내장 전원 공급 장치 선택

매우 일반적인 요구 사항은 몇 와트에서 수백 와트 범위의 최종 제품에 대한 내부 AC-DC 전원 공급 장치를 선택하는 것입니다. 로우 엔드에서 대안은 외부 공급 장치 또는 '어댑터'가 될 수 있지만 약 100W 이상에서는 내장형 제품을 내장형 모듈(아마도 섀시 또는 PCB 장착형)로 선택하는 것이 일반적입니다. 용감한 사람은 특히 필요한 성능이 비표준인 경우 자체 설계를 고려할 수도 있습니다.

왜 내부인가요?

내부 전원 공급 장치를 선택해야 하는 이유를 먼저 검토해 보겠습니다. 상용 제품의 경우 소비자는 부피가 큰 인라인 '어댑터'를 좋아하지 않지만 저전력에서는 '벽 사마귀'가 큰 부담이 아니며 기술이 발전함에 따라 더 작은 패키지에서 더 많은 전력이 압착됩니다. 어댑터는 벽 플러그 자체보다 거의 크지 않습니다. 외부 전원을 사용하면 제품 설계자도 만족합니다. 위험한 전압이 외부에 유지되므로 최종 제품 안전 인증이 훨씬 쉬워집니다.

단점은 어댑터에서 제품까지의 케이블 길이가 전압을 떨어뜨려 제품에 추가 조정기가 필요할 수 있으며 일반적으로 '절전' 모드로의 종료 또는 동적 조정과 같은 전원 공급 장치의 '스마트' 제어를 위한 기회가 없다는 것입니다. 출력 전압의. 또 다른 문제는 전반적인 EMI 표준 준수가 여전히 최종 제품 제조업체의 책임이므로 생산 변동성과 불확실한 케이블 길이가 있는 어댑터를 EMC 테스트에 포함해야 하며 일관되지 않은 결과를 생성할 수 있다는 것입니다. 이러한 이유로 보다 쉬운 안전과 EMI 규정 준수를 위해 인라인 어댑터가 최종 제품에 내부적으로 장착되는 것은 알려져 있지 않습니다.

더 높은 전력에서 또는 제어 및 기능이 중요한 경우 내부 또는 '장비' 전원 공급 장치가 선호됩니다. 시스템 전력 엔지니어가 '남은 공간에 맞는' 내장 전원 공급 장치를 소싱해야 한다는 일반적인(그리고 종종 정당화되는) 불만이 있기 때문에 제품 개발 프로세스에서 가능한 한 빨리 결정을 내려야 합니다. 이로 인해 비용 및 성능이 저하될 수 있으며 최악의 경우 지연 및 위험과 관련된 맞춤형 솔루션이 필요합니다.

안전, EMC 및 환경 규정 준수가 최우선

내장 전원 공급 장치는 필요한 볼트와 암페어를 공급해야 하지만 다른 많은 고려 사항이 있습니다. 아마도 가장 중요한 것은 안전, EMC 및 환경 규정 준수일 것입니다. 제품 최종 사용은 여기에서 가이드입니다. 산업, 가정, 테스트 및 측정, 의료, 빌딩 자동화 등 다양한 응용 분야에 다양한 표준이 적용됩니다. 철도나 군수 등 특수분야에서 사용하게 된다면 또 기준이 달라집니다. 적용 영역 내에서도 예를 들어 의료 분야의 환자 또는 작업자 환경과 같은 변형이 있습니다.

새로운 안전 표준이 '위험 기반'이 되는 경향이 있어 제조업체가 제품이 어떻게 오용될 수 있는지 추가로 고려해야 합니다. 내부 전원 공급 장치를 선택하면 최소한 부적절한 어댑터가 교체되지 않도록 합니다. 올바른 인증을 선택하는 것은 매우 중요하고 복잡하지만 숙련된 사내 규정 준수 엔지니어가 없는 경우 평판이 좋은 전원 공급 장치 공급업체가 도움을 줄 수 있습니다.

역학은 아마도 모양과 크기뿐만 아니라 커넥터 및 냉각 장치와 같은 다음 고려 사항일 것입니다. '개방형 프레임' 전원 공급 장치는 인기 있고 저렴하며, 전원이 켜져 있는 동안 기술자가 제품에 내부적으로 액세스할 수 있을 것으로 예상되는 경우에 필요한 옵션 덮개가 있는 경우가 많습니다. 또 다른 대안은 배선 패널에서 일반적으로 사용되는 DIN 레일 형식입니다(그림 1).

그림 1:일반적인 내부 AC-DC 전원 공급 장치 옵션. (소스 CUI)

내부 전원 공급 장치 제품에는 일반적으로 'Molex™' 스타일인 AC 입력 및 출력 모두를 위한 나사 단자 또는 플러그인 커넥터가 있습니다. 이 경우 케이블, 단자, 퓨즈, 스위치 및 모든 섀시 커넥터는 해당 애플리케이션에 적합한 정격 및 인증을 받아야 합니다. 간섭은 전원 공급 장치 외부에 있지만 제품 내부에 있는 AC 입력 케이블에서 잘 감지될 수 있으므로 EMI 테스트에 따르면 전원 인렛 가까이에 섀시 장착 인증 필터가 추가로 필요함을 알 수 있습니다.

접지에는 특별한 주의가 필요합니다. 전원 공급 장치 모듈 커넥터가 제품 내부에서 뽑혀 있는 경우에도 활선이 느슨해질 경우를 대비하여 입구의 장비 섀시에 별도의 접지가 있어야 합니다. 일반적으로 모든 접지 연결은 커넥터를 분리하면 라이브 연결이 제품에서 동시에 완전히 제거되지 않는 한 '플러그 가능'해서는 안 됩니다. 그렇지 않은 경우에는 공구로만 풀 수 있고 잠금 와셔 또는 기타 진동 방지 기술이 포함된 '영구적' 고정 장치로 접지해야 합니다. 필요한 경우 케이블 스트레인 릴리프와 함께 적용된 안전 표준에 따라 색상 코딩 및 배선 게이지를 반드시 준수해야 합니다.

내부 전원 공급 장치의 입구 퓨즈는 신중하게 크기를 조정해야 합니다.

섀시 커넥터에 대한 유선 AC 연결이 있는 내부 전원 공급 장치는 적절한 경우 입구에 적절한 단일 또는 이중 퓨즈를 포함해야 합니다. 최종 제품 AC 퓨즈는 내부 전원 공급 장치가 아닌 업스트림 케이블 및 연결을 단락 및 과부하로부터 보호한다는 것을 기억하십시오. 확실히, 돌입 전류에 대한 약간의 여유가 있는 정상 작동 전류를 통과해야 하지만 섀시 커넥터와 전원 사이의 접지 단락 후 퓨즈가 열리기 전에 최종 제품에 대한 외부 AC 케이블에 과부하가 걸리지 않도록 정격을 지정해야 합니다. 공급. 외부 케이블이 매우 높은 전류에 대해 정격이 지정되더라도 퓨즈는 상류측 퓨즈 또는 차단기보다 차단 값이 낮아야 합니다. 그래야 여러 회로의 연결이 끊어지는 오류, 즉 올바른 퓨즈 '조정'이 중요한 문제가 되는 것을 방지할 수 있습니다. 전문적인 환경에서(그림 2).

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그림 2:시스템의 퓨즈 값은 '조정'되어야 합니다. 값 퓨즈 1> 퓨즈 2> 퓨즈 3. (소스 CUI)

논의된 AC 연결 고려 사항을 종합하면 내부 전원 공급 장치의 선택에 영향을 미치며, 가장 낮은 비용의 개방형 프레임 유형이 최소한의 EMC 준수만 있고 추가 필터링이 필요한 경우 전체 시스템 비용이 가장 저렴한 것은 아닙니다.

냉각 방식은 전원 공급 장치 유형을 결정합니다.

냉각 고려 사항이 중요합니다. 내부 전원 공급 장치는 팬, 자연 대류 또는 바닥판 냉각 방식이 될 수 있으며 최종 제품 및 적용 분야에 따라 선택이 가능합니다. 의료와 같은 일부 환경, 소음 이유로 또는 교체가 어려운 애플리케이션에서는 팬이 제외될 수 있지만 팬 냉각식 전원 공급 장치는 일반적으로 다른 유형보다 작습니다. 팬 냉각식 공급 장치를 선택한 경우 특히 작동 중인 다른 시스템 팬이 있는 경우 공기 '사점'을 피하기 위해 흡입구 및 배출 공기 경로를 주의 깊게 식별해야 합니다. CUI와 같은 제조업체는 제품에 대한 데이터시트 내에서 권장되는 공기 흐름 방향과 팬 크기를 제공합니다. 시스템에 전원 공급 장치를 설계할 때 이러한 사항을 고려해야 합니다(그림 3).

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그림 3:공기 '사점'을 피하기 위해 팬 크기, 방향 및 거리에 대한 권장 사항을 고려해야 합니다. (소스 CUI)

대류 냉각 전원 공급 장치는 방향에 민감하며 상호 과열을 방지하기 위해 다른 발열 구성 요소를 고려하여 위치해야 합니다. 제조업체는 최종 제품 배치를 예측할 수 없으므로 전원 공급 장치를 '작동' 주변 온도로 평가합니다. 이는 최종 제품 인클로저 내의 '로컬' 주변 온도로 외부 온도보다 상당히 높을 수 있으며 정의된 부하 조건에서 전체 시스템의 시뮬레이션 및/또는 측정을 통해서만 정확하게 알 수 있습니다.

베이스 플레이트 냉각 공급 장치는 밀폐된 인클로저에도 사용할 수 있으며 열 흐름 경로의 불확실성을 제거합니다. 그러나 전원 공급 장치에 여러 고정 장치가 있는 평평한 '차가운 벽'을 사용할 수 있어야 합니다. 다른 가능성이 있는 실리콘 열전달 시트와의 계면에서 열 화합물을 사용해야 할 수도 있습니다.

전원 공급 장치 및 해당 냉각 요구 사항의 크기를 조정할 때 필요한 연속 및 최대 전력을 확인하는 것이 좋습니다. 때때로 정격 서지 전력이 높고 부하가 간헐적일 경우 더 작고 저렴한 전원 공급 장치를 사용할 수 있습니다.

전문가가 선택을 안내할 수 있습니다.

다양한 내부 전원 공급 장치를 사용할 수 있으며 어떤 것이 가장 좋은지는 많은 고려 사항에 따라 달라집니다. 비용과 위험을 최소화하기 위해 표준 준수, 애플리케이션, 냉각 환경, 최종 제품 케이블링 및 기계 장치에 대한 통합 용이성을 충분히 고려하여 전원 공급 장치 유형을 가능한 한 빨리 식별해야 합니다.

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