Alguns ambientes são relativamente benignos, enquanto outros podem ser mais hostis e extremos (temperaturas de funcionamento elevadas, altitude, etc.). Tanto o arrefecimento ativo como o arrefecimento a ar requerem um ventilador, que necessita de espaço próprio no sistema, aumentando o seu peso e consumo de energia, gerando ruído e representando um ponto de falha adicional e comum. Em muitos casos, é preferível o arrefecimento passivo por condução e convecção, juntamente com a adição de um dissipador de calor.
Para além das exigências comuns impostas a uma fonte de alimentação (eficiência, fiabilidade, etc.), cada mercado tem requisitos específicos para estes dispositivos, tais como:
• Aplicações de comunicação, como as estações base 5G, que exigem uma elevada eficiência e fiabilidade para permitir o funcionamento contínuo
; • Aplicações industriais, como impressoras industriais, que necessitam de uma vasta gama de tensão de entrada e saída
; • Sistemas de armazenamento de energia que exigem uma elevada eficiência para um funcionamento a longo prazo da forma mais económica possível;
• Aplicações de defesa que exigem certificações apropriadas para cumprir os seus rigorosos padrões
; • Aplicações de robótica que requerem componentes pequenos, leves e com arrefecimento passivo, alta estabilidade e múltiplas opções de tensão de saída para satisfazer as necessidades de atuadores, motores ou sistemas de controlo;
• Aplicações de automação que requerem uma vasta gama de tensão de entrada para facilitar a implementação em diferentes países, com uma vasta gama de tensão de saída para alimentar uma vasta gama de equipamentos.
Em muitos casos, os projetistas têm de utilizar várias fontes de alimentação em paralelo para aumentar a capacidade global do sistema. No entanto, nem todas as fontes de alimentação suportam a mesma capacidade, e a utilização de uma que não suporte a carga necessária pode levar à falha do sistema e a danos em todos os equipamentos.
Os gestores e vendedores sem conhecimentos técnicos pensam muitas vezes que basta trocar uma fonte de alimentação por outra de um fabricante diferente com especificações semelhantes, mas nem sempre é assim. Cada fonte de alimentação tem características únicas, existindo uma curva de aprendizagem para os designers de sistemas, que geralmente preferem utilizar a mesma família de fontes de alimentação em todos os equipamentos. Enquanto isso, os fabricantes preferem reduzir o stock, o que pode ser conseguido utilizando uma fonte de alimentação base que pode ser configurada para satisfazer os requisitos de diferentes aplicações.
A fonte de alimentação P-DUKE TBF500
é o resultado do compromisso da P-DUKE com a investigação, o desenvolvimento e a produção de produtos de conversão de energia de alto desempenho. Por conseguinte, oferecem uma vasta gama de conversores, fontes de alimentação e soluções de conversão de energia para mercados que exigem a mais alta qualidade de produto e cumprem todos os requisitos. A OLFER Electronics inclui e distribui todos os seus produtos em Espanha e Portugal.
A série de fontes de alimentação P-DUKE TBF500 apresenta uma gama de tensão de entrada universal (85-264 V CA) e oferece diversas tensões de saída: 12, 15, 24, 28, 48 e 54 V CC. Todos os produtos desta série oferecem um baixo consumo de energia em vazio (0,6 W) e suportam cargas até 500 W com 93% de eficiência.
Com isolamento reforçado de 3000 V CA, os dispositivos TBF500 são encapsulados num invólucro selado contendo componentes semicondutores ativos com uma placa de base de alumínio termicamente condutora integrada (Figura 1).
Figura 1: O TBF500 está encapsulado num invólucro selado.
Para além de uma garantia de 3 anos, a série TBF500 está em conformidade com as normas RoHS, REACH e IEC/UL/EN 62368-1. A implementação envolve a utilização de componentes adicionais, incluindo um varistor de óxido metálico (MOV) que atua como fusível, resistências, condensadores e indutores para satisfazer os requisitos de compatibilidade eletromagnética (EMC), condensadores de armazenamento e outros componentes para fornecer filtragem de saída (Figura 2).
Figura 2: Alguns dos componentes adicionais necessários numa implementação típica do TBF500.
Quando a fonte de alimentação TBF500 é implementada como mostrado na ilustração, oferece proteção contra sobrecorrente (OPC), proteção contra sobretensão (OVP), proteção contra sobretemperatura (OTP) e proteção contra curto-circuito (SCP).
Por exemplo, se não forem mitigados, os transitórios de sobretensão podem danificar a fonte de alimentação e os equipamentos, expondo os utilizadores a potenciais riscos. A norma de segurança ISO/IEC 60664-1(2007) descreve diversas categorias de sobretensão (OVCs) que abordam níveis de sobretensão transitória provenientes de fontes como raios ou fontes de energia instáveis. A OVC I é a mais baixa destas categorias de sobretensão. As fontes de alimentação TBF500 cumprem integralmente os requisitos da OVC III.
As entradas -Sense e +Sense na Figura 2 permitem que a fonte de alimentação TBF500 detete a tensão da carga e ajuste automaticamente a sua saída para compensar qualquer queda de tensão causada pela resistência da cablagem.
Para sistemas que requerem mais de 500 W, as fontes de alimentação TBF500 suportam uma função de distribuição de corrente (CSF), permitindo a ligação de várias unidades em paralelo.
Opções de implementação (incluindo XTBF500)
: Para ajudar os fabricantes de eletrónica a minimizar os seus stocks e a satisfazer as necessidades do mercado e de diferentes aplicações, as fontes de alimentação TBF500 suportam diversas opções de implementação, como a ligação direta à placa-mãe (PCB) principal do sistema. Neste caso, a TBF500 pode ser arrefecida por convecção e radiação através de um dissipador de calor montado na sua placa de alumínio, possivelmente complementado por arrefecimento por ar forçado. Esta opção pode ser observada na Figura 3.
Figura 3: Montagem na PCB principal com arrefecimento por convecção.
Neste cenário, os componentes externos mencionados na secção anterior podem ser integrados no sistema da motherboard principal.
Uma alternativa seria montar a TBF500 directamente no chassis. Neste caso, o arrefecimento seria feito por convecção através de uma placa de alumínio integrada na parte traseira da fonte de alimentação (Figura 4).
Figura 4: Montagem no chassis do sistema com arrefecimento por condução.
Mais uma vez, os componentes externos adicionais seriam ligados à placa de circuito impresso principal do sistema.
Outra alternativa é a fonte de alimentação independente XTBF500. Neste caso, a fonte de alimentação TBF500 é fixada pela sua placa de alumínio a uma base de alumínio de maiores dimensões, bem como a uma placa de circuito impresso contendo todos os componentes adicionais mencionados na secção anterior (Figura 5).
Figura 5: A XTBF500 combina a TBF500 com uma placa de circuito impresso.
A fonte de alimentação XTBF500 foi concebida num formato de armário fechado e, em alternativa, também está disponível uma opção de armário aberto, como mostrado na Figura 5. Além disso, um formato de armário aberto oferece a vantagem de uma melhor dissipação de calor para facilitar a reparação ou a substituição. No entanto, o formato de caixa fechada oferece proteção ao não permitir o acesso à motherboard, prevenindo assim a possibilidade de choques elétricos.
Como mostra a Figura 6, a placa de circuito impresso (PCB) de alumínio do TBF500 liga-se à base de alumínio do XTBF500, que, por sua vez, pode ser montada na caixa do sistema, proporcionando uma maior capacidade de arrefecimento.
Figura 6: O XTBF500 proporciona uma maior capacidade de refrigeração
Exemplos de Mercados e Aplicações para Fontes de Alimentação P-DUKE:
As famílias de fontes de alimentação TBF500 e XTBF500 são compatíveis com uma vasta gama de mercados e aplicações. Alguns exemplos são resumidos abaixo:
Comunicações (por exemplo, estações base 5G)
• Potência de saída de 500 W: Fornece a potência estável e elevada necessária para o funcionamento contínuo.
• Eficiência até 93%: Reduz a perda de energia e os custos operacionais.
• Ampla gama de entrada (85-64 VCA)
• Características de proteção abrangentes e concebidas para operação a grandes altitudes. Garante fiabilidade em ambientes hostis.
• Garantia de 3 anos do produto: Aumenta a fiabilidade do sistema.
Aplicações Industriais (por exemplo, impressoras industriais)
• Múltiplas tensões de saída (12, 15, 24, 28, 48, 54 VCC)
• Elevada eficiência: Reduz os custos de funcionamento e melhora a estabilidade do sistema.
• Função de distribuição de corrente e saída de tensão estável: Proporciona estabilidade e capacidade de expansão.
• Filtros que cumprem as normas EMC: Oferece uma resistência robusta a EMI.
• Características de proteção abrangentes: Inclui proteção contra sobretensão e curto-circuito para segurança do sistema.
Sistemas de Armazenamento de Energia (ESS)
• Eficiência até 93%: Oferece vantagens de poupança de energia, tornando a operação a longo prazo mais económica.
• Capacidade de distribuição de corrente e funcionamento em paralelo.
• Várias opções de tensão de saída: Adapta-se a diferentes requisitos dos sistemas ESS (por exemplo, 48 V, 54 V).
• Elevada fiabilidade e operação estável em ambientes hostis.
Defesa
• Certificação IEC/UL/EN 62368-1: Cumpre as rigorosas normas de segurança de defesa.
• Alta eficiência e múltiplas proteções: Aumenta a fiabilidade do sistema.
• Concebido para operação em grandes altitudes. Garante fiabilidade em ambientes hostis.
• Excelente compatibilidade com EMI: Oferece um desempenho superior de resistência a EMI.
Robótica
• Saída de alta estabilidade e múltiplas opções de tensão de saída: Satisfaz as necessidades dos sistemas de controlo robótico.
• Elevada eficiência: Garante uma resposta rápida e um consumo de energia reduzido.
• Mecanismos de proteção suficientes: Garantem fiabilidade para um funcionamento a longo prazo.
• Conformidade com a EMC: A resistência à EMI garante a precisão operacional.
Automação industrial
• Potência de saída de 500 W e múltiplas tensões de saída: Compatível com diversos equipamentos de automação.
• Elevada eficiência (93%): Reduz a perda de energia e suporta o funcionamento a longo prazo.
• Circuitos periféricos integrados: Simplificam os processos de design e implementação.
• Adaptabilidade a ambientes severos e múltiplas proteções: Melhoram a estabilidade e a fiabilidade do sistema.
