Standart güç kaynakları, tasarımcıları önceden belirlenmiş güç özellikleriyle çalışmaya zorladığı için tasarımcılar açısından engel oluşturur. Mean Well'in NMP ve UMP-400 serisi gibi yapılandırılabilir güç kaynakları, bu sınırlamaların aşılmasına yardımcı olur.

 

 

Yapılandırılabilir güç kaynakları, DC-DC regülasyonu sağlayan ön uç modülleri aracılığıyla programlanabilir çıkışlar sunarak tasarımcılara esneklik sağlar. “Ön uç, modüllere hızlı bağlantı veya tak-çalıştır tarzında bağlanır. Güç modülleri, basit ve kompakt dağıtılmış güç kaynağı sistemleri oluşturmak için kullanılabilir,” diye belirtiyor Engineering.com.

 

Şekil 1. Birden fazla AC-DC güç kaynağına sahip geleneksel bir yapılandırma (solda) ile yapılandırılabilir güç kaynaklarına sahip dağıtılmış bir sistemin (sağda) karşılaştırması.

Mean Well'de Proje Yöneticisi olan Kai Li, Engineering.com'a şunları söyledi: “Ön uç tedarikçisiyle uyumlu farklı çıkış modülü çeşitleri sunuyoruz, böylece kullanıcılar çıkış voltajı, çıkış gücü seviyeleri vb. açısından ihtiyaç duydukları şeyleri istedikleri gibi bir araya getirebiliyor. Sofistike makineler birden fazla çıkış voltaj seviyesi gerektirir. Örneğin, bir 3D yazıcının motoru çalıştırmak için 24V'a, ekran panellerini çalıştırmak için 12V'a ve bazı kablosuz özellikleri kontrol etmek için 3,3V'a ihtiyacı olur. Yapılandırılabilir bir güç kaynağıyla, tüm bu farklı voltajları desteklemek için tek bir üniteye ihtiyacım var.”

NMP-650 (650W) ve NMP1K2 (1.200W), 3V ile 55V arasındaki aralıkları kapsayan dört ayarlanabilir çıkış modülü içeren 1U düşük profilli yapılandırılabilir güç kaynaklarıdır. NMP serisi ayrıca akıllı kontrol fonksiyonları da sunar.

Li, “Çeşitli kontrol sinyalleri sayesinde akıllı kontroller sağlar. Üniteyi uzaktan açıp kapatabiliyoruz ve bunu ön uca gönderilen genel bir kontrol sinyaliyle ya da her bir çıkış modülünde yerel olarak yapabiliyoruz,” diye açıkladı.

Esneklik ve kontrol özelliklerinin ötesinde, Mean Well NMP Serisinin avantajları şunları içerir:

• Düşük Kaçak Akım - hasarlı topraklama bağlantıları, insan vücudu dahil olmak üzere iletken herhangi bir şey üzerinden toprağa akabilen hem AC hem de DC kaçak akıma neden olabilir. Bu durum, tasarımcıların bu akım değerini sınırlamasını zorunlu kılar. Standart güç kaynakları kaçak akımı yalnızca kabaca kontrol edebilir, bu da belirli cihaz gereksinimlerinin karşılanmasında sorunlara yol açar.

Yapılandırılabilir güç kaynakları daha düşük bir kaçak akım sunar ve tüm kaçak akım performansı dikkate alınarak bütün bir ünite olarak tasarlanır ve sertifikalandırılır.

Mean Well NMP güç kaynakları <400uA/264VAC toprak kaçak akımına ve <100uA/264VAC dokunma akımına sahiptir

 

• Elektromanyetik Uyumluluk Performansı (EMC) - güç kaynakları, yakındaki cihazları etkileyen elektromanyetik girişime (EMI) neden olabilir ve bu etki standart güç kaynaklarında daha belirgindir. EMC, EMI'ye rağmen performansı koruma ve kendi EMI'sini üretmeme yeteneğidir. Bir elektrik sistemi kötü tasarlanmışsa, EMI artabilir. Tek bir yapılandırılabilir güç kaynağı bu etkiyi azaltabilir ve mühendislerin, elektromekanik ürün tasarımının en zaman alıcı kısmı olan EMI hata ayıklaması yapmasına gerek kalmaz. Ayrıca ek filtre ve tasarım düzeltmesi ihtiyacını da sınırlayabilirler.

• Yüksek Güç Yoğunluğu - aynı veya daha yüksek güce sahip daha küçük güç kaynaklarına yönelik sürekli artan talep göz önüne alındığında, güç yoğunluğu sorunları verimli soğutma gerektirir. NMP güç kaynakları bu sayede yüzde 91'e varan verimlilik elde eder. NMP-650 (650W çıkış gücü) tek bir dahili soğutma fanına sahipken, NMP-1K2 (1.200W) iki fana sahiptir.

“[NMP]'yi tasarlarken, aerodinamiği, fanların hava akışını ve bu hava akışının bileşenlerle nasıl etkileşime girdiğini çok dikkatli bir şekilde göz önünde bulundurmamız gerekti,” dedi. “Yani bu genel olarak, Mean Well'in anahtarlamalı güç kaynakları tasarlama konusundaki 35 yılı aşkın deneyiminden gelen birleşik bir tasarım deneyimidir.”

Yapılandırılabilir Güç Kaynaklarının Fonksiyonları

Mean Well NMP serisi, güç kaynaklarının esnekliğini artıran fonksiyonlar eklemiştir. 

• Aktif güç faktörü düzeltme (PFC) fonksiyonu - bu, dönüşüm verimliliğini artırırken tasarlanan tüm cihazları korur. Aktif akım paylaşımı ve paralel kontrol özellikleri, kullanıcıların aynı çıkış voltaj değerine sahip (yani voltaj farkının 0,2V'tan az olması gerektiği anlamına gelir) en fazla dört (NMP650) veya altı (NMP1K2) modülü bağlayarak toplam çıkış akımını artırmalarına olanak tanır.

• Daha yüksek çıkış voltajları - Mean Well bunu, çıkış modüllerini seri olarak bağlayarak elde eder (bu durumda toplam çıkış akımı, seri bağlı en düşük değere sahip modülün akım değerini aşmamalıdır).

Şekil 2. Altı NMS240 modülünün paralel bağlantısı. (Görsel Mean Well'in izniyle kullanılmıştır.)

Modüllerin çıkış voltajı, çıkış terminallerinin yakınındaki VR60 potansiyometresinin çevrilmesiyle ayarlanan kademeli voltaj regülatörü (SVR) aracılığıyla ayarlanabilir. VR60'ı saat yönünde çevirmek voltajı artırır, saat yönünün tersine çevirmek ise voltajı azaltır. Çıkış voltajı, 3–6V (NMS-240-05), 6–15V (NMS-240-05), 15–30V (NMS-240-24) ve 30–55V (NMS-240-48) aralığında programlanabilir. Ayrıca, harici DC voltajları uygulanarak voltaj ve akım, nominal değerlerin yüzde 40–100'üne kadar ayarlanabilir (aşağıdaki grafiğe bakınız).

Şekil 3. Çıkış akımı, harici bir DC voltajı uygulanarak ayarlanabilir. (Görsel MEAN WELL'in izniyle kullanılmıştır.)

Li, “Sadece dört farklı modülümüz var; bunların nominal voltajları 5V, 12V, 24V ve 48V,” diye açıkladı. “Her modülün çok geniş bir ayar aralığı var. Rakiplerimizden bazıları yüz farklı modülden fazlasını üretiyor. Kullanıcılarımızın doğru modülü bulmak için sayfalarca teknik veri sayfasını incelemesine gerek kalmıyor.”

NMP serisindeki dahili uzaktan algılama çıkış modülü, 0,5V'a kadar voltaj düşüşlerini telafi edebilir. Voltaj algılama kablolarının bükülmesi veya ekranlanması, harici gürültü girişimini önler. Güç kaynağının durumu DC OK sinyal çıkışıyla izlenir; düzgün çalıştığında DC-OK sinyali YÜKSEK (4,5~5,5V) olur ve LED gösterge yanar.

NMP çıkış modülleri, çıkışın kısa devre yapması veya çıkış akımının nominal çıkış akımının %115 ± %10'unu aşması durumunda devreye giren dahili akım korumalarına sahiptir. Her çıkış modülü ayrıca dahili aşırı voltaj korumasına sahiptir. Koruma devreye girdiğinde, üniteler 10 saniye boyunca kapanır ve ardından üniteyi tekrar açmak için AC gücü yeniden devreye alınır. Ayrıca dahili bir fan kilitlenme koruma devresi de bulunur. DC fan çalışmayı durdurduğunda (fan kilitlenmesi, gevşek konektörler veya kırık kablolar durumunda) NMP modüllerinin çıkışı kapanır. AC gücünün kapatılması ve fan kilitlenmesine neden olan durumların giderilmesi gerekir.

Dahili sıcaklık önceden ayarlanmış bir değeri aşarsa, NMP sisteminin dahili termal algılama devresi bir YÜKSEK sinyal gönderir. Dahili sıcaklık artmaya devam edip “güvenli sınır” değerini aşarsa, çıkış otomatik olarak kapanır. Dahili sıcaklık normal bir değer aralığında olduğunda bu sinyal DÜŞÜK olur.

Güç Kaynağı Güvenliği

Güç kaynağı güvenliği kritik bir faktördür ve NMP serisi, tıbbi 2x Hasta Koruma Yöntemleri (MOPP) ve ITE standartları da dahil olmak üzere düzenlemelere uygundur.

MOPP, tıbbi elektrikli ekipmanlar için gerekli olan temel güvenlik standardıdır ve güç kaynaklarının izolasyon seviyesini düzenler. IEC/EN 60601-1, elektrik çarpmasına karşı koruma sağlamak için ayrıntılı önlemlerle tıbbi cihazların elektrik güvenliğini yönetir.

İki tür MOP koruması vardır: MOOP ve MOPP. MOOP, Operatör Koruma Yöntemleri anlamına gelir ve hastayla temas etmeyecek cihazlar için tasarlanmıştır. MOOP genellikle daha düşük bir izolasyon ve kaçak seviyesi gereksinimine sahiptir ve esas olarak güç kaynağı ünitelerinin izolasyon seviyesini belirler.

Li, “[NMP]'nin bir diğer önemli özelliği de hem tıbbi hem de ITE [Bilgi Teknolojisi Ekipmanı] güvenlik standartlarına uygun olarak onaylanmış olmasıdır,” dedi. “Bu sayede müşteriler bunu 3D yazıcılar gibi endüstriyel uygulamalarda olduğu kadar, görüntüleme veya cerrahi makineler gibi tıbbi cihazlarda da kullanabilir.”

Fansız Mean Well UMP-400

Mean Well'in diğer yapılandırılabilir güç kaynağı olan UMP-400, bağımsız 400W (24V veya 48V) tek çıkışlı bir güç kaynağı olarak çalışabilir. UMP-400, tamamen yapılandırılabilir fansız bir güç kaynağıdır; üniteyi soğutmak için zorlamalı hava akışına gerek yoktur. Bu, onu sessiz bir cihaz haline getirir ve hastaneler veya alışveriş merkezleri gibi gürültüye duyarlı ortamlarda oldukça popüler kılar.

Şekil 4. Bir MEAN WELL UMP-400 güç kaynağı. (Görsel MEAN WELL'in izniyle kullanılmıştır.)

UMP-400, NID serisi izole olmayan DC-DC dönüştürücülerin dahil edilmesiyle çok kanallı modüler bir güç kaynağı olarak yapılandırılabilir. 5V, 12V, 15V ve 24V ortak voltajlar için ayarlanabilen 100W'a kadar çıkış gücüyle UMP-400, ITE 62368-1 güvenlik standartlarına göre sertifikalandırılmıştır ve 2x MOPP güvenlik standartlarını karşılayacak şekilde tasarlanmıştır.

Bir güç kaynağından fanın kaldırılması, güvenilirliğini artırabilir, sistem tasarım maliyetini azaltabilir ve akustik gürültüyü ortadan kaldırabilir. Mean Well UMP-400, fan arızalarıyla ilgili sorunları önler ve bakım maliyetlerini azaltır. Şirket, UMP-400'ü tanı veya biyolojik tesisler, test veya ölçüm sistemleri, telekomünikasyon ekipmanları, endüstriyel otomasyon makineleri, endüstriyel kontrol sistemleri ve mekanik ile elektrikli ekipmanlar dahil olmak üzere uygulamalar için önermektedir.

Yapılandırılabilir güç kaynaklarının avantajları hakkında daha fazla bilgi edinmek için, Mean Well NMP-1K2, NMP-650ve UMP-400hakkında daha fazla bilgi için onlinecomponents.com adresini ziyaret edin.