Что означает аббревиатура SMPS в электротехнической терминологии: Руководство по источникам питания

SMPS расшифровывается как импульсный источник питания (Switched-Mode Power Supply) — компонент, эффективно преобразующий электрическую энергию для систем промышленной автоматизации. Эта технология обеспечивает работу систем электропитания. ПЛК-контроллеры, Панели человеко-машинного интерфейса и оборудование автоматизации, требующее выхода 24 В постоянного тока в соответствии со стандартами IEC 61010-2-201. .

Что такое импульсный источник питания (SMPS) и каково его определение?

SMPS расшифровывается как импульсный источник питания (Switched-Mode Power Supply) — электронное устройство, использующее высокочастотные коммутирующие компоненты для преобразования входного переменного напряжения в стабилизированное постоянное выходное напряжение. Полное название SMPS может быть как Switched-Mode Power Supply, так и Switch Mode Power Supply. Оба термина описывают одну и ту же технологию.

Импульсные источники питания работают на высоких частотах (обычно от 50 кГц до 1 МГц). Это позволяет использовать более компактные магнитные компоненты, чем в традиционных трансформаторах. Эти компактные устройства можно устанавливать в ограниченном пространстве панелей управления и на DIN-рейку.

Ключевые компоненты включают в себя:

• Транзисторы или MOSFET-транзисторы, выступающие в качестве высокоскоростных переключателей.
• Диоды для выпрямления и управления направлением тока
• Конденсаторы для накопления энергии и сглаживания напряжения.
• Индукторы для фильтрации и передачи энергии
• Импульсные трансформаторы для преобразования напряжения и изоляции.

КПД достигает 80-95% по сравнению с 30-60% у линейных источников питания. Благодаря полному включению или выключению выключателей вместо работы в линейном режиме, эти устройства рассеивают минимальное количество энергии в виде тепла.

Как работает импульсный источник питания?

Входное выпрямление преобразует входящее переменное напряжение (обычно 100-240 В переменного тока) в нерегулируемый постоянный ток. Затем высокочастотное переключение преобразует этот постоянный ток в импульсы с частотой 20 кГц или выше. Выходное выпрямление и фильтрация преобразуют высокочастотный переменный ток обратно в сглаженный постоянный ток требуемого напряжения.

Контур обратной связи непрерывно контролирует выходное напряжение и регулирует коэффициент заполнения импульсов. Если выходное напряжение падает, контроллер увеличивает время включения. Если напряжение повышается, время включения уменьшается. Это означает стабильное напряжение, несмотря на колебания входного напряжения или изменения нагрузки.

Переключатели работают в режиме насыщения (полностью включены) или отсечки (полностью выключены), что приводит к минимальным потерям мощности. В полностью включенном состоянии падение напряжения на переключателе минимально. В выключенном состоянии ток равен нулю. В любом из этих состояний потери энергии минимальны.

Применение в системах промышленной автоматизации

ПЛК, панели человеко-машинного интерфейса и промышленные контроллеры требуют чистого и стабильного питания 24 В постоянного тока. Колебания напряжения или помехи могут вызывать:

• Логические ошибки ПЛК и сбои программы
• Сбои в работе дисплея HMI и неисправности сенсорного экрана.
• Неточности показаний датчика
• Сбои связи между устройствами
• Непредвиденные отключения системы

Промышленные импульсные преобразователи, сертифицированные по стандартам UL 508, CSA C22.2 No. 107.1 и IEC 60950-1, обеспечивают характеристики, необходимые для систем автоматизации. В число этих компонентов входят:

• Широкий диапазон входного напряжения (85-264 В переменного тока) для совместимости с различными регионами мира.
• Активная коррекция коэффициента мощности, обеспечивающая коэффициент мощности >0,95 для снижения гармонических искажений.
• Защита от перегрузки для предотвращения повреждений во время пусковых скачков напряжения.
• Защита от короткого замыкания, обеспечивающая безопасность подключенного оборудования.
• Защита от перенапряжения при переходных процессах на входе

The Блок питания Allen-Bradley Bulletin 1606-XLE Обеспечивает выходную мощность от 80 до 480 Вт с КПД до 95,61 TP4T. Эти промышленные устройства обладают возможностью повышения мощности до 5 секунд (1201 TP4T), что позволяет справляться с временными перегрузками при запуске двигателя или высокими пусковыми токами. Светодиодная индикация состояния обеспечивает визуальную индикацию для быстрого устранения неполадок.

Широкий диапазон рабочих температур (-10°C до 70°C) подходит для суровых промышленных условий. Монтаж на DIN-рейку упрощает установку в шкафах управления рядом с ПЛК и модулями ввода/вывода.

Выбор источников питания для автоматизированных систем

При выборе источников питания для систем ПЛК и ЧМИ необходимо рассчитать общую потребляемую мощность, исходя из следующих параметров:

• ЦП ПЛК и модули расширения
• Сенсорные дисплеи HMI
• Подключенные датчики и передатчики
• Устройства вывода, такие как релейные модули
• Коммуникационные интерфейсы

Блок питания Allen-Bradley Bulletin 1606-XLE

• Производитель: Аллен-Брэдли (Rockwell Automation)
• Модель: Бюллетень 1606-XLE Основные источники питания
• Диапазон мощности: 80 Вт-480 Вт
• Напряжение питания: 85-264 В переменного тока
• Рейтинг защиты: IP20
• Приложение: Промышленная автоматизация

Просмотреть продукт

Компактный источник питания Omron S8VK-C24024 240 Вт 24 В постоянного тока

• Производитель: Омрон
• Модель: S8VK-C24024
• Выходная мощность: 240 Вт
• Выходное напряжение: 24 В постоянного тока
• Выходной ток: 10 А
• Входное напряжение: 100–240 В переменного тока (50/60 Гц)
• Тип крепления: DIN-рейка
• Защита: Перегрузка, перенапряжение, короткое замыкание

Просмотреть продукт

Необходимо предусмотреть запас прочности 20-30% для будущего расширения. Если ваша система автоматизации потребляет 8 А при 24 В постоянного тока (192 Вт), можно выбрать источник питания мощностью 240 Вт, обеспечивающий комфортный запас мощности.

Панели управления подвергаются суровым условиям эксплуатации:

• Экстремальные температуры от -25°C до +70°C
• Высокая влажность и конденсация
• Вибрация от оборудования
• Электрические помехи от двигателей и VFD-приводы
• Пыль и загрязняющие вещества

The Блок питания Omron S8VK-C24024 мощностью 240 Вт Обеспечивает защиту от перегрузки, перенапряжения и короткого замыкания. Естественное конвекционное охлаждение воздуха устраняет шум вентилятора и упрощает техническое обслуживание. Оно также продлевает срок службы компонентов до более чем 100 000 часов MTBF (среднее время безотказной работы) за счет предотвращения механических поломок. Тонкая ширина 65 мм экономит место на панели в компактных корпусах.

Преимущества цепочки поставок для европейских брендовых блоков питания

Канадские заказчики систем автоматизации и североамериканские покупатели часто отдают предпочтение европейским брендам, таким как Schneider, Siemens и ABB, благодаря их проверенной репутации в сфере промышленного оборудования. Simply Buy решает проблемы закупок с помощью различных подходов.

Быстрые предложения от европейских брендов.Мы предоставляем цены на оборудование Schneider серии ABL, источники питания Siemens SITOP и блоки Phoenix Contact QUINT в течение 24 часов. Вы можете получить точные предложения, не ожидая ответа в течение нескольких недель.

Множество вариантов поставокВ случаях, когда существуют бюджетные ограничения или сроки доставки слишком велики, мы рекомендуем сертифицированные отечественные альтернативы. Поставщики DIN-рейек Allen-Bradley, Omron и Meanwell предлагают сопоставимые характеристики по разным ценам. Это обеспечивает гибкость в зависимости от требований проекта.

гибкость цепочки поставокНаши партнерские отношения с многочисленными производителями означают наличие резервных вариантов в случае возникновения проблем у основных поставщиков. Кроме того, вы получаете оборудование в срок, без задержек проекта.

Для приложений ПЛК и ЧМИ мы поможем вам оценить:

• Мощность, соответствующая требованиям вашей системы.
• Требования к сертификации (UL, cUL, CE) для вашей юрисдикции
• Экологические характеристики условий установки
• Бюджетные соображения: баланс между техническими характеристиками и стоимостью.

Наша техническая команда подбирает параметры поставки в соответствии с моделью вашего ПЛК, количеством входов/выходов и подключенными устройствами. Это гарантирует достаточную мощность и надлежащую защиту для вашей конкретной системы автоматизации.

Преимущества и соображения

Импульсные источники питания обеспечивают более высокую эффективность (80-95%) по сравнению с линейными источниками питания (30-60%). Это снижает тепловыделение в шкафах управления на 50-65%. Компактные размеры, обусловленные высокочастотной работой, экономят место на панели, а также обеспечивается широкий диапазон входного напряжения (85-264 В переменного тока), что упрощает установку в нескольких регионах.

К основным преимуществам относятся:

• Снижение эксплуатационных расходов за счет экономии энергии.
• Снижение требований к охлаждению в корпусах.
• Легкая конструкция для портативного применения
• Увеличение срока службы компонентов за счет снижения температуры.

Частоты переключения могут создавать электромагнитные помехи, влияющие на чувствительные аналоговые сигналы. Промышленные источники питания, соответствующие стандарту EN 55011 Class B или FCC Part 15 Class B, имеют встроенные фильтры, снижающие кондуктивные и излучаемые помехи. Минимизировать воздействие электромагнитных помех можно с помощью надлежащих методов заземления и экранирования.

Часто задаваемые вопросы

Что такое импульсный источник питания?

Импульсный источник питания преобразует переменное напряжение в стабилизированное постоянное напряжение с использованием высокочастотной технологии переключения. Он обеспечивает эффективное преобразование энергии (80-95%) для оборудования промышленной автоматизации, такого как ПЛК и ЧМИ.

Для чего используется импульсный источник питания?

Импульсные источники питания обеспечивают работу ПЛК-контроллеров, сенсорных экранов HMI, датчиков и модулей ввода/вывода. Они обеспечивают стабильное выходное напряжение 24 В постоянного тока, необходимое для автоматизированного оборудования в промышленных панелях управления.

Чем импульсный источник питания отличается от линейного?

Импульсные источники питания используют высокочастотное переключение, обеспечивающее КПД 80-951ТП4Т и компактные размеры. Линейные источники питания достигают КПД всего 30-601ТП4Т, а их более крупные и тяжелые конструкции непригодны для современной автоматизации.

Заключение

Импульсные источники питания обеспечивают эффективное, сертифицированное электропитание для систем промышленной автоматизации, соответствующих стандартам безопасности UL 508 и IEC 60950-1. Компания Simply Buy предлагает источники питания европейских брендов с быстрым расчетом стоимости, а также отечественные аналоги от Allen-Bradley, Omron и Meanwell. Наши возможности в области поставок гарантируют своевременную доставку сертифицированного оборудования для ваших проектов.