10+1 نکته طلایی و مهم در انتخاب منبع تغذیه ریلی صنعتی

در این مقاله سعی می کنیم به نکات مهم در انتخاب منبع تغذیه سوئیچینگ بپردازیم و بررسی کنیم هنگام خرید منبع تغذیه باید چه نکاتی را مد نظر قرار دهیم. وقتی وارد بازار می شویم با انبوهی از منبع تغذیه ها رو به رو می‌شویم که هرکدام دارای ویژگی های خاص خودشان هستند و برای کاربردهای خاصی ساخته شده اند. اینکه کدام منبع تغذیه مناسب کار ما می باشد یکی از دغدغه های است که بسیار از افراد ممکن است با آن مواجه باشند. منبع تغذیه یکی از اجزای کلیدی و مهم در تجهیزات اتوماسیون صنعتی است. اهمیت آن از این جهت است که تأمین کننده برق مناسب برای تجهیزات مهم و حساس اتوماسیون برق صنعتی است از جمله سنسورها، PLC ها و … . موقع انتخاب منبع تغذیه ریلی گزینه های بسیاری وجود دارد و با توجه به اهمیت فوق العاده آن، کار انتخاب از بین منابع تغذیه سوئیچنگ موجود را دشوار می کند. به همین منظور ما در واحد تحقیق و توسعه زیتون الکترونیک به عنوان تولید کننده منابع تغذیه سوئیچینگ در این مقاله قصد داریم 10 نکته کاربردی درباره انتخاب منبع تغذیه ریلی بیان کنیم تا شما برقکاران و صنعتگران گرامی را در انتخاب مناسب آن کمک کند. با ما همراه باشید

1- ابعاد مکانیکی و شکل ظاهری

اولین نکته ای که در انتخاب یک منبع تغذیه مناسب باید به آن توجه داشت شکل و اندازه ظاهری آن است. به طور کلی منابع تغذیه صنعتی به لحاظ ظاهری به دو دسته کف خواب و ریلی تقسیم می شوند. کاربردهای هر یک از این دو نوع متفاوت است هرچند برخی از افراد به تفاوت بین این دو توجه نداشته و به جای یکدیگر به کار می برند. برای آشنایی بیشتر مقاله منبع تغذیه ریلی در مقابل منبع تغذیه کف خواب را مطالعه کنید. منبع تغذیه ریلی با توجه به نوع ریل، شکل ظاهری جالبی خواهد داشت.

انواع ریل

در حال حاضر سه نوع ریل داریم: 1- نوع top hat: نوع رایج موجود در ایران است که ابعاد آن در شکل زیر نشان داده شده است. این نوع مطابق با استانداردهای EN 50022، BS 5584 و DIN 46277-3 است. عمق این نوع ریل 7.5 میلیمتر یا در برخی مدل ها 15 میلیمتر است. حداکثر ارتفاع این نوع ریل 35 میلیمتر و ضخنکامت 1 میلیمتر است. 2- نوع G با ‌استاندارهای EN 50035، BS 5825 و DIN 46277-1 مطابقت دارد. ابعاد کلی آن 32 در 15 میلمتر است. 3- در نوع C مدل های C20، C30، C40 و C50 معروفیت بیشتری دارند. بنابراین اولین نکته این است که اطمینان حاصل کنید که سبک و ابعاد منبع تغذیه و ریل با هم سازگاری دارند. هر چند که معمولا منبع تغذیه ها را با ریل از نوع top hat سازگارند، اما این نکته ای است که موقع انتخاب منبع تغذیه باید به آن دقت شود. نکته دیگیری که باید به آن توجه داشت اندازه خود منبع تغذیه است. معمولا طول و عمق منبع تغذیه ها ثابت و در یک اندازه است (طول در حدود 8 سانتیمتر و عمق در حدود 6 سانتی متر) اما تفاوت منابع تغذیه بیشتر در عرض آن هاست. مثلا منبع تغذیه 1.0 آمپر ریلی از اندازه معمولی تا اندازه مینیاتوری وجود دارد. کوچکتر بودن هر چند می تواند خوب باشد اما این نکته را باید در نظر داشت که هر یک از ان منابع تغذیه با ابعاد مختلف کارکرد و ویژگی های خاص خود را دارند و به طور کلی نمی توان گفت که کدام بهتر است. بنابراین بهتر است هنگام انتخاب یک منبع تغذیه سوئيچینگ ریلی با توجه به نیاز خود ابعاد آن را در نظر بگیریم.

انواع منبع تغذیه ریلی را اینجا ببینید.

2- روش خنک سازی و محدوده دمای کاری

طراحی جذاب و جالب مدل دین ریل منابع تغذیه سوئيچینگ، باعث شده کاربردها و استفاده های فروانی داشته باشند. این کاربردها گستره وسیعی از محیط های باز تا محیطهای بسته را در بر میگیرد. بنابراین هنگام انتخاب یک منبع تغذیه ریلی مهم است که دقت گردد منبع تغذیه قرار است در چه محیطی مورد استفاده قرار گیرد. از آنجا که منبع تغذیه ریلی داخل تابلو برق و در یک محیط بسته قرار می گیرند بنابراین نیازی به فن داخلی ندارند اما طراحی داخلی آن باید بگونه ای باشد که ضمن تولید گرمای کمتر، بتواند گرمای تولیدی خود را به راحتی دفع نماید. اینکار معمولا توسط هیت سینک های آلومینیومی (hit sink) تعبیه شده داخل دستگاه انجام می شود. جریان هوا از شیارها و منافذ موجود در قاب منبع تغذیه عبور کرده و با برخورد هوا به هیت سینک سبب خنک شدن قطعات داخلی و خود دستگاه می شود. دلیل دیگری که می توان برای نداشتن فن داخلی این نوع منابع تغذیه بیان کرد کاهش ابعاد آن است که این مورد سبب شده منبع تغذیه دارای ابعاد کوچکتری باشد. علاوه بر توجه به روش خنک سازی باید به محدوده دمای کاری منبع تغذیه دقت داشت و باید مشخص شود دمای محیطی که دستگاه در آن قرار دارد به چه میزان است. اگر محیط اطراف منبع تغذیه دمای بالایی دارد باید از دستگاهی استفاده کرد که تحمل گرمایی بالاتری دارد. گرمای محیط می تواند ناشی از آب و هوای منطقه جغرافیایی (مانند شهرهای گرمسیر)، دستگاه های گرمای زای محیط صنعتی (کارخانه)، یا تجهیزات اتوماسیون صنعتی داخل تابلو برق باشد. جهت اطمینان از خنک سازی بهتر منبع تغذیه توصیه می شود فاصله مناسب با دیگر دستگاه ها داشته باشد. چرا که حتی اگر گرمای زیاد باعث خرابی منبع تغذیه نشود سبب کاهش عمر مفید آن می گردد. به خصوص اگر خازن های الکتریکی داخلی بیش از حد گرم شوند.

3- حفاظتها

معمولا از تجهیزات اتوماسیون صنعتی انتظار می رود که برای مدت طولانی به صورت مطمئن و ایمن و بدون نیاز به نظارت و دخالت توسط نیروی انسانی کار کنند. به همین دلیل است که باید از حوادث و اتفاقات احتمالی که باعث می شود تجهیزات اتوماسیون صنعتی آسیب ببینند و یا در کار آنها خللی وارد کند جلوگیری نمود. منبع تغذیه ریلی می تواند این نقش را ایفا کند. بنابراین مهم است که موقع انتخاب منبع تغذیه ریلی به موارد حفاظتی آن توجه شود. موارد حفاظتی که در منبع تغذیه می تواند وجود داشته باشد معمولا شامل این موارد است: حفاظت در برابر اتصال کوتاه، اضافه جریان، حفاظت دمایی و حفاظت اضافه ولتاژ.

1. حفاظت اتصال کوتاه: در صورت اتصال کوتاه سیم های خروجی، جریان خیلی زیادی وارد مدار می شود که اگر منبع تغذیه دارای حفاظت اتصال کوتاه نباشد این افزایش جریان آنقدر ادامه پیدا می کند تا خود منبع تغذیه و یا تجهیزات متصل به آن را از کار بیاندازد. در صورت که منبع تغذیه ریلی به حفاظت اتصال کوتاه مجهز باشد اگر اتصال کوتاه رخ دهد منبع تغذیه به طور خودکار خاموش می شود و جریان خروجی صفر می گردد تا هم خود منبع تغذیه و هم تجهیزات متصل به آن آسیبی نبینند.
2. حفاظت اضافه جریان: حفاظت اضافه جریان منبع تغذیه ریلی دو مدل دارد:
   •  حفاظت اضافه جریان در ورودی منبع تغذیه است که باعث می‌شود جریان ورودی از یک مقدار مشخص فراتر نرود.
   • حفاظت اضافه جریان در خروجی منبع تغذیه که موجب می گردد جریان خروجی که متصل به تجهیزات اتوماسیون صنعتی است از یک مقدار مشخص بیشتر نشود. وقتی که اضافه جریان در خروجی رخ می دهد سه حالت می تواند رخ دهد:
     • i) در حالت اول پس از اینکه اضافه جریان رخ داد منبع تغذیه خاموش می شود.
     • ii) پس از آنکه جریان از مقدار مشخص بالاتر رفت جریان را ثابت نگه می دارد
     • iii) پس از آنکه اضافه جریان در خروجی به وجود آمد خروجی حالت اتصال کوتاه رخ می دهد و سبب می شود جریان اضافه به منبع تغذیه باز گردد و به تجهیزات متصل به آن منتقل نشود.
3.  حفاظت اضافه ولتاژ: یکی از کارکردهای منبع تغذیه تأمین ولتاژ مناسب برای دستگاه مصرف کننده است. منبع تغذیه ریلی به لحاظ اهمیتی که دارند باید ولتاژ خروجی را ثابت نگه دارند و مانع از اضافه ولتاژ در خروجی شوند.
4. حفاظت دمایی: در حفاظت دمایی، سبب می گردد دمای منبع تغذیه ریلی از حد مجاز فراتر نرود.
5. حفاظت دو فاز شدن برق ورودی: از دیگر ویژگی‌های مهم این سری از محصولات، حفاظت در برابر دوفاز شدن برق ورودی است که سبب شده در مواردی که به هر علتی برق ورودی دو فاز می‌شود (سیم نول، فاز دار می‌شود) از خود محافظت نماید.

تست دو فاز شدن منبع تغذیه

در ویدیو زیر تست دو فاز شدن منبع تغذیه را ببینید.

در هریک از حفاظت های پیش بینی شده در منبع تغذیه ریلی، علاوه بر نوع حفاظت، روش بازگشت به حالت عادی (ریکاوری) آن به محض برطرف شدن مورد خطا نیز مهم است. در برخی مدل ها برای بازگشت منبع تغذیه به حالت عادی نیاز است که دستگاه منبع تغذیه مجددا راه اندازی (ری استارت) شود. اما روش بهتر این است که دستگاه منبع تغذیه ریلی با مرتفع شدن خطا، به صورت خودکار به حالت عادی خود بازگردد.

4- ولتاژ/جریان خروجی ثابت یا متغیر

منابع تغذیه کاربردها و موارد استفاده گسترده ای دارند. در برخی از کاربردها مانند سیستم های آزمایشگاهی خروجی قابل تنظیم ولتاژ DC مناسب و یا حتی ضروری است. از سوی دیگر در برخی کاربردهای دیگر نیاز است که ولتاژ DC ثابت باشد. به عنوان مثال در چراغ های ال ای دی (LED) برای اطمینان از اینکه هر گونه نوسان، افزایش یا تغییر جریان، در نورپردازی LED تاثیر نمی گذارد به ولتاژ DC ثابت نیاز است. برای کاربردهای صنعتی جریان خروجی ثابت مفید است که در آنها اجازه می دهد خروجی منبع تغذیه ثابت باقی بماند. در برخی منابع تغذیه ریلی از قطعه ای به نام پتانسیومتر (Potentiometer) استفاده می کنند که با استفاده از آن کاربر می تواند ولتاژ خروجی را به صورت بسیار محدود (در حد 1 ولت) [جهت جبران افت ولتاژ در طول سیم] افزایش دهد.

5- ترمینال ها و اتصالات سیم کشی

اگر جریان گذرنده از سیم بین خروجی منبع تغذیه ریلی و بار بیشتر از چند دهم آمپر باشد باید تا حد ممکن طول سیم کوتاه و سطح مقطع آن بزرگ باشد. این کار باعث می شود توان کمتری روی سیم تلف شود و در نتیجه گرمای تولیدی کاهش می یابد. این کاهش اتلاف، سبب می‌گردد که ولتاژ در ترمینال های دستگاه ها مصرف کننده (بار) افت کمتری داشته باشد. نکته: به طور کلی برای اتصالات حتی الامکان از سیم‌های با قطر مناسب (متناسب با جریان گذرنده از آن) استفاده نمایید. استفاده از سیم‌های نامناسب (مخصوصا هنگامی که طول سیم اتصالی بیشتر از نیم متر است و جریان خروجی بالاست) به دلیل وجود مقاومت اهمی نسبتا بالا، باعث می‌شود مقداری از ولتاژ خروجی دستگاه روی سیم‌های خروجی افت کند که علاوه بر ایجاد تلفات و گرمای اضافه، سبب کاهش ولتاژ خروجی می‌شود. همچنین برای سیم های ورودی AC منبع تغذیه ریلی، تا حد ممکن باید طول سیم کوتاه و سطح مقطع آن بزرگ باشد تا تلفات کمتر شود. برای کاهش القای نویز به سیم های خروجی DC منبع تغذیه، سیم های ورودی AC باید از سیم های خروجی + و – DC جدا و با فاصله باشند. به همین علت نیز هر کدام از جفت سیم های ورودی و جفت سیم های خروجی باید جدا باشند. جدا و با فاصله بودن سیم های ورودی و خروجی سبب می شود که احتمال اتصالی بین سیم ها کاهش یابد. البته باید توجه داشت که این مورد وابسته به طراحی ظاهری منبع تغذیه ریلی و محل قرار گیری ترمینال های ورودی و خروجی و نوع ترمینال ها است. بهترین حالت وقتی است که ترمینال های ورودی در یک سمت و ترمینال های خروجی سمت دیگر منبع تغذیه باشد.

6- بازدهی منبع تغذیه ریلی صنعتی و مصرف انرژی در حالت بدون بار

معمولا اتلاف انرژی به صورت گرما رخ می دهد و اگر دستگاهی گرمای زیادی تولید کند نشان دهنده آن است که بخش زیادی از انرژی آن به گرما تبدیل شده و بازدهی آن کاهش می باید. بنابراین بهتر است منبع تغذیه ای انتخاب شود که گرمای کمتری تولید کند و در نتیجه بازدهی بالایی داشته باشد. بازدهی را به صورت نسبت توان ورودی به خروجی می سنجند و به صورت درصد بیان می کنند. این مقدار هر چه بیشتر و نزدیک به 100 باشد بهتر است. معمولا بازدهی 89 درصد مقدار خوبی است. برای اطلاع از مقدار بازدهی به کاتالوگ محصول مراجعه کنید. در خصوص بازدهی مورد دیگری که باید به آن توجه داشت مقدار مصرف انرژی منبع تغذیه در حالت بدون بار است. وقتی که منبع تغذیه ورودی ان متصل و دستگاه روشن باشد در صورتی که خروجی به باری وصل نباشد، با این حال منبع تغذیه مصرف داخلی ناچیزی دارد که هر چقدر بازدهی منبع تغذیه سوئیچینگ بالاتر باشد این مقدار کمتر خواهد بود. در برخی منبع تغذیه ها در وضعیت بدون بار، مصرف انرژی تا زیر 0.1 وات هم رسیده است.

7- بازه ولتاژ ورودی

موقع انتخاب منبع تغذیه باید به ولتاژ منطقه خود توجه کنید. برخی منبع تغذیه ها در بازه ولتاژی خاصی کار می کنند. اما اگر منبع تغذیه ریلی به طور بالقوه قرار است در کشورهای مختلف کار کند، باید دامنه ولتاژ ورودی AC یونیورسال از حدود 80 تا 264 ولت AC و همچنین فرکانس 47 تا 63 هرتز مورد نیاز است. اما جدا از موارد خاص به طور معمول ولتاژ ورودی 100 تا 260 ولت AC بازه مناسبی است.

8- قابلیت های اضافی و تماس سیگنال کنترل

در نظر بگیرید که  منبع تغذیه به چه ویژگی های اضافی برای استفاده خود نیاز دارد. ویژگی هایی مانند:

•  DC-OK (DC-OK relay contact)
•  پورت IO-Link
• دامنه ورودی DC گسترده
• کنترل از راه دور
• بردهای PC با روکش منسجم (Conformal coated PC-boards)
• تاییدیه های خاص

9- فرکانس سوئیچینگ ثابت

در برخی از کاربردهای حساس به نویز، منبع تغذیه با با فرکانس سوئیچینگ ثابت، به عنوان مثال، 100 کیلو هرتز می تواند یک مزیت خاص باشد. فرکانس سوئیچینگ ثابت سبب جلوگیری از تداخل فرکانسی می شود.

10- استاندارد تجهیزات صنعتی

بر اساس منطقه کاری، استانداردهای تجهیزات صنعتی وجود دارد که برخی عمومی و برخی دیگر تخصصی هستند.

نکاتی از زبان با تجربه ها

اقتصاد یک مجموعه تولیدی به خط تولید آن است. اگر به هر دلیلی خط تولید از کار افتاد آن مجموعه تولیدی دچار خسارتهای فراوانی می شود. بسته به نوع فعالیت مجموعه اهمیت این موضوع می تواند خیلی زیاد باشد. یکی از علل این اتفاق مربوط به تجهیزات اتوماسیون صنعتی به ویژه منبع تغذیه است. برقکارهای با تجربه معمولا توصیه می کنند به علت حساسیت بالای منبع تغذیه همیشه حداقل یک منبع تغذیه اضافه کنار دیگر تجهیزات باشد در صورتی که منبع تغذیه اصلی دچار مشکل شد بلافاصله منبع تغذیه جدید جایگزین شود تا بدین وسیله از وارد شدن خسارتهای احتمالی به مجموعه تولیدی جلوگیری گردد.

• سعی نکنید منبع تغذیه را تعمیر کنید! منبع تغذیه حساسه
• هیچ وقت به خاطر قیمت قید منبع تغذیه ریلی با کیفیت را نزنید! منبع تغذیه حساسه