Развитие схемотехники устройств умного дома и интернета вещей (Internet of Things, IoT) диктует свои требования к характеристикам импульсных преобразователей. Использовать в проекте полностью готовый источник питания довольно удобно, но иногда это невозможно или неэффективно, так как подобное решение может не отвечать одному или нескольким требованиям. Mornsun Guangzhou Science & Technology предлагает решение, позволяющее построить изолированные и неизолированные источники питания, совместив удобство готовых модулей с возможностью удовлетворения требований проекта.
Разнообразие режимов питания приложений умного дома и IoT охватывает весь возможный спектр применения источников питания во множестве областей, таких как датчики, приводы, а также стационарные, мобильные, с автономным питанием, беспроводные/проводные системы передачи данных и прочее. В каждом случае от разработчика требуется оптимальное решение по выбору источника питания, так как требуется учесть множество факторов: экономичность, мощность, возможность работы в различных режимах, диапазон входного напряжения, температурный режим, степень изоляции, габариты. Один из вариантов решения – это самостоятельная разработка, преимущества которой очевидны: можно создать источник питания полностью или максимально близко соответствующий требованиям. Однако подобное решение трудоемко и его стоимость высока не только на этапе прототипирования, но и при производстве, особенно это касается малых партий. Такая стоимость может выйти за рамки бюджета проекта или сделать продукт неконкурентным в категории цены. Если требуется сертификация, то это тоже добавит времени и стоимости. Применение в проекте готового компонента в качестве источника питания может быть наиболее оптимальным решением: затраты на проектирование, испытания, сертификацию и производство такого компонента благодаря массовому производству минимальны.
Изолированные преобразователи AC-DC
Компания Mornsun предлагает малогабаритные источники питания второго поколения серии LDxx-23BxxR2 (рис. 1) для устройств, питание которых производится от сети переменного тока. Для полностью законченного решения требуются лишь несколько компонентов защиты и фильтрации (рис. 2).
Характеристики серии LDxx-23BxxR2:
- Входное напряжение: 85…305 В AC;
- Частота входного напряжения: 47…63 Гц;
- Варианты выходного напряжения: 3.3; 5; 6; 9; 12; 15; 24; 48 В DC;
- Мощность потребления на холостом ходу: 100 мВт;
- Рабочая температура: 40…85 °С;
- Изоляция: 3.6/4.0/4.2 кВ AC;
- Токовая защита от перегрузки;
- Защита по перенапряжению на выходе (кроме LD03-23BxxR2P);
- Сертификаты безопасности UL94V-04 и IEC/EN/UL6236
Требования ко внешним компонентам рекомендуемой схемы такие же, как и к любым другим источникам питания на основе импульсных преобразователей (ИП), их рекомендуемые параметры указываются в документации.
AC-DC преобразователи LDxx-23BxxR2 выпускаются в нескольких группах мощности: 3, 5, 10, 15, 20 и 30 Вт. Разделение по группам условно, в каждой из них может присутствовать вариант с максимальной мощностью несколько меньше, чем указано в маркировке. Модули могут иметь клеммную колодку и крепление для DIN-рейки, а модули мощностью 3 и 5 Вт - проводные выводы. В данной серии выделяется группа LD03-23BxxR2P. Ее корпус более длинный, притом самый низкий и узкий – высота составляет 13.6 мм, а ширина 18.5 мм. Это единственная группа в этой серии, где есть модуль с напряжением выхода 6 В.
Рабочая безопасная мощность ИП неодинакова во всех режимах и зависит от температуры, входного напряжения и, в ряде случаев, от высоты эксплуатации (атмосферного давления). КПД преобразования зависит от уровня входного напряжения, мощности преобразователя и процента нагрузки от максимально возможной. На рис. 3 видно, что чем мощнее преобразователь, тем он эффективнее, притом эффективность сохраняется в большем диапазоне, чем у маломощных преобразователей.
Преобразователи серии LDxx-23BxxR2, имея собственный корпус, могут быть расположены вне основного устройства. Для тех решений, где устройство имеет общий корпус с источником питания, например, для единой системы охлаждения, компания Mornsun производит открытые модули третьего поколения небольшой мощности (3, 5 и 10 Вт) серии LSxx-13BxxR3, выполненной в виде печатной платы с краем, формирующим выводы. Преобразователь построен на контроллере третьего поколения с интегрированными ключами MOSFET. Изначально модули выполнены для вертикального монтажа, но предлагаются и варианты с переходной платой для горизонтального размещения (рис. 4), они маркируются символом «F».
Основные характеристики серии LSxx-13BxxR3:
- Входное напряжение: 85…305 В AC;
- Частота входного напряжения: 47…63 Гц;
- Варианты выходного напряжения: 3.3; 5; 9; 12; 15; 24 В DC;
- 3 группы мощности: 3, 5 и 10 Вт;
- Мощность потребления на холостом ходу: 100 мВт;
- Рабочая температура: 40…85 °С;
- Защита от перегрузки, короткого замыкания, перегрева и перенапряжения на выходе (LS10-13BxxR3);
- Мягкий старт и быстрый запуск;
- Работа с высокой емкостной нагрузкой;
- Изоляция: 3.0/3.6 кВ АС;
- Сертификат безопасности IEC/EN/UL62368
Так же, как и у корпусной серии LDxx-23BxxR2, нагрузка ИП LSxx-13BxxR3 зависит от входного напряжения и температуры (рис. 5).
Рекомендуемая схема источника питания с модулем LSxx-13BxxR3 показана на рис. 6. Красным обозначены элементы фильтров для соответствия ЭМС по классу А или В. Остальные компоненты считаются обязательными к установке, их тип и номиналы приводятся в документации на каждый преобразователь. В том числе приводятся рекомендуемые компоненты для фильтров различных классов.
Производители: MORNSUN
Разделы: AC-DC источники питания
