Come scegliere un alimentatore per sistemi di telecomunicazioni, reti e trasporti

Scegliere un alimentatore per apparecchiature di telecomunicazione, di rete o di trasporto significa specificare la continuità del servizio piuttosto che un ciclo di lavoro: il carico non si spegne mai, l"ingresso è raramente pulito e l"unità è spesso sigillata in un armadio che nessuno apre per anni. Ciò cambia l"ordine di priorità. L"intervallo di ingresso e il tempo di mantenimento vengono prima dell"efficienza, la topologia di ridondanza viene prima del formato dello chassis e il declassamento nell"ambiente interno reale determina la potenza molto più spesso di quanto non faccia la classificazione sulla targhetta. Questa guida illustra i requisiti effettivamente imposti da queste tre famiglie di applicazioni, quindi esamina le dimensioni che determinano per quale codice richiedere un preventivo.

Punti chiave

• La continuità del servizio è l’obiettivo del progetto. Questi carichi funzionano continuamente, quindi la disponibilità, non l'efficienza massima, determina le specifiche.

• L'intervallo di input è il primo filtro. Gli impianti DC per telecomunicazioni, i sistemi per veicoli e le reti industriali presentano tutti finestre diverse; un'offerta che si adatta a uno raramente si adatta a un altro.

• Il tempo di attesa è un requisito, non un bonus. Deve coprire il tempo necessario al carico prima di potersi arrestare in sicurezza, misurato al carico reale.

• La ridondanza è un componente separato. 1+1 e N+1 si ottengono con un modulo di ridondanza e non solo mettendo in parallelo gli alimentatori.

• Declassare alla temperatura ambiente dell'armadio sigillato. La temperatura interna, non la temperatura ambiente, determina la potenza utilizzabile.

• Confermare la conformità dalla dichiarazione del fornitore. Gli standard si applicano alle apparecchiature finali e la loro portata deve essere verificata anziché supposta.

Cosa richiedono questi sistemi da un alimentatore

Perché il servizio continuo modifica le specifiche?

Un rack per telecomunicazioni, un commutatore di aggregazione o un armadio di segnalazione funziona 24 ore al giorno, quindi ogni ora di inattività è un evento di servizio piuttosto che un inconveniente di pianificazione. Ciò sposta l'enfasi dall'efficienza di conversione al margine termico, al comportamento di protezione e alla capacità di continuare a funzionare nonostante un disturbo in ingresso. Le soglie di protezione contano più della curva di efficienza: un alimentatore che scatta per un breve calo di ingresso ha fallito l'applicazione anche se la sua efficienza nominale è eccellente. I meccanismi alla base di tale relazione sono trattati nella nostra guida su come l'alimentatore switching migliora l'affidabilità del sistema.

Quanto deve essere ampia la tolleranza di input?

Più ampio di quanto suggerisca la cifra nominale. Un impianto DC per telecomunicazioni da 48 V mantiene quasi 48 V ma non esattamente, e un bus industriale da 24 V aumenta durante la ricarica e si abbassa sotto carico. Nel trasporto la fonte può essere una batteria la cui tensione ai terminali si sposta sostanzialmente attraverso il ciclo di carica e scarica. Annota il minimo e il massimo che il tuo sistema può presentare, quindi seleziona in base a quella finestra con un margine: un"alimentazione specificata solo alla tensione nominale verrà interrotta nel momento meno conveniente.

Perché i transitori e i picchi guidano le specifiche?

Perché l'offerta è la prima componente raggiunta dal disturbo. Le specifiche pubblicate in questo portafoglio prevedono una corrente di picco pari a 20 A a 115 V CA e 40 A a 230 V CA, con un comportamento di spunto che deve essere tollerato dalla protezione a monte. Una tolleranza di ingresso più ampia e un front-end PFC aiutano entrambi: l' alimentatore PFC regolabile da 1.000 W per le telecomunicazioni offre un intervallo di ingresso di 110–240 V CA a 47–63 Hz, una potenza di uscita massima di 1.008 W, un intervallo di corrente di uscita da 6,7 A a 42 A attraverso una finestra di regolazione di 24 V–150 V, un'efficienza di conversione dall'88,3% al 91% e un MTBF di almeno 720.600 ore. Sul lato DC si applica la stessa logica: un convertitore step-down che alimenta un binario di telecomunicazioni deve sopravvivere ai transitori presenti sul bus senza trasferirli al carico.

Dimensioni di selezione

Di quanto tempo di attesa ha effettivamente bisogno il tuo carico?

Il tempo di mantenimento è l"intervallo durante il quale l"offerta mantiene la sua produzione dopo la rimozione dell"ingresso, quotato a un carico definito. Un esempio pubblicato specifica un tempo di mantenimento di 60 ms a 230 V CA e 12 ms a 115 V CA a pieno carico. Il numero che conta è il tempo necessario al carico per completare uno spegnimento sicuro o per essere consegnato a un feed ridondante, non la cifra più grande disponibile su una scheda tecnica. Misurare o calcolare prima tale requisito, quindi confrontarlo con la cifra pubblicata per il carico effettivo, poiché l"attesa si riduce all"aumentare del carico.

1+1 o N+1: quale topologia di ridondanza è adatta?

1+1 utilizza due alimentatori dimensionati in modo che uno dei due possa sostenere l"intero carico, garantendo protezione contro un singolo guasto con un cablaggio semplice. N+1 utilizza N alimentatori per il carico più uno di riserva, che è la scelta abituale quando il carico è distribuito su più convertitori o quando il sistema deve tollerare un guasto senza interruzione in un"installazione più grande. Entrambi richiedono un modulo di ridondanza per disaccoppiare le uscite: un modulo su guida DIN dedicato da 20 A che funziona a 12 V, 24 V o 48 V CC supporta configurazioni 1+1 e N+1. Due alimentazioni cablate in parallelo senza tale disaccoppiamento non forniscono l"isolamento presupposto dalla topologia.

Come si declassa all"interno di un armadio sigillato?

Leggere la curva di declassamento all'ambiente interno, quindi verificare se la curva è quotata con o senza flusso d'aria forzata. Un esempio pubblicato in questo portafoglio indica una temperatura operativa compresa tra −25 °C e +50 °C con declassamento superiore a 50 °C, il che indica che la cifra non è un limite di funzionamento ma una curva da leggere. In un armadio esterno sigillato l'ambiente interno può trovarsi ben al di sopra dell'aria esterna, quindi l'input corretto per il calcolo è la temperatura misurata dell'armadio nella posizione di montaggio. Per gli armadi in rack, gli alimentatori su guida DIN per gli armadi seguono la stessa logica e spesso formano lo strato di distribuzione CC.

Cosa cambiano i requisiti di isolamento e EMI?

I requisiti di isolamento derivano dalla disposizione di messa a terra dell'apparecchiatura, non da una preferenza. Laddove il carico non deve condividere un riferimento con la sorgente, è necessario un convertitore isolato; laddove il rack fornisce già un riferimento comune, un convertitore non isolato è la scelta economica e il risparmio può invece essere investito nella protezione dell'involucro: un convertitore CC-CC per telecomunicazioni da 48 V a 13,8 V è il modello standard per questo compito. Dal punto di vista EMI, un alimentatore con correzione del fattore di potenza presenta un profilo di corrente armonica inferiore, il che semplifica l'argomento a livello di apparecchiatura finale, e gli alimentatori per telecomunicazioni e di livello industriale in questo portafoglio coprono sia le disposizioni di ingresso CA che quelle di ingresso CC.

Quali allarmi e funzioni di monitoraggio sono importanti?

Per i siti non presidiati la risposta sono le funzioni che consentono a un operatore remoto di distinguere un guasto di alimentazione da un guasto di carico. I set di protezione pubblicati in questo portafoglio includono cortocircuito, sovraccarico, sovratensione, sovratemperatura, guasto e sottotensione della ventola e un flag di guasto della ventola o sottotensione è ciò che indica se l"unità si sta deteriorando o è completamente guasta. Decidi quali di questi segnali può utilizzare il tuo sistema di monitoraggio prima di finalizzare il numero di parte.

Quali standard e passaggi di conformità si applicano?

Gli standard si applicano alle apparecchiature finali piuttosto che alla fornitura isolata, quindi la questione della conformità inizia con la categoria del prodotto, ad esempio IEC/EN 62368-1 per le apparecchiature tecnologiche dell"informazione e della comunicazione o lo standard medico IEC/EN 60601-1 ove applicabile, che aggiunge vincoli sulla corrente di dispersione. Le emissioni di corrente armonica per le apparecchiature collegate alla rete pubblica a bassa tensione rientrano nella norma IEC 61000-3-2. In ogni caso, chiedi al fornitore la propria dichiarazione e conservala con il file del progetto piuttosto che dedurre la conformità da un riepilogo della scheda tecnica.

Tabella 1: Profilo dei requisiti per applicazione

Tabella 2: Prodotto e copertura del rating

Le cifre sopra riportate sono tratte dalle designazioni delle serie pubblicate e dalle tabelle delle specifiche. Confermare il modello esatto, la finestra di input e la curva di declassamento sulla scheda tecnica prima di ordinare.

Esempio svolto: dimensionamento del tempo di attesa e della ridondanza

Si consideri un"alimentazione rack per telecomunicazioni a 48 V che deve sopravvivere a un singolo guasto dell"alimentazione senza far cadere il carico, dove il carico necessita di 15 ms per completare uno spegnimento controllato e assorbe 20 A a 48 V.

Passaggio 1: convertire il carico in potenza. A 48V e 20A il carico è di 960W.

Passaggio 2: stabilire la finestra di input. Confermare il minimo e il massimo che l'impianto CC può presentare, quindi selezionare una fornitura il cui intervallo di input pubblicato copra entrambe le estremità con margine.

Passaggio 3: confrontare il tempo di attesa con il requisito. Il ritardo pubblicato è indicato a pieno carico e con una tensione di ingresso specifica e si riduce con un carico più elevato. Se la cifra pubblicata sul carico non copre i 15 ms richiesti dal carico, accettare un'alimentazione leggermente maggiore o aggiungere capacità al carico, ma dimensionare il margine dalla scheda tecnica, non dal numero del titolo.

Passaggio 4: scegliere la topologia di ridondanza. Con un singolo carico che richiede un funzionamento ininterrotto, 1+1 con ciascun alimentatore valutato per tutti i 960 W è la risposta semplice; N+1 diventa rilevante quando il carico è suddiviso su più feed.

Passaggio 5: aggiungere il componente di disaccoppiamento. Specificare un modulo di ridondanza con potenza nominale superiore a 20 A per alimentatore e verificare la caduta di tensione e l'efficienza pubblicate sul carico in modo che la caduta non consumi il margine calcolato nel passaggio 3.

Solo metodo illustrativo; non è una specifica del prodotto SMUN.

Lista di controllo dell"approvvigionamento prima di richiedere un preventivo

1. Finestra di input : minimo e massimo che la sorgente può presentare, con margine.

2. Ambiente interno : misurato all'interno dell'armadio chiuso nella posizione di montaggio.

3. Profilo di carico : corrente continua, spunto e tempo necessario al carico in caso di perdita di ingresso.

4. Topologia di ridondanza : 1+1, N+1 o nessuna, più la classificazione del modulo di disaccoppiamento.

5. Segnali di monitoraggio : quali flag di guasto possono essere utilizzati dal sistema.

6. Ambito di conformità : lo standard che disciplina le vostre apparecchiature finali e la dichiarazione del fornitore di cui avete bisogno.

Conclusione

Gli alimentatori per telecomunicazioni, reti e trasporti vengono selezionati per la disponibilità e la disponibilità è costruita in base a quattro decisioni in un ordine fisso: la finestra di input presentata dalla sorgente, il tempo di mantenimento richiesto dal carico, la topologia di ridondanza richiesta dal livello di servizio e il margine termico lasciato dall"ambiente installato. L’efficienza e i costi seguono tali decisioni anziché guidarle.

L"errore di specifica più comune in questa categoria è considerare il valore nominale della targa come un output disponibile. Un"unità da 2000 W con temperatura nominale di +50 °C in un armadio esterno sigillato non è un"unità da 2000 W nell"ambiente interno raggiunto dall"armadio. La lettura della curva di declassamento alla temperatura misurata è ciò che converte una targhetta in un valore consegnabile.

Prima di richiedere un preventivo, verificare la finestra di input, l"ambiente interno, i requisiti di blocco e se è previsto un modulo di ridondanza. Rispondi a questi quattro e la lista dei candidati sarà solitamente lunga due o tre numeri di parte.

Domande frequenti

D: Quanto tempo di attesa devo specificare?

R: Sufficiente per coprire qualsiasi operazione che il carico deve completare dopo la perdita dell"input: uno spegnimento controllato, un passaggio a un"alimentazione ridondante o il superamento di un breve disturbo. Confrontare i dati pubblicati con il carico effettivo e la tensione di ingresso, poiché il ritardo si riduce all"aumentare del carico.

D: Posso mettere in parallelo due alimentatori identici per garantire la ridondanza?

R: Non collegando direttamente le uscite insieme. La ridondanza richiede il disaccoppiamento in modo che un"unità guasta non possa abbassare la guida condivisa; un modulo ridondante dedicato con valore nominale superiore alla corrente per alimentazione fornisce tale funzione per le configurazioni 1+1 e N+1.

D: Un wattaggio più elevato significa sempre un margine termico maggiore?

R: No. I valori nominali si riferiscono a condizioni ambientali e di carico definite e la potenza ottenibile diminuisce all"aumentare della temperatura interna. In un armadio sigillato, la curva di declassamento alla temperatura ambiente interna misurata, e non il valore riportato sulla targhetta, determina ciò che l"unità può fornire.

D: È necessario un front-end PFC per le apparecchiature di telecomunicazione?

R: L"applicabilità dipende dalla classe dell"apparecchiatura, dalla corrente di ingresso e dall"edizione dei limiti di corrente armonica che regolano il prodotto; La norma IEC 61000-3-2 affronta le emissioni di corrente armonica per le apparecchiature collegate alla rete pubblica a bassa tensione. Un front-end PFC è un percorso comune per soddisfare tali limiti e riduce anche la corrente di ingresso alla stessa potenza di uscita.

D: Quali segnali di guasto dovrei cercare?

R: Quelli che consentono ad un operatore remoto di separare un guasto dell"alimentazione da un guasto del carico. I set di protezione pubblicati in questo portafoglio includono cortocircuito, sovraccarico, sovratensione, sovratemperatura, guasto e sottotensione della ventola e gli indicatori di guasto della ventola e sottotensione sono generalmente i più utili per i siti non presidiati.