Универсальные источники питания компании Schaefer

Введение

Одной из основных тенденций в проектировании современных источников питания является стремление к максимальному повышению такого показателя, как удельная мощность (количество ватт полезной мощности, приходящихся на единицу объёма конструкции). Как следствие этого улучшаются массогабаритные характеристики новых изделий. Например, компания XP Power (Великобритания) предлагает 350-ваттные источники питания AC/DC серии MFA с, можно сказать, рекордным на сегодняшний день значением удельной мощности 690 Вт/дм³. Блоки питания становятся всё более компактными, что, учитывая общую тенденцию к миниатюризации, может быть расценено для большинства применений только как положительное качество. Однако при этом возникает множество вариантов нестандартных габаритов корпусов и способов крепления источников питания, и в каждом конкретном случае их использования приходится решать особую задачу монтажа таких источников. Обычно предполагается монтаж на стенку шкафа или корпуса, в котором расположено и другое оборудование системы. Хорошо, если конструкция блока питания допускает его установку на DIN-рейку. Но что делать, если система предназначена для жёстких условий эксплуатации с возможностью повышенных воздействий механических и климатических факторов и к тому же должна иметь законченное и автономное исполнение на базе единого блочного каркаса в общепринятом для таких условий стандарте ГОСТ Р МЭК 60297 (Евромеханика) с установкой в него всей электроники – процессорных плат, плат периферии и блока питания единого формата (обычно высотой 3U или 6U)? Компактную «коробочку» миниатюрного блока питания (БП) будет просто некуда пристроить! И здесь следует сказать, что для подобных решений ни у одного производителя источников питания нет такого широкого спектра изделий, как у компании Schaefer. Стандарт Евромеха­ника и улучшенные показатели удельной мощности – главные особенности большинства изделий Schaefer.

Немного об истории компании Schaefer

Название компании происходит от имени её основателя – дипломированного инженера, доктора Йоханнеса Шефера, который заложил первый камень в фундамент компании в 1969 году. С этого началось воплощение в жизнь его инновационных идей в области разработки и производства источников вторичного электропитания для различных сфер применения. За более чем 40 лет существования компания выросла в специализированную фирму со штатом сотрудников более 200 человек, работающих в Германии, Ирлан­дии и США. Штаб-квартира Schaefer находится на юге Германии, в городе Ахерн. Помимо этого Schaefer обладает обширной международной сетью офисов продаж и представительств, обеспечивающих всестороннюю техническую поддержку своей продукции. В настоящее время генеральным директором является г-н Ханс-Юрген Ше­фер – представитель второго поколения компании, которую по праву можно назвать семейной. Ханс-Юрген Шефер сохранил и развил сложившуюся за все эти годы внутреннюю философию Schaefer, одним из главных принципов которой является курс на управление бизнесом компании, основанный на постоянном развитии отношений со своими клиентами: «Наша стратегия – это стратегия устойчивого стабильного роста за счёт оказания квалифицированной помощи нашим клиентам при выборе стандартных изделий, при их установке и применении в конкретных системах пользователя, а также в области разработки специализированных источников электропитания».

Надёжность и качество для ответственных применений – превыше всего

Благодаря громадному опыту в разработке и производстве источников питания компания Schaefer предлагает большой ассортимент стандартных изделий и заказные разработки с учётом специфических требований своих заказчиков (рис. 1). 

Можно сказать, что среди ведущих производителей источников питания, особенно источников большой мощности, практически нет других компаний, производящих данную продукцию с таким множеством вариантов исполнения (прежде всего, по входным и выходным характеристикам) и с такой широкой ориентацией на самые разнообразные сферы применения. В результате постоянной, интенсивной и плодотворной конструкторской работы линейка продукции непрерывно расширяется и в настоящее время включает в свой состав:

• источники питания AC/DC и уст­ройства управления зарядом аккумуляторных батарей;

• DC/DC-преобразователи;

• инверторы DC/AC – однофазные и трёхфазные;

• AC/AC-преобразователи частоты для однофазных и трёхфазных сетей;

• источники питания и устройства управления зарядом аккумуляторных батарей на тиристорах;

• электронные ключи для реализации режима by-pass (переключение питания нагрузки на питание напряжением от вторичного ввода или в обход основной схемы электроснабжения);

• системы бесперебойного питания.

Изделия характеризуются такими техническими и эксплуатационными параметрами, как расширенный диапазон рабочих температур от –20 до +75°C (опционально от –40°C), особенности конструкции, высокие показатели ЭМС и помехоустойчивости по стандарту EN 61000-4, большая наработка на отказ (MTBF более 100 000 часов) – источники питания Schaefer применяются в приложениях, которые требуют высокого уровня надёжности и способности работать в жёстких условиях окружающей среды, например в аппаратуре железнодорожного и автомобильного транспорта, в телекоммуникационном оборудовании, на электростанциях, химических предприятиях и нефтеперегонных заводах, в АСУ ТП, системах военного и морского назначения и во многих других отраслях.

Если необходим нестандартный выход, обращайтесь к продукции Schaefer

Спектр продукции компании Schae­fer даже в пределах одной серии очень и очень широкий. Например, в составе серии C1300, состоящей из DC/DC- и AC/DC-преобразователей, содержится более 100 моделей, которые отличаются большим разнообразием номиналов входных и выходных напряжений. Только DC/DC-преобразователи одной этой серии имеют градацию номиналов по входному напряжению от 10 до 380 В и выходному напряжению от 5 до 220 В.

В общей сложности компания предлагает более 5000 наименований изделий с различными вариациями номиналов входного и выходного напряжений (переменного или постоянного тока, однофазного или трёхфазного), с мощностью от 40 Вт до 40 кВт. Таким образом, практически для любой задачи, даже если требуются какие-то нестандартные параметры, в ассортименте Schaefer можно найти нужный вариант источника питания. Допустим, требуется DC/DC-преобразователь мощностью 400 Вт с входным напряжением 45…90 В и регулируемым выходом в диапазоне 200…250 В; обращаемся к табл. 1, где представлены соответст­вующие устройства серии C1300, и выбираем модель C1348. 

Если же необходим блок питания с аналогичными выходными характеристиками, но с входными параметрами, подразумевающими подключение к сети 230 В переменного тока, то с помощью табл. 2 можно найти соответствующий AC/DC-преобразователь – это будет модель C1388.

Внешний вид блока питания серии С1300 (CP1300) показан на рис. 2, его конструкция является типовой для всех источников низкой и средней мощности компании Schaefer.

Заказные разработки Schaefer на основе собственных стандартных изделий

В рамках одной статьи практически невозможно сделать даже краткий обзор всех моделей изделий компании Schaefer, не говоря уже о том большом сегменте её продукции, который занимают заказные разработки источников питания и стандартные модели, адаптированные к специфическим дополнительным требованиям. Поэтому, наверное, имеет смысл рассмотреть только несколько заказных решений, но таких, которые реализованы на готовых изделиях Schaefer, и более подробно рассказать об особенностях этих изделий и их параметрах, характерных для всей линейки продукции компании.

Реализация схемы АВР

На рис. 3 представлено функциональ­но завершённое изделие, разработанное для применения в качестве схемы АВР (автоматическое включение резерва) питания или системы бесперебойного питания (AC-UPS). 

Для второго применения необходимо дополнительное внешнее зарядное уст­ройст­во. Как следует из рис. 4, основой схемы является DC/ AC-инвертор серии IT компании Schaefer. 

Конструктивно изделие имеет исполнение Rack­­­mount, что предполагает его мон­таж в стандартную 19" стой­ку/шкаф. Приоритетный ре­­жим работы системы (основной канал) задействуется от входного напряжения постоянного тока. В этом заключается главное отличие данного решения от традиционных способов построения систем с резервным вводом питания, в которых основной цепью питания нагрузки является цепь переменного напряжения (обычно ~220 В); такое отличие является принципиальным для некоторых применений, например на электрических подстанциях, где для обеспечения более надёжного и «чистого» электроснабжения оборудования в качестве приоритетного используется входное напряжение от мощных аккумуляторов постоянного тока (DC). В случае возникновения аварийного режима (пропадание DC-входа или снижение/по­вышение значения напряжения относительно заданного уровня) происходит автоматическое переключение канала питания нагрузки на резервный канал (by-pass) 230 В переменного тока. Для этой цели в схеме предусмотрен статический ключ (static switch, или бесконтактный/элек­т­ронный коммутатор/пе­реклю­ча­тель) серии SS компании Schae­fer. Для гальваничес­кой развязки резервного входа переменного напряжения 230 В от статического ключа в схеме предусмотрен дополнительный трансформатор T2.

Если рассматривать данную схему для применения в качестве AC-UPS (с внешним зарядным устройством), то по принципу построения она относится, скорее, к классу источников бесперебойного питания on-line, основанных на преобразовании постоянного входного напряжения в переменное выходное с помощью инвертора. Бла­годаря такой схеме работы нагрузка всегда запитывается в основном режиме от инвертора, который генерирует «чистое» электропитание, стабилизированное по напряжению, частоте и форме синусоидального сигнала. Кроме того, данная схема обеспечивает мгновенное (время равно практически нулю) переключение питания нагрузки на резервный канал. Инвертор серии IT позволяет компенсировать значительные провалы входного напряжения за счёт применённых в нём схемотехнических решений.

Для инвертора IT5758, используемого в схеме, представленной на рис. 4, гарантированный диапазон входного постоянного напряжения с сохранением заданных выходных параметров находится в пределах от 80 до 160 В. Немаловажными его преимуществами также являются максимальная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов, а также защита входной цепи от помех, генерируемых нагрузкой.

Инверторная система AC-UPS с интегрированным зарядным устройством

Решение по построению системы AC-UPS без зарядного устройства для аккумуляторной батареи, представленное в предыдущем подразделе, строго говоря, нельзя назвать полным. Поэ­тому рассмотрим ещё одну заказную разработку компании Schaefer, также выполненную на базе собственной стандартной продукции. Эта разработка является развитием предыдущей системы и подобно ей может применяться и как схема АВР, и как система бесперебойного питания, но при этом имеет встро­енное зарядное устройство, реализованное в источнике питания C1398 компании Schae­fer. Обору­дование разработанной системы размещено в корпусе, дизайн которого отвечает требованиям монтажа в 19" стойку; высота корпуса 6U (рис. 5).

Данную разработку можно рассматривать как полностью законченное и комплексное решение.

Рассмотрим результаты тестирования представленной инверторной системы в конфигурации источника бесперебойного питания с зарядным устройством и инвертором IT5676 (выходное напряжение 115 В переменного тока), схема которой показана на рис. 6. Тестирование проводилось в нескольких режимах работы источника, измерения осуществлялись с помощью четырёхканального осциллографа. Полученные данные зафиксированы в виде осциллограмм, некоторые из них представим в качестве примеров.

Рис. 7 отражает результаты имитации снижения постоянного входного напряжения ниже порогового значения 160 В (это нижний регламентированный входной порог функционирования применённого инвертора IT5676 с сохранением выходных параметров). 

В этот момент времени срабатывает статический ключ для выбора направления тока нагрузки и переключает его на цепь by-pass. Переключение происходит в момент перехода входного напряжения через следующий после срабатывания ключа ноль. Как следствие, обеспечивается минимальный уровень коммутационных помех и провалов напряжения на нагрузке. На осциллограмме канала 4 видна точка, в которой прекращается формирование выходного тока в нагрузку от инвертора через статический ключ, и нагрузка начинает питаться по цепи by-pass, то есть от резервной цепи ввода переменного напряжения 115 В. Инвер­тор при этом продолжает функционировать и выключается при дальнейшем понижении напряжения на его входе до 145 В.

На рис. 8 показана диаметрально противоположная ситуация – повышение входного постоянного напряжения до порога 162 В и выше. 

Статический ключ отрабатывает это значение и переключает цепь питания нагрузки на выход инвертора. Аналогично, как в предыдущем эксперименте, переклю­чение происходит в контролируемом синхронном режиме в момент перехода входного напряжения через ноль. Причём, как видно из рисунка, статический ключ обеспечивает практически мгновенную коммутацию.

Осциллограммы на рис. 9 демонстрируют, какие процессы произойдут в исследуемой схеме в случае аварийного пропадания входного постоянного напряжения (канал 1), что возможно, например, при отключении входных защитных автоматических выключателей. 

Из рисунка видны практически мгновенное срабатывание статического ключа (порог 160 В) и перекоммутация канала электроснабжения нагрузки на резервный канал переменного напряжения 115 В. Осцилло­грамма канала 2 показывает, что ток через нагрузку при переключении практически не прерывается.

Стандартные изделия компании Schaefer, их характеристики и назначение

Рассмотрим стандартные изделия компании Schaefer, а учитывая их широкий ассортимент и разнообразие, более подробно остановимся на тех типах устройств, которые задействованы в представленных заказных разработках.

Статический ключ серии SS

Статический ключ SS (рис. 10) предназначен для переключения питания нагрузки с основного на резервный ввод входного напряжения. 

Данное устройство является одним из основных для обеспечения работоспособности рассмотренных схем АВР и AC-UPS. На рис. 11 приведена его упрощённая схема включения. 

Ключ имеет два входа для ввода двух внешних напряжений питания нагрузки переменным током и один выход, подключающийся к нагрузке.

Доступны три режима функ­ционирования ключа с выбором приоритетного входа для основного ввода питания:

1. режим сети, когда в качестве основной магистрали питания нагрузки выбирается сеть переменного тока;

2. режим инвертора, когда в качестве основной магистрали питания нагрузки выбирается канал питания от инвертора;

3. автоматический режим с выбором начального приоритета.

В автоматическом режиме нагрузка подключена через ключ к одному из входов. Если статический ключ определяет посредством мониторинга отклонение входного напряжения от допустимого значения, он автоматически переключит нагрузку на второй вход. Когда параметры входного напряжения или частоты по первому входу будут восстановлены до нормального значения, произойдёт обратное переключение и возвращение к основному режиму. Для адаптации статического ключа к различным требованиям выбора начального приоритета между сетью и инвертором предназначены соответствующие оптоизолированные входы со следующими уровнями сигнала управления: 0…5 В – логичес­кий 0, 12…30 В – логическая 1. Допол­ни­тельно через аналогичные входы может быть произведено полное отключение статического ключа от нагрузки. Из полезных сервисных функций стоит отметить наличие местной светодиодной индикации и возможность дистанционного контроля режима работы, в том числе и аварийного, с помощью «сухих» релейных контактов, выведенных на выводы выходного разъёма ключа.

Для технического обслуживания, например текущего ремонта, можно реализовать ручное переключение системы на питание от сети с помощью дополнительного переключателя by-pass, как показано на рис. 12.

Серия статических ключей SS представлена у компании Schaefer несколькими моделями с градацией по допустимой выходной мощности от 0,8 до 10 кВ·А и различием по входному/вы­ходному напряжению (115 или 220 В). Рабочая частота переменного напряжения может быть выбрана в диапазоне от 40 до 400 Гц.

Коротко об остальных параметрах статических ключей SS:

• защита от превышения номинального тока – 5×I_ном за время не более 1 с;

• время переключения с основного канала на резервный – не более 1/2 периода входного синусоидального напряжения;

• время восстановления основного канала – практически без прерывания для моделей с I_ном < 15 А, не более 1/2 периода входного синусоидального напряжения для моделей с I_ном > 15 А;

• диапазон рабочих температур от –20 до +75°C (возможно исполнение от –40°C) с потерей мощности 2,5%/°C от +55°C;

• порог срабатывания в диапазоне напряжений от 0,8×U_ном до 1,15×U_ном.

DC/AC-преобразователи серии IT

В представленных схемах формирователь выходного напряжения для питания нагрузки в основном режиме реализован на DC/AC-инверторе серии IT. Упрощённая структурная схема, дающая представление о топологии инвертора, показана на рис. 13. 

Эта структурная схема одинакова практически для всех изделий данного типа компании Schaefer. Она представляет собой классическую схему полного мостового преобразователя на современной элементной базе, основой которой являются мощные IGBT-транзисторы с нулевым напряжением переключения. Это позволяет существенно снизить потери мощности в момент коммутации и на несколько процентов повысить КПД источника.

Из рис. 13 видно, что постоянное напряжение входной цепи преобразуется с помощью силовых транзисторов Т1–Т4 с параллельными обратно вклю­чёнными защитными диодами D1–D4 в широтно-импульсное прямоугольное напряжение. Дроссель с обмотками L1 и L2 интегрирует это напряжение, и на конденсаторе С формируется синусоидальное выходное напряжение. Транзисторы T1–T4 управ­ляются через оптронные пары таким образом, что два транзистора на одном плече не могут быть открыты одновременно при воздействии управляющих импульсов. Выходное напряжение по цепи обратной связи подключено к схеме управления и контроля. После сравнения значений вырабатываются импульсы управления силовыми транзисторами. Для ограничения выходного тока в выходной цепи последовательно включено сопротивление R1. Падение напряжения на R1 подводится к цепи управления для контроля тока. Переменное напряжение на выход инвертора подаётся через трансформатор, что обеспечивает гальваническую изоляцию. Это промежуточное напряжение, а основное напряжение 115 или 220 В формируется с помощью внешнего дополнительного трансформатора.

В ранее рассмотренной системе AC-UPS (рис. 6) применён инвертор типа IT5676. Эта модель выбрана из линейки DC/AC-преобразователей серии IT, исходя из требований конкретного заказного применения: выходная мощность 5 кВ·А, входное напряжение DC в диапазоне 160…320 В, однофазный выход 115 В (60 Гц). Если пользователю необходимы другие параметры, то существует возможность гибкого и широкого выбора. Доступны модели со значениями входного постоянного напряжения в пределах от 20 до 800 В и выходными мощностями от 0,5 до 10 кВ·А. Частота выходного переменного напряжения может быть задана опционально 50, 60, 400 Гц или быть универсальной 40…400 Гц. Выбирается выходное напряжение преобразователя 115 или 220 В. Более того, в составе серии IT компания Schaefer предлагает AC/AC-преобразователи частоты c однофазным или трёхфазным входом (табл. 3). 

Причём модели мощностью до 2,5 кВ·А применяются с конвекционным охлаждением, а в решениях с большей выходной мощностью используются дополнительные вентиляторы с регулируемой в зависимости от температуры среды скоростью вращения.

Общие технические характеристики преобразователей DC/AC и AC/AC серии IT компании Schaefer представлены в табл. 4. 

Среди них хотелось бы особо выделить высокое значение КПД=85% (учитывая высокую выходную мощность 5 кВ·А), эффективную электронную защиту от короткого замыкания с ограничением 3×I_ном, широкий диапазон рабочих температур от –20 до +75°C, форму выходного напряжения в виде практически чистого синуса с погрешностью не более 3%.

Тезисно представим основные функциональные возможности модели IT5676, характерные для всей серии ин­­верторов компании Schaefer.

• После подачи входного напряжения функция плавного запуска обеспечивает выход преобразователя на режим с временной задержкой не более 150 мс.

• Во время работы постоянно контролируются понижение и превышение уровня входного постоянного напряжения. Пороговые значения корректируются в соответствии со значениями в спецификации инвертора. Инвертор выключен, если входное напряжение находится за пределами рабочего ди­апазона.

• Опционально доступны версии с «сухими» контактами реле для сигнализации исправности «AC-OK». Инвертор выключается, если его выходное напряжение превысило номинальное значение на 20%. После возвращения напряжения к значению ниже верхней пороговой величины инвертор включается автоматически.

• Инвертор может обеспечить выходное значение тока нагрузки в два раза больше номинального значения в течение 1 с.

• Для приложений с импульсной ёмкостной нагрузкой необходимо учитывать, что эффективное (средне­квадратическое) значение выходного тока не должно превышать его номинальное значение.

• Для работы схемы контроля и управления организуется внутреннее вспо­­­могательное напряжение 15 В.

• Дополнительно может быть реа­лизована функция дистанционного вклю­­­­­­­чения/отключения инвертора. При активизации соответствующего входа выходное напряжение не подаётся в нагрузку.

AC/DC-преобразователи серии C1300

Полное представление о линейке продукции компании Schaefer невозможно получить без ознакомления с её источниками питания небольшой мощности, что предварительно уже делалось в начале статьи. К такого рода изделиям относится зарядное устройство для инверторной системы AC-UPS, реализованное на базе AC/DC-преобразователя С1398 серии C1300. Эта модель преобразователя выбрана для конкретного применения по зарядке внешнего аккумулятора благодаря следующим своим характеристикам: входное напряжение (AC) 115 В (60 Гц), выходное напряжение (DC) 220 В, ток нагрузки 1,5 А.

Технические характеристики изделий серии C1300, которые распространяются на все преобразователи небольшой мощности компании Schaefer, приведены в табл. 5.

Варианты топологий построения изделий Schaefer небольшой мощности

Для построения источников питания небольшой мощности компания Schae­fer применяет несколько вариантов топологий. Одна из них – топология двухтактного, или «пушпульного» преобразователя (push-pull converter). Соответствующая схема представлена на рис. 14. 

Это двухтактная схема на двух мощных транзисторах, работающих в противофазе и переключаемых от схемы управления импульсным сигналом с широтно-импульсной модуляцией. Во вторичной цепи после выпрямления и фильтрации выходное напряжение измеряется и сравнивается с эталонным. Формируется сигнал ошиб­ки, который через оптроны передаётся в первичную цепь для управления ключами.

Ещё один вариант топологии, реализованный во многих источниках питания Schaefer, в том числе и в рассматириваемой серии С1300, – это топология полумостового (half-bridge) преобразователя. Соответствующая схема приведена на рис. 15. Рассмотрим данную топологию более подробно.

На входе полумостового преобразователя установлены защитный предохранитель 1, RFI-фильтр 2, необходимый для подавления электромагнитных помех, и выпрямитель 3, подключённый к первичной цепи входного напряжения. Интересно, что в схеме предусмотрены дополнительные контакты с выхода диодного моста выпрямителя, которые выведены на разъём источника питания. Их назначение заключается в обеспечении следующих возможностей: подключение дополнительного конденсатора большой ёмкости для увеличения времени удержания (hold-up) выходного напряжения в случае пропадания входного напряжения; подключение питания от сети постоянного напряжения. Силовые ключи включены по двухтактной схеме и соединены по схеме полумоста. Ком­мутацией транзисторов 4a и 4b управляет схема 5 в импульсном режиме, поочерёдно подключая выпрямленное входное напряжение с переменной полярностью к первичной обмотке транс­­форматора 6. Сигнал с дополнительного шунта 7 используется для ограничения тока, необходимого для защиты силовых транзисторов.

Напряжение с вторичной обмотки трансформатора выпрямляется через диоды 8a и 8b, затем фильтруется дросселем 9 и конденсатором 10. Среднее значение напряжения на конденсаторе 10 зависит от входного напряжения и частоты переключения транзисторов. Для уменьшения уровня пульсаций предназначен фильтр 11, через который выходное напряжение формируется на контактах разъёма источника питания и подаётся по цепи обратной связи на схему защиты от превышения напряжения 12 (OVP). Ком­паратор схемы защиты оценивает уро­вень выходного напряжения и в случае превышения допустимого зна­чения выключает транзисторы через оптронную цепь. Схема автоматически возвращается к нормальному функционированию с задержкой приблизительно 0,5 с, но продолжает блокироваться, если значение напряжения снова выходит за допустимые пределы после каждого нового запуска. Также в схеме реализована защита от превышения выходного тока. Для его ограничения установлен регулируемый шунт 13 (потенциометр). Сигнал с шунта 13 через схему вторичного контроля уменьшает выходное напряжение, если ток превышает определённый предел (обыч­но 110% от номинального значения). Для обеспечения динамической устойчивости схема вторичного контроля срабатывает с некоторой задержкой, тогда как основная ограничивающая схема вмешивается в процесс ограничения практически мгновенно для быстрой защиты ключей преобразователя.

Расширение функций с помощью дополнительных опций

Представим несколько интересных особенностей, присущих большинству источников питания Schaefer небольшой и средней мощности.

Как было отмечено в начале статьи, основным стандартом конструктивного исполнения изделий Schaefer является Евромеханика с высотой уст­ройств 3U или 6U, и при заказе источника без дополнительных опций мы получаем от производителя именно такой вариант исполнения (например, С1300). Но для отдельных применений заказчику могут потребоваться иные виды исполнения, диктуемые, скажем, использованием других видов монтажа источника питания в составе конструкции конечной системы. В этом случае компания Schaefer готова предложить несколько возможных вариантов решения: одни и те же модели могут быть выполнены для настенного монтажа (оп­ция W при заказе), монтажа на DIN-рейку (опция DIN) или на шасси (опция CHA). Следователь­но, если необходим источник С1398 для монтажа на стенку конструкции, например шка­­фа, формируется номер для заказа C1398-W. Внешний вид БП соответствующего конструктивного ис­полнения представлен на рис. 16.

Дополнительные опции – это вооб­ще очень примечательная особенность продукции Schaefer. Следует сказать, что большинство производителей устройств электропитания по умолчанию закладывает в свои изделия практически все функции, которые можно реализовать, в том числе и сервисные. Например, многие блоки питания в стандартном исполнении имеют возможность параллельного соединения по выходу для увеличения выходной мощ­ности или для создания резервированной системы питания. Это ведёт к усложнению и удорожанию изделия, к снижению отдельных технических показателей источника, например КПД и надёжности, так как требует установки дополнительных компонентов – развязывающих диодов и схемы активного распределения токов. В изделиях Schaefer реализован несколько другой подход: все дополнительные функции выбираются через опции. Так, для осуществления возможности построения системы электропитания с резервированием на основе БП C1398 необходимо применить версию источника С1398-DD-CS с соответствующими опциями.

Отдельные наиболее характерные опции и их обозначения представлены в табл. 6.

Что делать, если нужен источник с многоканальным выходом?

Большинство преобразователей компании Schaefer разработаны с реализацией только одного канала выходного напряжения. Если же требуется многоканальный выход, например на четыре номинала выходного напряжения (5 В, ±12 В и 24 В или другой набор), производитель предлагает воспользоваться устройствами серии M, где представлены блоки питания с выходной мощностью от 40 до 700 Вт и с несколькими номиналами выходного напряжения в различных сочетаниях.

Пример применения продукции Schaefer в ВМФ России

На российском рынке блоки питания Schaefer уже нашли своих потребителей. Среди них – компания «Си Про­ект» (Санкт-Петербург), являющаяся одним из лидеров российского IT-рынка в области программного и информационного обеспечения для систем управления процессами эксплуатации сложных технических изделий. Программное обеспечение, информационные и управляющие системы компании хорошо себя зарекомендовали и широко применяются в судостроительной отрасли и машиностроении, успешно используются на современных кораблях ВМФ России.

В ряду разработок компании, ориентированных на морское применение, – активный монтажный каркас (АМК), предназначенный для эксплуатации в составе корабельного оборудования. В нём используются блоки питания AC/DC компании Schaefer типа С1284 с выходным напряжением 24 В и мощностью 200 Вт. Источники предназна­чены для обеспечения дублированного питания системы и функционируют по схеме «горячего» резервирования.

Внешний вид изделия показан на рис. 17.

Заключение

Мы рассмотрели лишь некоторые виды изделий из модельного ряда источников питания компании Schaefer, а также примеры решений на их основе. Эта информация, имея отношение к незначительной части того, что может предложить компания, даёт только общее представление о её продукции и разработках. За рамками статьи остались высокоэффективные преобразователи серии IV с трёхфазным входом и выходом и выходной мощностью от 1,8 до 36 кВ·А, универсальные преобразователи частоты серии CI cо структурным построением по схеме двойного преобразования «конвертор + инвертор», компактные (высота 1U и 2U) инверторы DC/AC серии AEP c диапазоном рабочих температур от –30°C и возможностью дистанционного контроля параметров по каналу RS-232, а также многие другие изделия компании.

В заключение ещё раз хочется отметить, что технологический цикл от разработки принципиальной схемы изделия с применением самой современной элементной базы и передовых схемотехнических решений, с тщательным расчётом и моделированием всех параметров до контроля качества на всех этапах проектирования, производства и испытаний, а также более чем 40-летний опыт позволяют компании Schaefer создавать высоконадёжные преобразователи различного назначения и формата и занимать одно из лидирующих мест среди производителей аналогичного профиля. ●

Автор – сотрудник фирмы ПРОСОФТ
Телефон: (812) 448-0444
E-mail: info@spb.prosoft.ru