As fontes de alimentação padrão criam obstáculos para os projetistas, pois os obrigam a trabalhar com especificações de potência predeterminadas. As fontes de alimentação configuráveis, como as séries NMP e UMP-400 da Mean Well, ajudam a superar essas limitações.

 

 

As fontes de alimentação configuráveis proporcionam flexibilidade aos projetistas, oferecendo saídas programáveis através de seus módulos front-end que fornecem regulação DC-DC. “O front-end é conectado aos módulos por meio de conexão rápida ou estilo plug-and-play. Os módulos de potência podem ser usados para criar sistemas de alimentação distribuídos simples e compactos,” observa a Engineering.com.

 

Figura 1. Uma configuração tradicional com múltiplas fontes de alimentação AC-DC (esquerda) versus um sistema distribuído com fontes de alimentação configuráveis (direita).

“Oferecemos diferentes variantes de módulos de saída compatíveis com o fornecedor do front-end, para que os usuários possam simplesmente combinar o que precisam em termos de tensão de saída, níveis de potência de saída, etc.,” disse Kai Li, Gerente de Projetos da Mean Well, à Engineering.com. “Máquinas sofisticadas exigem múltiplos níveis de tensão de saída. Uma impressora 3D, por exemplo, precisaria de 24V para acionar o motor, 12V para os painéis de exibição e 3,3V para controlar alguns recursos sem fio. Com uma fonte de alimentação configurável, preciso apenas de uma única unidade para suportar todas essas diferentes tensões.”

As NMP-650 (650W) e NMP1K2 (1.200W) são fontes de alimentação configuráveis de perfil baixo 1U que incluem quatro módulos de saída ajustáveis, cobrindo faixas de 3V a 55V. A série NMP também oferece funções de controle inteligente.

“Ela permite controles inteligentes a partir de seus vários sinais de controle. Podemos ligar e desligar a unidade remotamente, e podemos fazer isso com um sinal de controle global para o front-end, ou localmente em cada um dos módulos de saída,” explicou Li.

Além dos recursos de flexibilidade e controle, os benefícios da série NMP da Mean Well incluem:

• Baixa corrente de fuga - conexões de aterramento danificadas podem causar corrente de fuga tanto AC quanto DC, que pode fluir para a terra através de qualquer material condutor, incluindo o corpo humano. Isso determina que os projetistas devem limitar esse valor de corrente. As fontes de alimentação padrão só conseguem controlar de forma imprecisa a corrente de fuga, o que gera problemas no cumprimento de requisitos específicos dos equipamentos.

As fontes de alimentação configuráveis oferecem uma corrente de fuga menor e são projetadas e certificadas como uma unidade completa, considerando todo o desempenho de corrente de fuga.

As fontes Mean Well NMP possuem corrente de fuga para terra <400uA/264VAC e corrente de toque <100uA/264VAC

 

• Desempenho de Compatibilidade Eletromagnética (EMC) - as fontes de alimentação podem gerar interferência eletromagnética (EMI) que afeta dispositivos próximos, sendo esse efeito mais acentuado em fontes de alimentação padrão. EMC é a capacidade de manter o desempenho apesar da EMI e de não gerar a sua própria. Se um sistema elétrico for mal projetado, a EMI pode aumentar. Uma única fonte de alimentação configurável pode reduzir esse efeito, e os engenheiros não precisam realizar a depuração de EMI, a parte mais demorada no projeto de produtos eletromecânicos. Elas também podem limitar a necessidade de filtros adicionais e correções de projeto.

• Alta Densidade de Potência - dada a crescente demanda por fontes de alimentação menores com a mesma ou maior potência, os problemas de densidade de potência exigem um resfriamento eficiente. As fontes NMP alcançam uma eficiência de até 91% dessa forma. A NMP-650 (650W de potência de saída) possui um ventilador de resfriamento integrado, e a NMP-1K2 (1.200W) possui dois.

“Quando estávamos projetando a [NMP], tivemos que considerar com muito cuidado a aerodinâmica, o fluxo de ar dos ventiladores e como esse fluxo interage com os componentes,” disse ele. “Portanto, é, no geral, uma experiência de projeto combinada, resultado de mais de 35 anos da Mean Well projetando fontes de alimentação chaveadas.”

Funções das Fontes de Alimentação Configuráveis

A série NMP da Mean Well adicionou funções que melhoram a flexibilidade de suas fontes de alimentação. 

• Uma função ativa de correção de fator de potência (PFC) - protege quaisquer dispositivos projetados enquanto melhora a eficiência de conversão. Os recursos de compartilhamento ativo de corrente e controle paralelo permitem que os usuários aumentem a corrente de saída total conectando até quatro (NMP650) ou seis (NMP1K2) módulos com a mesma classificação de tensão de saída (ou seja, a diferença de tensão deve ser inferior a 0,2V).

• Tensões de saída mais altas - a Mean Well consegue isso conectando os módulos de saída em série (onde a corrente de saída total não deve exceder a corrente nominal do módulo de menor classificação conectado em série).

Figura 2. Conexão em paralelo de seis módulos NMS240. (Imagem cortesia da Mean Well.)

A tensão de saída dos módulos pode ser ajustada por meio do regulador de tensão em degraus (SVR), que é ajustado girando o potenciômetro VR60 próximo aos terminais de saída. Girar o VR60 no sentido horário aumenta a tensão, e girá-lo no sentido anti-horário reduz a tensão. A tensão de saída é programável na faixa de 3–6V (NMS-240-05), 6–15V (NMS-240-05), 15–30V (NMS-240-24) e 30–55V (NMS-240-48). Além disso, a tensão e a corrente podem ser ajustadas de 40% a 100% dos valores nominais aplicando tensões DC externas (veja o gráfico abaixo).

Figura 3. A corrente de saída pode ser ajustada aplicando uma tensão DC externa. (Imagem cortesia da MEAN WELL.)

“Temos apenas quatro módulos diferentes, com tensões nominais de 5V, 12V, 24V e 48V,” explicou Li. “Cada módulo tem uma faixa de ajuste muito ampla. Alguns dos nossos concorrentes fabricam mais de cem módulos diferentes. Nossos usuários não precisam folhear muitas páginas de folhas de especificações apenas para encontrar o módulo certo.”

O módulo de saída com detecção remota integrado da série NMP pode compensar quedas de tensão de até 0,5V. Torcer ou blindar os fios de detecção de tensão evita interferência de ruído externo. O status da fonte de alimentação é monitorado pela saída do sinal DC OK; quando operando corretamente, o sinal DC-OK é ALTO (4,5~5,5V) e o indicador LED acende.

Os módulos de saída NMP possuem proteções de corrente integradas que são ativadas quando a saída está em curto-circuito ou quando a corrente de saída excede 115% ± 10% da corrente de saída nominal. Cada módulo de saída também possui proteção contra sobretensão integrada. Uma vez acionada a proteção, as unidades se desligam por 10 segundos antes de reiniciar a energia AC para ligar a unidade novamente. Há também um circuito de proteção integrado contra travamento do ventilador. A saída dos módulos NMP se desliga quando o ventilador DC para de funcionar (em caso de travamento do ventilador, conectores soltos ou fios quebrados). É necessário desligar a energia AC e eliminar as condições que causam o travamento do ventilador.

Se a temperatura interna exceder um valor pré-definido, o circuito de detecção térmica integrado do sistema NMP enviará um sinal ALTO. A saída se desliga automaticamente se a temperatura interna continuar aumentando e exceder o valor de “limite de segurança”. Esse sinal é BAIXO quando a temperatura interna está dentro de um valor normal.

Segurança da Fonte de Alimentação

A segurança da fonte de alimentação é um fator crítico, e a série NMP atende a regulamentações que incluem 2x Meios de Proteção do Paciente (MOPP) para uso médico e as normas ITE.

O MOPP é o padrão de segurança básica exigido para equipamentos elétricos médicos e regula o nível de isolamento das fontes de alimentação. A norma IEC/EN 60601-1 rege a segurança elétrica de dispositivos médicos com medidas detalhadas para proteger contra choques elétricos.

Há duas proteções MOP: MOOP e MOPP. MOOP significa Meios de Proteção do Operador e se destina a dispositivos que não entrarão em contato com o paciente. O MOOP geralmente tem requisitos menores de isolamento e corrente de fuga, determinando principalmente o nível de isolamento das unidades das fontes de alimentação.

“Outro recurso fundamental [da NMP] é a aprovação tanto segundo as normas de segurança médica quanto segundo as normas ITE [Equipamento de Tecnologia da Informação]”, disse Li. “Assim, os clientes podem usá-la em aplicações industriais, como impressoras 3D, e também em equipamentos médicos, como equipamentos de geração de imagens ou cirúrgicos.”

A Mean Well UMP-400 Sem Ventilador

A outra fonte de alimentação configurável da Mean Well, a UMP-400, pode operar como uma fonte de alimentação de saída única independente de 400W (24V ou 48V). A UMP-400 é uma fonte de alimentação totalmente configurável e sem ventilador; nenhum fluxo de ar forçado é necessário para resfriar a unidade. Isso a torna um dispositivo silencioso e muito popular em ambientes sensíveis ao ruído, como hospitais ou shopping centers.

Figura 4. Uma fonte de alimentação MEAN WELL UMP-400. (Imagem cortesia da MEAN WELL.)

A UMP-400 pode ser configurada como uma fonte de alimentação modular multicanal ao incorporar os conversores DC-DC não isolados da série NID. Com potência de saída de até 100W ajustável para tensões comuns de 5V, 12V, 15V e 24V, a UMP-400 é certificada pelos padrões de segurança ITE 62368-1 e projetada para atender aos padrões de segurança 2x MOPP.

Eliminar o ventilador de uma fonte de alimentação pode melhorar sua confiabilidade, reduzir o custo de projeto do sistema e eliminar o ruído acústico. A Mean Well UMP-400 evita problemas com falhas de ventilador e reduz os custos de manutenção. A empresa recomenda a UMP-400 para aplicações que incluem instalações de diagnóstico ou biológicas, sistemas de teste ou medição, equipamentos de telecomunicações, máquinas de automação industrial, sistemas de controle industrial e equipamentos mecânicos e elétricos.

Para saber mais sobre os benefícios das fontes de alimentação configuráveis, visite onlinecomponents.com para obter mais informações sobre a Mean Well NMP-1K2, NMP-650e a UMP-400.