Zasilacze na szynę DIN - jaki model wybrać?

Zasilacze to elementy instalacji, które odpowiadają za niezawodność działania całości systemów przemysłowych, dlatego wybór odpowiedniego modelu powinien uwzględniać dopasowanie do najważniejszych parametrów zewnętrznych (takich jak zastosowanie) oraz wewnętrznych (takich jak parametry urządzenia).

Zastosowanie zasilaczy w warunkach przemysłowych wymaga dostosowania urządzeń do trudnych warunków środowiskowych oraz zwrócenia uwagi na najważniejsze parametry determinujące wykorzystanie odpowiedniego urządzenia zasilającego.

Zasilacze na szynę DIN są nieocenionym elementem systemów, w których bardzo ważny jest rozmiar urządzeń zasilających oraz dostosowanie ich do ograniczonej przestrzeni określonych aplikacji. Urządzenia do montażu na szynie DIN stosowane są najczęściej w systemach automatyki, technice oświetleniowej, w systemach sterowania maszynami oraz elektronice przemysłowej.

Zasilacze na szynę DIN montowane są na metalowych wspornikach ustandaryzowanych wg typów: O, C, G przez Niemiecki Instytut Normalizacyjny (Deutsches Institut für Normung - DIN). Zastosowanie ich podczas montażu uniwersalnych elementów pomocniczych wpływa na znaczną oszczędność czasu podczas instalacji oraz szybką konserwację w szafach rozdzielczych i sterowniczych.

Rodzaje zasilaczy na szynę DIN

Zasilacze na szynę DIN to zasilacze przemysłowe, które oprócz odpowiednio wysokiego stopnia ochrony zapewniającego zabezpieczenie przed warunkami zewnętrznymi, powinny posiadać również wysokie parametry  dotyczące mocy oraz sprawności. Przyjmuje się, że moc zasilaczy przemysłowych powinna wynosić 6 - 1500 W, a same urządzenia charakteryzować się długim okresem nieprzerwanej pracy.

Zasilacze  liniowe

Zasilacze liniowe to standardowe zasilacze z liniową stabilizacją napięcia odbywającą się poprzez wykorzystanie tranzystora. Ich budowa oparta jest na transformatorze, stąd często zwane są również zasilaczami transformatorowymi.  Zasilacze liniowe cechują się mniejszą sprawnością wynikającą z większych strat mocy powstałych podczas działania układu zasilającego (wykorzystanie tranzystora). Niektóre modele charakteryzują się stabilizacją parametru natężenia.

Zasilacze impulsowe

To urządzenia zasilające w działaniu oparte o przetwornice, przełączają napięcie z wysoką częstotliwością. Napięcie jest prostowane za pomocą mostka Graetza, a  kondensatory zapewniają wyrównanie i wygładzenie napięcia szczytowego. Zasilacze impulsowe poprzez wbudowane generatory częstotliwości mogą powodować większe zakłócenia w innych układach.

Modulacja PWM zastosowana w  zasilaczach impulsowych pozwala na regulację napięcia lub prądu i zwiększenie częstotliwości, a tym samym sprawności układu zasilającego. Zasilacze impulsowe charakteryzują się lepszą sprawnością (80-90%) w porównaniu do zasilaczy liniowych.

Do niezbędnych elementów, jakie powinien posiadać zasilacz impulsowy należą m.in.:

• zabezpieczenie przed przepięciami i zwarciami w postaci bezpiecznika,
• filtr PFC dbający o wyrównanie różnicy między mocą pozorną a czynną
• zapewnienie współczynnika mocy do wartości jak najbliższej 1.

Układy filtrujące oraz transformator to także elementy, bez których działanie zasilacza może zostać zakłócone np. poprzez zakłócenia na wyjściu.

Fot. Zasilacz na szynę DIN Mean Well MDR-60-24

Moc

Wybierając model zasilacza, należy koniecznie obliczyć łączny pobór mocy wszystkich obsługiwanych przez niego urządzeń. Ta suma pozwoli na określenie minimalnej mocy dla zapewnienia działania wszystkich urządzeń w systemie zasilanych z konkretnego zasilacza DIN. Warto jednak zapewnić zapas około 10-15% mocy dla bezpiecznego funkcjonowania, bez ryzyka wyłączenia związanego z maksymalnym obciążeniem urządzenia.

Zasilacze na szynę DIN o mocy:

• 6 – 25 W
• 26 – 50 W
• 51 – 100 W
• 101 – 250 W
• 251 – 500 W
• powyżej 500 W

Napięcie zasilania

To obok mocy drugi ważny parametr wyznaczający wykorzystanie odpowiedniego modelu zasilacza. Najczęsciej wybierane są modele dedykowane do systemów automatyki przemysłowej i budynkowej,  a także systemów kontroli dostępu czy systemów alarmowych, oświetleniowych oraz telekomunikacji.

• zasilacz na szynę DIN 5 V
• zasilacz na szynę DIN 12 V
• zasilacz na szynę DIN 18 V
• zasilacz na szynę DIN 24 V

W przypadku zasilacza do zastosowań uniwersalnych, warto zwrócić uwagę na możliwość pracy w szerokim zakresie napięć wejściowych.

Zakres temperatury roboczej

Zasilacze jak każde urządzenia elektroniczne  tracą na jakości działania w zbyt wysokich temperaturach. Mogą one dodatkowo doprowadzić nie tylko do obniżenia sprawności zasilacza, ale przede wszystkim do zniszczenia układów elektronicznych. Dlatego tak ważne jest, by zwrócić uwagę na zakres temperatury pracy. Odpowiednie zabezpieczenie w postaci wentylatora lub otworów wentylacyjnych umożliwią szybkie obniżenie temperatury podczas pracy oraz zapobiegną przegrzaniu.

Dokładna dokumentacja dostarczona od producenta i dołączona na karcie produktowej przy opisie zasilacza pozwoli na dobór temperatury roboczej do odpowiedniego zakresu zastosowań.

Sprawność zasilacza

Jednym z najważniejszych parametrów zasilaczy na szynę DIN jest stosunek mocy na wyjściach zasilacza do mocy pobieranej z sieci energetycznej, czyli sprawność. Definiuje ona również straty energii, które są mniejsze w przypadku gdy sprawność urządzenia zasilającego jest większa. Dzięki odpowiedniej sprawności, zasilacz na szynę DIN może pracować w niższej temperaturze, poprzez zminimalizowanie strat cieplnych.

Minimalną wartością współczynnika sprawności w zasilaczach do zastosowań przemysłowych dla zapewnienia odpowiedniego działania jest 75%, a wartością optymalną 85%.

Rodzaj zabezpieczenia

Zabezpieczenia przed zakłóceniami oraz certyfikaty i dopuszczenia są niezbędnymi elementami, którymi powinien wyróżniać się zasilacz na szynę DIN przeznaczony do zastosowania  w warunkach przemysłowych.

Zasilacze powinny być chronione przed dostępem kurzu oraz wody, a także z obudową wykonaną z solidnych, odpornych na warunki zewnętrzne, materiałów.

Oprócz tego, zasilacze na szynę DIN powinny posiadać przynajmniej:

• zabezpieczenie przeciążeniowe OLP (Over Load Protection)
• zabezpieczenie przeciwzwarciowe SCP (Short Circuit Protection)
• zabezpieczenie nadnapięciowe OVP (Over Voltage Protection)
• zabezpieczenie przed zbyt niskim napięciem UVP (Under Voltage Protection)
• zabezpieczenie przed wysoką temperaturą OTP (Over Temperature Protection)