Что такое импульсный источник питания (SMPS)?
Импульсный источник питания — также называемый импульсным преобразователем питания или просто SMPS — представляет собой электронное устройство, преобразующее электрическую энергию из одной формы в другую с помощью высокоскоростного импульсного регулятора. В отличие от устаревших линейных источников питания, в которых избыточное напряжение рассеивается в виде тепловыделения, SMPS быстро включает и выключает транзистор тысячи раз в секунду, передавая энергию точными и эффективными импульсами.
Аббревиатура SMPS означает «импульсный источник питания» (Switched-Mode Power Supply). Её также называют импульсным блоком питания или импульсным источником питания. Все три термина обозначают одну и ту же технологию. Важно не название, а основная идея: благодаря работе на высоких частотах (обычно от 20 килогерц до нескольких мегагерц) SMPS достигает коэффициента полезного действия от 80% до более 95%. Для сравнения: линейный источник питания, как правило, обеспечивает коэффициент полезного действия лишь от 40% до 60%.
Почему это важно? Потому что именно благодаря технологии SMPS зарядное устройство для телефона помещается на ладони, а не весит как кирпич. Именно благодаря ей промышленные шкафы управления могут питать десятки устройств от компактных блоков на DIN-рейке, а не от трансформаторных батарей размером с комнату. Каждый раз, когда вы подключаете ноутбук, включаете ПЛК на заводе или заряжаете аккумуляторный инструмент, вы полагаетесь на импульсный источник питания, который обеспечивает стабильное и эффективное питание постоянным током от розетки переменного тока.
Импульсный источник питания (SMPS) и линейный источник питания — почему это различие имеет значение
Чтобы по-настоящему понять, что такое импульсный источник питания (SMPS), нужно понять, что он заменил. Линейные и импульсные источники питания решают одну и ту же основную задачу — преобразование одного напряжения в другое — но делают это кардинально разными способами. Линейный источник питания работает как вождение с частично зажатыми тормозами: регулирующий транзистор работает в линейной области, непрерывно рассеивая разницу между входным и выходным напряжением в виде тепла. Импульсный источник питания (SMPS) работает по принципу импульсной модуляции: переключающий транзистор либо полностью включен, либо полностью выключен, и энергия передается только в течение точно заданных интервалов времени.
Эффективность — главное преимущество
Эффективность — это не какая-то незначительная деталь. Это и есть главная причина существования технологии импульсных источников питания (SMPS). Линейный источник питания, подающий 100 ватт на нагрузку, может потреблять от розетки от 170 до 250 ватт, при этом от 70 до 150 ватт непосредственно превращаются в тепло. Аналогичный импульсный источник питания, выдающий те же 100 ватт, потребляет всего от 105 до 125 ватт, теряя в виде тепла лишь от 5 до 25 ватт.
Физика, лежащая в основе этого разрыва, проста. В линейном стабилизаторе пропускающий транзистор работает в активной области, где напряжение на транзисторе, умноженное на проходящий через него ток, равно постоянной рассеиваемой мощности. Представьте себе, что вы держите дверь приоткрытой против сильного ветра — вам приходится все время бороться с ветром. В импульсном источнике питания (SMPS) переключающий транзистор (обычно MOSFET) переключается между двумя состояниями: полностью включенным, когда его сопротивление падает до миллиом, а напряжение на нем близко к нулю, и полностью выключенным, когда ток равен нулю. В обоих состояниях рассеиваемая мощность (напряжение, умноженное на ток) близка к нулю. Единственные потери возникают во время кратковременного перехода между состояниями, который длится десятки наносекунд.
Размер и вес — почему ваше зарядное устройство не похоже на кирпич
Раскройте линейный источник питания мощностью 100 Вт — и вы увидите трансформатор размером с небольшую коробку для обуви, построенный на основе массивного железного сердечника. Раскройте импульсный источник питания мощностью 100 Вт — и вы увидите трансформатор, который помещается на ладони, построенный на основе легкого ферритового сердечника. Разница заключается в частоте.
Трансформаторы передают энергию через магнитный сердечник, и количество энергии, которое сердечник может пропускать за один цикл, определяется его физическими размерами. При частоте 50 или 60 герц (частота сети электроснабжения) для трансформатора мощностью 100 ватт требуется довольно массивный железный сердечник. При частоте 100 килогерц (типичная частота переключения импульсных источников питания) сердечник тех же размеров может выдерживать примерно в 2000 раз большую мощность. На практике разработчики импульсных источников питания жертвуют большей частью этого запаса мощности ради значительного уменьшения размеров. Линейный источник питания мощностью 100 Вт может весить от 2 до 3 килограммов; эквивалентный импульсный источник питания весит от 300 до 500 граммов.
Выходной шум и пульсации — компромисс
Если технология импульсных источников питания (SMPS) настолько превосходна, почему линейные источники питания все еще существуют? Ответ — в помехах. Высокочастотное переключение неизбежно приводит к появлению пульсаций напряжения на выходе — как правило, от 50 до 150 милливольт от пика до пика в стандартном импульсном источнике питания — а также к возникновению электромагнитных помех (EMI), которые могут проникать в расположенные поблизости чувствительные схемы. Хорошо спроектированный линейный источник питания обеспечивает уровень пульсаций ниже 1 милливольта.
Для цифровых схем, микроконтроллеров, реле и большинства промышленных датчиков пульсации напряжения в диапазоне от 50 до 150 милливольт вполне приемлемы. Однако при выполнении прецизионных аналоговых измерений, в высококачественном аудиооборудовании или чувствительных медицинских приборах эти помехи могут искажать показания или вызывать слышимые артефакты. В таких случаях требуется либо линейный источник питания, либо специально разработанный малошумящий импульсный источник питания (SMPS), способный обеспечить пульсации ниже 10 милливольт, хотя и по более высокой цене.
Сложность и стоимость — больше деталей, больше преимуществ
Импульсный источник питания содержит больше компонентов, чем линейный: микросхема контроллера ШИМ, импульсный MOSFET, высокочастотный трансформатор, оптопары обратной связи и выходной фильтр. Линейному источнику питания требуется лишь трансформатор, выпрямитель, фильтрующий конденсатор и стабилизатор. Однако количество компонентов не равнозначно стоимости. В стоимости линейного источника питания основную долю составляют медь и железо — громоздкий трансформатор, работающий на частоте сети, и большой радиатор. В стоимости ИБП преобладают полупроводники, которые с каждым годом дешевеют благодаря масштабам производства. При мощности ниже примерно 50 Вт изготовление ИБП почти всегда обходится дешевле, чем аналогичных линейных источников питания. При мощности свыше 500 Вт линейные источники питания по-прежнему могут быть конкурентоспособными по стоимости в расчете на единицу, но их вес и снижение КПД обычно исключают их использование в любых системах, которые необходимо транспортировать или эксплуатировать в непрерывном режиме.
Когда что выбрать — практическое руководство
После того как вы освоили четыре вышеупомянутых аспекта, предлагаем вам следующую простую схему принятия решений:
- Ваше приложение относится к сфере высокоточного аналогового оборудования, медицинского оборудования или высококачественного аудиооборудования? → Рассмотрите возможность использования линейного источника питания или специально разработанного импульсного источника питания со сверхнизким уровнем шума.
- Действительно ли мощность свыше 500 ватт и габариты не имеют значения? → Линейная схема питания может подойти, но прежде чем принимать решение, следует учесть расходы на доставку и охлаждение.
- А что ещё? → Импульсный источник питания (SMPS) — это, пожалуй, самый правильный выбор. К ним относятся бытовая электроника, промышленные шкафы управления, светодиодное освещение, телекоммуникационное оборудование, зарядные устройства для аккумуляторов и подавляющее большинство современных электронных устройств.
| Приложение | Рекомендуемый тип |
|---|---|
| Бытовая электроника (зарядные устройства, адаптеры) | Импульсный источник питания (SMPS) |
| Промышленное управление (ПЛК, датчики, реле) | Импульсный источник питания — монтаж на DIN-рейку |
| Лабораторный источник питания высокой точности | Линейные или сверхмалошумящие импульсные источники питания |
| Драйвер светодиодного освещения | Импульсный источник питания — постоянный ток |
| Аудиоусилитель высокого класса | Линейный или резонансный импульсный источник питания |
| Привод двигателя с ЧПУ (высокой мощности) | Нерегулируемые линейные или промышленные импульсные источники питания с защитой от перенапряжений |
Как работает импульсный источник питания?
Каждый импульсный источник питания (SMPS), независимо от его конкретной топологии, имеет одинаковую пятиступенчатую схему прохождения сигнала. Понимание этой цепочки позволяет понять, как компактное электронное устройство преобразует нестабильное переменное напряжение от розетки в стабильное постоянное напряжение для питания чувствительного оборудования. Ниже представлен полный путь сигнала от розетки до стабилизированного выхода.
Этап 1 — Выпрямление и фильтрация входного сигнала
Первая задача заключается в преобразовании переменного тока в постоянный. Мостовой выпрямитель — схема из четырёх диодов — меняет полярность отрицательной половины синусоиды переменного тока на положительную, генерируя последовательность однонаправленных импульсов. Затем крупный электролитический конденсатор сглаживает эти импульсы, превращая их в приблизительное постоянное напряжение. При входном напряжении переменного тока 220 В этот каскад вырабатывает примерно 311 В постоянного тока, что соответствует пиковому значению напряжения синусоидальной волны (220 × √2). В современных конструкциях импульсных источников питания (SMPS) между выпрямителем и основным преобразователем часто размещается каскад активной коррекции коэффициента мощности (PFC), который формирует входной ток в соответствии с формой волны напряжения и повышает КПД на уровне электросети.
Этап 2 — Высокочастотное переключение
Именно эта стадия дала название импульсному источнику питания. Силовой MOSFET, управляемый контроллером ШИМ (широтно-импульсной модуляции), преобразует стабильное высоковольтное постоянное напряжение в последовательность высокочастотных импульсов. В промышленных источниках питания частота переключения обычно составляет от 50 до 200 килогерц. Компактные адаптеры, в которых используются транзисторы на основе нитрида галлия (GaN), могут превышать 1 мегагерц.
Ключевой величиной является коэффициент заполнения: доля каждого периода переключения, в течение которой MOSFET находится в состоянии “включения”. Если необходимо увеличить выходное напряжение, контроллер увеличивает длительность импульсов (повышает коэффициент заполнения). Если необходимо уменьшить напряжение, контроллер сокращает длительность импульсов. Именно с помощью такой широтно-импульсной модуляции импульсный источник питания регулирует выходное напряжение без потерь энергии. Сам МОСФЕТ находится либо в состоянии полной проводимости (падение напряжения близится к нулю), либо в состоянии полной блокировки (ток равен нулю), поэтому в любом из этих состояний он практически не рассеивает мощность.
Этап 3 — Высокочастотное преобразование
Теперь последовательность высокочастотных импульсов поступает в небольшой трансформатор с ферритовым сердечником. Здесь одновременно происходят два процесса. Во-первых, трансформатор повышает или понижает напряжение в соответствии со своим коэффициентом трансформации. Например, при коэффициенте трансформации 10:1 импульсы напряжением 310 вольт преобразуются в импульсы напряжением 31 вольт. Во-вторых, трансформатор обеспечивает гальваническую развязку: входная сторона (“горячий” заземлитель, привязанный к сети) и выходная сторона (“холодный” заземлитель, привязанный к вашему оборудованию) электрически разъединены, как правило, со степенью изоляции от 1 500 до 3 000 вольт переменного тока. Именно благодаря этой изоляции к выходной стороне импульсного источника питания можно безопасно прикасаться, даже когда он подключен к сети.
Именно благодаря ферритовому сердечнику трансформатор имеет столь компактные размеры. При частоте 50 герц сердечник трансформатора должен физически аккумулировать энергию в течение 10 миллисекунд на каждый полуцикл, что требует значительного количества магнитного материала. При частоте 100 килогерц каждый цикл передачи энергии длится всего 5 микросекунд. Для передачи той же мощности требуется лишь небольшая часть материала.
Этап 4 — Выпрямление и фильтрация выходного сигнала
На выходе трансформатора получается высокочастотный переменный ток, который пока не пригоден для использования в качестве постоянного тока. Второй каскад выпрямителя преобразует его обратно. В отличие от входного выпрямителя, в котором можно использовать обычные кремниевые диоды, для этого каскада требуются диоды Шоттки или диоды с быстрым восстановлением — компоненты, специально разработанные для высокоскоростного переключения без потерь энергии во время перехода. Стандартный кремниевый диод, пытающийся выпрямить импульсы частотой 100 килогерц, затратил бы слишком много времени на фазу восстановления, генерируя значительное количество тепла.
После выпрямления LC-фильтр (сочетание индуктора и конденсатора) сглаживает выходной сигнал, превращая его в чистый постоянный ток. Индуктор противодействует резким изменениям тока, а конденсатор гасит колебания напряжения. Вместе они снижают пульсации, обусловленные частотой переключения, до уровня, приемлемого для конкретного применения.
Этап 5 — Обратная связь и контур регулирования
Четыре вышеуказанных каскада давали бы на выходе необработанный постоянный ток, величина которого изменялась бы при изменении нагрузки и колебаниях входного напряжения. Контур обратной связи образует замкнутую систему и обеспечивает возможность регулирования.
Прецизионный эталон напряжения (как правило, регулируемый шунтовый стабилизатор TL431, настроенный на 2,5 вольта) обеспечивает стабильную точку сравнения. Резистивный делитель снимает пробу выходного напряжения и подает её на усилитель ошибки, который сравнивает пробу с эталоном и генерирует сигнал коррекции. Этот сигнал преодолевает границу изоляции через оптопару — устройство, передающее информацию с помощью света и обеспечивающее безопасный барьер между выходной и входной сторонами. На первичной стороне контроллер ШИМ считывает сигнал коррекции и соответствующим образом регулирует коэффициент заполнения. Весь контур работает в непрерывном режиме, как правило, с полосой пропускания от одной пятой до одной десятой частоты переключения, обеспечивая фиксацию выходного напряжения на заданном уровне независимо от изменений нагрузки.
Распространенные типы импульсных источников питания
Не все импульсные источники питания устроены одинаково. Топология — конкретная схема расположения переключателей, трансформаторов и элементов накопления энергии — определяет диапазон мощности источника, предельный уровень КПД, стоимость и пригодность для различных областей применения. Основное деление проводится между неизолированными топологиями, которые преобразуют постоянный ток в постоянный без использования трансформатора, и изолированными топологиями, в которых трансформатор используется как для преобразования напряжения, так и для обеспечения защитной изоляции.
| Топология | Тип | Диапазон мощности | Типовое применение | Описание в одном предложении |
|---|---|---|---|---|
| Бак | Неизолированный понижающий трансформатор | До 100 Вт | Преобразователи постоянного тока в постоянный ток для печатных плат, драйверы светодиодов | Самая простая топология; выходное напряжение всегда ниже входного |
| Усилить | Неизолированный повышающий преобразователь | До 100 Вт | Усилители питания от аккумулятора, драйверы подсветки | Выходное напряжение всегда выше входного |
| Флайбэк | Изолированный | До 150 Вт | Зарядные устройства для телефонов, небольшие адаптеры, дополнительные принадлежности | Наиболее распространённая и экономичная изолированная топология |
| Вперед | Изолированный | 100–350 Вт | Источники питания для ПЛК, промышленное управление | Более высокая эффективность и меньшая пульсация по сравнению с схемой с обратной связью |
| Полумост/полный мост | Изолированный | 350 Вт–5 кВт+ | Блоки питания для серверов, промышленное электроснабжение, гальваника | Надежный помощник для задач, требующих высокой мощности |
| ООО «Resonant» | Изолированный | От двухсот до трёх тысяч ватт | Высокоэффективные адаптеры, питание светодиодных дисплеев | Сверхвысокая эффективность при низком уровне электромагнитных помех |
В большинстве случаев промышленной автоматизации (при питании ПЛК, датчиков, реле и контакторов из шкафа управления) 24-вольтовые источники питания на DIN-рейке, с которыми вы сталкиваетесь, скорее всего, имеют прямую или обратную схему, а их номинальная мощность составляет от 30 до 480 ватт.
Где применяются импульсные источники питания?
Импульсные источники питания настолько прочно вошли в нашу повседневную жизнь, что вы ежедневно сталкиваетесь с десятками таких устройств, даже не замечая этого. Они питают такие очевидные устройства, как зарядные устройства для телефонов, адаптеры для ноутбуков, телевизоры и блоки питания для настольных компьютеров, но их сфера применения выходит далеко за пределы бытовой электроники.
В сфере промышленной автоматизации блоки импульсного питания (SMPS) являются «незаметной опорой» каждого шкафа управления. Типичная производственная линия содержит десятки 24-вольтовых источников питания постоянного тока, установленных на DIN-рейке, каждый из которых питает сеть программируемых логических контроллеров (ПЛК), фотоэлектрических и приблизительных датчиков, сигнальных световых столбов, реле, контакторов и панелей человеко-машинного интерфейса (HMI). Это не автономные устройства, работающие изолированно друг от друга. Они образуют взаимосвязанную экосистему, в которой надежная работа каждого компонента зависит от чистого и стабильного питания. Даже один несоответствующий требованиям или неисправный источник питания может привести к остановке всей производственной линии.
Телекоммуникационная инфраструктура в ещё более широких масштабах основана на технологии импульсных источников питания (SMPS). Базовые станции сотовой связи, серверные стойки центров обработки данных и узлы оптоволоконных сетей — все они используют высокоэффективные импульсные источники питания (часто с резервированием по схеме N+1) для преобразования электроэнергии из сети или резервных аккумуляторов в строго регулируемое постоянное напряжение, необходимое для работы их оборудования.
Специализированные варианты импульсных источников питания (SMPS) используются в светодиодном освещении (драйверы постоянного тока для дисплеев и уличного освещения), для зарядки электромобилей (бортовые зарядные устройства и станции быстрой зарядки постоянным током) и в медицинском оборудовании (источники питания с усиленной изоляцией и сверхнизким током утечки). Каждая из этих областей предъявляет свои собственные требования к эффективности, безопасности, изоляции и устойчивости к воздействию окружающей среды — именно поэтому понимание основ того, на что следует обращать внимание при выборе источника питания, становится ценным даже для тех, кто не является инженером-электриком.
На что следует обратить внимание при выборе импульсного источника питания
Одно дело — знать, что такое импульсный источник питания (SMPS) и как он работает. Совсем другое дело — понимать, чем отличается надёжное устройство от проблемного, — и именно этот вопрос имеет первостепенное значение, если вы отвечаете за закупки, системную интеграцию или техническое обслуживание. Приведённые ниже четыре аспекта охватывают технические характеристики, которые напрямую влияют на надёжность, совместимость и долгосрочные затраты, причём для их оценки не требуется инженерного образования.
Требования к входным и выходным данным — обязательные условия
Правильный выбор электрических характеристик — это первый этап. Если они указаны неверно, все остальное теряет значение. Начните с входного напряжения: если ваше оборудование будет эксплуатироваться в нескольких регионах, укажите универсальный диапазон входного напряжения от 100 до 240 вольт переменного тока, который без каких-либо модификаций охватывает североамериканские сети 120 вольт и азиатские/европейские сети 230 вольт. Для регионов с нестабильным электроснабжением выбирайте широкий диапазон допустимых значений входного напряжения (некоторые промышленные источники питания поддерживают напряжение от 85 до 264 вольт переменного тока), чтобы оборудование продолжало работать даже при перепадах напряжения без отключения.
Что касается выходного напряжения, то 24 В постоянного тока является доминирующим стандартом в промышленной автоматизации, установленным стандартом IEC 61131-2 для программируемых контроллеров. Другие распространенные выходные напряжения включают 5 В (цифровая логика), 12 В (автомобильные и охранные системы) и 48 В (телекоммуникационная инфраструктура и инфраструктура Power-over-Ethernet). Номинальная мощность должна иметь запас не менее 20%–30% сверх расчётной максимальной нагрузки. Непрерывная работа источника питания на пределе номинальной мощности или вблизи него ускоряет износ компонентов, особенно электролитических конденсаторов, которые являются наиболее распространённой точкой отказа. Блок питания, работающий при нагрузке 80%, может прослужить 100 000 часов; тот же блок при нагрузке 100% может выйти из строя в два раза быстрее.
Форм-фактор и крепление — место установки определяет, что подойдет
Даже самые лучшие в мире технические характеристики бесполезны, если блок питания физически не помещается в том месте, где его необходимо установить. В промышленных шкафах управления преимущественно используется крепление на DIN-рейку: стандартизированную металлическую рейку шириной 35 миллиметров (EN 60715), которая позволяет устанавливать и снимать блоки питания без использования инструментов. Для автономного оборудования или установки в полуоткрытых условиях источники питания в закрытых корпусах из металла или пластика обеспечивают физическую защиту и базовую пылезащиту. Источники питания с открытой конструкцией, не имеющие корпуса, предназначены для встраивания в оборудование, которое уже имеет собственный корпус. Они позволяют сэкономить место и средства, но требуют от интегратора обеспечения необходимых защитных зазоров и охлаждения.
Функции защиты — что позволяет системе продолжать работу, когда возникают проблемы
Наличие средств защиты — это то, что отличает источник питания, способный плавно отключаться, от такого, который при сбое выводит из строя подключенное к нему оборудование. Перед покупкой стоит убедиться в наличии следующих четырёх средств защиты:
Защита от перенапряжения (OVP) отключает выход, если в контуре регулирования происходит сбой и напряжение превышает безопасный порог (как правило, от 120% до 140% от номинального выходного значения). Без защиты от перенапряжения (OVP) отказ даже одного компонента может подвергнуть все подключенные ниже по цепи устройства разрушительным уровням напряжения.
Защита от перегрузки по току и короткого замыкания (OCP/SCP) ограничивают ток при перегрузках и мгновенно отключаются при полном коротком замыкании. Большинство промышленных источников питания используют “режим прерывистой работы” для восстановления после короткого замыкания: источник питания периодически пытается перезапуститься каждые одну-две секунды, и когда короткое замыкание устраняется, нормальная работа возобновляется автоматически. Это превосходит альтернативный вариант — «режим фиксации», при котором источник питания остается отключенным до тех пор, пока кто-нибудь вручную не выполнит цикл включения-выключения — в удаленных или труднодоступных установках.
Защита от перегрева (OTP) контролирует внутреннюю температуру и снижает выходную мощность или отключает устройство до того, как нагрев приведёт к повреждению компонентов. Это особенно важно в герметичных корпусах или в условиях высокой температуры окружающей среды, где конвекционного охлаждения может оказаться недостаточно.
Не все устройства, представленные на рынке, в стандартной комплектации оснащены всеми четырьмя средствами защиты. Ознакомьтесь с техническим паспортом. Если какая-либо функция защиты явно не указана, следует считать, что её нет.
Сертификаты и показатели качества — «Доверяй, но проверяй»
Сертификаты — это то, что наиболее близко к объективному показателю качества на рынке, где технические характеристики на бумаге могут выглядеть одинаково даже у совершенно разных продуктов. Требования варьируются в зависимости от целевого рынка:
Для Европы маркировка CE является минимальным законодательным требованием — однако важно понимать, что означает CE на практике. CE — это самостоятельное заявление производителя о соответствии, а не независимые испытания, проводимые третьей стороной. Уважаемые производители подтверждают свою маркировку CE протоколами испытаний от аккредитованных лабораторий; менее добросовестные — нет. В отношении источников питания к числу соответствующих директив относятся Директива по низковольтному оборудованию (LVD) и Директива по электромагнитной совместимости (EMC). Соответствие требованиям RoHS и REACH обеспечивает соблюдение экологических требований и требований химической безопасности.
Для Северной Америки сертификация UL имеет большее значение. В отличие от маркировки CE, включение в реестр UL (в соответствии со стандартами, такими как UL 508 для промышленного управляющего оборудования или UL 62368-1 для аудио-, видео- и ИТ-оборудования) предполагает проведение независимых испытаний и периодических заводских проверок со стороны национально признанной испытательной лаборатории (NRTL). Продукция без сертификации UL сталкивается со значительными препятствиями при продаже, при оформлении страхового покрытия и при прохождении электротехнического освидетельствования в США и Канаде.
Для рынков Ближнего Востока и Юго-Восточной Азии могут действовать дополнительные местные сертификаты — SASO и SABER для Саудовской Аравии, SIRIM для Малайзии, SNI для Индонезии. Уточнение этих требований до размещения заказа позволяет избежать задержек при таможенном оформлении, которые могут затянуться на несколько недель.
Помимо сертификатов, стоит обратить внимание на два практических показателя качества. Рейтинги эффективности, такие как 80 PLUS (для компьютерных источников питания), или уровень эффективности, указанный в техническом паспорте, напрямую влияют на долгосрочные эксплуатационные расходы. Блок питания, эффективность которого на 5% выше, может окупить свою более высокую цену за счет экономии электроэнергии в течение нескольких лет непрерывной работы. Показатели MTBF (среднее время между отказами), обычно рассчитываемые в соответствии со стандартами Telcordia SR-332 или MIL-HDBK-217F, служат статистической базой для оценки надёжности. Качественные промышленные источники питания обычно имеют ресурс от 200 000 до 500 000 часов при температуре окружающей среды 25 °C, хотя эти цифры предполагают надлежащие условия охлаждения и нагрузки.
Тем, кто занимается закупкой компонентов для промышленной автоматизации, стоит учесть, что импульсный источник питания редко работает в одиночку в шкафу управления. Он соседствует с датчиками, реле, контакторами, ПЛК и автоматическими выключателями, и все эти компоненты необходимо подбирать, закупать и обслуживать. Сотрудничество с поставщиками, предлагающими продукцию из нескольких категорий, может упростить процесс закупок и сократить накладные расходы, связанные с управлением отношениями с десятком различных заводов. Например, компания OMCH предлагает импульсные источники питания мощностью от 15 до 480 ватт наряду с более чем 30 другими категориями компонентов автоматизации, включая датчики, реле и низковольтное распределительное оборудование. Их каталог доступен по адресу omch.com/switch-mode-power-supply.
Ссылки
- Monolithic Power Systems. “Импульсный источник питания: области применения, преимущества и принцип работы”.” https://www.monolithicpower.com/en/learning/resources/switching-power-supply
- Electronics For You. “Импульсные источники питания: основы и принцип работы”.” https://www.electronicsforu.com/technology-trends/learn-electronics/smps-basics-switched-mode-power-supply
- Analog Devices. “AN-140: Основные понятия линейных стабилизаторов напряжения и импульсных источников питания”.” https://www.analog.com/en/resources/app-notes/an-140.html
- GIC India. “Что такое промышленные импульсные источники питания? Объяснение типов, областей применения и преимуществ”.” https://www.gicindia.com/what-is-industrial-smps/
- IEC 61131-2. “Программируемые контроллеры. Часть 2. Требования к оборудованию и испытания”. Международная электротехническая комиссия.
- EN 60715. “Размеры низковольтных распределительных и управляющих устройств. Стандартизированный монтаж на рейках для механической фиксации электрических устройств”. CENELEC.
- OMCH. “Импульсный источник питания”.” https://www.omch.com/switch-mode-power-supply/
- OMCH. “Главная страница”.” https://www.omch.com/



