Електронні компоненти і системи 
В статье приведены основные характеристики AC/DC-преобразователей серии iVS, являющихся первыми в промышленности полностью конфигурируемыми источниками питания с высокой выходной мощностью и возможностью гибкого управления параметрами и осуществления их мониторинга через Г-С-интерфейс.
Г. Местечкина
Компания Emerson Network Power, известный во всем мире производитель устройств электропитания, представила новые модульные AC/DC-преобразователи серии i VS, аналогичные выпущенным ранее преобразователям серии VS (с выходной мощностью 2500 Вт), но имеющие расширенные функциональные возможности и повышенную до 4920 Вт выходную мощность.
Появившаяся в обозначении преобразователей буква “i” (intelligent) символизирует их интеллектуальные возможности мониторинга основных параметров и управления ими, причем все это возможно с использованием I2C-uh- терфейса. Серия iVS насчитывает 7 типов модулей, включая модули с одним, двумя или тремя выходами с выходной мощностью каждого модуля от 36 до 1500 Вт. На каждом из выходов модуля может быть установлено любое из 25 стандартных напряжений (в диапазоне от 2 до 60 В). В одном преобразователе серии iVS может быть до 24 выходов.
Модульное построение преобразователей серии iVS позволяет создать нужную пользователю конфигурацию источника напряжения и обеспечивает возможность его дальнейшей модернизации для использования в новом устройстве. Кроме того, к преимуществам преобразователей серии iVS можно отнести возможность их использования в аппаратуре не только промышленного, но и медицинского, что подтверждено их сертификацией на соответствие стандарту EN60651, регламентирующему требования к этой аппаратуре.
Пример обозначения AC/DC-преобразователей серии iVS: источник с выходной мощностью 3210 Вт с модулями 12 В/125 А, 24 В/8.5 А, 5 В/60 А, 12 В/10 А и 12 В/4 А, без опций:
Таблица 1. Обобщенные технические характеристики AC/DC-преобразователей серии iVS
| Технические характеристики | Значение | ||
| Вход | |||
| Диапазон входного напряжения, В | iVSl, iVS3 | Однофазное, 90-264, АС *; 120-300, DC * | |
| iVS6, iVS8 | 3-фазное, 170-264, АС | ||
| iVS8H | 3-фазное, 480 номин.; 380 номин. (с уменьшением выходной мощности до 3800 Вт) | ||
| Частота, Гц | 47-440 | ||
| КПД, % | до 85 (при полной нагрузке) | ||
| Коэффициент мощности, типов. | 0.99 (согласно EN61000-3-2) | ||
| Уровень радиоизлучений | CISPR 22/EN55022, уровень’В” | ||
| Фильтр электромагнитных помех | CISPR 22/EN55022, уровень’В” | ||
| Ток утечки, макс., мкА | 500 (при 240 В, АС, 47-63 Гц) | ||
| Защита от пробоя, мин., мс | 10; с использованием опции – модуля SEMI F47 – 20 | ||
| Сигнал “АС ОК” | + | ||
| Выход | |||
| Диапазон выходных напряжений, В | 2-60 | ||
| Пределы регулировки выходного напряж., % | +10 (на всех выходах) ** | ||
| Суммароное отклонение ОТ Пвых.ном | 0.4% или 20 мВ, макс, (модуль 1500 Вт – 1%, макс.) | ||
| Уровень пульсаций для любого выхода (в полосе 20 МГц) | C.K.3. | 0.1% или 10 мВ | |
| от пика к пику (п-п) | 1% или 50 мВ | ||
| Время восстановления, мкс, не более | 300 | ||
| Защита от перегрузки *** | Одиночный выход и основной в сдвоеном модуле – 105-120% 1ном, второй выход сдвоенного модуля — 105-140% 1нпм | ||
| Защита от КЗ **** | + | ||
| Защита от перенапряжения (кофигурируемая через 12С-интерфейс) | одиночный выход | 2-5.5 В: 122-134% UHnM; 6-60 В: 110-120% и™. | |
| сдвоенный модуль | 2-6 В: 122-134% UHOM; 8-28 В: 110-120% UHOM | ||
| строенный модуль | — | ||
| Защита от перегрева (кофигурируемая через 12С-интерфейс) | Все выходы блокируются, когда температура внутри модуля превышает допустимое значение | ||
| Дистанционный сенсор Ивых (с компенсацией 0.5 В падения напряж, на проводах) | +
(кроме строенного модуля) |
||
| Параллельное включение | Разница выходных токов до 2% от 1нпм | ||
| Сигнал “DC ОК” | В пределах ±5% U„nM | ||
| Минимально допустимая величина Інагр., А | Не ограничена | ||
| Сопротивление изоляции, МОм | 1.0 (500 В) | ||
| Наработка до отказа, тыс. ч, не менее | 550 (100% Інагр, 220 В, АС, 25 °С) | ||
| Условия эксплуатации | |||
| Диапазон температур, °С | рабочих | -40. ..70 (с уменьшением вых. мощности на 2.5 % /°С в диапазоне от 50 до 70 °С), холодный пуск-20 °С | |
| хранения | -40…85 | ||
*AC – переменный ток, DC – постоянный ток.
** Регулировка может производиться вручную или через интерфейс I2C.
*** Управлению уровнем срабатывания защиты через интерфейс I2C должна предшествовать калибровка по току.
**** Продолжительная с автоматическим восстановлением после устранения причины КЗ.
Получение необходимых уровней выходных напряжений обеспечивается не только широким выбором стандартных значений, но и возможностью их регулировки для каждого выхода как вручную, так и через интерфейс I2C.
Кроме того, в источниках серии iVS возможно конфигурирование не только выходного, но и выбор вида входного напряжения – переменного или постоянного тока. Промышленный диапазон рабочих температур от (-40 до 70 °С) обеспечивается благодаря наличию интеллектуального климат-контроля изменением скорости встроенного вентилятора.
Использование 12С-интерфейса позволяет производить мониторинг уровней выходных напряжений, токов нагрузки каждого источника и температуры внутри модуля. Новые источники не только отвечают высоким требованиям по параметрам, но и выполнены в соответствии с требованиями директивы RoHS, ограничивающей применение в устройствах электроники ряда вредных для окружающей среды веществ, включая свинец.
Преобразователи рассчитаны на переменное одно- или трехфазное входное напряжение в диапазоне от 90 до 264 В частотой от 47 до 440 Гц, но возможно использование в качестве первичного источника постоянного тока напряжением от 120 до 300 В. Принятые разработчиками преобразователей серии iVS конструктивные, технические и технологические решения обеспечили получение высокого КПД (до 85% при полной нагрузке), удельной мощности 12 Вт на кубический дюйм и соответственно компактности исполнения. Наличие в преобразователе встроенного микропроцессора позволяет производить через интерфейс I2C регулировку коэффициента мощности, а также пороговых значений выходных напряжений и токов в системах защиты от перенапряжения и перегрузки на выходе модуля. Кроме того, в преобразователях серии iVS обеспечивается возможность изменения их конфигурации введением через интерфейс I2C соответствующего кода.
По безопасности источники серии iVS соответствуют требованиям стандартов известных во всем мире аттестационных центров UL, CSA, VDE, BABT, CB и CE, что обеспечивает возможность их использования в аппаратуре, которая может эксплуатироваться в любом конце мира.
Основные технические характеристики и параметры AC/DC-преобразователей серии i VS приведены в табл. 1-4.
Таблица 2. Основные параметры модулей AC/DC-преобразователей серии iVS
| Наименование | Значение | |||||||
| Код модуля | 1 | 2 | 3 I 5 | 4 (сдвоен.) | — | |||
| Тип модуля | один выход | 1 (основной) 2 | строенный | |||||
| Макс. вых. мощность, Вт | 210 | 360 | 750 | 1500 | 144 | 36 | ||
| Максимальный ток нагрузки, А | 35 | 60 | 150 | 140 | 10 | 2 | ||
| Выходное напряжение, В * | 2-60 | 2-60 | 2-60 | 6-60 | 6-15, 24-28; 6-15, 6-15;
6-15,2-6; 2-6, 2-6; 24-28, 24-28; 24-28, 2-6 |
8-15,8-15,2-6;
8-15,8-15,8-15; 8-15,8-15, 18-28; 8-15, 18-28, 2-6 |
||
| Стандартный шаг повышения напряжения, % | 25 | 25 | 25 | 18 | 16 | 16 | 18 | |
| Дистанц. сенсор вых. напряж. | + | + | + | + | + | + | — | |
| Управление через 12С-интерф. | + | + | + | + | + | + | — | |
| Активное перераспределение тока (при парал. соединении) | + | + | + | + | + | – | – | |
| Модуль задержки вкл. | 12С-интерфейс | + | + | + | + | + | + | + |
| аналог. | + | + | + | + | + | — | — | |
| Защита от перенапр. и перегр. | + | + | + | + | + | + | + | |
| Мин. допустимый ток нагрузки | — | — | — | — | — | — | — | |
| Число слотов в модуле iVS | 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 1 | ||
* Соответствующие напряжению на выходе каждого модуля токи нагрузки приведены в табл. 3.
Таблица 3. Стандартные напряжения и токи нагрузки модулей
| Тип модуля | С одним выходом | Сдвоенный ** | Строенный выход | Диапазон *** | |||||||
| Код модуля iVS | 1 | 2 | 3 I 5 | 4 | – | – | – | регулировки Ивых, в (12С) | |||
| Вых. напр., В | Код напр. | Ток нагрузки, А * | |||||||||
| 2 | А | 35 | 60 | 150 | – | 10 | 10 | — | — | 2 | 1.8-2.2 |
| 2.2 | В | 35 | 60 | 150 | 2.0-2.4 | ||||||
| 3 | С | 35 | 60 | 150 | 2.7-3.3 | ||||||
| 3.3 | D | 35 | 60 | 150 | 3.0-3.6 | ||||||
| 5 | Е | 35 | 60 | 150 | 4.5-5.5 | ||||||
| 5.2 | F | 35 | 60 | 144 | 4.7-5.7 | ||||||
| 5.5 | G | 34 | 58 | 136 | 5.0-6.1 | ||||||
| 6 | Н | 23 | 42 | 97.5 | 140 | 10 | 10 | — | — | 2 | 5.4-6.6 |
| 8 | I | 20 | 36 | 84.4 | 140 | 10 | 4 | 1 | 1 | 1 | 7.2-8.8 |
| 10 | J | 18 | 32 | 75 | 140 | 10 | 4 | 1 | 1 | 1 | 9.0-11.0 |
| 11 | К | 17 | 31 | 68 | 136.3 | 10 | 4 | 1 | 1 | 1 | 9.9-12.1 |
| 12 | L | 17 | 30 | 62.5 | 125 | 10 | 4 | 1 | 1 | 1 | 10.8-13.2 |
| 14 | М | 14 | 21 | 53.5 | 107 | 9 | 4 | 1 | 1 | 1 | 12.6-15.4 |
| 15 | N | 14 | 20 | 50 | 100 | 8 | 4 | 1 | 1 | 1 | 13.5-16.5 |
| 18 | О | 11 | 19 | 41.6 | 83.3 | — | — | — | 0.5 | 0.5 | 16.2-19.8 |
| 20 | Р | 10.5 | 18 | 37.5 | 75 | — | — | — | 0.5 | 0.5 | 18.0-22.0 |
| 24 | Q | 8.5 | 15 | 30 | 62.5 | 4 | 2 | — | 0.5 | 0.5 | 21.6-26.4 |
| 28 | R | 6.7 | 11 | 26.8 | 53.5 | 3 | 2 | 0.5 | 0.5 | 25.2-30.8 | |
| 30 | S | 6.5 | 11 | 25 | 50 | — | — | — | — | 27.0-33.0 | |
| 33 | т | 6.2 | 10.9 | 22.7 | 35.8 | — | — | — | — | 29.7-36.3 | |
| 36 | и | 5.8 | 10 | 20.8 | 35.8 | — | — | — | — | 32.4-39.6 | |
| 42 | V | 4.2 | 7.5 | 16 | 35.7 | — | — | — | — | 37.8-46.2 | |
| 48 | W | 4.0 | 7.5 | 15.6 | 31.2 | — | — | — | — | 43.2-52.8 | |
| 54 | X | 3.7 | 6 | 13.9 | 27.7 | — | — | — | — | 48.6-59.4 | |
| 60 | Y | 3.5 | 6 | 12.5 | 25 | — | — | — | — | 54.0-66.0 | |
| По заказу | Z | 35 | 60 | 150 | — | — | 10 | — | 2.3-2.6 | ||
| Z | 35 | 60 | 150 | — | — | 10 | 3.7-4.4 | ||||
| Z | 20 | 36 | 80 | 140 | — | 8 | 6.7-7.1 | ||||
* Получение необходимого тока нагрузки может быть достигнуто параллельным соединением выходов.
** Суммарная выходная мощность сдвоенного модуля не должна превышать 144 Вт.
*** Только для модулей с одним выходом.
Модули с одним выходом
Таблица 4. Коды параллельного соединения модулей
* Для преобразователей типа iVS1/6 конфигурация параллельного соединения модулей: 750, 750 Вт.
