Даже 100-миллисекундный перерыв может привести к перезагрузке бортового компьютера, что может занять несколько минут и даже потребовать ручного вмешательства для возобновления работы из соображений безопасности. Например, роботизированную руку нельзя оставлять в нежелательном состоянии или положении.
Отключения электроэнергии могут быть вызваны факторами окружающей среды, такими как удары молнии по высоковольтным линиям электропередачи, грозы, падение веток деревьев или даже животные. В сельской местности риск выше, поскольку линии электропередачи часто находятся на поверхности земли. Отключения также могут быть вызваны событиями, которые вносят помехи в электросеть, такими как запуск двигателей или включение крупных трансформаторов на соседних объектах.
Источники питания переменного/постоянного тока могут выдерживать потерю переменного тока лишь в течение нескольких миллисекунд, после чего выходное напряжение падает до нуля.
Предотвращение отключений оборудования:
Резервные генераторы подходят для длительных отключений электроэнергии, которые могут длиться от десятков минут до нескольких часов или даже дней; однако для их запуска может потребоваться несколько минут.
Компьютерные системы часто используют источники бесперебойного питания (ИБП) в качестве резервного источника. В них используются батареи для хранения резервной энергии, что требует профилактического обслуживания и, иногда, замены батарей. Поскольку они работают непрерывно, они потребляют больше энергии, дороже в обслуживании и значительно увеличивают расходы. Подавляющее большинство отключений и перепадов напряжения переменного тока происходит менее чем за 0,5 секунды. Поскольку стандартный источник питания переменного тока в постоянный может поддерживать выходную мощность только в течение 50 мс (максимум), требуется дополнительное хранилище энергии.
На диаграмме на рисунке 1 показано влияние прерывания переменного тока без буферного модуля, где время T — время удержания напряжения питания (от 20 до 50 мс).
Буферные модули TDK-Lambda:
Как следует из названия, буферный модуль защищает нагрузку от кратковременных перебоев в электропитании переменного тока. Нагрузкой может быть цифровая плата управления технологическим процессом, реле, контакторы или двигатели. Энергия накапливается в модуле в электролитических конденсаторах, аналогичных тем, которые используются в источниках питания переменного/постоянного тока. Наиболее популярны буферные модули, монтируемые на DIN-рейку; например, компания TDK-Lambda, представленная Mecter SL, предлагает серию DBM20, рассчитанную на 24 В постоянного тока и 20 А (рис. 2).
Рисунок 2: Буферные модули TDK-Lambda DBM20 для монтажа на DIN-рейку.
Буферный модуль подключается параллельно с выходом постоянного тока источника питания, как показано на рисунке 3.
Если подача переменного тока кратковременно прерывается, выход постоянного тока источника питания начнет уменьшаться по мере истощения его внутренней энергии. В этот момент буферный модуль возьмет на себя питание нагрузки. Когда подача переменного тока восстановится, контролируемое количество тока будет поступать от источника переменного тока к модулю для его подзарядки. Таким образом, когда буферный модуль подключен параллельно с выходом источника питания (рисунок 4), во время прерывания подачи переменного тока на нагрузке всегда будет напряжение. В течение временного интервала T источник питания продолжает питать нагрузку, а в течение Tb буферный модуль покрывает потребность до восстановления подачи переменного тока.
Рисунок 3: Подключение буферного модуля.
Рисунок 4: Выходное напряжение источника питания при прерывании напряжения с буферным модулем.
В случае очень длительного отключения переменного тока буферный модуль может использоваться для питания нагрузки в течение более длительного времени, что позволяет безопасно и контролируемо отключать оборудование или сохранять важную информацию (рис. 5).
Рисунок 5: Выходное напряжение источника питания при длительном перепаде напряжения с буферным модулем.
Модуль DBM20 может быть сконфигурирован в режиме фиксированного или переменного буфера. В режиме фиксированного буфера питание подается при падении входного напряжения до 22,4 В; в режиме переменного буфера питание подается при падении входного напряжения на 1 В. Время удержания буфера (Tb) указывается в техническом описании модуля при заданном уровне мощности. Например, модуль TDK-Lambda DBM20 на 20 А обеспечивает дополнительные 250 мс при уровне мощности 448 Вт. При использовании на более низких уровнях мощности/тока время удержания буфера увеличивается. При токе нагрузки 5 А время удержания буфера составит приблизительно 1 секунду. При токе нагрузки 2,5 А время удержания буфера составит 2 секунды. Для дальнейшего увеличения времени удержания буфера можно соединять модули буфера параллельно.
Поскольку буферный модуль работает независимо от источника питания и конечного оборудования, его можно установить после монтажа. Не требуется проводка переменного тока, а также не используются батареи, требующие обслуживания или замены. Если в конкретном месте установки оборудования наблюдаются кратковременные перебои в подаче переменного тока, возможна простая модернизация на месте. Состояние устройства можно отслеживать удаленно через реле DC OK или локально с помощью светодиодных индикаторов.
По любым техническим или коммерческим вопросам вы можете обратиться в компанию Mecter SL, авторизованного дистрибьютора TDK-Lambda.
