Джерело живлення відкритого типу — це відкрита друкована плата з відкритими компонентами та гвинтовими клемами, тоді як блок живлення закритого типу монтує ту саму схему перетворення всередині металевої або перфорованої кришки. Вибір між ними залежить не від того, який з них працює краще, а від того, який з них може прийняти ваш корпус, ваша практика монтажу електропроводки та ваша оцінка безпеки. Якщо ваше обладнання вже має металеву шафу, доступну за допомогою інструменту, з відповідними відстанями витоку та повітряним потоком, блок з відкритою рамою дає вам більше потужності за долар і більше свободи дизайну. Якщо джерело живлення доступне клієнту, встановлене в запорошеній майстерні або доставлене як окрема коробка, закритий блок коштує дорожче, але усуває цілу категорію схвалення та ризик несправності. У цьому посібнику порівнюються два формати за розмірами, які фактично визначають збірку.

Ключові висновки

• Корпус, який у вас уже є, визначає формат. Блок з відкритим каркасом позичає захист у головної шафи; закритий блок приносить своє.

• Шлях повзуння та зазор є вимогами до складання, а не до компонентів. Після встановлення відкриті термінали повинні відповідати відстаням, які відповідають вимогам застосовних стандартів безпеки.

• Закриті корпуси замінюють тепловий запас для захисту. Кришка, яка захищає від пилу, також утримує тепло, тому крива зниження номінальних характеристик має більше значення.

• PFC змінює профіль вхідного струму, а не лише показник ефективності. Обмеження гармонійного струму застосовуються до кінцевого обладнання, а передній кінець PFC часто спрощує відповідність.

• Сплануйте шлях сертифікації, перш ніж виправляти формат. Застосовуваний стандарт, корпус і метод електропроводки визначаються разом.

• Зіставте формат із моделлю обслуговування. Блоки, що замінюються на місці, віддають перевагу закритим модулям; інтегровані на заводі вузли віддають перевагу відкритій рамі.

Що вважається відкритим блоком живлення

Постачання відкритої рами постачається у вигляді заповненої плати з монтажною основою та клемними колодками, без кришки над струмоведучими частинами. Опублікований Діапазон блоків живлення з відкритою рамою знаходиться на вершині сходів потужності, де звичайні вузли, встановлені на шасі.

Чому формат відкритих фреймів взагалі досі використовується?

Оскільки він видаляє все, що знаходиться між джерелом тепла та навколишнім повітрям. Немає кришки, яка б перешкоджала конвекції, немає перфорації для дизайну та немає додаткового металу для джерела. Для продукту, інтегрованого в шасі, головна шафа вже забезпечує бар’єр, шлях повітряного потоку та монтажну конструкцію, тому другий корпус збільшує вартість, об’єм і термічний опір без додавання захисту, який може відчути користувач.

Які зобов’язання формат open frame передає дизайнеру?

Дизайнер успадковує просторові відстані, питання безпеки пальців і дисципліну проводки. Гвинтові клеми оголені, тому монтаж має бути організований так, щоб інструмент або палець не могли дістатися до провідника під напругою під час нормальної роботи. Компоненти, що генерують тепло, розташовані безпосередньо в потоці повітря, що є перевагою, лише якщо цей потік повітря дійсно вказано.

Що вважається закритим джерелом живлення

Закрите постачання загортає ступінь перетворення в металевий корпус, часто перфорований для конвекції. Опублікований блоки живлення закритого типу включають тонкі, низькопрофільні формати, призначені для тісних панелей, і формати шасі більшої потужності з внутрішнім вентилятором.

Чому покриття так сильно змінює аргумент безпеки?

Оскільки тепер бар’єр належить компоненту, а не вузлу. Користувач не може доторкнутися до струмоведучої частини через закритий корпус, тому питання про плинність на рівні монтажу зводиться до вводів вхідної та вихідної проводки. Це головна причина, чому закриті блоки домінують над продуктами, які встановлюються в польових умовах кінцевими користувачами, а не навченим виробником панелей.

Які програми керують вкладеним форматом?

Виготовлювачі панелей, які повинні вставляти джерело живлення в неглибоку шафу на DIN-рейку, виробники машин, які доставляють герметичний блок керування, а також будь-який продукт, де джерело живлення видно кінцевому користувачеві. Тонкий закритий формат, наприклад Блок живлення серії LRS 35W–600W у тонкому корпусі існує саме для того, щоб узгодити захист корпусу з обмеженнями глибини сучасної панелі керування.

Таблиця 1: Імпульсне джерело живлення відкритої рами та закритого типу

Механічні та безпечні обмеження

Як застосовуються правила щодо шляху витоку та зазору після встановлення пристрою?

Шлях повзучості — це відстань уздовж поверхні між двома провідними частинами; кліренс - це відстань у повітрі. Обидва вимірюються у встановленому вузлі, а не на чистій платі. Джерело живлення з відкритою рамою, яке виглядає сумісним на стенді, може вийти з ладу, коли проводка входить до клем під кутом, тому прокладіть провідники так, щоб ослаблена жила або дріт, що зісковзнув, не змогла з’єднати первинну та вторинну обмотки.

Що робить клемний блок безпечним для пальців?

Захищений від пальця термінал — це той, до струмоведучих частин якого неможливо доторкнутися стандартним тестовим пальцем у встановленому положенні. Гвинти з поглибленням, кришки на петлях і пластини кожуха досягають цього; відкритими головками гвинтів немає. Якщо формат відкритої рами, навколишній корпус або додаткова кришка терміналу відповідає вимогам.

Коли потрібен примусовий потік повітря, а не конвекція?

Примусовий потік повітря необхідний, коли навколишнє середовище всередині шафи перевищує те, що може відхилити конвекційний шлях за необхідного навантаження. Прочитайте криву зниження номінальних характеристик за реальних внутрішніх умов навколишнього середовища та орієнтації монтажу, а потім вирішіть, чи є вентилятор дешевшим, ніж потужніший блок живлення. Вентилятор також має рухому частину, шлях для пилу та предмет обслуговування, тому приймайте це рішення зважено.

Що змінюється, коли ви монтуєте джерело живлення всередині металевого корпусу?

Шасі стає частиною теплового тракту та, певною мірою, структури EMI. Зазвичай це сприятливо, але температура шасі також підвищується. Прикріплення рами до шасі є стандартною практикою; перевірте вплив на сусідні компоненти, а не припускайте, що метал відносить тепло.

Шлях сертифікації, який ви повинні планувати

Який стандарт безпеки застосовується до вашого кінцевого продукту?

Відповідний стандарт відповідає кінцевому продукту, а не джерелу живлення. IEC/EN 62368-1 охоплює обладнання для аудіо/відео, інформаційних та комунікаційних технологій і значною мірою замінив старіші стандарти 60950-1 і 60065 для цього сімейства. IEC/EN 60601-1 застосовується до медичного електричного обладнання та додає такі вимоги, як обмеження струму витоку, які обмежують вибір джерела живлення. Прочитайте стандарт, який регулює ваш кінцевий продукт, а потім виберіть формат, який дозволяє збірці задовольнити його — і отримайте власну декларацію постачальника, а не припускайте відповідність із підсумкової таблиці даних.

Чи впливають обмеження гармонійного струму на рішення щодо формату?

IEC 61000-3-2 встановлює обмеження на випромінювання гармонійного струму для обладнання, підключеного до громадської низьковольтної мережі, із застосуванням залежно від класу обладнання та вхідного струму. Оскільки ці обмеження застосовуються до кінцевого обладнання, а не до ізольованого модуля, джерело живлення з корекцією коефіцієнта потужності на передньому кінці значно спрощує аргументацію. Підтвердьте застосовну версію та обсяг у свого партнера з відповідності.

Що насправді купує PFC у списку матеріалів?

Передній кінець із корекцією коефіцієнта потужності формує струм у формі, ближчій до форми сигналу напруги живлення, що підвищує коефіцієнт потужності та знижує вміст гармонік. Опубліковані цифри ілюструють різницю: Джерело живлення RSP-320 320 Вт PFC має коефіцієнт потужності понад 0,95 при 230 В змінного струму та більше 0,98 при повному навантаженні 115 В змінного струму, вхідний струм 4 А при 115 В змінного струму та 2 А при 230 В змінного струму, імпульсний струм 20 А та 40 А відповідно, вхідний ККД 88–90% залежно від моделі та струм витоку нижче 1,5 мА при 240 В змінного струму. Торгівля – це більша кількість компонентів і ціна за одиницю порівняно з простішим шляхом відповідності.

Таблиця 2: Доступні діапазони потужності та вихідної потужності для серії

Наведені вище діапазони серій наведено з опублікованих позначень продуктів і таблиць специфікацій. Перед замовленням підтвердьте точну модель, діапазон введення та вікно налаштування в таблиці даних.

Зниження номінальних характеристик і розрахунок теплового запасу

The Імпульсні блоки живлення змінного/постійного струму охоплюють досить широкий діапазон потужності, тому вибір формату та тепловий запас безпосередньо взаємодіють. Розглянемо панель, якій потрібна безперервна потужність 200 Вт.

Крок 1 — Встановіть внутрішнє середовище. Вимірюйте температуру повітря всередині закритої шафи в місці встановлення, а не кімнатну температуру. Припустимо для цього прикладу 50 °C.

Крок 2 — Виконайте вимоги до навантаження. Навантаження постійно споживає 200 Вт. На пристрої з номінальною потужністю 200 Вт це 100% навантаження без запасу — прийнятно, лише якщо крива зниження номінальних характеристик дозволяє це при 50 °C.

Крок 3 — Зчитайте криву зниження номіналу при реальному навколишньому середовищі. Криві виробника зазвичай дозволяють повну номінальну потужність до певної температури та знижують її вище цієї точки. Якщо крива дозволяє повну потужність лише до 45 °C і знижує її вище, блок потужністю 200 Вт не забезпечує 200 Вт при 50 °C. Виберіть вищий рейтинг або покращте потік повітря.

Крок 4 — Перевірте ефект огородження. Закритий блок створює тепловий опір між компонентами та повітрям у камері. Порівняйте криві зниження номінальних характеристик відкритої рами та закритих кандидатів за однакового середовища, а не припускайте, що вони однакові.

Крок 5. Виберіть між більшою потужністю ват і більшим потоком повітря. Найдешевшим шляхом у вартості одиниці зазвичай є збільшення потужності; дешевший шлях у обсязі корпусу зазвичай полягає в покращенні шляху повітряного потоку. Обидва повинні бути оцінені за кривою зниження номінальних характеристик.

Лише ілюстративний метод; не є специфікацією продукту SMUN.

Робочий процес відбору: п’ять запитань, перш ніж запитувати пропозицію

1. Хто може торкатися запасів в обслуговуванні? Якщо хтось інший, ніж навчений розробник панелей, почніть із вкладеного формату.

2. Яке внутрішнє середовище в місці монтажу? Це число, а не кімнатна температура, визначає потужність.

3. Який найглибший доступний простір? Формати тонких закритих і відкритих рам суттєво відрізняються глибиною монтажу.

4. Який стандарт регулює кінцевий продукт? Цей стандарт, а не перевага, визначає вимоги до витоку та відстані.

5. Як буде замінено блок? Заміна поля надає перевагу закритому модулю; заводська інтеграція надає перевагу відкритій рамі.

Дайте відповіді на ці п’ять, і короткий список зазвичай згорнеться до двох або трьох серій.

Висновок

Джерела живлення у відкритому корпусі та закриті блоки живлення не є конкуруючими продуктами — це дві філософії монтажу для однієї схеми перетворення. Відкрита рама виграє, коли головна шафа вже забезпечує бар’єр, потік повітря та монтажну конструкцію, а також коли збірку створює навчений інтегратор. Захищеність виграє, коли джерело живлення має захистити себе, чи то через те, що кінцевий користувач може дістатися до нього, чи через забруднення навколишнього середовища, чи через те, що блок доставляється та обслуговується як модуль.

Тому рішення приймається в механічній конструкції, а не в електричних характеристиках. Спочатку встановіть внутрішнє середовище, доступну глибину, вимоги щодо безпеки пальців і відповідний стандарт; потім слідують потужність і серія. Зміна цього порядку є найпоширенішою причиною, через яку вибір постачання потрібно повторити наприкінці проекту.

Перш ніж запитувати цінову пропозицію, підтвердьте письмово три речі: внутрішню температуру навколишнього середовища в місці встановлення, криву зниження номінальних характеристик за цієї температури навколишнього середовища та декларацію постачальника щодо стандарту, якому має відповідати ваш кінцевий продукт.

FAQ

Питання: чи можу я використовувати відкриту раму в обладнанні, що продається кінцевим користувачам?

Відповідь: Лише якщо збірка в цілому запобігає контакту з струмоведучими частинами та задовольняє вимоги до відстаней стандарту, що регулює кінцевий продукт. Формат відкритої рами переносить ці зобов’язання на дизайн вашого корпусу.

Питання: Чи нагрівається закрите джерело живлення більше, ніж блок із відкритою рамою за тієї самої потужності?

A: Кришка додає термічний опір між компонентами та навколишнім повітрям, тому однакова вихідна потужність зазвичай означає більш високе підвищення внутрішньої температури. Порівняйте криві зниження номінальних параметрів обох форматів у реальному внутрішньому середовищі.

З: Чи потрібна корекція коефіцієнта потужності для мого обладнання?

Відповідь: Це залежить від класу обладнання, вхідного струму та відповідного видання обмежень струму гармонік. IEC 61000-3-2 регулює випромінювання гармонійного струму для обладнання, підключеного до низьковольтної мережі загального користування. Підтвердьте обсяг зі своїм партнером із відповідності; інтерфейс PFC є звичайним шляхом до задоволення обмежень.

Питання: Який тепловий запас я повинен залишити?

A: Достатньо, щоб крива зниження номінальних характеристик при виміряному внутрішньому навколишньому середовищі все ще охоплювала навантаження, включно з пусковим імпульсом і очікуваним старінням. Зчитування кривої при реальному навколишньому середовищі, а не при номінальному показнику, перетворює розрахунок у рішення.

Q: Який формат підходить для шафи керування на DIN-рейку?

A: Тонкі закриті формати розроблені для неглибоких корпусів на DIN-рейку, а спеціальні серії для DIN-рейок існують для збірки шаф. Пристрої з відкритою рамою потребують основного корпусу, щоб забезпечити бар’єр і шлях повітряного потоку, що не завжди пропонує шафа на DIN-рейку.