Napájecí zdroj s otevřeným rámem je holá sestava PCB s odkrytými součástmi a šroubovými svorkami, zatímco přiložený napájecí zdroj montuje stejné konverzní obvody uvnitř kovového nebo perforovaného krytu. Volba mezi nimi není o tom, který z nich funguje lépe – jde o to, který z nich váš kryt, vaše praxe zapojení a vaše bezpečnostní hodnocení mohou akceptovat. Pokud vaše zařízení již má kovovou skříň přístupnou nářadí se správnou povrchovou vzdáleností a prouděním vzduchu, jednotka s otevřeným rámem vám poskytne více výkonu za dolar a větší svobodu designu. Pokud je dodávka přístupná zákazníkovi, nainstalovaná v prašné dílně nebo zasílaná jako samostatná krabice, stojí uzavřená jednotka více, ale odstraňuje celou kategorii schválení a riziko selhání na místě. Tato příručka porovnává dva formáty na rozměrech, které skutečně rozhodují o sestavení.

Klíčové věci

• O formátu rozhoduje obal, který již máte. Jednotka s otevřeným rámem si vypůjčuje ochranu od hostitelské skříně; uzavřená jednotka přináší své.

• Dotvarování a vůle jsou požadavkem sestavy, nikoli komponentou. Odkryté svorky musí po instalaci splňovat požadavky příslušných bezpečnostních norem.

• Uzavřená pouzdra chrání tepelnou světlou výšku. Kryt, který chrání před prachem, také udržuje teplo, takže na křivce snížení výkonu záleží více.

• PFC mění profil vstupního proudu, nejen hodnotu účinnosti. Limity harmonického proudu platí pro koncové zařízení a přední část PFC často zjednodušuje shodu.

• Před opravou formátu naplánujte certifikační cestu. O příslušné normě, krytu a způsobu zapojení se rozhoduje společně.

• Přizpůsobte formát modelu údržby. Jednotky vyměnitelné v terénu upřednostňují uzavřené moduly; továrně integrované sestavy upřednostňují otevřený rám.

Co se počítá jako zdroj napájení s otevřeným rámem

Dodávka s otevřeným rámem je dodávána jako osazená deska s montážní základnou a svorkovnicemi, bez krytu živých částí. Zveřejněné Řada napájecích zdrojů s otevřeným rámem je umístěna na vrcholu žebříčku výkonu, kde jsou běžné sestavy namontované na podvozku.

Proč se vůbec stále používá formát otevřeného rámce?

Protože odvádí vše mezi zdrojem tepla a okolním vzduchem. Neexistuje žádný kryt, který by bránil konvekci, žádný vzor perforace pro design a žádný další kov pro zdroj. U produktu integrovaného do šasi hostitelská skříň již poskytuje bariéru, cestu proudění vzduchu a montážní konstrukci, takže druhý kryt zvyšuje náklady, objem a tepelný odpor, aniž by přidával ochranu, kterou může uživatel vnímat.

Jaké povinnosti přenáší formát otevřeného rámce na designéra?

Designér zdědil prostorové vzdálenosti, otázku bezpečnosti prstů a disciplínu elektroinstalace. Šroubové svorky jsou odkryté, takže sestava musí být uspořádána tak, aby nástroj nebo prst nemohly za normálního provozu dosáhnout na vodič pod napětím. Komponenty generující teplo jsou umístěny přímo v proudu vzduchu, což je výhodou pouze v případě, že je tento proud vzduchu skutečně specifikován.

Co se počítá jako uzavřený napájecí zdroj

Přiložená zásoba obaluje konverzní stupeň v kovovém pouzdře, často perforovaném pro konvekci. Zveřejněné napájecí zdroje uzavřeného typu zahrnují tenké, nízkoprofilové formáty určené pro těsné panely a formáty šasi s vyšším výkonem s vnitřním ventilátorem.

Proč obal tolik mění argument bezpečnosti?

Protože bariéra nyní patří spíše komponentě než sestavě. Uživatel se nemůže dotknout živé části skrz uzavřenou skříň, takže otázka tečení na úrovni sestavy se redukuje na vstupy a výstupy kabeláže. To je jediný největší důvod, proč uzavřené jednotky dominují produktům instalovaným v terénu spíše koncovými uživateli než vyškoleným výrobcem panelů.

Které aplikace řídí přiložený formát?

Výrobci panelů, kteří musí umístit zásobu do mělké skříně na lištu DIN, výrobci strojů zasílající zapečetěnou ovládací skříňku a jakýkoli produkt, kde je zásoba viditelná pro koncového uživatele. Tenký uzavřený formát, jako je např Tenký uzavřený napájecí zdroj řady LRS 35W–600W existuje přesně pro to, aby sladil ochranu skříně s hloubkovými limity moderního ovládacího panelu.

Tabulka 1: Otevřený rám vs. uzavřený spínaný zdroj

Mechanická a bezpečnostní omezení

Jak se po instalaci jednotky uplatňují pravidla dotvarování a průchodnosti?

Dotvarování je vzdálenost podél povrchu mezi dvěma vodivými částmi; clearance je vzdálenost vzduchem. Oba jsou měřeny v sestavě tak, jak jsou nainstalovány, nikoli na holé desce. Napájecí zdroj s otevřeným rámem, který na pracovním stole vypadá jako vyhovující, může selhat, jakmile kabeláž vstoupí do svorek pod úhlem, proto veďte vodiče tak, aby uvolněný pramen nebo sklouznutý drát nemohl přemostit primární a sekundární část.

Co dělá svorkovnici bezpečnou pro prsty?

Svorka bezpečná proti prstu je taková, jejíž živé části se nemohou dotknout standardním zkušebním prstem v nainstalované poloze. Toho dosáhnou zapuštěné šrouby, sklopné kryty a krycí desky; odkryté hlavy šroubů ne. V případě formátu s otevřeným rámem splňuje požadavek okolní skříň nebo přídavný kryt svorkovnice.

Kdy potřebujete nucené proudění vzduchu spíše než konvekci?

Nucené proudění vzduchu je potřeba, když okolní prostředí uvnitř skříně překročí to, co může konvekční cesta při požadované zátěži odmítnout. Přečtěte si křivku snížení výkonu při skutečném vnitřním prostředí a orientaci montáže a poté rozhodněte, zda je ventilátor levnější než větší dodávka. Ventilátor přináší také pohyblivou část, prachovou cestu a položku údržby, takže se rozhodujte záměrně.

Co se změní, když zdroj namontujete do kovového šasi?

Šasi se stává součástí tepelné cesty a do určité míry i struktury EMI. To je obvykle příznivé, ale také stoupá teplota podvozku. Spojení rámu s podvozkem je standardní praxí; ověřte účinek na blízké součásti spíše než předpokládejte, že kov odvádí teplo pryč.

Certifikační cesta, kterou si musíte naplánovat

Jaká bezpečnostní norma platí pro váš konečný produkt?

Platná norma se řídí koncovým produktem, nikoli napájecím zdrojem. IEC/EN 62368-1 se vztahuje na zařízení pro audio/video, informační a komunikační technologie a do značné míry nahradila starší 60950-1 a 60065 pro tuto rodinu. IEC/EN 60601-1 se vztahuje na lékařská elektrická zařízení a přidává požadavky, jako jsou limity svodového proudu, které omezují výběr zdroje. Přečtěte si normu, kterou se řídí váš koncový produkt, pak vyberte formát, který umožní sestavě vyhovět – a získejte vlastní prohlášení dodavatele, spíše než předpokládat shodu ze souhrnu datového listu.

Ovlivňují limity harmonického proudu rozhodnutí o formátu?

IEC 61000-3-2 stanoví limity pro emise harmonických proudů pro zařízení připojená k veřejnému nízkonapěťovému zdroji, přičemž použitelnost závisí na třídě zařízení a vstupním proudu. Protože se tyto limity vztahují spíše na koncové zařízení než na izolovaný modul, zdroj s korekcí účiníku na předním konci značně zjednodušuje argument. Příslušné vydání a rozsah si ověřte u svého partnera pro dodržování předpisů.

Co vám vlastně PFC kupuje v kusovníku?

Přední konec s korekcí účiníku odebírá proud ve tvaru blíže tvaru vlny napájecího napětí, což zvyšuje účiník a snižuje obsah harmonických složek. Zveřejněná čísla ilustrují rozdíl: Napájecí zdroj RSP-320 320W PFC je specifikován s účiníkem vyšším než 0,95 při 230 VAC a vyšším než 0,98 při plném zatížení 115 VAC, vstupním proudem 4A při 115 VAC a 2A při 230 VAC, rázovým proudem 20A a 40A v tomto pořadí, svodový proud 8 pod 90 % a účinnost vstupu 8 %. mA při 240 VAC. Obchod má vyšší počet komponent a jednotkovou cenu oproti jednodušší cestě dodržování předpisů.

Tabulka 2: Výkonové a výstupní rozsahy dostupné pro různé série

Výše uvedené řady jsou citovány z publikovaných produktových označení a tabulek specifikací. Před objednáním potvrďte přesný model, vstupní rozsah a okno nastavení v datovém listu.

Odlehčení a výpočet tepelné výšky

The Série spínaných zdrojů AC/DC pokrývá dostatečně široký rozsah výkonu, takže výběr formátu a tepelný prostor přímo ovlivňují. Představte si panel, který potřebuje 200W trvalého výkonu.

Krok 1 — Vytvořte vnitřní prostředí. Změřte teplotu vzduchu uvnitř uzavřené skříně v montážní poloze, nikoli pokojovou teplotu. Předpokládejme pro tento příklad 50 °C.

Krok 2 — Vezměte požadavek na zatížení. Zátěž odebírá nepřetržitě 200W. Na 200W jednotce, která představuje 100% zatížení bez rezervy – přijatelné pouze v případě, že to křivka snížení výkonu umožňuje při 50 °C.

Krok 3 — Odečtěte křivku snížení výkonu při skutečném okolí. Křivky výrobce obvykle umožňují plný jmenovitý výkon na definovanou teplotu a snižují jej nad tento bod. Pokud křivka umožňuje plný výkon pouze do 45 °C a nad ní se snižuje, 200W jednotka nedodává 200W při 50 °C. Vyberte vyšší hodnocení nebo zlepšete proudění vzduchu.

Krok 4 — Zkontrolujte účinek krytu. Uzavřená jednotka zvyšuje tepelný odpor mezi komponenty a vzduch ve skříni. Porovnejte křivky odlehčení otevřeného rámce a uzavřených kandidátů při stejném prostředí, spíše než za předpokladu, že jsou stejné.

Krok 5 — Rozhodněte se mezi více watty a větším průtokem vzduchu. Levnější cestou v jednotkových nákladech je obvykle zvýšení výkonu; levnější cestou v objemu krytu je obvykle zlepšení cesty proudění vzduchu. Obojí musí být vyhodnoceno vůči odlehčovací křivce.

Pouze ilustrativní metoda; není specifikací produktu SMUN.

Pracovní postup výběru: Pět otázek, než požádáte o cenovou nabídku

1. Kdo se může dotknout dodávky v provozu? Pokud někdo jiný než vyškolený výrobce panelů, začněte s přiloženým formátem.

2. Jaké je vnitřní prostředí v místě montáže? Toto číslo, nikoli pokojová teplota, určuje výkon.

3. Jaký je nejhlubší dostupný prostor? Formáty tenkých uzavřených a otevřených rámů se podstatně liší v montážní hloubce.

4. Která norma upravuje konečný produkt? O požadavcích na únik a rozestupy rozhoduje tato norma, nikoli preference.

5. Jak bude jednotka vyměněna? Výměna v poli upřednostňuje uzavřený modul; tovární integrace upřednostňuje otevřený rám.

Odpovězte na těchto pět a užší výběr se obvykle zhroutí na dvě nebo tři série.

Závěr

Otevřený rám a uzavřené napájecí zdroje nejsou konkurenčními produkty – jedná se o dvě montážní filozofie pro stejný konverzní obvod. Otevřený rám vítězí, když hostitelská skříň již dodává bariéru, proudění vzduchu a montážní konstrukci a když sestavu postaví vyškolený integrátor. Enclosed vyhrává vždy, když se zdroj musí chránit sám, ať už proto, že se k němu může dostat koncový uživatel, je kontaminované prostředí nebo se jednotka dodává a je obsluhována jako modul.

Rozhodnutí je tedy učiněno v mechanickém provedení, nikoli v elektrické specifikaci. Nejprve opravte vnitřní prostředí, dostupnou hloubku, požadavky na bezpečnost prstů a příslušnou normu; potom následuje příkon a série. Obrácení tohoto pořadí je nejčastějším důvodem, proč se výběr dodávky musí opakovat pozdě v projektu.

Než požádáte o cenovou nabídku, potvrďte písemně tři věci: vnitřní prostředí v montážní poloze, křivku snížení výkonu v tomto prostředí a prohlášení dodavatele o normě, kterou musí váš konečný produkt splňovat.

FAQ

Otázka: Mohu použít dodávku s otevřeným rámem v zařízení prodávaném koncovým uživatelům?

Odpověď: Pouze v případě, že sestava jako celek brání kontaktu s živými částmi a splňuje požadavky na rozestupy podle normy upravující konečný výrobek. Formát s otevřeným rámem přenáší tyto povinnosti do vašeho návrhu skříně.

Otázka: Běží uzavřený napájecí zdroj při stejném výkonu více než jednotka s otevřeným rámem?

A: Kryt zvyšuje tepelný odpor mezi komponenty a okolní vzduch, takže stejný výstupní výkon obvykle znamená vyšší nárůst vnitřní teploty. Porovnejte křivky snížení výkonu obou formátů ve vašem skutečném vnitřním prostředí.

Otázka: Je pro mé zařízení nutná korekce účiníku?

Odpověď: To závisí na třídě zařízení, vstupním proudu a příslušném vydání limitů harmonického proudu. IEC 61000-3-2 upravuje vyzařování harmonických proudů pro zařízení připojená k veřejnému zdroji nízkého napětí. Potvrďte rozsah u svého partnera pro dodržování předpisů; PFC frontend je běžnou cestou ke splnění limitů.

Otázka: Jakou tepelnou rezervu bych měl nechat?

Odpověď: Dost na to, aby křivka snížení výkonu při vašem naměřeném vnitřním prostředí stále pokryla zátěž, včetně náběhu při rozběhu a očekávaného stárnutí. Čtení křivky při skutečném okolním prostředí, nikoli nominální hodnocení, je to, co změní výpočet na rozhodnutí.

Otázka: Jaký formát je vhodný pro rozvaděč na DIN lištu?

Odpověď: Tenké uzavřené formáty jsou navrženy pro mělké skříně na lištu DIN a pro sestavy skříní existují vyhrazené řady na lištu DIN. Jednotky s otevřeným rámem potřebují hostitelský kryt, který zajistí bariéru a cestu proudění vzduchu, což skříň na lištu DIN vždy nenabízí.