EN
Osnovni električni i ekološki zahtjevi za industrijske regulatorne napone
Industrijski regulator napona mora održavati preciznu regulaciju izlaza uprkos varijacijama kao što su 24V DC autobusi koji padaju na 18V ili rastu na 36V. Važni električni parametri uključuju:
Ulazno/izlazni opseg: održana tačnost izlaza od ±1% na cijelom industrijskom opsegu ulaznih podataka
Napon za napuštanje: 0,3V diferencijal za LDO-ove kako bi se izbjeglo kolapsiranje tokom uslova niskog ulaza
PSRR (Stojak odbijanja napajanja): > 70 dB pri 100 kHz za suzbijanje buke pri prekidu u analognim PLC modulima i očuvanje integriteta signala na nivou mikrovolta u povratnim krugovima motora, što može dovesti do valovite greške obrtnog momenta u kontroli kretan
Toplotne performanse i efikasnost pri punom opterećenju u teškim okruženjima
Upravljanje toplotom postaje ključno za dugovječnost opreme na otprilike 85 stepeni Celzijusa. Tradicionalni linearni regulatori pretvaraju dodatni napon u toplotu, trošeći energiju. Na primjer, pretvaranje 12 volti u 3,3 volti pri 2 ampera koristi 17 vata. Čak i kada govorimo o toploti, inženjeri veličine velikih radijatora i degrade dijelove ispod njihovog maksimuma. Regulatori za prekidač su različiti, većina modernih dizajna rutinski je efikasnija od 90% ili veća, smanjujući gubitak na manje od 2 vata za isto opterećenje.
Pad od 10 stepeni može skoro udvostručiti koliko komponente traju prije nego što se pokvare. Zbog toga ozbiljne instalacije obavljaju stresne testove sa infracrvenim kamerama kako bi provjerili da li postoje toplotni problemi, posebno sa opremom u uskim prostorima ili u vrućim okruženjima.
U skladu sa člankom 6. stavkom 2.
Za istinski industrijski kvalitet performansi potrebno je da validacija pouzdanosti premaši specifikacije navedene na datoteku:
MTBF > 1 milion sati na 105 °C, potvrđeno ubrzanim testiranjem životnosti prema Telcordia SR-332 ili JEDEC JESD22-A108
U slučaju da je to moguće, potrebno je da se u skladu sa člankom 6. stavkom 1.
Produžena temperatura: 1000 sati operativne validacije od -40°C do +105°C (ili više, ako je specificirano), prema IEC 60068-2-14 (termalni šok), IEC 60068-2-6 (vibracije) i IEC 60068-2-30 (hladnost) kako bi se osigurala pouzdanost u lijevari
Izbor linearnog ili prekidačkog regulatornog napona za industrijske primjene
Osetljivost na buku i EMI u PLC, HMI i senzorskim signalnim lancima
Industrijski kontrolni sistemi, posebno, trebaju vrlo čistu energiju da bi pravilno funkcionisali, posebno PLC-ovi, HMI-ji i analogne senzorske veze koje kontroliraju sve. Regulator niskog odustajanja (LDO) je odličan izbor zbog visokog omjera odbacivanja napajanja (PSRR), koji je veći od 60 dB, i izuzetno niskog elektromagnetnog smetnji (EMI). Ovo ih čini odličnim za zaštitu integriteta stručnih petlja od 4 do 20 mA i za napajanje pojačala visokih dobijanja koji se lako ometaju prljavim napajanjem. Prebacivanje regulatornih jedinica je druga priča. Oni rade suprotno. Oni stvaraju širokopojasnu buku koja može da se poveže u signalne linije i utiče na merenja na nivou milivolti.
Naravno, inženjeri mogu da filtriraju i štite određene podsisteme, ali to povećava troškove, troši dragocjen prostor na PCB-u i zahtijeva složenije dizajne. Kod podsustava kao što su analogni ulazni/izlazni moduli i interfejsi kodera koji rade sa strujama manjim od 5 ampera, većina projektanata više voli koristiti LDO, iako postoje efikasnije alternative. Za kritične aplikacije, kompromis je integritet signala.
Kada je u pitanju LDO vs. Buck konverter
U mnogim slučajevima, linearni regulatori su u nepovoljnom položaju zbog toplote koja nastaje kada padne napon. Na primjer, linearni pretvarač od 24 volta do 3,3 volta dok povlači 2 ampera daje efikasnost od 14%. To znači da se preko 85% energije troši kao toplota. Ovo je problem kada je prostor ograničen, a temperatura okoline je visoka. Inženjeri moraju da dodaju ogromne raspršivače toplote i ventilatore za hlađenje ili ograniče performanse sistema da bi linijski regulatori ostali u sigurnim temperaturnim granicama. Ovi izbori povećavaju šanse za kvar sistema i povećavaju troškove održavanja tokom vremena. Bolja alternativa je regulator koji koristi modulaciju širine pulsa i induktor za efikasno kretanje energije. Oni postižu efikasnost od 85% do 95% čak i pri velikim opterećenjima od 20 ampera. Mali toplotni potpis regulatera omogućava male kompaktne dizajne bez potrebe za ventilatorima. Idealne su za robote, upravljače motora i industrijske sisteme kontrole. U tablici ispod se upoređuju linearni regulatori sa regulatorima za prekidač.
Parametri LDO regulatorni čvorovi
U podsistemima visoke struje, kao što su UPS rezervne ili servo pojačala, dodatna složenost ublažavanja EMI-a više nego je opravdana boljim odnosom efikasnosti prema veličini regulatera u kombinaciji sa integrisanim raspršenijim spektrom i optimiziranim rasporedom ploča.
Molimo vas da imate na umu da morate da se pobrinete da regulator napona bude pogodan za upotrebu sa obezbeđenim profilima industrijskog opterećenja.
Robotika, pogonski pogoni i UPS sistemi obično imaju profile opterećenja koji imaju struje upale i tranzicije opterećenja koje treba upravljati.
Moderne industrije sa automatizacijom imaju profile industrijskog opterećenja sa značajnim varijacijama u kretanju robotičkih ruku, servo pogona i rezervnih napajanja, sve što dovodi do ozbiljnog dinamičkog stresa. Starting mašine privlače oko 10 do čak 20 puta veći broj korisnika od normalnih. Mislite na napajanje naglim promjenama smjera, opremu i brzu rotaciju AC-a u DC. Instalacija regulatornih napona prilagođenih normalnim radnim uslovima predstavlja mehaničke i električne šokove kojima regulator nije dizajniran da bude izložen, što dovodi do glavnog izazova u odgovarajućem odabiru komponenti za uključene uslove.
Vrhunska struja <. Vreme odgovora < 50 us za oporavak tranzicionara u roku od 2% kako bi se izbjeglo resetiranje mikrokontrolera i oštećenje podataka. Zaštita od prekrčenja struje je poželjna u režimu štucanja (samooporavka) umjesto isključenja za kritične sisteme misije kako bi se izbjegla potreba za ručnim intervencijama.
Neuzimanje u obzir dinamike opterećenja dovodi do preuranjenog toplotnog isključenja, skraćenih životnih vekova kondenzatora i zaključavanja pod naponom, što sve negativno utiče na dostupnost sistema i povećava ukupne troškove vlasništva.
Postoje mnogi izazovi sa fluktuacijama mreže kao što su snaga koja pada ispod 80% radnog praga, poremećaji sa naponima koji prelaze 140% vrijednosti napajanja izvora i pojava kratkih izbijanja napona kao što su 6 kilovoltski tranzicioni. Ove fluktuacije mogu ozbiljno oštetiti širok spektar kriti Ova vrsta regulacije omogućava rad elektronskih sistema tokom dosadnih uslova prekida rada koji se najčešće susreću u stvarnom svijetu. Testiranje takvih sistema mora se obavljati pod strogim smernicama koristeći programirane izvore prenapona koji ispunjavaju međunarodne standarde za fluktuacije napona, kao što je IEC 61000-4-11 i uslove porasta, kao što je IEC 61000-4-5. Oprema koja ispunjava ove parametre eliminiše skupa vremena nestanka proizvodnje, štiti osetljivu opremu od štetnih električnih prelivanja i produžava životni vek industrijske opreme u slabo elektrificiranim okruženjima.
Odjeljek često postavljenih pitanja
Šta je izlazni napon u regulatoru?
Izlazni napon je najmanje diferencijalni parametar u regulaciji napona koji kontroliše napon preko izlaza.
Šta je toplotna učinkovitost u industrijskim regulatorima napona?
u slučaju da je sistem za regulaciju temperature u stanju da se koristi u vremenskoj situaciji, on se može koristiti za regulaciju temperature.
Koje su prednosti LDO-a u odnosu na druge vrste uređaja?
LDO-ovi su idealni za PlC i senzorske interfejse jer imaju najnižu buku, najveću imunitetnost na spoljašnju buku i najniže EMI karakteristike bilo koje vrste regulatornog napona.