전원 공급 장치 및 열악한 환경

이 기사에서는 열악한 환경에서의 전원 공급 장치, 과제, 솔루션 및 시판 중인 제품에 대해 설명합니다.

전원 공급 장치의 경우 열악한 환경은 습도와 먼지보다 훨씬 더 많은 문제를 수반합니다. 이러한 애플리케이션을 해결하려면 산업 환경의 요구 사항을 충족하는 견고하면서도 효율적인 내부 전원 공급 장치가 필요합니다.

전원 공급 장치 및 열악한 환경

산업 제어용 인버터를 포함하여 일반 산업 환경에서 볼 수 있는 것부터 시작하여 다수의 애플리케이션에 내부 가혹한 환경 전원 공급 장치가 필요합니다. 이러한 전원 공급 장치는 CNC 기계, 용접 기계 및 로봇 팔을 포함한 지능형 제조를 사용합니다.

열악한 환경의 전원 공급 장치는 전자 교통 제어 및 교통 LED 디스플레이와 같은 미션 크리티컬 시스템을 포함한 스마트 운송에 적합합니다. 환경 보호 시스템은 또한 공기, 수질, 토양 품질, 쓰레기 분류 및 분류에 대한 모니터링 시스템을 포함하여 가혹한 환경 전원 공급 장치를 요구합니다. 혹독한 환경의 전원 공급 장치를 위한 기타 애플리케이션에는 자동화된 보관 캐비닛(예:Amazon 드롭 박스 또는 병원 의약품 캐비닛), 충전 파일 및 배터리 관리 시스템에 이르는 제품이 포함됩니다.

이러한 시스템 및 장비에 대한 수요가 증가함에 따라 열악한 환경에서 작동할 수 있는 안정적이고 효율적인 전원 공급 장치에 대한 요구도 증가하고 있습니다.

가혹한 환경에서 전원 공급 장치에 대한 과제

위에서 설명한 애플리케이션 및 시스템을 위한 내부 전원 공급 장치는 고유한 문제에 직면해 있습니다. 전원 공급 장치 및 전원 공급 장치에 심각한 손상을 줄 수 있는 심각한 전압 변동, 극단적인 전력 서지 및 낙뢰의 영향을 받을 수 있습니다. 특히 산업 환경에서 가혹한 EMI는 심각한 문제이기도 합니다(많은 소스로 인해 전자기 간섭을 피하는 것이 어려울 수 있는 경우).

종종 전원 공급 장치는 낮은 온도에서 효율적이고 효과적으로 시동할 수 있어야 하며 작동 온도의 넓은 변화와 높은 습도로 인한 문제에 직면해야 합니다. 전원을 공급하는 시스템에 통합하기 위해 전원 공급 장치 자체에도 해결해야 할 냉각 문제가 있지만 이를 수행할 수 있는 공간이 제한되어 있습니다.

그림 1. 전원 공급 장치의 가혹한 환경 요인

강력한 전원 공급 장치의 특성

견고한 전원 공급 장치는 안전하고 안정적으로 작동하기 위해 넓은 입력 전압 범위와 과전압 및 서지에 대한 우수한 내성을 가져야 합니다.

정격 입력 전압을 초과하면 구성 요소 및 시스템 손상 또는 오류가 결과에 포함될 수 있으며 EMI 필터의 효율성이 손상될 수 있습니다. 넓은 입력 전압 범위와 강력한 과도 보호 회로를 통해 전원 공급 장치는 전력 서지 및 절전과 같은 문제로 인한 변동을 수용할 수 있습니다.

서지는 배전반에서 가장 심각하며 전원 공급 장치는 시스템 내 해당 위치에 적합한 과전압 범주로 정격이 지정되어야 합니다(그림 2 참조).

그림 2. 과전압 카테고리

또한 넓은 작동 온도 범위를 지원하고 높은 습도 수준에 대한 내성이 있어야 합니다. 전원 공급 장치의 최대 작동 온도가 초과되면 성능, 구성 요소 오류 및 신뢰성의 변화로 빠르게 이어질 수 있습니다. 습도는 응결로 이어질 수 있으며 물은 전도성과 부식성이 있습니다. 따라서 견고한 환경 전원 공급 장치는 높은 습도 수준에서도 안정적이고 예측 가능한 성능을 발휘할 수 있어야 합니다.

또한 현대 응용 프로그램은 자유 공기 대류에 의한 냉각을 지원하는 내구성 있는 재료로 둘러싸여 있어야 하는 로우 프로파일의 컴팩트한 크기를 요구합니다. 물론 이는 해당 표준의 요구 사항을 충족하고 적절한 인증을 보유하는 것 외에도 있습니다.

CUI VGS 100W 가혹한 환경 전원 공급 장치

CUI VGS 100W 제품 시리즈는 최대 110W 출력을 제공하는 단일 출력 섀시 장착 내부 AC-DC 전원 공급 장치입니다. 열악한 환경의 산업 응용 분야를 위해 특별히 설계되었으며 로우 프로파일의 견고한 금속 케이스에 들어 있습니다.

CUI VGS 100W 전원 공급 장치는 85 ~ 305VAC(120 ~ 431Vdc)의 넓은 입력 범위를 가지며 일반 서지 내성보다 더 강력한 입력 과전압 카테고리 III 등급을 받았습니다. 카테고리 III인 전원 공급 장치는 보호 및 제어 패널, 소켓 및 전기 값을 모니터링하는 장비와 함께 사용하도록 설계되었습니다. 또한 단락 과전류 보호 및 출력 과전압 보호 기능을 제공합니다.

산업용 AC-DC 전원 공급 장치는 129 x 97mm 크기로 매우 낮은 30mm 프로파일을 제공합니다. 앞서 언급했듯이 이 제품은 대류 냉각을 지원하는 견고한 아연 도금 알루미늄 1100 금속 케이스에 들어 있습니다. 또한 작동 온도 범위가 -30°C ~ 70°C이고 최대 작동 습도가 90%입니다. 추가 옵션으로 이러한 전원 공급 장치는 습기, 먼지 및 기타 오염 물질로 인한 손상으로부터 내부 회로를 보호하는 등각 코팅을 제공할 수도 있습니다.

CUI VGS 100W 전원 공급 장치(그림 3)는 UL/EN/IEC 62368 인증을 받았으며 IEC/EN 61558, IEC/EN 60335 시스템 요구 사항 및 CISPR/EN55032 Class B 복사/전도 방출 요구 사항을 충족하도록 설계되었습니다. 또한 기본 절연 층과 접지된 전도성 섀시가 있는 IEC 안전 클래스 I입니다. 기본 절연이 실패하면 위험한 전압을 전달하는 모든 도체는 고전압과의 접촉을 방지하기 위해 섀시에 의해 접지됩니다.

그림 3. CUI의 VGS-100W 시리즈 AC/DC 전원 공급 장치

산업 애플리케이션에서 대기 전력 사용량을 줄이기 위해 이 전원 공급 장치 라인은 0.3~0.5W 범위의 무부하 전력 소비에 적응할 수 있습니다. 모델에 따라 다릅니다. 효율 범위는 230VAC에서 측정 시 85.5~90.5%입니다.

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