Voedingen en ruwe omgevingen

In dit artikel bespreken we voedingen in ruwe omgevingen, de uitdagingen, oplossingen en beschikbare producten op de markt.

Voor voedingen zijn er in ruwe omgevingen veel meer problemen dan alleen vochtigheid en stof. Voor deze toepassingen zijn robuuste maar efficiënte interne voedingen nodig die voldoen aan de eisen van industriële omgevingen.

Voedingen en ruwe omgevingen

Een groot aantal toepassingen vereisen een interne voeding voor ruwe omgevingen, te beginnen met die in een algemene industriële omgeving, inclusief omvormers voor industriële besturing. Dergelijke voedingen maken gebruik van intelligente fabricage, waaronder CNC-machines, lasmachines en robotarmen.

Voedingen voor zware omstandigheden zijn geschikt voor slim transport, inclusief bedrijfskritische systemen zoals elektronische verkeersregeling en verkeers-LED-displays. Milieubeschermingssystemen vereisen ook stroomvoorzieningen in ruwe omgevingen, waaronder bewakingssystemen voor lucht, water, bodemkwaliteit, afvalsortering en classificatie. Andere toepassingen voor voedingen in ruwe omgevingen zijn onder meer producten die variëren van geautomatiseerde opslagkasten (bijv. Amazon-dropboxen of medicijnkasten voor ziekenhuizen), oplaadpalen en batterijbeheersystemen.

Naarmate de vraag naar dergelijke systemen en apparatuur groeit, neemt ook de behoefte aan betrouwbare, efficiënte voedingen toe om in ruwe omgevingen te presteren.

Uitdagingen voor voedingen in ruwe omgevingen

Interne voedingen voor de hierboven beschreven toepassingen en systemen hebben hun eigen uitdagingen. Ze kunnen onderhevig zijn aan aanzienlijke spanningsvariaties, extreme stroompieken en blikseminslagen die ernstige schade kunnen veroorzaken aan de voeding en de apparatuur die deze aandrijft. Harde EMI, vooral in industriële omgevingen, is ook een ernstig probleem (waar het vermijden van elektromagnetische interferentie moeilijk kan zijn vanwege de vele bronnen).

Vaak moeten de voedingen ook efficiënt en effectief kunnen opstarten bij lage temperaturen en moeten ze het hoofd kunnen bieden aan grote variaties in bedrijfstemperatuur en de uitdagingen van een hoge luchtvochtigheid. Voor de integratie in het systeem dat het aandrijft, heeft de voeding zelf ook koelingsproblemen die moeten worden aangepakt, maar er is beperkte ruimte om dit te doen.

Figuur 1. Ruwe omgevingsfactoren voor voedingen

Kenmerken van robuuste voedingen

Robuuste voedingen moeten een breed ingangsspanningsbereik hebben en uitstekende immuniteit tegen overspanning en spanningspieken hebben om veilig en betrouwbaar te kunnen functioneren.

Houd er rekening mee dat wanneer de nominale ingangsspanning wordt overschreden, de resultaten schade of storingen aan onderdelen en systemen kunnen omvatten en de effectiviteit van EMI-filters in gevaar kunnen brengen. Dankzij een breed ingangsspanningsbereik en stevige stroomstootbeveiligingscircuits kan de voeding variaties opvangen als gevolg van problemen zoals stroompieken en stroomonderbrekingen.

Overspanningen zijn het ernstigst bij het distributiepaneel en voedingen moeten worden geclassificeerd met de juiste overspanningscategorie voor hun locatie in het systeem, zie afbeelding 2.

Figuur 2. Overspanningscategorieën

Ze moeten ook een breed bedrijfstemperatuurbereik ondersteunen en bestand zijn tegen hoge vochtigheidsniveaus. Wanneer de maximale bedrijfstemperatuur van een voeding wordt overschreden, kan dit snel leiden tot veranderingen in prestaties, defecte onderdelen en betrouwbaarheid. Vochtigheid kan leiden tot condensatie en water is zowel geleidend als corrosief. Daarom moet een voeding in een robuuste omgeving betrouwbaar en voorspelbaar kunnen presteren, zelfs bij een hoge luchtvochtigheid.

Bovendien vereisen moderne toepassingen een compact formaat met een laag profiel, dat moet worden omhuld met een duurzaam materiaal dat koeling door vrije luchtconvectie ondersteunt. Dit is natuurlijk een aanvulling op het voldoen aan de eisen van de toepasselijke normen en het bezit van de juiste certificeringen.

CUI VGS 100W voedingen voor zware omgevingen

De CUI VGS 100W-productreeksen zijn interne AC-DC-voedingen met enkele uitgang die op het chassis zijn gemonteerd en een uitgangsvermogen van maximaal 110 W leveren. Ze zijn speciaal ontworpen voor industriële toepassingen in ruwe omgevingen en zijn ondergebracht in een onopvallende, robuuste metalen behuizing.

De CUI VGS 100W-voedingen hebben een breed ingangsbereik van 85 ~ 305 VAC (120 ~ 431 Vdc) en zijn geclassificeerd voor ingangsoverspanningscategorie III met een sterkere dan normale overspanningsimmuniteit. Als categorie III zijn de voedingen ontworpen om te worden gebruikt met beveiligings- en bedieningspanelen, stopcontacten en apparatuur om elektrische waarden te bewaken. Ze bieden ook bescherming tegen overstroom tegen kortsluiting en overspanningsbeveiliging.

De industriële AC-DC voedingen zijn compact op 129 x 97 mm met een zeer laag 30 mm profiel. Zoals eerder opgemerkt, zijn ze gehuisvest in een stevige gegalvaniseerde aluminium 1100 metalen behuizing die convectiekoeling ondersteunt. Ze hebben ook een breed bedrijfstemperatuurbereik van -30°C tot 70°C en een maximale bedrijfsvochtigheid van 90%. Als extra optie kunnen deze voedingen ook worden geleverd met een conforme coating die de interne circuits beschermt tegen schade door vocht, stof en andere verontreinigingen,

De CUI VGS 100W-voedingen (Figuur 3) zijn UL/EN/IEC 62368-gecertificeerd en ontworpen om te voldoen aan de IEC/EN 61558, IEC/EN 60335 systeemvereisten en de CISPR/EN55032 klasse B uitgestraalde/geleide emissie-eisen. Ze zijn ook IEC-veiligheidsklasse I met een laag basisisolatie en een geaard geleidend chassis. Als de basisisolatie faalt, wordt elke geleider met een gevaarlijke spanning geaard door het chassis om contact met de hoge spanning te voorkomen.

Figuur 3. CUI's VGS-100W serie AC/DC voeding

Om het standby-stroomverbruik in industriële toepassingen te verminderen, kan deze lijn voedingen worden aangepast met een onbelast stroomverbruik tussen 0,3 en 0,5 W. Afhankelijk van het model; efficiëntie varieert van 85,5 tot 90,5% gemeten bij 230 VAC.

Industrieartikelen zijn een vorm van inhoud waarmee branchepartners nuttig nieuws, berichten en technologie kunnen delen met lezers van All About Circuits op een manier waarop redactionele inhoud niet goed geschikt is. Alle brancheartikelen zijn onderworpen aan strikte redactionele richtlijnen met de bedoeling de lezers nuttig nieuws, technische expertise of verhalen te bieden. De standpunten en meningen in brancheartikelen zijn die van de partner en niet noodzakelijk die van All About Circuits of zijn schrijvers.