Chọn nguồn điện cho thiết bị viễn thông, mạng hoặc thiết bị vận tải có nghĩa là xác định tính liên tục của dịch vụ thay vì chu kỳ làm việc: tải không bao giờ tắt, đầu vào hiếm khi sạch và thiết bị thường xuyên được niêm phong trong tủ không ai mở trong nhiều năm. Điều đó thay đổi thứ tự ưu tiên. Phạm vi đầu vào và thời gian duy trì được tính đến trước hiệu quả, cấu trúc liên kết dự phòng có trước định dạng khung máy và việc giảm công suất ở môi trường bên trong thực sẽ quyết định công suất thường xuyên hơn nhiều so với định mức trên bảng tên. Hướng dẫn này đặt ra các yêu cầu mà ba dòng ứng dụng này thực sự áp đặt, sau đó xem xét các khía cạnh quyết định số bộ phận mà bạn yêu cầu báo giá.

Bài học chính

• Tính liên tục của dịch vụ là mục tiêu thiết kế. Các tải này chạy liên tục, do đó tính khả dụng — chứ không phải hiệu suất cao nhất — quyết định thông số kỹ thuật.

• Phạm vi đầu vào là bộ lọc đầu tiên. Các nhà máy DC viễn thông, hệ thống xe cộ và đường ống công nghiệp đều có các cửa sổ khác nhau; một nguồn cung phù hợp với cái này hiếm khi phù hợp với cái khác.

• Thời gian chờ là một yêu cầu, không phải là một phần thưởng. Nó phải đáp ứng đủ thời gian tải của bạn cần trước khi có thể tắt an toàn, được đo ở mức tải thực.

• Dự phòng là một thành phần riêng biệt. 1+1 và N+1 đạt được nhờ mô-đun dự phòng chứ không chỉ bằng cách sử dụng nguồn cung cấp song song.

• Derate ở môi trường xung quanh tủ kín. Nhiệt độ bên trong, không phải nhiệt độ phòng, quyết định công suất có thể sử dụng.

• Xác nhận sự tuân thủ từ tuyên bố của chính nhà cung cấp. Các tiêu chuẩn áp dụng cho thiết bị cuối và phạm vi của chúng phải được xác minh thay vì giả định.

Những hệ thống này yêu cầu gì từ nguồn điện

Tại sao nhiệm vụ liên tục thay đổi thông số kỹ thuật?

Giá đỡ viễn thông, bộ chuyển mạch tổng hợp hoặc tủ tín hiệu hoạt động 24 giờ một ngày, vì vậy mỗi giờ ngừng hoạt động là một sự kiện dịch vụ chứ không phải là sự bất tiện về lịch trình. Điều đó chuyển trọng tâm từ hiệu suất chuyển đổi sang biên nhiệt, hoạt động bảo vệ và khả năng tiếp tục vận hành khi có nhiễu đầu vào. Ngưỡng bảo vệ quan trọng hơn đường cong hiệu suất: nguồn cung cấp bị sụt giảm đầu vào trong thời gian ngắn đã khiến ứng dụng không thành công ngay cả khi hiệu quả trên bảng tên của nó rất xuất sắc. Cơ chế đằng sau mối quan hệ đó được đề cập trong hướng dẫn của chúng tôi về cách chuyển đổi nguồn điện cải thiện độ tin cậy của hệ thống.

Dung sai đầu vào cần phải rộng đến mức nào?

Rộng hơn con số danh nghĩa gợi ý. Một nhà máy DC viễn thông 48V giữ gần bằng 48V nhưng không chính xác, và một bus công nghiệp 24V tăng lên trong khi sạc và chùng xuống khi tải. Trong vận chuyển, nguồn có thể là pin có điện áp đầu cực di chuyển đáng kể trong suốt chu kỳ sạc và xả. Viết ra mức tối thiểu và tối đa mà hệ thống của bạn có thể cung cấp, sau đó chọn cửa sổ đó có lề - nguồn cung cấp chỉ được chỉ định ở điện áp danh định sẽ ngắt vào thời điểm ít thuận tiện nhất.

Tại sao đặc điểm kỹ thuật truyền động quá độ và đột biến?

Bởi vì nguồn cung cấp là thành phần đầu tiên mà nhiễu xảy ra. Thông số kỹ thuật được công bố trong danh mục đầu tư này bao gồm dòng điện đột biến ở mức 20A ở 115 VAC và 40A ở 230 VAC, với hành vi đột ngột phải được cơ chế bảo vệ ngược dòng cho phép. Dung sai đầu vào rộng hơn và giao diện người dùng PFC đều giúp ích: Nguồn cung cấp PFC có thể điều chỉnh 1000W dành cho viễn thông công bố dải điện áp đầu vào 110–240 VAC ở 47–63 Hz, công suất đầu ra tối đa 1008W, dải dòng điện đầu ra từ 6,7A đến 42A trên cửa sổ điều chỉnh 24V–150V, hiệu suất chuyển đổi từ 88,3% đến 91% và MTBF ít nhất 720.600 giờ. Về phía DC, logic tương tự cũng được áp dụng: bộ chuyển đổi bước xuống cấp nguồn cho đường ray viễn thông phải tồn tại trong các quá trình chuyển tiếp hiện diện trên xe buýt mà không chuyển chúng sang tải.

Kích thước lựa chọn

Tải của bạn thực sự cần bao nhiêu thời gian chờ?

Thời gian duy trì là khoảng thời gian nguồn cung cấp duy trì đầu ra sau khi đầu vào bị loại bỏ, được trích dẫn ở mức tải xác định. Một ví dụ đã xuất bản chỉ định thời gian duy trì là 60 ms ở 230 VAC và 12 ms ở 115 VAC khi đầy tải. Con số quan trọng là tải của bạn cần bao lâu để hoàn tất quá trình tắt máy an toàn hoặc chuyển sang nguồn cấp dữ liệu dự phòng — không phải là con số lớn nhất có trên biểu dữ liệu. Trước tiên, hãy đo lường hoặc tính toán yêu cầu đó, sau đó so sánh nó với số liệu được công bố ở mức tải thực tế của bạn, vì thời gian chờ sẽ rút ngắn khi lượng tải tăng lên.

1+1 hoặc N+1 — cấu trúc liên kết dự phòng nào phù hợp?

1+1 sử dụng hai nguồn cung cấp có kích thước sao cho một trong hai nguồn có thể mang toàn bộ tải, giúp bảo vệ khỏi một sự cố duy nhất với hệ thống dây điện đơn giản. N+1 sử dụng N nguồn cung cấp cho tải cộng với một nguồn dự phòng, đây là lựa chọn thông thường khi tải được phân phối trên nhiều bộ chuyển đổi hoặc khi hệ thống phải chịu đựng một lỗi mà không bị gián đoạn trong hệ thống lắp đặt lớn hơn. Cả hai đều yêu cầu mô-đun dự phòng để tách các đầu ra: mô-đun DIN-rail 20A chuyên dụng hoạt động từ 12V, 24V hoặc 48V DC hỗ trợ cấu hình 1+1 và N+1. Hai nguồn cung cấp nối song song mà không có sự tách rời đó sẽ không mang lại sự cách ly như cấu trúc liên kết giả định.

Làm thế nào để bạn giảm chất lượng bên trong một chiếc tủ kín?

Đọc đường cong suy giảm ở môi trường xung quanh bên trong, sau đó kiểm tra xem đường cong đó có được trích dẫn khi có hoặc không có luồng không khí cưỡng bức. Một ví dụ được công bố trong danh mục này nêu rõ nhiệt độ hoạt động từ −25 °C đến +50 °C với nhiệt độ giảm trên 50 °C, cho bạn biết con số này không phải là giới hạn làm việc mà là một đường cong cần đọc. Trong tủ ngoài trời kín, môi trường xung quanh bên trong có thể cao hơn không khí bên ngoài, do đó, đầu vào chính xác cho phép tính là nhiệt độ tủ đo được tại vị trí lắp đặt. Đối với tủ có giá đỡ Bộ nguồn đường ray DIN cho việc xây dựng tủ tuân theo cùng một logic và thường tạo thành lớp phân phối DC.

Các yêu cầu về cách ly và EMI thay đổi như thế nào?

Các yêu cầu cách ly tuân theo cách bố trí nối đất của thiết bị chứ không phải theo sở thích. Trong trường hợp tải không được chia sẻ tham chiếu với nguồn thì cần có bộ chuyển đổi cách ly; trong đó giá đỡ đã cung cấp một tham chiếu chung thì bộ chuyển đổi không cách ly là lựa chọn kinh tế và khoản tiết kiệm được có thể chuyển sang bảo vệ vỏ bọc thay thế - a Bộ chuyển đổi DC-DC viễn thông 48V sang 13,8V là mẫu tiêu chuẩn cho nhiệm vụ đó. Về phía EMI, nguồn cung cấp có hiệu chỉnh hệ số công suất thể hiện cấu hình dòng điện hài thấp hơn, giúp đơn giản hóa đối số ở cấp thiết bị cuối và Bộ nguồn cấp công nghiệp và viễn thông trong danh mục này bao gồm cả bố trí đầu vào AC và đầu vào DC.

Những chức năng báo động và giám sát nào quan trọng?

Đối với các địa điểm không được giám sát, câu trả lời là các chức năng cho phép người vận hành từ xa phân biệt lỗi nguồn với lỗi tải. Các bộ bảo vệ đã xuất bản trong danh mục này bao gồm đoản mạch, quá tải, quá điện áp, quá nhiệt, hỏng quạt và thiếu điện áp, đồng thời cờ báo lỗi quạt hoặc điện áp thấp là yếu tố cho bạn biết thiết bị đang xuống cấp hay bị hỏng hoàn toàn. Quyết định những tín hiệu nào mà hệ thống giám sát của bạn có thể sử dụng trước khi bạn hoàn tất số bộ phận.

Những tiêu chuẩn và bước tuân thủ nào được áp dụng?

Các tiêu chuẩn áp dụng cho thiết bị cuối chứ không phải cho nguồn cung cấp riêng lẻ, do đó, câu hỏi tuân thủ bắt đầu từ danh mục sản phẩm của bạn — ví dụ: IEC/EN 62368-1 cho thiết bị công nghệ thông tin và truyền thông hoặc tiêu chuẩn y tế IEC/EN 60601-1 nếu có, bổ sung thêm các hạn chế về dòng rò. Sự phát xạ dòng điện hài đối với thiết bị kết nối với nguồn điện áp thấp công cộng thuộc IEC 61000-3-2. Trong mọi trường hợp, hãy yêu cầu nhà cung cấp đưa ra tuyên bố riêng của họ và giữ nó cùng với hồ sơ dự án thay vì suy luận sự tuân thủ từ bản tóm tắt biểu dữ liệu.

Bảng 1: Hồ sơ yêu cầu theo ứng dụng

Bảng 2: Phạm vi sản phẩm và xếp hạng

Các số liệu trên được trích dẫn từ các ký hiệu và bảng thông số kỹ thuật đã được công bố. Xác nhận mô hình chính xác, cửa sổ đầu vào và đường cong giảm dần trên biểu dữ liệu trước khi đặt hàng.

Ví dụ đã thực hiện: Định cỡ thời gian chờ và dự phòng

Hãy xem xét nguồn cấp dữ liệu giá viễn thông 48V phải tồn tại sau một lần mất nguồn mà không làm giảm tải, trong đó tải cần 15 ms để hoàn tất việc tắt máy có kiểm soát và rút ra 20A ở 48V.

Bước 1 - Chuyển đổi tải thành điện năng. Ở 48V và 20A, tải là 960W.

Bước 2 - Thiết lập cửa sổ đầu vào. Xác nhận mức tối thiểu và tối đa mà nhà máy DC có thể cung cấp, sau đó chọn nguồn cung cấp có phạm vi đầu vào được công bố bao gồm cả hai đầu với lề.

Bước 3 - So sánh thời gian chờ với yêu cầu. Thời gian chờ được công bố được tính ở mức đầy tải và ở điện áp đầu vào cụ thể, đồng thời nó sẽ rút ngắn khi tải cao hơn. Nếu số liệu được công bố ở tải của bạn không bao gồm 15 mili giây mà tải yêu cầu, hãy chấp nhận nguồn cung cấp lớn hơn một chút hoặc thêm điện dung ở tải — nhưng hãy điều chỉnh kích thước lề từ biểu dữ liệu, không phải từ số tiêu đề.

Bước 4 - Chọn cấu trúc liên kết dự phòng. Với một tải duy nhất yêu cầu hoạt động không bị gián đoạn, 1+1 với mỗi nguồn cung cấp định mức cho công suất tối đa 960W là câu trả lời đơn giản; N+1 trở nên phù hợp khi tải được chia thành nhiều nguồn cấp dữ liệu.

Bước 5 - Thêm thành phần tách rời. Chỉ định mô-đun dự phòng được định mức trên 20A cho mỗi nguồn cung cấp, đồng thời xác nhận mức giảm điện áp đã công bố và hiệu suất ở tải của bạn để mức giảm không tiêu tốn biên độ bạn đã tính ở bước 3.

Chỉ phương pháp minh họa; không phải là thông số kỹ thuật của sản phẩm SMUN.

Danh sách kiểm tra tìm nguồn cung ứng trước khi bạn yêu cầu báo giá

1. Cửa sổ đầu vào - mức tối thiểu và tối đa mà nguồn có thể hiển thị, có lề.

2. Môi trường bên trong - được đo bên trong tủ kín tại vị trí lắp đặt.

3. Cấu hình tải - dòng điện liên tục, dòng khởi động và thời gian tải cần thiết khi mất đầu vào.

4. Cấu trúc liên kết dự phòng — 1+1, N+1 hoặc không có, cộng với định mức mô-đun tách rời.

5. Tín hiệu giám sát - cờ lỗi mà hệ thống của bạn có thể sử dụng.

6. Phạm vi tuân thủ — tiêu chuẩn quản lý thiết bị cuối của bạn và tuyên bố của nhà cung cấp mà bạn cần.

Phần kết luận

Các nguồn cung cấp năng lượng viễn thông, mạng và giao thông được chọn dựa trên tính khả dụng và tính khả dụng được xây dựng từ bốn quyết định theo thứ tự cố định: khoảng thời gian đầu vào mà nguồn đưa ra, thời gian duy trì mà tải yêu cầu, cấu trúc liên kết dự phòng theo yêu cầu của cấp độ dịch vụ và biên nhiệt của môi trường xung quanh được lắp đặt. Hiệu quả và chi phí tuân theo những quyết định đó hơn là dẫn dắt chúng.

Lỗi thông số kỹ thuật phổ biến nhất trong danh mục này là coi xếp hạng trên bảng tên là đầu ra có sẵn. Bộ 2000W được định mức ở +50 °C trong tủ ngoài trời kín không phải là bộ 2000W ở môi trường bên trong mà tủ chạm tới. Việc đọc đường cong suy giảm ở nhiệt độ đo được sẽ biến bảng tên thành con số có thể cung cấp được.

Trước khi yêu cầu báo giá, hãy xác nhận cửa sổ đầu vào, môi trường bên trong, yêu cầu chờ và liệu mô-đun dự phòng có nằm trong phạm vi hay không. Trả lời bốn câu hỏi đó và danh sách rút gọn thường dài hai hoặc ba phần.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Tôi nên chỉ định thời gian chờ là bao lâu?

Đáp: Đủ để đáp ứng mọi tải của bạn phải hoàn thành sau khi mất đầu vào — tắt máy có kiểm soát, chuyển giao sang nguồn cấp dữ liệu dự phòng hoặc chuyển qua một đợt nhiễu loạn ngắn. So sánh số liệu được công bố ở tải thực tế và điện áp đầu vào của bạn, vì thời gian chờ sẽ rút ngắn khi tải tăng.

Câu hỏi: Tôi có thể song song hai nguồn cung cấp giống hệt nhau để dự phòng không?

A: Không phải bằng cách nối trực tiếp các đầu ra với nhau. Sự dư thừa yêu cầu tách rời để thiết bị bị lỗi không thể kéo đường ray chung xuống; mô-đun dự phòng chuyên dụng được định mức trên dòng điện mỗi nguồn cung cấp chức năng đó cho cấu hình 1+1 và N+1.

Hỏi: Có phải mức công suất cao hơn luôn đồng nghĩa với biên độ nhiệt cao hơn không?

Đáp: Không. Định mức được đưa ra ở điều kiện tải và môi trường xung quanh xác định, và công suất có thể đạt được sẽ giảm khi nhiệt độ bên trong tăng. Trong tủ kín, đường cong giảm tải ở môi trường xung quanh bên trong đo được — không phải hình trên bảng tên — xác định những gì thiết bị có thể cung cấp.

Câu hỏi: Giao diện người dùng PFC có cần thiết cho thiết bị viễn thông không?

Trả lời: Khả năng áp dụng tùy thuộc vào loại thiết bị, dòng điện đầu vào và phiên bản giới hạn dòng điện hài điều chỉnh sản phẩm của bạn; IEC 61000-3-2 đề cập đến vấn đề phát xạ dòng điện hài đối với thiết bị được kết nối với nguồn điện áp thấp công cộng. Giao diện người dùng PFC là con đường phổ biến để đáp ứng các giới hạn đó và nó cũng làm giảm dòng điện đầu vào ở cùng công suất đầu ra.

Hỏi: Tôi nên tìm những tín hiệu lỗi nào?

Trả lời: Những cái cho phép người vận hành từ xa tách lỗi cung cấp khỏi lỗi tải. Các bộ bảo vệ đã xuất bản trong danh mục này bao gồm đoản mạch, quá tải, quá điện áp, quá nhiệt, hỏng quạt và thiếu điện áp, đồng thời các cờ báo lỗi quạt và thiếu điện áp thường hữu ích nhất cho các khu vực không được giám sát.