高峰值功率AC-DC電源供應(yīng)器應(yīng)用與產(chǎn)品選用: HRP-N3系列

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文: 朱月凱/技服中心
zhuyk@meanwell.com.cc

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及工業(yè)進(jìn)步，直流馬達(dá)越來(lái)越被廣泛應(yīng)用到電器產(chǎn)品及工業(yè)設(shè)備中，例如工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備、ATM設(shè)備、數(shù)鈔機(jī)與打印機(jī)設(shè)備等；當(dāng)電源供應(yīng)器輸出是連接電感性或電容性負(fù)載應(yīng)用，或是需要驅(qū)動(dòng)多臺(tái)內(nèi)建DC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)備時(shí)，電源供應(yīng)器需要提供數(shù)倍于額定電流的能量來(lái)啟動(dòng)設(shè)備。為了滿足該特性，通常有以下幾種解決方案。
  1. 更換更高功率規(guī)格電源供應(yīng)器: 當(dāng)負(fù)載為3倍啟動(dòng)電流的150W直流馬達(dá)，一般需要購(gòu)買(mǎi)450W的AC-DC電源供應(yīng)器來(lái)滿足需求，但這對(duì)系統(tǒng)而言算是過(guò)設(shè)計(jì)，造成成本增加與空間浪費(fèi)。
  2. 并聯(lián)更多電源供應(yīng)器: 購(gòu)買(mǎi)多臺(tái)電源供應(yīng)器并聯(lián)來(lái)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，但多臺(tái)電源供應(yīng)器會(huì)壓縮系統(tǒng)內(nèi)部可用空間也提高成本。
  3. 優(yōu)化系統(tǒng): 優(yōu)化負(fù)載啟動(dòng)電流或設(shè)定時(shí)序依序啟動(dòng)負(fù)載，但會(huì)額外增加成本，且可能影響到啟動(dòng)特性。
可以瞬間提供設(shè)備峰值功率的高峰值功率電源供應(yīng)器，這無(wú)疑才是最佳的解決方案。除了可有效降低成本、減少體積，且方便客戶端設(shè)備的安裝。

明緯針對(duì)高峰值產(chǎn)業(yè)應(yīng)用推出HRP-N3系列單組輸出且內(nèi)建功率因子修正的AC-DC電源供應(yīng)器，該系列電源供應(yīng)器有150W/300W/600W三種功率機(jī)型，最高可提供5秒350%的輸出電流。

峰值功率定義與計(jì)算: 產(chǎn)品搭配負(fù)載需符合以下條件限制。





 



圖1 高峰值周期圖

計(jì)算范例:
數(shù)鈔機(jī)電機(jī)馬達(dá)瞬間功率需求24V/800W，持續(xù)時(shí)間<5秒，時(shí)間間隔由產(chǎn)品規(guī)格定義。

  1. 依瞬間功率需求，產(chǎn)品初步有以下選擇: HRP-600N3-24、HRP-600N-24、HRP-300N3-24，由最低額定功率選擇開(kāi)始計(jì)算并確認(rèn)是否符合需求
  2. 依產(chǎn)品規(guī)格與高峰值功率與周期對(duì)應(yīng)曲線(圖2)計(jì)算


 






 

 

     




3. 結(jié)論:
    • 在降低成本與減少空間前提下，系統(tǒng)建議采用200Vac以上供電，選用HRP-300N3-24。如果需要全電壓輸入范圍系統(tǒng)，需選用更高額定功率產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)算(HRP-600N-24全電壓輸入范圍可提供至900W峰值功率)。
    • 800W峰值功率持續(xù)時(shí)間<5秒，距離下次峰值功率輸出需間隔45秒以上。
    • 非峰值狀態(tài)功率上限為284.4W。

 


圖2 高峰值功率與周期對(duì)應(yīng)曲線

常見(jiàn)應(yīng)用案例：

案例一：工業(yè)機(jī)器手臂
工業(yè)機(jī)器手臂是一種仿真人臂功能的機(jī)械電子裝置，可替代人力完成許多繁復(fù)的作業(yè)要求。隨著工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)程加速，其應(yīng)用也日益廣泛。機(jī)器手臂中用到直流馬達(dá)作為其運(yùn)動(dòng)位移的驅(qū)動(dòng)，來(lái)完成諸多動(dòng)作。而明緯的HRP-N系列電源可提供持續(xù)5秒的250%峰值功率供直流馬達(dá)完成高可靠度的瞬時(shí)啟動(dòng)，消費(fèi)者無(wú)需再花費(fèi)過(guò)高的價(jià)格購(gòu)買(mǎi)大功率電源。

 


圖3 HRP-N系列應(yīng)用于機(jī)器手臂示意圖

案例二：大型打印機(jī)應(yīng)用
大型打印機(jī)的滾軸使用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，設(shè)備正常打印時(shí)功率僅幾百瓦，但是驅(qū)動(dòng)滾軸的馬達(dá)啟動(dòng)瞬間功率會(huì)達(dá)到一千瓦以上，此應(yīng)用條件下采用HRP-600N3機(jī)型可完美解決此問(wèn)題，避免功率浪費(fèi)。

 


圖4 大型印刷機(jī)

圖片來(lái)源:
1. 高峰值功率電源供應(yīng)器
 
2. 大型打印機(jī)