Импульсные источники питания SPV-1500 с выходной мощностью 1500 вт и возможностью параллельного включения

12.06.2024 |

В статье приведены основные технические характеристики импульсных источни­ков питания серии SPV-1500 с выходной мощ­ностью 1500 Вт, возможностью параллель­ного соединения до трех источников для увеличения выходной мощности до 4500 Вт и обеспечением регулиров­ки выходного напряжения в пределах от 20 до 120% относительно номиналь­ного значения.

Г. Местечкина

Компания Mean Well (Тайвань) была созда­на в 1982 г., а уже в 1994 г. она прошла серти­фикацию на соответствие системы управле­ния качеством требованиям международного стандарта ISO-9001. За годы своего существо­вания компания смогла занять место одного из мировых лидеров в производстве импульс­ных источников питания, причем, выпуская более чем 2500 типов источников, компания постоянно работает над расширением номенк­латуры производимых изделий, а также над снижением их стоимости. Такой подход к нуждам потребителей обеспечил популяр­ность продукции компании Mean Well во всем мире.

Подтверждением сказанному может слу­жить и новая серии импульсных источников питания SPV-1500 с выходной мощностью 1500 Вт, одним выходным напряжением 12, 24 или 48 В, универсальным диапазоном входно­го напряжения (90-264 В переменного тока частотой от 47 до 63 Гц или 127-370 В постоян­ного тока), высоким КПД (до 90%), а также возможностью регулировки выходного напря­жения в пределах от 20 до 120% номинального значения и повышения выходной мощности до 4500 Вт при параллельном соединении по вы­ходу до трех источников.

Применение при разработке импульсных источников питания серии SPV-1500 техноло­гии ZVS (Zero Voltage Switching) — переключе­ния при нуле напряжения — позволило повы­сить КПД до 90%, уменьшить уровень пульса­ций, повысить частоту преобразования и все это вместе обеспечило возможность достиже­ния высокой удельной мощности этого источ­ника (8.3 Вт на кубический дюйм) и соответ­ственно малых габаритов (278x127x83.5 мм).

К перечисленным эксплуатационным воз­можностям AC/DC-преобразователей серии SPV-1500 следует добавить наличие активной системы коррекции коэффициента мощности до 0.95, обеспечение защиты от КЗ, перегруз­ки и перенапряжения, а также от перегрева, возможность дистанционного включения/вы- ключения и контроля напряжения на нагруз­ке. Достоинства источников серии SPV-1500 не исчерпываются перечисленными выше, т.к. кроме основного выхода в них имеется допол­нительный источник 12 В/0.1 А (вывод «AUX»), предназначенный для формирования сигналов дистанционного вкл./выкл. На рис. 1 приведены схемы дистанционного вкл./выкл. блока питания SPV-1500 с использованием внешнего источника напряжения (а) и допол­нительного встроенного источника (б, в). Одновременно с включением блока засвечивается светодиодный индикатор, расположенный на его лицевой панели.

Рис. 1. Схемы дистанционного вкл./выкл. блоков питания SPV-1500 с использованием внешнего (а) или внутреннего источника напряжения (б, в)

В дополнение на выходе источника питания формируется сигнал «Р ОК» (Power OK), свиде­тельствующий о том, что выходное напряжение находится в пределах ±15% Uном (логический «0» на выводе «Р ОК»), или сигнал тревоги при снижении уровня U вых ниже -15% U ном (логичес­кая «1» на выводе «Р ОК» или открытый вы­ход). При этом формирование сигнала «Р ОК» возможно и с использованием внешнего источ­ника напряжения, как показано на рис. 2.

Рис. 2. Схема формирования сигнала «P OK» с использованием внешнего источника напряжения

Кроме того, управление уровнем выходного напряжения в пределах от 20 до 120% U ном воз­можно (в том числе дистанционно) с использо­ванием внешнего источника напряжением от 1 до 6 В, подключаемого к выводу «PV», как по­казано на рис. 3, где на рис. 3, а приведена схе­ма подключения внешнего источника, на рис. 3, б — зависимость Uвых от уровня управля­ющего напряжения, а на рис. 3, в — зависи­мость тока нагрузки от уровня выходного напряжения. Причем, зависимость Iнагр от уров­ня Uвых показывает, что выходная мощность источника SPV-1500 не должна превышать но­минального значения 1500 Вт и с увеличением Uвых от 100 до 120% Uн ток нагрузки должен линейно снижаться. В то же время следует знать, что при снижении уровня выходного напряжения ниже номинального ток нагрузки не должен превышать максимально допусти­мой величины, соответствующей номинально­му значению U вых.

Рис. 3. Схема подключения внешнего источника управления уровнем Uвых (а), график зависимости Uвых от уровня управляющего напряжения Uупр (б) и зависимость Iнагр от уровня Uвых (в)

При параллельном включении выходов ис­точников SPV-1500 для повышения выходной мощности до 4500 Вт их необходимо соединить так, как показано на рис. 4, причем, один из трех источников принимается ведущим (mas­ter), a остальные — ведомыми (slave). При этом провода для контроля напряжения на нагруз­ке соединяются с выводами «+S», «-S» разъема CN1 источника, играющего роль ведущего. Выводы «+S», «-S» и «LS» остальных разъемов CN1 и CN2 трех соединяемых блоков подклю­чаются параллельно. Разница выходных на­пряжений соединяемых блоков не должна пре­вышать ±2%. Допустимый суммарный ток нагрузки вычисляется из соотношения Iе=Iнагр’N’0’9 (A), гДе Iнагр — номинальный ток нагрузки одного источника, а N — число вклю­чаемых параллельно блоков. При параллель­ном соединении, если ток нагрузки снижается до величины менее 5% Iн, должен работать только блок «master», а остальные должны на­ходиться в состоянии готовности и их светоди­оды индикации включения при этом не будут светиться. Вывод «LS» (Load Share) использу­ется для перераспределения токов нагрузки включенных параллельно блоков.

Рис. 4. Схема соединения трех источников SPV-1500 при параллельном включении их выходов

Функциональная схема источника питания SPV-1500 приведена на рис. 5 и не нуждается в пояснении работы блока и входящих в него систем. Следует только уточнить, что тактовая частота активной системы коррекции коэффи­циента мощности равна 70 кГц, а частота пре­образования системы ШИМ-управления вы­ходным напряжением — 100 кГц.

Рис. 5. Функциональная схема блока питания SPV-1500

 

Основные параметры блока питания SPV- 1500 приведены в таблице.

На рис. 6 показана лицевая панель блока SPV-1500 и приведены нумерация и обозначе­ния выводов входных и выходных разъемов.

Основные технические  характеристики модулей AC/DC-преобразователей серии SPV-1500 с выходной мощностью 1500 Вт

Рис. 6. Лицевая панель блока питания SPV-1500 и нумерация выводов его входных и выходных разъемов

На рис. 7 приведены зависимости тока наг­рузки блока SPV-1500 от температуры окру­жающей среды и от уровня входного напряже­ния при питании от сети переменного тока. То, что источники серии SPV-1500 позволяют сни­жать уровень входного напряжения сети пере­менного тока до 100 В (см. рис. 7) с обеспечени­ем номинальной выходной мощности, допол­няет их достоинства и расширяет границы их применения, например, в Японии, США и Тай­ване, где номинальное напряжение сети сос­тавляет 100 или 115 В.

Рис. 7. Графики зависимости  тока нагрузки блока SPV-1500 от температуры окружающей среды (а) и от уровня напряжения на входе (б)

 

К перечисленным возможностям и характе­ристикам источников напряжения SPV-1500 следует добавить, что в них имеется система ограничения входного тока, обеспечивающая возможность подключения как индуктивной, так и емкостной нагрузки и защиту источника первичного напряжения от перегрузки при пе­реходных процессах как в самом блоке, так и в нагрузке. Источники SPV-1500 соответствуют требованиям международных стандартов по электромагнитной совместимости UL, CUL, TUV, CB и СЕ. Это, с учетом всего изложенного выше, не оставляет сомнений в том, что новые источники питания благодаря их высоким тех­ническим характеристикам, конструктивному исполнению, условиям эксплуатации и большому гарантийному сроку (3 года) найдут ши­рокое применение во всех областях электрон­ной техники в аппаратуре различного назначе­ния и в любой стране мира. Следует также от­метить, что представленный блок питанияSPV-1500 входит в серию производимых ком­панией Mean Well источников SPV, содержа­щую типономиналы с выходной мощностью 150, 300, 600 и 1500 Вт, причем, только два последних обеспечивают возможность парал­лельного соединения выходов.