Новые модели ИП в корпусе на DIN-рейку производства NEXTYS
Швейцарская фирма NEXTYS, основанная в 1998 году, принадлежит к числу известных мировых производителей источников питания (ИП) различной конфигурации, тестового телекоммуникационного оборудования, систем контроля работы и зарядки батарей и аккумуляторов, механической фурнитуры для радиоэлектронной промышленности, контроллеров промышленных инфракрасных обогревателей. Наибольшую популярность в разных странах завоевали источники питания NEXTYS, предназначенные для медицины и железнодорожного транспорта, бескорпусные ИП и источники питания на DIN-рейку. Кроме того, фирма разрабатывает и выпускает малыми партиями источники питания по индивидуальным проектам. Одним из важных аспектов структуры фирмы является мощный отдел научно-технических разработок, который позволяет фирме регулярно выпускать новые модели на базе последних мировых инноваций. Так, в период 2016–2017 гг. NEXTYS изготовила около 20 новых источников питания, среди которых NPSM30S (30 W), NPSM121IP (120 W), NPSM241IP (240 W), MEPS150 (150 W), PSH150 (150 W, 10 kV Isolation Programmable), NPSM962 (960 W), NPST962 (960 W), SBP200L (200 W, 24–120 Vdc Programmable Output), NDD3-1205 (3 W), NDW240 (240 W, 5–55Vdc Programmable Output), NEF210 (DC Overcurrent Protector/Static Switch), NISO-20 (800 W, DC/DC Isolation Module), NCP12 (12 V Super Capacitors Module), DCW20 (960 W, Combo DC-UPS/DC-DC Converter), MODUS (USB to RS-485 Converter).
Особое внимание фирма NEXTYS уделяет разработке и производству источников питания в конструктиве DIN Rail (DIN-рейка).
Рассмотрим основные технические характеристики новых моделей в корпусах на DIN-рейку: NDW240, SBP200L, PSH150.
Новый программируемый DC/DC-конвертер NDW240 в конструктиве DIN Rail
Модель NDW240 выпуска 2017 года — это программируемый миниатюрный DC/DC-преобразователь мощностью до 240 Вт, с расширенным диапазоном входных напряжений постоянного тока 11–55 В и расширенным диапазоном выходных напряжений. Конвертер предназначен для использования в стандартных системах питания с фиксированными напряжениями 5, 12, 24, 48 В или в специальных системах с нестандартными напряжениями питания в диапазоне 5–55 В.
Из основных особенностей NDW240 прежде всего следует отметить:
- миниатюрный алюминиевый корпус, габаритные размеры 40×115×110 мм;
- крепление на DIN-рейку (DIN Rail);
- два режима работы: фиксированные выходные напряжения в диапазоне 5–55 В с шагом 10 мВ или режим с ограничением по току и напряжению;
- высокая эффективность: 77–92%, в зависимости от выходного напряжения;
- изолированная схема между входным и выходным каскадами: 4,2 кВ;
- возможность параллельного подключения нескольких источников;
- внешний контроль и управление с помощью специального программного обеспечения POWERMASTER (Windows или Android OS).
Подробные технические характеристики NDW240 приведены в таблице [1].
Внешний вид DC/DC-конвертера NDW240 показан на рис. 1.
Рис. 1. Внешний вид DC/DC-конвертера NDW240
На передней панели расположены:
- индикаторное табло для установки и контроля выходного напряжения;
- разъем USB для работы с управляющим ПО POWERMASTER с помощью ПК (Windows) или планшета (Android);
- разъем выходного напряжения (2 контакта «+» и «–» Uвых и 2 контакта нормально разомкнутого реле для контроля превышения уровня заданного напряжения >90%, DC OK);
- разъем входного напряжения (2 контакта «+» и «–» Uвх);
- три контрольные кнопки для выбора режимов работы и установки выходного напряжения.
На задней стенке имеется крепление DIN-M, (38×95,2×10,5 мм), предназначенное для монтажа конвертера на стандартную DIN-рейку (рис. 2).
Рис. 2. Крепление DIN-M (38×95,2×10,5 мм), предназначенное для монтажа конвертера NDW240 на стандартную DIN-рейку
Встроенный микропроцессор конвертера позволяет управлять режимами работы и контролировать выходное напряжение и токи в соответствии с заданными параметрами.
В случае если выходное напряжение превышает 15% от заданного значения, выход отключается и загорается надпись OU.
Встроенная кольцевая система мониторинга аварийных ситуаций (ORing) позволяет в реальном времени, практически мгновенно, переключать систему на резервный источник питания в случае выхода из строя основного ИП. Для подобных случаев предусмотрен режим Parallel — PA, когда основной и резервный конвертеры NDW240 подключаются параллельно. Эта функция крайне важна для систем, критичных к сбоям электропитания, например таким как военное и специальное оборудование, телекоммуникационные серверы, аварийные системы и т. д.
Максимальный выходной ток конвертера (Imax) можно ограничить значениями в диапазоне 1–11 A (по умолчанию 10 A). Когда нагрузка запрашивает больше тока, чем запрограммированный Imax, конвертер автоматически переходит в режим ограничения тока. С помощью раздела меню Output Current — IO в конвертере NDW240 можно в зависимости от конкретного приложения использовать два разных алгоритма ограничения тока. В режиме Hiccup — HU предельно допустимый выходной ток ограничен значением, в полтора раза превышающим Imax.
Сразу после превышения выходным током значения Imax запускается таймер. Если ток нагрузки не уменьшается ниже Imax в течение 5 с, выход отключается на 10 с. При этом на дисплее отображается сообщение об ошибке перегрузки (OL).
Затем цикл повторяется до тех пор, пока ток нагрузки не уменьшится ниже Imax. Этот режим работы рекомендуется при использовании нагрузки с высокими пусковыми токами. В случае короткого замыкания на нагрузке выход конвертера отключается не более чем через 0,2 с и остается в этом положении на 10 с. При этом на дисплее высвечивается сообщение об ошибке короткого замыкания (SC).
Другой режим контроля выходного тока конвертера NDW240, с названием Constant Current — CC, ограничивает ток значением Imax. При достижении этой величины выходной ток ограничивается, и замыкаются контакты реле DC OK. Процесс ограничения выходного тока продолжается до тех пор, пока Iвых не уменьшится до 90% Imax, размыкаются контакты реле DC OK. Этот режим ограничения выходного тока рекомендуется для систем питания мощных емкостных нагрузок. Следует обратить внимание, что при параллельном подключении конвертеров возможно ограничение тока только в режиме Constant Current — CC.
Кроме того, включать и отключать выход конвертера можно удаленно с помощью адреса шины Modbus 0x1014.
В конвертере имеется также тепловая защита. При превышении заданной температуры загорается надпись Over Temperature warning — Ht. Если температура не снижается, загорается аварийная надпись Over Temperature — Ot и выход NDW240 отключается.
Конвертер можно программировать через интерфейс USB при отключенном выходе. В этом случае на индикаторном табло высвечивается надпись «—»
В NDW240 поддерживаются протоколы обмена данными Modbus/RTU в полном соответствии с документами «MODBUS over Serial Line» и «MODBUS APPLICATION PROTOCOL SPECIFICATION» [2].
Более подробное описание работы с конвертером NDW240 можно найти в инструкции пользователя [3] .
Удаленный контроль и управление конвертером NDW240 осуществляются с помощью специального программного обеспечения POWERMASTER NDW240 — Software, свободно доступного на сайте [4]. Это программное обеспечение может работать как с ОС Windows, так и с ОС Android.
Программа позволяет контролировать и выводить на экран компьютера, планшета или смартфона текущие значения и изменения во времени входных и выходных напряжений и токов, а также задавать параметры устройства.
Главное окно программы POWERMASTER NDW240 — Software показано на рис. 3.
Рис. 3. Главное окно программы POWERMASTER NDW240 — Software
В разделе Device and connection задаются идентификационные данные конвертера, скорость обмена данными, порт обмена, стоповые биты, паритетность, сведения о проекте, контролируемые параметры, выводимая информация. В разделе Status на экран компьютера выводятся текущие значения токов и напряжений, а также информационные сообщения (SC, HT, OT, OO). Страничка Variables предназначена для установки параметров Modbus и выбора режимов ограничения тока. Конфигурационные параметры конвертера можно записывать в файлы и при необходимости записывать нужный вариант в память устройства.
На страничке Chart выводятся графики изменений токов и напряжений во времени. Эти зависимости можно сохранять в виде файлов. Кроме того, программное обеспечение позволяет обновлять базовую прошивку устройства. Более подробное описание программы POWERMASTER NDW240 — Software представлено на сайте [5].
Новый программируемый AC/DC-конвертер SBP200L в конструктиве DIN Rail
Новый программируемый AC/DC-кон-вертер SBP200L мощностью 200 Вт, выполненный в конструктиве DIN Rail, дополняет линейку источников питания данного типа в диапазоне выходных напряжений 24–120 В.
SBP200L — управляемый микропроцессором регулируемый источник питания со следующими характеристиками:
- цифровое управление и контроль выходных напряжений и токов с помощью встроенного микропроцессора;
- диапазон программируемых выходных напряжений: 24–120 В;
- широкий диапазон 1- и 2-фазных напряжений переменного тока 170–550 В (47–63 Гц);
- возможность работы с входными напряжениями постоянного тока в диапазоне 250–725 В;
- высокая эффективность (>90%) при небольших габаритных размерах 80×120×100 мм;
- активная коррекция коэффициента мощности (PFC);
- защита от перегрузок по току, напряжению и температуре;
- удаленное управление интерфейсом Modbus через RS-485;
- аналоговое переключение режимов работы по входу ENABLE;
- монтаж наDIN-рейку (DIN rail, IEC 60715 TH35-7.5<-15>);
- работа с универсальным управляющим программным обеспечением POWERMASTER в ОС Windows и Android;
- возможность использования в качестве интеллектуального зарядного устройства для свинцово?кислотных, никелевых и литиевых аккумуляторов;
- использование в качестве источников питания в светодиодных экранах средней мощности;
- расширенный температурный диапазон: –40…+70 °C.
Следует отметить, что от предыдущей модели SBP200 (Uвых 36–205 В) конвертер SBP200L отличается диапазоном выходных напряжений и расширенным интерфейсом пользователя (RS485).
Внешний вид AC/DC-преобразователя SBP200L показан на рис. 4 [6] .
Рис. 4. Внешний вид AC/DC-преобразователя SBP200L
На передней панели расположены: информационное табло, кнопки переключения режимов работы, разъем интерфейса RS-485, разъемы входного и выходного напряжений, сигнальные выводы аварийного реле DC OK и канала управления ENABLE.
Используя силовой разъем L1, L2(N), EG, к конвертеру SBP200L можно подключать:
- 1?фазное напряжение переменного тока (L1 = фаза, N = нейтраль, I = «земля»);
- 2?фазное напряжение переменного тока (L1 = фаза 1, L2 = фаза 2, I = «земля);
- напряжение постоянного тока (L1 = «плюс», L2 = «минус», I = «земля»).
На рис. 5 показаны возможные варианты схемы подключения конвертера SBP200L к сетям переменного и постоянного тока [7] .
Следует обратить внимание на то, что модель не имеет встроенного предохранителя входного каскада. Поэтому настоятельно рекомендуется подключать вход конвертера через стандартные схемы защиты от бросков напряжения.
Вывод DC OK (24 В DC, 1 A, сухой контакт) используется для контроля наличия напряжения на выходе конвертера.
Ввод ENABLE (5–30 В DC) может быть использован для удаленного включения и выключения SBP200L, а также для других функций управления выходным напряжением.
Конвертер может работать в трех режимах. Выбор режима работы определяется уровнем и длительностью сигнала, подаваемого на вход ENABLE. По умолчанию на этом входе низкое напряжение. Если на ENABLE подать высокий логический уровень, то включается режим Operating mode 1 (enable/disable), в котором на выходе конвертера будут номинальные значения выбранных напряжений и токов. Возврат уровня ENABLE в низкое состояние отключает выход конвертера. Этот режим работы можно применять для заряда аккумуляторов и питания светодиодных экранов.
Рис. 5. Возможные варианты схемы подключения конвертера SBP200L к сетям переменного и постоянного тока
Для управления конвертером задействуются следующие параметры, которые можно выставлять, используя три установочные кнопки и информационное табло:
- Output voltage 1 (U1);
- Output current 1 (I1);
- Output voltage 2 (U2);
- Output current 2 (I2);
- Delay (Del);
- Enable polarity (Pol).
В режиме Operating mode 1 на выходе снимается U1 (Nominal voltage) и I1 (Nominal current).
В этом режиме конвертер, в зависимости от нагрузки, работает как источник постоянного напряжения или источник постоянного тока. При достижении номинального тока выходное напряжение остается постоянным до тех пор, пока не изменится нагрузка. Если нагрузке потребуется больше тока, конвертер автоматически снизит выходное напряжение так, чтобы номинальный ток не превысил заданное граничное значение. Величины номинального напряжения (Unom) и номинального тока (Inom), которые выбирает пользователь в зависимости от режима работы, могут быть изменены с помощью последовательности сигналов на входе ENABLE.
Режим Operating mode 2 (external toggle) позволяет работать с двумя напряжениями и токами: U1 (Nominal voltage 1) и I1 (Nominal current 1) реализуются при ENABLE = 1, а U2 (Nominal voltage 2) и I1 (Nominal current 2) устанавливаются при ENABLE = 0.
В режиме Operating mode 3 (enable/disable with timer) выход инвертора активируется на U1 при высоком уровне ENABLE, а на второе напряжение переключение происходит через определенное время, которое задается установками таймера.
Через интерфейс RS-485 в конвертере SBP200L поддерживается Modbus, который задействован для установки параметров и выбора режимов работы. Например, адрес 0x1000 (4096), Hold register предназначен для выбора режима работы. Адреса 0x1001 (4097), 0x1002 (4098), 0x1003 (4099), 0x1004 (4100), 0x1005 (4101), 0x1005 (4102) применяются для установки параметров U1, I1, U2, I2, Del, Pol.
Подробно установка параметров с помощью Modbus описана в [8] .
На задней стенке SBP200L расположено крепление для монтажа на DIN-рейку, аналогично показанному на рис. 3.
Технические характеристики SBP200L приведены в таблице.
Специально для SBP200L разработано управляющее программное обеспечение POWERMASTER с поддержкой Windows и Android. Работа этого ПО аналогична описанному выше POWERMASTER NDW240 — Software.