산업, 플랜트, 건물 및 프로세스 자동화, 발전 및 배전, 인프라, 데이터 및 통신 애플리케이션을 위한 AC/DC 전원 공급 장치의 설계자 또는 지정자는 수많은 전기, 물리적, 배포, 유지 관리, 보안 및 규정 준수 문제에 직면합니다. 그러나 이러한 어려움 중 상당수는 위의 응용 분야에 맞게 설계된 기성품 DIN 레일 전원 공급 장치와 퓨즈를 신중하게 선택하면 극복할 수 있습니다.
이 문서에서는 이러한 제품을 사용하면서 겪게 되는 어려움에 대해 간략하게 설명합니다. 그런 다음 RECOM Power의 DIN 레일 장착형 AC/DC 및 DC/DC 전원 공급 장치와 다양한 퓨즈 제품 라인에 대해 설명합니다. 이 제품을 사용하면 안정적이고 안전한 산업용 DC 전원 공급이 가능합니다.
산업용 전원 공급 장치의 과제
산업용 애플리케이션 전원 공급 장치는 컴팩트한 구조, 다양한 3상 AC 또는 고전압 DC 입력 채택 가능, 고효율, 많은 규제 요구 사항 준수, 이중화를 위한 병렬 작동 지원, 강력한 사용자 및 시스템 보호 기능 등의 요구 사항을 충족해야 합니다. 또한 이러한 전원 공급 장치는 수동 냉각만 사용하여 넓은 온도 범위에서 성능 사양을 충족하고, 견고해야 하며, MTBF(평균 고장 시간)가 길어야 하며, 배포 및 유지 관리 비용이 저렴해야 합니다.
이러한 애플리케이션에 필요한 작동 조건으로 인해 맞춤형 설계 및 개요 사양이 불가능하며 DIN 레일 장착형 전원 공급 장치 및 퓨즈가 선호됩니다. 현재의 어려움은 애플리케이션 최적화를 달성하기 위한 신중한 선택으로 바뀌었습니다.
전원 공급 장치: 패키지에서
시스템 무결성에 있어 전원 공급 장치의 중요한 역할은 간과되는 경우가 많습니다. 전원 공급 장치 설계의 핵심 출발점은 산업 환경에서 전기적, 기계적, 열적 성능에 직접적인 영향을 미치는 패키징입니다. 따라서 산업용 전원 공급 장치는 거의 모든 경우에 표준 DIN 레일 설치용으로 설계되었습니다(그림 1).
DIN 레일에 다양한 모듈이 장착된 산업용 제어 캐비닛
그림 1: DIN 레일에 다양한 모듈이 장착된 산업용 제어 캐비닛. 전면에서 쉽게 제거하고 언제든지 배선할 수 있습니다. 사진출처 : 하카다이)
DIN 레일은 장비 제어 캐비닛의 후면 패널이나 인클로저에 고정되어 있습니다. 모터 드라이브, 루프 컨트롤러, 전원 공급 장치, 신호 인터페이스, 안전 하위 시스템 및 통신 인터페이스와 같은 모든 전기 모듈은 이 레일에 장착되며 모든 전원 및 신호 연결은 전면에서 액세스할 수 있습니다.
DIN 레일 솔루션은 모듈 연결을 위한 전면 및 후면 배선 포트가 장착된 19" 랙과 잘 대조됩니다. 이 랙은 실험실 계측 및 테스트/측정 시스템에 널리 사용됩니다. 이와 대조적으로 DIN 레일은 캐비닛에 많은 수의 모듈을 설치해야 하는 경우가 많아 공간이 제한되어 불편한 상황이 발생하기 때문에 더 편리하고 실용적입니다.
산업용 애플리케이션의 많은 AC/DC 전원 공급 장치는 3상 320VAC ~ 575VAC 라인 입력을 사용하며 모터 컨트롤러와 같은 부하에 깨끗하고 안정적이며 과도 현상에 강한 24VDC 또는 48VDC 전압을 제공해야 합니다. 또한 오늘날 많은 애플리케이션에는 430V ~ 815V 고전압 DC 전원 공급 장치가 필요합니다. DC 전원 공급 장치의 사용은 마이크로 그리드 기반 플랜트 자동화 애플리케이션과 바이오가스, 광전지, 풍력 에너지 장비를 포함한 재생 에너지 솔루션에 이상적입니다.
DIN 레일 장착 전원 공급 장치를 통해 산업용 전원 공급 장치의 까다로운 요구 사항을 충족하기 위해 설계자는 RECOM Power의 3상 RACPRO1 계열 AC/DC 전원 공급 장치를 사용할 수 있습니다. 이 전원 공급 장치 시리즈는 고전압 DC 입력에도 사용할 수 있습니다.
예를 들어 RAC1-T240/24, RAC PRO1-T480/24 및 RAC PRO1-T960/24(그림 2, 왼쪽에서 오른쪽으로)는 각각 240W, 480W, 960W의 출력 전력과 24V의 출력 전압을 갖습니다. 이러한 버전 외에도 48V 출력 버전을 사용할 수 있지만 그 외에는 동일합니다. 또한, 시리즈 전원 공급 장치의 정격 출력 전압은 24V에서 28V, 48V에서 56V까지 조정할 수 있습니다.
RACPRO1-T240/24(왼쪽), RACPRO1-T480/24(가운데) 및 RACPRO1-T960/24(오른쪽) RECOM Power의 DIN 레일 전원 공급 장치
그림 2: Compact RACPRO1-T240/24(왼쪽), RACPRO1-T480/24(가운데) 및 RACPRO1-T960/24(오른쪽) DIN 레일 전원 공급 장치는 각각 240W, 480W 및 960W를 제공합니다. 이미지 출처: RECOM Power)
이 전력 모듈 시리즈의 중요한 특징은 컴팩트한 모양입니다. 구체적으로 각 전원 모듈의 폭은 43mm, 52mm, 80mm(1.69", 2.05", 3.15")입니다. 모델에 따라 이 세 가지 모듈의 높이는 각각 135mm(5.31")이고 깊이는 140mm~156mm(5.51"~6.14")입니다. 설치자 및 기술자를 위한 이 모듈의 중요한 특징은 도구 없이 빠르고 쉽게 제거할 수 있도록 +25 ° 푸시온 커넥터가 있는 푸시온 케이지 클램프를 사용한다는 것입니다.
RACPRO1 시리즈는 효율성이 높아 운영 비용과 전력 가열을 줄일 수 있습니다. 따라서 더 작은 라디에이터와 냉각 표면이 냉각 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
이러한 전원 공급 장치에는 팬이나 기타 활성 시스템에 의한 강제 공기 냉각이 필요하지 않습니다. 산업 환경의 또 다른 장점은 완전 자연 대류 냉각 설계를 사용한다는 것입니다. 각 전원 모듈에는 냉각을 위한 "스택 효과"를 극대화하기 위해 두 개의 독립적인 공기 흐름 연통이 있습니다.
독창적인 레이아웃과 장치 선택을 통해 이 시리즈는 작은 크기와 높은 효율성을 실현합니다. RACPRO1-T960/24 전원 공급 장치의 효율성은 96%입니다. RACPRO1-T240/24 및 RACPRO1-T480/24 전원 공급 장치의 효율은 각각 94.1% 및 95%입니다. 또한 이러한 전원 공급 장치는 수백 와트를 출력할 수 있지만 무부하 상태에서는 약 1W만 필요합니다.
뛰어난 효율성과 냉각 덕분에 이 전원 공급 장치는 높은 작동 온도를 견딜 수 있습니다. W RACPRO1-T960/24 전원 공급 장치는 최대 +60°C의 온도에서 정격 전체 부하 출력 전력을 제공할 수 있습니다. 240W RACPRO1-T240/24 전원 공급 장치는 동일한 출력 조건에서 약간 더 높은 +70°C 온도에서 작동합니다.
고온만이 고려해야 할 문제는 아니며 실외 HVAC 장비와 같은 많은 장비의 경우 극한의 추위에도 노출됩니다. 이 효과를 제거하기 위해 RACPRO1 전원 공급 장치의 정격 작동 온도는 -40°C입니다.
전기적 성능 및 기능
산업 환경의 전원 공급 장치는 다양한 입력 전압 및 부하에서 공칭 전압을 제공할 뿐만 아니라 더 많은 기능을 가져야 합니다. 기타 필수 성능 지표로는 높은 역 임펄스 전압 내성, 더 강력한 서지 내성 및 전력 상승 기능이 있습니다.
모터와 같은 무저항 부하에 전원을 공급하거나 전원을 차단할 때 전류 반환(역방향 피드라고도 함)이 생성되어 전원 공급 장치의 출력으로 들어갑니다. 백플러시 전압 내성은 백플러시 전압을 견딜 수 있는 전원 공급 장치의 능력을 나타냅니다. RACPRO1 전원 공급 장치에서 24V 출력에는 35V 백슈트 전압 내성이 있고 48V 출력에는 63V 백슈트 전압 내성이 있습니다.
이러한 전원 공급 장치는 그리드 유입 서지에 대해 6kV 향상된 서지 내성을 갖추고 있으며 산업 및 규제 표준을 준수합니다.
이러한 전원 공급 장치에는 정격 출력 전력을 초과하는 짧은 시간 동안 부하 수요를 충족할 수 있는 전력 상승 기능이 있습니다. 예를 들어, 고전력 RACPRO1-T960/24 전원 공급 장치는 6초 동안 전력을 150%까지 증가시킬 수 있으므로 일시적인 부하 조건으로 인한 많은 중단을 방지할 수 있습니다.
480W 및 960W RACPRO1 전원 공급 장치의 사용자 친화적인 또 다른 특징은 간단한 수직 배열 LED 스트립(그림 3)을 사용하여 전원 공급 장치의 실제 출력 전력을 정격 출력 전력의 백분율로 표시한다는 것입니다.