Блок питания 12w 12 24v din схема подключения
Обновлено: 07.07.2024
Разработчикам и интеграторам, нуждающимся в компактных источниках питания с повышенным КПД и высокой плотностью мощности, монтируемых на DIN-рейку, компания КОМПЭЛ предлагает ИП серии NDR производства MEAN WELL – для ответственных применений в системах автоматики тяжелой промышленности; ИП серии DRF производства TDK-Lambda – для систем промавтоматики с большой индуктивной или емкостной нагрузкой; ИП серии DRE производства Chinfa – для автоматики, работающей с детекторами и датчиками, а также специализированные ИП серии DBR производства Chinfa для зарядки резервных батарей питания.
Большинство систем промышленной автоматики имеет конструктив, выполненный в виде шкафов, стоек и различных пультов управления. Основной несущей конструкцией, обеспечивающей удобное расположение компонентов системы и их оперативную замену, является DIN-рейка. Модульная архитектура построения систем автоматики предусматривает также и размещение источников питания в корпусах, рассчитанных для монтажа на DIN-рейку.
Еще одной проблемой является уровень электромагнитного излучения. При повышении потребляемой мощности для сохранения высокого КПД импульсного источника питания приходится повышать рабочую частоту коммутации силовых ключей. С повышением рабочей частоты преобразования растет и уровень помех, излучаемый источником питания. В системах, где имеются чувствительные цепи, например, каналы измерения температуры, приемные тракты радиочастотных и магистральных устройств, возникают нежелательные наводки помех, связанные с паразитными индуктивными и емкостными связями. Для их уменьшения требуется разнесение на значительное расстояние силовых и сигнальных цепей или применение специальных дополнительных фильтров в линии электропитания.
Международные стандарты ENC55011, EN55022, CISPR 11 и CISPR 22 являются регламентирующими документами для групп электрооборудования на соответствие требованиям норм по обеспечению электромагнитной совместимости.
Согласно требованиям этих стандартов, источник питания не должен создавать помех, превышающих уровень, определенный классом B для устройств информационно-технологического и бытового оборудования.
Сам источник питания также должен быть устойчив к воздействию электромагнитных помех.
Снижение уровня электромагнитных помех и повышение КПД импульсных источников питания обеспечивается как схемотехническими, так и конструктивными решениями.
Современные высокоэффективные источники питания, представленные в таблице 1, разработаны таким образом, что обеспечивают соответствие этим стандартам.
Таблица 1. Обобщенные характеристики промышленных источников питания на DIN-рейку
Типовая схема построения импульсных источников питания с комплексом защит и корректором коэффициента мощности приведена на рисунке 1.
Рис. 1. Типовая функциональная схема построения импульсных источников питания MEAN WELL NDR-240 с комплексом защит
Наличие ЭМС-фильтра и выпрямителя на входе источника питания предотвращает проникновение импульсных помех из питающей сети во внутреннюю цепь питания, а также подавляет коммутационную помеху выходного силового ключевого каскада. Встроенный корректор коэффициента мощности обеспечивает отсутствие гармонических составляющих в электросети при работе блока питания и приближает форму потребляемого тока к синусоидальной в соответствии с формой входного напряжения.
Схема обратной связи осуществляет стабилизацию выходных параметров. Наличие высокочастотного трансформатора и оптопар обеспечивает полную гальваническую изоляцию вторичных цепей от первичной, повышая электробезопасность источника питания.
Улучшение электромагнитной совместимости и отвода тепла от внутренних компонентов обеспечивается применением металлического корпуса. Тем не менее, следует соблюдать основные правила компоновки узлов в корпусе шкафов, содержащих источники питания:
- все сигнальные цепи прокладывать на максимальном удалении от силовых цепей и импульсных источников питания;
- экранировать сигнальные и силовые провода и кабели;
- чувствительное оборудование располагать как можно дальше от импульсных источников и коммутаторов нагрузки.
Важно при компоновке оборудования шкафа предусмотреть оптимальное охлаждение тепловыделяющего оборудования. Источники питания, как самое нагруженное оборудование, выделяют наибольшее количество тепла.
Компании-производители источников питания на DIN-рейку рекомендуют оставлять свободное пространство не менее чем 25 мм от каждой из стенок источников питания для оптимального охлаждения за счет естественной конвекции. При этом без труда соблюдается требование по ЭМС-совместимости оборудования, так как выдерживаются минимально необходимые расстояния между источниками электромагнитного излучения и прочего электрооборудования шкафа.
Рассмотрим несколько компактных эффективных источников питания для монтажа на DIN-рейку, представленных различными производителями.
 |  |
| а) | б) |
| Рис. 2. Наиболее популярные ИП серии DNR – NNR-48 (а) и DNR-24 (б) производства компании MEAN WELL | |
Наличие источников с выходным напряжением 24 и 48 В позволяет выбрать подходящее решения для целевой системы.
Высокая надежность источников серии NDR подтверждается трехлетней гарантией производителя и испытаниями выпускаемой продукции при нагрузке 100%. Соответствие требованиям международных стандартов для устройств промышленной аппаратуры делает серию NDR очень привлекательной для использования в качестве источников питания компактных и бюджетных систем автоматизации.
Источники питания на DIN-рейку производства компании TDK-Lambda серии DRF (рисунок 3), по сравнению с другими, рассмотренными в таблице 1, являются самыми компактными с минимальной шириной всего 36,5 мм. Несколько больший уровень пульсаций (240 мВ), по сравнению с серией NDR производства компании MEAN WELL (150 мВ), компенсируется самым малым временем установления выходного напряжения (всего 20 мс) и двукратной перегрузочной способностью. Это делает привлекательным применение DRF для питания инерционных исполнительных механизмов промышленной автоматики с большой индуктивной или емкостной нагрузкой, а также там, где требуется обеспечение селективности по низкому напряжению. Серия DRF характеризуется повышенной надежностью (гарантия производителя – 5 лет) и расширенным функционалом: источники питания допускают последовательное и параллельное включение, что позволяет повышать выходное напряжение или мощность. Еще одна особенность серии – возможность дистанционного управления, что позволяет создать малогабаритный кластер источников питания. Наличие контактной группы реле «Питание в норме» (DC Ok) позволяет системе автоматики отслеживать состояние линии питания. Встроенная система понижения потребляемой мощности при снижении нагрузки ErP соответствует экологическим рекомендациям Eco-Design. Изделия имеют активную систему коррекции коэффициента мощности, при этом общий КПД достигает 94%.
Рис. 3. Источник питания серии DRF от TDK-Lambda
Рис. 4. Источники питания Chinfa на DIN-рейку
серии DRE
Высокая перегрузочная способность позволяет без проблем работать с емкостной нагрузкой, а низкий уровень пульсаций идеален для питания цифровых устройств и аналоговой аппаратуры, предназначенной для работы с малым уровнем сигнала (различные детекторы и датчики).
Источники питания оснащены активным модулем коррекции коэффициента мощности. КПД серии достигает 93%.
Источники питания DRE допускают параллельное включение до трех устройств. Режим работы выбирается микропереключателем на лицевой панели. Версия с выходом 24 В имеет контактную группу реле, формирующую сигнал готовности RDY, который может быть использован системой автоматики верхнего уровня для оценки состояния источника питания.
Источники питания серии DRE выпускаются с выходными напряжениями 12 и 24 В с номинальной мощностью 120 и 240 Вт.
Рис. 5. Специализированные источники питания
серии DBR для зарядки свинцовых аккумуля-
торных батарей
Также компания Chinfa выпускает специализированные источники питания серии DBR для зарядки свинцовых аккумуляторных батарей (рисунок 5), входящих в состав резервированных цепей питания. Данные источники питания осуществляют зарядку аккумуляторных батарей стабилизированным напряжением с ограничением по току (режим «плавающей зарядки», float), одновременно обеспечивая электропитанием целевые устройства, подключенные к этой резервированной линии. В источниках питания реализована защита от короткого замыкания, неправильного подключения аккумуляторной батареи, перегрузки и превышения выходного напряжения.
Эти источники питания имеют контактную группу реле контроля выходного напряжения (DC ON) и светодиодную индикацию (DC ON и BATT FAIL).
В состав серии DBR входят источники питания с выходным напряжением 12 и 24 В мощностью 30 и 60 Вт. Это позволяет выбрать необходимую пару источник-аккумулятор для конкретной задачи, исходя из суммарной требуемой энергоемкости резервного источника.
Типовая схема включения источников серии DBR приведена на рисунке 6.
Рис. 6. Типовая схема включения источников питания для зарядки аккумуляторных батарей на примере
аккумуляторной резервной батареи производства компании «Мастер КИТ »
Конструктивно источники выполнены в пластиковом корпусе и могут использоваться в низкопрофильных конструкциях для шкафов автоматики с небольшой глубиной.
Заключение
При выборе конкретной серии следует руководствоваться такими требованиями, предъявляемыми к источнику питания, как минимальный размер, максимальное функциональное оснащение или возможность наращивания напряжения или мощности.
Рассмотренные источники питания на DIN-рейку являются высокотехнологичными импульсными устройствами, оснащенными комплексом защит в малогабаритных корпусах. Разработчик может выбрать оптимальное решение для конкретной задачи благодаря ключевым особенностям, присущим каждой серии источников питания. Широкий выбор самого оптимального варианта среди множества специальных решений становится возможен в результате анализа поставленной задачи.
Все рассмотренные источники питания позволяют построить простое и эффективное решение по электропитанию практически любой системы автоматизации технологических процессов и мониторингу. А наличие источников питания для зарядки аккумуляторной батареи дает возможность создавать компактные резервированные системы.
Источники питания и аксессуары к ним, соответствующие оптимальному решению, можно приобрести у официального дистрибьютора представленных в обзоре производителей – компании КОМПЭЛ.
Литература
DRF – инновационные источники питания от TDK-Lambda на DIN-рейку
Компания TDK-Lambda разработала серию источников питания, устанавливаемых на DIN-рейку, которые характеризуются повышенной эффективностью (до 94%) и расширенным функционалом.
Новая серия состоит из моделей DRF120/240/480 на выходное напряжение 24 В с возможностью подстройки до 28 В с помощью отвертки или дистанционно (внешним напряжением в диапазоне 5…6 В). Источники питания допускают перегрузку по выходу до 150% по мощности (4 с) и имеют хороший старт на емкостную и индуктивную нагрузки. В них реализована возможность дистанционного включения/выключения, удаленный контроль выходного напряжения посредством контактов реле (DC Ok) и возможность параллельного подключения для увеличения выходного тока. Источники питания серии DRF120/240/480 имеют активную схему коррекции коэффициента мощности (λ > 0,95), умеренные пусковые токи, защиту от перегрузки и превышения выходного напряжения. По электромагнитной совместимости эти ИП соответствуют требованиям стандарта EN55022 класса B (CISPR22-B). Их выходная мощность – из ряда 120, 240, 240 Вт, диапазон входного напряжения 85…264 В АС/127…370 В DC, температурный диапазон -25…70°C.
Опционально можно заказать источники питания со специальным покрытием печатной платы, соответствующие требованиям ATEX, IEC EX, GL (использование во взрывоопасной и морской среде). Кроме того, новые источники питания серии DRF120/240/480 имеют весьма узкий корпус (принимая во внимание выходную мощность) и гарантию 5 лет. Серия DRF120/240/480 предназначена для промышленных систем управления и автоматизации производства. Эти ИП подходят для применения в различных электромеханических устройствах. Учитывая качество продукции, выпускаемой компанией TDK-Lambda, можно утверждать, что данные источники составят хорошую конкуренцию продукции более высокого ценового диапазона например, компании Phoenix Contact.
Без разборки естественно не обошлось.
Крышка крепится на защёлках и довольно просто снимается.
Монтаж вполне нормальный.
Придирки:
— Хилые сетевые провода к плате.
— Малая ёмкость входного накопительного конденсатора — под хорошей нагрузкой повышенные пульсации напряжения довольно быстро его раздуют
— Отсутствует радиатор на ключевом полевике — перегрев ему не очень полезен
— Выходной выпрямительный диод Шоттки имеет повышенное падение напряжения, вызывающее повышенный его нагрев. Таких диодов надо ставить два в параллель, либо использовать обычный кремний на радиаторе
— Выходного фильтра считай что нет
— Один выходной конденсатор на 16В (второй на 25В)
Реальная схема блока питания.
На токе 2А явно перегревается выходной диод Шоттки и подогревает конденсатор рядом с ним. Полевик без радиатора также довольно горячий.
Измерить температуры и пульсации не успел — через пол-часа под нагрузкой 2А блок со щелчком сгорел :( Выгорело почти всё, что возможно…
Первопричиной явился перегретый диод Шоттки (грелся свыше 100гр) — его просто закоротило и это привело к выходу из строя полевика, а затем и всего остального. Восстанавливать не имеет смысла.
Спор пока открывать не стал ибо спалил блок уже после вскрытия, на фотах он ещё живой и здоровый.
Для сравнения, покажу честный БП 12V 2A, купленный в оффлайне, который уже много лет нормально и без проблем работает на своей заявленной мощности. Не реклама!
Блок тоже не идеальный, однако 2А держит нормально.
Вывод: блок питания не имеет защиты от перегрузки и перегрева, лучше обходить его стороной или хотя-бы не нагружать свыше 1-1,2А.
Все мои неоднократные попытки найти у китайцев безымянный недорогой и качественный БП с треском провалились. Пожалуй, экспериментировать больше нет смысла.
Блок питания на DIN рейку — это трансформатор, преобразующий переменное напряжение сети в постоянное напряжение низкого вольтажа для питания подключаемого электрооборудования, как светодиодного, так и промышленного. Отличается от обычных блоков питания корпусом особой конструкции, с возможностью закреплять источник питания на специальном профиле (DIN-рейке) в местах компактного расположения электротехнического оборудования — в электрических щитах, коробах и прочих специально отведенных местах. Степень защиты — IP 20, подразумевает использование в сухих помещениях, без возможности образования конденсата и без наличия агрессивных примесей в воздухе. Также выпускаются бескорпусные варианты, однако для бытового применения более оптимальны блок питания на DIN рейку 24В и 12 вольт в металлическом перфорированном корпусе, поскольку он надежно защищает трансформатор от механических повреждений и несанкционированного доступа к устройсвту.
Преимущества блоков питания DIN
Блок питания DIN имеет ряд преимуществ по сравнению с источниками питания в обычных корпусах. Во-первых, нет необходимости искать отдельное место для установки блока питания на DIN рейку в квартире или офисе, его можно успешно разместить в электрошкафу вместе с другим электрооборудованием. DIN блок питания 12 вольт или 24 вольта при таком способе установки всегда доступен для обслуживания, и в случае необходимости ремонт или замена блока питания на DIN рейку 24В или 12В не вызовет затруднений. Часто желание потребителей разместить блок питания в обычном корпусе максимально незаметно оборачивается невозможностью добраться до него в случае возникновения каких-либо проблем в работе устройства, что приводит к большим дополнительным расходам времени и денег. Чтобы не портить ремонт, удобнее сразу разместить блок питания в легко доступном месте, вместе с другим электрооборудованием. Блок питания DIN идеально подойдет для решения такой задачи.
Некоторые модели блоков питания на DIN рейку снабжены корректором коэффициента мощности, что позволяет снизить нагрузку на электросеть и уменьшить сечение проводов для подключения нагрузки. При подключении большого количества электроприборов это позволяет существенно экономить электроэнергию и материалы, а также повысить надежность всей системы.
Блок питания на DIN рейку 24В или 12В надежного производителя, как правило, имеет высокую стабильность выходного напряжения и высокий КПД, а также защиту от перегрузки, превышения напряжения на выходе и короткого замыкания.
В некоторых моделях DIN блоков питания 12V или 24V предусмотрена возможность регулировки выходного напряжения встроенным потенциометром.
Рекомендации по установке блоков питания DIN
Установка блока питания DIN должна производиться квалифицированным специалистом.
Перед монтажом необходимо отключить электропитание во избежание несчастного случая.Затем извлеките блок питания DIN из упаковки и визуально проверьте на наличие механических повреждений. Также убедитесь что выходное напряжение и мощность соответствуют подключаемой нагрузке. Закрепите трансформатор на месте установки. Подключите провода нагрузки к выходным клеммам, а провода электросети к
входным клеммам в соответствии с маркировкой. Подключите провод заземления.Внимательно проверьте правильность подключения проводов. Подача напряжения 220 вольт на выходные клеммы неизбежно приведет к необратимому выходу из строя блока питания DIN и может быть опасно для установщика.
Убедившись, что все провода подключены правильно, включите электропитание. У некоторых моделей возможна небольшая пауза при включении, что не является дефектом.
Не выключайте блок питания на DIN рейку в течение 20 минут, а затем проверьте температуру корпуса источника питания, чтобы убедиться, что она не превышает 70 градусов Цельсия. Если нагрев выше обозначенного значения — необходимо либо уменьшить нагрузку, либо увеличить вентиляцию, либо заменить блок питания на более мощный. В случае аварийного отключения блока питания на DIN рейку 24В или 12В необходимо в первую очередь отключить его от сети, а затем устранять причину, вызвавшую отключение.
Для долгой и надежной эксплуатации DIN блоков питания 12V или 24V соблюдайте условия, заявленные производителем.Не устанавливайте вблизи нагревательных приборов, кроме того, обеспечьте максимум свободного пространства вокруг блока питания DIN и не нагружайте до предельных мощностей. Запас мощности относительно нагрузки существенно увеличивает срок службы источника питания и его надежность. Не допускайте попадания воды и мусора внутрь корпуса, а также образования конденсата. Не соединяйте выходы двух и более источников питания DIN, поскольку это приведет к неравномерному распределению нагрузки между блоками питания их быстрому выходу из строя.
Опять у меня обзор блока питания и мало того, опять на 24 вольта. Но в этот раз речь пойдет не просто о фирменном блоке питания, а относящемуся к линейке HDR, про которую я уже как-то рассказывал. И в этот раз обзор самого младшего блока из данной линейки.
Для начала о серии HDR. Это блоки питания предназначенные для установки на DIN рейку, при этом блоки имеют основные размеры позволяющие монтировать их в обычных электрических щитах, т.е. высота и глубина такая же как у обычной автоматики.
В серию входит четыре типа блоков мощностью 15, 30, 60 и 100Вт и в каждой есть блоки питания на разные напряжения, что позволяет подобрать наиболее подходящий.
У меня уже были обзоры блоков HDR-60 и HDR-100, а сегодня обзор младшей серии, HDR-15 с мощностью 15Вт.
Упаковка как и у других блоков, с небольшим "окошком", через которое можно видеть наименование модели, сбоку находится схема подключения разных блоков к сети.
Инструкций, гарантиек и прочего в комплекте нет, только сам блок питания
Кому интересно, могут почитать даташит, я же буду в ходе обзора приводить только необходимые фрагменты из него.
В данную серию входит пять вариантов блоков питания, с выходным напряжением 5, 12, 15, 24 и 48 вольт, у меня вариант с напряжением 24 вольта.
Ширина блока питания составляет 17.5мм, что соответствует одному юниту, высота также как у обычного АВ, но глубина немного меньше, потому скорее всего в щите передняя панель будет вровень с панелью щита.
Размеры в более привычном виде.
Разбирается блок предельно просто, по бокам надо отжать пару защелок. В разобранном виде состоит из трех частей, корпуса, нижней части с фиксатором и собственно платы.
В процессе разборки обнаружилась любопытная "закладка" в виде отрезанного уголка от какого-то пакетика. Причем попасть внутрь он мог только на производстве. А ведь там судя по всему что-то типа металлизированной пленки, могло и закоротить.
Понятное дело что монтаж очень плотный, уместить качественный блок питания соответствующий всяким нормам в такой размер не так просто.
Плата двухслойная, монтаж двухсторонний, снизу находится ШИМ контроллер, диодный мост и прочая мелочь.
1. ШИМ контроллер U28740. Заявлена автоподстройка частоты для уменьшения ЭМП, возможность работы в режиме ограничения тока, защита от повышенного и пониженного напряжения, а также перегрузки.
2. На выходе выпрямительный диод, ОС на базе TL431, в качестве защиты от перенапряжения поставили супрессор параллельно выходным клеммам.
В данном случае схемой любезно поделился один из читателей блога, за что ему огромное спасибо, думаю она будет полезна на случай ремонта.
С тестами возникли небольшие сложности, потому как моя электронная нагрузка для такого БП несколько "грубовата", при ручном выборе минимальная дискретность установки тока 10мА, но при автоматическом 100мА, что понизило точность тестов.
При автотесте блок отключился примерно при 700-800мА, после чего автоматически перезапустился.
При ручной регулировке тока выяснилось, что у блока есть состояние, когда он начинает снижать напряжение, а не отключает его полностью.
Максимальный ток составил 780мА, потом напряжение начало снижаться, а в защиту БП ушел при 910мА.
Заявленный КПД блока питания 86%, в реальности было 86-87%
Измерение уровня пульсаций по выходу, в описании заявлено до 150мВ р-р, измерял прямым подключением щупа, в итоге получил не более 50мВ даже в самом худшем режиме.
Ниже осциллограммы без нагрузки и при токах 250, 500 и 750мА. Также заметно, что отсутствуют короткие выбросы, т.н. "иголки".
Те же режимы, но при более медленной развертке, Пульсации на частоте 100Гц практически отсутствуют, виден только ВЧ шум.
Тест на прогрев я решил провести по упрощенному принципу, нагрузил блок питания током 700мА при максимальном заявленном 630мА и оставил так на час. Обрыв графика в конце вызван тем, что я когда делал термофото, случайно закоротил выходные клеммы блока, но после устранения КЗ блок запустился как будто ничего и не было.
Блок лежал на боку, что ухудшает охлаждение так почти перестают работать вентиляционные отверстия, но при этом не стоял в электрическом щите, так что фактически то на то и вышло.
Температура корпуса в районе трансформатора была 63 градуса, температура собственно трансформатора 81.5, в самой горячей точке с обратной стороны 67.5 градуса.
Можно сказать что температура впритирку, но следует учитывать, блок работал с 10% перегрузкой, так что на мой взгляд все нормально.
Стабильность выходного напряжения и зависимость его от температуры.
1. Блок прогрет, ток нагрузки 700мА
2. Блок прогрет, без нагрузки
3. После остывания.
В итоге получаем, при 110% нагрузке напряжение проседает на 40-50мВ, но от температуры почти не зависит, разница была всего 5мВ. По паспорту заявлена точность стабилизации 1%, реально вышло около 0.2%.
Ну и конечно сравнение со "старшими братьями".
1. Обозреваемый
2. HDR-60
3. HDR-100
Для полноты коллекции не хватает только HDR-30.
Уже после публикации обзора со мной связался известный многим Электрошаман и сказал, что в серии HDR есть и 150Вт модель и даже поделился фотографиями, за что ему большое человеческое спасибо.
Ширина корпуса 6 юнитов.
Причем поделился фотографиями не только внешнего вида, а и внутренностей, публикую одну из них здесь
Выводы.
А что здесь собственно сказать нового, MW в который раз подтвердил, что производит качественные блоки питания, пожалуй единственное к чему я могу придраться, это к мусору внутри корпуса, что меня реально сильно удивило.
В остальном БП вел себя нормально, нет вопросов ни к температуре, ни к качеству сборки и комплектующим, ни к точности стабилизации и запасу по току.
Читайте также: