Вводные устройства электроснабжения: Вводное устройство для подключения зданий к электросети.

Вводные и вводно-распределительные устройства — Электроснабжение объектов

Вводные и вводно-распределительные устройства

Для присоединения внутренних электрических сетей электроустановок к внешним питающим кабельным линиям, а также для распределения электрической энергии и защиты от перегрузок и короткого замыкания отходящих линий служат вводные (ВУ) или вводно-распределительные (ВРУ) устройства. Вводное устройство также предназначается для разграничения ответственности за эксплуатацию электрических сетей между персоналом городской сети и персоналом потребителя. За вводным устройством электрические сети находятся в ведении потребителя.

При питании по одному кабелю небольших по мощности электроустановок, относящихся к 3-й категории бесперебойности электроснабжения, в качестве ВУ применяют вводные трехполюсные ящики типа БПВ на токи 100, 250, 350 А с одним блоком «предохранители ПН-2 и выключатель». Также используются ящики Я3700 с одним трехполюсным автоматом серии А3700 на токи 50…600 А.

Для трех- и пятиэтажных жилых домов в качестве ВУ используют шкафы серии ШВ.

Для общественных зданий, жилых домов повышенной этажности и небольших предприятий применяют ВРУ, выполненные в виде щитов одно- или двустороннего обслуживания. Любое ВРУ комплектуется из вводных и распределительных панелей или шкафов заводского изготовления. В крупных городах предприятия электромонтажных организаций разрабатывают и применяют свои конструктивные серии ВРУ. В Москве используют единую серию ВРУ-УВР-8503, которая комплектуется из отдельных панелей одностороннего обслуживания и состоит из вводных и распределительных панелей.

Вводные панели изготовляют следующих видов: ВР, ВП, ВА. Аппаратура вводных панелей рассчитана на номинальные токи 250, 400, 630 А. На вводных панелях ВР-250 на токи 250 А устанавливают предохранители ПН-2-250, рубильник Р или рубильник переключатель серии РП. На вводных панелях ВП-400 и ВП-630 соответственно устанавливают рубильники-переключатели серии РБ и предохранители ПН-2-630. На панелях ВА устанавливают автоматический выключатель серии А3726 на номинальный ток 25 А.

Распределительные панели изготовляют следующих видов: распределительные с автоматическими выключателями на отходящих линиях, распределительные с автоматикой управления лестничным и коридорным освещением, распределительные с отделением учета.

В распределительных панелях устанавливают автоматические выключатели серий А37, АЕ20, АЕ1000 и АП50Б, магнитные пускатели ПМЛ, промежуточные реле РПЛ и пакетные выключатели ПВ, ПП.

При компоновке ВРУ вводные и распределительные панели одного ввода располагаются рядом. Части ВРУ выпускаются заводом-изготовителем в виде отдельных панелей с вмонтированными аппаратами и приборами, а также соединительными проводниками.

Благодаря большому разнообразию схем вводных и распределительных панелей ВРУ-УВР-8503 по заданным электрическим схемам питания внутренних сетей зданий можно скомпоновать любое ВРУ.

На крупных предприятиях, потребляющих значительные мощности, в качестве вводно-распределительных устройств применяют вводные и распределительные шкафы и панели заводского изготовления серии ЩО-70. Их используют также на подстанциях в распределительных устройствах напряжением 0,4 кВ. Конструктивно они могут быть одностороннего или двустороннего обслуживания. На вводных панелях установлены рубильники с предохранителями или автоматы серии АВМ, а на распределительных — рубильники с предохранителями или автоматы серии А37.

Панели щитов для одностороннего обслуживания называют панелями прислонного типа и устанавливают непосредственно у стены! электропомещения. Их обслуживают с лицевой стороны. Панели щитов двустороннего обслуживания называют отдельно- или свободноетоящими и располагают на расстоянии не менее 0,8 м от стены.

Щиты одностороннего обслуживания требуют меньшей площади для установки, чем щиты двустороннего обслуживания. Кроме того, они более экономичны. Однако щиты двустороннего обслуживания удобнее в эксплуатации.

Кроме щитов панельного типа заводы изготовляют вводно-распределительные и распределительные щиты, собираемые из от- ’ дельных блоков: предохранитель, выключатель, предохранитель-выключатель, автомат, счетчик.

Помещения вводно-распределительных устройств (электрощитовые) располагают в удобных местах, куда имеет доступ только обслуживающий персонал. Через электрощитовые не должны проходить газопроводы, а другие трубопроводы должны быть без соединений, вентилей, задвижек. Допускается устанавливать ВРУ не в специальных помещениях, а на лестничных клетках, в коридорах, но при этом шкафы должны запираться, рукоятки аппаратов управления не должны выводиться наружу или должны быть съемными. Не допускается устанавливать ВРУ в сырых помещениях и в местах, подверженных затоплению.

Читать далее:
Конструктивное устройство электрических сетей внутри зданий

Устройство сетей
Виды электропроводок
Схемы построения осветительных и силовых сетей
Выбор напряжений сетей
Основные положения и определения о освещении
Способы прокладки кабелей напряжением
Кабельные линии
Воздушные линии
Общие сведения о конструкции электрических сетей

Проектирование вводно-распределительных устройств • Energy-Systems

 

Разработка проекта вводно-распределительного устройства

Для обеспечения работы любой электрической системы в здании требуется установка ВРУ, конфигурация такого устройства напрямую зависит от особенностей электросети и категории электроснабжения объекта. Проектирование вводно-распределительных устройств нередко вызывает сложности у проектировщиков, особенно у молодых, малоопытных специалистов.

Сложности связаны не только с разработкой схемы отходящих от ВРУ линий электроснабжения, но также с выбором места установки и подключением вводных аппаратов и с выбором подходящего прибора учета потребления электроэнергии.

Пример профессионального электропроекта для магазина

Назад

1из12

Вперед

Чтобы правильно определить конфигурацию вводно-распределительного устройства, схема подключения щитка должна разрабатываться на основе параметров категории электроснабжения.

Проектирование ВРУ и категории надежности

Самые распространенные бытовые электрические системы относятся к третьей категории надежности электроснабжения. На рисунке выше представлен пример схемы подключения ВРУ в жилом объекте, такая схема может быть использована при электрификации частного дома или коттеджа.

Это самый простой чертеж подключения вводно-распределительного устройства, в котором питающий вводный кабель подключается к вводному рубильнику, обозначенному на схеме маркировкой QS1. Характеристики рубильника должны определяться путем профессиональных расчетов, которые учитывают особенности строения и организованной в доме электрической системы. Если сила тока в электрической цепи будет меньше 100 А, то в схеме можно использовать модульный выключатель нагрузки. В случаях, когда сила тока выше 100 А, в сети следует использовать более надежную аппаратура, к примеру разъединитель типа ВР 32. Автомат отключения в схеме может быть модульным для систем с силой тока ниже 100 А, для более мощных систем лучше использовать автоматические выключатели серии ВА88. Электросчетчик для мощных систем может быть трансформаторного включения, а в сетях с силой тока менее 100 А можно использовать устройства учета прямого включения.

Для электрических систем, относящихся ко второй категории надежности электроснабжения, следует использовать две схемы. Первая схема представлена на рисунке ниже, она отображает конфигурацию ВРУ на первой панели. Такие схемы могут понадобится при проектировании котельных и тепловых пунктов.

Представленная схема мало чем отличается от чертежа, на котором отображено подключение электросети третьей категории надежности. Единственным важным отличием между этими схемами являются характеристики используемого вводного автоматического выключателя. В таких схемах обычно используются автоматы отключения типа ВР 32, работающие сразу на два направления. В некоторых случаях, если электрическая система отличается низкой мощностью, в ней можно заменить вводный автомат на пакетный переключатель. У представленной в качестве примера схемы имеется один, но достаточно существенный недостаток – только один электрический кабель находится под нагрузкой, что может негативно сказываться на сроках его эксплуатации.

Эта схема считается более функциональной и надежной, чем предыдущая, именно поэтому ее рекомендуется использовать при организации электроснабжения на крупных объектах – на промышленных предприятиях и в офисных центрах. За счет подключения ВРУ по такой схеме, в электрической системе можно будет контролировать уровень потребления электроэнергии по обоим электрическим кабелям. Нагрузка на кабели будет подаваться равномерно, что не будет негативно сказываться на их эксплуатации и технических характеристиках.

Самыми сложными считаются схемы подключения ВРУ на объектах, относящихся к первой категории надежности. Существует большое количество схем вводно-распределительных устройств на таких объектах, мы будем разбирать только две из них. Различаются эти схемы лишь используемыми блоками.

На рисунке выше представлена схема для объекта первой категории надежности с блоком АВР 2.0. Такая схема подразумевает использование одного вводного кабеля. Когда электрическое питание поступает на один ввод блока, устройство будет автоматически переключать питание на второй ввод.

Выше представлена схема подключения ВРУ с блоком АВР 2.1. Этот чертеж практически аналогичен представленной ранее схеме, разница между ними заключается только в используемом автоматическом блоке. Схемы подключения ВРУ необходимо будет предоставить специалистам, занимающимся проектированием мини котельных, если они будут подключены к электроснабжению.

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

Онлайн расчет стоимости проектирования

Сборка ВРУ. Производство вводно-распределительных устройств. Монтаж.

Сборка щитов ВРУ (вводно-распределительное устройство)

 

Вводно-распределительное устройство (ВРУ) предназначается для обеспечения приёма электрической энергии, её дальнейшего распределения и проведения учёта, используется для надёжной защиты электрических линий при коротких замыканиях и различных авариях. Установка щитов ВРУ производится в общественных зданиях различного назначения, жилых домах, на промышленных и прочих объектах.

 

Виды ВРУ (вводно-распределительного устройства) по назначению:

• Панели распределительные;

• Панели вводные;

• Панели, имеющие станции для осуществления автоматического включения резерва.

 

Щит ВРУ, предназначенный для установки в промышленных и общественных зданиях, в обязательном порядке оснащается специальными автоматическими выключателями. Он обеспечивает распределение электроэнергии, защиту от коротких замыканий и возникающих перегрузок сети электроснабжения 3х-фазного переменного электротока (напряжение 380В/220В).

 

Этажный шкаф ВРУ применяется для приёма, распределения и учета электроэнергии (напряжение 220В), защиты квартирных электрических линий от коротких замыканий и случайных перепадов напряжения в сети. Этажный шкаф ВРУ комплектуется однофазными приборами учёта электроэнергии (счётчиками), устройствами защиты, и устройствами отключения лестничных стояков.

 

Квартирный щит ВРУ обеспечивает защиту электрических линий от случайных перепадов напряжения и возможных перегрузок.

 

Сборка и монтаж щитов ВРУ (вводно-распределительного устройства)

 

Сборка щитов ВРУ может выполняться с использованием одного или нескольких напольных шкафов. В случае, когда вводно-распределительное устройство необходимо подключить к двум независимым источникам электропитания, достаточно одного шкафа с перегородками между секциями. В таком шкафу размещают вводные панели и автоматический выключатель.

 

Учитывая то, что вводно-распределительное устройство комплектуется из отдельных панелей с односторонним обслуживанием, возможна сборка щитов ВРУ для различных схем электроснабжения объектов, как для здания полностью, без учёта этажности и конфигурации, так и для определённой группы объектов, находящихся в составе конкретного здания (предприятия, офисы).

 

Качественное производство вводно-распределительного устройства возможно осуществить только по конкретному техническому заданию, которое составляется специалистами с учётом действующих требований, установленных норм, запросов и потребностей заказчика.

 

В зависимости от требований конкретного заказчика и удобства объединения блоков устройств возможно производство ВРУ в шкафах со съёмными панелями или с удалёнными промежуточными стенками.

 

Монтаж ВРУ на объекте выполняется в специальных корпусах, изготовленных из металла, или в шкафах, поверхности которых имеют защитное покрытие (порошковое или лакокрасочное). ВРУ обслуживается односторонне, со стороны фасада, все элементы управления размещены за дверцей самого шкафа.

 

Особенности производства и установкиа щитов ВРУ (вводно-распределительного устройства)

 

Сборка щитов ВРУ производится с использованием соответствующих комплектующих (автоматические выключатели, электромагнитные пускатели, трансформаторы, УЗО, трёхфазные счётчики). Производство ВРУ должно строго контролироваться на каждом этапе.

 

Сборка и подключение ВРУ выполняются с применением качественных материалов, специальных инструментов и профессионального оборудования, соответствующего всем техническим требованиям.

 

Внимание! Подключение ВРУ выполняется только квалифицированными специалистами!

 

Специалисты нашей компании профессионально, быстро и качественно выполнят сборку ВРУ, его монтаж и подключение на объекте. Мы используем только высококачественные материалы, сертифицированное оборудование и инструменты. Все работы выполняются в соответствии с нормативными документами и техническим заданием.Большой опыт работы наших специалистов, качество комплектующих и современное оснащение дают нам возможность гарантировать качество произведённых работ и выполнять проекты различной сложности.

Устройства железнодорожной автоматики и телемеханики

НАЗНАЧЕНИЕ

Вводное устройство батареи ВУБ предназначено для коммутации напряжения 24 В, поступающего от станционной батареи.

ВУБ и ВУФ применяются совместно с существующими устройствами электропитания релейных ЭЦ, АБТЦ в случаях, когда полная замена устройств электропитания нецелесообразна, но требуется повышение защиты оборудования от воздействий импульсных перенапряжений, функция удаленного мониторинга питающей сети, повышение надежности функционирования. То есть ВУБ и ВУФ устанавливаются в случае полного отсутствия вводных устройств на объекте или для замены действующих ЩВП и ЩВПУ. ВУБ предназначено для размещения в помещениях капитальных постов ЭЦ или в транспортабельных модулях.

ОСОБЕННОСТИ

Состав вводных устройств определяется конкретным проектом в зависимости от конкретных потребностей на объекте. При полной комплектации (наличие трех фидеров или двух фидеров и ДГА и станционной батареи) состав вводных устройств следующий: ВУФ1, ВУФ2, ВУФ3, ВУБ.

При необходимости вводные устройства могут быть применены также и с устройствами бесперебойного питания (УБП).

Реализована возможность дистанционного аварийного отключения источника внешнего электроснабжения от подключенной к ВУБ и ВУФ нагрузки. Вводное устройство ВУБ выпускается в одном исполнении, а применяемые с ним ВУФ1 – ВУФ3 могут отличаться наличием или отсутствием счётчика электроэнергии (PWh), а также наличием или отсутствием токового трансформатора (ТА4), предназначенного для контроля токов утечки при реализации систем заземления ТТ и IT. При этом сохраняется возможность последующего дооснащения вводных устройств указанными изделиями. Внутренняя схема щитка аварийного отключения ЩАО, предназначенного для работы с ВУФ и ВУБ, реализована таким образом, что сначала производится аварийное отключение от нагрузки ВУФ1 – ВУФ3, а вводное устройство батареи всегда отключается последним.

ВРУ, ГРЩ, ВУ: особенности функционала

Для обеспечения качественного электроснабжения различных видов зданий (как жилых, так и промышленных, а также других типов строений) необходимо соответствующее профессиональное оборудование. В частности, к нему относятся НКУ – низковольтные комплектные устройства, являющиеся важными звеньями в общей цепи электроснабжения. Именно с их помощью выполняется ввод и рассредоточение электроэнергии между теми объектами, которые ее потребляют.

В общей схеме электроснабжения могут находиться различные типы НКУ, каждое из которых характеризуется выполнением определенных задач. Так, они могут использоваться для ввода, контроля, рассредоточения или учета потребляемой электрической энергии, а также выполнять эффективную защиту линий от возникновения перегрузки и небольших замыканий. К основным из них относятся следующие типы устройств:

• ВРУ – вводно-распределительное устройство;
• ГРЩ – главный распределительный щит;
• ВУ – вводное устройство.

Для понимания их особенностей и характеристик рассмотрим различия в функционале.

Отличия в функционале основных НКУ

Представленные типы устройств схожи между собой по практическому предназначению в общей схеме энергоснабжения. Тем не менее у каждого из них имеются определенные особенности, с которыми следует ознакомиться подробнее.

ГРЩ представляет собой щит, отвечающий за обеспечение электроснабжения отдельных участков определенного объекта или всего объекта в целом. Его основной функцией в данной схеме является рассредоточение электрической энергии по определенному объекту. Устанавливается данное устройство на вводе сразу после трансформаторов.

После ГРЩ устанавливается вводно-распределительное устройство (ВРУ). Главной задачей, которую оно выполняет, является прием и рассредоточение питания на определенных потребителей электроэнергии. Кроме того, они защищают линии электроэнергии от больших токов, что служит отличной профилактикой возникновения перегрузок и небольших замыканий.

В свою очередь, ВУ (вводные устройства) подключают, а также на первичном уровне защищают электросеть определенного здания. Входящие в конструкцию ВУ устройства, установленные на вводе полосы в строение, получают питание от ГРЩ.

Низковольтные распределительные устройства

Развитие промышленности, использование на производстве и в быту высокотехнологичного оборудования налагают определенные требования на качество электроэнергии.

А последнее прямо зависит от правильно разработанной схемы электроснабжения объекта и исполнения распределительных устройств.

Низковольтные распределительные устройства образуют цепь между источниками электрической энергии (генераторы, распределительные сети, трансформаторы) и потребителями, такими как электродвигатели, нагреватели, кондиционеры, вентиляторы, и многие другие.

Предлагаемые устройства предназначены для приема, учета и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока напряжением 380/220В в сетях с глухо заземленной нейтралью, а также защиты линий от перегрузок, токов короткого замыкания и токов утечки.

В своем составе комплектные распределительные устройства могут содержать:

• ячейки 0,4кВ;
• шкафы вводные, учета и вводно-учетные;
• кабельные шкафы;
• шкафы вводные с АВР;
• шкафы распределительные;
• шкафы распределительно-учетные;
• шкафы автоматического включения резерва;
• блоки управления электродвигателями;
• конденсаторные установки;
• шкафы автоматизированной обработки и передачи данных.

Исполнение выше перечисленных шкафов может быть как в индивидуальных отдельно стоящих модулях, так и подготовленными для сборки в единый щит на месте эксплуатации. Вводно-распределительные устройства могут выполняться с различной степенью защиты IP20, IP30, IP54, IP67 что позволяет устанавливать их в помещениях электрощитовых и других помещениях согласно исполнению.

В зависимости от способа подвода кабелей или шин (сверху или снизу) шкафы могут оставляться на подставках, обеспечивающих легкий доступ к терминалам подключения. Каждое распределительное устройство может быть укомплектовано рабочим и аварийным освещением, системами дистанционной передачи информации состояния вводов, отдельных отводящих линий, устройствами контроля и индикации наличия напряжения, защитами от несанкционированного включения или отключения отдельных вводов или линий, разрядниками и многим другим, что может повысить как надежность электроснабжения, так и безопасность эксплуатации изделия.

Климатическое исполнение вводно-распределительных устройств УХЛ4 по ГОСТ 15150-69.

Распределительные устройства поставляются в сборе согласно принципиальной однолинейной схемы. Исполнение заземления — общая шина заземления (PEN) или раздельная — РЕ и N.

Электрогаз | Библиотека | Словарь терминов

Словарь терминов

БКЭС – блочно-комлектные устройства электроснабжения.

Предназначены для электроснабжения линейных потребителей магистральных газопроводов и газораспределительных станций (устройства телемеханики и связи, электрохимической защиты и др.), а также потребителей прочих отраслей промышленности при соответствии их характеристик предъявляемымтребованиямю.

МТУ – микротурбинная установка.

Микротурбины — это современное оборудование для автономноготеплоэнергоснабжения потребителей, сочетающее в себе отличные технические и эксплуатационные характеристики. Непревзойденные потребительские свойства и тщательная проработка всех элементов с применением инновационных технологий, защищенных более чем 100 патентами, позволяют выделить микротурбины в отдельный класс энергогенерирующего оборудования. Микротурбины идеально отвечают нуждам современной распределенной энергетики, прежде всего, за счет своих конструктивных особенностей.

БКТП УЭБ— блочно-комлектные трансформаторные подстанции.

Блочно-комлектные трансформаторные подстанции из унифицированных электротехнических блоков (БКТП УЭБ) предназначены для приема, преобразования и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц при номинальных напряжениях 110, 35, 6(10) кВ.

БКАЭ – блочно-комлектные автоматизированные электростанции.

Предназначены для использования в качестве аварийного или резервного источника при наличии внешних источников электроснабжения, или в качестве электростанции собственных нужд (ЭСН) газодобывающих и газотранспортных комплексов, а также других промышленных объектов.

БКУ ЭХЗ – блочно-комлектные устройства электрохимзащиты.

Предназначены для защиты подземных металлических сооружений (газопроводов, нефтепроводов, продуктопроводов и др.) от электрохимической коррозии в различных условиях, в том числе – в условиях крайнего Севера.

БКУ ПАРН – Блочно-комплектные устройства с пунктами автоматического регулирования напряжения.

Предназначены для регулирования (поддержания требуемого уровня) напряжения в электрических сетях напряжением 6-10 кВ трехфазного переменного тока частотой 50 Гц. БКУ ПАРН может применяться как в районах с умеренным, так и с холодным климатом.

ПНУ — передвижное нагрузочное устройство

Предназначено для испытания (опробования) электроагрегатов и электростанций единичной мощностью от 30 до 630 кВт напряжением 0,4 кВ или обеспечения их работы при полной нагрузке после периода работы на холостом ходу или с минимальной нагрузкой.

Нагрузочное устройство ПНУ позволяет обеспечить прогрузку многоагрегатных и одноагрегатных электростанций объектов добычи и транспортировки газа, в том числе дизельных электростанций при проверке их работоспособности после устранения неисправностей и проведении технического обслуживания.

КТП – комплектная трансформаторная подстанция

Предназначены для приема , преобразования и распределения электрической энергии трёхфазного тока частотой 50 Гц в системах с заземленной нейтралью трансформатора на стороне низкого напряжения и применяются для электроснабжения городских потребителей, отдельных населенных пунктов и промышленных объектов.

БКТП – блочно комплектные трансформаторные подстанции.

Предназначены для приема электроэнергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц номинального напряжения 10 (6) кВ, преобразования ее до напряжения 0,4 кВ распределения среди потребителй.

КТП/М – подстанции трансформаторные комлектные мачтовые

Предназначены для приема, преобразования и распределения электрической энергии трехфазного тока частотой 50 Гц в системах с заземленной нейтралью трансформатора на стороне низкого напряжения и применяются для электроснабжения сельскохозяйственных потребителей, отдельных населенных пунктов небольших промышленных объектов.

КСО – камеры сборные одностороннего обслуживания.

Предназначены для комлектования распределительных устройств переменного трехфазного тока до 630 А (100 А) частотой 50 Гц в сетях с номинальным напряжением 6 или 10 кВ и изолированной нейтралью. По назначению камеры подразделяются на вводные, линейные и секционные.

УКБА – установка конденсаторная блочная автоматического типа

Предназначена для повышения коэффициента мощности в электроустановках промышленных предприятий и в электрических распределительных сетях напряжением 0,4 кВ промышленной частоты 50 Гц за счет автоматического регулирования реактивной мощности.

Микропроцессорный регулятор реактивной мощности – обеспечивает работу установки в автоматическом режиме, имеет дополнительный контакт для использования в целях сигнализации.

Устройство плавного пуска — электротехническое (электронное) устройство, используемое для плавного пуска асинхронных электродвигателей с «вентиляторной» (квадратично зависимой от скорости) характеристикой нагрузочного момента, которое позволяет во время запуска удерживать параметры двигателя (тока, напряжения и т. д.) в безопасных пределах. Его применение обеспечивает ограничение скорости нарастания и значения пускового тока путем плавного нарастания напряжения на обмотках статора от нуля до номинального значения в течение заданного времени. Это позволяет снизить вероятность перегрева двигателя, устраняет рывки в механических приводах, что, в конечном итоге, повышает срок службы и электродвигателя и его привода.

Частотно регулируемый привод — система управления частотой вращения ротора асинхронного (или синхронного) электродвигателя. Состоит из собственно электродвигателя и частотного преобразователя.

Введение в электроснабжение — инженерные знания

Привет, ребята, надеюсь, у вас все хорошо. В сегодняшнем уроке мы рассмотрим Introduction to Power Supply . Источник питания — это устройство, которое обеспечивает электрические нагрузки, подключенные к источнику питания. Обычно он используется для преобразования других видов энергии, таких как солнечная, механическая и т. д. в электрическую энергию. Блок питания также известен как блок питания (PSU), адаптер питания.

Существуют различные типы источников питания, такие как источник постоянного тока, источник переменного тока и т. д.В сегодняшнем посте мы подробно рассмотрим различные типы блоков питания, их работу, области применения и некоторые другие связанные параметры. Итак, давайте начнем с Введение в блок питания.

Введение в блок питания

• Источник питания   — это электрический прибор, который используется для подачи электроэнергии на подключенную к нему электрическую нагрузку.
• Основная функция источника питания заключается в том, что он преобразует электрический ток, полученный от источника входного сигнала, в такой уровень тока, напряжения и частоты, который может работать с нагрузкой.

• В связи с этим источники питания также обозначаются как преобразователи электрической энергии.
Блоки питания
• доступны в двух формах: первый — это отдельный блок, который подает питание на нагрузку, а второй — встроенный, который устанавливается вместе с устройством, которое должно использовать питание.
• Примерами встроенных блоков питания являются компьютеры, ноутбуки, мобильные телефоны и т. д.
• Есть и другие функции, которые выполняет источник питания: поддержание тока, используемого нагрузкой, на безопасном уровне, отключение использования тока в случае какой-либо неисправности, улучшение P.F сохранить мощность для дальнейшего использования.
• В источниках питания есть 2 основных соединения: первое — это вход, на который поступает электрический ток от источника, а второе — это выход, который имеет более одной клеммы и обеспечивает питание нагрузки.
• Входной ток источника питания может быть получен от сетевой станции, батареи, элементов, генераторов, солнечных элементов или другого источника питания.

Классификация источников питания

Функциональный

• Существует множество методов классификации источников питания, например, по функциональным характеристикам.
• Например, регулируемый источник питания поддерживает значение выходного напряжения на выходных клеммах вместо изменения тока, используемого нагрузкой или входными напряжениями.
• Но выходные напряжения нерегулируемого источника питания не остаются постоянными при изменении входного напряжения или тока, потребляемого нагрузкой.
• Выходными напряжениями регулируемых источников питания можно управлять с помощью ручек на источнике питания, или путем изменения входного управления, или с помощью этих двух одновременно.
• Источник питания, выход которого не зависит от входа, называется изолированным источником питания.

Упаковка блока питания

• Существуют различные инструкции по упаковке блоков питания, каждая из которых имеет свои характеристики.
• Например, для тестирования схемы используется настольный блок питания, который представляет собой автономный настольный блок.

• Блок питания с открытой рамой имеет ограниченную механическую упаковку, иногда содержащую только монтажное основание, которое обычно встроено в различные машины.
• Блок питания для монтажа в стойку предназначен для установки в стойку любого электрического устройства, которое вы когда-либо видели в стойках ПЛК .
• Такие блоки питания, которые установлены на одной печатной плате с нагрузкой.

Источник питания Метод преобразования мощности

• В зависимости от методов преобразования мощности источники питания подразделяются на два типа: первый — линейный, второй — импульсный.
• Входная мощность в линейных преобразователях обрабатывается напрямую, и все его элементы преобразователя мощности работают в своих линейных функциональных частях.
• Во время переключения вход преобразователя мощности сначала преобразуется в переменный или постоянный ток перед обработкой.

Типы источников питания

• Существует множество типов блоков питания, давайте обсудим их подробно.

Блок питания постоянного тока

• Источник питания, который обеспечивает постоянную величину напряжения постоянного тока на своем выходе, известен как источник питания постоянного тока.
• Источником питания постоянного тока может быть постоянный или переменный ток, например основной источник питания.

Блок питания переменного тока в постоянный

• Эти блоки питания подают на нагрузку постоянное напряжение, но на их вход подается переменное напряжение. В этих источниках питания также используется трансформатор для изменения уровня напряжения на входных клеммах.

Импульсный блок питания

• В этом типе источника питания входной переменный ток, поступающий от сети, выпрямляется в постоянное напряжение и устраняет его колебания с помощью цепей фильтра.
• Эти напряжения постоянного тока преобразуются в высокочастотные с помощью коммутационной схемы, которая генерирует переменный ток, протекающий через высокочастотный трансформатор.

• Очень высокая частота используется для переключения обычно с десяти килогерц на один мегагерц. Таким образом, трансформатор используется для этих высокочастотных напряжений и цепей фильтрации.
• Затем выходной сигнал трансформатора преобразуется в постоянный ток с помощью цепей выпрямителя.

Линейный регулятор

• Линейный регулятор используется для преобразования флуктуирующего постоянного напряжения в постоянный постоянный ток.Они также обеспечивают защиту источников питания от перегрузки по току путем ограничения тока.
• В различных приложениях по энергопотреблению постоянное значение напряжения необходимо для формирования источников питания, но в некоторых источниках напряжение меняется в зависимости от изменения импеданса нагрузки.

Блок питания переменного тока

• Входной источник питания переменного тока является основным источником питания после получения питания от сетевого трансформатора, повышающего или понижающего для обеспечения требуемого напряжения.
• В этих блоках питания также осуществляется процесс фильтрации на выходе трансформатора.
• В некоторых случаях используется разделительный трансформатор. В некоторых источниках питания переменного тока нет изоляции от сети к источнику питания из-за трансформатора. Такой трансформатор называется автотрансформатором.
• Некоторые блоки питания переменного тока обеспечивают постоянное значение напряжения и тока, а их выходная мощность изменяется в зависимости от изменения сопротивления нагрузки.
• Если вход питания переменного тока представляет собой источник постоянного тока, такой как батарея, то необходим инвертор для преобразования его в переменный ток.
• Существует 2 основных типа источников питания переменного тока: первый — однофазный, а второй — трехфазный.
• Обычно для выработки электроэнергии переменного тока на генерирующей станции используются синхронные генераторы.
• Разница между однофазным и трехфазным питанием заключается в постоянстве подачи.
• AC используется на разных уровнях частоты и напряжения в разных странах, таких как 230 вольт, частота 50 герц, 115 вольт, частота шестьдесят герц или, в некоторых случаях, частота четыреста герц.

Адаптер переменного тока

• Адаптер переменного тока, также называемый блоком штепсельных вилок, штепсельным адаптером или настенной бородавкой, встроен в сетевую вилку переменного тока.
• Его выход представляет собой переменный или постоянный ток, который передается на нагрузку по проводу. Некоторые адаптеры обеспечивают более одного выхода, которые могут передаваться по более чем одному проводу.
• Универсальные типы адаптеров переменного тока имеют переключаемые входные разъемы для получения различных напряжений сети переменного тока.
• Адаптеры переменного тока также называют электрическими вампирами, поскольку они потребляют энергию, когда к ним не подключена нагрузка.

Программируемый источник питания

• Этот источник питания может регулироваться дистанционно с помощью аналогового или цифрового интерфейса.

• Существуют многочисленные области применения программируемых источников питания, такие как тестирование автоматизированного оборудования, мониторинг роста кристаллов и генераторы рентгеновского излучения.
• Программируемые источники питания, обычно используемые во встроенном микрокомпьютере для регулирования и наблюдения за процессом подачи питания.

ИБП

• ИБП означает источник бесперебойного питания. Имеется 2 источника питания, которые обеспечивают питание ИБП одновременно.
• Получает питание от основного источника, а также заряжает подключенный к нему аккумулятор.
• Если какое-то время основное питание отключено, то через очень короткое время ИБП включит питание от батареи для нагрузки.
• В некоторых приложениях требуется непрерывная мощность, поэтому процесс переключения должен быть высоким, обычно квазистандартный составляет четыре миллисекунды, но в некоторых приложениях он не быстрый.
•  ИБП обычно устанавливается в больницах, колл-центрах, телефонных станциях и т. д. для обеспечения непрерывности процесса.

Высоковольтный блок питания

• Источник питания, выходное напряжение которого превышает сотни и тысячи вольт, называется источником питания высокого напряжения.

• Для защиты от пробоя, повреждения изоляции на выходе этих блоков питания используются специальные типы выходных разъемов.
• Для напряжения свыше двадцати киловольт используются разъемы федерального стандарта, а для разъемов ШВ используются меньшее напряжение.
• Некоторые типы этих блоков питания также используются для управления удаленными выходами из-за особенностей аналогового или цифрового интерфейса.
• Эти источники питания обычно используются в рентгеновских аппаратах, электронных микроскопах, электростатиках для фокусировки пучков ионов и электронов.

Биполярный блок питания

• Если мы сделаем декартову плоскость между током и напряжением, то во всех четырех квадрантах биполярные функции питания. Это означает, что он производит положительные и отрицательные напряжения и токи для регулирования.
• Когда его выход регулируется аналоговым сигналом меньшего уровня, чем он называется Операционный усилитель, имеющий меньшую полосу пропускания с большим значением выходного сигнала.
• Используется в магнитных устройствах для научных целей.

Применение источника питания

• Блок питания является основной частью любого электронного устройства, поэтому он используется во многих промышленных машинах. Итак, давайте подробно обсудим их различные применения.

Компьютер

• Источник питания, используемый в компьютерах, представляет собой импульсный источник питания, который преобразует сигнал переменного тока, поступающий от сети, в напряжение постоянного тока.
• Эти блоки питания предпочтительнее линейных блоков питания из-за меньшей цены, высокой эффективности и меньшего веса.

Электромобили

• Электромобили работают на электричестве. В этих транспортных средствах для обеспечения питания используются различные источники питания.

Самолет

• В различных самолетах для использования энергии используются источники питания постоянного тока или переменного тока в постоянный.
• Частота этих блоков питания составляет четыреста герц.

Медицинские инструменты

• Различные медицинские инструменты, такие как вентиляторы, инфузионные насосы, хирургические инструменты, работают от источника питания.

Итак, друзья, это полный пост о блоке питания, если у вас есть какие-либо вопросы по этому посту, задавайте в комментариях. До встречи в следующем интересном посте. Хорошего дня.

 

Автор: Генри

//www.theengineeringknowledge.com

Я профессиональный инженер, выпускник известного инженерного университета, также имею опыт работы инженером в различных известных отраслях.Я также являюсь автором технического контента, мое хобби — исследовать новые вещи и делиться ими с миром. Через эту платформу я также делюсь своими профессиональными и техническими знаниями со студентами инженерных специальностей.

Почтовая навигация

Как выбрать блок питания для электронных проектов

Источник питания проекта — это бьющееся сердце, которое позволяет нашим электронным компонентам работать так, как нужно. Даже для опытных производителей выбор подходящего блока питания является важным процессом, который необходимо выполнять тщательно.

Сегодня мы познакомим вас с полным руководством по блокам питания для проектов. Мы расскажем об их различных типах, номинальных мощностях, разъемах и, самое главное, о том, как их выбрать.

Знакомство с источниками питания

Электронные продукты в основном состоят из схем, содержащих различные компоненты. Когда электричество проходит через эти компоненты в соответствии с внутренней схемой, устройство оживает, чтобы обеспечить работу пользователя.

Итак, когда мы говорим об источниках питания, мы ищем компонент, который может подавать электричество в цепи в наших проектах.

Если вы плохо знакомы с электричеством и электрическими цепями, мы настоятельно рекомендуем вам прочитать некоторые из наших вводных статей для лучшего понимания.

Требования к источнику питания

Самый важный вопрос, который следует задать при выборе блока питания: какая мощность нам нужна?

Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны смотреть как на напряжение, так и на ток.

Напряжение — Напряжение нашего источника питания создает «давление», чтобы протолкнуть наш ток через цепь. Если у нас нет достаточного напряжения, ток не сможет течь. Это означает, что наш прибор не будет получать электричество и не сможет работать.

Если вы используете отладочную плату, такую ​​как Arduino, они часто имеют номинальное напряжение 3,3 В или 5 В. Большинство из них также часто оснащены стабилизаторами напряжения для преобразования более высоких напряжений питания в соответствующие значения.

Ток — Ток — это, по сути, топливо, питающее нашу электронику. Величина требуемого тока будет зависеть от того, какие компоненты в наших схемах должны работать должным образом. Например, двигателю, который должен работать при более высоких крутящих моментах, потребуется больший ток, чтобы он функционировал должным образом. Без достаточного тока наши компоненты могут работать не так, как ожидалось или предполагалось.

Напряжение и ток неразделимы. В наших проектах мы должны позаботиться о соблюдении обоих требований, чтобы электрические компоненты в наших цепях могли функционировать должным образом.

Для достижения наилучших результатов и безопасной практики проверьте техническое описание используемых компонентов, чтобы узнать, какие напряжения и токи рекомендуются их производителями.

Измерение энергопотребления

Можно оценить напряжение и ток, необходимые для вашей цепи, используя данные отдельных компонентов. Однако этот метод не является точным и может быть трудным для начинающих.

Более простой способ измерить напряжение и ток, необходимые для вашей цепи, — это использовать переменный источник питания или просто подключить мультиметр к цепи во время ее работы.

Мультиметр — это устройство, которое может удобно измерять и отображать напряжение и ток, когда мы подключаем его к нашей цепи. Подробнее читайте в статье «Введение в измерительный прибор: что такое мультиметр?».

Опытным пользователям иногда может потребоваться больше информации, чем может предоставить мультиметр. В этом случае лучше всего подойдет осциллограф. Вы также можете прочитать об осциллографе и о том, как им пользоваться, в нашей статье здесь: Что такое осциллограф? — Функции и учебник.

Различные типы источников питания

Существует множество различных источников питания для различных целей. К ним относятся регулируемые источники питания, настенные адаптеры переменного тока в постоянный и аккумуляторы.

В конечном счете, блок питания, который вы хотите выбрать, соответствует требованиям вашего проекта.

Переменный источник питания постоянного тока Переменные источники питания постоянного тока

— это гибкий и важный инструмент, когда речь идет о тестировании наших электронных устройств или выборе источника питания.Переменный источник питания позволяет вам устанавливать различные напряжения и токи для питания вашего устройства.

Хотя вы определенно можете питать свой проект с помощью регулируемых источников питания постоянного тока, они, как правило, используются больше для прототипирования. Как только требования к мощности схемы определены, вместо нее будет использоваться меньший и более дешевый источник питания.

Рекомендуется: Переменный источник питания постоянного тока ZKETECH EBD-A20H

Если вы ищете переменный источник питания постоянного тока, мы рекомендуем ZKETECH EBD-A20H.Поддерживая до 30 В/20 А/200 Вт, ZKETECH EBD-A20H даже поставляется с собственным программным обеспечением EB для визуализации и записи данных.

USB-питание

Многие макетные платы могут использовать одно USB-соединение как для питания, так и для передачи данных. В этом случае вам просто понадобится USB-кабель для подключения и питания вашего устройства от любого USB-порта.

Например, Seeeduino Xiao оснащен портом USB Type-C, который можно использовать для питания и загрузки кода.Вы можете использовать кабель USB C-C или кабель USB C-A, в зависимости от того, какие порты доступны на вашем компьютере.

Другие примеры включают кабель USB типа A — Micro USB, который можно использовать с Seeeduino V4.2.

Настенный блок питания переменного тока в постоянный

После того, как мы протестировали и поняли требования к питанию нашей схемы, мы часто переключаемся на сетевой блок питания переменного тока в постоянный. Настенные блоки питания переменного тока в постоянный — это легкие и удобные решения, которые можно повторно использовать даже для любого совместимого устройства.

При выборе сетевого адаптера обязательно проверьте совместимость устройства. Некоторые адаптеры поставляются с определенным форм-фактором USB или разъемом типа «бочонок», в то время как другие позволяют использовать сменные кабели USB A.

Примечание. Настенные адаптеры обычно обеспечивают фиксированное выходное напряжение и ток. Если позже ваши требования к электропитанию изменятся, возможно, вам придется приобрести еще один сетевой адаптер!

Вот несколько рекомендуемых настенных адаптеров переменного тока в постоянный для начала работы:

Батарейки

Если мы хотим сделать наш проект портативным, изучение аккумуляторов будет неизбежным.Батареи хранят химическую энергию, которая затем преобразуется в электричество посредством химических реакций при включении в цепь.

Существует множество различных типов батарей, различающихся также номинальной мощностью, возможностью перезарядки, удержанием заряда и требуемым обслуживанием.

Если вы уже решили использовать аккумуляторы в своем проекте, обязательно ознакомьтесь с нашим подробным Руководством по аккумуляторам для встраиваемых устройств.

Вот некоторые варианты аккумуляторов, которые вы можете изучить:

Обеспечение необходимой мощности: преобразователи мощности

Нередко существующие варианты блоков питания не соответствуют вашим потребностям.Когда это происходит, вы можете просто использовать более мощный источник питания вместе с преобразователем мощности, чтобы понизить напряжение до желаемого значения.

Ниже приведены некоторые рекомендации по преобразователям мощности. Обязательно проверьте диапазоны рабочего напряжения, предлагаемые каждым силовым преобразователем, чтобы вы могли получить тот, который работает с вашим источником питания и для вашего проекта.

В некоторых случаях вы также можете использовать усилитель для повышения подаваемого напряжения. Одним из примеров является Lipo Rider Plus, который может выдавать до 5 В/2.4А от аккумулятора 3,7В.

Описание разъемов блока питания

Что касается разъемов, то существует множество разъемов, которые можно использовать для подключения источника питания.

Кабели типа «банан» и «крокодил» В источниках переменного тока

обычно используются кабели типа «банан» или «крокодил», как показано ниже.

Кабели типа «банан» и «крокодил». Источник: FuelCellStore, ebay

Кабели типа «крокодил» можно легко закрепить на проводах цепи, образуя соединение.Подберите комплект кабелей типа «крокодил» здесь.

Макеты и соединительные провода Макетная плата с компонентами схемы. Фото Харрисона Бродбента на Unsplash

Макетные платы — отличный способ для начинающих научиться создавать схемы. С полосками из проводящего материала под ними в отверстия можно вставить соединительные кабели для формирования цепей к источнику питания без пайки.

Однако схемы на макетных платах имеют тенденцию быть более грязными и ненадежными, поэтому вы не часто увидите их в окончательных проектах.Вместо этого более широко используются печатные платы или печатные платы. Печатные платы — это в основном электрические схемы, сжатые до компактного форм-фактора.

После того, как вы завершили разработку своей схемы, вы можете легко заказать собственную печатную плату с помощью Seeed Fusion.

Бочковые домкраты

цилиндрические разъемы или цилиндрические разъемы обычно находятся на готовых печатных платах. Хотя они могут различаться по размеру, они обычно предлагаются как удобный и надежный способ питания различных устройств.С помощью подходящего адаптера вы можете питать устройство с бочкообразным разъемом через USB или настенный адаптер.

Батарейные отсеки

Большинство аккумуляторов спроектированы таким образом, чтобы помещаться в корпус, который затем будет иметь провода для подключения к вашей схеме. Эти провода обычно представляют собой простые положительные и отрицательные соединения с аккумулятором. Однако корпуса аккумуляторов могут поставляться с другими разъемами, такими как бочкообразный разъем.

Примечательно, что в литий-полимерных батареях обычно используется разъем JST, который является удобным способом подключения питания к совместимым платам.

Вот некоторые аккумуляторные чехлы, предлагаемые Seeed:

Проверка источника питания

Хотя теоретически мы могли выбрать подходящий источник питания, всегда важно проверять производительность вашей схемы или устройства в течение определенного периода времени. Это связано с тем, что при различных нагрузках использования вы можете обнаружить, что подаваемой мощности недостаточно для поддержания функции устройства.

Есть и другие факторы, которые следует учитывать. Например, если напряжение вашего источника питания упадет слишком низко, ваш микроконтроллер может перезагрузиться и перестать работать.Если вы используете батареи, помните также о рабочей температуре, поскольку она может существенно повлиять на срок службы батареи и производительность.

Если вы добавляете или удаляете компоненты или меняете схему, не забывайте, что требования к питанию также могут измениться. Стоит быть осторожным с вашим источником питания, так как ваш проект может быть поврежден, если используется плохой выбор источника питания.

Другие факторы, которые следует учитывать

Прежде чем принять окончательное решение об источнике питания для вашего проекта, вот несколько вопросов, которые вы, возможно, захотите себе задать:

Учитывается ли форм-фактор блока питания моего проекта?

Если да, как можно раньше включите в проект вопросы, касающиеся источника питания.Громоздкий блок питания вряд ли сделает портативное устройство удобным в использовании!

Потребуется ли мне в будущем больше энергии для большего количества компонентов?

Если да, приобретите более мощный блок питания и дополните его понижающим преобразователем. Это избавит вас от многих проблем, если в будущем вам потребуется больше энергии.

Нужна ли мне микросхема источника питания для моего проекта? ИС блока питания

представляют собой регуляторы для преобразования нестабилизированного входного напряжения в стабильное выходное напряжение.ИС источников питания могут иметь решающее значение для электрических компонентов, чувствительных к входному напряжению, таких как микропроцессоры и память на высоких скоростях.

Если для правильной работы ваших электрических компонентов требуется определенное входное напряжение, вам придется рассмотреть возможность использования микросхемы источника питания. Посетите этот учебник от maxim Integrated для получения дополнительной информации.

Резюме и другие ресурсы

Я надеюсь, что сегодня вы узнали кое-что о том, как управлять своими проектами! Выбор подходящего источника питания, в конечном счете, является методом проб и ошибок, в значительной степени зависящим от потребностей вашего проекта.

К счастью, если вы работаете с одной из популярных плат разработки, у вас будет обширный набор документации, на которую можно положиться. У Raspberry Pi 4 даже есть официальный блок питания, так что вы определенно будете в безопасности.

Чтобы узнать больше об источниках питания и требованиях к питанию, посетите следующие страницы:

Подробное руководство по настройке блоков питания для вашего проекта см. в этой статье Evaluation Engineering.

Продолжить чтение

Знакомство с промышленным источником питания Omron

Источник питания — это электрическое устройство, которое используется для подачи питания на электрическую нагрузку.Источник питания является важным устройством для различных инженерных областей и приборов. Все, что подает электроэнергию в цепь, устройство можно назвать источником питания, поскольку оно подает некоторую мощность в цепь. В технике источники питания используются для обеспечения питания различных электрических нагрузок в различных условиях. Существует 3 распространенных типа источников питания: источники питания с линейной стабилизацией, нерегулируемые источники питания и импульсные источники питания.Также представлен другой тип источника питания, который представляет собой источник питания с регулируемой пульсацией. Различные типы источников питания используются для обеспечения питания различных цепей и различных устройств. Различные блоки питания поставляются с обоими источниками входного сигнала, такими как блоки питания переменного и постоянного тока. Напряжение, подаваемое блоком питания, можно изменять с помощью ручек, имеющихся на блоках питания. Тип входа также можно выбрать с помощью переключателя или кнопки. Типичный источник питания состоит из таких компонентов, как трансформатор, выпрямительные диоды, фильтры и различные диоды регулятора напряжения или интегральные схемы регулятора напряжения.

Что такое источник питания в промышленных условиях?

На промышленных уровнях источники питания, используемые для питания промышленности, больше по сравнению с источником питания, используемым на лабораторном уровне, который может обеспечивать напряжение только до 24 Вольт и так далее. В то время как на промышленном уровне используемые блоки питания способны выдавать мощность до 100 Вт и так далее. Существуют системы электропитания, которые профессионально изготавливаются для промышленных уровней, а затем устанавливаются в различных отраслях промышленности.

Что такое источник питания в промышленных условиях?

Знакомство с импульсными источниками питания

Источники питания состоят из различных компонентов, включая фильтры, трансформаторы и выпрямители. Выпрямители — это в основном диоды, которые используются для выпрямления сигнала. В импульсных источниках питания класс переключающих диодов используется как МОП-транзисторы. В типичных источниках питания линейные методы используются для получения желаемого выходного напряжения, тогда как в импульсных источниках питания для методов переключения используются полупроводники.
Импульсные блоки питания заменяют традиционные блоки питания. Старые блоки питания представляют собой типичные блоки питания переменного тока в постоянный с большими потерями и другими параметрами, в то время как импульсные блоки питания имеют меньшее тепловыделение, меньший вес, меньшие размеры и меньшее энергопотребление. Примерами общего использования импульсных источников питания в потребительской промышленности являются источники питания постоянного тока для персональных компьютеров и других электронных устройств.

Знакомство с импульсными источниками питания

Каковы особенности источника питания Omron?

Ряд блоков питания общего назначения поставляется компанией Omron, которая является производителем блоков питания общего назначения.Компания Omron производит такие блоки питания, которые могут указывать время замены, буферные блоки и перебои питания. Благодаря этим функциям эти блоки питания являются более надежными источниками питания. Источники питания, производимые Omron, подразделяются на два класса: регулируемые источники питания и нерегулируемые источники питания. Регулируемые источники питания подразделяются на две подкатегории: импульсные источники питания и линейные источники питания.

Каковы характеристики блока питания Omron?

Источники питания Omron имеют следующие функции, такие как защита от перенапряжения, защита от перегрузки по току, контроль гармонического тока и другие функции, которые зависят от источника питания. Защита от перенапряжения — это состояние, при котором напряжение выше желаемого или требуемого номинального значения пытается пройти через цепь. Блок питания Omron оснащен встроенной функцией защиты от перенапряжения. Точно так же перегрузка по току — это ток, который может протекать по цепи и может повредить цепь, поскольку через цепь проходит ток, превышающий желаемое значение.Другие блоки питания производства Omron обеспечивают другие виды защиты, такие как защита от тока замыкания на землю. Схемы защиты, используемые в источниках питания Omron, различаются в зависимости от источника питания.

Что такое источник бесперебойного питания?

Источник бесперебойного питания (ИБП) — это устройство, которое позволяет компьютеру продолжать работать хотя бы в течение короткого времени при отключении основного источника питания. Устройства ИБП также обеспечивают защиту от скачков напряжения.

ИБП содержит батарею, которая «срабатывает», когда устройство обнаруживает потерю питания от основного источника.Если конечный пользователь работает на компьютере, когда ИБП уведомляет об отключении питания, у него есть время, чтобы сохранить все данные, над которыми он работает, и выйти до того, как вторичный источник питания (батарея) разрядится. Когда полностью заканчивается питание, все данные в оперативной памяти (ОЗУ) вашего компьютера стираются. Когда происходят скачки напряжения, ИБП перехватывает скачок, чтобы не повредить компьютер.

ИБП в дата-центре

Каждый ИБП преобразует входящий переменный ток в постоянный через выпрямитель и обратно с помощью инвертора.Батареи или маховики накапливают энергию для использования в случае сбоя в коммунальной сети. Цепь байпаса направляет питание вокруг выпрямителя и инвертора, обеспечивая ИТ-нагрузку питанием от электросети или генератора.

Хотя системы ИБП обычно называют конструкциями с двойным преобразованием, линейно-интерактивными и резервными, эти термины используются непоследовательно, и производители применяют их по-разному: По крайней мере, одна система допускает любой из трех режимов. Международная электротехническая комиссия (IEC) и приняла более технически описательную терминологию в стандарте IEC Std.62040.

Типы ИБП и их основные характеристики

Независимые от напряжения и частоты (VFI):  Независимые от напряжения и частоты (VFI) Системы ИБП называются двойными или двойными преобразованиями, поскольку входящий переменный ток выпрямляется в постоянный для поддержания заряда батарей и привода инвертора. Инвертор воссоздает устойчивую мощность переменного тока для работы ИТ-оборудования.

Рис. 1.

При сбое питания батареи приводят в действие инвертор, который продолжает работать с ИТ-нагрузкой.Когда питание восстанавливается от сети или генератора, выпрямитель подает постоянный ток (DC) на инвертор и одновременно заряжает батареи. Инвертор работает постоянно. Вход сети полностью изолирован от выхода, а байпас используется только для обеспечения безопасности обслуживания или в случае внутренней неисправности электроники. Поскольку питание, подаваемое на ИТ-оборудование, не прерывается, вакуумный выключатель (VFI) обычно считается наиболее надежной формой ИБП. Большинство систем синхронизируют выходную частоту с входной, но в этом нет необходимости, поэтому она по-прежнему считается независимой от частоты.

Рис. 2.

Каждое преобразование энергии сопряжено с потерями, поэтому растрачиваемая энергия исторически считалась ценой максимальной надежности.

Независимый от напряжения (VI): Независимый от напряжения (VI) или полноценный линейный интерактивный ИБП имеет регулируемое выходное напряжение, но такую ​​же выходную частоту, как и входная. Независимость от частоты редко вызывает озабоченность по поводу мощности в развитых странах. Энергия от сети подается непосредственно на выход и ИТ-оборудование, а выпрямитель поддерживает заряд батарей.Инвертор работает параллельно с выходом, компенсируя провалы напряжения и действуя как активный фильтр для скачков напряжения и гармоник. Потери в выпрямителе и инверторе возникают только при колебаниях входной мощности. Маховики и моторно-генераторные установки также относятся к категории VI.

Рис. 3.

При сбое питания или выходе напряжения за допустимые пределы байпас быстро отключается от входа, и инвертор приводится в действие аккумулятором. Когда входное питание восстанавливается, байпас снова включает вход, перезаряжает батареи и поддерживает постоянное выходное напряжение.Поставщики ИБП, использующие параллельные источники питания, заявляют об отсутствии потери надежности. В результате эффективность использования энергии составляет около 98%.

Рис. 4.

Зависящий от напряжения и частоты (VFD):  Зависящий от напряжения и частоты (VFD), или резервный ИБП, функционально аналогичен VI и иногда ошибочно называется линейно-интерактивным. В обычных системах VFD инвертор выключен, поэтому для начала выработки энергии может потребоваться от 10 до 12 миллисекунд (мс). Этот сбой может привести к сбою серверов, что делает устаревшие ИБП с частотно-регулируемым приводом непригодными для центров обработки данных.

Рис. 5.

В новых концепциях частотно-регулируемого привода инвертор вырабатывает мощность в течение 2 мс после активации. Байпас обычно включен, как и в случае VI, поэтому оборудование работает непосредственно от сети или генератора. Поскольку инвертор не работает до тех пор, пока не произойдет сбой питания, нет контроля напряжения или потребляемой мощности, что обеспечивает эффективность до 99%. Сбой питания или напряжение за пределами диапазона размыкает обходной переключатель, отключая вход от выхода; инвертор начинает работать от аккумуляторов.Размер выпрямителя достаточен только для того, чтобы держать батареи заряженными.

Рис. 6.

Преимущества и недостатки ИБП

Преимущества использования источников бесперебойного питания включают:

• Нет задержки между переключением с основного источника питания на ИБП.
• Может лучше поддерживать важные инструменты по сравнению с генераторами.
• Потребители могут выбрать тип и размер ИБП в зависимости от количества энергии, необходимой для питания устройства.
• ИБП молчат.
• Обслуживание систем ИБП дешевле по сравнению с генераторами.

К недостаткам использования источников бесперебойного питания относятся:

• Невозможность запуска тяжелых бытовых приборов из-за того, что ИБП работают от батарей.
• Если используются нестандартные батареи, пользователям может потребоваться частая замена батарей.
Для ИБП
• может потребоваться профессиональная установка.

ИБП VS. генераторы, устройства защиты от перенапряжения, инверторы и АРН

В отличие от ИБП, генераторы не обеспечивают бесперебойную работу устройств после выхода из строя основного устройства.Однако генераторы обеспечивают питание в течение более длительного периода времени по сравнению с ИБП. Системы ИБП не обеспечивают питание так долго, потому что их питают батареи.

Устройства защиты от перенапряжений (подавители) помогают предотвратить скачки напряжения и скачки высокого напряжения. Однако устройства защиты от перенапряжения не работают во время перебоев в подаче электроэнергии или в случаях, когда основной источник питания отключен от использования.

Силовые инверторы — это устройства, преобразующие постоянный ток в переменный. Силовые инверторы обычно подключаются к внешнему источнику постоянного тока и непрерывно преобразуют ток в переменный.Силовые инверторы обычно используют одну или несколько батарей для хранения энергии. Использование инверторов мощности приводит к задержке передачи мощности от основного источника питания к вторичному источнику питания при отключении основного питания.

Автоматические регуляторы напряжения (АРН) контролируют входное напряжение, чтобы свести к минимуму колебания напряжения. АРН обычно используются как в силовых преобразователях, так и в инверторах.

Системы бесперебойного питания – обзор

10.4.5 Аккумулирование энергии в источниках бесперебойного питания

ИБП – это приложение для хранения энергии, используемое для предотвращения потерь из-за перебоев в подаче электроэнергии или условий низкого качества электроэнергии.Они обычно используются для предотвращения воздействия перебоев в подаче электроэнергии на специальные и чувствительные нагрузки. Кроме того, ИБП могут выполнять коррекцию качества электроэнергии при параллельной работе. ИБП уже давно используются в коммерческих зданиях и служебных зданиях, таких как больницы, или в специальных помещениях, таких как центры обработки данных, где важна бесперебойная подача энергии. ИБП предпочтительно использовать в жилых домах. Как упоминалось ранее, ИБП используются для двух основных целей. Первый используется в качестве резервного источника питания для предотвращения перебоев в электроснабжении.Второй служит фильтрующей задачей для коррекции условий низкого качества электроэнергии. ИБП, используемые для первой цели, обычно представляют собой системы дизель-генераторов в традиционных приложениях. Он имеет такие преимущества, как быстрый запуск и хранение топлива. Однако есть и недостатки, такие как шумная работа, выброс выхлопных газов и высокие затраты на топливо. Использование различных приложений для хранения энергии, таких как аккумуляторные батареи, подключенные к сети, или маховики, может устранить эти недостатки.

Некоторые системы ИБП разработаны с учетом низких требований к качеству электроэнергии. Значения напряжения и частоты, выраженные в условиях низкого качества электроэнергии, не соответствуют требуемым предельным значениям. Эти искажения значений напряжения и частоты могут повредить электрические устройства потребителей и вызвать проблемы в сети, если не будут приняты необходимые меры предосторожности. При использовании накопления энергии в ИБП можно избежать скачков/пиков напряжения, скачков/бросков напряжения, провалов напряжения, пониженного напряжения, шумов и гармоник тока.

Обеспечить функции ИБП с распределенными системами накопления энергии, эксплуатируемыми распределительными компаниями, очень просто. Эти приложения можно использовать более эффективно по сравнению с традиционными системами ИБП. Кроме того, в этой структуре могут быть обеспечены преимущества с точки зрения интеграции ВИЭ в систему, поскольку она становится более экономичной [68].

В случае выхода из строя одной из крупных электростанций необходимо поддерживать уровни частоты и напряжения для обеспечения стабильности и надежности энергосистемы.Способ достижения этого заключается в том, что общая мощность системы пропорционально распределяется между другими электростанциями в системе. Остальные электростанции в системе должны использовать дополнительный резерв мощности при выходе за пределы нормальных условий эксплуатации. Электростанции должны производить мощность выше нормальной, а мощность отключенной станции должна передаваться в сеть. Для этого либо установки должны эксплуатироваться ниже номинальных значений, либо, при необходимости, эксплуатироваться с высокой мощностью.Эти две ситуации приводят к неэффективной работе. В Соединенных Штатах был предложен метод хранения магнитной энергии сверхпроводника, который был разработан для удовлетворения требований дополнительных резервных мощностей сетей в различных научных исследованиях. Этот метод не используется в качестве арбитража и аналогичных приложений для хранения энергии, а скорее предназначен для использования только в случае больших потерь мощности в системе. Однако есть и недостатки, такие как необходимость очень дорогостоящих систем охлаждения и больших преобразователей мощности для такой системы.Различные технологии хранения энергии, такие как батареи, ультраконденсаторы и маховики, имеют технологическую инфраструктуру для удовлетворения этих потребностей. При наличии необходимых преобразователей мощности эти приложения возможны в зависимости от сети. Для сетей возможно несколько определений резерва. Роторный резерв представляет собой накопитель энергии, способный вырабатывать мощность до 10 мин. Вращающийся резерв — это система, которая может быть активирована всего за 10 с для поддержания стабильности частоты в случае больших потерь мощности [69].Система, которая больше ориентирована на регулирование частоты, чем на обеспечение непрерывности энергии, называется частотным реактивным резервом.

Дополнительный резерв может быть определен как дополнительная генерирующая мощность ниже или выше самого высокого значения спроса, необходимого для обеспечения энергии, необходимой потребителям электроэнергии. Это генерирующая мощность с неактивной генерирующей мощностью или отключенной нагрузкой, которая при необходимости может быть введена в эксплуатацию менее чем за 10 минут. Два типа могут быть предоставлены; либо он активируется в течение короткого времени, когда он находится в отключенном состоянии, либо когда он работает таким образом, что питает определенную нагрузку, которую можно отключить.Эта нагрузка отключается, и мощность генерации передается в сеть [70]. Вращающиеся резервные системы постоянно синхронизируются с сетью, в то время как. Дополнительные резервные системы не зависят от сети. Поэтому, при необходимости, сеть должна быть сначала поддержана за счет использования вращающихся резервных мощностей, а при необходимости после синхронизации должны быть задействованы дополнительные резервные мощности.

Загрузка резервных ресурсов — это генерирующая мощность, которую можно реализовать всего за 1 час. Это приложение можно использовать только как вспомогательный источник резервной мощности.С развитием технологий и снижением затрат широкое распространение получают крупномасштабные силовые приложения для хранения энергии. Масштабируемые системы хранения энергии могут быть подключены к электрическим сетям из самых разных точек, таких как генерирующие установки, системы передачи и системы распределения или конечные потребители. Кроме того, подключение к сети может быть достигнуто с очень коротким временем отклика благодаря силовой электронике. Таким образом, это делает привлекательным использование накопителей энергии в качестве вращающихся резервов [71].

Назад к основам: основы устройств с питанием от контура

Существует несколько преимуществ использования энергии, подаваемой для токовой петли, для питания ваших устройств, а не включения дополнительного источника питания в вашу систему.

Дополнительный источник питания не требуется

Прежде всего, может оказаться невозможным подавать дополнительный источник питания в вашу систему, например, если ваше приложение находится в удаленном районе. В этом случае ваш передатчик может питаться от батареи, солнечной батареи или другого источника питания, а другие устройства в системе будут получать питание от передатчика.Затраты на прокладку дополнительных линий также могут сделать дополнительную мощность, кроме стоимости сигнала 4–20 мА, непомерно высокой.

Easy Wiring

Поскольку для всей системы используется только один источник питания (часто обеспечивается датчиком, выдающим сигнал 4–20 мА), устройства с питанием от контура невероятно просты в настройке. Требуются только два провода, положительное (+) и отрицательное (-) подключение к токовой петле. Это отличается от трех- и четырехпроводных схем, которые включают в себя внешний источник питания.Это делает сложность установки минимальной.

Рис. 3. Пример двухпроводных соединений

Более низкая стоимость

Устройства с питанием от контура часто намного дешевле, чем другие устройства управления технологическим процессом со встроенной электроникой высокой мощности. Это просто потому, что дорогие компоненты, которые могли бы быть включены в эти устройства, такие как источники питания, механические реле или усовершенствованные компоненты вывода цифровых или аналоговых сигналов, исключены, чтобы ограничить количество энергии, необходимой для работы устройства.

Сертификаты для опасных зон

Многие устройства с питанием от контура одобрены для использования во взрывоопасных зонах как невоспламеняющиеся (N.I.) или искробезопасные (I.S.). Оба этих сертификата требуют, чтобы устройство потребляло настолько мало энергии, что оно не могло бы вызвать возгорание в нормальных условиях эксплуатации или в условиях неисправности, соответственно. Поскольку энергопотребление устройств с питанием от контура по необходимости настолько низкое, они обычно являются легкими кандидатами на получение этих разрешений.

Рис. 4. Metes с питанием от контура, установленные на компрессорной панели Div 2 для многих приложений управления технологическими процессами.Однако есть некоторые недостатки, которые необходимо принять во внимание, прежде чем планировать использование питания контура в вашем конкретном приложении. Эти недостатки могут быть незначительными или потенциально могут полностью исключить использование устройств с питанием от контура.

К недостаткам в первую очередь следует отнести то, что устройства с питанием от контура работают на конечной мощности, подводимой к токовой петле 4-20 мА, и добавляют падение напряжения в петлю. Источник питания для контуров 4–20 мА обычно составляет 24 В, но может варьироваться.Все устройства с питанием от контура в контуре должны питаться от этого одного источника питания. По этой причине крайне важно проверить характеристики падения напряжения на всех ваших устройствах, чтобы убедиться, что источник питания способен обеспечить достаточное напряжение для всех компонентов в контуре. Сумма всех падений напряжения на всех устройствах в контуре должна быть меньше напряжения источника питания. Лучше оставить место для ошибок и колебаний напряжения, чтобы общее падение напряжения составляло менее 80 % от напряжения питания.

Спецификация падения напряжения предоставляется в различных форматах. Потенциально его можно отформатировать как максимальное падение напряжения для устройства (например, 3,0 В макс.), уровень напряжения при определенном уровне тока (например, 3 В при 20 мА), входное сопротивление (например, 150 Ом) или справочную таблицу, показывающую питание. напряжение относительно эквивалентного сопротивления.

 

Связанный: Индикаторы с питанием от контура и расширенными функциями управления

 

Если вы рассматриваете устройство с питанием от контура для своего приложения, есть несколько важных характеристик, о которых вы должны знать, прежде чем сделать окончательный выбор:

Падение напряжения

Проверьте спецификацию падения напряжения, чтобы убедиться, что источник питания обеспечивает достаточное напряжение для всех компонентов контура.

Выходы

Если от вашего устройства с питанием от контура требуются выходы, внимательно проверьте тип выходов и доступные номиналы. Устройства с питанием от контура должны иметь маломощные выходы, такие как пассивные выходы 4–20 мА, а не выходы с автономным питанием, и транзисторные выходы с открытым коллектором, а не реле. Убедитесь, что ваша система предназначена для работы с доступными выходами. Заранее планируйте любые внешние источники питания, внешние реле или другое оборудование, которое может потребоваться вашей системе для работы с этими выходами.

Рабочая температура

Эту характеристику часто упускают из виду. Для устройств с жидкокристаллической индикацией это критично, так как у многих будут проблемы в морозы, например -20 или -40°С.

 

Внимательно взвесьте все за и против, чтобы определить, подходят ли устройства с питанием от контура для вашего приложения.

Pros

Помните, устройства с питанием от контура часто недороги, а также просты в установке и обслуживании. Они часто имеют важные сертификаты агентства, такие как искробезопасность (I.S.) и сертификаты невоспламеняемости (N.I.), которые жизненно важны, если вы планируете использовать их в опасных зонах.

Минусы

К недостаткам устройств с питанием от контура относятся ограниченное количество и тип выходов и очень низкая мощность, что не позволяет использовать светодиодные дисплеи, механические реле и ограничивает последовательную связь.

 

На что следует обратить внимание

Вот несколько моментов, на которые следует обратить внимание, чтобы исключить использование устройств с питанием от контура для вашего приложения:

1. Вам нужен светодиодный дисплей?
2. Требуются ли в вашем приложении механические реле?
3. Требуется ли для устройства выход 4–20 мА с автономным питанием?
4. Требуется ли вам использование последовательной связи?
5. Обеспечивает ли ваш контурный источник питания достаточное напряжение для питания устройств с контурным питанием?
6. Использует ли ваше приложение сигнал процесса, отличный от токовой петли 4–20 мА?

Если ответ на любой из этих вопросов «да», то использование устройств с питанием от контура не подходит для вашего приложения.

 

Связанный: Loop Leader Серия PD6600 включает сигналы тревоги, управление насосом и повторную передачу

 

устройство. Это возможно, потому что ток одинаков во всей петле 4-20 мА, поэтому перепады напряжения, вызванные устройствами с питанием от петли, не влияют на токовый сигнал.

Устройства с питанием от контура просты, легко подключаются и потребляют очень мало энергии.Однако важно знать об ограничениях устройств с питанием от контура, таких как недоступность реле, светодиодных дисплеев или расширенной последовательной связи. Вы должны обязательно обращать внимание на технические характеристики, такие как падение напряжения, требования к выходной мощности, требования к мощности, рабочая температура и сертификаты для опасных зон, чтобы избежать проблем с вашей конкретной системой управления. Если для вашего приложения требуется недорогое, простое в установке решение с низким энергопотреблением, и ни один из вышеупомянутых дисквалифицирующих факторов не применим, тогда питание контура может быть правильным ответом для вашего приложения.

от Simon Paonessa — Технический писатель
Precision Digital Corporation

Download White Paper

Read Part 3 — Loop VS Line Power

Read Pail 1 — Основы 4-20 мА Текущие петли

---

Часы этот записанный веб-семинар задуман как вводное занятие для тех, кто имеет дело со счетчиками с двухпроводным питанием от контура и другими устройствами. Получите четкое представление об основных критериях использования и спецификации устройства с питанием от контура и узнайте, когда устройство с питанием от контура подходит для вашего приложения.

 

---

Вас может заинтересовать

Знакомство с настольными источниками питания постоянного тока

Знакомство с настольными источниками питания постоянного тока

Один из самых популярных элементов электронного испытательного оборудования, источники постоянного тока выпускаются во многих формах, подходящих для широкого спектра применений

СОТРУДНИКИ B&K совместно с ДОНОМ ПЕТЕРСОНОМ
B&K Precision
www.bkprecision.com

Источники питания

являются одними из самых популярных элементов электронного контрольно-измерительного оборудования.Это неудивительно, поскольку контролируемая электрическая энергия используется огромным количеством способов.

Термин «настольный» или «настольный блок питания» используется несколько расплывчато, поскольку некоторые версии обсуждаемых блоков питания могут быть слишком тяжелыми для установки на столе. Тем не менее, номенклатура полезна, так как даже тяжелые блоки питания с высокой выходной мощностью имеют много общего со своими меньшими собратьями. Но термин «скамья» является описательным для многих людей, поскольку он вызывает в воображении образ источника питания постоянного тока, используемого на рабочем столе инженера или техника для решения бесчисленных силовых задач.

Расходные материалы для выпрямителя батареи

Расходные материалы с выпрямителем батареи, как правило, самые дешевые. Название описывает их основное предназначение — работать вместо батареи. Эти устройства недороги и удобны, когда нужно работать с оборудованием, работающим от аккумуляторов, поскольку они позволяют работать с оборудованием без необходимости искать необходимые батареи.

Один популярный тип выдает 13,8 В постоянного тока и предназначен для обеспечения питания постоянным током устройств, обычно питаемых от автомобильного аккумулятора.Типичное использование — обслуживание CB-радиостанций и автомобильного стереооборудования. Их спецификация линейного регулирования обычно шире, чем у лабораторных, но это нормально, так как напряжения в автомобилях существенно различаются.

Другой популярный тип (см. рис. 1) заменяет различные устройства батарей, такие как 9- и 12-вольтовые батареи. Единственными органами управления являются переключатель включения/выключения и переключатель, позволяющий выбрать желаемое выходное напряжение.

Рис. 1: Представленная здесь модель 1514 эмулирует батареи на 9 и 12 В постоянного тока, а также батареи с другим напряжением.

Поскольку это настоящие источники питания, они предназначены для безопасной непрерывной работы в случае короткого замыкания. Следите за тем, чтобы гнезда типа «банан» располагались на расстоянии 0,75 дюйма (19 мм), чтобы можно было использовать переходники с двумя штекерами типа «банан», используемые с коаксиальными кабелями.

Источник постоянного напряжения

Немного более сложный источник питания, чем выпрямитель батареи, источник постоянного напряжения, как следует из его названия, обеспечивает регулируемое пользователем постоянное напряжение. Поскольку они регулируются, источники питания обычно имеют измеритель, показывающий напряжение, на которое настроен источник питания.

Основное поведение источника питания — поддерживать заданное напряжение независимо от сопротивления нагрузки. Блок питания имеет ручку для регулировки выходного напряжения. Некоторые модели могут не регулироваться вплоть до 0 В, и их максимальный выходной ток может быть пропорционален выходному напряжению, а не обеспечивать номинальный ток при любом выходном напряжении.

В некоторых моделях предусмотрены точки привязки, которые позволяют контролировать выходное напряжение с помощью более точного цифрового измерителя или позволяют подключаться к другим цепям.

Эти типы источников питания хорошо работают в качестве выпрямителей батареи, а также показывают ток, который потребляет нагрузка.

Источник постоянного напряжения/постоянного тока

Вероятно, наиболее популярным типом лабораторного источника питания является источник постоянного напряжения/постоянного тока (см. рис. 2). Помимо подачи постоянного напряжения, эти источники также могут обеспечивать постоянный ток. В режиме постоянного тока источник питания будет поддерживать заданный ток независимо от изменений сопротивления нагрузки.

Рис. 2: Типичным примером источника питания постоянного напряжения/постоянного тока является модель 1735A, которая выдает одно регулируемое напряжение, на что указывает один набор разъемов типа «банан».

Расположение выходных клемм с клеммой заземления между клеммами + и – является наиболее распространенным и делает подключение любой клеммы к земле с помощью металлической перемычки очень удобным. Это полезно, когда вы хотите, чтобы одна из клемм была заземлена.Конечно, то же самое можно сделать менее удобно с помощью куска провода или проволочной перемычки со штабелируемыми вилками типа «банан».

Блок питания на рис. 2 имеет грубую и точную регулировку тока и напряжения. В некоторых источниках питания для регулировки вместо этого используются потенциометры с 10 оборотами. Другие используют переключатели с колесиком или кнопочные переключатели. Колесико и кнопочные переключатели полезны (если их настройки точны), потому что они могут устранить необходимость в измерителе.

Эти типы блоков питания часто имеют другие полезные функции:

• Дистанционное измерение: высокоимпедансный вход, позволяющий измерять напряжение на нагрузке.Затем источник питания корректирует падение напряжения в проводах, соединяющих источник питания с нагрузкой.

• Соединения ведущий/ведомый: существуют различные методы, позволяющие подключать блоки питания одного семейства параллельно или последовательно для получения более высокого напряжения или более высокого тока.

• Терминал удаленного программирования: некоторые источники питания имеют входные клеммы для напряжения или сопротивления, которые можно использовать для управления выходным напряжением или током. Примечание. Это называется аналоговым программированием, а не цифровым программированием с использованием компьютера.

Источник питания с несколькими выходами

Источники питания с несколькими выходами

обычно имеют два или три выхода постоянного тока, что полезно и экономично для систем, требующих нескольких напряжений. Источник питания с тремя выходами часто используется для разработки схем: один выход подает от 0 до 5 В для цифровой логики, а два других обычно подают от 0 до 20 В, которые можно использовать с биполярными аналоговыми схемами. Иногда для двух источников питания 20 В предусмотрена регулировка слежения, так что источники питания + и 20 В можно регулировать вместе, поворачивая одну ручку.

Блок питания, показанный на рис. 3, имеет три выхода, которые можно настраивать независимо с помощью ручки или клавиатуры. Выходы канала 1 и канала 2 составляют 30 В при 3 А, а третий канал будет выдавать 5 В при 3 А. Таким образом, источник питания способен непрерывно выдавать около 200 Вт. Выходы можно включать и выключать независимо друг от друга или все сразу (полезно для питания всей печатной платы).

Рис. 3: Популярный 9130 имеет три выхода, полезных для схемотехники.

Приставка имеет ряд полезных функций. Выходы могут быть настроены на работу по времени: по истечении определенного интервала времени выход отключается. Пределы напряжения настраиваются для всех каналов, поэтому электрическая схема вашего прототипа может быть защищена от случайного перенапряжения. Два 30-вольтовых канала могут быть соединены последовательно или параллельно для получения более высокого напряжения или тока соответственно. Имеются также регистры хранения для сохранения до 50 состояний прибора для быстрого вызова позже (полезно для повторных испытаний).

Удобная функция для работы в автоматическом режиме заключается в том, что блок питания может быть настроен так, чтобы его выход был включен при последних настройках включения питания. Таким образом, если он работает с цепью и произошел сбой питания переменного тока, источник питания снова начнет подавать питание, когда питание переменного тока снова включится.

Этот конкретный источник питания также программируется с помощью компьютера, что приводит к следующему типу питания.

Программируемый источник питания

Программируемые источники питания иногда называют «системными» источниками питания, поскольку они часто используются как часть управляемой компьютером системы для тестирования или производства.Мы исключим из этого обсуждения «программирование» через внешние напряжения или сопротивление, которое использовалось в основном до того, как стало популярным цифровое управление.

На протяжении многих лет существовало множество типов компьютерных интерфейсов с инструментами. Двумя наиболее популярными из них являются IEEE-488, также известный как GPIB (шина интерфейса общего назначения), и последовательная связь RS-232. Также использовались сетевые интерфейсы (например, Ethernet и USB) (см. рис. 4). Мы не будем обсуждать здесь достоинства различных типов интерфейсов, так как они выходят за рамки этого документа.

Рис. 4: Системный блок питания XLN3640 для настольных и стоечных приложений с интерфейсами USB, GPIB и LAN.

На несколько более высоком уровне, чем тип интерфейса, находится язык команд для блока питания. Это означает набор инструкций, отправляемых на прибор по цифровому интерфейсу, и информацию, полученную компьютером от прибора. Вы увидите три категории:

• Собственный: Собственные языки команд обычно относятся к одному производителю, а иногда даже к определенному набору инструментов.Недостаток проприетарных командных языков заключается в том, что пользователю необходимо писать программное обеспечение, специфичное для этого прибора. Переход на другой блок питания от другого производителя означает переписывание программного обеспечения.

• SCPI: SCPI означает «Стандартные команды для программируемых приборов», часто произносится как «skippy» или «skuppy». инструментов, чтобы упростить смену поставщиков инструментов без необходимости переписывать много программного обеспечения.

• SCPI-подобный: SCPI очень помог, но не является полным решением, поскольку добавляются новые функции, требующие новых команд. Несмотря на это, многие поставщики пытаются сделать свои языки управления приборами похожими на SCPI, то есть они используют как можно больше стандарта. Синтаксис также выглядит знакомым разработчикам программного обеспечения, поэтому время разработки сокращается.

Отправляя команды через интерфейс, поддерживаемый прибором, подачей можно управлять с компьютера, а не с помощью кнопок на передней панели.Это очень полезно, особенно при выполнении более сложных настроек, таких как создание динамических шагов напряжения с использованием режима списка.

Двойной и многодиапазонный источник питания

Большинство обычных источников питания работают с фиксированными номиналами напряжения и тока. Возьмем, к примеру, обычный источник питания 30 В/3 А. В этом случае максимальная выходная мощность 90 Вт может быть реализована только при питании 30 В/3 А. Для всех других комбинаций напряжения/тока выходная мощность будет меньше.

Двухдиапазонные источники питания (см.5) предлагают большую гибкость, работая в двух разных диапазонах. Желаемый диапазон можно выбрать вручную с помощью кнопки на передней панели или автоматически на основе введенного значения напряжения и тока. Модель 9172 будет автоматически выбирать между диапазоном 35 В/3 А и диапазоном 70 В/1,5 А, что потенциально устраняет необходимость в двух источниках питания с одинаковыми диапазонами напряжения и тока.

Рис. 5: Двухдиапазонный программируемый источник питания 9172 с автоматическим выбором диапазона.

Многодиапазонные источники питания

отличаются тем, что они пересчитывают пределы напряжения/тока для каждой настройки, формируя границу гиперболической формы постоянной мощности (см. рис. 6). Модель 9110 с номиналом 100 Вт/60 В/5 А является примером такого источника питания; возможны любые комбинации напряжения/тока, лежащие на гиперболической кривой. В каждом случае источник работает на максимальной мощности.

Рис. 6: Кривая внизу показывает непрерывный диапазон возможных комбинаций настроек для максимальной мощности, возможности модели 9110 вверху:

Преимущества этой архитектуры очевидны: многодиапазонный источник питания обеспечивает большую гибкость в выборе выходных номиналов и позволяет пользователям заменить несколько фиксированных номиналов одним многодиапазонным источником, тем самым экономя средства и место на рабочем столе.

.