности, или 5 мкГн, для достижения такой же передачи мощности.Хотя значение индуктивности уменьшается наполовину, требования по току остаются прежними. Второе уравнение показывает, что мы только что вдвое уменьшили запас энергии индуктора. Поскольку индуктивность пропорциональна квадрату количества витков, уменьшение индуктивности наполовину означает, что количество витков уменьшается до 70,7% от исходного числа. Уменьшение числа витков также пропорционально снижает сопротивление постоянному току (DCR), поэтому результирующая катушка индуктивности меньше и имеет более низкую DCR.
W L = (L × i²) / 2
Более высокая частота переключения также уменьшает размер выходного конденсатора.В приведенном выше примере требуемая емкость составляет 67 мкФ на частоте 500 кГц, но только 33 мкФ на частоте 1 МГц. Спецификация пульсирующего тока остается неизменной.
После выбора конкретного типа устройства (понижающего, повышающего и т. Д.) Сделайте окончательный выбор, проконсультировавшись с веб-сайтами производителей преобразователей постоянного тока. Всегда проверяйте веб-сайт производителя для получения последней спецификации. Находясь там, поищите примечания по применению, относящиеся к рассматриваемому устройству. Они служат в качестве руководства и часто включают схемы, которые можно использовать с небольшими изменениями или без них.(См .: Примечания по применению источника питания Maxim и продукты для управления питанием и аккумулятором.) Из примечаний к применению и технических данных вы можете получить уравнения, которые определяют конструкцию вашего устройства.
Расчетные уравнения
Таблицы данных преобразователя постоянного тока в постоянный должны содержать уравнения, полезные при проектировании вашей схемы. Макромодели или файлы электронных таблиц для расчета значений компонентов также могут быть доступны на веб-странице продукта. Обязательно внимательно прочтите лист данных IC, чтобы убедиться, что вы выбрали правильные уравнения для требуемых характеристик и рабочего режима.Когда основные параметры проекта известны и у вас есть правильные уравнения, лучшим инструментом для оценки уравнений является электронная таблица, такая как Excel®, или программа инженерной математики, такая как MathCAD. Инструмент Maxim EE-Sim® создает интерактивную схему с высокоэффективным механизмом моделирования. Если выбранное устройство имеет модель EE-Sim, используйте ее для расчета компонентов, подходящих для вашей конструкции.Расчеты в электронной таблице
Таблицы — это эффективный базовый инструмент проектирования преобразователей постоянного тока в постоянный.Они могут даже служить в качестве грубых имитаторов схем, а их функция «Решить» может помочь оптимизировать значения компонентов. При использовании с уравнениями преобразователя постоянного тока в постоянный ток электронная таблица позволяет использовать итеративный подход, который помогает выбирать компоненты, быстро указывая причинно-следственные связи.В качестве примера рассмотрим MAX1742, понижающий преобразователь с внутренним переключателем. В разделе «Процедура проектирования» приведена необходимая информация и порядок расчетов. Мы предполагаем постоянный вход 5 В, выход 3,3 В с максимальным током нагрузки 500 мА и рабочую частоту 500 кГц.
По возможности используйте определенные имена переменных. По мере того, как вы вводите больше уравнений, определяйте результаты этих вычислений с большим количеством имен. Выберите имена, чтобы вы могли легко вспомнить, что они означают, когда вы позже проверите расчеты.
Сначала в верхней части нового рабочего листа введите имена для всех предопределенных значений (, рис. 1, ). Эти имена могут включать V INMIN , V INMAX , V OUT , I OUT , FREQ (частота) и другие термины, связанные с преобразователем.В ячейках непосредственно под ячейками, содержащими эти имена, определите имена ячеек, соответствующие именам, введенным выше.
Рисунок 1. Использование имен ячеек в электронных таблицах.
Чтобы определить имя ячейки: выберите ячейку, которой необходимо присвоить имя, перейдите в меню «Вставка» и выберите «Имя», затем «Определить» в подменю. В Excel появляется диалоговое окно, в котором предлагается (в качестве имени по умолчанию) текст непосредственно над выбранной ячейкой. Чтобы присвоить ячейке имя, нажмите ОК в этом диалоговом окне. Продолжайте движение по строке, пока все эти поля не будут названы.Эта процедура именования позволяет вам ссылаться на V INMAX в ваших вычислениях вместо ячейки A2. Обратите внимание, что выбранная ячейка на рисунке 1 — это A2 со значением 5. Имя ячейки указано чуть выше строки с меткой A. Затем просканируйте процедуру проектирования и выберите все требуемые значения компонентов (, таблица 1, ). Обратите внимание, что исходные значения электронной таблицы были преобразованы в единицы СИ для ясности.
Таблица 1. Расчет исходных компонентов
| В INMAX | V INMIN | В ВЫХ | I ВЫХ | Частота |
| 5 | 5 | 3.3 | 0,5 | 500 кГц |
Сначала рассчитайте R TOFF .
| В PMOS | В NMOS | т ВЫКЛ | R TOFF |
| 45 мВ | 35 мВ | 673нс | 66,3 кОм |
Выберите значение LIR, затем вычислите L и I PEAK .
| LIR_INIT | л | I ПИК |
| 30% | 14.8 мкГн | 575 мА |
Далее рассчитываются параметры выходного конденсатора.
| I RIPPLE | ESR_MIN | C OUT_MIN |
| 529,6 мА | 0,22 Ом | 6,73 мкФ |
Расчеты плавного пуска
Выбор компонентов
Используя значения из таблицы 1, выберите периферийные компоненты преобразователя постоянного тока. Ознакомьтесь с рекомендациями в техническом паспорте, чтобы убедиться, что каждый компонент подходит для данной задачи.Если расчетное значение индуктивности недоступно, выберите следующее меньшее стандартное значение. Если расчетное значение емкости конденсатора недоступно, выберите следующий больший стандартный размер.Катушка индуктивности выбирается в первую очередь на основе значения индуктивности, сопротивления постоянному току (DCR) и требований к пиковому току. Также убедитесь, что индуктор рассчитан на работу с желаемой частотой переключения. Если эти данные не предоставлены, выберите другой индуктор, для которого они доступны. Катушки индуктивности доступны в версиях для поверхностного монтажа и сквозного монтажа, но в целом типы для поверхностного монтажа обеспечивают лучшую производительность, особенно при высоких частотах переключения.В нашем примере мы имеем близкое соответствие с Coiltronics® Thin-Pac TP1-150, индуктором 15 мкГн с током насыщения 0,73 А.
Входной конденсатор снижает как пиковый ток, потребляемый входным источником питания, так и излучаемый шум на другие элементы системы. В большинстве технических паспортов либо предлагаются конкретные значения, либо приводятся уравнения для расчета номинальной емкости входного конденсатора. Убедитесь, что конденсатор указан с номинальным током пульсации, близким к выбранной частоте коммутации. В нашем примере с частотой 500 кГц конденсатор может быть с органическим электролитом, органическим полимером, керамикой или танталом.
Танталовые конденсаторы могут резко реагировать на большие мгновенные скачки напряжения и сильные скачки тока, поэтому не используйте тантал для обхода входа, когда входная мощность будет подключаться через механический переключатель. На вход нашей схемы поступает регулируемый источник питания, поэтому нам не нужно беспокоиться об этом ограничении. Поэтому мы выбираем конденсатор, который соответствует номинальному току пульсаций и требованиям к напряжению, например конденсатор серии AVX® TPS 100 мкФ в корпусе размера C и рассчитанный на ток пульсаций 10 В и 742 мА.Ток пульсаций входного конденсатора в понижающем преобразователе можно приблизительно рассчитать как:
I RIPPLE_CIN (RMS) = [I OUT / V IN ] [V OUT (V IN — V OUT )] 1/2В качестве отправной точки выберите конденсатор, который соответствует рекомендуемому минимальному значению 22 мкФ, и убедитесь, что он соответствует требуемому номинальному напряжению. В нашем примере конденсатор серии AVX TPS емкостью 33 мкФ в корпусе размера C рассчитан на работу при напряжении 10 В. Его максимальная СОЭ равна 0.375 Ом, что близко к цели.
Конденсатор плавного пуска и резистор t OFF не имеют специальных требований; выберите их из ближайших доступных стандартных значений. Чтобы завершить выбор компонентов, выберите оставшиеся значения из типовой схемы приложения или схемы оценочного (EV) комплекта.
Еще раз о таблице
Поскольку конденсаторы и катушки индуктивности имеют конечное число стандартных значений, ближайшее доступное значение может отличаться от расчетного более чем на 20%.В этом случае электронную таблицу следует пересчитать с использованием фактических значений, чтобы убедиться, что схема по-прежнему соответствует ее проектным требованиям. Как показано в , Таблица 2 , дальнейшие корректировки не требуются, потому что наш выбор R TOFF и индуктивности оказывает минимальное влияние на рабочую точку схемы.Таблица 2. Проверка фактических значений компонентов
| Рассчитайте t OFF и частоту, используя выбранное значение R TOFF . | R TOFF | т ВЫКЛ | Частота |
| 68кОм | 688нс | 488.8 кГц |
| Рассчитайте LIR и I PEAK , используя выбранное значение L. | л | LIR | I ПИК |
| 15 мкГн | 30,3% | 576 мА |
Размещение компонентов
При размещении печатной платы для этого примера вы должны сначала разместить ИС преобразователя постоянного тока (например, MAX1742), катушку индуктивности, а также входные и выходные конденсаторы. Затем переместите эти компоненты так, чтобы входной конденсатор был ближе к входным контактам MAX1742; индуктор находится рядом с выводом LX микросхемы; а выходной конденсатор расположен близко к катушке индуктивности и заземляющим контактам ИС.Оптимизация всех положений этих компонентов может потребовать компромиссов в зависимости от расположения выводов ИС. В ИС преобразователя постоянного тока в постоянный ток компании Maxim расположение выводов тщательно выбирается с учетом характеристик схемы и простоты компоновки печатной платы.Наиболее важным узлом в большинстве случаев является общая земля между входными и выходными конденсаторами и выводом заземления ИС. Эти три основания должны располагаться очень близко, обычно в пределах 10 мм друг от друга (, рис. 2a, и , 2b, ). Во время цикла зарядки (рис. 2а) ток течет от входного конденсатора через переключатель верхнего плеча, катушку индуктивности, выходной конденсатор, через заземляющую поверхность и обратно во входной конденсатор.Во время цикла разряда (рис. 2b) ток продолжает течь через катушку индуктивности, выходной конденсатор, через пластину заземления, обратно через контакт заземления ИС, через переключатель низкого уровня и обратно в катушку индуктивности.
Рис. 2. На этих схемах показаны пути тока во время циклов зарядки (а) и разрядки (b) понижающего преобразователя постоянного тока.
Поскольку этот циркулирующий ток может мешать работе других цепей, длина его пути должна быть короткой (короткие пути также способствуют стабильной работе и эффективности).Слишком долго длина пробега в первом участке (при любом цикле) может поставить под угрозу ссылки цепи посмотреть другие элементы схемы. Это состояние также может привести к плохому регулированию, чрезмерной пульсации на выходе и даже нестабильности. Размещение заземления входного конденсатора, заземления выходного конденсатора и заземления ИС рядом друг с другом сводит к минимуму эти нежелательные эффекты.
Еще одно важное соображение при заземлении токоведущих компонентов — использование нескольких параллельных переходных отверстий на печатной плате, если земля находится на другом слое печатной платы.Это особенно важно для конденсаторов входного и выходного фильтра. Одиночное переходное отверстие часто увеличивает сопротивление и индуктивность последовательно с конденсатором, снижая его эффективность.
Заземление
После размещения компонентов в соответствии с вышеуказанными критериями, общая земля соединяется либо широкими дорожками, либо многоугольником из сплошной меди. Используйте как можно больше меди, чтобы создать путь с низким сопротивлением между элементами.Местное отделение
Типичная прикладная схема для многих ИС преобразователей постоянного тока указывает несколько символов для заземления — это отличный намек на то, как выполнить успешную компоновку схемы.Один из различных символов часто указывает на местную заземляющую поверхность и обычно называется SGND или AGND. Элементы, которые подключаются к локальной заземляющей пластине, могут включать в себя опорные шунтирующие конденсаторы, резисторы-делители и резисторы, которые задают рабочие точки (например, резистор R TOFF в примере), но не должны включать в себя сильноточные заземления, такие как заземления от переключать полевые МОП-транзисторы.Локальная заземляющая пластина представляет собой сплошной медный многоугольник, который лучше всего привязан к заземляющей пластине питания в точке только в одной точке , обычно это вывод PGND.Местные заземляющие поверхности предотвращают попадание коммутационных токов на низкошумную местную заземляющую пластину. Эти коммутируемые токи часто превышают 10 А.
Наземный самолет
Поскольку многие системы полагаются на отдельную пластину заземления для всех компонентов на печатной плате, часто возникает соблазн использовать для этой цели пластину заземления секции преобразователя постоянного тока. Этого искушения следует избегать. Коммутационные токи, упомянутые выше, могут вызывать сбои заземления по всей плате, вызывать чрезмерные электромагнитные помехи, вызывать недопустимые логические состояния, повышать уровень шума и вызывать нестабильность.Правильный интерфейс между схемой преобразователя постоянного тока в постоянный и заземляющей пластиной представляет собой одиночное переходное отверстие (или небольшую группу из нескольких переходных отверстий), ведущее от литого медного заземления питания к скрытой заземляющей пластине.Маршрутизация сигналов
После завершения первоначальной компоновки заземления выполните необходимые соединения для первых четырех критических компонентов, а затем разместите и разведите остальные компоненты. Полезный подход состоит в том, чтобы направить все некритические сигналы на заднюю сторону печатной платы с небольшими переходными отверстиями, оставив при этом верхнюю сторону платы для разводки критических сильноточных трасс.При прокладке трасс на печатных платах, не связанных с питанием, учитывайте компоненты постоянного и переменного тока сигнала. Помните, что каждая дорожка представляет собой резистор и катушку индуктивности, а также может иметь емкостную связь с другими дорожками. Использование каждого сигнала в схеме определяет оптимальную ширину и длину трассы. Для высокоскоростных и сильноточных сигналов требуются короткие и широкие трассы. Более длинные и тонкие дорожки приемлемы для менее важных сигналов, таких как низкоскоростная логика. Направляйте высокоскоростные коммутационные узлы подальше от чувствительных аналоговых областей, таких как компенсационная сеть и узел обратной связи.Также старайтесь, чтобы цепи компенсации и обратной связи были как можно меньше, чтобы предотвратить наводку шума. Если имеется, обратитесь к руководству по компоновке и заземлению на компоновке печатной платы комплекта электромобиля для получения дополнительной помощи.
Проверка
После завершения преобразователя и сборки прототипов плат необходимо проверить общую конструкцию на соответствие исходным критериям. Если дизайн был реализован с вниманием к обсуждаемым вопросам, шансы на первоначальный успех велики. Но даже добросовестный дизайн может потребовать «доработки».«При внесении изменений проверьте с помощью расчетов или моделей, чтобы убедиться, что некоторые другие важные характеристики не нарушаются. Например, вы можете определить, что пульсации на выходе допустимы при меньшей емкости выходного фильтра, но такое изменение также может повлиять на стабильность.Эффективность
Эффективность часто является ключевым параметром производительности преобразователя постоянного тока в постоянный, особенно для устройств, работающих от батареи, и особенно для источников питания в портативных компьютерах и небольшом портативном оборудовании.Эффективность блока питания ноутбука напрямую влияет на срок службы батареи, но также влияет на рассеиваемую мощность; это должно быть согласовано с ограничениями теплоотвода. Обратите внимание, что преобразователь постоянного тока в постоянный, вырабатывающий 50 Вт при КПД 85%, по-прежнему рассеивает 8,8 Вт тепла внутри корпуса.В портативных компьютерах эффективность важна в широком диапазоне условий эксплуатации. Примеры включают разряженную батарею, полную батарею и зарядку батареи как в режиме ожидания, так и в рабочем состоянии. В других приложениях критические точки эффективности зависят от того, как используется устройство.Эффективность малой нагрузки и рабочий ток в режиме покоя могут быть наиболее важными для небольших портативных устройств, таких как персональный глюкометр, в то время как эффективность при полной нагрузке и тепловыделение наиболее важны для сетевого оборудования.
Регулирование нагрузки
Способность преобразователя оставаться в пределах указанного допуска выходного напряжения независимо от нагрузки называется регулированием нагрузки. Это применимо к DC, но также включает быстрые переходные процессы, такие как те, которые встречаются в высокоскоростных процессорах. Вы должны убедиться, что выходное напряжение остается в пределах спецификации при нагрузке токами от нуля до максимума.Убедитесь, что выходное напряжение не ниже минимального значения, когда нагрузка быстро изменяется с минимума на максимум. Убедитесь, что он не превышает максимальное значение, когда ток нагрузки падает с максимального до минимального. Обратите внимание, что характеристики регулирования линии и нагрузки, указанные в большинстве таблиц электрических характеристик, измерены при постоянном токе, тогда как переходные характеристики обычно показаны на типичных рабочих кривых. Для получения дополнительной информации см. Примечания по применению 752, «Создание быстрых переходных процессов нагрузки» и 3453, «Тестирование источника питания на переходные процессы в линии и нагрузке».«Постановление о
Способность источника питания поддерживать регулирование выходного напряжения с изменяющимся входным напряжением называется линейным регулированием. Опять же, его следует проверять как при постоянном токе, так и при быстром переходном процессе переменного тока. Переходный процесс возникает, когда переносной компьютер переключается с источника питания адаптера переменного тока на внутреннюю батарею и обратно. В некоторых системах изменение напряжения может достигать 10 В. Убедитесь, что выходное напряжение остается в пределах спецификации, когда входное напряжение изменяется с минимального на максимальное.Убедитесь, что ступенчатые изменения входного напряжения не вызывают пиков или провалов выходного напряжения, превышающих спецификации выходного напряжения.Температурная чувствительность
Может быть удобно оценить систему на лабораторном стенде и оценить ее готовность к применению, но необходимо проверить еще одно критическое условие: производительность в наихудшем диапазоне рабочих температур. Характеристики по электрическим критериям, указанным выше, следует измерять при самых высоких и самых низких температурах, с которыми система может столкнуться во время работы.Следите за параметрами, которые резко меняются, а также за теми, которые приближаются к верхним или нижним пределам по температуре.Лучший способ оценить перегрев системы — это использовать климатическую камеру. Камера позволяет проводить эксперименты с компьютерным управлением в широком диапазоне температур с точностью до 1 ° C или выше. В случаях, когда камера невозможна, вы все равно можете получить представление о характеристиках перегрева с помощью менее сложного оборудования. Обычные тепловые пушки и даже фены полезны для нагрева контура во время тестирования.Чтобы охладить контур намного ниже температуры окружающей среды, опрыскайте его холодным аэрозолем сжатого инертного газа (предлагается во многих технических каталогах). При охлаждении компонентов избегайте конденсации. Если конденсация все же происходит, имейте в виду, что колебания цепи могут быть вызваны влажностью на печатной плате, а не чувствительностью цепи к температуре.
Заключение
Проектирование источников питания постоянного и постоянного тока не является ни ракетной наукой, ни общеизвестностью. Список характеристик, которые необходимо учитывать в успешном дизайне, может показаться сложным, но методический подход может привести к созданию рабочей схемы с минимальной итерацией.Применяя принципы, изложенные в этой статье, вы можете устранить большинство типичных ошибок при первом проектировании.Maxim предлагает комплекты электромобилей для большинства своих преобразователей постоянного тока в постоянный. Бесплатное средство моделирования EE-Sim от Maxim также можно использовать для более надежных схем электропитания, и оно доступно для растущего числа устройств электропитания.
Общие сведения о преобразователе / инверторе RV | Coach-Net
Без правильно работающего преобразователя мощности бытовые электроприборы и электрические приборы не будут работать. Преобразователь обеспечивает правильное распределение мощности по жилому дому, 12 В подается в системы постоянного тока, когда жилой автомобиль подключен к береговому источнику питания или работает от генератора, а домашние аккумуляторы остаются заряженными.Это одно из тех устройств «вне поля зрения, вне поля зрения». Однако альтернативой преобразователю является инвертор. В этой статье сравниваются функции преобразователя и инвертора. Хотя существует множество различных типов и размеров инверторов, мы остановимся на более крупных, стационарных типах, которые также включают зарядное устройство для аккумуляторов.
Независимо от того, являются ли преобразователи автономными или модульными, все они выполняют одни и те же три основные функции. Во-первых, устройство преобразует часть входящей мощности 120 В переменного тока в 12 В постоянного тока для домашней системы, когда жилой домик подключен к береговому источнику питания или генератору.Это предотвращает разрядку домашних аккумуляторов, когда на автофургон подается напряжение 120 В, и это функция, в честь которой назван преобразователь. Инвертор делает обратное и подключается непосредственно к батареям RV, чтобы инвертировать (и выпрямить) 12 В постоянного тока, создавая на выходе 120 В переменного тока. В отличие от преобразователя, инвертор создает мощность переменного тока без необходимости в береговом питании или генераторе.
Преобразователитакже позволяют распределять мощность по различным цепям переменного и постоянного тока в жилом доме. Эта система распределения энергии принимает основную мощность, поступающую от береговой линии или генератора, и распределяет ее по разным ответвленным цепям через отдельные выключатели.Для различных домашних систем на 12 В имеется отдельная панель с предохранителями. Инверторы не имеют встроенной системы распределения, поэтому требуется установка отдельных панелей предохранителей и блоков выключателей. Если вы обнаружите, что в вашем доме на колесах отсутствует источник переменного или постоянного тока, рекомендуется сначала проверить автоматические выключатели и предохранители.
Наконец, как преобразователи, так и инверторы / зарядные устройства поддерживают зарядку домашних аккумуляторов всякий раз, когда жилой домик подключен к береговому источнику питания или работает генератор. Следует отметить, что, хотя преобразователи включают в себя функцию зарядки аккумулятора, доступный зарядный ток часто бывает довольно низким.Это означает, что эти преобразователи не могут должным образом заряжать домашние аккумуляторы с низким уровнем заряда. Для этого требуются автономные зарядные устройства большой мощности. Инверторы / зарядные устройства обычно имеют гораздо более высокую способность зарядки аккумуляторов, часто до 100 А, и заряжают аккумуляторы, просто меняя процесс инверсии, когда RV подключен к розетке.
Самое важное, что нужно знать при работе с инвертором, — это мощность. Поскольку инвертор должен производить в десять раз больше напряжения при преобразовании с 12 В на 120 В, он также потребляет в десять раз больше тока от батарей.Например, если вы смотрите телевизор, который требует 5 А переменного тока, инвертор потребляет 50 А от батарей.
Хотя настоятельно рекомендуется установить инвертор в вашем доме на колесах, есть несколько вещей, которые следует учитывать. Во-первых, из-за требуемой большой токовой нагрузки инверторы не могут питать большие приборы, такие как кондиционеры, так как батареи быстро разряжаются. Для этого по-прежнему требуются генераторы или береговая энергия. Во-вторых, приобретите инвертор с чистой синусоидой, так как обычные инверторы вырабатывают прямоугольную волну, которая может легко повредить чувствительную электронику.Наконец, неплохо было бы включить солнечную батарею в инверторную систему. Это обеспечивает некоторое восстановление напряжения батареи во время сухого кемпинга.
Об авторе:
Coach-Net рад приветствовать Стива Фрозе в нашей команде писателей. Стив, заядлый владелец автодомов, путешественник и участник Coach-Net с 2013 года, является руководителем «Слова к мудрым техническим коммуникациям», опубликованным автором автодомов, сертифицированным техником автодомов и лицензированным профессиональным инженером.Он часто сотрудничает с «Доктором Р.В.» Гэри Бунзером, а также работал с RVIA / RVDA в качестве технического писателя и консультанта по обучению. По профессии он работает инженером по качеству и музыкантом. Следите за другими работами Стива в будущих публикациях Coach-Net.
* Изображения в основном содержании были предоставлены и использованы с разрешения автора.
Поделиться с друзьями:
Нравится:
Нравится Загрузка …
СвязанныеРуководство по источникам питания постоянного и постоянного тока для SFFPC
ЧТО ТАКОЕ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ DC-DC?Блок питания DC-DC — это небольшая печатная плата, которая устанавливается внутри вашего ПК вместо обычного блока питания ATX или SFX, используемого для питания вашей системы.
ПРЕИМУЩЕСТВА DC-DC
Основным преимуществом блоков питания DC-DC является их небольшой размер, что позволяет создавать более компактные и экономичные системы.
В качестве альтернативы для охлаждения можно выделить больше места в вашей системе, чем с блоком питания SFX для более мощной или более тихой системы на том же пространстве.
Другие преимущества включают бесшумную (безвентиляторную) работу самого источника питания, а также более высокую энергоэффективность.
КАК РАБОТАЮТ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ?
Типичный блок питания SFX или ATX принимает электрический ток переменного тока из сетевой розетки в доме и преобразует его в постоянный ток.Один и тот же источник питания затем разделяет этот постоянный ток на различные напряжения, необходимые для всех различных компонентов вашего ПК, это одна из причин, по которой источники питания имеют несколько выходных кабелей, каждый из которых передает различное напряжение на разные компоненты (материнская плата, жесткие диски). , видеокарта и т. д.).
КАК РАБОТАЕТ БП DC-DC?
Установка DC-DC разделяет задачу источника питания на 2 отдельных компонента: адаптер AC-DC и распределитель DC-DC, примеры которых можно увидеть ниже:
1.ПЕРЕХОДНИК AC-DC
Адаптер переменного тока в постоянный, иногда называемый «адаптером питания» или «блоком питания», представляет собой прямоугольный блок, который вы обычно найдете в комплекте с ноутбуком или другим подобным электронным оборудованием.
Он берет питание от сетевой розетки и преобразует его в постоянный ток (обычно 12 В или 19 В), который затем передается на распределитель постоянного и переменного тока внутри ПК / ноутбука.
2. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ DC-DC
Обычно называемая «PicoPSU», это небольшая плата, которая устанавливается внутри вашей системы, они часто выглядят как прямоугольные печатные платы с конденсаторами на них.
Задача распределителя DC-DC — разделить постоянный ток, подаваемый адаптером, на различные напряжения, необходимые для вашей системы. У них часто бывает несколько разных кабелей с различными разъемами, пример можно увидеть ниже:
ВИДЫ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ DC-DC
Существует 2 основных типа блоков питания DC-DC, которые устанавливаются внутри вашего компьютера, они оба предлагают одну и ту же функцию (для распределения питания между вашими компонентами), но монтируются по-разному.
1. ПРЯМАЯ ВИЛКА
Обычно называемый «PicoPSU», это тип, который подключается непосредственно к 24-контактному разъему питания ATX материнской платы. Этот тип имеет огромное преимущество в экономии места, а также гораздо более простую прокладку кабелей.
Вот пример PicoPSU:
PicoPSU — это торговая марка, есть также несколько других распространенных брендов, которые также предлагают аналогичные блоки в стиле «прямого подключения». Список самых популярных брендов и моделей можно найти ниже, включая несколько ссылок, где можно купить.
G-Unique
Акаса
Реалан
HDPLEX
КМПКТ
Обычно для их питания требуется вход постоянного тока 12 В, некоторые модели — 19 В.
2. ШАССИ НА УСТАНОВКЕ
Этот тип обычно имеет длинную и тонкую форму, для них требуются точки крепления внутри корпуса, которые совпадают с монтажными отверстиями на плате питания.
Большинство из этих типов имеют расстояние между отверстиями 144 мм, но некоторые модели отличаются.Платы такого типа производят много разных компаний, часто они идут в комплекте с корпусами мини-ПК, привезенными с Дальнего Востока. Некоторые популярные бренды включают:
Реалан
RGEEK
РАЗЪЕМЫ
Часто упускается из виду, что блоки питания постоянного тока — это входные / выходные разъемы питания, которые соединяют адаптер переменного тока и блок питания постоянного тока. Разные марки и модели имеют разные типы разъемов, которые могут различаться по размеру и форме. Если вы покупаете адаптер переменного тока и блок питания постоянного тока по отдельности, вам необходимо убедиться, что у них используются совместимые разъемы.
Типичные штекерные и розеточные разъемы питания «цилиндрического типа»:
НАПРЯЖЕНИЕ
Важной частью планирования настройки DC-DC является выходное напряжение адаптера переменного тока и входное напряжение блока питания DC-DC. Рабочее напряжение этих двух частей должно совпадать, чтобы они могли работать вместе. Два наиболее распространенных напряжения — 12 В и 19 В.
Если вам неудобно выбирать адаптер переменного тока и блок питания постоянного тока, которые совместимы друг с другом, самое простое решение — найти поставщика, который будет продавать их вместе в комплекте.
МОЩНОСТЬ
Как и стандартные блоки питания, блоки питания DC-DC бывают различной номинальной мощности (мощности), это относится как к адаптеру переменного тока, так и к распределителю постоянного-постоянного тока. Чем выше номинальная мощность ваших компонентов DC-DC, тем более мощную систему вы можете построить.
Если мощность не указана в названии или описании продукта, ее можно вычислить, умножив амперы на вольты. Например, адаптер переменного тока на 12 В и 10 А имеет номинальную мощность 120 Вт (12 x 10 = 120).
СКОЛЬКО ВОДЫ МНЕ НУЖНО?
Требуемая мощность для питания вашей системы часто ниже, чем вы думаете, особенно когда речь идет о системах с малым форм-фактором и ограничивается тем, что вы можете установить.
Блоки питанияDC-DC могут иметь мощность от 60 Вт до 400 Вт, более высокая мощность обычно означает более высокую цену. Если ваша система, например, потребляет всего 50 Вт, тогда будет достаточно блока питания DC-DC мощностью 60 Вт, вам не нужно тратить больше на блок питания с более высокой номинальной мощностью, если вам не нужен дополнительный запас для будущих обновлений.
Высококачественные блоки питания постоянного и переменного тока, такие как модели PicoPSU и HDPLEX, могут безопасно превышать номинальную мощность на короткие периоды времени, чтобы справиться с резкими скачками энергопотребления.
РАСЧЕТ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ
TDP (расчетная тепловая мощность) — это средняя тепловая мощность в ваттах, которую создает компонент. Этот показатель можно использовать для оценки энергопотребления компонента при стандартных скоростях / настройках. Общая потребляемая мощность системы может быть рассчитана путем сложения показателей TDP ЦП и графического процессора, вам также потребуется около 20 Вт для материнской платы, ОЗУ и накопителей.
Например: APU Ryzen 2400G имеет TDP 65 Вт, добавьте 20 Вт для материнской платы, хранилища и ОЗУ, и у вас есть расчетное энергопотребление системы около 85 Вт при стандартных настройках. Поэтому для этого будет достаточно блока питания DC-DC мощностью 120 Вт и адаптера переменного тока на 120 Вт с небольшим запасом для небольшого разгона.
Другой пример — соединение Intel i3-7100 (51 Вт TDP) с видеокартой GTX 1050Ti (75 Вт TDP) для получения общей потребляемой мощности системы примерно 150 Вт.Для этого уровня системы вы можете выбрать источник питания постоянного и постоянного тока мощностью 160 Вт.
HDPLEX
Как только вы начнете переходить на территорию высокопроизводительных процессоров и видеокарт, энергопотребление вашей системы резко возрастет. Есть несколько компаний, которые производят источники питания постоянного и постоянного тока высокой мощности для систем более высокого уровня. HDPLEX — одна из них, быстро становящаяся тем, что сообщества выбирают высокую мощность, требующую компактного источника питания постоянного и постоянного тока.
HDPLEX 400 Вт HiFi DC-ATX
HiFi DC-ATX мощностью 400 Вт — это высококачественная плата 19V DC-DC, устанавливаемая на шасси. Его выходная мощность 400 Вт позволяет с комфортом подключать высокопроизводительные процессоры, такие как Intel i7-8700k, и графические процессоры высшего уровня, такие как GTX 1080.
Ниже приведен пример системы, использующей HDPLEX 400w DC-ATX внутри игрового корпуса Lazer3D LZ7. Компактный блок питания HDPLEX открывает больше места для охлаждения, чем, например, при использовании блока питания SFX:
HDPLEX И АДАПТЕРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
HDPLEX HiFi DC-ATX принимает постоянный ток 19 В, а адаптеры переменного тока Dell 19 В хорошо подходят для устройств HDPLEX.Они также имеют одинаковый стиль разъема питания для простой совместимости с подключением и игрой. Ниже представлены HDPLEX DC-ATX и адаптер переменного тока Dell 19 В 330 Вт:
ВНУТРЕННИЙ ПЕРЕХОДНИК AC-DC HDPLEX
HDPLEX также предлагает внутренний адаптер переменного тока в постоянный, который можно использовать вместо внешнего адаптера переменного тока (блок питания), это позволяет вам построить так называемую «безбирочную» систему, т. Е. Кабель питания напрямую от розетки. в ваш корпус, как это было бы со стандартным блоком питания SFX или ATX.
HDPLEX имеют мощность 80 Вт, 160 Вт и скоро будет выпущена модель мощностью 400 Вт (показана ниже):
Однако вам необходимо найти место в вашем чемодане как для адаптера переменного / постоянного тока, так и для платы постоянного тока, что может быть непросто. Пример такого типа установки можно увидеть ниже, оба показаны внутри низкопрофильного корпуса Lazer3D HT5:
HDPLEX Direct Plug 160 Вт NanoATX
HDPLEX также предлагает высококачественный источник питания DC-ATX Nano мощностью 160 Вт с прямым подключением, который отлично подходит для систем низкого и среднего уровня с процессорами TDP 65 Вт и графическими картами с питанием от PCIe, такими как GTX 1050Ti:
LAZER3D CASES & DC-DC PSU
Для получения более подробной информации об использовании источников питания постоянного и постоянного тока с продуктами Lazer3D щелкните соответствующие ссылки ниже:
Lazer3D LZ7 DC-DC РУКОВОДСТВО
Lazer3D HT5 DC-DC РУКОВОДСТВО
Источник питания для работы в экстремальных условиях SCP-X SCP-X — это надежный блок питания, предназначенный для использования в экстремальных условиях.Металлический корпус снижает затраты за счет исключения отдельных корпусов, а быстросменные разъемы упрощают подключение устройств распределенного ввода / вывода на промышленном оборудовании. Эта модель обеспечивает выход 24 В постоянного тока с ограниченной мощностью, чтобы соответствовать требованиям класса 2. Узнайте о блоках питания Sola / Hevi-Duty SCP-X Extreme | |||
Блок питания серии SDN-P для DIN-рейки Источники питания SDN для DIN-рейки обеспечивают лучшую в отрасли производительность.Устойчивость к провисаниям, подавление переходных процессов и устойчивость к шуму — серия SDN обеспечивает совместимость в сложных приложениях. Коррекция коэффициента мощности в соответствии с европейскими директивами, сертификаты для использования в опасных зонах и дополнительные резервные аксессуары позволяют использовать серию SDN в самых разных приложениях. Узнайте о блоках питания серии Sola / Hevi-Duty SDN-P | |||
Блок питания серии SDN-C на DIN-рейку Источники питания для DIN-рейки SDN-C представляют собой следующее поколение популярной серии SDN.Эти модели сочетают в себе высокую эффективность и компактный размер с новыми светодиодами визуальной диагностики, чтобы обеспечить максимальную производительность, доступную от Sola / Hevi-Duty. Основные промышленные функции, такие как устойчивость к провисанию, коррекция коэффициента мощности и универсальный вход напряжения, были сохранены в этой серии. Узнайте о серии DIN-рейки Sola / Hevi-Duty SDN-C | |||
SDN DeviceNet серии Как член Open DeviceNet Vendors Association (ODVA), Sola / Hevi-Duty разработала два источника питания специально для приложений DeviceNet.Модели Sola SDN DeviceNetTM соответствуют спецификациям ODVA для источников питания с тонкими или толстыми кабелями. Узнайте о Sola / Hevi-Duty SDN DeviceNet Series | |||
Опции с резервированием серии SDN Стандартные опции серии SDN позволяют работать в широком спектре приложений. С добавлением внешнего модуля резервирования SDN также может использоваться для работы с истинным резервированием, включая конфигурации 2N и N + x. Узнайте о вариантах резервирования серии Sola / Hevi-Duty SDN | |||
SDP DIN-рейка малой мощности, серия Компактные и легкие блоки питания для DIN-рейки имеют выходное напряжение от 5 до 48 В постоянного тока и номинальную мощность до 100 Вт. Эти очень маленькие и эффективные агрегаты разработаны специально для промышленных предприятий. Каждый блок рассчитан на диапазон от -10 ° C до 70 ° C, без снижения номинальных значений до 60 ° C. Узнайте о Sola / Hevi-Duty SDP Low Power DIN RAIL Series | |||
SCP 30 Вт: одинарная / двойная / тройная серия Эти переключатели представляют собой компактные и надежные источники питания, предназначенные для питания многих ваших промышленных управляющих и контрольно-измерительных приборов и оборудования, с высокой надежностью и точным регулированием в самых сложных производственных условиях во всем мире. Узнайте о Sola / Hevi-Duty SCP серии 30 Вт | |||
SCL, 4- и 10-ваттные линейные элементы CE Инкапсулированные линейные модули Sola мощностью 4 и 10 Вт доступны с двойными и тройными выходами для приложений с чувствительной электроникой и аналоговыми схемами. Прочный герметичный корпус с винтовыми клеммами и зажимами для DIN-рейки упрощает установку и обслуживание.Эти модули питания с низким уровнем шума могут устанавливаться на DIN-рейку или шасси. Узнайте о линейных устройствах Sola / Hevi-Duty SC 4 и 10 Вт CE | |||
SCD инкапсулированный — промышленный DC to DC Эти компактные и надежные преобразователи постоянного тока в постоянный представляют собой источники питания, предназначенные для питания промышленных контрольно-измерительных приборов и оборудования, где питание переменного тока неудобно или недоступно.Обладая высокой надежностью и широким диапазоном входных сигналов, эти устройства могут работать в самых сложных производственных условиях по всему миру. «Удобство для пользователя» относится к этим уникальным источникам питания, которые легко устанавливаются на DIN-рейку и на шасси. Узнайте о инкапсулированных преобразователях Sola / Hevi-Duty SCD | |||
Серия SFL, блоки питания 75-600 Вт Серия SFL — это серия импульсных источников питания для DIN-рейки, которая дополняет продукты Sola SDN с большим входным напряжением, выходным напряжением и уровнями мощности, чтобы предоставить еще более широкий спектр промышленных решений для питания постоянного тока.Эти продукты доступны с выходом 12, 24 и 48 В постоянного тока и входом 115/230 В переменного тока. Они оснащены вставными винтовыми разъемами (ответные разъемы входят в комплект поставки каждой коробки), что упрощает установку и обслуживание. Продукты имеют соединение с DIN-рейкой, индикаторы постоянного тока на передней панели, легкодоступные разъемы переменного и постоянного тока. Узнайте о блоках питания серии Sola / Hevi-Duty SFL | |||
Серия Silver Line — Линейные индикаторы с одним / несколькими выходами Серия Silver Line соответствует принятым в отрасли требованиям к линейным источникам питания с открытой рамой.Sola улучшает эту конструкцию, предлагая стандартные винтовые клеммы и дополнительные крышки из соображений безопасности. Узнайте о линейных приборах серии Sola / Hevi-Duty Silver Line | |||
Медная линия серии Серия Copper Line предлагает регулировку выходного напряжения и тока в полном диапазоне, а также параллельную работу для увеличения выходной мощности.Идеально подходит для испытательного оборудования, производственных тестовых приложений и тестирования автомобильной продукции. Узнайте о серии Sola / Hevi-Duty Copper Lines | |||
Коммутаторы OEM серии GL Эти компактные, низкопрофильные импульсные блоки питания переменного / постоянного тока предлагают универсальное входное напряжение без переключателей или перемычек, что идеально подходит для крупных приложений по всему миру.От 40 до 110 ватт — это конструкция печатной платы с штыревыми и гнездовыми соединениями, модели на 200 ватт снабжены внутренним бесщеточным вентилятором постоянного тока и винтовыми клеммами. Узнайте о OEM-коммутаторах Sola / Hevi-Duty серии GL | |||
Модульный источник питания для тяжелых условий эксплуатации серии SHP Эти высокомощные модульные источники питания от 1500 до 2000 Вт могут иметь до 12 независимых выходов.Модульная конструкция позволяет легко настроить эти блоки для нестандартных комбинаций напряжения и мощности. Все блоки имеют входы с коррекцией коэффициента мощности, установленный на торце вентилятор для охлаждения и различные встроенные сигналы и средства управления. Высокая надежность и гибкая конструкция делают их отличным выбором для управления технологическими процессами и производства полупроводников. Узнайте о блоках питания серии Sola / Hevi-Duty SHP | |||
Серия SMP — сверхтонкий модульный блок питания | |||
Устранение проблем с заземлением с помощью импульсных источников питания
Сегодня 80% всех устройств ввода / вывода в приложениях автоматизации получают питание 24 В постоянного тока.Второе по популярности напряжение — 120 В переменного тока, которое используется на 15% всех входов / выходов. За последнее десятилетие в отрасли наблюдался переход развития источников питания от линейно регулируемых конструкций к схемам с переключаемым режимом (нелинейным), и соответствующие требования к установке и заземлению импульсных источников питания заслуживают рассмотрения.
Сегодняшние мощные приводы и инверторы теперь используют свои 3-фазные источники питания с новым типом импульсного источника питания — 3-фазным источником питания ( «Основы 3-фазного источника питания», ниже) .Это устройство, предназначенное для приема трехфазного питания 480 В переменного тока, изолирует и понижает напряжение до 24 В постоянного тока для использования с большинством датчиков, исполнительных механизмов и контроллеров в производственном цехе.
Итак, давайте обсудим требования к заземлению для импульсных источников питания и предложим рекомендации по подключению, которые улучшают доступность и уменьшают проблемы, связанные с замыканиями на землю, гармоническими искажениями и другими электрическими помехами.
Заземление. В трехфазных приложениях с напряжением 480 В большие инверторы, приводы и двигатели могут создавать значительные искажения и помехи в линиях электропередач.Использование единой системы заземления может вызвать нежелательные проблемы. В зависимости от приложения вы можете выбрать одну точку заземления, которая связывает все напряжения переменного и постоянного тока вместе, или отдельные заземления для напряжений переменного и постоянного тока. При создании общего заземления вы обычно соединяете землю входящего переменного напряжения с отрицательной стороной постоянного напряжения.
Конечно, это общее заземление нарушает изоляцию между переменным током и регулируемым постоянным током и в конечном итоге сводит на нет необходимость в разделительном трансформаторе.Поскольку источник питания с трансформаторной изоляцией обеспечивает одинарную, а иногда даже двойную изоляцию, подход с общей землей вызывает дальнейшие сомнения.
Используя правильную компоновку схемы и компоненты с защитой от прикосновения, вы можете создать изолирующие границы между различными напряжениями. Эти границы поддерживают целостность источника питания и всех устройств, подключенных к его выходу постоянного напряжения. Короче говоря, можно спроектировать безопасную систему с истинной изоляцией между переменным и постоянным током и двумя отдельными системами заземления.
Все блоки питания постоянного тока имеют выходные соединения с плюсом (+) и минусом (-), которые изолированы от входа переменного тока. В цепи постоянного тока возможно общее плюсовое или минусовое соединение с помощью защищенных от прикосновения клеммных колодок на DIN-рейку, которые обеспечивают изоляцию напряжения от самой DIN-рейки. Сохраняя различные напряжения физически и визуально разделенными, необходимость в сохранении общего заземления больше не важна. Физическое расстояние между различными напряжениями исключает возможность создания опасной ситуации, если это не сделано намеренно.
Поскольку 24 В постоянного тока обычно используется для питания реле 24 В постоянного тока, контакторов и датчиков приближения или аналоговых контуров от 4 до 20 мА, вы должны убедиться, что все металлические кожухи и экраны заземлены, если не указано иное. Однако ни в коем случае нельзя подключать заземление переменного тока ни к положительному, ни к отрицательному соединению источника питания 24 В постоянного тока.
Гармоники. К сожалению, высокие частоты переключения, связанные с импульсными источниками питания, вносят гармоники во входящие линии переменного тока.Эти гармоники, которые обычно кратны частотам переключения, создают множество проблем в сетях переменного тока. ( «Букварь по нелинейным нагрузкам и гармоникам», ниже).
Рассмотрим последствия наличия гармоник на общей ветви постоянного тока источника питания. Самая серьезная проблема — это перегрузка нейтрального и заземляющего проводов. В трехфазной четырехпроводной схеме суммарный ток (включая все гармоники) протекает через нейтральный провод, а иногда и через землю.В 310.15 (B) (4) (c) NEC заявляет: «В 4-проводной, 3-фазной схеме звезды, где основная часть нагрузки состоит из нелинейных нагрузок, в нейтральном проводе присутствуют гармонические токи; поэтому нейтральный провод считается проводником с током ». Калибр нейтрали должен в два раза превышать калибр токоведущих проводов, чтобы пропускать максимально возможное количество тройных гармонических токов, которые могут в 1,73 раза превышать ток отдельной фазы. Гармонический ток в заземляющем проводе — еще одна причина, по которой вход переменного тока должен быть отдельным и изолированным от выхода постоянного тока.
Импульсные источники питанияобычно имеют функцию коррекции коэффициента мощности для фильтрации высших гармоник и соответствуют международным стандартам, например, требованиям IEC 61000-3-2.
Более высокие токи заземления. Системы переменного тока с более высоким напряжением вызывают еще большую озабоченность. Коэффициент понижения с 480 В до 24 В составляет 20: 1. В отличие от 120 В переменного тока, где может возникнуть общий ток от 15 А до 20 А, возможный максимальный ток может быть значительно выше из-за других более крупных нагрузок, подключенных к сети питания 480 В переменного тока.Эти более крупные нагрузки могут включать трехфазные двигатели с соответствующими механизмами управления, приводами и инверторами, а также другие устройства, питаемые от 480 В переменного тока.
Представьте себе последствия, когда аналоговые и цифровые управляющие сигналы 24 В постоянного тока используются для тяжелых нагрузок 480 В переменного тока. Опять же, лучшая установка для 3-фазных источников питания 480 В требует отдельных заземлений — одного для переменного тока и одного для постоянного тока.
По мере того, как все больше и больше задач становится автоматизированным, использование и важность 3-фазных источников питания на 480 В переменного тока будет неуклонно расти.Поскольку в следующем десятилетии технология получит все большее признание, системные интеграторы будут обсуждать плюсы и минусы, а также хешрейт по правилам заземления, правильной компоновке и соответствующей изоляции для различных уровней напряжения.
Примечание редактора. Текст этой статьи представляет собой адаптацию статьи, впервые появившейся в июньском выпуске журнала Power Quality за 2002 год. Включенная здесь версия включает расширенную информацию о гармониках, импульсных источниках питания между фазой и нейтралью, стандартах IEEE и новейших технологиях, доступных сегодня в отрасли.
Оффнер — менеджер по отраслевым стандартам в Phoenix Contact в Гаррисбурге, Пенсильвания.
Боковая панель: Основы трехфазного источника питания
Как отмечено на этой схеме типичного источника питания, соединения заземления переменного и постоянного тока изолированы друг от друга.
Большинство источников питания поставляются с разъемом для входа питания переменного тока, который включает соединения линии (L), нейтрали (N) и заземления (E). Соединение E, также называемое заземлением (GND) или защитным заземлением, обычно подключается к раме (в конструкции с открытой рамой) или корпусу (если она закрыта).Преобразование напряжения в источнике питания происходит через понижающий изолирующий трансформатор с соотношением сторон 5: 1, а именно 120: 24. Выходные клеммы постоянного тока становятся изолированными от входа из-за изоляции трансформатора.
Базовая внутренняя компоновка источника питания показана на рис. выше. Обратите внимание, что заземление трансформатора с железным сердечником обычно подключается к входящему напряжению переменного тока. Соответствующее понижающее напряжение, которое является постоянным после двухполупериодного выпрямления, изолируется от входных клемм.
Боковая панель: Введение в нелинейные нагрузки и гармоники
Согласно IEEE 1100-1992, «Рекомендуемая практика IEEE для питания и заземления чувствительного электронного оборудования», нагрузка, мгновенный ток которой является прерывистым или не пропорционален мгновенному напряжению переменного тока, называется «нелинейной нагрузкой». Результатом является наличие гармонических составляющих токов более высокой частоты, накладываемых на номинальный (60 Гц) синусоидальный ток. Все компоненты, сложенные алгебраически, равны фактической измеренной форме волны.
Эти составляющие тока не совпадают по фазе с формой волны напряжения распределения на каждой частоте гармоники. Эти гармонические токи также взаимодействуют с импедансом источника питания и обычно создают искажения напряжения, вызывают резонансы энергосистемы и нагружают компоненты энергосистемы в распределительной системе переменного тока.
IEEE 519-1992, «Рекомендуемые методы и требования IEEE для контроля гармоник в электроэнергетических системах», включает подробное обсуждение возникающих в результате помех и предлагаемых пределов гармонических токов.
В трехфазных цепях тройные гармонические токи нейтрали (3-я, 9-я, 15-я и т. Д.) Суммируются, а не компенсируются, поскольку они кратны трехкратной основной частоте сети и разнесены на 120 электрических градусов. В зависимости от основной частоты тройные гармонические токи каждой фазы находятся в фазе друг с другом и, таким образом, складываются в нейтральную цепь. В наихудших условиях ток нейтрали может в 1,73 раза превышать фазный ток.
электрическая — Как мне приступить к установке жилой цепи постоянного тока 12 В?
Количество устройств постоянного тока в домашних условиях, работающих на различное напряжение от 22 до 5 вольт.Поэтому просто проложить провод 12 В нецелесообразно, потому что вам придется регулировать напряжение вверх или вниз — точно так же, как сейчас с 110/220 Вольт. Вот почему вы не найдете розетки на 12 Вольт.
Но
Можно использовать розетку на 5 Вольт 🙂
ОК- Но при чем тут 12 Вольт?
Все! Вы можете проложить кабель Ethernet для транспортировки 12 Вольт по всему дому, который обычно использует 24AWG. В целях безопасности для текущих расчетов воспользуемся спецификацией 26AWG.
Поиск по AWG
26AWG по стандарту должен выдерживать 0,3 ампера. При напряжении 12 В это не более 3,6 Вт на пару. Если вы решите использовать кабель Ethernet, у вас будет 4 пары, которые вы можете использовать, что даст вам в общей сложности 14,4 Вт на каждый кабель. Этого достаточно для базовых приложений, которым требуется 12 вольт! Но если вы найдете более толстый эфирный кабель, например 22AWG, вы можете увеличить его до 10 Вт на пару.
Затем для каждой розетки вы можете купить преобразователь постоянного тока в постоянный с напряжением 12 В — 5 В (1,50 фунта стерлингов), и ваши разъемы USB будут стандартизированы, а питание будет осуществляться через источник питания 12 В.
Вы спросите, а почему бы просто не запустить 5в прямо от аккумуляторов? По той же причине у вас в розетке 110/220 В. На расстоянии вы теряете мощность, и чем ниже напряжение, тем толще кабель, необходимый для передачи большей мощности. Таким образом, понижающие регуляторы гарантируют почти постоянное напряжение 5 В у источника, в то время как вы можете подавать питание в несколько мест одним и тем же кабелем, гарантируя большую мощность на кабелях с меньшим сердечником.
А вот светодиодные фонари не работают при 5в! — Только на 12в!
Нет они не работают на 5в.Таким образом, единственный способ правильно запустить устройства, требующие 12 вольт в вашем доме, — это НЕ использовать розетку, а навсегда подключить к ней проводку. Точно так же, как подключены ваши светильники на 110/220 В (все это просто масштабирование). Затем вам следует купить провода с правильной цветовой кодировкой и медный кабель с большей жилой, например
.Обычно для потребительской проводки стандарт должен быть
- 220v коричневый / синий (желтый + зеленая земля)
- 110в белый / черный?
- 12Volt красный / черный
- 5Volt желтый / черный
Многие люди прокомментируют, что приведенное выше утверждение неверно.Ну, потребительская проводка — это провода, которые мы получаем от телевизоров, чайников и т. Д., И это то, чему следуют многие страны. Но стандарты различаются от страны к стране, и действительно старые здания до 1950 года в большинстве стран не соответствуют никаким стандартам, если они не были специально перемонтированы.
Затем вы просто проложите изолированный кабель подходящего диаметра прямо к статическому светодиодному освещению, даже в существующих кабелепроводах! Просто убедитесь, что вы все промаркированы цветом, чтобы следующий парень УВИДИЛ разницу.Даже маркировка 12v 110/220 является хорошей практикой, но не обязательной.
а очень хочется 12в на ответ Это обновленная часть благодаря другому ответу
Вы можете купить эти стандартные штекеры на 12 вольт и подключить их напрямую к 12 вольт. Это потребует немного ручной работы, но вы можете купить заглушки, просверлить отверстие нужного размера и вставить их. Но я скажу вам, что. Они определенно уродливы, и я лично бы их избегал.
Безопасность
Хорошая идея сделать распределительный щит точно такой же, как те, что используются для высокого напряжения, и использовать автоматические выключатели.С кабелем cat (26AWG) вы хотите, чтобы ток 0,3 А был безопасным — все остальное зависит от того, какой кабель вы решите использовать.
Но даже самодельный, подобный этому, будет работать очень хорошо и обеспечивать защиту от короткого замыкания и перегрузки по току с легкостью контроля потребления. Вы даже можете запустить 110/220 в эту базу данных и включить аварийное переключение на случай, если ваши батареи разрядятся, чтобы вы могли иметь простой датчик, реле и преобразователь питания на 12 В 2 ~ 5 А.
Помните только одно — если вы используете кислотные батареи, не оставляйте их на бетоне! Всегда кладите их на бревно или на возвышение.Странно то, что кислотные батареи разряжаются при размещении на бетоне / земле и не должны находиться близко к земле. Не уверен насчет сухих ячеек.
Он также выглядит красиво и просто, и в нем используются предохранители автомобильного типа.