Поиск сообщества

В последнее время концепт умного дома стал очень популярным. В это понятие входят и вопросы автоматизации зданий, поскольку там также используются охранные и пожарные сигнализации, СКУД, светодиодное освещение и т.д. Далее я хотел бы поговорить об источниках питания, которые используются в этих системах, поскольку там есть множество нюансов, неочевидных на первый взгляд. Источники питания для данной сферы можно разделить на две группы: базовые и специализированные. От первых требуется лишь обеспечивать надежное питание устройства стабилизированным напряжением с возможностью его подстройки, во втором же случае изделия должны обладать некоторым дополнительным функционалом: возможностью работы с шиной KNX, которая используется для управления умным домом, и с шиной DALI для управления освещением. Классические источники питания есть у многих производителей, а специализированные встречаются существенно реже. Проще всего об этом говорить на конкретных примерах. В качестве такого примера для рассмотрения я хотел бы взять номенклатуру, пожалуй, самого известного азиатского производителя различных источников питания и светодиодных драйверов, компании MEAN WELL. Поскольку речь идёт об эксплуатации изделий внутри помещений, то имеет смысл начать рассмотрение со стандартных изделий для монтажа на DIN-рейку. У MEAN WELL это изделия семейства HDR – унифицированные источники питания (DIN 43880) шириной 1SU…6SU и мощностью 15, 30, 60, 100, либо 150 Вт., которые легко монтируются в неглубокие щитки и соответствуют 2 классу электробезопасности (UL508, EN61558-2-16, IEC62368-1) – изоляция между входом и выходом составляет 4 кВ, защитное заземление не требуется. Выходное напряжение – стандартное: 5, 12, 15, 24 или 48 В (в зависимости от мощности), температурный диапазон -30…+70°C. Дополнительно есть функция ручной подстройки выходного напряжения, индикация наличия выходного напряжения, защита от короткого замыкания и от превышения выходного напряжения. Хотел бы обратить внимание на то, что у MEAN WELL есть две очень похожие серии источников питания: HDR-100 и HDR-100/N. Однако их параметры немного различаются. Серия HDR-100 имеет некоторые ограничения по выходной мощности и диапазону подстройки выходного напряжения. Это сделано для их соответствия стандарту IEC 62368-1. Серия HDR-100/N этих ограничений не имеет. В этом вся разница. Производитель дает гарантию 3 года на изделия этих серий. Шина KNX Ранее я упоминал про шину KNX. Хотел бы остановиться на ней более подробно, а точнее – на источниках питания для устройств, которые к ней подключаются. Как и в случае со светодиодами, обычный источник питания тут не подойдёт, т.к. это может привести к выходу из строя всех устройств, подключённых к шине. MEAN WELL выпускает три модели источников питания, которые могут работать с шиной KNX. По сути, разница лишь в выходной мощности и немного различающихся наборах дополнительных функций, как в случае с моделями KNX-40E-1280 и KNX-40E-1280D (см. рисунок 1). Рис. 1. Внешний вид источников питания серий KNX-20E-640 и KNX-40E-1280(D) Основные технические параметры источников питания KNX-20E-640 и KNX-40E-1280/D для шины KNX Выходная мощность: KNX-20E-640 – 19,2 Вт, KNX-40E-1280/D – 38,4 Вт; Выходное напряжение: 30 В; Выходной ток: KNX-20E-640 – 640 мА, KNX-40E-1280/D – 1280 мА; КПД: 86%; Количество устройств на шине (макс.): KNX-20E-640 – 64; KNX-40E-1280/D – 256; Ширина, SU: KNX-20E-640 – 3, KNX-40E-1280/D – 4; Функциональные особенности: KNX-20E-640 – стандарт, KNX-40E-1280/D – стандарт/диагностика. Во всех изделиях имеется встроенный дроссель для разделения управляющих сигналов шины. Однако источники питания имеют дополнительный выход напряжения до встроенного дросселя, который можно использовать для питания устройств, подключенных к шине, для чего данные ИП можно включать по одной из предлагаемых в документации схем. Главное, чтобы суммарный ток (I1+I2) не превышал значение максимально допустимого значения тока источника (640 или 1280 мА). В случае превышения этих значений светодиодная индикация просигнализирует об этом. DLP-04R(L) – источник питания для шины DALI (управление освещением) В системах автоматизации зданий для управления светодиодным освещением используется шина DALI (Digital Addressable Lighting Interface), которой также необходим собственный источник питания с определенными параметрами. MEAN WELL выпускает источники питания для шины DALI в двух конструктивных вариантах исполнения: на DIN-рейку (модель DLP-04R) и на шасси (модель DLP-04L). Типовая схема подключения источника питания к шине с внешними устройствами приведена на рисунке 2. Максимальный выходной ток источника питания 240 мА при том, что интерфейс управления DALI обычно потребляет ток порядка 2 мА. Учитывая, что к одной шине может быть подключено не более 64 устройств, суммарный ток составит порядка 128 мА. Запас в 112 мА нужен, чтобы при необходимости запитать некоторые элементы управления шины, не имеющие собственного источника питания. Рис. 2. Схема подключения ИП DLP-04R(L) к шине DALI Что касается габаритов DLP-04R, они полностью соответствуют габаритам источников семейства HDR, а гарантийный срок эксплуатации составляет 3 года. Об унификации управления В системе умного дома обычно используется две линии: KNX для исполнительных устройств и DALI – для освещения. На рынке есть широкий выбор LED-драйверов, управляемых по протоколу DALI, чего не скажешь о драйверах, которые бы управлялись по протоколу KNX. MEAN WELL имеет в своей номенклатуре LED-драйверы, управляемые по протоколу KNX. Это серии LCM-25KN, LCM-40KN и LCM-60KN на мощность 25, 40 и 60 Вт, соответственно (рисунок 3). Драйверы имеют в своём составе ККМ, функцию димминга, обладают крайне низким уровнем пульсаций. На этих драйверах можно реализовать систему освещения, используя только одну линию KNX, хотя для шины DALI также есть варианты: LCM-25DA, LCM-40DA, LCM-60DA. Кроме того, совсем недавно MEAN WELL выпустила модель LCM-40TW с функцией Tunable White с управлением по шине DALI. Рис. 3. LED-драйвер семейства LCM (внешний вид) Дополнительные модули для управления по KNX/DALI и повышения качества питающего напряжения Со специальными источниками питания и LED-драйверами для шин KNX и DALI всё более-менее понятно. Однако не стоит забывать, что система умного дома состоит не только из источников питания и управляемых светодиодных драйверов. В подобных системах широко применяются: актуаторы (исполнительные устройства), шлюзы, роутеры, изоляторы между шинами, контроллеры и преобразователи интерфейсов (KNX/DALI) и т.д. Каждое из этих устройств заслуживает отдельной статьи, и сейчас мы не будем на них останавливаться. Всю информацию можно посмотреть на сайте MEAN WELL. Рассматривая импульсные источники питания, мы не упоминали о таком важном параметре, как пусковой ток (Inrush Current). Высокое значение пускового тока при включении – это, пожалуй, главный недостаток импульсных источников электропитания. Это явление возникает из-за заряда ёмкости, установленной после выпрямительного моста. Величина пускового тока может достигать 40…70 А. Хотя длительность этого импульса довольно коротка, но если одновременно включается сразу несколько источников питания, суммарный импульс может вызвать срабатывание автоматического выключателя. Чтобы решить эту проблему, компания MEAN WELL предлагает использовать ограничители пускового тока 16R(L) или ICL-28R(L) (рисунок 4). Эти модули ограничивают пусковой ток, и к ним можно подключить сразу несколько источников питания. Рис. 4. Ограничители пускового тока ICL-16R(L) Ограничители пускового тока выпускаются в двух вариантах: под монтаж на DIN-рейку (окончание наименования R) и под монтаж на шасси (окончание L). Рассчитаны они на токи 16 и 28 А, соответственно. Типовая схема подключения ограничителей пускового тока показана на рисунке 5. Рис. 5. Типовая схема включения ограничителя пускового тока ICL-16/28 Как рассчитать максимальное количество источников питания, которое можно подключить к одному ограничителю тока? Рассмотрим этот вопрос на примере ограничителя тока ICL-16 и источника питания HDR-100. Максимальная величина постоянного тока ICL-16 составляет 16 А, а максимальное значение ёмкости нагрузки – 2500 мкФ. В техническом описании источника питания HDR-100 параметр AC Current имеет значение 1,6 А/230 В. Отношение 16/1,6 = 10. Таким образом, можно подключить группу из десяти источников питания HDR-100. Чуть ранее я упоминал про максимальную ёмкость (не более 2500 мкФ). Как понять, какой конденсатор установлен в источнике питания? Следует зайти на сайт производителя и найти информацию там, ориентируясь на конкретный артикул. В данном случае (HDR-100) это будет 180 мкФ/420 В. Таким образом, в нашем случае имеется единственное ограничение по потребляемому току, т.к. 10 шт х 180 мкФ =1800 мкФ, что меньше, чем допустимая максимальная ёмкость 2500 мкФ. Если бы емкость этого конденсатора оказалась бы более 250 мкФ, то максимально возможное количество подключённых изделий определялось бы именно параметром ёмкости. Данные ограничители пускового тока можно использовать и с источниками питания других производителей. Ограничители пускового тока, монтируемые на DIN-рейку, имеют точно такие же размеры, как и источники питания семейства HDR. Заключение Мы рассмотрели некоторые группы изделий компании MEAN WELL для применения с шинами DALI и KNX. Все они предназначены для эксплуатации в помещениях, безопасны и легко монтируются в эргономичные щитки управления. Продукция MEAN WELL давно присутствует на российском рынке и хорошо зарекомендовала себя, а главное – изделия до сих пор доступны.

Добрый день! Был бы признателен, если бы кто нибудь подкинул любые источники информации на тему жизненного цикла микроконтроллеров. Книги, статьи, что угодно - лишь бы освещались данные пункты: Описание этапов жизненного цикла изделия (микроконтроллеров) и средств автоматизации, применяемых на данных этапах. Анализ взаимодействия средств автоматизации внутри каждого этапа и между этапами. Заранее спасибо!