Выбираем промышленные источники питания MEAN WELL с креплением на шасси
22 июня 2020
Святослав Зубарев (г. Смоленск)
Компания MEAN WELL выпускает широкий перечень встраиваемых источников питания с креплением на шасси, имеющих, на первый взгляд, схожие характеристики. Статья расскажет о ключевых особенностях выпускаемых семейств и упростит выбор источника питания для промышленного применения.
Компания MEAN WELL (полное название MEAN WELL Enterprises Co. Ltd.) была основана в 1982 году и в настоящее время является одним из лидеров на рынке источников питания. Постоянный рост объемов производства свидетельствует об успешной деятельности компании. За последние несколько лет объемы продаж MEAN WELL выросли более чем в три раза, причем основными покупателями являются страны Европы и Северной Америки.
Номенклатура продуктов компании насчитывает более 10 000 позиций: AC/DC-источники питания, конверторы DC/DC, инверторы DC/AC и другие устройства, производимые на предприятиях в КНР и Тайване. Решения компании характеризуются оптимальным соотношением цена/качество и высокой надежностью, благодаря чему заслужили высокую популярность в своем рыночном сегменте. Все продукты компании MEAN WELL соответствуют требованиям Европейского союза по безопасности и имеют соответствующие сертификаты.
Особенно широко представлена номенклатура AC/DC-источников питания. В частности, это относится ко встраиваемым источникам для промышленного применения. Некоторые потребители, испытывая затруднения при выборе той или иной модели или семейства источника питания, руководствуются только ценой изделия, что не всегда верно. Помимо цены и основополагающих параметров, таких как напряжение, мощность, следует учитывать и наличие или отсутствие схемы коррекции коэффициента мощности(ККМ), эффективность (КПД), диапазон рабочих температур, класс защиты и многое другое.
Источники питания MEAN WELL
Номенклатура компании MEAN WELL содержит в себе семь основных семейств промышленных источников питания с креплением на шасси: RS, LRS, SE, RSP, HRP(G), UHP и HEP. В общем случае данные семейства можно разделить на две категории: источники питания со встроенной схемой коррекции коэффициента мощности и без нее (рисунок 1).
Такое разделение оправдано тем, что при работе импульсного источника питания ток из сети поступает в виде кратковременных импульсов, совпадающих с пиком напряжения на входе. При этом в сети возникают высшие гармоники тока (реактивная составляющая) и искажается форма напряжения сети, что может отрицательно повлиять на работу других подключенных устройств. Задача корректора мощности состоит в том, чтобы ток на входе источника питания имел синусоидальную форму и совпадал по фазе с входным напряжением (рисунок 2).
Существуют определенные регламенты, ограничивающие уровень искажений, допустимый в сетях переменного тока. В Европе эти правила объединены в стандарт EN61000-3-2, которому соответствует российский ГОСТ 30804.3.2-2013 «Совместимость технических средств электромагнитная». Данный стандарт в настоящее время принят на международном уровне.
Однако, несмотря на положительное влияние схемы ККМ в импульсном источнике питания, в некоторых случаях ею выгоднее пренебречь в угоду другим параметрам, например, стоимости конечного устройства.
Наличие или отсутствие ККМ – далеко не единственное различие у приведенных выше семейств источников питания. В таблице 1 приведены сравнительные характеристики семейств встраиваемых источников питания от MEAN WELL с креплением на шасси.
Таблица 1. Сравнительные характеристики семейств AC/DC-источников питания MEAN WELL с креплением на шасси
Семейство | Серия | Uвх, В AC | Pвых, ном., Вт | Uвых, ном., В | Коррекция коэффициента мощности | КПД, ном., % | Траб, °С |
---|---|---|---|---|---|---|---|
RS | RS-15, RS-25, RS-35, RS-50, RS-75, RS-100, RS-150 | 85…264 | 15, 25, 35, 50, 75, 100, 150 | 3,3; 5; 12; 15; 24; 48 | Нет | 72…89,5 | -25…70 |
LRS | LRS-35, LRS-50, LRS-75, LRS-100, LRS-150, LRS-150F, LRS-200, LRS-350 | 85…264 (LRS-150/200/350 с ручным переключением 115/230) |
35, 50, 75, 100, 150, 200, 350 | 3,3; 5; 12; 15; 24; 36; 48 | Нет | 88…92 | -30…70 |
SE | SE-450, SE-600, SE-1000, SE-1500, | 115/230 (180…264 для SE-1500) |
450, 600, 1000, 1500 | 3,3; 5; 9; 12; 15; 24; 27; 36; 48 | Нет | 74…89 | -20…70 |
RSP | RSP-75, RSP-100, RSP-150, RSP-200, RSP-320, RSP-500, RSP-750, RSP-1000, RSP-1500, RSP-1600, RSP-2000, RSP-2400, RSP-3000, | 90…264 | 75, 100, 150, 200, 320, 500, 750, 1000, 1500, 1600, 2000, 2400, 3000 | 3,3; 5; 7,5; 9; 12; 13,8; 15; 24; 27; 36; 48 | Да, у всех моделей семейства | 75,5…93 | -35…70 |
HRP(G) | HRP-75, HRP-100, HRP-150, HRPG-150, HRP-200, HRPG-200, HRP-300, HRPG-300, HRP-450, HRPG-450, HRP-600, HRPG-600, HRPG-1000 | 90…264 | 75, 100, 150, 200, 300, 450, 600, 1000 | 3,3; 5; 7,5; 12; 15; 24; 36; 48 | Да, у всех моделей семейства | 77…94 | -40…70 |
UHP | UHP-200(R), UHP-200A, UHP-350(R), UHP-500(R), UHP-750, UHP-1000, UHP-1500, UHP-2500 | 90…264 | 200, 350, 500, 750, 1000, 1500, 2500 | 3,3; 4,2; 4,5; 5; 12; 15; 24; 36; 48 | Да, у всех моделей семейства | 88…96 | -30…70 |
HEP | HEP-100, HEP-150, HEP-185, HEP-240, HEP-320, HEP-480, HEP-600, HEP-600C, HEP-1000 | 90…305 | 100, 150, 185, 240, 320, 480, 600, 1000 | 12; 14,4; 15; 18…20; 28,8; 24; 30; 36; 42; 48; 54; 100 | Да, у всех моделей семейства | 90…96 | -55…70 |
Следует отметить, что в таблице 1 показаны только общие характеристики семейств, которые могут претерпевать изменения в зависимости от серии и модели. Чтобы учесть все отличительные нюансы, рассмотрим каждое из семейств более подробно.
Семейство RS
RS является одним из наиболее востребованных семейств источников питания MEAN WELL. Данное семейство давно присутствует на рынке и заслужило популярность благодаря достойному соотношению цены и качества исполнения. Семейство RS включает в себя 7 серий устройств (RS-15…RS-150) с выходной мощностью 15…150 Вт (рисунок 3).
AC/DC-источники питания семейства RS доступны в компактных перфорированных отверстиями алюминиевых корпусах с пассивным (кондуктивным) охлаждением и имеют размеры 62,5x51x28…199x98x38 мм в зависимости мощности устройства. На устройствах присутствует светодиод, отвечающий за индикацию включения, и потенциометр для точной подстройки напряжения на выходе источника питания.
В ИП RS отсутствует схема коррекции коэффициента мощности, что позволяет им поддерживать высокую конкуренцию с точки зрения стоимости. В то же время представители данного семейства имеют встроенную защиту от короткого замыкания (КЗ), перегрузки по току и перенапряжения, способны выдерживать всплески напряжения на входе величиной до 300 В DC на протяжении 5 с, что позволяет снизить риск возникновения повреждений, вызванных нестабильной питающей сетью. Устройства семейства RS используют в своем составе электролитические конденсаторы повышенной надежности с максимальной рабочей температурой 105°С и длительным сроком службы.
КПД AC/DC-ИП семейства RS колеблется в пределах 72…89,5% и зависит от конкретной модели, потребляемая мощность в режиме холостого хода (ХХ) для серий для RS-15…RS-75 составляет не более 0,5 Вт. Источники могут работать диапазоне температур -25…70ºС и выдерживать вибрации с ускорением до 5 g и частотой 10…500 Гц. Устройства семейства RS соответствуют требованиям электромагнитной совместимости (ЭМС) класса B согласно стандартам EN55032 и EN61000-3-2, -3 и имеют трехлетнюю гарантию от производителя.
Источники питания семейства RS широко используются в промышленности, в разного рода ответственных применениях, транспортных системах, системах связи и многих других сферах.
Семейство LRS
Другим популярным семейством ИП MEAN WELL является семейство LRS. Источники питания LRS представлены 8-ю сериями (LRS-35…LRS-350) с мощностью 35…350 Вт (рисунок 4).
ИП LRS доступны в двух вариантах исполнения: с пассивной системой охлаждения (перфорированный алюминиевый корпус с отверстиями) или с блоком активного охлаждения (закрытый металлический корпус с дополнительным вентилятором, серия LRS-350). Размеры корпусов варьируются в зависимости от серии и составляют 99x82x30…215x115x30 мм. Высота корпуса всех моделей семейства (30 мм) соответствует типоразмеру 1U (Unit, Юнит), что позволяет без проблем устанавливать их в коммутационные стойки и шкафы. Для индикации работы устройства на плате источника размещен светодиод, а для подстройки напряжения на выходе предусмотрен специальный потенциометр.
Источники питания LRS имеют КПД 88…92%, потребление энергии в режиме ХХ на уровне 0,2…0,75 Вт, а также обладают устойчивостью к скачкам напряжения на входе до 300 В DC на протяжении до 5 с, сохраняют работоспособность при подъеме на высоту до 5000 м и способны выдерживать вибрации с ускорением до 5 g и частотой 10…500 Гц. Семейство LRS соответствует классу В ЭМС, в соответствии с EN55022, а также стандартам безопасности UL/EN62368-1, EN61558-1, EN61558-2-16, EN60335-1. Рабочая температура источников семейства LRS составляет -30…70ºС, кроме моделей серий LRS-200/350, нижняя граница диапазона для которых равна -25ºС. Источники могут работать при влажности до 90% без образования конденсата.
ИП семейства LRS, так же, как и RS, не имеют встроенной схемы ККМ, но в то же время оборудованы защитой от КЗ, перегрузки по току, перенапряжения (все модели) и перегрева (модели серий LRS-200/350).
Можно сказать, что семейство LRS является дальнейшим развитием рассмотренного выше семейства RS, но в более низком (тонком) корпусе. При разработке этого семейства была предпринята попытка максимального использования преимуществ автоматизированной сборки. Итогом повышения уровня автоматизации стало снижение стоимости устройств по сравнению с моделями семейства RS.
Источники питания LRS имеют 3 года гарантии от производителя и широко используются в устройствах управления производственными процессами, электромеханических системах, серверных решениях, бытовых приборах, офисном оборудовании, системах умного дома, а также в других сферах, где необходимо наличие источника питания с высокой эффективностью и надежностью.
Семейство SE
SE – давно существующее на рынке семейство источников питания, часть его серий с низким значением выходной мощности уже снята с производства. В настоящий момент выпускаются модели в диапазоне 450…1500 Вт – SE-450, SE-600, SE-1000, SE-1500. Данное семейство дополняет нишу недорогих источников питания благодаря высоким значениям выходной мощности и до сих пор востребовано на рынке (рисунок 5), поскольку сейчас выпускаются модели с выходной мощностью, отсутствующей в семействах RS и LRS.
Доступные на рынке AC/DC-источники семейства SE изготавливаются в алюминиевых корпусах закрытого типа с активным охлаждением при помощи вентилятора, который задействуется при нагреве устройства сверх установленной температуры. Размеры корпуса варьируются в зависимости от модели и составляют 225x124x50…278×177,8×63,5 мм. Модели SE-1000 и SE-1500 поддерживают возможность дистанционного управления (включение/выключение и контроль).
Источники SE характеризуются значением КПД на уровне 74…89%, способны работать при температуре окружающей среды -20…70ºС, имеют встроенную защиту от КЗ, перегрузки по току, перенапряжения, перегрева и способны выдерживать перегрузку по входу 300 В DC на протяжении 5 с, что позволяет снизить риск возникновения повреждений, вызванных нестабильной питающей сетью. Представители данного семейства соответствуют стандартам безопасности UL60950-1 и UL62368-1.
Источники питания семейства SE имеют двухлетнюю гарантию производителя и являются прекрасным бюджетным решением для мощных применений в разного рода производственных решениях, системах автоматизации, связи и другом подобном оборудовании.
Семейство RSP
RSP – еще одно популярное семейство источников питания со встроенным ККМ. ИП семейства RSP представлены 13 сериями: RSP-75…RSP-3000, чей диапазон выходных мощностей составляет 75…3000 Вт (рисунок 6).
Источники питания семейства RSP изготавливаются в алюминиевых корпусах с двумя вариантами охлаждения: пассивным (перфорированные корпуса, серии RSP-75… RSP-200) и активным, когда в устройства встроен блок активного охлаждения с вентилятором (серии RSP-320…RSP-3000). Размеры корпусов зависят от величины выходной мощности и составляют 159x97x30…278×177,8×63,5 мм. За индикацию наличия в блоке питания отвечает расположенный на плате светодиод. Модели семейства поддерживают возможность дистанционного управления и контроля, а некоторые из них, в частности — серия RSP-1600, поддерживают протоколы связи PMBus и CANBus (опционально). Для повышения эффективности и обеспечения высокой выходной мощности в источниках питания RSP применяется технология ZVS (Zero Voltage Switching), иначе называемой технологией «мягкой» коммутации. Применение ZVS-технологии позволяет повысить КПД источника питания, уменьшить пульсации, дает возможность повысить рабочую частоту, и, следовательно, уменьшить габариты устройства.
Источники питания семейства RSP характеризуются значением КПД 75,5…93%, оснащены полным комплексом защит от КЗ, перегрузки по току, перенапряжения и перегрева и могут при температурах -35…70ºС в зависимости от выходной мощности и модели. Для дополнительной защиты от влажности и пыли возможно изготовление источников питания с опциональной защитой (RSP-320-xCC), в этом случае печатная плата будет иметь специальное покрытие.
Источники RSP способны выдерживать вибрации с ускорением до 2 g и частотой 10…500 Гц, имеют все необходимые сертификаты UL, CUL, TUV, CCC, CB, CE и трехлетнюю гарантию от производителя, что в совокупности с широким рядом выходных мощностей делает их практически универсальным семейством для применения в системах промышленной автоматизации и контроля, производстве, телекоммуникации, блоках питания электроинструментов, светодиодных экранов, рекламных панелей и во многих других решениях.
Семейство HRP(G)
Источники питания семейства HRP(G) со встроенным ККМ схожи по характеристикам с решениями RSP, но отличаются возможностью работы при более низкой температуре — до -40°С, – более длительным периодом гарантии – до 5 лет, – и рядом других аспектов, в том числе более высокой стоимостью. В семейство входит 13 серий: HRP-75…HRP(G)-1000, имеющих диапазон выходной мощности 75…1000 Вт (рисунок 7).
Семейство HRP(G) так же, как и предыдущее, включает в себя модели с пассивным охлаждением (серии HRP-75…HRP-200, перфорированные корпуса) и активным (HRP-300…HRP(G) -1000, блок охлаждения с вентилятором). Размеры корпусов варьируются в зависимости от выходной мощности и составляют 129x98x38…218x105x63,5 мм. Модули семейства поддерживают возможность дистанционного управления и контроля, а модели с индексом «G» имеют дополнительный standby-выход 5 В.
Источники питания семейства HRP(G) имеют КПД на уровне 77…94%, оснащены полным комплексом защит от КЗ, перегрузки по току, перенапряжения и перегрева и способны работать в диапазоне температур -40…70ºС в зависимости от выходной мощности и типа охлаждения. Модели семейства способны выдерживать скачки напряжения на входе величиной до 300 В на протяжении 5 с, вибрации с ускорением до 5 g и частотой 10…500 Гц. Все это делает семейство HRP(G) прекрасным заменителем RSP в условиях с повышенными требованиями эксплуатации.
Источники питания серии HRP(G) соответствуют стандарту безопасности UL62368-1, имеют класс B по требованиям к ЭМС согласно EN55024, EN61000-3-2, -3, и прекрасно подходят для применения в промышленности и системах автоматизации, системах управления электродвигателями, системах связи, сетевом оборудовании и многих других решениях.
Семейство UHP
UHP – семейство AC/DC-источников питания, ключевой особенностью которых является отсутствие блока активного охлаждения даже в моделях с высокой выходной мощностью. Семейство включает в себя 8 серий: UHP-200(R)…UHP-2500 с выходной мощностью 200…2500 Вт и встроенной схемой ККМ (рисунок 8).
Все модели семейства UHP изготавливаются в перфорированных алюминиевых корпусах, за исключением серии UHP-200(А), которые изготавливаются в корпусе закрытого типа, и имеют пассивное (кондуктивное) охлаждение. Такой тип охлаждения позволяет предотвратить перегрев в случае отказа вентилятора активного блока, снизить уровень шума, стоимость устройства и его обслуживания, а также увеличить уровень защиты от пыли. Кроме того, отсутствие вентилятора позволяет устанавливать источники питания в пространствах, где ограничена циркуляция воздуха. Тем не менее, для работы источника на полную мощность все же необходимо организовать дополнительные внешние системы охлаждения: установить источники на металлическую пластину с хорошим теплоотводом или подключить к ним внешний обдув. Без дополнительных внешних источников охлаждения блоки способны выдавать до 70% от номинальной мощности без риска перегрева.
Размеры корпусов ИП UHP варьируются в пределах 167x55x26…310x140x60 мм в зависимости мощности и функционала устройства. За индикацию питания отвечает специально установленный светодиод. Отдельные модели серии, такие как UHP-1000, UHP-1500, UHP-2500, поддерживают возможности программного управления напряжением и током на выходе (PV/PC), которые дают возможность подстраивать величину выходного напряжения на 50…120% и ток на 20…100% с помощью внешнего сигнала управления. Кроме того, эти же модели поддерживают протоколы связи PMBus и CANBus (опционально).
Источники питания семейства UHP обладают высокой эффективностью (КПД на уровне 88…96%,) оборудованы полным комплексом защит от КЗ, перегрузки по току, перенапряжения и перегрева и способны работать в диапазоне температур -30…70ºС, в зависимости от выходной мощности. Также модели семейства способны выдерживать всплеск напряжения на входе величиной до 300 В на протяжении 5 с, вибрации с ускорением до 5 g и частотой 10…500 Гц и имеют 3…5 лет гарантии производителя.
Источники питания UHP соответствуют стандартам UL62368-1, EN62368-1, EN55032 (класс B) и EN61000-3-2, -3 и являются прекрасным решением для питания практически всех типов нагрузок: бытовых электроприборов с высокой мощностью потребления, таких как нагреватели на основе графена, УФ-сушилки, зарядные устройства, а также промышленных систем управления, центров обработки данных, систем связи и телекоммуникации и прочего.
Семейство HEP
Еще одним семейством, источники питания которого изготавливаются исключительно с кондуктивным типом охлаждения, является семейство HEP. Источники данного семейства предназначены для использования в первую очередь в жестких условиях эксплуатации: при температуре -55…70°С, высокой влажности, пыли, грязи и так далее. Номенклатура семейства HEP включает в себя 9 серий: HEP-100…HEP-1000, имеющих выходную мощность 100…1000 Вт (рисунок 9).
Источники питания HEP изготавливаются в герметичных алюминиевых корпусах с пассивным охлаждением. Внутреннее пространство источника залито теплопроводящим компаундом. ИП HEP имеют степень защиты от воздействия внешних факторов вплоть до IP68, в зависимости от модели доступны также IP65 и IP67. Размеры корпусов варьируются в пределах 220x68x38,8…310х144×48,5 мм. Отдельные модели семейства, например, серия HEP-1000, могут быть задействованы в качестве зарядных устройств при совместной работе с аксессуаром MEAN WELL SBP-001. При использовании источника в режиме зарядного устройства пользователь может задавать параметры и контролировать процесс заряда аккумулятора. Возможность использования источника питания в качестве зарядного устройства позволяет заряжать свинцово-кислотные и литий-ионные аккумуляторы без необходимости приобретения отдельных специализированных устройств.
Кроме возможности использования в качестве зарядного устройства, источники питания серии HEP-1000 поддерживают технологию программного управления напряжением и током на выходе (PV/PC), которые дают возможность подстраивать величину выходного напряжения на 50…125% и ток на 20…100% с помощью внешнего сигнала управления. Эти же модели поддерживают протоколы связи PMBus и CANBus (опционально).
Источники питания семейств HEP характеризуются высоким значением КПД 90…96%, возможностью работы при температуре -55…70oС, а также интегрированной защитой от КЗ, перегрузки по току, перенапряжения и перегрева. Все это, в совокупности с защитой вплоть до уровня IP68, способностью выдерживать вибрации с ускорением до 10 g, скачки перенапряжения до 6 кВ и 6 годами гарантии от производителя делает семейство ИП HEP прекрасным выбором для применения в самых суровых условиях эксплуатации.
Источники HEP соответствуют стандартам UL62368-1, EN62368-1, EN55032 (класс B), EN61000-3-2, -3 и находят широкое применение в таких решениях как спецоборудование для нефтепереработки или работы в шахтах, наружное телекоммуникационное оборудование, вывески со светодиодной подсветкой, а также в другие решения, которые требуют от источника питания работы в условиях высокой влажности, запыленности, концентрации солей, сверхнизкой или высокой температур, сильной вибрации, большой высоты и/или плохой вентиляции.
Заключение
Номенклатура встраиваемых источников питания MEAN WELL включает в себя семь основных семейств и более чем 60 серий, продолжая расширяться. Пользователям продукции компании доступны решения, способные удовлетворить практически любые потребности: от простого и бюджетного источника питания для бытового применения до систем, имеющих класс защиты IP68 и способных работать в самых жестких условиях эксплуатации, способных переключаться в режим зарядного устройства и с коммуникацией по протоколам PMBus или CANBus. На все устройства компании распространяется гарантия. Выбирая MEAN WELL, вы выбираете надежность и качество.
Литература
- Виктор Чистяков. Новое поколение ИП от MEAN WELL: Соответствие современным требованиям
- Святослав Зубарев. MEAN WELL: источники питания для сбалансированных и умных решений
- Александр Русу. Методы снижения пусковых токов импульсных источников питания
Наши информационные каналы