Отличия блоков питания mean well
В статье рассматриваются высокопроизводительные источники питания серий CLG, HLG, HVG(C), LDV компании Mean Well, предназначенные для светодиодного освещения. Рассмотрены некоторые особенности их применения, приведены основные технические параметры. Также рассмотрено устройство SPD-20, предназначенное для защиты данных источников питания от скачков напряжения, вызванных различными сбоями в работе энергосетей, ударов молний и т. д.
Для питания большинства LED-светильников необходим постоянный ток. Соответственно, источник питания (ИП) для них должен быть драйвером тока, а не источником напряжения (то есть обеспечивать на выходе стабилизированный постоянный ток). Характеристики светодиодов могут различаться даже в пределах одной и той же серии. Так, неизбежно существующая разница в величине прямого падения напряжения между двумя светодиодами, имеющими одни и те же номинальные характеристики, вызовет различную яркость свечения данных элементов. То же самое касается их рабочей температуры: при нагреве светодиода, как и при изменении температуры внешней среды, яркость его свечения будет меняться. Другим важным параметром, на который непременно нужно обращать внимание при выборе ИП, является величина пульсации выходного тока. Она существенно влияет на стоимость блока питания, поскольку от нее самым непосредственным образом зависит срок службы светодиода. Пульсации тока увеличивают рассеиваемую мощность, чем повышают температуру полупроводника и уменьшают срок его жизни (который удваивается с понижением температуры p-n-перехода на каждые 10 °С).
Однако следует заметить, что даже приблизительную величину продолжительности работы светодиодов назвать крайне сложно, а в принципе даже и невозможно — речь можно вести разве что о прогнозе долговечности. Средний показатель даже в 50 000 ч свечения — это около шести лет непрерывной работы светодиода, что, разумеется, на практике измерить практически невозможно (это просто нецелесообразно экономически), поскольку за это время уже несколько раз произойдет обновление продукции.
При выборе ИП для светодиодного светильника также надо обращать внимание на факторы, напрямую влияющие на его качество и стоимость:
- Наличие корректора коэффициента мощности (ККМ, или PFC), пассивного или активного.
Данная функция нужна, чтобы потребление устройства (блока питания, БП) соответствовало нормам стандартов, которые, в свою очередь, добиваются более эффективного использования полученной энергии и снижения нагрузки на сеть. В БП более-менее приличного уровня речь идет только об активной коррекции коэффициента мощности (APFC), не говоря уже о высококачественных источниках питания, каковыми, несомненно, являются источники Mean Well. Типичное значение коэффициента мощности (PF) для них превышает 0,98.
Коэффициент полезного действия блоков питания Mean Well такого класса составляет 90%. Несмотря на прямо пропорциональную зависимость стоимости БП от величины его КПД, использование источников с более высоким значением данного коэффициента в длительной перспективе позволит весьма значительно сэкономить на счетах за электроэнергию. А особенность светодиодного освещения как раз и состоит в том, что срок его службы исчисляется годами — средний срок жизни светодиода составляет не менее 4–5 лет непрерывной работы. КПД — это, по сути, мера рассеиваемой энергии, то есть той электроэнергии, за которую потребитель платит, но которую не может использовать на полезную работу. На таком значительном временном отрезке разница в энергопотреблении между блоком Mean Well (с КПД порядка 90%) и менее качественным блоком с КПД в 70% будет очень ощутима, и, выраженная в денежном эквиваленте, может составить до половины стоимости самого ИП. Так что в конечном итоге высокопроизводительные блоки питания разницу в стоимости оправдают с лихвой.
- Работоспособность БП в условиях внешней среды (IP, температура, вибрации).
Тут все просто: из-за специфики светодиодного освещения (жесткие условия эксплуатации, такие как: снег, дождь, пыль, пониженные и повышенные температуры) хороший, качественный БП должен быть герметичным (IP67 или IP65), устойчивым к вибрациям (желательно 5G), выполненным в металлическом корпусе для более эффективного охлаждения и сохранять при этом высокий КПД. Это очень важный момент, так как для большинства электронных компонентов справедливо правило, гласящее, что срок их службы с возрастанием рабочей температуры значительно сокращается. Для электролитических конденсаторов, например, срок службы сокращается наполовину при увеличении рабочей температуры всего на 10 °С.
Одной из самых популярных разновидностей блоков питания являются блоки питания для размещения на DIN-рейке, что позволяет их использовать в домашней и промышленной автоматизации и питания устройств инженерных систем. Ранее нами были рассмотрены практически все основные серии блоков питания на DIN-рейку, и указаны их ключевые особенности, но на практике часто возникают вопросы – в чем же отличия серий друг от друга.
По условиям применения все серии можно разделить на две группы – для домашнего/офисного применения («малая автоматизация») – это серии HDR и для промышленного использования – все остальные серии (серии MDR, EDR, NDR и SDR). Особенностями блоков питания серий HDR являются – пластиковый корпус, невысокая мощность (от 15 до 150Вт), широкий ряд выходных напряжений, корпус ступенчатой формы и компактный размер – что делает блоки питания этих серий удобными для размещения в типовых ящиках и электрощитках для бытовых условий и/или офиса.
Младшей по мощности из серий для промышленного применения является линейка серий MDR. Блоки питания этих серий имеют узкий корпус, невысокую мощность от 10 до 100Вт и широкий ряд выходных напряжений, сравнимый с сериями HDR – 5В, 12В, 15В, 24В, 48В (в зависимости от серии). Обычными же для всех остальных блоков питания на DIN рейку являются выходные напряжения из ряда 12, 24, 48В.
Следующие линейки серий EDR и NDR наиболее похожи между собой, и имеют почти равную стоимость, соответственно, и отличий между ними немного. Ключевыми можно назвать три – класс электромагнитной совместимости (EMI), диапазон рабочей температуры (Working Temp.), срок гарантии (Warranty):
Отличия между сериями EDR и NDR
Также отличием является то, что блоки питания серий EDR имеют невысокую выходную мощность – от 75 до 150Вт. В сериях NDR выходная мощность составляет от 75 до 480Вт, что делает серии конкурентными для сравнения с сериями блоков питания SDR для индустриального применения.
Серии блоков питания на DIN-рейку SDR можно по праву назвать топовыми сериями для индустриального применения. Блоки питания SDR обладают самой высокой эффективностью (до 94%), встроенным корректором коэффициента мощности (ККМ, кроме серии SDR-75), расширенной сертификацией для применения в промышленности, а также рядом других функций, делающих незаменимым использование блоков питания этих серий.
По условиям подключения к сети переменного тока AC выделяют серии для однофазного подключения (все рассмотренные ранее), и высоковольтные серии блоков питания – это серии TDR и WDR. Блоки питания серии TDR бывают только с одним из двух выходных напряжений – 24 или 48В, обладают высокой эффективностью (до 94.5%), выпускаются в трех диапазонах мощностей – 240, 480, 960Вт. Блоки питания TDR подключаются к трехфазным сетям (340-550В AC), а также допускается их подключение к двум фазам трехфазной сети.
Серии блоков питания WDR являются неким промежуточным вариантом высоковольтных источников питания, и их допускается подключать к однофазной сети или к двум фазам трехфазной сети, то есть блоки питания могут функционировать в диапазоне входных напряжений 180-550В AC.
Схема подключения блоков питания серий WDR к трехфазной сети
Отдельно стоит отметить две линейки блоков питания со специальными функциями. Серии DRA с диммируемым выходом, что позволяет их использовать для светодиодного освещения, или в иных применениях, где важно обеспечить регулировку уровня выходного напряжения. Из особенностей серий можно выделить всего два основных выходных напряжения – 12 и 24В, а также только два диапазона выходной мощности – 40 и 60Вт.
Второй линейкой серий блоков питания специального применения является линейка серий DRC, блоки питания которой служат для создания систем бесперебойного питания (с UPS функцией). Блоки питания DRC бывают в диапазоне мощностей от 40 до 100Вт, на выходное напряжение 12 или 24В и допускается подключение аккумуляторных батарей таких же номиналов.
Типовая схема подключения блока питания серий DRC
В условиях изменений поставок и состава производителей и поставщиков на рынке силовой электроники, и источников электропитания в частности, у потребителей часто возникает вопрос о взаимозаменяемости моделей блоков питания одной серии в пределах одного типа на другую серию, либо на блоки питания другого типа. Для адекватного выбора прежде следует определить, какие параметры и особенности являются критичными для конкретного применения, а какими можно «пожертвовать» в пользу быстрого решения. В общем виде однозначных советов о допустимости замен нет, поэтому важно понимать ключевые особенности источников питания разного типа, чтобы можно было выбрать наиболее подходящий вариант замены из того что есть в наличии в продаже.
Блоки питания на DIN рейку
Одним из наиболее востребованных сегментов являются блоки питания на DIN рейку, которые получили широкое применение – от домашнего использования (например, «малая» автоматизация) до промышленности и телекоммуникаций. Особенностью таких блоков питания является способ их крепления – на специальную металлическую пластину стандартизированного размера, именуемую DIN рейкой, а также габаритные размеры блоков питания по высоте и глубине. Исходя из этого, распространение получили две формы – переменная (ступенчатая) для установки в щиток стандартного размера и с лицевой панелью; и в форме параллелепипеда, позволяющей максимально полно использовать весь объем блока питания. С переменной формой корпуса компания MEAN WELL выпускает только одну линейку серий – HDR, а все остальные серии блоков питания имеют форму обычного блока.
Блоки питания на DIN рейку имеют выходное напряжение из стандартного ряда 12, 24, 48В, причем для больших мощностей (от 240Вт) только доступны только два номинала – 24 и 48В, а для маломощных серий HDR и MDR бывают дополнительные выходные напряжения 5 и 15В. Как отличительные особенности также можно назвать кратный шаг увеличения выходной мощности (60, 120, 240, 480, 960Вт) и охлаждение только за счет естественной вентиляции корпуса (без дополнительного вентилятора).
С учетом изложенного, блоки питания на DIN рейку можно заменять на блоки питания корпусного типа равной или большей мощности, причем ряд блоков питания корпусного типа имеют специальное дополнительное крепление для установки их на DIN рейку и/или крепежа к вертикальной поверхности. Либо, если конструктив щитка или шкафчика позволяет крепление дополнительной полки для оборудования, то на ней также можно разместить блок питания корпусного типа.
С точки зрения сравнения основных технических параметров (выходные напряжение, ток, временные параметры и эффективность) блоков питания в корпусе от блоков питания на DIN рейку отличий нет, либо корпусные блоки питания имеют даже более лучшие характеристики. Условия по размещению и по климатическим требованиям (температура, влажность) одинаковы для обоих типов, что также облегчает выбор замен.
Корпусные блоки питания
Блоки питания корпусного типа являются наиболее массовым сегментом блоков питания в силу своей универсальности и возможности применений. Поэтому, если нет ограничений по условиям применения (например, по типу крепления как для блоков питания на DIN рейку, или по степени защиты корпуса от неблагоприятных условий, как для светодиодных блоков питания), то использование именно корпусных блоков питания будет наилучшим выбором.
В зависимости от мощности блоков питания допускается охлаждение либо за счет естественной вентиляции воздуха, либо за счет дополнительного вентилятора – что в итоге определяет внешний вид блока питания (сетчатый наружный кожух или полностью закрытый корпус) и некоторые особенности по его установке – наличие возможного шума, дополнительное пространство и пр.
Второй особенностью блоков питания такого типа является наличие или отсутствие корректора коэффициента мощности, ККМ (Power Factor Correction). В случае, если нет требования от ресурсной организации энергоснабжения по уменьшению потерь в линии электропитания или такие потери некритичны, то можно использовать корпусные блоки питания бюджетных серий – LRS, RS, SE, либо наоборот, при их отсутствии использовать более дорогие, но и более эффективные источники питания с ККМ серий RSP, HRP.
Еще как отличительную особенность можно выделить более широкий диапазон выходной мощности и с большей градацией по мощности у различных серий – что позволяет выбрать блок питания без излишнего запаса по мощности, либо объединить питание ряда нагрузок на один источник питания там, где это применимо.
Блоки питания для светодиодного применения
Третий, часто востребованный тип источников питания, это блоки питания для светодиодного применения. С точки зрения используемых топологий, эти блоки ничем не отличаются от наиболее востребованных блоков питания корпусного типа, но при этом имеют либо дополнительные функции: например, диммирование различного типа, либо наиболее высокую степень защиты корпуса (порядка IP65, IP67), что позволяет их использовать практически в любых условиях размещения – на улице, в цехах, технологических объектах.
По типу материала корпуса подавляющее большинство моделей светодиодных блоков питания, получивших распространение, выпускаются в металле, что с одной стороны обеспечивает более лучшую степень защиты корпуса от неблагоприятных условий размещения, с другой стороны служит защитой от порчи и разрушения посторонними лицами. Бюджетные блоки питания малой мощности выпускаются в пластиковом корпусе, то есть, предназначены для установки преимущественно в помещениях, в местах с затрудненным доступом извне для сторонних лиц.
Еще одной особенностью блоков питания для светодиодного применения является разграничение их по типу стабилизации выходного параметра – блоки питания со стабилизацией по напряжению практически полностью эквиваленты блокам питания других типов (корпусные, на DIN рейку) и могут быть легко заменены ими; блоки питания со стабилизацией по току являются отдельной разновидностью источников питания для светодиодного освещения и в этом случае подобрать замену бывает сложно даже на другую серию. Наиболее важными параметрами для таких блоков питания являются выходной ток и мощность, которые при небольшом отклонении от требуемых значений (в большую сторону) могут привести к выходу из строя светодиодной лампы (светильника).
В большинстве случаев к источникам питания для светодиодного освещения также применяются требования к минимизации потерь в линии электропитания, поэтому наличие ККМ (PFC) является обязательным требованием к блокам питания средней и большой мощности. Следовательно, при поиске замены важно обращать внимание на наличие ККМ у заменяющего блока питания.
Как показывает практика применения источников питания – наиболее важными и значимыми являются основные технические параметры (выходные напряжение, ток, мощность), тип крепления, габаритные размеры и требования к условиям размещения. Остальные параметры и дополнительные функции не всегда бывают важными и/или востребованными, либо принимаются как данность для ранее принятого решения, что в большинстве случаев даёт возможность для маневра в части выбора аналога.
Одной из актуальных задач при создании системы питания является обеспечение непрерывности питания для некоторых применений, иными словами, должно быть обеспечено бесперебойное питание конечных устройств. Такие системы питания называются UPS, от англ. Uninterruptible Power Supply – источник непрерывного питания. В случаях, где питание конечных систем осуществляется источником напряжения постоянного тока, такой блок питания принято называть БП с функцией UPS, если он предусматривает подключение вспомогательного источника питания на основе аккумуляторной батареи. Ранее уже была статья о создании систем бесперебойного питания на DIN рейку. Также компанией MEAN WELL разработаны другие модели блоков питания с UPS функцией (в разном форм-факторе), которые востребованы на практике.
Каким образом реализуется непрерывность питания конечного устройства? Основным каналом питания является выход непосредственно импульсного преобразователя AC/DC из сети переменного напряжения 230В в напряжение постоянного тока (12, 24, 48В), то есть источник питания представляет собой классический блок питания. Но у такого блока питания есть дополнительный вход подключения аккумуляторной батареи (АКБ) с номиналом выхода БП (12, 24, реже 48 В). В случае пропадания напряжения на выходе основного БП происходит автоматическое переключение питания на аккумуляторную батарею. Строго говоря, АКБ постоянно подключена к отдельному входу блока питания вместе с основным каналом от импульсного БП и при пропадании (снижении ниже номинального уровня) напряжения на выходе AC/DC преобразователя ток нагрузки начинает поступать от АКБ. Таким образом, практически отсутствуют временные задержки на переключение канала питания от основного преобразователя AC/DC на аккумуляторную батарею, какие есть в системах UPS для сети переменного напряжения 230В.
Блок схема блока питания с UPS функцией. Серия PSC-160
Отличительной особенностью блоков питания с UPS функцией компании MEAN WELL является наличие вспомогательных модулей по работе с аккумуляторной батареей – это, как правило, модуль заряда и модуль контроля состояния АКБ. Основной характеристикой модуля заряда аккумуляторной батареи – током заряда АКБ – определяется емкость аккумуляторной батареи в А*ч и, соответственно, есть возможность прогноза по суммарному времени работы системы бесперебойного питания в целом на конкретную нагрузку. Задачей модуля контроля состояния АКБ является определение напряжения на выходе АКБ, то есть степень заряженности батареи. При снижении уровня напряжения на выходе АКБ ниже порогового значения происходит отключение батареи во избежание ее глубокого разряда. Для некоторых серий блоков питания с UPS функцией предусмотрена сигнализация разряда АКБ и канала питания нагрузки (AC/DC преобразователь или АКБ).
Всего компанией MEAN WELL разработаны три основные разновидности блоков питания с UPS функцией: на DIN рейку (рассмотрены ранее), открытого типа – для размещения в едином корпусе с конечным устройством, и корпусные серии – для систем автоматизации и/или систем с повышенными требованиями к электроизоляции. Блоки питания открытого типа представлены серией PSC с выходной мощностью от 35 до 160 Вт и стандартизированным рядом габаритных размеров (в дюймах) для использования с АКБ на 12 и 24 В. Отдельной разновидностью являются модификации блоков питания открытого типа с защитным кожухом (аббревиатура «–C» в окончании наименования блока питания серии PSC), что превращает их в БП корпусного типа. Корпусные блоки питания представлены серией AD (на 12 и 24 В с мощностью до 55 Вт, и на 12, 24, 48 В с мощностью до 155 Вт), серией ADD (аналогично AD + наличие дополнительного выхода +5 В), серией SCP мощностью от 35 до 75 Вт на 12 и 24 В АКБ.
NES, RS и SE относятся к недорогим источникам питания. В целях снижения стоимости в них используется схемотехника без коррекции коэффициента мощности, но с хорошей эффективностью (КПД до 89%). Они обладают защитой от короткого замыкания, перегрузки, перенапряжения. Предназначены для широкого применения в различных промышленных системах управления, автоматизации, в электронном оборудовании, где требуется простое и недорогое решение по вторичному электропитанию.
LRS - улучшенная замена семейств NES, RS и SE. Причём, LRS имеют более широкий диапазон рабочих температур, более компактные размеры, низкий профиль. Поэтому, можно осуществить замену источника питания и при этом освободить дополнительное пространство в изделии.
Особенностями серии RSP являются: низкая высота корпуса, наличие схемы коррекции коэффициента мощности. Дополнительно источники питания оборудованы схемой дистанционного включения/выключения. Источники питания RSP являются улучшенной версией источников питания семейства SP. В серии RSP, по сравнению с семейством SP, существенно снижена высота корпуса, расширен рабочий диапазон температур. Источники питания серии RSP обладают комплексом защит от короткого замыкания, перегрузки, перенапряжения и перегрева.
Источники питания MSP медицинского назначения отвечают международным требованиям безопасности для медицинского оборудования. Источники питания серии MSP имеют встроенный корректор коэффициента мощности.
Источники питания HRP и HRPG имеют встроенный корректор коэффициента мощности. Они могут работать при низких температурах от -40°С. Имеют защиту от короткого замыкания, от перегрузки, от перенапряжения на выходе и от перегрева. Серия HRPG обладает несколькими дополнительными функциями по сравнению с HRP. В частности, серия HRPG имеет вход дистанционного включения/выключения и дежурный дополнительный выход напряжения +5В.
Источники питания серию USP выполнены в виде открытой платы в U-образном держателе.
Если Вам необходим легкий и небольшой источник на 200-500Вт, но при этом без шума вентилятора – обратите внимание на серию UHP . Тонкий и узкий корпус источника обеспечивает экономию установочных габаритов. Отсутствие вентилятора охлаждения делает источники этой серии незаменимыми в системах, требующих минимизации посторонних шумов. Имеется защита от короткого замыкания, перегрузки, перегрева, превышения напряжения на выходе.
107023, г. Москва,
ул. Суворовская, д. 6, стр. 4, 1 этаж
Схема проезда
Телефон: (495) 223-2339
Все материалы сайта носят исключительно
информационный характер и ни при каких условиях не
являются публичной офертой, определяемой
положением Статьи 437 (2) Гражданского кодекса РФ.
Читайте также: