Блоки бесперебойного питания компании FARADAY Electronics

№ 4’2016
PDF версия
Надежность и стабильность электронных устройств, а тем более необслуживаемых и работающих в непрерывном режиме, в большей степени обусловлена качеством питающего напряжения. Его перепады в сети или кратковременные пропадания могут вывести из строя не только сам источник питания, но и питаемое устройство, а также привести к потере важной информации. Обеспечить безопасный режим работы круглосуточно функционирующего оборудования способны только источники бесперебойного питания. Блоки бесперебойного питания компании FARADAY Electronics — это современные технологии, поддерживающие высокий уровень надежности и безопасности в сочетании с универсальностью применений и практичным дизайном.

TМ FARADAY Electronics — предприятие, организованное специалистами России и Китая. Основное направление деятельности компании FARADAY Electronics — производство блоков питания малой мощности до 500 Вт собственной разработки, предназначенных для использования в охранных системах, системах пожарной безопасности, видеонаблюдения, доступа, а также способных взаимодействовать с телекоммуникационным оборудованием и другими устройствами. Широкий ассортимент выпускаемых изделий позволяет удовлетворить имеющиеся запросы потребителей.

Одним из ключевых продуктов компании являются профессиональные бесперебойные источники питания, которые соответствуют международным стандартам по надежности и потребительским свойствам. Высокое качество конечных изделий обусловлено тем, что при разработке и производстве импульсных источников питания не используются упрощенные схемные решения и дешевые компоненты. Компания дорожит своей репутацией и зарегистрированной торговой маркой FARADAY Electronics.

Основные преимущества продукции компании — высокий уровень качества, надежность и функциональность. При создании и изготовлении линейки блоков учитывались потребности и пожелания отечественных заказчиков.

К особенностям блоков бесперебойного питания FARADAY Electronics следует отнести:

  • широкий диапазон входного и выходного напряжения;
  • защиту от внешних помех;
  • работу в широком температурном диапазоне;
  • высокую стабильность работы;
  • высокий уровень надежности;
  • увеличенный срок гарантии.

По типу применения блоки бесперебойного питания можно разделить на два основных класса. К первому классу относятся сетевые источники питания, которые обеспечивают на выходе бесперебойное постоянное номинальное напряжение 12 или 24 В. Ко второму классу — сетевые источники, поддерживающие на выходе переменное напряжение 220 В/50 Гц. В обоих типах в качестве резервного источника установлены необслуживаемые герметичные свинцово‑кислотные аккумуляторы с номинальным напряжением 12 В.

 

Маломощные бесперебойные источники питания FARADAY Electronics

Блоки бесперебойного питания UPS 30W, UPS 45W, UPS 75W от компании FARADAY Electronics относятся к первому классу UPS и предназначены для питания маломощных электронных устройств, которые должны действовать в непрерывном режиме и обеспечивать работоспособность при провалах/пропадании входного сетевого напряжения (табл. 1). Эти устройства или системы не имеют своего сетевого источника и для питания используют источник постоянного напряжения с номиналом 12 В. Работа в аварийном режиме обеспечивается за счет энергии резервного источника питания — свинцовой аккумуляторной батареи с гелевым электролитом. Продолжительность работы в аварийном режиме определяется емкостью аккумуляторной батареи и потребляемой мощностью питаемого устройства.

Таблица 1.  Выходные характеристики бесперебойных блоков питания

 

Uвых (от сети 220 В), В

Iвых,  А

Uзаряда, В

Iзаряда, А

Общая мощность, Вт

UPS 30Wt

14,1

2

13,6–13,8

0,5

35

UPS 45Wt

14,1

3

13,6–13,8

0,7

52

UPS 75Wt

14,1

5

13,6–13,8

0,9

83

При наличии сетевого напряжения уровень выходного напряжения на всех моделях серии составляет 14,1 В. При пропадании сетевого напряжения питание происходит от свинцового аккумулятора. В этом случае диапазон выходного напряжения составит 10,2–13,8 В.

Каждая модель данной линейки поставляется в следующих вариантах исполнения:

  • Open Frame (OPF) — модуль печатной платы с компонентами для установки в изделие заказчика;
  • Simple — блок питания в компактном алюминиевом корпусе с возможностью крепления на DIN-рейку;
  • BOX — пластиковый корпус с внутренним отсеком для установки свинцово‑кислотной АКБ емкостью 7 или 9 А·ч с тамперконтактом для подключения к системе охраны, колодкой предохранителя и возможностью крепления на DIN-рейку (DIN-держатель является конструктивом корпуса);
  • металлический BOX с местом под установку аккумулятора 7, 9 или 18 А·ч, монтажными отверстиями для крепления платы электроники, используемой заказчиком.

Основные характеристики:

  • диапазон сетевого напряжения: 86–264 В AC, 110–360 В DC;
  • частота сети: 47–63 (400) Гц;
  • отключение АКБ от нагрузки при разряде до 10,6 В;
  • горячая замена АКБ;
  • подключение аккумулятора к нагрузке без сети 220 В;
  • запуск блока питания без подключенной АКБ;
  • отсутствие провалов питания при переключении;
  • защита выхода от перегрузки, КЗ;
  • 100%-ная автоматическая защита выхода;
  • защита линии заряда от КЗ, перегрузки, переполюсовки;
  • мощность холостого хода: 1 Вт;
  • четыре информационных выхода;
  • индикация режима работы тремя светодиодами;
  • дополнительная плата индикации на бокс;
  • миниатюрный алюминиевый корпус, пластиковый бокс;
  • возможность поставки в пластиковом боксе с креплением на DIN-рейку;
  • сертификат ГОСТ Р, СЕ, UL;
  • гарантия 3 года.

Функциональная схема бесперебойного блока питания и работа основных узлов

Все блоки линейки маломощных бесперебойных блоков питания компании FARADAY Electronics имеют одинотипную структуру и схемотехнику базовых узлов.

На рис. 1 показана функциональная схема бесперебойного блока питания FARADAY Electronics UPS 30–75W.

Функциональная схема бесперебойных блоков питания UPS 30/45/75W

Рис. 1. Функциональная схема бесперебойных блоков питания UPS 30/45/75W

Основными узлами блоков бесперебойного питания являются: сетевой импульсный преобразователь напряжения AC/DC в постоянное напряжение, зарядное устройство для подключаемого резервного источника (свинцового 12‑В аккумулятора), автомат переключения питания «сетевое питание/резервное».

Конвертер сетевого напряжения бесперебойных блоков FARADAY Electronics выполнен на основе обратноходового импульсного конвертера напряжения с защитой от короткого замыкания и превышения напряжения. Стартовый ток ограничен термистором, защита от скачка входного напряжения построена на основе варистора и плавкого предохранителя. В печатной плате предусмотрена защита входных и выходных цепей блока от сверхнапряжений (статическое напряжение или наводки напряжения на проводах при близких ударах молнии).

Наличие входного фильтра, трансформаторной развязки, оптимальной разводки проводников и расположения компонентов позволяет минимизировать электромагнитные помехи как в сторону сети, так и в эфир. Надежность и долговечность работы силовой части блока достигнуты за счет использования современной и качественной элементной базы: микросхемы ШИМ-контроллера, электролитических конденсаторов с повышенным ресурсом типа Long Life 105C, качественных ключевых компонентов.

В качестве силового коммутационного устройства в схеме защиты аккумулятора предусмотрено реле. Это решение позволило свести потери коммутации между аккумулятором и выходом блока к минимуму. При максимальном токе на нагрузку (6 А для блока UPS 75W) потери в цепи блока составляют не более 0,15 В.

Система контроля состояния и заряда аккумулятора

Узел контроля состояния и заряда аккумулятора полностью автоматический. При наличии короткого замыкания на выходе, переполюсовки (в момент подключения аккумулятора) или перегрузки по току (например, когда из строя выходит одна из банок аккумулятора и ток заряда повышается за счет снижения внутреннего сопротивления) блок переходит в режим защиты. При этом ток цепи заряда снижается до единиц миллиампер. Схема не содержит плавких и самовосстанавливающихся предохранителей, поэтому не нуждается во вмешательстве оператора и не требует ремонта после возникновения описанных неисправностей.

Ток отсечки с аккумулятора на нагрузку (как при работе от сети 220 В, так и без нее) может быть отрегулирован подстроечным резистором, установленным на плате модуля UPS. Схема защиты от глубокого разряда аккумулятора срабатывает при достижении напряжением порогового значения 10,2–10,6 В в зависимости от нагрузки: чем больше ток нагрузки, тем выше напряжение отсечки. При обнаружении превышения максимального тока на нагрузке или при достижении напряжения полного разряда аккумулятора система полностью отключает аккумулятор и не потребляет от него энергию. При появлении нормального сетевого напряжения система подсоединяет аккумулятор к цепи заряда.

Заряд аккумулятора происходит автоматически постоянным напряжением с ограничением максимального тока при наличии разности напряжений между аккумулятором и узлом заряда. При достижении напряжения в 13,6–13,8 В на клеммах аккумулятора ток заряда стабилизируется на уровне 20–50 мА в зависимости от емкости и типа подключенного аккумулятора. Ток холостого хода (сеть 220 В отключена, нагрузка отключена) составляет 20 мА для UPS 30W/45W и 40 мА для UPS 75W, таким образом, в режиме ожидания на поддержание работоспособности система потребляет минимальный ток (рис. 2).

Графики заряда аккумуляторов для блоков различной мощности

Рис. 2. Графики заряда аккумуляторов для блоков различной мощности

Опционально возможна установка внешнего терморезистора с фиксацией на корпусе аккумуляторной батареи для термокомпенсации напряжения заряда аккумулятора. Эта функция позволяет увеличить срок службы аккумулятора.

Запуск блока питания возможен и при отсутствии сети 220 В. Для этого на плате блока предусмотрена микрокнопка, при кратковременном нажатии на которую происходит подключение аккумулятора к системе и нагрузке. Аккумулятор будет подсоединен к нагрузке, если соблюдена полярность, нет перегрузки по току на нагрузку в момент подключения и напряжение на клеммах аккумулятора более 10,6 В.

Статусная светодиодная индикация

Бесперебойные блоки питания можно использовать как готовое отдельное устройство с индикацией на внешней крышке либо же внутри изделия с индикацией непосредственно на плате источника. Состояние блока характеризуется тремя светодиодными индикаторами:

  • желтый светодиод: постоянно светится — сеть 220 В в норме, моргает — сработала защита по входу;
  • красный светодиод: постоянно горит — напряжение на АКБ ниже уровня 12,8 В;
  • зеленый светодиод: горит — на выходе БП номинальное напряжение.

Информационные выходы

Кроме визуальной светодиодной индикации, блоки UPS линейки имеют выходы типа «открытый коллектор», которые могут быть использованы в системах общей телеметрии бесперебойного питания для сигнализации о следующих событиях:

  • наличие/отсутствие напряжения на выходе блока;
  • наличие/отсутствие сети 220 В;
  • разряд аккумулятора ниже 11 В;
  • проблема в цепи заряда аккумулятора — короткое замыкание, переполюсовка, превышение тока заряда.

Информационные выходы могут управлять реле с током не более 30 мА или быть подключены непосредственно к процессору или иному устройству с подтяжкой выходов к напряжению питания через ограничивающий резистор.

Конструкция

В таблице 2 приведены габаритные размеры для каждого варианта исполнения бесперебойных блоков питания FARADAY Electronics. Конструктивные решения при разработке данных моделей позволили создать компактные алюминиевые корпуса, стойкие к механическим воздействиям.

Таблица 2. Габаритные размеры моделей UPS FARADAY Electronics

 

UPS 30W

UPS 45W

UPS 75W

Алюминиевый корпус ALU (Simple), мм

101×59×29

110×68×31

134×74×37

Модули Open Frame (OPF), мм

97,5×55,5×23

107×65×32

127×69×32

Пластиковые боксы (Box) под установку АКБ 7–9 А·ч, мм

210×180×100

Металлический бокс, мм

220×80×240

205×85×305

Возможность крепления на DIN-рейку делает корпуса FARADAY Electronics универсальными для использования в системах охраны, доступа, видеонаблюдения, автоматики. На рис. 3–6 показаны общие виды маломощной линейки моделей UPS FARADAY Electronics в исполнениях Open Frame (OPF), алюминиевом компактном корпусе ALU Simple, пластиковом Box и металлическом корпусах.

Базовый модуль линейки UPS (30/45/75 Вт) в бескорпусном исполнении OPF (Open Frame)

Рис. 3. Базовый модуль линейки UPS (30/45/75 Вт) в бескорпусном исполнении OPF (Open Frame)

Общий вид исполнения блоков UPS (30/45/75 Вт) в алюминиевом корпусе (Simple)

Рис. 4. Общий вид исполнения блоков UPS (30/45/75 Вт) в алюминиевом корпусе (Simple)

Общий вид корпуса (исполнение Box) для размещения блоков UPS (30/45/75 Вт) с отсеком для резервного источника питания — свинцово кислотного аккумулятора

Рис. 5. Общий вид корпуса (исполнение Box) для размещения блоков UPS (30/45/75 Вт) с отсеком для резервного источника питания — свинцово кислотного аккумулятора

Металлические корпуса с отсеками под установку аккумуляторов с емкостью 7 или 9 А•ч

Рис. 6. Металлические корпуса с отсеками под установку аккумуляторов с емкостью 7 или 9 А•ч

Все модели комплектуются кабелем со стандартными разъемами для подключения аккумулятора и платой индикации для крепления на корпус конечного изделия (крепление на двусторонний скотч).

 

Порядок работы с блоком, основные функции, особенности

При подключении блока питания сначала необходимо подсоединить провода переменной сети, затем провода нагрузки. Подключение батареи произвести после подачи переменного тока на вход блока. При работе от сети 220 В блок автоматически заряжает батарею до 13,8 В, по окончании заряда ток, потребляемый аккумулятором, снизится до 10–50 мА, в зависимости от типа и емкости батареи. В случае пониженного напряжения на батарее (из-за внутренней неисправности) менее 9 В такая батарея к блоку подключаться не будет. Блок войдет в режим защиты цепи заряда от перегрузки. В случае переполюсовки при подключении батареи или короткого замыкания между контактами кабеля аккумуляторной батареи блок питания войдет в режим защиты цепи заряда аккумулятора с автоматическим восстановлением.

В режиме работы от аккумулятора подключение происходит автоматически. Блок не запустится в следующих случаях:

  • неправильно подключены контакты батареи (переполюсовка);
  • напряжение на батарее ниже 10,6 В;
  • ток на нагрузку выше номинального тока, указанного в данном описании.

Батарея будет автоматически отключена от нагрузки (при работе без сети 220 В), если напряжение на контактах батареи опустится ниже 10,4–10,6 В. Заряд батареи восстановится автоматически при возобновлении питания по сети 220 В. Данные модели бесперебойных блоков питания не нуждаются в обслуживании.

Основные области применения блоков бесперебойного питания ТМ FARADAY Electronics:

  • охранно-пожарные системы;
  • системы разграничения доступа;
  • системы видеонаблюдения;
  • медицинское оборудование;
  • системы передачи данных;
  • кассовое оборудование;
  • системы бесперебойного питания.

Достоинствами блоков FARADAY Electronics по сравнению с конкурентами являются высокая степень защиты и надежности, практичность использования, а также безупречный дизайн.

 

Гарантии производителя

При отсутствии механических повреждений и следов влаги гарантия на бесперебойные блоки питания составляет 3 года. Использование серийных номеров для маркировки каждого изделия позволяет определить дату производства конкретного блока и защитить продукцию ТМ FARADAY Electronics от подделок. Проверить серийный номер любого из поставляемых ТМ FARADAY Electronics изделий можно на сайте www.faraday-el.com.

На блоки питания, комплектуемые штатными аккумуляторами FARADAY Electronics, срок гарантии увеличивается еще на 1 год. Минимальный гарантированный срок эксплуатации при условии применения оригинальных комплектующих FARADAY Electronics — не менее 8 лет.

 

Заключение

Бесперебойные источники питания FARADAY имеют следующие преимущества:

  • компактные размеры корпусов;
  • наличие комплексной автоматической защиты блоков питания от перепадов входного напряжения, короткого замыкания, от перегрузок;
  • наличие опций термозащиты и грозозащиты цепей питания в отдельных моделях;
  • для исполнений с креплением блоков питания на DIN-рейку — возможность использования как винтовых соединений, так и фиксаторов.

Кроме того, ТМ FARADAY Electronics предоставляет услугу бесплатной разработки блоков питания по техническому заданию заказчика в случае размещения серийного заказа.

Другим преимуществом компании является предоставление услуг при разработке, производстве и поставке электронных модулей. При этом возможна консультация и участие специалистов компании в разработке как электронных модулей, так и корпусов для выпускаемых изделий.

ТМ FARADAY Electronics имеет представительства в Санкт-Петербурге, Краснодаре, Киеве, Шеньжене, Варшаве, Дубае, Альбукерке. Продукция сертифицирована в России, Украине и странах ЕС.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *