Les alimentations standard représentent un obstacle pour les concepteurs, car elles les obligent à travailler avec des spécifications de puissance prédéterminées. Les alimentations configurables, comme les séries NMP et UMP-400 de Mean Well, aident à surmonter ces limitations.

 

 

Les alimentations configurables offrent une flexibilité aux concepteurs en proposant des sorties programmables via leurs modules frontaux qui assurent la régulation DC-DC. « Le module frontal est relié aux modules soit par connexion rapide, soit selon un mode plug-and-play. Les modules de puissance peuvent être utilisés pour créer des systèmes d'alimentation distribués simples et compacts », note Engineering.com.

 

Figure 1. Une configuration traditionnelle avec plusieurs alimentations AC-DC (à gauche) par rapport à un système distribué avec des alimentations configurables (à droite).

« Nous proposons différentes variantes de modules de sortie compatibles avec le fournisseur du module frontal, afin que les utilisateurs puissent simplement combiner ce dont ils ont besoin en termes de tension de sortie, de niveaux de puissance de sortie, etc. », a déclaré à Engineering.com Kai Li, chef de projet chez Mean Well. « Les machines sophistiquées nécessitent plusieurs niveaux de tension de sortie. Une imprimante 3D, par exemple, aurait besoin de 24V pour entraîner le moteur, de 12V pour les panneaux d'affichage et de 3,3V pour contrôler certaines fonctions sans fil. Avec une alimentation configurable, il me suffit d'une seule unité pour prendre en charge toutes ces différentes tensions. »

Les NMP-650 (650W) et NMP1K2 (1 200W) sont des alimentations configurables à profil bas 1U qui comprennent quatre modules de sortie réglables couvrant des plages de 3V à 55V. La série NMP propose également des fonctions de contrôle intelligent.

« Cela permet des contrôles intelligents grâce à ses divers signaux de commande. Nous pouvons allumer et éteindre l'unité à distance, et nous pouvons le faire avec un signal de commande global vers le module frontal, ou localement au niveau de chacun des modules de sortie », a expliqué Li.

Au-delà des fonctions de flexibilité et de contrôle, les avantages de la série NMP de Mean Well comprennent :

• Faible courant de fuite - des connexions de mise à la terre endommagées peuvent provoquer des courants de fuite AC et DC pouvant s'écouler vers la terre via tout élément conducteur, y compris le corps humain. Cela impose aux concepteurs de limiter cette valeur de courant. Les alimentations standard ne peuvent contrôler que de manière imprécise le courant de fuite, ce qui pose des problèmes pour répondre aux exigences spécifiques des appareils.

Les alimentations configurables offrent un courant de fuite plus faible et sont conçues et certifiées comme une unité complète, en tenant compte de l'ensemble des performances en matière de courant de fuite.

Les alimentations Mean Well NMP présentent un courant de fuite à la terre <400uA/264VAC et un courant de contact <100uA/264VAC

 

• Performance de compatibilité électromagnétique (CEM) - les alimentations peuvent générer des interférences électromagnétiques (EMI) qui affectent les appareils voisins, un phénomène plus marqué avec les alimentations standard. La CEM est la capacité à maintenir les performances malgré les EMI, sans en générer soi-même. Si un système électrique est mal conçu, les EMI peuvent augmenter. Une seule alimentation configurable peut réduire cet effet, et les ingénieurs n'ont plus besoin de procéder au débogage EMI, l'étape la plus chronophage dans la conception de produits électromécaniques. Elles peuvent également limiter le besoin de filtres supplémentaires et de corrections de conception.

• Densité de puissance élevée - compte tenu de la demande toujours croissante d'alimentations plus petites offrant une puissance égale ou supérieure, les problèmes de densité de puissance nécessitent un refroidissement efficace. Les alimentations NMP atteignent ainsi une efficacité pouvant atteindre 91 %. La NMP-650 (650W de puissance de sortie) dispose d'un ventilateur de refroidissement intégré, et la NMP-1K2 (1 200W) en possède deux.

« Lorsque nous concevions la [NMP], nous avons dû prendre très soigneusement en compte l'aérodynamisme, le flux d'air des ventilateurs et la manière dont ce flux interagit avec les composants », a-t-il déclaré. « Il s'agit donc dans l'ensemble d'une expérience de conception combinée, issue de plus de 35 ans d'expertise de Mean Well dans la conception d'alimentations à découpage. »

Fonctions des alimentations configurables

La série NMP de Mean Well a intégré des fonctions supplémentaires qui améliorent la flexibilité de ses alimentations. 

• Une fonction active de correction du facteur de puissance (PFC) - celle-ci protège tout dispositif conçu tout en améliorant l'efficacité de conversion. Les capacités de partage de courant actif et de contrôle en parallèle permettent aux utilisateurs d'augmenter le courant de sortie total en connectant jusqu'à quatre (NMP650) ou six (NMP1K2) modules ayant la même tension de sortie nominale (c'est-à-dire que la différence de tension doit être inférieure à 0,2V).

• Tensions de sortie plus élevées - Mean Well y parvient en connectant les modules de sortie en série (où le courant de sortie total ne doit pas dépasser le courant nominal du module ayant la plus faible valeur nominale connecté en série).

Figure 2. Connexion en parallèle de six modules NMS240. (Image gracieusement fournie par Mean Well.)

La tension de sortie des modules peut être ajustée via le régulateur de tension à pas (SVR), qui est ajusté en tournant le potentiomètre VR60 situé près des bornes de sortie. Tourner le VR60 dans le sens horaire augmente la tension, et le tourner dans le sens antihoraire la réduit. La tension de sortie est programmable dans la plage de 3–6V (NMS-240-05), 6–15V (NMS-240-05), 15–30V (NMS-240-24) et 30–55V (NMS-240-48). De plus, la tension et le courant peuvent être ajustés de 40 à 100 pour cent des valeurs nominales en appliquant des tensions DC externes (voir le graphique ci-dessous).

Figure 3. Le courant de sortie peut être ajusté en appliquant une tension DC externe. (Image gracieusement fournie par MEAN WELL.)

« Nous n'avons que quatre modules différents, avec des tensions nominales de 5V, 12V, 24V et 48V », a expliqué Li. « Chaque module dispose d'une très large plage de réglage. Certains de nos concurrents fabriquent plus d'une centaine de modules différents. Nos utilisateurs n'ont pas besoin de parcourir de nombreuses pages de fiches techniques juste pour trouver le bon module. »

Le module de sortie à détection à distance intégré de la série NMP peut compenser des chutes de tension allant jusqu'à 0,5V. Torsader ou blinder les fils de détection de tension empêche les interférences de bruit externe. L'état de l'alimentation est surveillé par le signal de sortie DC OK ; en fonctionnement normal, le signal DC-OK est à l'état HAUT (4,5~5,5V) et le voyant LED est allumé.

Les modules de sortie NMP disposent de protections de courant intégrées qui s'activent en cas de court-circuit en sortie ou lorsque le courant de sortie dépasse 115 % ± 10 % du courant de sortie nominal. Chaque module de sortie dispose également d'une protection intégrée contre les surtensions. Une fois la protection déclenchée, les unités s'éteignent pendant 10 secondes avant que l'alimentation AC ne soit rétablie pour remettre l'unité sous tension. Il existe également un circuit de protection intégré contre le blocage du ventilateur. La sortie des modules NMP s'arrête lorsque le ventilateur DC cesse de fonctionner (en cas de blocage du ventilateur, de connecteurs desserrés ou de fils cassés). Il est nécessaire de couper l'alimentation AC et d'éliminer les causes du blocage du ventilateur.

Si la température interne dépasse une valeur prédéfinie, le circuit de détection thermique intégré du système NMP enverra un signal HAUT. La sortie s'arrête automatiquement si la température interne continue d'augmenter et dépasse la valeur « limite de sécurité ». Ce signal est à l'état BAS lorsque la température interne se situe dans une valeur normale.

Sécurité des alimentations

La sécurité des alimentations est un facteur essentiel, et la série NMP est conforme aux réglementations, y compris les normes médicales 2x Means Of Patient Protection (MOPP) et les normes ITE.

La norme MOPP est la norme de sécurité de base requise pour les équipements électriques médicaux et régit le niveau d'isolation des alimentations. La norme IEC/EN 60601-1 régit la sécurité électrique des dispositifs médicaux avec des mesures détaillées visant à protéger contre les chocs électriques.

Il existe deux protections MOP : MOOP et MOPP. MOOP signifie Means Of Operator Protection et est destiné aux appareils qui n'entreront pas en contact avec le patient. Le MOOP présente généralement un niveau d'isolation et des exigences de fuite plus faibles, régissant principalement le niveau d'isolation des unités des alimentations.

« Une autre caractéristique clé [de la NMP] est que les normes de sécurité médicales et ITE [Information Technology Equipment] sont toutes deux approuvées », a déclaré Li. « Les clients peuvent donc l'utiliser pour des applications industrielles, comme les imprimantes 3D, ainsi que pour des équipements médicaux tels que les machines d'imagerie ou chirurgicales. »

L'UMP-400 sans ventilateur de Mean Well

L'autre alimentation configurable de Mean Well, l'UMP-400, peut fonctionner comme une alimentation à sortie unique indépendante de 400W (24V ou 48V). L'UMP-400 est une alimentation entièrement configurable et sans ventilateur ; aucun flux d'air forcé n'est nécessaire pour refroidir l'unité. Cela en fait un appareil silencieux, très apprécié dans les environnements sensibles au bruit tels que les hôpitaux ou les centres commerciaux.

Figure 4. Une alimentation MEAN WELL UMP-400. (Image gracieusement fournie par MEAN WELL.)

L'UMP-400 peut être configurée en alimentation modulaire multicanal en intégrant les convertisseurs DC-DC non isolés de la série NID. Avec une puissance de sortie allant jusqu'à 100W, réglable pour les tensions courantes de 5V, 12V, 15V et 24V, l'UMP-400 est certifiée selon les normes de sécurité ITE 62368-1 et conçue pour répondre aux normes de sécurité 2x MOPP.

Supprimer le ventilateur d'une alimentation peut améliorer sa fiabilité, réduire le coût de conception du système et éliminer le bruit acoustique. La Mean Well UMP-400 évite les problèmes liés aux pannes de ventilateur et réduit les coûts de maintenance. L'entreprise recommande l'UMP-400 pour des applications telles que les installations de diagnostic ou biologiques, les systèmes de test ou de mesure, les équipements de télécommunication, les machines d'automatisation industrielle, les systèmes de contrôle industriel ainsi que les équipements mécaniques et électriques.

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