Economisirea energiei prin reţele de management al puterii

Pentru a satisface liniile directoare europene de emisii de bioxid de carbon - European CO2, producătorii de automobile au investigat toate sistemele cu privire la respectarea eficienței energetice.
Chiar și cel mai mic consumator poate deveni un factor în a decide dacă o taxă de 95 EUR per 1g CO2/km trebuie să fie plătită sau nu. Unități de control ce nu sunt cerute în mod constant în prezent - la fel ca în telefoanele mobile - urmează să fie puse să lucreze în modul de economisire de curent. Două standarde de rețea concurente se luptă pentru a intra în atenția dezvoltatorului, anume rețelele numite Pretended Nework și Partial Nework. Acest articol analizează fiecare standard în ceea ce privește avantajele și dezavantajele și oferă abordări de soluție.



Figura 1

Provocarea - taxa pe CO2


Din 2012, toată lumea vorbește despre reglementarea Europeană în ceea ce priveşte taxarea emisiilor de CO2 ale automobilelor. Pentru automobilele vândute în Europa, ale căror emisii de CO2 depășesc limitele de reglementare, fiecare producător de automobile trebuie să plătească taxe de penalizare. Intenția din spatele acestei preocupări este de a face industria și consumatorii conștienți de costurile schimbărilor climatice și daunele asupra mediului cauzate de emisiile de CO2, printr-un preț clar. Taxa pe CO2 a determinat discuții controversate în public.
Dezbateri aprinse au urmat asupra cantității de CO2 taxate, eficacității acestei taxe sau întrebarea dacă taxa pe CO2 este totuși justificată. De fapt, taxa pe CO2 a declanșat o lungă discuție despre o problemă reală, legată de resursele limitate și de schimbările climatice. În afară de dezbaterea emoțională, mai este cale lungă de parcurs pentru a rezolva problemele. Producătorii de automobile au analizat modelele lor de autoturisme și au evaluat potențialele îmbunătățiri deja înainte de 2012. În fiecare segment constructiv, cum ar fi motorul cu combustie, aspirația aerului, rezistența la drum, până la consumatorii electrici, au fost calculate posibile îmbunătățiri și costuri aferente. Din acest punct de vedere, taxa pe CO2 motivează inovarea pentru procesele economice și utilizarea eficientă a energiei.
Reducerea CO2 prin unități de control
Acest articol se referă la rolul unități electronice de control care, asistată de microcontrolere, contribuie în mod semnificativ la reducerea consumului de ener­gie în autovehicule. Într-un autovehicul premium tipic, sunt folosite până la 100 de unități de control - interconectate într-o rețea - pentru a ajuta la creșterea eficienței.
Unele dintre acestea sunt active chiar și atunci când un autovehicul este parcat (de exemplu, controlul ușilor și protecția anti-furt). În scopul de a evalua creșterea eficienței în acest segment, trebuie să fie revizuit lanțul complet de factori cu impact asupra eficienței (vezi figura 1).
Unul dintre cei mai mari consumatori de energie într-o unitate de control este microcontrolerul, care este ali­mentat de la un regulator de tensiune. Regulatorul de tensiune pentru unitatea de control este alimentat prin alternator (dinam), care la rândul său este rotit de motorul cu combustie. Acest lucru înseamnă consum de combustibil, eliminând astfel CO2. Prin urmare, mai mult curent pentru un microcontroler necesită mai mult combustibilul consumat și, în consecință, vehiculul elimină mai mult CO2.
Un model de autovehicul premium, cu 100 de unități de control a ajuns acum să emită până la 5g CO2/km, doar ca urmare a consumului de curent în partea de control electronic, fără niciun alt consumator electric, de exemplu, farurile sau ventilatorul de aer condi­ționat. Taxa pe CO2 prevede perceperea de 95 EURO per 1g CO2/km per autovehicul, dacă limita de greutate specifică pentru emisii de CO2 este depășită. Astfel, pentru o emisie de 5g CO2/km, un producător de autovehicule ar trebui, prin urmare, să plătească o taxa de CO2 de până la 475 EURO.
Astfel de evaluări au crescut nivelul de conștientizare chiar și pentru cel mai mic consumator de energie. Departamentele de dezvoltare au urgentat să pună unitățile de control în modul de economisire curent cât mai des posibil sau chiar să le închidă complet. Această idee a fost copiată de la laptop-uri și telefoane mobile, în care display-urile sunt oprite și frecvența procesorului este redusă în cazul în care acesta este inactiv. Desigur, consumul de curent redus este, de asemenea, cuplat întotdeauna cu o funcțio­nalitate redusă și, în plus, timpul de revenire până când se ajunge la funcționalitatea completă este lung - la fel ca în cazul laptop-urilor. În timp ce o unitate de control a luminii pentru un trailer poate fi oprită complet, fără nicio pierdere de confort, în cazul în care niciun trailer este atașat la mașină, situația este diferită în cazul unui ventilator de aer condiționat. Prin urmare, inginerii trebuie să ia în considerare și să controleze exact atunci când o unitate de control nu este solicitată, în scopul de a economisi energie în detrimentul funcționalității acestuia.

Rețea de unități de control


Din moment ce în mașinile moderne toate unitățile de control comunică una cu alta prin intermediul unei rețele, producătorii de automobile au creat standarde care definesc cât de mult și în ce moment de timp, curentul pentru unitatea de control poate fi economisit. Un astfel de Software-Standard-Platform este, de exemplu, AUTOSAR. Ambele abordări de rețele, și anume “Partial Network” și “Pretended Network” au fost definite aici.
Comun pentru ambele abordări este că au fost speci­ficate 2 niveluri de economisire. În Pretended Network sunt “Nivelul 1” și “Nivelul 2”, iar în Partial Network sunt “Standby” și “Sleep”. Cu cât reducerea de curent este mai ridicată, cu atât este mai lung timpul de “trezire” a unei unități de control până când își recapătă funcționalitatea completă (vezi figura 2).

Figura 2

Pretended Network


Pretended Network urmează așa-numita abordare a celei mai bune practici (Best Practice); curenții de aici - în comparație cu Partial Network - chiar în condiții de utilizare extrem de redusă de resurse, sunt foarte mici, în prezent sub 7mA (ținta în viitor este de sub 2mA). Limita inferioară a curentului este determinată de un transceiver standard utilizat în prezent, care, prin curentul său de 5mA are ponderea cea mai mare în curentul de așteptare totală. În special producătorii de serii mari de autovehicule apreciază avantajul că noile unități de control Pretended Network pot funcționa împreună cu unitățile mai vechi din aceeași rețea. Acest lucru reduce riscul de dezvoltare consi­derabil și, de asemenea, permite introducerea continuă a acestei tehnologii în cadrul modelului de generație următoare.
Timpul de trezire este conside­rabil mai mic decât în Partial Network, deoarece microcontrolerul nu are alimentarea întreruptă în întregime niciodată astfel încât modernele moduri de economisire a energiei de către microcontroler pot fi utilizate în mod optim.

Partial Network


Partial Network este mult mai radicală față de Pretended Network și este, de asemenea, o abordare mai scumpă. Un nou tip de transceiver de rețea inteligentă controlează unitatea de comandă în întregime. Astfel, curenți de așteptare sub 0,5mA sunt posibil de realizat, dar aceasta nu este o soluție low-cost. O implementare completă a acestui standard prevede ca toate unitățile de control dintr-o rețea trebuie să fie dotate cu transceivere de rețea inteligentă. Un alt dezavantaj, pe lângă costurile suplimentare, este că unitatea de control are timpul de trezire relativ lung din modul de economisire maximă a curentului. Acest lucru se datorează faptului că pentru microcontroler, este aproape ca un proces de pornire la rece, care poate dura până la de 10 ori mai mult ca o pornire la cald (warm-start).

Decizia: Revoluție sau Evoluție?


Fiecare producător de autovehicule trebuie să-și pună întrebarea: Revoluție sau Evoluție? Ce se alege? Partial Network sau Pretended Network - sau cu alte cuvinte - cât de mulți bani și eforturi se pot consuma pentru a atinge obiectivul, respectiv reducerea emisiilor de CO2.
Astfel, întrebarea care se pune este: nu ar fi mai bine ca resursele pentru un transceiver de rețea scump plus eforturile suplimentare necesare pentru a converti software-ul din toate unitățile de control rețea și având reacția lentă a unității de comandă în modul de salvare maximă de curent să fie cheltuite pentru ceva diferit?
Abordarea soluției: Tehnologii de Economisire a Energiei (EST - Energy Saving Technologies)
În paralel cu relativ recenta dezbatere asupra economisirii de curent datorită taxei Europene CO2, Renesas a dezvoltat mai multe tehnologii care reduc consumul de curent al microcontrolerelor.
Cele 5 soluții diferite de economisire a energiei, au fost realizate astfel:

ES-FT: “Economisirea energiei – Flash Technology”
ES-NP: “Economisirea energiei – Network Power Management”
ES-LPS: “Economisirea energiei - Low Power Sampler”
ES-PM: “Economisirea energiei – Power Modes”
ES-PS: “Economisirea energiei – Power Scaling”

Primele două dintre aceste tehnologii vor fi analizate mai atent aici, pentru punerea în aplicare în rețelele Partial Network sau Pretended Network.

Figura 3

Economisirea energiei prin Flash Technology (ES - FT)


Renesas a avut un mare succes în dezvoltarea actualei sale tehnologii de 40 nm pentru microcontrolere cu Flash intern, folosite în domeniul auto.
Renesas a dezvoltat tehnologia numită tranzistor indigen (indigenous transistor) pentru microcontro­lerele pe 32-biți, crescând performanța și reducând în același timp consumul de curent cu 50%. Acest lucru reduce la jumătate consumul de curent în modul de operare în sine, fără a lua în considerare nicio limitare funcțională a unităților de control. Acest lucru implică o creștere a eficienței cu factorul 2, o realizare pe care doar câteva segmente din construcția de automobile ar putea fi capabile să le dubleze.
Renesas a făcut acest lucru prin optimizarea celei mai mici unități a unui microcontroler - tranzistorul. Consumul total de curent al unui tranzistor este suma curenților în regim dinamic și regim static. Curenții statici sunt determinați de curenții de scurgere care apar de îndată ce puterea este aplicată la un tranzistor. Curenții dinamici curg în timpul de comutare al tranzistoarelor, atunci când se schimbă starea logică (1 sau 0). Acești curenți sunt determinați de capacitățile interne ale tranzistoarelor. Renesas a reușit să reducă ambele tipuri de curenți prin modificarea structurii fizice a tran­zistorului. Capacitatea tranzistorului intern a fost redusă prin alterarea materialului oxidant, iar prin adaptarea geometriei tranzistorului, curentul de scurgere poate fi redus cu un factor de 10. Aceste modificări, au condus de asemenea, la frecvențe mai mari de operare.

Economisirea energiei prin Network Power Management (ES-NP)


În plus, Renesas a optimizat structura digitală a microcontrolerului în așa fel încât, moduri de econo­misire maxime de curent pot fi utilizate în timp ce, microcontrolerul poate reacționa în continuare la semnalele externe (vezi figura 3). Acest lucru este luat în totalitate în îngrijire de către IP-uri inteligente (Periferice) fără nicio interacțiune cu CPU. Deși microcontrolerul este adormit în modul STOP, CAN-IP poate participa la comunicarea în rețea, de la sine, în această configurație. Filtrele integrate de mesaje inteligente trezesc CPU atunci când un tip de mesaj dedicat - care este configurabil - este detectat. Deoarece microcontrolerul este doar în modul STOP, este doar o chestiune de microsecunde pentru a executa o pornire de tip warm-start. După trezire, procesorul poate prelua mesajul detectat de către filtrul din CAN-IP și îl procesează.
Această configurație este optimă pentru realizarea rețelei “Pretended Network Level 2”: Renesas a testat această configurație într-o aplicație reală și a atins astfel un consum mediu de curent de 1,58mA.
Cu o astfel de configurație, consumul de curent pentru o unitate de control care anterior consumase constant 105mA, a fost redus la un nivel de 6,5mA în modul de economisire curent.
Acest lucru se traduce într-o reducere de 94%. Nu există costuri suplimentare, nicio altă unitate de control în rețea nu trebuie să fie reînnoită și unitățile de control se trezesc din modul lor actual de economisire într-un timp foarte scurt.
Aceeași configurație, cu reducerea consumului de curent similar poate fi, de asemenea, folosită pentru a imita “Modul Standby” de către o rețea Partial Network. În acest caz, trebuie să se admită și dezavantajele unei rețele parțiale descrisă mai sus și că, de exemplu, toate unitățile de control din rețea - care se presupune că suportă “Modul Standby” - trebuie adaptate.

Figura 4

Concluzii și Perspectivă


Există mai multe moduri de a reduce consumul de curent și acest fapt va duce la reducerea emisiilor de CO2. Renesas este de părere că o abordare care combină cele mai recente tehnologii microcontroler cu rețeaua Pretended Network este cea mai eficientă și modul cel mai puțin riscant pentru a reduce consumul de curent de unități de control în autovehicule, cu costuri rezonabile (a se vedea figura 4).
O cerință similară mai mare ar declanșa, de asemenea, o dezvoltare în continuare pentru ultimul consumator mare rămas, transceiverul CAN cu cei 5mA pe care îi consumă și, care reprezintă aproape 80% din curentul de așteptare.
Cu actualul consum de 0,5mA, unități de control care au curenți de standby de 2mA în rețeaua Pretended Network, sunt posibil de realizat păstrând în conti­nuare toate avantajele.

Deja astăzi, Renesas produce seria de microcontro­lere RH850/F1x pentru automobile, care oferă func­țio­nalitate completă, cu un consum de curent cu 50% mai mic, iar economisirea de curent în aplicații de rețea Partial Network - sau Pretended Network este chiar mai mare, respectiv de peste 90%.

www.renesas.com
Citeste tot articolul

Baterii pentru UPS și Vehicule Încărcătoare de baterii

Bateriile plumb-acid sunt utilizate de peste 150 de ani și reprezintă 70% din bateriile reîncărcabile utilizate la nivel mondial.
Bateriile plumb-acid sunt de bază atunci când este necesară o cantitate mare de energie la cost eficient. Bateria plumb-acid, în toate formele sale, este temelia sursei de alimentare în industria auto și a sursei neîntreruptibile (UPS), fiindcă poate da putere mare, este robustă și are costul foarte scăzut (datorită reciclării materialelor). Bateriile plumb-acid sunt disponibile în diferite forme constructive, pentru variate aplicații de tracțiune auto (baterii de pornire și/sau de mișcare) și tipuri de aplicații staționare (UPS și sisteme fotovoltaice).



În funcție de starea fizică a electrolitului, se fabrică (1) baterii cu electrolit lichid (SLI)
(2) baterii cu electrolit gel (Gel Cell recombination) numite și baterii etanșate cu supapă de control (Valve Regulated Lead Acid - VRLA sau Sealed Lead Acid - SLA).
Electrolitul gel este absorbit într-un material poros - la unele baterii este din microfibre de sticlă (Absorbed Glass Mat - AGM). Bateriile etanșate și cu electrolit gel pot funcționa în orice poziție.
Tensiunea nominală a unei singure celule într-o baterie plumb-acid este de 2V. Deci, o baterie de 12V are șase celule înseriate. Celula fără sarcină la borne (în gol), încărcată complet are 2.1V, iar descărcată complet are 1.95V. Când descărcarea e mai profundă de 80% din capacitatea bateriei (tensiunea ajunge la 1.75V pe celulă, cu sarcină la borne), poate avea ca rezultat deteriorarea celulelor.
Tensiunea la care apar bule de gaze oxigen și hidrogen este 2.3 – 2.38V și se consideră încheiată încărca­rea atunci când se atinge tensiunea 2.4V pe celulă, la 25°C. Pentru baterii de 12V, tensiunea de 2.4V × 6 = 14.4V trebuie să fie asigurată de alternatorul unei mașini pentru încărcarea bateriei și, respectiv este tensiunea maximă dată de un încărcător.

Bateria este ca un rezervor de apă. Cantitatea de apă reprezintă energia, iar capacitatea este volumul disponibil. Amândouă bateriile sunt încărcate, dar conținutul de reziduuri limitează energia stocată la 40%. Debitul de apă reprezintă curentul. O baterie nouă poate da un curent de pornire în jur de 300A timp de 10 ... 20 secunde, dar o baterie la finalul vieții deși, încă mai poate asigura curentul de pornire, are capacitatea scăzută sub 50% și declinul este rapid.
Bateriile din UPS trebuie să dea în sarcină putere ce variază de la 100VA până la 10kVA, iar capacitatea bateriei determină cât timp va da putere sarcinii: t (ore)= [0,8 × Capacitate baterie (Ah) × Tensiune baterie (V)]: Putere sarcină (VA).
Cea mai mare parte a bateriilor utilizate în industria UPS sunt tipurile VRLA. Bateria VRLA are o supapă (ventil sau valvă) de eliberare a presiunii aflată în interiorul celulelor bateriei și previne evadarea electroli­tului. Bateria este sigilată în mod normal, pentru a preveni intrarea de oxigen, și la fel de important, păstrează hidrogen gazos pentru a menține în echilibru procesul de recombinare pe durata încărcării. Într-o baterie VRLA, plăcile electrod aflate la distanțe mici sunt se­parate printr-un material poros din fibră de sticlă. Celula este umplută cu electrolit doar pentru a acoperi suprafața plăcilor de electrozi și firele de sticlă ale materialului separator. Acest lucru creează o stare de nevoie stringentă (foame) de electrolit, și permite transferul de gaz omogen între plăci, facilitându-se recombinarea de hidrogen și oxigen gaze, înapoi în apă, atunci când bateria este reîncărcată. De aceea, în condiții normale de reîncărcare, supapa celulei rămâne închisă și se menține presiunea din celule, asigurând procesul de recombinare a gazelor.
Bateria auto numită și baterie starter este specifică unui sistem electric pentru un tip de mașină. Bateria starter trebuie să aibă capacitatea de a livra curentul mare la pornire (cranking current).
Notă. Curentul de performanță la pornirea la rece (-18°C sau 0°F) este specificat pe baterie conform diferitelor standarde:
SAE: curent la rece dat de baterie 30 secunde, menținând o tensiune ≥ 7.20V.
DIN: curent la rece dat de baterie 150 secunde, menținând o tensiune ≥ 6.0V. În plus, tensiunea la acest test, măsurată după 30 secunde trebuie să fie ≥ 9.0V.
EN: curent la rece dat de baterie 10 secunde, menținând o tensiune ≥ 7.5V.
IEC: curent la rece dat de baterie 60 de secunde, menținând o tensiune ≥ 8.40V. Deci, IEC specifică o performanță de pornire la rece mai mare cu + 20% decât DIN.
Bateriile depozitate se auto-descărcă în timp și, în cazul în care nu sunt reîncărcate, vor deveni excesiv de descărcate, deteriorându-se. Rata de auto-descărcare este accelerată dacă temperatura de depozitare este ridicată peste 25°C. Producătorii de baterii recomandă ca bateriile să fie complet încăr­cate înainte de depozitare, și reîncărcate la intervale specificate ce depind de temperatura mediului ambiant, în care sunt depozitate bateriile. Ca exemplu, un producător poate recomanda ca o reîncărcare să fie efectuată la fiecare șase luni, dacă depozitarea este la 20°C ... 30°C, în timp ce stocarea într-un mediu de 30ºC ... 40°C ar putea necesita o reîncărcare la 3 luni. (vezi specificații pentru bateriile Pb-acid Panasonic: www.panasonic.com/industrial)

Bateria are o viață limitată formată din 3 faze: Formatare, Vârf și Declin. Formatarea este cea mai importantă pentru baterii cu descărcare ciclică profundă și necesită 20-50 cicluri complete pentru a ajunge la o capacitate de vârf. Bateriile auto au puterea deplină chiar de la început.

Utilizarea în domeniul UPS cu întreruperi dese realizează acest lucru, dacă nu, este nevoie să se aplice cicluri repetate pentru amorsare. Cu toate acestea, producătorii recomandă a folosi ușor bateria până la amorsare. Bateriile de starter auto sunt mai puțin critice și nu au nevoie de amorsare, puterea deplină de demarare este chiar prezentă de la început, deși valoarea curentului de pornire va crește ușor la începutul utilizării.
O baterie cu descărcare ciclică profundă oferă 100-200 cicluri înainte de a începe declinul treptat. Înlocuirea trebuie să aibă loc atunci când capacitatea scade la70-80%. Unele aplicații permit praguri de capacitate mai mici, dar timpul de

PB-1000 Meanwell, încărcător de 1000 W, PFC activ, controlat cu microprocesor, în 2/3/8 etape selectabile pentru baterii Pb-Acid 12V, 24V, 48V.
pensionare nu trebuie să scadă sub 50%, deoarece procesul de îmbătrânire se produce rapid odată ce bateria este trecută de 50%. Se mai poate încerca o revenire aplicând o încărcare de saturație deplină 14 - 16 ore. Funcționarea la temperaturi moderate asigură cel mai lung timp de servicii. Dacă este posibil, se evită descărcările adânci și se încărcă mai des.

Operarea în condiții extreme scurtează viața bateriilor.


(1) Temperaturile înalte vor reduce considerabil durata de viață a bateriei, deoarece crește rata de coroziune a grilei de electrozi și de deteriorare internă. Durata de viață tipică a unei baterii prisma­tice VRLA este de 3 până la 5 ani într-un mediu de operare de +25°C. O baterie VRLA are viața mai mică de un an în cazul operării la temperaturi de +50°C. Temperaturi sub 0°C afectează de obicei capacitatea bateriei, deoarece crește rezistența internă a bateriei, deci nu va limita curentul cerut de sarcină.
(2) Pierderea lentă de hidrogen și oxigen gaze are loc chiar și atunci când sunt utilizate în intervalul ideal de temperatură, astfel că cele mai multe baterii prismatice VRLA suferă de o uscare în timp, care afectează în mod negativ procesul de recombinare, făcând ca celulele bateriei să nu mai fie active. Bateriile cilindrice VRLA în carcasă de metal au supape pentru presiune internă mai mare, prelungind astfel viața lor. Unii producători oferă baterii cilindrice VRLA cu 10 ani - durată de viață, la +25°C, iar domeniul temperaturii de lucru deosebit: -30…+80°C.
(3) Creșterea numărului de cicluri de descărcare și reîncărcare într-un an va scurta durata de viață a bateriei.

Important de știut


1. Bateria descărcată ca urmare a lăsării luminilor aprinse pe o mașină oprită duce la descărcarea bateriei, iar mersul cu mașina 30 – 60 minute nu va reuși să o reîncarce 100%. Același lucru e valabil dacă mașina se folosește rar, are porniri-opriri dese pe timp foarte cald sau rece, sau se circulă mult noaptea. Refacerea energiei bateriei descărcate se face corect cu un încărcător extern cu 3 sau 5 etape de încărcare. (Vezi tipuri de încărcare a bateriilor Pb-Acid în site: www.electronica-azi.ro , revista nr.180/ Decembrie 2013, articolul Bateriile electrice reîncărcabile Pb-Acid).
Nici bateriile descărcate profund într-un UPS nu au timp să se reîncarce, dacă sunt solicitate des la intervale mici de timp. Exemplu: O baterie UPS de 20 Ah/12V poate asigura, descărcându-se cu 80%, (16Ah), o energie utilă Eutilă = 0,8 × 20Ah × 12V= 192Wh.
Deci, ar putea alimenta o centrală termică de 200W sau un PC cu monitor maxim o oră. Deoarece încărca­rea bateriei în UPS se face la un curent de 0.1 din capacitatea bateriei, deci 2A, ar rezulta un timp de încărcare completă de 8 ore. Alte solicitări ale acestui UPS în intervalul de 8 ore, mențin bateria descărcată cronic. Unele UPS-uri, mai scumpe, au bateria externă de capacitate mare și un încărcător extern, cu 5 sau 8 etape, pentru a monitoriza bateria, a o reîncărca rapid și menține încărcarea aproape 100%.

PB-360P Meanwell, încărcător low-cost de 360 W, PFC pasiv, în 3 etape pentru baterii Pb-Acid 12V, 24V, 48V.

2. Bateriile au o auto-descărcare internă, dar în plus, toate sistemele electrice de pe vehiculele moderne trag o cantitate mică de energie de la baterie și atunci când vehiculul nu este în uz. Acest lucru este normal pentru a păstra toate sistemele electrice “în viață”, dar în timp, bateria va fi complet descărcată (3-4 luni). Singura modalitate de a depăși acest lucru este de a folosi vehiculul în mod regulat sau să se conecteze un încărcător de întreținere, care va păstra bateria într-o stare bună.

3. Bateria descărcată complet prin depozitare îndelungată sau nefolosire câteva luni pe mașină, dar relativ nouă (mai puțin de 12 luni) nu se va reîncărca la un nivel de încredere decât prin încărcare controlată, în 5/8 etape. Aceeași problemă este într-o sursă UPS necuplată la rețeaua AC mult timp. O baterie descărcată este, în general, o baterie bună. Prin reîncărcare în mod corect, folosind un încărcător adecvat, se va restabili starea bateriei în cele mai multe cazuri, dar trebuie prevenite repetări ale descărcării profunde la bateriile de pornire.

4. Toți principalii producători de baterii produc în prezent baterii ce conțin o proporție de Calciu în plăcile pozitive și negative. Bateriile cu Calciu au gazare mai mică, deci și pierderea de apă redusă, rezultând viață mai lungă a bateriei, acceptarea supraîncărcării și o creștere a puterii disponibile. Este important să ne amintim că nu toate bateriile sunt la fel. Bateriile cu un conținut ridicat de staniu (aprox. 2-3 ori mai mare decât cele mai multe baterii) au îmbunătățită reîncărcarea. Încărcarea corectă a bate­riilor se face doar cu încărcătoare în 3/5/8 etape.
Nu se folosesc simple redresoare, fără niciun control al încărcării, fiindcă încărcarea poate fi incompletă sau se face supraîncărcarea cu dagajare mare de gaze, scurtând dramatic durata de viață a bateriei.

5. Deconectarea unei baterii de pe mașină va afecta sistemele de la bord, putând apare pro­bleme la reconectare, chiar necesitatea unei repro­gramări a funcțiilor (de ex. nivelul turației la mers în gol, codul aparatului radio). În situația descărcării lente prin consum și supravegherea nivelului tensiunii pe baterie, chiar sistemul electronic al mașinii se va opri salvând în memorie ultima configurare a funcțiilor, dar în cazul deconectării bruște se poate altera configurarea. Ideal este menținerea încărcării printr-un încărcător extern de calitate, care va menține flotant nivelul încărcării bateriei, atunci când motorul nu funcționează.

6. Deconectarea bateriei pentru înlocuire se face începând cu borna negativă, pentru a preveni un scurtcircuit accidental între borna plus și caroserie. La conectare se începe cu borna plus a bateriei, iar borna minus este legată la caroserie la final. Se respectă polaritatea conectării bornelor bateriei la sistemul electric, deoarece conectarea inversă poate duce la deteriorarea componentelor electrice sensibile și poate distruge siguranțe fuzibile. Conectarea inversă la un încărcător ar putea provoca explozia bateriei.

7. O baterie descărcată va suprasolicita alternatorul mașinii, care va încerca să reîncarce bateria cât mai bine, dar, devenind o sarcină adăugată, motorul va consuma mai mult combustibil.

8. Indicatorul luminos pentru baterie, de pe bordul unei mașini arată că există o problemă cu sistemul de încărcare a bateriei, nu indică faptul că bateria e defectă. Este indicat faptul că sistemul electric este alimentat numai de la baterie și se recomandă oprirea.

9. Bateria auto nu se folosește pentru alte aplicații, ca exemplu o navă pe apă. Bateria marină este proiectată să lucreze în condiții aspre de mediu și au o

PB-600 Meanwell, încărcător de 600 W, PFC activ, în 2/3/8 etape pentru baterii Pb-Acid 12V, 24V, 48V.
caracteristică de semi-ciclu profund, care le permite să fie utilizate pentru a alimenta accesorii pentru o perioadă de timp și apoi fi reîncărcate.

10. Baterie auto nu se folosește pentru alimentare de aparate casnice printr-un invertor DC/AC (ex. frigider sau cuptor cu microunde într-o rulotă) pentru că se va reduce durata de viață a bateriei și va defecta repede. Bateria auto este proiectată cu multe plăci spongioase de electrozi subțiri puse în paralel pentru a produce un curent mare într-o perioadă foarte scurtă de timp (specificat pe baterie în sute de Amperi) pentru a porni un vehicul și apoi alternatorul va suplimenta puterea bateriei.
Descărcarea profundă și repetată dizolvă plăcile.
Pentru frigider, cea mai bună opțiune este o baterie cu descărcare profundă. Această baterie este proiectată să dea o cantitate mică de energie pe o perioadă lungă de timp (specificat pe baterie în minute sau ore), având electrozi groși care suportă stresul încărcărilor -descărcărilor repetate.

11. Firma Meanwell are seriile ESC, SC, PA, PB de încărcătoare de baterii, cu puteri între 120 … 1000W, pentru baterii Pb-Acid de 12V, 24V, 48V.
Încărcătoare staționare:
serii PB-300 / PB-360 / PB-360P / PB-600 / PB-1000
serii ESC-120 / ESP-120 / ESC-240 / ESP-240.
Încărcătoare portabile:
serii PA-120 / PB-120 / PB-230,
serii GC30B / GC30U / GC30E / GC120 / GC160 / GC220 / GC330

12. Dacă niciuna din serii de încărcătoare de baterii nu se potrivește cu cerințele aplicației, se poate căuta la Meanwell o sursă de tensiune care să fie folosită ca încărcător, cu condiția ca protecția la suprasarcină OLP (Over Load Protection) să fie una din două tipuri:
(a) limitare la curent constant când se activează protecția, (b) limitarea de tip fold-back sau putere constantă care are nivelul de curent crescut dacă bateria e descărcată.
Modelele de surse de tensiune cu limitare hiccup sau shutdown nu se pot folosi fiindcă încetează gene­rarea de curent dacă se activează protecția OLP.

13. Toate modelele de încărcătoare Meanwell sunt proiectate pentru baterii Pb-Acid. Bateriile cu Lithium sau alte tipuri au caracteristicile lor de încărcare/descărcare. Modificările pot fi cerute la Meanwell pentru o potrivire a încărcătorului cu profilului fiecărei baterii sau cerințe de la utilizator, prin intermediul firmei ECAS ELECTRO – distribuitor autorizat al produselor MEANWELL.

www.ecas.ro
www.meanwell.com

ECAS

ELECTRO
este distribuitor autorizat al produselor MEANWELL.

www.ecas.ro

Autor:
Ing. Emil Floroiu
ECAS ELECTRO
emil.floroiu@ecas.ro
www.ecas.ro
Citeste tot articolul

Protecţii şi Relee Weidmüller

Protecţii la fulgere
Protecţii la supratensiune



Weidmüller oferă un nou şi convingător dispozitiv de protecţie la fulgere şi supratensiuni - seria VPU, care vă protejează investițiile. Datorită gamei cuprinzătoare a produselor VPU (VPU 1, VPU 2, VPU 3) pentru rețelele energetice, Weidmüller oferă răspunsuri la creșterea valorilor de prag conform standardelor IEC 61643-11 și EN 61643-11.
Bazate pe o combinație de varistor și tehnologie cu descărcare în gaz, seriile de produse VPU sunt pregătite pentru viitor, îndeplinesc deja noile standarde internaționale, astfel încât să ofere facilități de protecție durabile.


Seria VPU

permite utilizatorilor nu numai să asigure serviciile lor, cât şi planificarea proceselor.
Datorită conformităţii lor cu standardele datând de cel puțin cinci ani, utilizatorii noilor protecţii la fulgere şi supratensiuni VPU pot minimaliza ite­rativ etapele de proiectare, în conformitate cu standardul IEC 61643-12 şi cele asociate.
Există, de asemenea, diferite caracteristici practice ale acestor produse, pentru a sprijini instalatorii și specialiștii de întreținere atunci când se lucrează cu acestea sau pentru service-ul la sistemele de protecție la supratensiuni şi fulgere.
Dispozitivele de protecție la supra­tensiuni Weidmüller VPU tipurile 1, 2 și 3 pentru rețelele energetice, oferă răspunsuri la creșterea valorilor de prag conform standardelor IEC 61643-11 și EN 61643-11.
Fiecare dispozitiv VPU poate fi pozi­ționat în dulap, în scopul de a obține cea mai scurtă rută pentru protecție la trăsnet, datorită posibilităţii de rotire la 180°.
Ferestrele de vizualizare mari, centrate, afişează vizibil toate informațiile cu privire la funcția de protecție.
Sistemul de fixare pe şină permite instalarea acestor dispozitive fără a utiliza vreo sculă. Se pot demonta foarte uşor, prin simpla tragere înapoi.
Un fulger implică o descărcare de tensiune de mai multe sute de kilovolți, curenți de la 50A la 200000A pot fi generaţi într-un timp extrem de scurt. Cele mai multe componente electronice nu sunt capabile să reziste la această tensiune, ceea ce ar putea duce la reparaţii costisitoare.
Acest lucru este un motiv suficient pentru a vă proteja investiţiile.

Protecţiile VARITECTOR

de la Weidmüller, oferă o gamă completă de protecţie pentru sistemele de dis­tri­buție a energiei electrice, a dispozi­tivelor electronice, analogice și de semnal digital, interfețe de date și de măsurare, ansambluri tehnologice. Produsele noastre VARITECTOR SPC şi CSS oferă protecție circuitelor de semnal, măsură şi control.
Orice eveniment referitor la supra­tensiuni care a avut loc în sistemul dumneavoastră, poate fi înregistrat cu

VARITECTOR LOGGER

.

Comutare exactă cu înaltă performanţă
Procesarea semnalelor digitale



Operarea fără probleme a echipamentelor, maşinilor şi a sistemelor se poate realiza cu un nivel de cuplare și comutare puternic și compact – Releele Weidmüller oferă acest lucru.
În scopul de a atinge viteze şi performanţe din ce în ce mai mari în aplicaţiile dumneavoastră, aveți nevoie de componente care să suporte aceste lucruri, odată cu reducerea în același timp a costurilor de întreținere. Releele Weidmüller solid-state se înscriu foarte bine în acest domeniu, datorită longevității lor considerabile şi a performanței acestora.


• De la dispozitivele noastre cu lăţimea de 6mm cu relee mecanice sau semiconductori, seriile

TERMSERIES

- cu comutaţie mare, seriile

MICROOPTO

- pentru aplicaţii selectate, soluţii fiabile, seriile

RIDERSERIES

- soluţie ideală, universală pentru mai multe sarcini, la relee industriale compacte, relee de putere din seria Power Solid-State, Weidmüller oferă o cuprin­ză­toare gamă de produse de procesare a semnalului digital.

• Când este necesar un înalt grad de securitate pentru procesul industrial, releele Weidmüller din seria

SAFESERIES SIL-3

garantează aceste condiţii de siguranță.
Fie că aveţi utilaje adaptate sau implicate în procesul de fabricație, tensiunile de intrare pentru seria

TERMSERIES

- care se extind între 24V şi 230V, vă asigură că semnalele de intrare sunt întotdeauna cele mai potrivite pentru automatizare.

Weidmüller Interface GmbH & Co.KG - Reprezentanţa pentru România
Braşov Business Park, Str. Ionescu Crum, nr. 1, Turn 1, Etaj 1, Birou 4, RO - 500446 Braşov
Tel.: 0268 446 222; Fax: 0268 446 224 claudiu.totea@weidmueller.com
Citeste tot articolul

Bateriile electrice reîncărcabile Pb-Acid

Baterie hibridă: Pb-Acid + Ultracapacitor = Ultrabaterie
Bateria electrică este un dispozitiv de stocare a
energiei electrice sub formă de energie chimică. Procesul este reversibil, astfel că, la conectarea unui consumator la bornele bateriei, energia chimică se eliberează sub formă de energie electrică. Bateria electrică primară este bateria de unică folosință și nu se poate reîncărca, fiind folosită până la epuizare. Bateria electrică secundară numită și acumulator este reîncărcabilă. Bateria poate avea structura bazată pe una sau mai multe celule. Bateriile mari sunt compuse din pachete de baterii mai mici care sunt conectate în serie pentru a obține o tensiune ridicată sau sunt conectate în paralel pentru a debita curent mare. Conectarea mai multor baterii în serie sau în paralel se face respectând regula: bateriile să fie noi, la prima încărcare și de același tip (capacitate, tensiune)
.



Bateriile Plumb-Acid sunt cele mai utilizate baterii în aplicații diverse fiindcă sunt robuste, dau putere sau energie mari, la un cost rezonabil, în prezent fiind fabri­cate în variante închise, cu supape de siguranță, și nu necesită întreținere. În anul 1859, fizicianul francez Gaston Plante a inventat versiunea practică a bateriei Pb-Acid utilizată în vehicule până azi. Bateriile Plumb-Acid sunt alcătuite din serii de plăci din Plumb sau aliaje pe bază de plumb, imersate într-o soluție de Acid sulfuric și apă. Fiecare placă are o grilă pe care este atașat materialul activ. Pe placa negativă, este atașat oxidul de Plumb ca material activ, iar pe placa pozitivă, este atașat plumb. Toate plăcile negative sunt conectate

Bateriile Pb-Acid au tehnologii diferite pentru a suporta regimuri de descărcare legate de aplicație: să dea curent mare la pornire, sau să genereze curent variabil pentru vehicule cu motoare electrice, sau să asigure energie mare de rezervă în surse UPS, sau să fie solicitate la consum variabil frecvent, sau să poată fi reîncărcate din generatoare electrice diferite (rețea publică, solar, celule de combustie).
împreună la electrodul (-) și toate plăcile pozitive sunt conectate împreună la electrodul (+). Cantitatea de energie înmagazinată este proporțională cu supra­fața și conductivitatea electrozilor. Cercetătorii în nanotehnologie au crescut suprafața mai mult de 10 ori, cu ajutorul nanotuburilor de carbon (proiect condus de Joel Schindall, profesor de inginerie electrică de la MIT - Massachusetts Institute of Technology, sept. 2009). Un cm2 de placă conductoare, atunci când este acoperită cu nanotuburi are o suprafață de aprox. 50.000 cm2, comparativ cu 2.000 cm2 folosind carbon într-un ultracapacitor comercial. Nanotuburile de carbon extrem de pure sunt și extrem de conductoare, și astfel ar trebui să crească puterea de ieșire, peste pu­terea ultracapacitoarelor existente. Tehnologia nano­tuburilor de carbon contribuie la realizarea unor baterii plate și flexibile, de la mărimea unei gămălii de ac la mărimea unui covor, folosind electrochimicale standard și procedeul de laminare a unei paste pentru a realiza electrozii (NJIT - New Jersey Institute of Technology, noiembrie 2013). Utilizările de bază sunt în domeniile: auto (baterii de pornire și de acționare a motoarelor electrice, alimentare de siguranță (în UPS), stocare de energie solară.

Tipuri de baterii Pb-Acid


În funcție de aplicații s-au dezvoltat mai multe tipuri de baterii Plumb-Acid reîncărcabile, care să răspundă cerințelor de a da putere mare într-un timp scurt sau energie mult timp.
1. Bateriile de Pornire (Starting sau Cranking sau SLI - Starting Light Ignition battery) dau putere mare necesară învingerii inerției unui motor la pornire, fiind proiectate să debiteze un curent mare (sute de Amperi) pentru un timp scurt (câteva secunde) până la demararea unui motor cu ardere internă.
Descărcarea se face cu aprox.10% în timp scurt, apoi trebuie încărcate, deoarece menținerea stării de încărcare aproape de 100% le mărește durata de utilizare. Au electrozi mulți cu grosime mică pentru a genera curenți mari.
2. Bateriile folosite în UPS (Standby battery) sunt solicitate ocazional și au densitate mare de energie pe care o pot debita într-un timp lung, specificat chiar pe baterie (ex. dacă se specifică timpul de descărcare 20 ore, pentru o baterie de 28Ah, ce se poate descărca profund cu 80%, se recomandă un curent maxim de descărcare cu valoarea (28Ah x 0,8):20h= 1,12A; neres­pectarea acestui maxim de curent duce la încălzirea bateriei și la scurtarea duratei de utilizare). Bateriile de standby au electrozi cu grosime mare, fiind proiectate pentru un număr specificat de cicluri de descărcare profundă. În cazul sistemelor cu baterii și invertoare DC/AC trebuie aleasă o baterie de capacitate suficient de mare care să dea curentul impus de puterea sarcinii (ex. invertorul Meanwell, TN-1500-212, cu eficiență 88%, alimentat la 12Vdc solicită un curent de 150A, pentru a da 1500W la ieșirea de 220Vac).
Notă utilă. Alegerea corectă a bateriei se face pe baza relațiilor:
(R1) Ansamblul Baterie plus Invertor DC/AC poate da la un consumator o Energie utilă [Wh] = Uintrare invertor [V]×0,8×Cbaterie [Ah]×Eficiență invertor [%].
(R2) Știind ce putere cere un consumator, aflăm că se poate beneficia de un Timp util [h] = Energia utilă [Wh]: Putere utilă [W]. De ex. O baterie de 45Ah cuplată la un invertor cu eficiență 0,85 poate alimenta un PC de 100W, descărcându-se până la 20%, doar un timp de max. 3,67 ore.
Dacă bateria plus invertorul alimentează un motor cu porniri/opriri dese (frigider, pompă de apă, scule de mână), se recomandă o baterie de capacitate mai mare:
(R3) Cbaterie [Ah] ≥ 5h × Pnominală invertor [W]: Unominală baterie [V].

Graficul încărcării bateriei Pb-Acid în 3 etape (3-stage charging): în funcție de nivelul tensiunii bateriei, se ajustează nivelul curentului de încărcare. Dacă bateria este descărcată, în Etapa 1 (bulk) se injectează masiv curent constant până se ajunge la încărcarea aprox. 80% și se trece în Etapa 2 când bateria este încărcată spre 99%, iar tensiunea bateriei cuplată la încărcător ajunge până la max. 14,4V – aceeași ca la un încărcător cu alternator de pe o mașină. Etapa 3 menține flotant nivelul încărcării aproape de 100%, prin mici injectări de curent, dacă tensiunea scade la bornele bateriei.
3. Bateriile de Mișcare folosite în vehicule electrice dau și putere mare la pornire și energie de mișcare mare. Sunt numite baterii de înaltă durabilitate (long life) care au o chimie specială, dar la un preț ridicat.
4. Ultrabateriile fac stocarea energiei în mod hibrid cu durată lungă de viață pentru stocarea energiei. UltraBattery® este o clasă complet nouă de baterii cu tehnologie Pb-Acid, care conțin atât un ultracapacitor cât și o baterie Pb-Acid într-un electrolit comun. Se combină avantajele cele mai verificate în timp și tehnologia avansată de reîncărcare pentru baterii Pb-Acid, cu avantajele unui ultracapacitor. UltraBattery® permite un echilibru optim de stocare a energiei a unei baterii Pb-Acid cu acceptarea de încărcare rapidă, de descărcare de putere și longevitate a unui condensator. UltraBattery® funcționează foarte eficient în starea continuă de încărcare parțială (Partial State of Charge - PSoC) fără frecvente cicluri de încărcare de menținere. Acest tip de baterie poate fi utilizat pentru a gestiona continuu fluctuații de tipuri de surse și de nivel de energie, asigurând o putere fluentă, folosind o bandă de încărcare în care bateria nu este nici complet plină, nici complet goală.
UltraBattery® este ideală pentru orice aplicație de putere variabilă, în care este nevoie de încărcare și de descărcare variabilă și/sau rapidă de energie:
• Vehicule electrice hibride (UltraBattery® are durata de viață de până la 10 ori mai mare decât bateriile Pb-Acid uzuale, iar față de Ni-Metal Hydride sunt cu 70% mai ieftine, dar cu performanțe comparabile, și în plus, au încărcare mai rapidă și rată de descărcare mare).
• Alimentări variabile de la rețeaua de electricitate;
• Servicii auxiliare pentru rețelele de electricitate;
• Netezirea variabilității de curent în energia solară și eoliană;
• Stocarea de energie din surse regenerabile pentru utilizare ulterioară;
• Micro rețele autonome, în combinație cu energie regenerabilă pentru a oferi putere locală.

Graficul încărcării în 5 sau 8 Etape (5 / 8 stage) a bateriilor Pb-Acid.

Notă.
Tehnologia UltraBattery® inventată de Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), a fost licențiată pentru aplicații auto la Furukawa Battery Co Ltd din Japonia și Est Penn Manufacturing Co. Inc. în America de Nord. www.ultrabattery.com
Caracteristicile bateriilor reîncărcabile în funcție de care se face alegerea pentru o aplicație:
(1) Tensiune la borne în circuit deschis (V)
(2) Tensiune la borne cu sarcină (V)
(3) Tensiune minimă disponibilă (V)
(4) Capacitate (Ah)
(5) Curent maxim de descărcare (A)
(6) Număr de cicluri de descărcare/încărcare
(7) Energie specifică (Wh/kg)
(8) Durată de viață estimată
(9) Grad de etanșare
(10) Poziție de lucru
(11) Gama temperaturii de lucru
(12) Dimensiuni, greutate
(13) Cerințe de mentenanță

Alte tipuri de baterii reîncărcabile


Bateriile Pb-Acid sunt robuste, dau putere sau energie mari, la un cost rezonabil, dar au greutate mare.
Cerințe precum: volum mic, greutate redusă și eficiență energetică mare (densitate mare de ener­gie) sunt asigurate de alte tipuri de baterii. Bateriile Li-Ion sunt o fracțiune din totalul bateriilor utilizate în aplicații, dar față de tradiționalele baterii de tip Pb-Acid, au o cantitate dublă de energie și ating în medie o durată de viață de 6 ori mai mare. Bateriile cu litiu pot suporta până 3000 cicluri de descărcare profundă (până la 80%) și încărcare rapidă fără a se distruge. Fiind compacte, ușoare, cu timpii de încărcare foarte scurți și o tehnologie de realizare care le asigură fiabili­tatea extrem de ridicată, bateriile cu litiu sunt soluția perfectă pentru echipamente mobile.
Încărcarea bateriilor reîncărcabile
Fiecare baterie are la bază procese chimice ce determină timpii, curenții, nivele limită de încărcare și de descărcare și temperatura normală de operare. Fiecare tip de baterie are cerințe proprii de operare, ce trebuie respectate strict pentru a asigura o funcționare sigură și de durată. În funcție de domeniul (domestic, industrial, medical) în care se utilizează bateriile, se folosesc diverse surse de încărcare.
Surse de încărcare a bateriilor
a. Surse AC/DC liniare, simple, de tip generator de curent sau o sursă de tensiune cu limitare la curent constant, lucrează bine pentru baterii de orice tip, cu puteri reduse, la curenți de încărcare sub 1A.
b. Surse AC/DC cu comutare, de diverse complexități, pentru încărcarea bateriilor Pb-Acid în 2, 3, 5 sau 8 etape de încărcare controlând nivelul încărcării în funcție de nivelul tensiunii bateriei și al temperaturii pe baterie (au eficiența mai mare decât o sursă liniară). Alimentarea AC se face din rețeaua AC sau de la un generator cu motor cu ardere internă sau celulă de combustie.
Încărcarea în 2 sau 3 Etape se folosește uzual la toate bateriile Pb-Acid. Recomandarea încărcării în 5/8 etape trebuie respectată.
Etapa 1. Încărcarea vrac (bulk): încărcarea masivă la aprox. 80% din capacitate, în care curentul de încărcare este menținut constant, iar tensiunea crește. Încărcătorul corect dimensionat va da bateriei un curent acceptat până la 0.25 din capacitatea bateriei în amperi, dacă nu se ridică temperatura peste 52°C la bateriile cu electrolit lichid sau peste 38°C la bateriile AGM sau GEL (valve regulated - supapa de reglementare).
Etapa 2. Încărcarea de absorbție: restul de aprox. 20% se încarcă menținând constantă tensiunea de absorbție a încărcătorului (între 14.1 V și 14.8 V, în funcție de valorile de referință ale încărcătorului și de tipul bateriei), scăzând treptat curentul, până când bateria este complet încărcată. Dacă bateria nu va avea o sarcină sau curentul nu se scade după un timp de reîncărcare așteptat, bateria se poate sulfata permanent. La încărcare normală, hidrogenul și oxigenul rezultate în reacția chimică se recombină rezultând apă, de aceea bateriile pot fi etanșate. Dacă bateria este supraîncărcată, tensiunea de încărcare a bateriei crește peste tensiunea de gazare (gassing voltage), ceea ce va cauza formarea de hidrogen în exces. Tensiunea de gazare pentru bateria de 12V este 14.3 -14.4V, la temperatura camerei. În caz de presiune excesivă, în bateriile cu supapă, aceasta se deschide la o presiune între 2-6 psi pentru a se elibera hidrogenul gaz.

Bateriile Panasonic VRLA, seria EC-FV1260 (60Ah), EC-FV1238 (38Ah) pentru uz ciclic în EV (vehicule electrice) combină durata de viață lungă și rată mare de descărcare la temperaturi joase, cât și ridicate. Puterea mare este livrată până la descărcare (chiar la 0°C). Ele sunt utilizate în sursele de alimentare EV și stivuitoare, precum și în sistemele de stocare de energie solară. Tipul EC-HV1255 pentru utilizare de mare putere HEV, are capabilități superioare de regenerare și descărcare de putere mare (până la -30°C). Pentru acest tip de baterii se recomandă încărcarea în 5 etape. Pentru descărcări ciclice de 80%, bateriile pot fi reîncărcate de până la 1000 de ori. Pentru descărcări de aprox. 30%, crește viața până la 3400 încărcări, iar cu descărcări de 10%, chiar până la 5400 de încărcări. Detalii: www.industrial.panasonic.com

Dacă bateria se deconectează s-a realizat încărcarea în 2 Etape.
După deconectarea de la încărcător, după circa 15 minute, o baterie de 12V stocată la temperatura standard de 20ºC și fără sarcină, are o tensiune la borne ce indică starea reală de încărcare: 100% - 12.65V, 75% - 12.45V, 50% - 12.25V, 25% - 12.05V, 0% - 11.90V. Tensiunea bateriei depinde și de temperatură.

Notă. Dacă bateria este deconectată de la încărcător, depozitată sau rămasă într-un dispozitiv nefolosit mult timp, ea se descarcă (în 2-3 luni) chiar fără o sarcină. Bateriile de pe vehicule parcate mult timp (auto, bărci etc.) trebuie menținute la o încărcare flotantă, ce poate fi realizată cu un mic panou solar cu rol de generator fotovoltaic (sub 4W) conectat permanent la baterie prin cupla de brichetă.

Etapa 3. Încărcarea flotantă: Dacă bateria rămâne legată la încărcător, se trece la încărcare flotantă.
Tensiunea de încărcare este redusă între 13.0V și 13.8V și se menține constantă, în timp ce curentul este redus sub 10% din capacitatea bateriei. Acest mod poate fi folosit pentru a menține o baterie complet încărcată pe timp îndelungat.
Încărcarea în 8 Etape este încărcarea optimizată. În Etapa 1 se aplică încărcare cu pulsuri de curent pentru a reface proprietățile chimice la o baterie neutilizată mult timp (desulfatarea). După Etapele 2, 3, 4 (bulk, curent constant, tensiune constantă – specifice încărcării în 3 Etape) se trece în Etapa 5 de analiză, în care, după 2 minute de oprire a încărcării se determină starea bateriei măsurând variația tensiunii. De ex. la bateria de 12V, dacă tensiunea este sub 12.6V după 2 minute, se trece la Etapa 6 de recondiționare aplicând o tensiune mare (Vboost = 14.4V). Etapa 7 este de aducere la încărcarea 100% (nivel flotant). Etapa 8 este de menținere. Din încărcarea în 8 etape derivă încărcarea optimizată în 5 Etape.

Notă specială.
Bateriile cu electrozii din aliaj Calciu-Plumb sunt mai rezistente la vibrații și șocuri, dar adăugând Calciu în aliaj, crește cu circa 0.4V tensiunea la care apare hidrogenul gaz, respectiv crește de la 14.4V la 14.8V. Aceasta înseamnă că tensiunea de încărcare ar trebui să fie mărită la 14.8V, dar problema reală există în aplicații auto, unde tensiunea dată de un alternator este fixată la 14.4V. Înlocuind baterii Pb-Acid cu baterii noi de tip Pb-Calciu-Acid sau Pb-Silver-Calciu-Acid, tensiunea de 14.4V dintr-un sistem de încărcare actual pe mașină poate fi insuficientă pentru a încărca complet bateria. Rezultă că bateria va rămâne într-o stare permanentă de descărcare, iar aceasta va duce la sulfatarea bateriei și posibilitatea de stratificare a electrolitului lichid. În final, bateria nu va asigura curentul maxim specificat și nici capacitatea de Ah pe care se bazează aplicația. De aici apare percepția utilizatorilor că: bateriile cu tehnologii moderne nu durează atât de mult cât se estimează. Cauza fiind de fapt, sub încărcarea cronică.

c. Panou solar și controlor de încărcare a bateriei. Se pot realiza sisteme de încărcare cu performanțe bune printr-o combinație de controler de încărcare solar Steca Tarom (pentru sisteme fotovoltaice hibride) cu o celulă de combustie Steca EFOY Pro ca generator de rezervă în zone fără acces la rețeaua de electricitate. Invertoarele sinusoidale Meanwell TN-1500 și TN-3500 au și funcția de încărcare a bateriilor Pb-Acid de la rețea AC (baterii 100Ah – 400Ah: 12V/24V/48V încărcare la 25A/12A/6A) sau de la panou solar (25V/45V/75V, max.30A).

Celulele de combustie cu metanol sunt o alternativă fiabilă, compactă și robustă de reîncărcare a bateriilor. Steca EFOY Pro 600, 1200, 1600 (Wh/zi, baterii de 12V sau 24V) uz industrial, Steca EFOY 600, 900, 1200, 1600 (Wh/zi, baterii de 12V) uz domestic.

d. Generator electrochimic de tip pilă sau celulă de combustie cu metanol ce convertește energia chimică în energie electrică. Celula de combustie poate furniza energie pentru instrumente de măsurare aflate pe teren și aplicații de telecomunicații fără conectare la rețeaua AC. De ex. Celula de combustie EFOY Pro 1600 12V/5.4A (pentru baterii Pb-Acid de 40…200Ah) consumă 0.9l/kWh metanol, este conectată prin dispozitivul Steca PA HS200 direct la baterie și poate oferi până la 1.56 kWh/zi pentru a reîncărca bateria în mod automat, dacă este necesar. Detalii pentru sisteme solare, termale și celule de combustie: Steca Elektronik GmbH ( www.steca.com).

e. Porturi USB 2.0 care oferă 500mA și USB 3.0 oferă 900mA din sursa unui PC. În multe PC-uri pentru USB 2.0 limitarea se face la curentul total de 500mA, însumat pentru toate porturile din PC. Din anul 2010 s-au crescut limitele de curent pentru porturi USB care sesizează și încărcă baterii, fiind posibile comunicații de mare viteză simultan cu livrarea unui curent de 1.5A (maxim 5A).

Notă. În multe PC-uri pentru USB 2.0 limitarea se face la curentul total de 500mA, însumat la toate porturile din PC. Din anul 2010 au apărut schimbări în standardul USB, inclusiv creșterea limitelor de curent pentru porturi USB care sesizează și încărcă baterii, fiind posibile comunicații de mare viteză oferind în același timp un curent de 1,5A și ajungând la maxim 5A. Se recomandă verificarea specificațiilor de curent referi­toare la portul USB utilizat.
Din anul 2013 noile specificații ale USB 3.0 Promoter Group ( www.usb.org) extind nivelele de tensiune și curent, puterea livrată prin USB ajungând la max.100W, pentru a încărca mai rapid bateriile din tablete și laptop-uri. Puterea livrată prin port USB 3.0 poate avea unul din 5 profile:

• Profil 1: 5V @ 2.0A
• Profil 2: 5V @ 2.0A sau 12v @1.5A
• Profil 3: 5V @ 2.0A, 12V @ 3A
• Profil 4: 5V @ 2.0A, 12V sau 20V @ 3A
• Profil 5: 5V @ 2.0A, 12V sau 20V @ 5A

Încărcarea printr-un port USB se face uzual pentru baterii CdNi, NiMH, LiIon, de capacitate relativ mică, incluse în aparate portabile, dar mărirea tensiunii și a curentului a deschis posibilitatea de a încărca și baterii Pb-Acid de capacitate mai mare (ex. Convertor 5V la 15V, realizat cu circuitele MAX668 și MAX4375F0 de la Maxim Integrated www.maximintegrated.com).

f. Transferul puterii de încărcare prin câmp magnetic sau electric (wireless). Transferul se bazează pe legea inducției a lui Faraday, realizând un cuplaj fie prin câmp magnetic variabil între două bobine, fie prin câmp electric variabil între plăcile unui condensator. Pulsurile de putere emise de sursa de putere sunt receptate de un consumator apropiat, apoi redresate și condiționate pentru a produce o putere DC pentru încărcarea bateriilor din dispozitive portabile de mică putere (5…10W).

Alegerea încărcătorului de baterie


Încărcarea corectă se face la curent constant, în etape, controlând tensiunea și temperatura bateriei, pentru a maximiza capacitatea și durata de viață a bateriei. Multe aplicații cer utilizarea bateriei pentru alimentarea unui consumator și simultan să se asigure încărcarea bateriei (ex. încărcarea prin panou solar sau celulă de combustie a unui aparat aflat în funcționare pe teren). De aceea, un dispozitiv de încărcare poate include și supravegherea funcționalității circuitului de la care ia putere pentru a o ceda bateriei.

PB-600 Meanwell, încărcător de 600 W, în 2/3/8 etape pentru baterii Pb-Acid 12V, 24V, 48V. Variante:
PB-600-12, Ieșire 14.4V, 0…40.0A, Eficiență 86%
PB-600-24, Ieșire 28.8V, 0…21.0A, Eficiență 87%
PB-600-48, Ieșire 57.6V, 0…10.5A, Eficiență 89%

Pentru curenți mai mari se poate folosi PB-1000
Meanwell, încărcător de 1000 W, în 2/3/8 etape pentru baterii Pb-Acid 12V, 24V, 48V. Variante:
PB-1000-12, Ieșire 14.4V, 0…60.0A, Eficiență 85%
PB-1000-24, Ieșire 28.8V, 0…34.7A, Eficiență 88%
PB-1000-48, Ieșire 57.6V, 0…17.4A, Eficiență 89%

Schema aplicației ce înglobează o baterie reîncăr­cabilă trebuie calculată ca să asigure în același timp curentul cerut de consumator, cât și menținerea bateriei în starea de încărcare aproape de 100% din capacitate. Practic, bateria netezește consumul de putere. Un astfel de caz este alimentarea unui invertor DC/AC de la un panou solar.

Serii de încărcătoare de baterii Pb-Acid performante oferă producătorul Meanwell ( www.meanwell.com):

Încărcătoare staționare:
serii PB-300 / PB-360 / PB-360P / PB-600 / PB-1000
serii ESC-120 / ESP-120 / ESC-240 / ESP-240.

Încărcătoare portabile:
serii PA-120 / PB-120 / PB-230,
serii GC30B / GC30U / GC30E / GC120 / GC160 / GC220 / GC330

Managementul încărcării este controlat cu microprocesor. Intrare universală 90 ... 264Vac, PFC. Protecții la: inversarea polarității, scurtcircuit, supratensiune și supratemperatură (senzor NTC livrat).
Graficul de încărcare se poate modifica, se semna­lizează starea de lucru la distanță, are pornire/oprire de la distanță, ventilator cu viteza controlată de curentul de încărcare, temperatura de lucru -20 ... +60°C. Satisface standarde de siguranță și standarde EMC, garanție 3 ani.

Notă importantă.
Bateriile pot exploda
Aceasta este o situație periculoasă, dacă apare una din cauze:
1. Scurtcircuitarea bateriei. Dacă plăcile din baterie sunt scurtcircuitate, energia va fi eliberată rapid. Șocul termic pe plăcile unei baterii vechi le sparge și fac scurtcircuit reciproc. Electrolitul va fierbe și bateria va exploda.
2. Supraîncărcarea bateriei. Când bateria este supraîncărcată, tensiunea de încărcare crește peste tensiunea de gazare și va apare exces de hidrogen. Tensiunea de gazare a unei baterii Plumb-Acid de 12V este de apropiată de 14,3V - la temperatura camerei. O celulă deteriorată sau în curs de deteriorare are rezistența mai mică decât celulele bune. Deci tensiune mai mare apare în lungul celulelor bune și poate crește tensiunea peste nivelul tensiunii de gazare. Hidrogenul produs din această cauză se va recombina, dacă bateriile sunt sigilate (sealed), dar uneori hidrogenul poate scăpa din baterii Plumb-Acid cu electrolit lichid, ducând la incendiu și explozie dacă apare o scânteie.

ECAS

ELECTRO
asigură aprovizionarea și asistența tehnică pentru orice tip de dispozitive și componente solare: generatoare, controlere de încărcare, baterii reîncărcabile, invertoare, cabluri și conectoare, semiconductoare (diode și circuite integrate specifice domeniului solar), LED-uri și dispozitive de iluminat cu LED-uri.

ECAS

ELECTRO
este distribuitor autorizat al produselor MEAN WELL.

www.ecas.ro

Autor:
Ing. Emil Floroiu
ECAS ELECTRO
emil.floroiu@ecas.ro
www.ecas.ro
Citeste tot articolul

Surse de tensiune de la Aurocon COMPEC

Sursele de tensiune au o importanţă majoră pentru funcţionarea oricăror echipamente electrice. Aurocon COMPEC vă oferă o paletă foarte bogată de astfel de produse, pornind de la surse de laborator, surse pentru sisteme de calcul, surse modulare pentru sisteme de automatizare (cu prindere pe şină, pe panou, pe perete), convertoare DC-DC, adaptoare de tensiune continuă sau alternativă, surse simple (cu sau fără carcasă), surse neîntreruptibile, panouri solare şi generatoare portabile.



Sursă de tensiune în comutaţie 15V 1,4A 21W



• Nr. stoc RS: 777-4991
• Status RoHS: Conform
• Marca: Lambda
• Cod de producător: ZPSA20-15

Seria TDK Lambda ZPSA20 este o gamă de surse de tensiune foarte sigure în funcţionare. Aceste surse în comutaţie permit un domeniu larg al tensiunii de intrare AC şi au un randament de până la 82%. Sursele sunt de tip low profile, amprentă standard industrial şi lucrează generând puţină căldură. Printre aplicaţiile recomandate se numără: routere audio/video, comunicaţii de date, puncte de vânzare, echipamente de testare şi măsurare.

Caracteristici tehnice
Tensiune de intrare: 120 → 370Vdc, 85 → 264Vac
Tensiune / curent de ieşire: 15Vdc / 1,4A
Stabilire in sarcina in linie: ±1% / ± 0,5%

Sursă de tensiune capsulată 5V 600mA 3W



• Nr. stoc RS: 777-3538
• Status RoHS: Conform
• Marca: Recom International Power
• Cod de producător: RAC03-05SCR/277

Recom RAC03-SCR/277 este o serie de surse de tensiune capsulate cu o singură ieşire ce asigură 3W. Aceste convertoare stabilizate AC/DC oferă ieşiri de tensiune constantă şi curent constant, precum şi un randament ridicat de până la 78%. Acest convertor AC/DC are un consum energetic pentru mod de aşteptare foarte redus.

Caracteristici tehnice
Tensiune de intrare: 85 → 305Vac
Tensiune de ieşire / curent de ieşire: 5Vdc / 600mA
Stabilizare în sarcină / în linie: ±7,5% / ±1%

Aurocon COMPEC
Bd. Theodor Pallady, Nr. 287, Sector 3, Bucureşti
Tel: 021.304.62.33
Fax: 021.304.62.34
compec@aurocon.ro
www.compec.ro
www.rsromania.com
Citeste tot articolul

Iluminatul cu LED-uri stimulează creșterea plantelor

Plantele verzi sunt forme de viață de pe Pământ, care au capacitate de fotosinteză sau de a transforma apa și bioxidul de carbon, în oxigen și energie utilizabilă în formă de zaharuri.
Acest proces necesită lumină pentru a furniza energia necesară. S-au făcut cercetări și experimente științifice legate de fotosinteză, pentru a deduce corelația între iluminarea din diverse zone ale spectrului radiației electromagnetice și dezvoltarea plantelor. Plantele răspund diferit la lumina de diferite culori. În general, lumina roșie face plantele să devină înalte, în timp ce lumina albastră, atunci când este folosită singură, poate provoca o creștere mică, îndesată. Un echilibru adecvat de energie în zonele spectrale roșu și albastru produce plante care au o creștere și formă normale. Cultivatorii de plante au utilizat aceste cunoștințe de zeci de ani de când se folosesc surse de lumină artificială (ex. Horticulture Lamps de la GE, PHILIPS, Osram, Sylvania), dar realizarea recentă a LED-urilor cu eficiență înaltă a deschis noi posibilități pentru noi aplicații de creștere intensivă și mai eficientă a plantelor pentru cultivatori și cercetătorii horticoli. Iluminarea cu LED-uri poate stimula creșterea plantelor cu până la 40%.


Absorbția luminii în Clorofilă


Clorofila este un amestec de doi compuși, clorofila a (un solid albastru-negru) și clorofila b (un solid de culoare verde închis), care oferă o culoare verde în soluții organice (Willstätter

Spectrul de creștere a plantelor
Richard – chimist german, anul 1912). În clorofila naturală există un raport a:b= 3:1, al celor două componente. În reacția de fotosinteză clorofila absoarbe energia luminii, iar un electron din clorofilă este excitat, trecând de la o stare de energie mai mică la o stare de energie mai mare, și astfel electronul este transferat la o altă moleculă. Un lanț de etape de transfer de electroni, se termină cu un electron transferat la molecula de bioxid de carbon. Între timp, clorofila care a renunțat la un electron poate accepta un electron de la o altă moleculă. Acesta este sfârșitul unui proces care duce la eliminarea unui electron din apă. Astfel, clorofila este în centrul reacției de oxidare – reducere, numită fotosinteză dintre bioxidul de carbon și apă, rezultând oxigen.

LED-uri de iluminat în horticultură


Studiile arată că iluminarea cu LED-uri poate stimula creșterea plantelor cu până la 40%. Sistemul de iluminare trebuie proiectat individual, funcție de aplicație, pentru a obține rezultatele optime bazate pe 2 principii de bază: Eficiența Fotosintezei și Suficiența Fotomorfogenezei.

Eficiența Fotosintezei
Deoarece LED-urile disponibile emit lumină în game diferite de lungimi de undă în funcție de tehnologia de fabricație, trebuie înțeleasă complexitatea spectrală a fotosintezei și apoi dezvoltată o aplicație:
(1) Schema Z a sistemelor de fotocataliză – cum se des­compune molecula de apă, (2) Spectrul de absorbție și acțiunea radiației în funcție de lungimea de undă - care arată că cele mai absorbite radiații sunt cele roșii și albastre, fiind cele contribuitoare la fotosinteză, (3) Randamentul relativ la energia absorbită. Cunoașterea mecanismului fotosintezei permite identificarea lungimilor de undă cele mai eficiente pentru o anumită specie de plante.

Suficiența Fotomorfogenezei
Pe lângă aspectele creșterii plantelor datorită fotosintezei, este important ca la proiectarea unui sistem de iluminare să se ia în considerare și cerințele spectrale ale fotomorfogenezei plantei. Fotomorfogeneza - schimbări morfologice induse de lumină într-o plantă - este reglementată în principal de tipul de fotoreceptori: phytochrome, cryptochrome și phototropin. Prin orientarea acestor fotoreceptori la anumite lungimi de undă, producătorii sunt în măsură să obțină modificări morfologice în instalațiile lor (ex. inducerea și suprimarea de flori, înălțimea coronamentului, distanțele inter nodale pentru frunze etc). Realizarea iluminării corecte ce corespunde fotomorfogenezei unei plante este numită “suficiența fotomorfogenezei”, necesară pentru a induce rezultatele vizate. Sistemele de iluminat cu LED-uri maximizează utilizarea energiei la iluminat. Detalii: http://plantphys.info/plant_physiology/light.shtml

Iluminarea F1 (Daylight Fluorescent) Spectrul F1 este potrivit pentru o varietate de specii de plante pe parcursul ciclului de creștere. Proporția mare de lumină roșie, stimulează fotosinteza în timpul etapei de creștere vegetativă și facilitează stadiul de înflorire.


Iluminarea F3 (White Fluorescent) Spectrul F3 produce cea mai rapidă germinare la specii de plante a căror germinare are nevoie de lumină. Este recomandat pentru utilizare în camere de germinare și pentru producția de flori.


Iluminarea F6 (Lite White Fluorescent) Spectrul F6 are conținut ridicat de albastru ce reduce înălțimea plantei, îmbu­nătățind astfel aspectul de plante și utilizarea spațiului. Recomandat pentru producția de legume cu frunze verzi.


Iluminarea F7 (Daylight simulator) Spectrul F 7 are cel mai mare conținut de albastru dintre toate spectrele și produce plante îndesate cu distanțe inter nodale scurte, foarte de dorit în faza de răsad. Reco­mandat pentru răsaduri în creștere înainte de transplant.

Cerințe în alegerea și controlul LED-urilor de iluminat horticol



Spectrul luminos și tipul de plante
Trebuie impuse cerințe specifice pentru spectrul luminos raportat la tipul de plante cultivate, la etapele în care vor fi cultivate, plus toate nevoile suplimentare ale producătorului (ex. dorința pentru o înălțime mai mică a plantelor).

Nivelul de lumină
Nivelul de lumină necesar pentru orice plantă poate fi cunoscut din literatura de specialitate publicată sau poate fi determinată de cerințele de lumină cunoscute ale plantelor cultivate (ex. plin soare, parțial soare, umbră, etc). Dacă iluminarea de bază folosește lumina solară, nivelul de iluminare suplimentară trebuie să fie doar o fracțiune din nivelul complet de lumină, în timp ce nivelurile de lumină fotoperiodice (noapte lungă, zi lungă, zi neutră) pot fi chiar mai mici.

Geometria de lucru
Pentru a calcula cantitatea de lumină furnizată la coronamentul de plante, trebuie să se cunoască geometria zonei de iluminat. Aceasta este compusă din lungimea și lățimea suprafeței de creștere, înălțimea disponibilă, lungimea și lățimea pentru elemente de fixare deasupra coronamentului plantelor și numărul total de niveluri de iluminat / rafturi. Aceste măsurători și obiectivele de nivel de lumină cerut la coronament, vor furniza informațiile necesare pentru a selecta numărul necesar de corpuri de iluminat cu LED-uri pentru oricare personalizare de spectre.
Sursele de lumină sunt standardizate de o autoritate internațională CIE, www.cie.co.at

Aplicații ale LED-urilor de iluminat horticol


• Cultivarea plantelor pe rafturi sau suporturi verticale
• Sere și camere de creștere rapidă a răsadurilor
• Creșterea în corturi
• Iluminare suplimentară în camere cu plante
• Dezvoltări farmaceutice
• Cercetare științifică și aplicativă
• Hobby-uri horticole

Avantajele LED-urilor de iluminat horticol


• Controlul spectrului și al intensității iluminării
• Controlul climatului din seră prin managementul mai eficient al căldurii degajate de LED-uri
• Eficiența mare a iluminatului prin poziționarea apropiată de plante fiindcă se degajă căldură puțină
• Scăderea costurilor cu energia consumată la iluminat și cu eliminarea căldurii degajate de iluminat
• Creșterea duratei de utilizare și a fiabilității ansamblului
• Robustețe, nu există riscul spargerii la contact cu picături de apă, iar praful se poate curăța ușor
• Libertatea proiectării, LED-ul fiind un micro-cip care se poate poziționa ușor geometric pentru asigurarea uniformității iluminării

• LED-uri fiabile și cu lungă durată de utilizare de la OSRAM Opto Semiconductors sunt alternativa eco la iluminarea standard, în sere. Ele pot stimula în mod semnificativ creșterea plantelor, reducând conside­rabil consumul de energie prin utilizarea iluminării intensive în zonele de radiație vizibilă orientate la 450 și 660 nanometri.
Caracteristicile LED-urilor, cum ar fi: factor de formă mic, înaltă eficiență și durată lungă de viață, oferă flexi­bilitate pentru iluminatul plantelor care să stimu­leze creșterea rapidă. Folosind un automat progra­mabil sau PC și surse de alimentare adecvate, reglarea intensității și controlul culorilor luminii LED-urilor se face rapid, în funcție de necesități și pot fi ușor de stabilit iluminări în cicluri care promovează dezvoltarea rapidă și sănătoasă a plantelor.
Dispozitivele LED OSLON SSL FAMILY, Golden DRAGON Plus, OSLON Square de la OSRAM Opto Semiconductors sunt special concepute pentru aplicații de iluminat horticol:
• dispozitive ultra compacte, cu putere 1W la unghiuri de vizualizare 80°, 150° și 170°
• spectre direcționate pentru a crește absorbția de către clorofilă și a stimula fotosinteza în plante
• randament ridicat, în întreaga gamă de culori (albastru la hiper roșu).
Detalii: http://ledlight.osram-os.com/applications/ horticultural-led-lighting/

• LED-urile de iluminat horticol de la Illumitex Inc. ( www.illumitex.com) sunt proiectate special pentru utilizarea în sere verticale în care sunt necesare controlul perioadei de inflorescență, perioade de iluminat și iluminat unic cu un fascicul într-un unghi conic. Illumitex Eclipse Surexi™ Horticulture LED Light Bars sunt bare de LED-uri ce emit lumină pentru creșterea plantelor, concepute pentru a produce radiații active pentru fotosinteză ridicată.
Aceste bare cu LED-uri folosesc tehnologia Digital Distribution™ şi asigură un iluminat având un conținut de lumină colorată adaptat la nevoile optime specifice la specii de plante, prin combinații de lungimi de undă personalizate, modificând răspunsul de fotosinteză și/sau fotomofogeneză al plantei țintă, care să permită o creștere mai robustă în timp mai scurt.

Alimentarea LED-urilor de iluminat horticol


LED-urile și modulele cu LED-uri de iluminat horticol necesită o alimentare fiabilă și eficientă, capabilă să lucreze în mediul umed și cald din sere.

MEAN WELL oferă familii de surse de alimentare dedicate alimentării LED-urilor în orice mediu.

Criterii de alegere a surselor pentru alimentarea LED-urilor


• Se decide nivelul de putere adecvat, inclusiv marja de siguranță.
• Se decide schema circuitului de alimentare a LED-urilor, respectiv sursa de alimentare (se alege alimentarea la curent constant (CC) sau la sursa de tensiune constantă (CV) se adăuga suplimentar circuite integrate drivere (LDD sau LDD-H) pentru a obține un nivel de curent constant mai precis).
• Se verifică dacă aplicația cere funcția de compensare a factorului de putere (PFC).
• Se verifică locația de montare a sursei de alimentare a LED-urilor: tip incintă, loc uscat / umed / cu stropi de apă, praf, gama de temperatură în care trebuie să lucreze la putere maximă, interior sau exterior de clădiri, descărcări electrice etc, pentru a alege sursa fără/cu carcasă (respectiv gradul de protecție IP).
• Se verifică dacă fiabilitatea și durată de viață se încadrează în ce declară fabricantul.
• Se verifică certificatele de siguranță în utilizare (TUV EN60950-1, UL8750), standarde de perturbații EMC (EN55015, EN61000-3-2 class A, EN61000-3-3, EN61000-4-2,3,4,5,6,8,11, EN61547) și de garanție acordată (2, 3, 5 ani).
• Se verifică dacă se cere reglarea de tensiune și / sau curent la ieșire
• Se verifică dacă e nevoie de funcția de reglare a intensității luminoase și modalitatea de realizare (prin potențiometru, tensiune DC sau pulsuri PWM).

La nivele mari de putere alimentarea la curent constant se implemetează separat, sursa de tensiune constantă (CV) alimentând driverul de curent constant (CC driver). Sursele cu specificația CV+CC au tensiune constantă (CV) la pornire, iar după aprinderea LED-urilor trec în modul de lucru curent constant (CC).


Modul cu LED-uri de iluminat horticol: conține combinații de LED-uri ce iluminează în spectrele F1, F3, F6, F7 sau monocolor roșu sau albastru , are protecție ESD cu diode Zener, poate fi conectat în serie sau în paralel cu alte module la sursa de alimentare, necesită radiator pentru disiparea căldurii.

NOTĂ.
Termeni și definiții pentru LED-uri de iluminat horticol
Deși multe principii de proiectare se aplică la ambele forme de iluminat: general și horticol, unitățile utilizate în iluminat general (lumen, lux, footcandles și lumeni pe watt) sunt extrem de legate față de răspunsul ochiului uman la radiația luminoasă. În schimb, sistemele de iluminat horticole sunt mai bine evaluate prin utilizarea de unități de măsură care arată nivelul de utilizare a capacității sistemului de iluminat a stimula fotosinteza. Aceste valori sunt, prin urmare, asociate cu numărul absolut de fotoni.

1. PAR (Photosynthetically Active Radiation)
PAR - Radiația Activă de Fotosinteză este definit de CIE (International Commission on Illumination) ca expunerea totală la fotoni în banda de frecvențe de radiații 400 la 700 nm, care este absorbită de pigmenți fotosintetici. Aceeași gamă de lungimi de undă care este asociată și cu viziunea umană (380-780 nm). Cu toate acestea, ochiul uman este cel mai sensibil la gama de lungimi de undă verde (sensibilitate maximă este la 555 nm).

2. PPF (Photosynthetic Photon Flux)
PPF - Flux de Fotoni de Fotosinteză, măsurat în micromoli pe secundă. (Un mol este un număr egal cu numărul de atomi în 0,012 kg de carbon-12 și un micromol este o milionime dintr-un mol). PPF reprezintă numărul total de fotoni în intervalul de lungime de undă activă fotosintezei, emiși de o sursă de lumină fiecare secundă. Acesta este folosit în loc de flux luminos (măsurat în lumeni) în aplicații de iluminat.

3. PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density)
PPFD - Densitate Flux de Fotoni de Fotosinteză, măsurată în micromoli per metru pătrat pe secundă. Această valoare reprezintă numărul total de fotoni în intervalul de lungime de undă activă fotosintezei, care se încadrează pe un metru pătrat de suprafață dată (cum ar fi un raft de plante) în fiecare secundă. Aceasta este utilizată în loc de iluminare (măsurat în lux sau footcandles) în aplicații de iluminat agricole.

4. PPF/Watt
O măsură a eficacității de cuplare, exprimată în micromoli per Joule. Această măsură metrică reprezintă numărul total de fotoni în intervalul de lungime de undă activă fotosintezei, generați de un Joule de energie electrică. Aceasta este o măsură metrică a eficienței electrice care se referă, în loc de lumeni per watt, pentru iluminare agricole. 1W = 1 J/s.

5. PPF/Watt livrată
O măsură a eficacității sistemului de iluminat, exprimată în micromoli care ajung la bolta de plante per Joule. Această valoare reprezintă numărul total de fotoni în intervalul de lungime de undă activă fotosintezei, care ajunge la bolta de plante generate de un Joule de energie electrică. În general, aceasta este cea mai bună măsură pentru evaluarea a randamentului electric a diverselor sisteme de iluminat horticole. Indiferent de eficiență electrică a cuplării LED-urilor, fluxul de fotoni trebuie să ajungă la coronamentului plantelor, în scopul de a fi absorbit și induce o fotosinteză, și/sau răspuns de fotomorfogeneză.

ECAS

ELECTRO
asigură aprovizionarea și asistența tehnică pentru orice tip de dispozitive optoelectronice, inclusiv LED-uri pentru iluminat horticol.

ECAS

ELECTRO
este distribuitor autorizat al produselor

MEAN WELL

.


Autor:
Ing. Emil Floroiu
ECAS ELECTRO
emil.floroiu@ecas.ro
www.ecas.ro
Citeste tot articolul

În umbra Marii Curse. Semiconductoare discrete moderne de la Diotec.

Asistăm cu respiraţia tăiată la cursa producătorilor din do­me­niul circuitelor integrate.
Procesoarele sunt tot mai rapide şi mai eficiente, oferind totodată un consum de energie din ce în ce mai mic.
Mai puţin atrag însă atenţia elementele semiconductoare dis­crete – diode şi punţi redre­soare, care sunt şi ele în schim­bare pentru a răspunde aştep­tă­rilor pieţei şi clienţilor.



În acest sens, un bun exemplu pot fi produsele firmei germane Diotec. Această companie, de mai bine de treizeci de ani, s-a specializat într-un domeniu destul de îngust – diode de protecţie şi de semnal, precum şi diode şi punţi redresoare.
Bogata sa experienţă per­mite atât producţia de elemente standard de înaltă calitate, precum şi realizarea de comenzi individuale, în funcţie de necesităţile clienţilor. Diotec are fabrici atât în Europa (Germania şi Slovenia), cât şi în Asia (China şi India), iar majoritatea, adică peste 70% din producţie, ajunge pe piaţa europeană. Jumătate dintre clienţi sunt firme OEM – producători care folosesc componentele firmei pentru realizarea propriilor echipamente. Beneficiari principali sunt firme din domenii ca: iluminat, telecomunicaţii, surse de energie, industrie şi energii alternative (solară şi eoliană).

Diodele


Diodele sunt unele dintre cele mai populare elemente semiconductoare. Practic, este greu să ne imaginăm vreun echipament care să nu aibă în structura sa măcar o singură diodă.
Deşi principiul de funcţionare al diodei este banal de simplu – conducţia curentului doar într-o direcţie – posibilităţile de utilizare sunt surprinzător de multe. Diodele redresează curentul, stabilizează tensiunea, limitează supratensiunile… şi acestea sunt doar câteva funcţii dintr-o listă foarte lungă.
Sigur că Diotec are în oferta sa şi diodele cele mai clasice, vândute de fiecare producător.
Însă ceea ce o diferenţiază este mare diver­sitate a versiunilor şi carcaselor disponibile.
De exemplu, dioda standard tipică, având parametrii de 1000V/1A este oferită, bine­înţeles, în carcasa clasică din plastic DO-41 (1N4007), dar poate fi achiziţionată şi în versiunea ultrafast (UF4007 , trr =50ns – 100ns) şi în versiunile SMD:

SL1M – carcasă foarte mică SOD-123FL (1,8mm × 2,8mm, înălţime maximă 1,3mm)
GL1M – carcasă miniatură MiniMelf (DO-213AA,  1,3mm), poate înlocui elementele din carcasa SOD-87
M7 – versiune economică în carcasă LowCost SMA (2,7mm × 4,2mm × 2,2mm)
S1M – în carcasă DO-214AC (SMA – 2,7mm × 4,5mm × 2,2mm), diodele în această carcasă sunt disponibile cu tensiuni inverse de până la 2000V (S1Y)
SM4007 – în carcasă DO-213AB (Melf, , 2,5mm), diodele în această carcasă sunt caracterizate de cel mai mare curent în impuls de până la 44A (8,3 ms)

Dintre celelalte propuneri interesante de diode, merită menţionate şi diodele Zener cu putere de până la 3W (SMD în carcasă DO-214AB/SMC) sau cu o putere de până la 5W în cazul diodelor cu terminale axiale (în carcasă  8×7,7mm). Această din urmă carcasă este folosită şi la realizarea diodelor redresoare cu un curent de conducţie de până la 25A, a diodelor cu barieră Shottky cu un curent de conducţie de până la 30A şi a diodelor de protecţie (transil) cu o putere de până la 5000W. Cheia succesului în acest caz a reprezentat-o utilizarea unei secţiuni puţin mai mari a terminalelor ( 1,6mm în loc de  1,2mm), datorită căreia a putut fi eficientizată evacuarea căldurii din structura P-N.
Sunt disponibile şi matrice de diode cu anod comun sau catod comun (max. 8 diode), diode fixate prin presare (carcasă de tipul Press-fit), diode în carcase tip pastilă sau cu tranzistoare, montate atât prin inserţie (TOxxx), cât şi SMD (D2PAK). O soluţie interesantă o reprezintă combinaţia, în aceeaşi carcasă SMD (Melf) a unei diode de blocare cu o diodă TVS (din gama TGLxxx), destinată soluţiilor PowerLED.
Un accent special este pus de Diotec pe diodele cu o tensiune de conducţie joasă (“LowVf”), care îmbină avantajele diodelor redresoare (o tensiune inversă ridicată) cu dioda Shottky (tensiune de conducţie joasă). Zona lor de acţiune o reprezintă dispozitivele solare, unde limitarea pierderilor de putere este deosebit de importantă.
Fapt interesant, în oferta firmei găsim şi diode de înaltă tensiune SMD de până la 2300V, carcase cu terminale axiale pentru tensiuni de până la 18 000V (0,2A), dar şi diode cu o tensiune de lucru de până la 24000V şi un curent de conducţie de până la 4A.

Punţi redresoare


În această grupă de produse Diotec deţine şi soluţii clasice, dar este lider în domeniul caracterizat pe scurt prin deviza “Mai mic, mai uşor, cu putere mai mare”.
În practică, acest lucru se traduce prin miniaturizarea elementelor cu menţinerea posibilităţii, mai mari decât la concurenţă, de conducţie a curentului şi cu păstrarea grijii pentru un preţ redus şi soluţii de protecţie a mediului (ROHS). Au anunţat această tendinţă punţile în carcasa standard DIL4 cu pas de 5,1mm, un curent de conducţie de max. 1A şi o tensiune de lucru de max. 1000V.
Următorul pas a fost apariţia punţilor DIL4 cu structuri din diode rapide şi Shottky.
Aşteptările pieţei au forţat evoluţia acestor produse. Mai întâi a apărut puntea în carcasă SO-DIL SLIM (montare SMD, înălţime de numai 2,5mm), iar apoi în carcasă ABS (pas 4mm, înălţime 1,5mm), MiniDil SLIM (carcasă apropiată de TO269AA, pas 2,54mm).
Următoarea etapă au constituit-o punţile MYSxx cu carcasă MicroDIL şi dimensiunile 3×3mm, înălţime de doar 1,8mm şi pas de 1,27mm. Sunt unele dintre cele mai mici punţi redresoare din lume, care funcţionează cu 0,5A şi o tensiune de până la 800V max.
Apariţia lor o datorăm dezvoltării tehnologiei de iluminare cu LED, în care, într-un spaţiu mic, limitat de dimensiunile impuse de norme (de exemplu într-un bec), trebuie montat sistemul de alimentare şi control al LED-urilor.
Calitatea produselor marca Diotec poate fi atestată de parametrii acestora, puţin mai buni decât ai concurenţei, de exemplu în puntea rotundă clasică  9×5mm curentul de conducţie este de max. 2A, în timp ce concurenţa oferă, în majoritate, max. 1,8A.
Sigur că în oferta firmei găsim şi punţile monofazate plate clasice cu curenţi de funcţionare de la 2A la 12A, destinate unei tensiuni de max. 1000V şi punţi pătrate cu terminale cu sârmă pentru montare pe PCB (prin inserţie) sau cu terminale cu conectori. Acestea din urmă sunt populare printre producătorii diferitelor aparate electrocasnice, pentru care sunt foarte importante rapiditatea şi simplitatea montajului. Reţineţi că o aplicare a unei sarcini complete pe punţi, până la parametrii de catalog, este posibilă doar după dotarea acestora cu un radiator adecvat sau după montarea acestuia pe scheletul echipamentului, fapt practicat adesea în industria aparatelor electrocasnice.
Ultima grupă o reprezintă punţile trifazate cu tensiuni de lucru de până la 1600V. Sunt disponibile modele plate de 35×25×4mm cu curenţi de până la 20A (versiune polarizare B: +~~-) sau 25A (versiune polarizare A:-~~+). Punţile trifazate pătrate, disponibile în versi­uni cu curentul de 15A, 25A sau 35A, sunt realizate doar cu terminale cu conectori în standardul 6,3mm.

Valoarea adăugată


Articolul de faţă prezintă şi angajamentul firmei Diotec de dezvoltare a produselor sale, precum şi reacţiile sale rapide la nevoile pieţei. În afară de înalta calitate a elemen­telor, merită atenţie şi suportul oferit de producător.
Pe pagina de internet a acestuia putem găsi multe informaţii şi documente utile. Se află la dispoziţia celor interesaţi tabele uşor de consultat, care conţin parametrii produselor, în care poate fi găsit rapid elementul căutat. Diotec pune la dispoziţie şi fişe de catalog detaliate ale diferitelor produse, în care pot fi găsite diferite exemple de aplicaţii, care sunt o sursă utilă de inspiraţie pentru constructori.
Cu siguranţă se va dovedi utilă fişa cu înlocuitorii pentru diferitele tipuri de carcase şi procedura detaliată de lipire. Un asemenea volum bogat şi precis de cunoştinţe pus la dispoziţie de către producător este, din păcate, rar întâlnit, iar prezenţa lui este deosebit de folositoare pentru utilizatori şi, mai mult, reprezintă o bună dovadă a înaltei clase a firmei.
Produsele marca Diotec sunt disponibile şi la TME, de la elemente individuale disponibile în depozit, trecând prin cantităţile medii cumpărate în magazinul online, până la marile loturi cotate individual pentru fiecare client, alături de suportul tehnic.
Informaţii detaliate: www.tme.ro

Autor: Arkadiusz Węglewski

Transfer Multisort Elektronik s.r.l.
Str. B.P. Haşdeu nr. 8, Timişoara
tel. +40 356467401
fax +40 356467400
tme@tme.ro
www.tme.ro
Citeste tot articolul

CURENȚII DE SCURGERE

În orice conductor care are un potențial mai ridicat decât potențialul Pământului (considerat ca referință, respectiv zero volți), pot exista curenți care să curgă de la conductor la Pământ. Acești curenți de scurgere apar chiar și în conductoare care sunt bine izolate față de Pământ, deoarece nu există niciun lucru cu izolarea perfectă sau impedanța infinită. În general, numim curent de scurgere (leakage current) acel curent care trece prin conductorul de împământare de protecție legat la Pământ.



În absența unei conexiuni de împământare, acesta este curentul care ar putea rezulta din orice parte conductoare sau din suprafața pieselor neconductoare spre pământ, dacă o cale conductoare este disponibilă (cum ar fi corpul uman). Acest curent este nedorit, apărând suplimentar față de curenții utili într-o schemă electrică.
Cantitatea de curent care se scurge depinde de: (1) Potențialul de pe conductor, (2) Reactanța capa­citivă dintre conductor și pământ, (3) Rezistența între conductor și pământ.
Curenții care curg prin conductoare care sunt izolate față de Pământ și/sau izolate între ele, numiți curenți de scurgere sunt în mod normal mici. Dar, curenții mici pot produce efecte fiziologice nedorite. Deci, acești curenți trebuie limitați la nivele sigure, prin proiectarea echipamentelor, funcție de domeniul de aplicație. Echipamentele

Dacă prin corpul umed, având rezistența 3Kohm, curg 6mA, tensiunea pe carcasă ajunge la 18V, iar curentul de scurtcircuit spre pământ poate atinge 90A, prin rezistența bornei de împământare Rg=0.20 ohm.
electrice medicale, impun nivele diferite de curent de scurgere, definite în funcție de căile pe care pot curge curenții.
Noțiunea de curent de scurgere, în electronică, se re­feră și la alte tipuri de procese. (a) Curent de scurge­re se poate referi la o pierdere treptată de energie dintr-un condensator încărcat, datorită scurgerii prin dielectricul care nu este un izolator perfect și în principal datorită dispozitivelor electronice atașate, precum tranzistoare sau diode care conduc o cantitate mică de curent chiar și atunci când sunt blocate.
(b) Un alt tip de curent de scurgere se produce atunci când un curent care circula pe o cale definită de circuit, se abate prin altă cale alternativă datorită izolației degradate în timp și condiții de mediu. O astfel de scurgere este nedorită, deoarece curentul poate provoca daune, incendii, zgomot RF sau electrocutare. O scurgere de acest tip poate fi depistată prin măsurarea fluxului de curent într-un circuit, care la un moment dat nu se potrivește cu fluxul de la un alt circuit.
Scurgerea într-un sistem cu înaltă tensiune poate fi letală pentru un om aflat în contact cu pământul, atunci când se atinge accidental o linie de înaltă tensiune.
(c) Printr-un transfer nedorit de energie de la un circuit la altul poate apare un curent în alt circuit.
Liniile de flux magnetic care nu sunt închise în întregime în miezul unui transformator pot face ca un alt circuit sau conductoare din apropiere să se cupleze la transformator. Scurgeri de energie dintr-un transformator pot induce curenți de scurgere în conductoare, care se pot manifesta uneori, prin brum audibil în cazul schemelor audio.
(d) Curent de scurgere se consideră și curentul care poate curge în ansamblurile electronice dezactivate, dar alimentate și rămase în așteptare sau în modul “adormit”. Aceste dispozitive pot consuma câțiva microamperi din sursa de alimentare în starea de repaus, deși consumă sute sau mii de mA în timpul când sunt active. Acești curenți de scurgere devin un factor important pentru producătorii de dispozitive portabile, fiindcă determină timpul de funcționare al unui dispozitiv alimentat de la o baterie.

Importanța protecției


Dispozitivele și echipamentele electrice includ de obicei un sistem de împământare pentru a asigura protecție împotriva unui pericol, dacă există un defect de izolație. Trebuie respectată obligația ca echipa­mentul să fie conectat la pământ dacă este prevăzută o bornă dedicată (EG). Dacă apare un defect catastrofal de izolație între linia de putere și alte conductoare sau piese, tensiunea este șuntată la masă. Curentul rezultat va determina arderea unei siguranțe sau deschiderea unui întrerupător de circuit, prevenind pericolul de electrocutare. Evident, există un posibil pericol de electrocutare în cazul în care conexiunea de împământare este întreruptă, în mod intenționat sau accidental. Pericolul poate fi mai mare decât ar trebui, din cauza curenților de scurgere. Chiar dacă nu există niciun defect de izolație, întreruperea curenților de scurgere care au calea prin conductorul de pământ ar putea reprezenta un pericol pentru cineva care atinge echipamentele nelegate la pământ. Această posibilitate trebuie evitată total în aplicații medicale, caz în care un pacient poate fi victima unui șoc letal prin curentul de scurgere ce este aplicat la organele interne, mai ales dacă pacientul este într-o condiție proastă sau inconștient. Echipamentul care nu este legat la pământ oferă protecția prin utilizarea a două straturi separate de izolație, pentru că este puțin probabil să se defecteze ambele straturi de izolație. Cu toate acestea, condițiile care produc curenții de scurgere sunt încă prezente, și trebuie să fie luate în considerare.

Notă. NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health), agenția americană care face recomandări responsabile pentru prevenirea accidentelor de muncă, ne informează că: “În condiții uscate, rezistența oferită de organismul uman poate fi până la 100.000 ohmi. Pielea umedă sau ruptă poate scădea rezistența organismului la 1.000 de ohmi” adăugând că “energia electrică de înaltă tensiune (peste 600V) descompune rapid pielea umană, reducând rezistența ca dielectric a organismului uman la 500 ohmi.” Efectul mortal al șocului electric depinde de (a) curent, (b) durată, (c) calea curentului prin corp (prin inimă).

Cauzele scurgerilor de curent


Există două tipuri de scurgeri de curent: scurgere AC și scurgere DC. Curentul de scurgere DC, de obicei, se verifică numai la produsul final, nu la sursa de alimentare.

Schema tipică a filtrului EMC/EMI.
Curentul de scurgere AC este cauzat de o combinație în paralel de capacitate și rezistență DC între o sursă de tensiune (linia AC) și părțile conductoare la pământ ale echipamentului. Scurgerile provocate de o rezistență DC sunt de obicei nesemnificative în comparație cu scurgerile prin impedanța AC datorată diferitelor capacități paralele. Capacitatea poate fi intenționată (condensatoare tip Y în filtrul EMC/EMI) sau neintenționată. Exemple de capacități accidentale sunt distanțele pe cablaje imprimate, izolații între semiconductoare de putere și radiatoare, capacitatea parazită dintre primar-secundar în transformatoarele de izolare din sursa de alimentare.

Cel mai mare contribuitor la curentul de scurgere este capaci­tatea CY din filtrul antiperturbativ EMC/EMI (Electro Magnetic Compatibility/Interference) din sursa de alimen­tare, conectată între fază (L) și neutru (N) și pământ (EG).
O valoare mare asigură un nivel mic EMI, dar duce la creșterea curentului de scurgere. Estimarea valorii maxime a capacității CY se face cu expresia: CY(max)=Ileak(max)/(Vac(max) × 2πf) adică,
0.25mA/(242V × 314)= 3.2nF.
La un curent de scurgere de 0.25mA, rezultă CY=3.2nF.

Măsurarea scurgerilor de curent


Se utilizează aparate de măsură special concepute pentru măsurarea curenților de scurgere când toate sarcinile sunt deconectate. Curentul care curge în conductorul legat

Fluke 360 Leakage Current Clamp Meter
la pământ este măsurat (1) prin conectarea aparatului în serie cu conexiune de împământare sau (2) detectarea câmpului magnetic produs de curenții de scurgere prin cabluri singure sau multiple folosind un clamp meter (ex. Fluke 360 Leakage Current Clamp Meter) proiectat pentru testare non-invazivă a curentului de scurgere prin izolații fără a opri alimentarea sau a deconecta echipamentul.
Pentru echipamente de prelucrare a informațiilor, conexiunea la pământ este deschisă și se măsoară curentul pe firul neutru al liniei de alimentare. Pentru echipamentele medicale, se măsoară curentul care curge în pământ. Măsurarea poate fi făcută, de asemenea, între ieșirile sursei de alimentare și pământ. Condițiile de testare includ interschimbarea liniei de fază cu linia neutră, și măsurarea curentului de scurgere cu sursa de putere oprită.
Testul se efectuează cu echipamentul aflat la tempe­ratura normală de funcționare sau temperaturi mai ridicate pentru a identifica și măsura curentul de scurgere în cel mai rău caz.
Pentru curenți de scurgere foarte mici, aparatul de măsură a curentului de scurgere este înlocuit cu un rezistor sau un rezistor combinat cu un condensator. Căderea de tensiune pe aceste componente se măsoară folosind un voltmetru AC sensibil. Echipamentele fără împământare sau dublu izolate se verifică prin conectarea aparatului de măsură între o parte conductoare tangibilă și pământ. În cazul carcaselor neconductive, o folie de cupru de dimensiune adecvată este plasată pe carcasă, iar curentul care curge de la acesta la pământ este măsurat.

Reducerea curentului de scurgere


Multe dintre sursele de alimentare de astăzi au cerințe pentru valorile de curent de scurgere mai mici din cauza interacțiunii umane cu produsele alimentate. Prin urmare, producătorii de surse de alimentare cer eliminarea sau reducerea mărimii condensatoarelor Y pe care le folosesc pentru a satisface cerințele EMC/EMI. Prin folosirea transformator cu ecranări între înfășurări, valorile condensatoarelor Y pot fi semnificativ reduse sau eliminate, pentru a scădea curentul de scurgere în timp ce încă este realizată încadrarea în limitele EMI cu marjă adecvată.
Filtrul se montează astfel ca să existe un contact pe arie cât mai mare cu partea care se leagă la pământ.

Filtrele EMC/EMI EPCOS permit noi aplicații datorită curenților de scurgere foarte mici


Creșterea numărului de aparate electronice și interacțiunea lor înseamnă că filtrele EMC adecvate sunt mai importante decât oricând înainte.
Ele sunt necesare pentru a respecta limitele impuse la echipamente pentru interferențe radiate și pentru a asigura o funcționare sigură a echipamentului în condiții dificile. Trebuie asigurată și protecția împotriva interferențelor provenind de la alte echipamente și la perturbații de la linia de alimentare.
În filtre se folosesc capacitoare tip X și tip Y.
Capacitoarele tip X sunt conectate între faze, respectiv între faze și conductorul neutru, pentru a suprima interferențele diferențiale. Capacitoarele tip Y conectate între fază și pământ, respectiv nul și pământ, suprimă perturbațiile de mod comun. Funcție de calitatea și toleranța valorilor, capacitoarele hotărăsc caracteristicile de filtrare și curenții de scurgere.
Filtrele din noua serie SIFI® de la EPCOS sunt acum folosite cu succes în cele mai diverse aplicații.
Datorită materialelor inovatoare, dimensiunile noii serii SIFI au fost reduse și mai mult în comparație cu tipurile precedente, păstrând aceeași capabilitate de curent. În plus, îmbunătățirile constructive au condus, de asemenea, la creșterea fiabilității și la reducerea prețurilor.

Ghid de selecție pentru filtre - EMC EPCOS din familiile SIFI®


EPCOS oferă în prezent trei familii de filtre SIFI: SIFI-F (B84111F), SIFI-G (B84112G)
și SIFI-H (B84113H). Ele au fost dezvoltate ca filtre modulare standard pentru sistemele monofazate (2 linii), cu diferite caracteristici de atenuare. Ghidul de selecție ajută la alegerea corectă a filtrelor EMC ca proprietăți și dimensiuni, pentru a găsi o soluție eficientă în câțiva pași. Noile familii de SIFI diferă în principal în proprietățile lor de atenuare și dimensiuni. SIFI-F (B84111F) are cele mai mici dimensiuni și acoperă întreaga gamă de cerințe normale de antiparazitare. SIFI-F are versiunea 10-A, care are amprenta de numai 60 mm × 60 mm, inclusiv terminalele și clipsurile de fixare. În cazul cerințelor mai mari de atenuare, este recomandat SIFI-G (B84112G). La frecvențe mai mici de 1 MHz, acesta oferă o caracteristici de frecvență îmbunătățite la filtrarea de mod comun, comparativ cu SIFI-F. Dacă filtrul SIFI-G nu este suficient de eficient, atunci SIFI-H (B84113H) ar trebui utilizat. Acest filtru cu două etaje reduce fiabil tensiunile de interferență conduse simetrice și asimetrice, între aprox. 0,1 MHz până la circa 50 MHz.

Toate filtrele din cele 3 familii au curentul de scurgere redus până la 0.002mA, pentru aplicații medicale.


Tabel 1. Standard de siguranță dispozitive non-medicale IEC/EN60950


Tabel 2. Standarde de siguranță dispozitive medicale IEC/EN60601-1

NIVELE DE SIGURANȚĂ


Pentru echipamente non-medicale și respectiv cele medicale, nivelele de siguranță au fost stabilite de IEC (International Electrotechnical Commission) în standardele de siguranță IEC60950, IEC60601-1. Standarde specifice în Europa sunt EN 60939 și VDE 106.

ECAS

ELECTRO
este distribuitor autorizat al produselor EPCOS:
Capacitoare aluminiu, Capacitoare film, Capacitoare de putere, Ferite, Filtre absorbante de curenţi mari, Inductoare, Supresoare ceramice pentru tensiuni tranzitorii, Termistoare NTC, Termistoare PTC, Transformatoare, Varistoare.
www.epcos.com
www.ecas.ro

Autor:
Ing. Emil Floroiu
ECAS ELECTRO
emil.floroiu@ecas.ro
www.ecas.ro
Citeste tot articolul

Protecții în surse și consumatori prin termistoare PTC

Protecțiile sunt absolut necesare atât în sursele de alimentare cu putere cât și în consumatorii dintr-un sistem, indiferent de complexitatea acestuia.
Sursele de alimentare trebuie să aibă protecții la ieșire, la: scurtcircuit (SCP), supratensiune (OVP), subtensiune (ULP), supracurent (OCP), depășirea puterii (OPP/OLP).



Sursele de alimentare trebuie să fie robuste: să poată fi solicitate și să nu se defecteze la porniri/opriri (ma­nuale sau de la distanță) frecvente și repetate în timp. Pornirile și opririle repetate stresează componentele electronice reducând durata de utilizare (ex. Becul economic fluorescent sau cu LED-uri care conține o sursă cu comutare, nu suportă porniri/opriri frecvente, iar becul se arde prematur dacă nu are prevăzute protecții. Becul cu halogen nu este afectat de acest regim on/off). Puțini fabricanți specifică această caracteristică, dar ar fi normal un minim de 10.000 porniri/opriri cu sarcina nominală conectată, pe toată durata de viață estimată (altă caracteristică nespecificată de toți fabricanții de surse).
Sursele de alimentare și alte dispozitive alimentate cu putere electrică trebuie să aibă protecție la supra­temperatură (OTP), mai ales când funcționează la putere maximă și în condiții de mediu cu temperatură ridicată.
Sursele de alimentare trebuie să aibă consum propriu mic de putere electrică în starea de așteptare a pornirii (standby), sub un nivel impus de standarde (ErP, EISA), pentru a nu fi considerate vampiri energetici. Un exemplu tipic este un invertor DC/AC conectat la o baterie de 12Vcc, pe care o poate epuiza energetic în așteptare, deoarece, chiar fără sarcină are un consum propriu semnificativ. (De ex. Invertorul Meanwell A301-600-F3 consumă 600mA fără sarcină, dar invertorul Steca Solarix MPPT 2010 consumă doar 10mA fără sarcină. Bineînțeles că, la caracteristici superioare prețul e mai mare!).

Protecția la supratensiune la ieșire (OVP – Over Voltage Protection)


Protecția la supratensiune la ieșirea sursei este realizată de un circuit care monitorizează tensiunea la ieșire pentru ca aceasta să fie în limite sigure. Protecția la supratensiune (OVP) este obligatorie la toate sursele, iar pentru consumatori este obligatorie pe intrare. Nivelul de declanșare al protecției poate fi fixat mai sus de tensiunea nominală, dar acest nivel la care acționează protecția OVP poate reprezenta un nivel periculos, la care se distrug componente electronice. Astfel, se poate specifica la o sursă că variația normală a nivelului ieșirii este ±5% din nivelul nomi­nal, dar protecția trebuie să acționeze la nivel cu cel puțin 2Vcc mai sus de acest nivel, dar respectând nivelul maxim de tensiune admisă de sarcină, când sursa poate fi funcțională, dar sarcina este afectată.

Diagrama Vout-Iout: (a) La foldback curentul Isc scade dramatic și tensiunea ajunge la zero (b) La limitare la curent constant Imax tensiunea este variabilă până la zero c) Dacă sursa nu are o limitare de curent, acesta atinge valoarea maximă posibilă Ifinal când sursa se defectează.
Protecția la supratensiune se poate realiza simplu prin două metode: (1) protecția crowbar este protecție la supratensiune care scurtcircuitează ieșirea dacă tensiunea la ieșire depășește un nivel setat (schema este simplă: un circuit sesizează nivelul tensiunii și comandă un dispozitiv SCR – Silicon Controlled Rectifier care va scurtcircuita ieșirea și va activa o siguranță ultrarapidă). Circuitul trebuie să asigure o întârziere relativ mică, pentru a evita distrugerea sarcinii. Siguranța va rămâne întreruptă și nu se asigură revenirea automată la modul normal de operare a sursei după dispariția supratensiunii, dar se poate indica optic că s-a acționat la o supratensiune. Pot apărea false depășiri ale tensiunii de ieșire la deconectarea unei sarcini inductive sau la descărcări electrostatice imprevizibile sau la prag de declanșare a protecției fixat la nivel apropiat de nivelul nominal al tensiunii. (2) protecţia clamping (clamping circuit) limitează variațiile de tensiune în sus sau în jos față de un nivel de tensiune DC prestabilit, conducând vârfuri de curent mare pe durate scurte (peaks), repe­titive, spre un nivel de referință. Se menține simplu tensiunea în limite non distructive pentru circuitele ali­mentate la tensiuni mici (ex. contactele releelor ce au sarcini inductive, sunt protejate cu diode). De asemenea, pot fi protejate prin protecția clamping componente electronice la descărcări ESD, la perturbații EMI, la tensiuni tranzitorii și fluctuații ce pot apare aleatoriu în sursele de putere, pe firele de conectare la alimentare, de comunicații sau de date.

Protecția la supracurent (OCP – Over Current Protection)


Această protecție este obligatorie. Standardul IEC 60950-1 obligă ca, niciun singur conductor dintr-un echipament de calcul să nu transporte o putere mai mare 240VA (curent maxim 20A, la tensiunea 12V). Protecția la supracurent se bazează pe un circuit specializat OVP și pe un senzor de curent (rezistor de pu­tere mare, dar cu rezistență foarte mică, numit șunt) pe care se măsoară căderea de tensiune și se compară cu un nivel de referință. Se folosesc diverse metode de limitare a curentului: (1) la curent constant când sursa devine un generator de curent (curentul rămâne constant, dar tensiunea va tinde la zero); (2) fold-back (tensiunea tinde spre zero, dar curentul la ieșire se reduce la o valoare mai mică); (3) fold-forward (tensiunea tinde spre zero, în timp ce curentul la ieșire crește, ca în cazul surselor care alimentează motoare electrice, pentru a putea compensa, la pornire, inerția electrică a motoarelor, pompelor sau a sarcinilor capa­citive mari); (4) hiccup (la atingerea unei limite a curentului, tensiunea se reduce la zero și după un scurt timp revine la valoarea normală; la ieșire apar variații on/off, ca o oscilație, iar disiparea de putere este minimă); (5) oprirea funcționării sursei (shutdown) la apro­pierea de nivelul maxim admis pentru curent (current limit shutdown). În funcție de modelul sursei, aceasta poate să revină automat la operare normală, după dispariția cauzei sau poate fi necesară pornirea manuală sau de la distanță.

Protecția la depășirea puterii / protecția la suprasarcină (OPP/OLP – Over Power/Load Protection)


Aceste protecții (OPP/OLP) au nume diferite, dar se referă la același lucru. Această protecție este opțională și acționează pentru oprirea sursei când se solicită o putere la consumator mai mare decât un nivel configurat. Protecția se realizează prin monitorizarea curentului la ieșirea sursei, iar la creșterea curentului peste o valoare fixată, se va declanșa protecția, oprind funcționarea sursei de alimentare.

Protecția la supratemperatură (OTP – Over Temperature Protection)


Această protecție este opțională și acționează la depă­șirea unui nivel al temperaturii în interior, considerat peri­culos. Temperatura se monitorizează cu un termistor, iar nivelul la care va acționa protecția este stabilit de fabricant. O sursă cu protecție la supratemperatură poate avea senzorul pus în interior pe etajul de putere pentru a opri sursa sau pentru a controla viteza unui ventilator de răcire forțată. Protecția la supratemperatură se poate referi și la sarcină, cum este cazul încărcătoarelor de baterii la care se reglează curentul de încărcare în funcție de tempe­ratura bateriei, știind că la încălzire bateria se poate deteriora. Încărcătoarele de baterii considerate de calitate, cu nivele de încărcare, se livrează cu un senzor de temperatură extern care se poziționează pe baterie.
Curentul de încărcare va fi corelat cu temperatura bateriei (scade curentul, când crește temperatura bateriei).
Obligatoriu, la alegerea sursei de putere se analizează dia­grama dependenței puterii la ieșire în funcție de tempe­ratura ambiantă (puterea scade, la creșterea temperaturii), pentru ca sursa să poată debita pute­rea cerută de sarcină la temperatura maximă.

Protecția prin termistoare PTC ceramice


Un termistor PTC este un rezistor semiconductor sensibil termic. Valoarea rezistenței crește brusc odată cu creș­terea temperaturii, când o temperatură definită (Tempe­ratura de referință, numită Temperatură ferroelectric Curie) a fost depășită. Coeficientul de temperatură pozitiv foarte ridicat (PTC) al rezistenței peste temperatura de referință a dat numele termistor.

Caracteristica R/T pentru familia PTC B5960A0*X5B062 EPCOS: 1. Rezistența la Tnominală 25°C = 470ohm ±50% 2. Temperatură de referință (RPTC = 4.7Kohm): 75°C - 135°C în pași de 10°K, cu toleranța ±3°K 3. Rezistența la depășirea Temperaturii de referință + 10°K: > 40Kohm
Standardele aplicabile sunt EN 60738-1, IEC 60738-1, DIN 44081 și DIN 44082.
Termistoarele PTC ceramice sunt utilizate în locul sigu­ranțelor pentru a proteja la supracurent circuite electronice, dar și motoare și transformatoare. Termistoarele se conec­tează în serie cu traseul de curent și răspund rapid la creșteri inadmisibile de curent, dar și la creșteri de temperatură. Puterea disipată este limitată prin creșterea rezistenței care va limita curentul, iar în contrast cu siguranțele care întrerup circuitul electric, termistoarele încetează limitarea când se răcesc, dacă curentul scade. Termistoarele PTC ceramice pot avea frecvente cicluri încălzire/răcire, fiind superioare PTC-urilor din materiale plastice.

Considerații la alegerea unui termistor ceramic PTC.
• Curentul maxim limitat (trebuie cât mai apropiat de curentul nominal, pentru o acționare rapidă la creștere) și tensiunea maximă ce poate apare (până la 1000V) pentru a ști puterea maximă ce trebuie disipată; ca precauție se înseriază un rezistor de valoare mică care va limita curentul în caz de scurtcircuit al PTC.

Curentul de încărcare inițială a unui capacitor prin rezistorul R este constant la valoare mare, dar prin termistorul ceramic PTC scade rapid la valoare non critică.
• Dimensiunile PTC proporționale cu disiparea pu­terii maxime, pentru o revenire rapidă, dar și să permită poziționarea în montajul electronic.
• Curenții de valori mari se admit fără schimbarea va­lorii rezistenței, dacă dimensiunile sunt mari și asigură o răcire eficientă prin plasarea bine aleasă în mediu. EPCOS produce termistoare PTC care asigură o supra­față mare pentru o bună disipație, ce pot asigura o disipație de până la 200W per componentă. O răcire cu ventilator poate fi utilă.
• Temperatura ambiantă la care operează PTC pentru ca limitarea să nu se facă datorită în principal datorită variației temperaturii mediului; EPCOS oferă termistoare PTC pentru protecție la supracurent cu temperaturi de referință 80, 120, 130 și 160°C, iar curentul limitat va depinde de această temperatură de referință și de diametrul PTC.
• Rezistență PTC cât mai mică (câțiva ohmi), pentru o variație mică între curentul nominal și cel limitat; se evită folosirea solvenților care afectează suprafața în­cap­sulării PTC și astfel poate scade rezistența nomi­nală.
• Durata perturbației care duce la limitarea curentului este adesea un factor neglijat; termistoarele EPCOS pot avea tensiunea de lucru de cel puțin 265Vac și pot rezista timp indefinit.
• Disiparea căldurii trebuie să fie asigurată prin circu­lație ușoară a aerului, pentru ca revenirea să fie rapidă.

Aplicații versatile pentru PTC - EPCOS


1. Protecția simplă a unui transformator prin limitarea curentului în primar.
2. Întârziere la comutarea unei sarcini L, dacă sunt comutări frecvente. Se limitează curentul când crește tensiunea la deconectare.
3. Preîncălzirea electrozilor în lămpi fluorescente sau economice creşte durata de viață a lor.
4. Circuit starter motor AC (frigider sau aer condiționat) cu PTC care limitează curentul în înfășurarea auxiliară la pornire.
5. Senzor de nivel cu PTC care disipă căldura mai bine într-un lichid decât în aer.
Pentru aceste aplicații EPCOS oferă PTC încapsulați în sticlă sau oțel inox.
6. Protecția motoarelor trifazice prin monitorizarea temperaturii înfășurărilor. Termistoarele EPCOS (conforme DIN 44081, DIN 44082) sunt legate în serie la un circuit Siemens special de sesizare a creșterii rezistenței.
7. Protecția semiconductoarelor de putere cu PTC care sesizează temperatura.
8. Datorită caracteristicilor R/T termistoarele PTC sunt ideale pentru a fi utilizate ca elemente de încălzire.
Dimensionarea se face știind că puterea electrică absorbită este egală cu puterea termală disipată.
Rth – rezistența termală în K/W
Tsurf, PTC – temperatura suprafeței PTC
TA – temperatura ambiantă.
• Curent - Hold (Ih) (Max): 8mA ~ 850mA
• Curent - Max: 100mA ~ 5.5A
• Curent - Trip (It): 17mA ~ 1.7A
• Capsulă: Radial, Disc
• Timp de acționare: 2s ~ 6s
• Tensiune- Max: 24V ~ 1000V

Termistoarele PTC de tip SMD au aceleași caracte­ristici ca și cele tip disc, dar dimensiuni mai mici (max. 3.2 × 2.5 × 1.6 mm – EIA case size 1210).

ECAS

ELECTRO
este distribuitor autorizat al produselor EPCOS:
Capacitoare aluminiu, Capacitoare film, Capacitoare de putere, Ferite, Filtre absorbante de curenţi mari, Inductoare, Supresoare ceramice pentru tensiuni tranzitorii, Termistoare NTC, Termistoare PTC, Transformatoare, Varistoare.
www.epcos.com
www.ecas.ro

Autor:
Ing. Emil Floroiu
ECAS ELECTRO
emil.floroiu@ecas.ro
www.ecas.ro
Citeste tot articolul

Măsurarea fluxurilor de energie în operațiunile transfrontaliere de tracțiune feroviară

Noi standarde impun cerințe de precizie pentru măsurarea energiei ceea ce reprezintă o mare schimbare relativ la practica anterioară din industrie.



de Hartmut Gräffert, LEM

Deoarece rețelele feroviare de mare viteză se extind și timpul de călătorie scade, transportul feroviar internațional este din nou în vogă. Pentru un călător, cel

Figura 1: Conceptul standardului prEN 50463
puțin în cadrul Uniunii Europene, granițele naționale sunt pe hartă, dar au încetat să existe efectiv. Nu același lucru este însă în întregime adevărat pentru trenuri, fiindcă unitatea de tracțiune a trenului face o tranziție de alimentare cu energie, pe măsură ce trece de la o țară la alta. Puterea absorbită din linia aeriană va fi furnizată în continuare, în majoritatea cazurilor, de către un serviciu feroviar național, și vor fi discontinuități la frontieră: se poate - sau nu se poate – să fie la nivele de tensiune și de frecvență similare în fiecare parte a tranziției. Acest lucru prezintă proiectanților de rețele de tracțiune feroviară un număr de probleme. În primul rând, și cel mai evident, setul de tracțiune trebuie să fie “multi-standard” – adică acesta trebuie să fie capabil să opereze de la orice sursă de alimentare pe care o va întâlni în rețea, fiindcă rutele programate de azi pot însemna parcurgerea de mai multe țări într-o singură călătorie.

Măsurarea puterii la bord


O cerință ceva mai puțin evidentă este nevoia de o monitorizare exactă a puterii luată din rețea de către motoarele de tracțiune, în orice moment. Fiecare autoritate de alimentare cu energie în rețea trebuie să fie plătită pentru energia pe care un tren internațional o folosește în timp ce este în interiorul granițelor sale naționale. Monitorizarea energiei livrate către fiecare tren din reţeaua naţională a unei ţări este imposibilă, astfel că singura cale posibilă de a produce informații exacte de facturare este de a măsura și a face jurnalul de putere la intervale regulate pe parcursul călătoriei. Fiecare intrare în registru trebuie să asocieze, de asemenea, informații cu privire la poziția în care a fost trenul la fiecare punct de măsurare, iar dispozitive GPS omniprezente, pot oferi cu ușurință această parte a datelor. O altă complicație este faptul că sistemele de tracțiune moderne folosesc frânarea regenerativă, când rulează cu motoarele lor ca generatoare de curent și returnează putere în rețea, atunci când scad viteza. Pentru acuratețe fiscală completă, prin urmare, sistemul de măsurare a energiei trebuie să fie bidirecțional. Pentru a armoniza funcționarea serviciilor internaționale, a fost elaborat un standard european, specificând exact ce este funcția de măsurare a energiei (EMF), care urmează să fie efectuată (Figura 1); încă în stadiul provizoriu, și, prin urmare, care poartă prefixul “pr”, documentul este prEN50463. Acesta prevede o înregistrare care include parametri, cum ar fi data și ora, identificarea trenului, frecvența rețelei - care poate fi 16,7Hz, 50Hz, 60Hz sau DC - locația și respectiv, nucleul central pentru funcția de bază, profilul de sarcină. Înregistrarea trebuie să includă valorile energetice absolute pentru putere, atât “reală” cât și reactivă, cuprinzând informații cu privire la factorul de putere pe care trenul îl prezintă la o linie de alimentare în fiecare moment.

Noi niveluri de precizie de măsurare


Standardul EN50463 stabilește o nouă provocare în care se cere acuratețea, specificată în valori numerice care corespund la termenii din “clasa R” (Rail = feroviar). Cerința generală este pentru măsurarea energiei cu o precizie de ±1.5% pentru puterea AC și ± 2% pentru puterea DC. Există trei elemente principale în măsurarea și înregistrarea de energie: două traductoare pentru măsura valorilor instantanee de curent și tensiune și un contor care preia aceste valori, calculează și memorează valori de energie.
Pentru citirea valorilor AC, trebuie să se țină seama de diferența unghiului de fază dintre formele de undă de tensiune și de curent, pentru a obține atât valorile de putere, reale, cât și reactive.
Fiecare dintre aceste elemente contribuie cu un anumit grad de incertitudine în procesul de contorizare și aceste erori se adăugă calculând eroarea numită rădăcină medie pătratică (care este definită astfel: eroarea totală este egală cu radical indice doi din suma pătratelor cifrelor de eroare individuale). Prin urmare, traductoarele și contorul de energie trebuie să se încadreze, în mod individual, în nivele de precizie considerabil mai stricte decât nivelul global de eroare acceptat. Pentru a permite proiectanților de sisteme de tracțiune să îndeplininească cerințele din standardul EN50463, firma LEM a asamblat o ofertă potrivită de traductoare cu precizie îmbunătățită, împreună cu noul contor de energie EM4T II.

Figura 2: Schema bloc a EM4T II

Traductoare de înaltă precizie pentru curent și tensiune


Măsurarea curentului la nivelul de precizie specificat în noul standard de măsurare este dificilă, fiind și mai dificilă în mediul de tracțiune feroviară, unde traductoarele pot fi expuse la variații mari de temperatură ambiantă, la câmpuri magnetice externe mari, precum și un nivel ridicat de zgomot electric . Curentul de măsurat conține, de asemenea, valori foarte ridicate de vârf și valori tranzitorii mari: toate acestea constrâng la alegerea unei tehnologii de măsurare corespunzătoare. Măsurarea directă folosind un șunt rezistiv este posibilă și LEM poate satisface specificațiile necesare, cu traductoare de seria DI atunci când se specifică această metodă. Cu toate acestea, o rezistență în serie, de valoare suficient de mică pentru a menține pierderile acceptabile la extremitatea superioară a intervalului de curent, va duce la reducerea de precizie necesară la măsurarea de valori de curent reduse, iar efectul de auto-încălzire face ca asigurarea de linearitate în intervalul de măsurare de curent să fie foarte dificilă. De asemenea, această abordare nu oferă izolare galvanică. De aceea, în multe cazuri, este de preferat o măsurare a curentului indirectă. Mai multe tehnologii există pentru a face măsurători indirecte pe baza câmpului magnetic generat de curentul care curge prin conductorul de alimentare al sistemului de tracțiune. În forma lor fizică acestea apar, la prima vedere, similare cu un senzor toroidal, cu un conductor primar care trece prin centrul inelului. Măsurarea fluxului magnetic indus în toroid de către curentul primar va reflecta direct valoarea acelui curent.
O formă a acestui senzor folosește efectul Hall pentru a traduce fluxul magnetic la o valoare de măsurare. Cu toate acestea, senzorii cu efect Hall au dificultăți în a menține liniaritatea pe o gamă dinamică largă, cum ar fi cea specificată în standardul EN50463 și pot prezenta, de asemenea, o precizie limitată la valorile extreme de sus și de jos din gama lor de măsurare, datorită saturării și efectelor de magnetizare reziduală din materialul magnetic.
LEM a ales pentru a rezolva problema, senzorul Fluxgate, care poartă certificarea de Clasa 0.5R (±0.5% precizie). LEM are mulți ani de experiență în senzori bazați pe tehnologia Fluxgate.
Senzorul Fluxgate foloseste un principiu numit nulling, adică se generează un flux magnetic în miezul toroidal pentru a echilibra exact fluxul indus de curentul primar, și deduce valoarea curentă din nivelul necesar să facă acest lucru. În funcționare, senzorul controlează miezul magnetic cu un semnal de curent alternativ de înaltă frecvență, care inversează constant magnetizarea de bază, și îl conduce în jurul caracteristicii cunoscută sub numele de curba B-H. Câmpul magnetic suplimentar care apare din cauza curentului primar modulează acest comportament, iar folosind această abordare, senzorul poate detecta starea de nul cu o sensibilitate extremă. La toate valorile curentului măsurat, materialul magnetic este condus la saturație în ambele direcții, eliminând orice dependență directă între liniaritatea la măsurare și caracteristicile miezului magnetic.
Rezultatul este un senzor care poate oferi foarte mare precizie și liniaritate pentru un interval dinamic larg.
Evaluat la curentul nominal de 4000A, senzorul ITC 4000 va măsura ±6000A, consumând mai puțin de 80mA (la curentul primar egal cu zero), respectiv mai puțin de ± 340mA (la curent de 4000A în primar), la o tensiune de alimentare de ± 24V în circuitul său de măsurare (secundar). După cum s-a menționat anterior, tehnologia Fluxgate este capabilă de niveluri extrem de ridicate de precizie și liniaritate; eroarea de liniaritate a senzorului ITC 4000 este sub 0,05%. Curentul de offset al dispozitivului este mai mic de ±10µA și prezintă, de asemenea, derivă de temperatură extrem de scăzută. ITC 4000 operează în gama -40 la +85°C și îndeplinește sau chiar depășește toate standardele relevante pentru siguranța și mediul de operare.
Măsurarea tensiunii este asigurată de un traductor din seria DV a lui LEM, care va fi disponibil cu precizie de 1% sau 0,75% pe întreaga gamă (Clasa 1R sau Clasa 0.75R de precizie certificată, așa cum este exprimată în standardele de tracțiune feroviare). Seria îndeplinește sau depășește toate cerințele de performanță și de siguranță ale sistemelor de tracțiune feroviare, atât cele utilizate în prezent și cât și cele planificate pentru viitor. Acest traductor oferă măsurători izolate de tensiune de la 1200 până la 4200V, într-o capsulă semnificativ mai mică decât orice alt produs de pe piață. (Figura 2).

Contorizare la standardele fiscale


Completarea ofertei se face cu noua și îmbunătățita versiune de contor de energie EM4Tde la LEM, numit EM4T II. De asemenea, EM4T II este evaluat și certificat în Clasa de precizie 0.5R. Unitatea compactă este un contor de energie monofazat, care îndeplinește toate standardele actuale și propuse pentru monitorizarea la bord a energiei de tracțiune feroviară și, în special, în conformitate cu toate cerințele noului proiect de standard EN 50463. EM4T II oferă patru canale de intrare pentru a accepta măsurători de la orice rețea AC sau DC de alimentare pentru tracțiune. Din măsurătorile de tensiune și curent, se calculează puterea activă și reactivă, se compilează un profil de sarcină, și se stochează valorile în memoria flash internă; datele sunt înregistrate la intervale selectabile de la 1 la 60 de minute. Datele din înregistrare sunt marcate cu informații, cum ar fi ora și data, identificarea trenului, iar locația exactă a trenului la fiecare interval: coordonatele locației vin de la o intrare GPS dedicată pentru EM4T II. Înregistrând la intervale de 15 minute, EM4T II are suficientă memorie internă pentru date, mai mult de 300 zile. Interfețe de date în timp real sprijină, de asemenea, schimbul de date cu alte sisteme feroviare, inclusiv un ecran de comandă. EM4T II dispune de imunitate excelentă la niveluri ridicate de zgomot electric, care sunt tipice mediului de tracțiune. Acesta susține monitorizarea bi-direcțională a fluxurilor de energie și poate înregistra în mod corect energia care a revenit în rețeaua de alimentare în timpul frânării.
În timp ce EM4T II oferă o flexibilitate de interfațare completă, și se poate conecta la orice traductor corespunzător-evaluat, combinația de contor de energie cu traductoare optimizate de curent și tensiune de la LEM oferă industriei singura cale la deplina conformitate cu standardul prEN 50463, cu clasa de precizie certificată.

www.lem.com
Citeste tot articolul

Protecția la curenții de vârf la pornire

Curent de pornire (inrush current), val de curent pe intrare (input surge current) sau val de curent la comutare (switch-on surge) se referă la curentul maxim de intrare, absorbit instantaneu de un dispozitiv sau aparat electric la prima pornire. Firmele producătoare de surse de alimentare, în special, specifică nivelul curentului la pornire (inrush current), dar majoritatea aparatelor electronice nu au specificat nivelul acestui curent inițial care are nivele neașteptat de mari într-un timp foarte mic. De exemplu, o rezistență electrică de încălzire sau un bec, pot absorbi curenți mari de vârf la prima pornire, până când va crește rezistența cu temperatura, limitând curentul la o valoare mai mică. Motoarele electrice și transformatoarele pot absorbi un curent mai mare de mai multe ori decât curentul nominal, la prima punere sub tensiune, pentru câteva cicluri de undă ale puterii de intrare.

Sursele de alimentare cu comutare sau convertoarele de putere, au de asemenea, curenții de pornire mult mai mari decât curenții din starea de echilibru, din cauza curentului de încărcare a unor condensatoare de pe intrare. Selecția de dispozitive de protecție la supracurent, cum ar fi siguranțe și întrerupătoare de circuit este mai complicată dacă curenții mari de vârf trebuie tolerați, fiindcă dispozitivele care au și protecție la supracurent, trebuie să reacționeze rapid la depășiri de limite ale curentului la ieșire, fără să întrerupă circuitul la pornire din cauza curentului de vârf. Uneori se poate auzi chiar un zgomot la pornire datorită acestui val de energie care intră în componente și le poate deforma mecanic. Există mai multe opțiuni pentru componente și scheme care pot limita curentul de vârf. Două variante de protecție frecvent utilizate sunt: (1) termistoare NTC (coeficient de temperatură negativ) sau (2) scheme de circuite active. Cea mai potrivită tehnică de suprimare a curentului de vârf pentru o anumită aplicație depinde de: tipul de componente ce preiau primul șoc de curent, preț, nivelul de putere al echipamentului, precum și de frecvența pornirilor/ opririlor la care ar putea fi expus un echipament prin curenții de pornire.

Magnitudinea și durata pulsului de curent la pornire depind de tipul sarcinii (rezistivă rece – bec, element de încălzire; inductivă – transformator, motor, releu, solenoid; capacitivă – filtre pe intrare, filtre după redresare).

Tipuri de sarcini care absorb curenți mari la pornire



Transformator
La cuplarea unui transformator la o sursă de alimentare cu putere, un curent tranzitoriu de 10 ... 50 ori mai mare decât curentul nominal prin transformator poate curge timp de mai multe cicluri. Cauza curentului de pornire de o asemenea magnitudine este, de obicei, saturarea materialului magnetic de bază.
Transformatoarele toroidale au o rezistență mai mică a înfășurărilor pentru transferul de putere, astfel că pot avea până la 60 de ori curent de pornire.

Vârf de curent într-un transformator la pornire.
Situația cea mai nefavorabilă este atunci când înfășurarea primară este conectată la alimentare la un moment când tensiunea primară trece prin zero, ceea ce corespunde, pentru o inductanță pură, datorită defazajului, la curentul maxim într-o perioadă AC și dacă remanența miezului magnetic a rămas mare din jumătatea ciclului precedent. Odată ce miezul se saturează, inductanța înfășurării apare foarte redusă, și numai rezistența înfășurărilor primare și impedanța liniei de alimentare limitează curentul. Dacă saturarea apare doar în a doua jumătate a ciclului, forme de undă bogate în armonice pot fi generate și pot cauza perturbații la alte echipamente. În transformatoare mari, cu rezistență scăzută a înfășurării și inductanță mare, acești curenți de pornire pot dura câteva secunde până când regimul tranzitoriu se stinge (timpul de degradare este proporțional cu raportul XL/R) și echilibrul normal AC este stabilit. Pentru a evita șocul de curent, la transformatoare cu un strat de aer în miez, sarcina inductivă trebuie sincron conectată aproape de trecerea tensiunii de alimentare prin valoarea de vârf, în contrast cu comutare la trecerea tensiunii prin zero, necesară când sunt sarcini rezistive, ca încălzitoare de mare putere. Pentru transformatoare toroidale doar o procedură de premagnetizare înainte de a porni permite pornirea acestor transformatoare, fără vârf de curent.

Motor electric
Atunci când un motor electric, DC sau AC, este energizat prima dată, rotorul nu se mișcă și va curge un curent mai mare de 5 … 10 ori decât cel absorbit în regim normal de rotație, pentru a învinge inerția și a începe să se rotească. După ce se dezvoltă forța electromagnetică (EMF) curentul se stabilizează la o valoare normală, mai mică. Motoarele asincrone AC se comportă ca transformatoare cu un secundar scurtcircuitat, până când rotorul începe să se miște, în timp ce motoarele cu perii prezintă, în esență, rezistența înfășurării. Pentru motoare de mare putere, configurația înfășurărilor poate fi schimbată (conexiune stea la început și apoi conexiune triunghi) la pornire pentru a reduce curentul absorbit. Durata tranziției de pornire este mai mică dacă motorul este eliberat de sarcina mecanică (similar cu decuplarea motorului de autovehicul prin ambreiaj, la pornire), până când motorul a accelerat.

Condensator de capacitate mare
Curenții de încărcare a componentelor capacitive sunt de 20 … 50 ori mai mari și pot cauza degradarea caracteristicilor electrice și fizice ale acestora. Prin conectarea la o sursă de putere DC, brusc, sub forma unei trepte de tensiune, începe încărcarea condensatorului cu un curent de vârf și se termină cu o degradare exponențială până la starea de echilibru. În cazul în care magnitudinea acestui vârf este foarte mare în comparație cu valoarea maximă suportată de componentă, apare un stres. Variația de curent prin condensator este dată de relația: I= C (dV/dt), deci curentul de vârf va crește proporțional cu valoarea capacității și cu viteza de variație a tensiunii sursei de alimentare. Astfel, pentru C= 4700µF, cuplat la 12Vdc, în 2 ms apare un curent de vârf I = 28,2A.

Releu și solenoid
Un releu absoarbe un curent de 2…3 ori mai mare, iar un solenoid într-un element de execuție electromagnetic, de circa 10 ori mai mare.

Rezistențe de încălzire și becuri cu filament
Aceste componente pornesc din starea rece, cu rezistență mică, apoi absorb curenți mari de vârf de 10 … 15 ori la prima pornire, până când va crește rezistența cu temperatura.

Rezistor
Curentul printr-un rezistor nu are niciun vârf la conectare.
Notă. Datele referitoare la nivelele curenților de pornire sunt de la VPT, Inc., lider global în soluții aplicate de conversia puterii pentru uz în domeniile aviatic, militar și spațial. www.vptpower.com

Protecția
Curentul de vârf poate fi redus cu limitatoare de curent. Nu există o soluție care poate fi cea mai bună în orice aplicație, dar limitarea trebuie să existe. Protecția se alege în funcție de energia care trebuie absorbită inițial de un dispozitiv. De exemplu, un condensator are energia EC = CU2 /2, iar o bobină are energia EL = LI2 /2. Fiecare abordare are propriile avantaje și dezavantaje. Sursele de alimentare cu puteri mai mari de 200W necesită limitatoare de curent de vârf. Curentul nelimitat ce poate ajunge la zeci și chiar la sute de amperi și poate deteriora redresorul de pe intrare, poate activa o siguranță, poate arde inductoare din filtrul de pe intrare și circuitul PFC (de corecție al factorului de putere), poate distruge condensatoare de filtrare.

Termistorul NTC (ICL) se conectează în serie pe intrare.

Protecția se realizează cu diverse componente.


1. Termistoarele care au coeficient negativ de temperatură (NTC), sunt componente frecvent utilizate în surse de alimentare cu comutare, aparate ce conțin motoare și echipamente audio, pentru a preveni deteriorarea cauzată de curentul mare la conectare. Un termistor NTC este un rezistor sensibil, a cărui rezistență scade previzibil când temperatura sa crește. Rezistența scade cu un factor de 10 … 50, variind proporțional și puterea absorbită. În prima fază rezistența sa e rece și limitează vârful inițial de curent.

Termistor NTC Epcos B57364-S100-M, R 10 Ω, specificația S234/10/20%, temperatura nominală +25°C.
Deoarece curentul de pornire parcurge termistorul și îl încălzește, rezistența începe să scadă și fluxul de curent crește și încarcă condensatoarele de intrare. După ce condensatoarele din sursa de alimentare devin încărcate, limitatorul oferă în continuare, o mică rezistență în circuit datorită încălzirii prin șocul de curent, dar cu o cădere de tensiune redusă în raport cu căderea de tensiune totală a circuitului.
O formă aparte de inrush current este curentul continuu excesiv sau de scurtcircuit într-un echipament datorită condensatoarelor sau semiconductoarelor de putere ce se defectează brusc. Pericolul este înlăturat de termistoare PTC EPCOS conectate în serie. Curentul în exces va încălzi termistorul PTC (cu coeficient de temperatură pozitiv) graduat, va crește rezistența și va limita curentul. Practic, aceste componente ceramice sunt siguranțe auto-resetabile: când se răcesc trec în stare conductivă cu rezistență mică.

Termistoarele NTC și PTC sunt elemente rezistive sensibile la temperatură în mod diferit.
Un avantaj al termistoarelor NTC față de circuitele active pentru limitarea curentul de vârf este costul mic al componentelor, răspunsul la temperatură, stabilitate ridicată și fiabilitate excelentă.
Dezavantajele sunt: (1) nu se poate limita imediat curentul la nouă cuplare decât, dacă se răcește timp de zeci de secunde, pentru a crește rezistența. Acest timp de creștere a rezistenței depinde de mărimea termistorului, modul de montare și de temperatura ambiantă; (2) termistorul NTC poate ajunge să fie scurtcircuit, fără a

Două tipuri de PTC EPCOS pentru limitarea curenților de încărcare a condensatoarelor. Energia maximă ce poate fi aplicată este produsul între capacitatea de încălzire și variația max de temperatură EPTC= Cth x (Tref-TAmax).
se ști starea.
(3) termistorul reprezintă un rezistor în serie cu linia de alimentare utilizat pentru a limita curentul în condensatorii de intrare, dar această abordare nu este foarte eficientă, în dispozitive de mare putere, deoarece pe rezistor va fi o cădere de tensiune și se va disipa o anumită putere. Deci alegerea va ține cont de căderea de tensiune tolerată.
Statistici actuale în industrie indică faptul că termistoarele NTC cuprind în prezent mai mult de 90% din piața de componente pentru acest scop, fiindcă au preț mic, ocupă spațiu redus și necesită timp mic de montare.
2. Circuit de pre-încărcare este o altă opțiune, în special pentru circuitele de înaltă tensiune. Circuitul va asigura un curent de pre-încărcare, limitat la timpul de încărcare al condensatoarelor și apoi se trece la un curent nelimitat (dar considerat acceptabil) pentru funcționarea normală, când tensiunea de încărcare este de 90% din încărcarea completă.
3. Scheme active de limitare a curentului includ de obicei, puține componente: triace, tiristoare și rezistoare și au avantajele simplității în suprimarea curentului de vârf. Există unele situații în care un circuit activ poate oferi o soluție mai potrivită, fiindcă schemele active au puterea proprie disipată mai mică decât limitatoarele de curent cu NTC, la puteri mai mari ale aparatelor protejate, de peste 300W și permit porniri-opriri repetate și imediat.
4. Releu electronic pentru pornire soft, este cea mai bună metodă de a se porni alimentarea pe transformatoare și alte sarcini saturabile, extrem de inductive.
Se bazează pe un dispozitiv care sesizează o tensiune de vârf și face comutarea. Acest dispozitiv nu are nevoie de timp pentru a se răci. Dispozitivele SSR (Solid State Relay) de comutare de tip zero-crossover sunt excelente pentru sarcini rezistive, capacitive și sarcini inductive mici. Procedura de pornire soft trebuie utilizată mai ales la porniri dese de sarcini inductive, unde limitările evită declanșarea siguranțelor.

Curentul la pornire este limitat semnificativ de termistoare NTC. Vezi seria EPCOS ICL (Inrush Current Limiters).
5. Combinație de termistoare NTC și circuite active. Nu este o tehnică universală pe care inginerii să o poată folosi pentru a elimina problemele ridicate de timpul de răcire necesar pentru ca limitatoarele de curent vârf să revină la nivelul inițial de rezistență. În esență, aceasta implică proiectarea unei protecții în care circuitul de limitare să fie scos din funcție după ce a efectuat limitarea.
Toate componentele circuitului de protecție sunt în serie cu linia de intrare. Prin scoaterea din circuit, după ce creșterea inițială a trecut, termistorul pot să se răcească, pentru a fi gata să răspundă la o creștere ulterioară, la o nouă repornire.

R25: rezistenţa NTC la 25°C, Imax: curentul DC sau AC rms maxim permis continuu, B: constantă ce arată tendinţa rezistenţei la schimbări de temperatură, Pmax: puterea maximă la 25°C, δth: factor de disipare.
Această tehnică necesită adăugarea fie a unui releu, fie a unui triac în paralel cu limitatorul de vârf de curent, plus circuitele necesare de control. După ce curentul de cuplare a fost absorbit de termistor, atunci un triac sau un releu se închide, renunțând la termistorul din circuit, permițându-i să se răcească și recapete rezistența inițială, fiind gata să ofere iar protecție la curentul de vârf. Cea mai simplă metodă de a alimenta aceste componente este de la sursa de alimentare în sine.

Criterii de selectare corectă a limitatoarelor de curent:



a) disipația minimă de putere la solicitarea maximă de curent cerut la pornire.
b) curentul maxim în regim continuu DC sau AC rms, după faza de pornire, la temperatura ambiantă maximă.
c) nivelul considerat normal, la care trebuie redus curentul de pornire, la temperatura de lucru de 25°C, respectiv rezistența la 25°C.
d) capacitatea maximă ce trebuie comutată.

Rezistența efectivă pentru schimbări uzuale ale curentului poate fi aproximată cu formula:

Componente EPCOS care protejează sigur surse de alimentare: termistor NTC pentru limitare curent la pornire, termistor PTC la supracurenți și varistor MOV la supratensiuni.

RNTC = k × In [Ω],
unde 0.3 × Imax < I ≤ Imax
k, n, B – parametri ai NTC
I – curentul continuu prin NTC

Caracteristicile termistoarelor NTC EPCOS ICL
• Certificat QS9000
• Aprobat UL (E69802)
• Fiabilitate ridicată (IEC 68-2-2, 68-2-3, 68-2-14)
• Gamă largă, toleranța R ±10%
• Capabilitate mare de absorbție a energiei la pornire
• Putere mică disipată în regim normal
• Configurații diferite de terminale

Nota 1.
Elementele de circuit R, L, C se comportă diferit la aplicarea bruscă a tensiunii de alimentare DC.
La conectarea bruscă de tensiune DC, inductanța (L) și capacitatea (C) se comportă diferit:
- în L: tensiunea crește brusc, iar curentul crește cu întârziere
- în C: curentul crește brusc, iar tensiunea crește cu întârziere

Nota 2.
Elementele de circuit R, L, C se comportă diferit la aplicarea tensiunii de alimentare la rețeaua AC.
La conectarea la rețeaua AC inductanța (L) și capacitatea (C) se comportă diferit:
- în L: curentul este în urmă cu 90° față de tensiune
- în C: tensiunea este în urma cu 90° față de curent

Detalii la: www.learnabout-electronics.org

ECAS

ELECTRO
este distribuitor autorizat al produselor EPCOS:
Capacitoare aluminiu, Capacitoare film, Capacitoare de putere, Ferite, Filtre absorbante de curenţi mari, Inductoare, Supresoare ceramice pentru tensiuni tranzitorii, Termistoare NTC, Termistoare PTC, Transformatoare, Varistoare.
www.epcos.com
www.ecas.ro

Autor:
Ing. Emil Floroiu
ECAS ELECTRO
emil.floroiu@ecas.ro
www.ecas.ro
Citeste tot articolul

Surse de alimentare diferite și același Ground

Noţiunile Pământ și Ground, Ground pământ și Ground șasiu sunt, probabil, cele mai puţin înţelese în electronică. Diferenţa se reduce la chestiunea de a se defini un punct de referinţă. Termenul “pământ”, literalmente indică un punct de referinţă pentru planeta Pământ. Planeta Pământ este în esenţă un rezervor infinit de electroni și este, astfel, cel mai bun loc pentru “scurgerea” electronilor în exces dintr-un sistem. Punctul de contact cu trimitere la pământ este, în general, realizat prin înfigerea unui obiect bun conductor de curent la câţiva metri în sol, asigurând o conexiune solidă la pământ. Datorită tipurilor diferite de sol, chiar și această conexiune la pământ va avea rezistenţe diferite în locuri diferite. Tranziţii mari de tensiune și de curent datorită activităţilor umane și descărcărilor electrice naturale vor influenţa reţelele de împământare. De aceea va exista mereu diferenţă de potenţiale între punctele Ground ale diferitelor aparate.



Termenul de “împământare” sau “Ground pământ” denotă o conexiune la un punct de referință reală la pământ. Termenul de “Ground șasiu” indică un Ground referință al unui dispozitiv electronic din incintă, pe carcasa de metal. Este posibil ca această referință de Ground să stea la potențialul pământului sau la o altă valoare dacă nu se leagă la pământ. În cazul în care un șasiu nu este legat la pământ, se spune că este “flotant” sau că “plutește” la un alt potențial decât Ground pământ. Un circuit flotant poate avea problemele de siguranță în utilizare pentru un operator uman asociat cu acesta, datorită faptului că nu există nicio cale cu impedanță mică spre Ground pământ prin care să se scurgă curenți accidentali. Cu toate acestea, acest tip de circuit flotant poate ajuta la izolarea unui sistem de problemele de interferență cauzate de buclele de Ground.

Diferitele tipuri de Ground în circuite electrice sau electronice


Un “Ground” sau o masă sau un nivel comun sau o bază de referinţă în circuitele electrice sau electronice, este un nivel ideal de referință care, în mod teoretic,

Figura 1: Firul de Nul (N) plutește la un potenţial mai mare decât o referinţă Ground pământ, deoarece conductoarele din circuit sunt complet izolate faţă de pământ.
este la

Figura 2: Firul de Nul (N) este legat la Ground pământ (GND). Se poate asigura siguranţa operatorului uman care nu va mai reprezenta o impedanţă mică către pământ prin care să se scurgă curentul accidental.
zero volți peste tot. Pământul însuși este adesea

Figura 3: Ground de referinţă al sursei de putere este Ground șasiu, iar la sarcina (S) Ground de referinţă este Ground pământ. Bucla Ground apare datorită diferenţelor de potenţial între Ground șasiu la Sursa de putere și Ground șasiu la sarcina S.
folosit ca un nivel de referință ce aproximează noțiunea de Ground sau de bază considerată cu potențial zero, la care se raportează toate celelalte tensiuni sau conexiuni. De aceea se folosesc expresiile conexiune la Pământ sau împământare.
Pornind de la această definire, în domeniul ingineriei electrice și electronice este o mare provocare de a face ca lucrurile să funcționeze bine în lumea reală, care diferă de modelul ideal sau teoretic.
Împământarea este una dintre cerințele în care diferența dintre lumea ideală și lumea reală trebuie să fie satisfăcută. Problematica ridicată de împământare și de protecție este complexă, iar rezolvările sunt foarte diferite. Acest articol abordează pe scurt noțiunile și propune câteva soluții general valabile. Vom folosi în continuare numai denumirea de Ground pentru nivelul considerat zero volţi.
Funcțiile unui Ground sunt diferite și trebuie să facem distincție între ele:
1. Ground - oferă o cale de întoarcere pentru un curent.
2. Ground - oferă un punct de referință pentru măsurarea de alte potențiale sau semnale (Nota 3)
3. Ground - oferă o conexiune de siguranță pentru carcase metalice.
4. Ground - oferă un ecran contra infiltrării zgomotului electromagnetic, ca într-un cablu coaxial sau o carcasă metalică de tip cușcă Faraday.
5. Ground - este un plan necesar pentru ca o antenă să funcționeze corect.
6. Ground - este adesea folosit ca un radiator pentru a disipa căldura din componentele circuitelor electronice.
O idee bună este de a utiliza câte un “Ground” diferit pentru fiecare funcție. De exemplu, în cablajul electric, atât firele neutre (N) cât și cele de protecție la Ground (G) sunt conexiuni la un Ground general, dar unul servește ca o cale de întoarcere a curentului, iar celălalt este o conexiune de siguranță pentru utilizator. Există motive foarte bune, verificate în practică, pentru a avea această conectare pe două fire diferite.

GS25B24P1J - Sursă Green Adaptor (consum propriu ≤ 0.3W) Sursă flotantă, Intrare 90 ... 264Vac, Ieșire 24V, 0 ... 1.04A, cu protecții, fără Ground pământ (Class II).

DR-60-5 - Sursă modulară izolată Class II, Intrare 85 ... 264Vac sau 120 ... 370Vdc, Ieșire flotantă, 5V/max.6.5A, izolată față de intrare. Carcasa din plastic nu are bornă Ground șasiu.

DR-120-24 - Sursă modulară industrială (aprobare UL 508), Ieșire flotantă 24 ... 28V/max. 5A, izolată față de intrare. Intrare 180 ... 264Vac. Borna G se leagă la pământ.
În circuitele electronice, sunt adesea folosite Ground-uri diferite, deoarece căile către un Ground real au rezistență, inductanță și capacitate, iar semnalele vor avea nevoie de timp pentru a parcurge dintr-o parte de circuit la alta - mai ales atunci când sunt utilizate trasee subțiri de cupru pe o placă de circuit.
Principala preocupare în lumea reală legată de împământare trebuie să aibă în vedere debitul curent și căile de curent. De exemplu, într-o placă de PC, curenții de putere și semnalele de ceas de mare viteză folosesc, de obicei, trasee de cupru considerate Ground, ce sunt diferite de traseele de referință considerate Ground pentru semnalele cu nivele mici și frecvențe joase date de senzori, astfel încât curentul tranzitoriu de comutare (puternic perturbativ prin comutările rapide de putere) nu afectează Ground-ul de referință pentru semnale mici. Ground-urile sunt legate împreună într-un punct, astfel încât nu există nicio cale de circuit pentru curent între căile de conectare la fiecare Ground, dar ele sunt la același potențial. Nu ar fi necesară această separație dacă am fi avut un Ground ideal - de zero volți peste tot, cu nicio impedanță între oricare două puncte.
Configurația descrisă, cu fire de Ground ce vin radial într-un singur punct, considerat Ground circuit este “Ground de tip stea” în care toți consumatorii mari de energie au proprile lor fire (putere și Ground) de conectare la sursa de alimentare. În acest mod se previne ca, prin curenți mari să apară ridicarea nivelului de bază, adică al Ground-ului considerat de zero volți, ceea ce ar afecta nivelul de raportare (deci de măsurare corectă) al semnalelor de putere mică.
Regulă simplă și practică: se leagă toți consumatorii mari de energie direct la sursa de alimentare și se face orice cu restul. Există însă un risc de a apărea “bucle” de Ground, care sunt o mare problemă în circuitele audio (deoarece pot duce la un zumzet acustic), dar nu este aproape la fel de important ca obținerea unui control al curenților mari. În buclele de Ground aflate câmpuri electromagnetice variabile vor apărea bucle de curenți conform legii de inducție a lui Faraday, ce pot perturba sau chiar defecta aparatele electronice.
Trebuie să reținem diferențele de tipuri de Ground într-un aparat electric:
Ground semnal (Signal Ground) - asigură calea de întoarcere pentru semnale cu nivel redus de energie.
Ground șasiu (Chassis Ground) – este prevăzut pe cadrul mecanic sau pe carcasă, în cazul în care este realizată dintr-un material conductor. Poate fi legat la Ground circuit (punctul de conectare stea a tuturor Ground-urilor) sau la Ground analogic (vezi Nota 3)
Ground împământare (Earth Ground) este borna ce se leagă efectiv la pământ pentru a asigura o cale de impedanță mică pentru curent în scop de protecție la atingeri accidentale. Deteriorarea circuitelor sensibile, când se leagă împreună, toate la potențiale diferite, având surse de alimentare diferite și diferite puncte de împământare este evitată știind următoarele aserțiuni:







A1.

Tensiunile nu provocă daune, acestea pot apărea când rezultă curenţi

. De exemplu, putem fi încărcați la o tensiune mare datorită hainelor din materiale sintetice, dar simțim curenții de descărcare ce apar când atingem un element conductor. Echipamentele de lucru anti ESD împiedică acumulare de sarcini electrice statice, prin conectarea permanentă la pământ. Deci, atât timp cât este un circuit cu înaltă impedanță, între două puncte cu potențiale diferite, nu apar cu adevărat daune (vezi Nota 2). De exemplu o sondă de măsură are impedanță mare (uzual, 1 ... 10MΩ) și nu va fi o problemă de verificat o tensiune mare (dacă nu se depășește tensiunea nominală maximă pentru sondă).

A2:

Energia electrică se scurge numai atunci când există o cale de întoarcere

. O sursă de alimentare este în mod normal, izolată galvanic față de rețeaua de alimentare AC. Acest lucru înseamnă că nu este nicio legătură între rețeaua AC și tensiunea de ieșire, deci niciun curent nu poate curge. Legarea bornei minus (-) de la ieșirea sursei la șasiu sau la carcasă nu va schimba acest lucru. De asemenea, legând “Ground șasiu” la “Ground pământ” nu se va produce niciun curent.

A3:

Firul de Ground nu poartă în mod normal, niciun curent

. Acest lucru este esențial, ceea ce se asigură cu o împământare bine executată. Atunci când nu există niciun curent, nu apare nicio cădere de tensiune. Într-un sistem de alimentare din rețea AC cu 3-fire (L, N, G) folosit în cele mai multe părți ale lumii, firul de Ground (G) este bun și ca referință și la protejare la scurgeri de curent. Prima regulă de autoprotejare: se leagă toate Ground-urile de șasiu și de semnal la firul “G”, care, la rândul său, este în mod normal, legat la Ground-ul pământ undeva în subsol (numai într-un singur loc). Dacă există vreodată un scurtcircuit între celelalte fire de alimentare AC purtătoare de curent (și periculoase) și acest fir “G”, se petrec două lucruri: 1) curenții în firul “L” (live) și firul “N” (neutru) nu se mai pot anula și poate interveni o siguranță, sau 2) un curent va începe să curgă prin firul “G”.

A4:

Energia electrică se transferă pe calea minimei rezistenţe (sau inductanţe în cazul HF)

. Firul G nu este prevăzut pentru a transporta curent, ci de a lega toate sursele de alimentare cu putere, zise izolate și anume cele flotante, din toate dispozitivele, împreună! Dacă se revine la aserțiunea A2, atunci se poate spune că, fiecare aparat izolat are propria sursă de alimentare și curentul pe care îl produce merge întotdeauna înapoi în el. Sau, spusă în mod diferit: fiecare sursă de alimentare gestionează electronii proprii. Conexiunea Ground comună doar “asigură” ca o parte din fiecare alimentare să fie la un punct de referință în condiții de siguranță, și leagă ferm acest punct la toate suprafețele conductoare din jurul nostru.
Trebuie respectate indicaţiile producătorilor de surse de alimentare, care cunosc bine aceste noţiuni și de aceea sursele au specificate bornele L, N, G de conectare la reţeaua AC, precum și borna Earth Ground (simbolizată uneori EG).
Trebuie proiectată cu grijă conectarea surselor de alimentare pentru a evita buclele de Ground, prin care perturbaţiile electromagnetice induc curenţi în sistem. În cazul conectoarelor pentru cabluri de legătură care transportă semnale și curenţi de alimentare este prevăzută conectarea unei ecranări metalice ce îmbracă cablul, la pământ (Earth) printr-un pin dedicat, notat cu litera E, folosit exclusiv pentru împământare.

HLG-320H-20 - Sursă LED, Intrare 90 ... 305Vac sau 127 ... 431Vdc, Ieșire flotantă 20V/15A, izolată față de ieșire.

TN-3000-224 - Invertor sinusoidal DC/AC cu intrare DC 24V (baterie Pb min.200Ah sau panou solar max. 30A) funcție UPS și Save Energy (încărcare baterie din rețea AC sau panou solar), ieșire 220Vac (L, N) și G care se leagă la Ground pământ.

SPV-300-12 - Sursă programabilă prin semnal extern analogic, Intrare 88 ... 264Vac sau 124 ... 370Vdc, Ieșire flotantă 10.8 ... 13.2V/max.25A, izolată față de intrare.


Nota 1.

Ground virtual


O problemă comună în electronica cu semnale analogice este cerința de alimentare cu tensiune duală (de exemplu, ±5 V), dar având doar o singură sursă de tensiune disponibilă, sursă flotantă, cum ar fi o baterie în cazul aparatelor portabile. Există diverse modalități de a “diviza” o singură tensiune, astfel încât să se comporte ca o sursă dublă cu un Ground virtual. Sunt disponibile circuite integrate de Ground virtual de la diverse firme care realizează această cerință. Ground-ul virtual nu are nicio legătură cu pământul.

Nota 2.

Diferenţă de Potenţial


Tensiunea între oricare două puncte într-un circuit este cunoscută sub numele de diferenţă de potenţial. Vorbim de căderea de tensiune dacă există o legătură prin care să apară un flux de curent. Unitatea măsură a diferenței de potențial este Voltul (V) și este definit ca diferența de potențial peste o rezistență de 1Ω (ohm) prin care se transportă un curent de 1 amper. Aceasta este legea lui Ohm: 1V = 1A × 1Ω

Nota 3.

Tipuri de Ground de semnal în schemele electronice


Se utilizează în funcție de schema electrică a aplicației, o separare mai clară a
nivelelor de Ground de semnal: Ground Intrare Analogică (AIGND - Analog Input Ground), Ground Ieșire Analogică (AOGND - Analog Output Ground) și Ground Digital (DGND - Digital Ground). Aceste Ground-uri sunt toate raportate la un singur punct de pe placa de circuit în sine, dar au planuri diferite de ground pe placă pentru a minimiza zgomotul electric și cross-talk. Ground Digital este deosebit de zgomotos din cauza conținutului de înaltă frecvență a semnalelor digitale. Deci, pe o placă de cablaj corect proiectată ar putea fi trei tipuri de Ground de semnal, plus un Ground de putere care adună curenții de alimentare a circuitelor electronice.
Un număr sau literă în triunghiul Ground semnal, indică faptul că este comun cu alt Ground semnal, din schemă.

Nota 4.

Surse de semnal


Există 2 categorii principale de surse de semnal:
- Surse cu Ground. O sursă de semnal cu Ground este una în care semnalele de tensiune sunt raportate la un Ground de sistem, cum ar fi pământ sau baza clădirii. Rețineți că terminalul negativ al sursei de semnal face referire la Ground. Cele mai comune exemple de surse de semnal cu Ground sunt: surse de alimentare, osciloscoape, generatoare de semnal și altele care se conectează la pământul clădirii printr-o priză de perete.
Ground-urile a două surse de semnal cu Ground, independente , nu vor fi la același potențial. Diferența de potențial între Ground-uri la două instrumente conectate la același sol al clădirii este de obicei 10mV până la 200mV, sau chiar mai mult. Diferența poate fi mai mare în cazul în care circuitele de distribuție a energiei electrice nu sunt conectate corect.
- Surse fără Ground sau flotante. O sursă de semnal flotantă sau sursă fără Ground este una în care semnalul de tensiune nu se referă la un Ground de sistem, cum ar fi pământ sau baza clădirii. Niciun terminal al sursei, pozitiv sau negativ, nu este referit la Ground. Exemple uzuale de surse de semnal plutitoare includ: multimetru digital portabil, baterii, termocupluri, transformatoare, amplificatoare cu izolare. Avantajul sursei de alimentare flotante este izolarea tensiunii de ieșire față de interferețele cauzate de eventuale bucle de Ground. Se evită astfel distrugerea componentelor sensibile prin diferențe mari de potențial și se asigură măsurători corecte.

Sursele de alimentare date ca exemple sunt fabricate de Meanwell.

Detalii tehnice și comerciale obțineți la

ECAS

ELECTRO
, distribuitor autorizat al produselor Meanwell.

mihaela.tudorascu@ecas.ro;
www.ecas.ro
www.meanwell.com

Autor:
Ing. Emil Floroiu
ECAS ELECTRO
emil.floroiu@ecas.ro
www.ecas.ro
Citeste tot articolul

Este uşor de supradimensionat o sursă AC/DC - Dar nu ar trebui procedat aşa.

Puteţi utiliza o sursă de alimentare mai puternică decât este necesar, dar de multe ori este bine să fie corect dimensionată, declară Don Knowles, VP Engineering la N2Power.
După cum este importantă dimensionarea corectă a sursei AC/DC, este de asemenea important pentru proiectanţi să nu supradimensioneze această componentă vitală. Poate părea împotriva intuiţiei, dar “prea mult” dintr-un lucru bun poate avea consecinţe negative în eficienţă, răcire, dimensiunea globală a produsului, şi chiar şi asupra vânzătorilor disponibili. Pe lângă aceasta apare şi problema evidentă a costului mai ridicat.



de Don Knowles, VP Engineering, N2Power

Primul şi cel mai important factor de luat în consi­derare este potrivirea dintre capabilitatea de ieşire a sursei şi sarcina pe care trebuie să o suporte.
De exemplu, dacă sarcina maximă (tensiunea DC × curentul) este 500W, atunci o sursă de 1000W oferă mult mai multă toleranţă de proiectare decât este necesară.

Figura 1: Randamentul unei surse variază cu sarcina, cu vârful în zona 80-95% din capacitatea lor maximă nominală; Acest grafic arată curba N2Power XL280-48.
Care sunt consecinţele unei surse care are aşa de multă putere disponibilă? Vestea bună este că, evident, sunt disponibili mai mulţi amperi la valoarea de tensiune nominală de care este nevoie. Simplu, dar nu exact. Există inconveniente semnificative în a avea disponibilă această putere suplimentară nefolosită.
Cel mai semnificativ inconvenient are de-a face cu ineficienţa şi numeroasele sale consecinţe. Fiecare sursă are o caracteristică eficienţă vs. sarcină, precum cea din figura 1. Pentru o sursă în comutaţie bine proiectată, randamentul uzual are valoarea cea mai mare în domeniul 80-95% din sarcina nominală maximă. [Această chestiune generală nu se aplică surselor şi stabilizatoarelor liniare, dar acestea sunt rar peste nivele de putere cu câţiva watt.]
Când operează la sarcini reduse, ce poate însemna majoritatea timpului în aplicaţii precum un centru de date, sursa de tensiune poate genera multă căldură suplimentară, şi aici este momentul în care încep consecinţele evidente şi nedorite ale coşmarului inginerilor. Efectul evident este acela că se iroseşte multă putere AC, astfel încât sistemul costă mai mult să opereze, iar costul este simplu de cuantificat.
O sursă mai mare este de asemenea mai scumpă şi este simplu stabilit acest preţ.
Dar dincolo de aceste elemente ușor de evaluat sunt şi unele mult mai greu de înțeles. Ca o consecință a căldurii suplimentare, de care trebuie scăpat, trebuie făcut faţă unui design mult mai complex și unor pro­bleme de buget legate de răcire prin convecție (care ar putea să nu mai fie posibilă), cu ventilatoare, trasee de aer, radiatoare. Aceste elemente adaugă costuri directe, materiale, lipsă de fiabilitate, precum și constrângeri legate de capsulare, limitând chiar libertatea de mişcare datorită capacităţii cutiei, sau trebuind să se redimensioneze cutia. Suplimentar, o sursă de tensiune mai mare are evident o amprentă mai mare, cu consecinţe negative clare.
Mai mult, alegând dimensiuni mai mari de surse de tensiune, veţi găsi mai puţini vânzători dintre care să alegeţi, şi mai puţine alternative directe sau surse secundare de produse. Acest lucru poate să nu vă supere direct, dar departamentele de achiziţii sau de contractare pot avea probleme.
Pentru aceste motive, majoritatea distribuitorilor de surse de tensiune AC/DC oferă o familie largă cu multe unităţi similare, cu excepţia capacităţii, astfel încât să puteţi echilibra dimensiunea sursei cu sarcina cu un mic supliment de capacitate.
De exemplu, produsele seriei XL de surse de tensiune de la N2Power sunt disponibile cu puteri nominale apropiate, şi anume: 125, 160, 275 şi 375W.
De observat că dispozitivele apropiate ca putere ale unor distribuitori diferă doar ca putere nominală, dar au aceeaşi dimensiune fizică şi conectoare, astfel că se pot înlocui fără probleme dacă apar schimbări în necesarul energetic.
Un exemplu poate fi situaţia surselor N2Power XL125 şi XL160 (Figurile 2a şi 2b); ambele au o amprentă identică 3" × 5" inch (7,5cm × 12,5cm).
Desigur, este uşor de spus “proiectul să dispună utilizarea unei puteri mai mici, dar dimensionarea sursei să se facă la sarcina maximă.”
Problema este că pentru multe proiecte, raportul dintre sarcina maximă (vârf) şi sarcina tipică este mare; rapoarte precum 2:1 sau chiar 3:1 sunt des întâlnite. Astfel că sursa de tensiune trebuie dimensionată la sarcina de vârf, dar majoritatea timpului sursa rulează departe de această sarcină, într-o zonă ineficientă.
Există căi de ocolire a acestei probleme, precum utilizarea unui amplificator auxiliar pentru sarcini de vârf, un super-condensator, sau alte tehnici. Totuşi, fiecare dintre acestea aduc noi probleme de proiectare, cu conectarea la sarcină, şi răspunsul global la sarcini tranzitorii. De aceea, pentru a evita supradimensionarea, trebuie încercată aducerea sarcinii maxime a sistemului cât de aproape se poate de valoarea sarcinii tipice.

Dincolo de randament ce mai este?


Alţi factori de luat în considerare sunt domeniul temperaturii de operare, domeniul tensiunii de operare, stabilizarea în linie/sarcină, diferite tipuri de protecţii, redundanţe şi intrări / ieşiri. Ştiind temperatura ambientală de operare şi schema de răcire ce va fi utilizată, ce temperatură de operare este nevoie pentru sursă? Cu siguranţă, o sursă de tensiune cu posibilitatea de a opera la temperaturi mai ridicate costă mai mult - dar poate că aceasta vă permite să “scăpaţi” cu cerinţe de răcire mai reduse, astfel că trebuie luat în considerare un echilibru.
Nu uitaţi operarea la joasă temperatură de asemenea, dacă aplicaţia urmărită este una în care sursa de tensiune trebuie să supravieţuiască sau măcar să pornească la temperaturi sub cea de îngheţ.

Figura 2: a) XL125 125W AC/DC şi b) XL160 160W de la N2Power diferă prin puterea nominală; amprenta lor, dimensiunile fizice, conectoarele şi multe alte specificaţii sunt identice.
Care este valoarea nominală a linei AC (reţea)?
Aveţi nevoie de o sursă pentru numai 115VAC, numai 230VAC, sau o sursă cu plajă largă de intrare care să poată gestiona ambele valori?
Ca de obicei, există un echilibru: în general, o sursă pentru ambele valori AC este un pic mai scumpă, dar costul suplimentar poate merita pentru că veţi putea cumpăra mai multe bucăţi de acelaşi fel, iar costurile de stoc, inventar şi suport vor fi mai mici.
Mai complicată este toleranţa de care este nevoie în jurul valorii nominale a liniei de reţea AC.
Sursa va trebui să lucreze cu un balans de ±5%, o des­chidere medie de ±10%, sau o variaţie mai mare de ±20% în jurul valorii nominale?
Sursele care pot lucra cu reţele mai problematice, dar să păstreze stabilitatea conform specificaţiilor sunt mai costisitoare, şi există mai puţini distribuitori potriviţi. Dacă vreţi să acceptaţi o toleranţă mai mare, este poate mai puţin costisitor să achiziţionaţi un dispozitiv pre-stabilizator pentru a păstra linia AC într-o gamă mai strânsă şi apoi să utilizaţi surse mai puţin costisitoare.

Ce nivel de precizie absolută de ieşire, stabilitate şi stabilizare necesită sistemul dumneavoastră?
Majoritatea surselor de tensiune au un reglaj din fabrică pentru valoarea ieşirii nominale, astfel că sursa trebuie să fie foarte aproape de ieşirea specificată. Dar trebuie avut în vedere că în vreme ce stabilitatea şi stabilizarea variază de la producător la producător şi specificaţiile mai strânse costă mai mult, s-ar putea să nu fie nevoie de asemenea performanţe.
Motivul este acela că multe căi ale surselor de tensiune de la AC la DC în final constau din mai multe niveluri. Primul nivel, convertorul AC/DC alimentează un convertor de magistrală intermediar (IBC) sau convertor de punct de sarcină (POL), nu linia finală. Aceste convertoare DC/DC oferă tensiunile pe care le utilizează sistemul, ele putând fi capabile să tolereze variaţii modeste ce provin de la sursa AC/DC la intrările lor DC.
Aproape toţi producătorii credibili oferă caracteristici precum protecţie la supratensiune, protecţie la scurtcircuit şi închiderea ieşirii în caz de probleme. Unii oferă şi extra-protecţie împotriva tensiunilor tranzitorii extreme, inclusiv vârfuri induse de fulgere. Dacă nu vă aşteptaţi să întâlniţi asemenea evenimente, sau dacă preferaţi să asiguraţi protecţia cu componente discrete externe, puteţi utiliza o sursă ce răspunde specificaţiilor de bază în ceea ce priveşte tensiunile tranzitorii, şi nu una cu protecţii suplimentare.
Unele surse oferă capabilitate N+1, în care se poate crea un şir de surse de tensiune cu comutaţie automată în caz de probleme de funcţionare.
Dacă nu aveţi nevoie de asemenea nivel de siguranţă de funcţionare, sau dacă preferaţi utilizarea unei singure surse AC/DC, această caracteristică nu este necesară.
Există de asemenea o tendinţă, în special în cazul sistemelor mari, ca sursele să ofere un raport asupra multor condiţii de operare (în special temperaturi interne) către un dispozitiv de monitorizare a sistemului, şi chiar să modifice parametrii de operare sub comanda unui controler de sistem.
Pentru aplicaţii ce nu necesită acest nivel de interacţiune sursă/sistem, nu trebuie cheltuit suplimentar pentru porturi de intrare/ieşire (I2C, PMBus, SPI) şi pentru circuitele aferente din sursă.
Dacă vă gândiţi la supra-specificarea sursei dumnea­voastră de tensiune datorită lipsei de înţelegere a necesităţilor sistemului, a parametrilor alimentării, sau numai ca să fiţi liniştiţi, chiar nu este nevoie să procedaţi aşa.
Ca în multe alte decizii inginereşti, puteţi specifica ce aveţi nevoie şi nimic mai mult, odată ce aţi înţeles priorităţile proiectului şi piaţa lui, precum şi echilibrul alegerilor făcute în proiect.

www.n2power.com


Don Knowles s-a alăturat N2Power ca VP Engineering în urmă cu 12 ani după
mai mult de 20 de ani de experienţă în electronică de putere şi fabricaţie industrială, ICT sectoarele de electronică medicală. Înainte de a se alătura N2Power, el şi-a condus propria afacere timp de 20 de ani, proiectând surse de tensiune şi sarcini de mare putere AC şi DC, având contracte cu producători. Don deţine o diplomă în electronică la American River College, Sacramento, California, USA.
Citeste tot articolul

Control și protecție bazate pe precizia de măsurare

Proiectanții de sisteme care generează energie electrică din energia solară - foto-voltaice sau PV - se confruntă cu unele dintre aceleași probleme ca și omologii lor din orice altă tehnologie legată de putere; trebuie să îmbunătățească în mod constant performanța, fiabilitatea, longevitatea și mai presus de toate, eficiența. Ca în orice demers de inginerie, performanțele îmbunătățite impun ca măsurătorile să fie de calitate superioară și mai precise.



de Stéphane Rollier & Bernard Richard, LEM

Dintre aproape toate instalațiile răspândite în lume care alimentează în mod activ puterea în rețelele electrice naționale și trans-naționale, aproximativ 40% din capacitatea totală instalată este situată în Europa; și de fapt, cea mai mare bază națională instalată este în Germania. În 2011, capacitatea de generare foto-voltaică (PV) cumulată în Germania a fost aproape de 25GW, iar în anul 2012 centralele sale electrice fotovoltaice au generat aproximativ 18 TWh (tera-Watt-ore) pentru rețeaua germană.
Rapida ascensiune a instalațiilor fotovoltaice poate fi judecată din faptul că, deși capacitatea de conectare a rețelei de generare datează de la începutul anilor 1990, “primul GW” figurează că a fost atins în Germania doar în 2004, iar capacitatea instalată a crescut cu 7,5GW în 2010 - 2011. Alte țări au văzut cum crește aportul instalațiilor fotovoltaice într-un ritm similar.
Această creștere aproape exponențială a fost parțial determinată de tarifele generoase disponibile pentru cei care au contractat pentru a furniza energie solară la rețea, la începutul adoptării tehnologiei. În multe teritorii, acești termeni inițiali atractivi nu mai sunt disponibili, și crește presiunea asupra proiectanților de sisteme pentru a oferi mai multă putere în rețea de la fiecare unitate de radiație solară incidentă, astfel că sistemele devin mai puternice, pentru a face acest lucru în condiții de siguranță. Eficiența sistemului de energie PV provine dintr-o serie de surse; inginerii specializați în semiconductoare se străduiesc să sporească în continuare eficiența de conversie a celulelor pe bază de siliciu, dar o atenție mai mare se concentrează pe arhitectura invertorului și pe control.
Maximizarea performanței invertorului se bazează pe măsurători precise de curent și tensiune, cât și pe măsurări de precizie ale parametrilor de bază care stau la baza mai multor funcții ale invertorului solar. Cel mai evident este indicatorul fiscal, contorizând exact cât de multă energie facturabilă a fost generată și transferată la rețea într-o anumită perioadă de timp. În continuare, este necesară maximizarea la conversia puterii, și, în sfârșit, este necesar de a monitoriza căile posibile de scurgeri de curent pentru a se asigura că panourile solare și invertoarele lor sunt sigure pentru cei care lucrează cu ele și în jurul lor.

Tehnologia de măsurare izolată


La toate punctele din lanțul de conversie a energiei, este avantajos să se efectueze măsurători cu tehnologii non-intruzive, care sunt posibile doar cu senzori care nu sunt conectați direct în circuitul de măsurare. Acest lucru este oferit de izolarea galvanică față de potențialele – posibil foarte mari – din calea de generare a puterii; și se elimină, de asemenea, pierderile de I2R asociate cu inserarea senzorilor rezistivi pe căi de circulație a puterii.
Cheia eficienței de conversie este menținerea punctului de transfer maxim al puterii - Maximum Peak Power Transfer (MPPT). Puterea de ieșire din aria de panouri PV este produsul (V×I), dintre tensiunea la borne și curentului DC livrat. Ca la orice sursă de curent continuu care are o impedanță proprie, tensiunea scade pe măsură ce crește curentul. În celulele solare, relația nu este liniară, și, de asemenea, variază în funcție de nivelul de energie luminoasă care ajunge pe celule. Algoritmii care controleaza invertorul trebuie să adapteze în mod constant punctul de operare pentru a menține funcționarea la MPPT. Valorile DC care determină schimbarea MPPT se schimbă relativ lent, iar precizia de măsurare moderată este suficientă pentru a determina punctul optim de funcționare și, prin urmare, aceste măsurători ale curenților DC pot fi realizate cu traductoare de curent care utilizează tehnologie bazată pe efect Hall, în buclă deschisă sau închisă.
Un număr de scheme sau modele de invertor sunt folosite în instalațiile fotovoltaice. Pentru scop comercial și pe site-uri industriale sau agricole cu arii extinse de PV, sunt de obicei conectate în serie panouri solare pentru a oferi o tensiune DC mare la un invertor de mare putere, cu o singură conectare către rețeaua în care se injectează putere. Pentru instalațiile mai mici, de obicei domestice sau comerciale, se lucrează continuu pentru a optimiza conceptul de micro-invertor, în care trecerea spre tensiunea de rețea se face la fiecare panou. Astăzi micro-invertoarele nu sunt eficiente la cost în comparație cu tehnologia tradițională. Monitorizarea globală a rețelei AC alimentată în acest aranjament prezintă o provocare separată de măsurare.
Conectarea ariei solare printr-un invertor la rețea se poate face, fie prin utilizarea unui transformator, fie direct, fără transformator. Instalațiile fără transformator nu au nicio izolare galvanică, deci au un risc de scurgeri la pământ. Ambele configurații pot fi, de asemenea, utilizate cu sau fără stocarea energiei într-o baterie.

Figurile 1a) b) c) d): Patru modele principale de invertor frecvent întâlnite cu măsurătorile lor curente (cu transformator și fără transformator)

Patru modele principale de invertor sunt frecvent întâlnite. Două modele folosesc un transformator (la frecvență redusă sau ridicată) iar două modele sunt fără transformator, cu sau fără un “chopper” DC sau step-up convertor. Proiectul cu transformator de joasă frecvență comută puterea DC din aria PV la frecvența de 50Hz a rețelei, iar transformatorul (în funcție de potențialul disponibil DC) o ridică până la tensiunea de rețea. Acest lucru oferă izolare, elimină posibilitatea de injectare DC în rețea, dar implică un transformator mare, și nu este extrem de eficient. Este nevoie de măsurători la ieșirea panoului solar și la ieșirea către rețeaua AC. O alternativă este de a comuta DC, la o frecvență mai mare (zeci de kHz), într-un transformator step-up, de a redresa la un potențial intermediar DC la nivelul rețelei și de a folosi apoi un element de comutare pentru a genera curent alternativ sincronizat cu rețeaua. Acest lucru este mult mai complex, și în funcție de exactitatea comutării la ieșire, se poate injecta putere DC în rețea. Arhitecturile fără transformator comută un potențial DC, fie direct de la aria PV, fie printr-un etaj “chopper”, sincronizat AC, care este alimentat în mod direct (prin intermediul unui filtru) la rețea. Fiindcă nu există nicio izolare galvanică între panoul PV și rețea, pierderile și căile de scurgere pot expune personalul care lucrează pe și în jurul panourilor la tensiuni periculoase sau letale.
Toate aceste configurații de invertor impun realizarea unor măsurători de curent și tensiune, atât de la ieșirea din aria PV cât și la ieșirea de curent alternativ a invertorului, atât pentru controlul invertorului, cât și pentru a detecta condiții de avarie. Din nou, traductoare bazate pe efectul Hall în buclă închisă și deschisă pot oferi precizia necesară, cu moduri de răspuns rapid care asigură protecție la scurt-circuit.

Traductor de curent HO programabil de către utilizator
Abordând exact această clasă de aplicare, LEM a introdus recent seria de traductoare HO cu buclă deschisă bazate pe efect Hall, care măsoară până la 25A DC, AC sau curent în pulsuri, cu o precizie bună, 1% la +25°C. Seria HO este formată din dispozitive programabile și configurabile şi oferă proiectanților o flexibilitate mare deoarece o parte a dispozitivului poate efectua multiple sarcini. O funcție separată de detectare a supracurentului se poate adăuga, de asemenea, ca nivel suplimentar de siguranță și de protecție a circuitului.

Detectarea DC-la-rețea și a scurgerilor de curent


În proiectele fără transformator și în configurații de înaltă frecvență cu transformator, curentul DC injectat în rețea trebuie să fie limitat la o valoare maximă între 10mA și 1A, în conformitate cu diferite standarde care se aplică în diferite țări (standardele relevante includ IEC 61727, IEEE 1547, UL 1741 și VDE 0126-1, IEC 62109-2). Aceasta necesită utilizarea de traductoare cu o precizie foarte mare și derive foarte mici pentru offset și câștig; o tehnologie ideală este traductorul Fluxgate în buclă închisă.
Invertoare fără transformator, fără izolare galvanică, au un posibilitatea de a avea curenți de scurgere și este o cerință de a monitoriza curentul de scurgere. Orice curenți de scurgere AC, 50/60Hz, vor fi mici, și trebuie să fie mai mici de 300mA, în funcție de capacitatea generată de configurația acoperiș- panou-solar și se măsoară ca o componentă reziduală rămasă de la o măsurare diferențială a curenților în mai multe conductoare. O persoană care ar contacta un panou într-o stare de defecțiune va genera

Traductor de curent seria CAS/CASR/CKSR folosind tehnologia Closed Loop Fluxgate
o modificare bruscă a curentului de scurgere, iar această condiție trebuie să fie recunoscută. În ceea ce privește traductorul de curent, acesta necesită precizie și, mai ales, mici derive pentru offset și câștig, pentru a asigura rezoluția de măsurare a acestor curenți mici; din punct de vedere fizic, aceasta înseamnă abilitatea de a cuprinde mai multe conductoare, pentru a satisface un sistem monofazat sau trei faze în cadrul deschiderii din traductor.
Cereri similare se aplică pentru detectarea curentului scurs la pământ, care rezultă dintr-un defect de izolație. Traductorul utilizat pentru măsurarea scurgerii la pământ trebuie să fie capabil să măsoare semnale de curent alternativ și curent continuu ca defect de scurgere ce ar putea fi AC sau DC, în funcție de cazul în care defectarea (de exemplu, un scurt-circuit) are loc, și în funcție de faptul că panoul PV este legat la pământ sau nu.

Seria CTSR de traductori de curent folosind tehnologia Closed Loop Fluxgate (disponibil cu bobinaj de test integrat)
Pentru a atinge obiectivele în ceea ce privește precizia la curenti mici, LEM a aplicat tehnologia Closed Loop Fluxgate și a creat gama de traductor de curent LEM “CTSR” (figura alăturată).
Traductoare de curent cu buclă închisă măsoară curentul peste game largi de frecvență, inclusiv DC. Acestea oferă cuplare fără contact la curentul care trebuie să fie măsurat, în plus asigură izolare galvanică în condiții de siguranță și fiabilitate ridicată. Principiul lor de funcționare în buclă închisă, împreună cu procesarea sofisticată a semnalului intern, asigură un traductor care realizează măsurarea precisă a curenților reziduali foarte mici DC sau AC, cu foarte mici derive de offset și câștig într-o gamă largă de temperaturi de funcționare de la -40°C până la +105°C.
Capabilitatea de măsurare de curent rezidual se aplică la suma tuturor curenților care curg instantaneu prin deschiderea traductorului, în configurații unice sau cu trei faze, cu o suprasarcină ce poate fi foarte mare, de până la 3300A, pentru o durată a pulsului de 100μsec și cu o viteză de creștere de 500A/μsec. Conductoarele pot să transporte curenți primari de până la 30A/fir, AC sau DC.

www.lem.com
Citeste tot articolul

Managementul încărcării bateriilor - Cerințe pentru baterii reîncărcabile

Bateria este un dispozitiv care transformă energia chimică în energie electrică și vice versa. Bateriile pot fi cu o celulă, multicelulă sau pachete. Bateriile primare sunt de unică folosinţă și nu se pot reîncărca. Bateriile secundare sunt cele reîncărcabile. Conectarea în serie sau paralel asigură tensiunea și curenţii la nivelele oferite de baterie. Bateriile pot avea energie mare (baterii de rezervă) sau putere mare (baterii de pornire), dar nu ambele simultan. Fabricanţii oferă și tipul de baterie de înaltă durabilitate (viaţă lungă) care are o chimie modificată să dea și putere și energie mari, dar la un preţ ridicat. Bateria este descrisă de parametrii: (1) Tensiune la borne în circuit deschis (V), (2) Tensiune la borne cu sarcină (V), (3) Tensiune minimă diponibilă (V), (4) Capacitate (Ah), (5) Curent maxim de descărcare (A), (6) Număr de cicluri de descărcare/ încărcare, (7) Energie specifică (Wh/kg).



Surse de putere pentru încărcarea bateriilor


Încărcător liniar de baterii Li-Ion cu protecţii front-end, cu 3 nivele de protecţie: supratensiune (max. 30V) și supracurent (max.1.5A) pe intrare, supratensiune (4.35V) pe baterie Li-Ion 4.2V. Autoprotecţie termică. Detalii: www.ti.com/battery, seria bq243xx.

Încărcător cu comutare 1.5MHz, curent 2.5A și controlul circui­tului de putere. Încărcare cu 2.5A de la Vin max.20V și 1.5A de la USB. Are controlul parametrilor de încărcare, limitarea curentului cu temperatura, comunicaţie serială I2C (1.8V, 400kbps), detectare USB input bazată pe D+/D- sau pin selectabilă. Detalii la: www.ti.com/battery, seria bq241xx.

Volum mic, greutate redusă și eficienţă energetică mare (depinde de rezistența internă, care la încărcare va duce la încălzirea bateriei, iar la descărcare va limita curentul) sunt cerințele esențiale pentru baterii. Bateriile Li-Ion sunt o fracțiune din totalul bateriilor tradiționale de tip Pb-Acid, dar au o cantitate dublă de energie și ating în medie o durată de viață de 6 ori mai mare. Bateriile cu litiu pot suporta până la 3000 cicluri de descărcare profundă (până la 80%) și încărcare rapidă fără a se distruge. Fiind compacte, ușoare, cu timpii de încărcare foarte scurți și o tehnologie de realizare care le asigură fiabilitatea extrem de ridicată, bateriile cu litiu sunt soluția perfectă pentru echipamente mobile.

Elemente de proiectare a schemei de încărcare


Tipul bateriei - fiecare baterie are la bază procese chimice ce determină timpii, curenții, nivele limită de încărcare și de descărcare și temperatura normală de operare. Fiecare tip de baterie are cerințe proprii de operare, ce trebuie respectate strict pentru a asigura o funcționare sigură și de durată.
Metoda de încărcare – (a) o schemă liniară simplă, lucrează bine pentru baterii cu puteri reduse la curenți de încărcare sub 1A. Schema de (b) sursă cu comutare este bună (se disipă căldură mai puțină) pentru încărcarea rapidă chiar de la (c) un port USB sau pentru baterii mari care cer curenți mai mari de 1A.

Notă. Multe porturi USB pot da ceva mai mult de 500mA, dar începând din 2010 au apărut schimbări, inclusiv creșterea limitelor până la 1.5A pentru porturi care sezizează și încărcă baterii. Astfel, sunt posibile comunicaţii de mare viteză având în același timp un curent de până la 1.5A și ajungând la maxim 5A.

Principiul încărcării wireless power asigură încărcarea bate­riilor în aplicaţii low-power ţinând cont de siguranţă (conform WPC- Wireless Power Consortium) și interoperabilitate. Puterea transferată < 5watt. Detalii: www.ti.com/battery, seriile bq50021x, bq5101x.


Texas Instruments oferă un Kit cu module de evaluare bqTESLA™ pentru a dezvolta rapid soluţii wireless power ce conţin circuitele: bq500210EVM-689(Tx) și bq51013EVM-725 (Rx). Detalii la: www.ti.com/wirelesspower
Schema de (d) încărcare wireless se bazează pe transferul puterii prin inducție, între două bobine. Transmițătorul trebuie să aibă puterea și frecvența care asigură cuplajul optim. Pulsurile receptate sunt redresate și condiționate pentru a produce o putere DC care este utilă pentru încărcarea bateriilor portabile sau în lipsa surselor de încărcare de la 5Vcc.

Încărcarea corectă se face la curent constant controlând tensiunea și temperatura bateriei, pentru a maximiza capacitatea și durata de viaţă a bateriei. Multe aplicaţii cer simultan operarea și încărcarea bateriei. De aceea un dispozitiv de încărcare poate include și supravegherea funcţionalităţii circuitului de putere.

Tensiunea de intrare - o gamă largă a tensiunii de intrare în dispozitivele de încărcare și protecția la supratensiune oferă o protecție maximă și permite utilizarea unor adaptoare fără stabilizare, low-cost.

Numărul de celule – o baterie este formată din șiruri de celule în serie și în paralel care trebuie protejate la supra-încărcare/descărcare și la scurtcircuit.

Texas Instruments sprijină aplicațiile legate de managementul bateriilor prin serii de dispozitive electronice, module de evaluare, note de aplicații și mostre care să scurteze timpul de proiectare și de lansare pe piață a produselor.

Informații tehnice de la Texas Instruments:
Power Management Guide 2012: www.ti.com/power
Suport pentru proiectare: www.ti.com/powerlab
Proiectare on-line și prototipuri: www.ti.com/webench
Literatură tehnică: www.ti.com/lit/litnumber

ECAS

ELECTRO
este distribuitor autorizat al companiei Texas Instruments [ www.ti.com ]

Autor:
Ing. Emil Floroiu
ECAS ELECTRO
emil.floroiu@ecas.ro
www.ecas.ro
Citeste tot articolul

Corecţia Factorului de Putere în sursele de alimentare SMPS

Factorul de putere și importanţa lui.
Factorul de putere (PF) este raportul între puterea reală consumată (watt) și puterea aparentă (Volt rms × Amp rms) într-un circuit AC și este un număr cuprins între 0 și 1.



Importanţa factorului de putere.
Un factor de putere egal cu 1 este obiectivul oricărei companii producătoare de electricitate, deoarece în cazul în care factorul de putere este mai mic decât 1, trebuie să furnizeze mai mult curent la utilizator pentru o anumită cantitate de utilizare a puterii. În acest sens, producătorul suportă mai multe pierderi de linie. De asemenea, trebuie să dispună de un echipament de capacitate mai mare, în loc decât ar fi altfel necesar.
Ca urmare, pentru o instalaţie industrială, se va percepe o penalizare în cazul în care factorul de putere este mult diferit de 1. Înfăşurările din motoare acționează ca inductoare văzute de sursa de alimentare (rețeaua AC).
Condensatoarele au efectul opus şi sunt elemente compensatoare pentru înfăşurările inductive din motoare. Unele site-uri industriale au mari bănci de condensatoare, strict în scopul de a corecta factorul de putere, pentru a scădea tarifele companiei de electricitate.

Figura 1: Sursele SMPS fără corecţia PF absorb pulsuri de curent din reţeaua AC cu tensiune sinusoidală
Sursele cu comutare (SMPS) nu sunt sarcini reactive ca motoarele electrice, dar ele repre­zintă sarcini neliniare pentru reţeaua de alimentare AC. Sursele de alimentare fără corecţia factorului de putere (PFC), absorb din rețeaua AC (cu tensiunea sinusoidală) pulsuri sau vârfuri mari de curent datorită unghiului mic de conducție în etajul de intrare ce realizează redresarea. Dacă este lăsat necorectat, factorul de putere (PF) al unei surse cu comutare va fi, în general, în jurul valorii de 0,65 sau mai mic.
Factorul de putere poate fi corectat prin utilizarea de circuite PFC - Power Factor Correction. Aceste circuite netezesc pulsurile de curent, îmbunătăţesc PF şi reduc posibilitatea ca o siguranță de protecție a circuitului AC să acționeze prematur. Există două tipuri de bază de PFC: pasive şi active. Circuitele pasive PFC sunt mai ieftine şi, de obicei pot corecta FP la aproximativ 0,85. Circuitele active PFC sunt cele mai utilizate, sunt prevăzute chiar în sursa de alimentare şi pot creşte PF peste 0,98. Un PF apropiat de 1 arată o bună performanţă a sursei de alimentare.

Figura 2: În cazul corecţiei PF se controlează curentul absorbit (IAC) din reţea, să repete forma de undă a tensiunii (VAC) și se stabilizează tensiunea la ieșire (Vbus)
PFC este cerută de reglementări interna­ţionale. Datorită creșterii uriașe a numărului de aparate ce includ surse de alimentare, ce se adaugă consumatorilor existenți, din anul 2001, Uniunea Europeană (UE) a stabilit limite pentru curenţii armonici care pot apărea în reţeaua de alimentare (AC line) datorită surselor de alimentare cu comutare. Reglementarea cea mai importantă este EN61000-3-2 referitoare la surse de alimentare cu putere de intrare peste 75W şi care absorb din rețea curenți până la 16A. Sunt stabilite limite severe asupra curenţiilor până la armonica a 39-a, măsurată la intrarea sursei de alimentare. De exemplu, prima armonică are frecvenţa de 50Hz în UE. Armonica a treia este de 150Hz, iar armonica 39 este de 1950Hz. Aceşti curenţi armonici nedoriți au o relaţie directă cu factorul de putere al sursei de alimentare. PFC reduce semnificativ armonicile de curent alternativ, lăsând în principal, “fundamentala”, frecvenţa curentă, care este în fază cu forma de undă de tensiune. Sursele de alimentare care îndeplinesc EN61000-3-2 au în mod normal un PF > 0.97.
Prin PFC creşte capacitatea de alimentare cu putere, adică determină cantitatea de energie utilă pe care o sursă de alimentare SMPS o poate trage din linia de curent alternativ şi apoi de a o livra la o sarcină. Formula care arată legătura este: Pout = VLrms × ILrms × PF × Eficienţa.
Multe tehnici şi topologii pot fi şi au fost imaginate pentru PFC. La nivel redus de energie (chiar până la 200 W), au fost folosite diverse tehnici PFC pasiv pentru a mări unghiul de conducție a formei de undă pentru curent. Deşi PFC pasiv poate fi low cost şi uşor de adăugat (un inductor și câteva capacitoare) la modele existente neconforme, pentru a satisface EN61000-3-2, se degradează pe ansamblu eficienţa şi este limitată îmbunătăţirea PF. Un proiect care satisface cerinţele EN61000-3-2 poate să nu îndeplinescă cerinţele ENERGY STAR și invers. Se poate realiza PF de 0.9, dar cu o formă de undă a curentului curent nu ar putea satisface EN61000-3-2 la nivelul armonicelor.

Realizarea corecţiei active a factorului de putere (PFC).
Se folosesc diverse topologii de realizare a PFC incluzând funcţiile: (1) modelarea activă a undei curentului de intrare, (2) filtrarea de înaltă frec­venţă de comutare, (3) feedback prin senzor de curent pentru a controla forma de undă, (4) feedback de control de a stabiliza tensiunea de ieşire.

Figura 3: Realizarea PFC prin topologia boost.
Un model de tip boost se prezintă în figura 3. Tensiunea de intrare redresată alimentează un etaj care crește factorul de putere (PF). În acest proces, de pre-reglementare a PFC, se creşte tensiunea de intrare Vin la o tensiune reglementată Vboost = 370-400 VDC. Un controler PFC moni­torizează atât tensiunea pe rezistor (sesizează curentul), cât și tensiunea de ieşire. În timp ce se stabilizează tensiunea de ieşire DC, se controlează și curentul alternativ de intrare, astfel ca acesta să fie în fază cu reţeaua AC şi repetă forma de undă a tensiunii rețelei. Fără acest lucru, curentul va fi livrat la SMPS în impulsuri scurte de vârf, care au un conţinut ridicat de armonici. Armonicile nu furnizează nicio energie reală a sarcinii, dar produc o încălzire suplimentară în cabluri şi echipamente de distribuţie. Un dispozitiv cu un PF mare ia un curent aproape sinusoidal de la o intrare sinusoidală, care rezultă în mod automat din conţinutul de armonici scăzut. Cazul ideal este ca şi forma de undă a curentului să fie sinusoidală şi în fază cu tensiunea de intrare.
Topologia buck folosește tensiuni mai mici, dar necesită capacitoare de valori mari (Cbulk) pentru a stoca energia E=(C × U2) / 2.
Se poate astfel alege corect nivelul de curent al siguranței electrice asociată unei prize de rețea AC. Pe lângă standardul EN61000-3-2, sunt diferitele standarde naţionale şi industriale, precum şi programe voluntare de stimulare.

Texas Instruments are circuite specializate pentru PFC


TI are un portofoliu vast de soluţii pentru surse de alimentare AC/DC


Sursă AC/DC 500W de referinţă cu componente TI: intrare universală 85...265V, ieșire 12Vdc, PFC
De exemplu, 80 PLUS® şi Energy Star® cer ca echipamentele de calcul să aibă PF > 0.9 la sarcină nominală. PF şi armonicele de curent pot fi măsurate cu analizoare.
Texas Instruments are un vast portofoliu de componente pentru conversia izolată de putere, oferind soluţii complete end-to-end. Blocurile front-end asigură PFC pentru controloarele PWM, susţinând cele mai uzuale topologii. Portofoliul include, de asemenea, o varietate de MOSFET-uri drivere care susţin aplicații atât în primar cât şi în secundar, inclusiv redresarea sincronă.

Controlere PFC lucrează în moduri diferite:
• Modul cu tranziţie • Modul cu conducție continuă • Interleaved • Bridgeless.
www.ti.com/product/UCC28060
www.ti.com/product/UCC28061
www.ti.com/product/UCC28063
www.ti.com/product/UCC28070
www.ti.com/product/UCC28070A
Metoda PFC intercalat câştigă popularitate în sursele de alimentare pentru orice tip de arhitecturi. Este excepţional de flexibilă şi oferă multe caracteristici ce duc la reducerea costurilor, cum ar fi componente pasive puține și de dimensiuni mai mici, componente mai mici de filtrare EMI şi eficienţă mai mare. TI oferă corecția PF atât în modul cu tranziţie (UCC28060) cât şi în modul cu conducţie continuă (UCC28070).

Caracteristici de bază ale dispozitivelor Texas Instruments pentru surse de alimentare
• Satisfac cerinţele IEC în toate sursele de alimentare cu putere peste 75W.
• Convertoarele de puteri mai mari pot necesita tehnici de comutare zero-current (ZCS) şi ZVT switching pentru a obţine eficienţă înaltă.
• Unele dintre cele mai simple tehnici de control nu pot fi utilizate la nivel de putere mare.
• Pentru puteri de la 50W la 5kW, controlerele PFC respectă EN61000-3-2, oferind PF > 0.993.
• Controlere integrate cu on-chip start şi circuite drivere MOSFET de înaltă densitate.
• Integrează controlul de redresare sincronă și start-up monoton.
• Suport superior cu documentații pentru aplicații.

Remember
• Puterea disipată de o sarcină este menţionată ca PUTERE REALĂ, simbolizată prin litera P şi se măsoară în waţi (W). Este specifică sarcinilor rezistive.
• Puterea absorbită în sarcină şi returnată, datorită proprietăţilor sale reactive este menţionată ca PUTERE REACTIVĂ, simbolizată prin litera Q şi se măsoară în Volt-Amper-Reactiv (VAR). Este specifică sarcinilor inductive și capacitive.
• PUTEREA TOTALĂ într-un circuit de curent alternativ, atât disipată cât şi absorbită/returnată este menţionată ca puterea aparentă, simbolizată prin litera S şi se măsoară în Volt-Amperi (VA).
• Aceste trei tipuri de putere sunt trigonometric legate între ele.

ECAS ELECTRO este distribuitor autorizat al companiei Texas Instruments [ www.ti.com]

Autor:

Ing. Emil Floroiu
ECAS ELECTRO
emil.floroiu@ecas.ro
www.ecas.ro
Citeste tot articolul

Dispozitive pentru controlul mişcării

Motion Controller SMC6400B


Motion Controller SMC6400B este un produs Leadshine de înaltă performanţă, un controler de mişcare autonom bazat pe un procesor 32-biţi RISC.
Acesta oferă de la 1 la 4 axe de mişcare şi control pentru motoare pas cu pas sau servo motoare pentru a realiza diverse operaţiuni. SMC6400B suportă standardul de programare ISO G-cod. Utilizatorul poate edita programul G-cod, cu HMI sau într-un PC înainte de a descărca programul de la controler prin portul serial RS232 sau USB disc.
SMC6400B poate genera semnal de control (până la 9,8MHz), pentru a controla sistemul de servo sau pas cu pas. Tipul de ieşire de impuls poate fi PUR/DIR sau CW/CCW. 28 intrări digitale de uz general şi 28 ieşiri digitale de uz general sunt construite în interiorul SMC6400B. Multi-axa de func­ţionare, SMC6400B prevede interpolare liniară pe oricare 2, 3, sau chiar pe toate 4 axe. Pe oricare 2 axe se poate efectua interpolare circulară. Aceasta susţine, de asemenea, unda trapezoidală/S-curbă - profil viteză şi funcţia de interpolare continuă.
Există un total de 41 Instrucţiuni (14 G- coduri şi 17 M-coduri), atent proiectate pentru programare de către utilizator, oferind un bun control de mişcare de către programul de control al debi­tului, ce include sărituri, looping şi solicitarea subprogramului, cu sau fără condiţii. SMC6400B sprijină, de asemenea, multi-sarcina şi declaraţia de variabilă. Cele mai multe dintre instrucţiuni coincid cu standardul G-cod, fiind uşor de înţeles.

Caracteristici:
• Performanţă
- Numărul de axe controlabile: 4 axe;
- Ceas de referinţă internă: 60MHz;
- Preciziile de interpolare liniară şi circulară: ±0,5LSB;
- Frecvenţa maximă a impulsului de intrare din manual: 100KHz.

• Semnalele I/O
- Numărul de intrări digitale scop general: 28 (izolat);
- Numărul de ieşiri digitale scop general: 28 (izolat);
- Semnale de comandă: PUL şi DIR (non-izolate);
- Limita mecanică/comutator cu pinii de intrare de semnal: ±EL, SD şi ORG (izolat);
- Servo motor cu interfaţă I/O Pini: INP, ALM şi CEC (izolat);
- Semnal puls de intrare PIN: PA şi PB (non-izolat).

• Ghid de utilizare program de memorie
- Programul de utilizator: 9999 rânduri codul G.

• Alimentare: - 24VDC ±5%.

• Interfata de comunicare
- USB disc Interfaţă: USB 1.1;
- Interfaţă serială: RS-232.

Motoare pas cu pas


Realizate din foaie de cupru de înaltă calitate roluită la rece şi cu magneţi permanenţi antiîncălzire, motoarele pas cu pas Leadshine sunt extrem de fiabile, generând o încălzire foarte mică. Datorită caracteristicilor interne de amortizare, aceste motoare pas cu pas pot rula foarte bine şi nu au nicio zonă de rezonanţă indiferent de limitele de viteză.

Drivere pentru motoare pas cu pas


Seria DM – sunt drivere complet digitale având la bază tehnologia inovatoare DSP, cea mai recentă tehnologie de control pas cu pas. Caracteristicile lor includ anti-rezonanţă, vibraţii reduse chiar şi la viteze mici, zgomot redus, şi încălzire mică a motorului.

Seria EM – Driverele din Seria EM sunt produse de ultimă generaţie. Acestea generalizează toate avantajele produselor Leadshine din celelalte generaţii, inclusiv zgomot super-redus, anti-tehnologie de rezonanţă, rulare lină la viteză redusă , multi-pas cu pas, tehnologia de soft-start, selt-test şi de auto-configurare etc. Driverele din seria EM dezvoltă, de asemenea funcţii noi, cum ar fi detecţia opririi fără senzori, protecţie cu parolă de utilizator, ieşire semnal de alarmă, în scopul de a face produsul mai competitiv.

Seria M – Noile drivere din seria M au tehnologii inovative de control al motoarelor pas cu pas. Odată cu adoptarea acestui pionier “tehnologia de control a curentului pur sinusoidal” şi mai târziu “tehnologia de auto-reglare”, aceste unităţi pot reduce în mod eficient undele rezonante produse de curent şi vibraţiile apărute în urma acestora, permiţând motoarelor să ruleze la performanţe optime şi cu încălzire mică.

Driver cu controler integrat – Acest driver este avansat prin multi-funcţia cu care poate fi controlat motorul, atât prin impulsuri externe, cât şi de la generatorul intern ce poate controla viteza, accelerarea etc. a motorului.

Controller SMC6400B + Touch Monitor


Caracteristici SMC6400B - 4 axe:
• Funcţionează independent sau ca interfeţe pentru un PC cu interfaţă USB;
• 32-biţi CPU, 60MHz, Rev1.0;
• Rată impulsuri de ieşire: până la 8MHz;
• 6 moduri de ieşire pulse/dir: Pulse/DIR, CW/CCW etc.;
• 2 ~ 4 axe de interpolare liniară;
• 2 axe de interpolare circulară;
• Interpolare continuă Multi-axe;
• 2 moduri de întoarcere acasă;
• Pornirea simultană / oprire Multi-axe;
• Funcţie de blocare pe poziţie în mare viteză;
• Poziţia limită şi a semnalelor de întoarcere acasă, pentru fiecare axă;
• Standard de control al motorului, semnal de servo pentru fiecare axă.

Caracteristici Monitor touch:
• Ecran: 5.6 "TFT;
• Luminozitate (cd/m²): 300 cd/m²;
• Raport de contrast: 300:1;
• Rezoluţie (W×H): 320×234;
• Display color ilumiat cu LED-uri;
• Timpul de viaţă a led-urilor: 30.000 ore;
• Tipul ecranului tactil: 4 fire de tip rezistiv;
• Memorie:
- Stocare (RAM): 128;
- RAM (RAM): 64;
• Porturi I/O
- Slot pentru card SD: N/A;
- USB Host: N/A;
- Client USB: USB 2.0 x 1;
- Ethernet Port: N/A;
- COM Port: COM1 (2W/4W RS232 / RS485);
- Audio: N/A;
• Putere
- Putere de intrare: 24Vcc ± 20%;
- Consum: 250mA @ 24VDC.

CONEX ELECTRONIC
Str. Maica Domnului nr. 48, Sector 2, Bucureşti
Tel.: 021-242,2206
office@conexelectronic.ro
www.conexelectronic.ro
Citeste tot articolul

Redresarea sincronă ridică performanțele surselor de alimentare

Cerințele actuale de alimentare cu putere la tensiuni multiple mai mici și curenți mari, eficiență foarte mare (peste 95%) și implicit disipația mică de căldură (radiatoare mici și răcire prin convecție), densitatea mare de putere pe unitatea de volum, componente cu gabarit mai mic (radiatoare, transformatoare, capacitoare), au condus la proiectarea unor surse de alimentare bazate pe componente performante și ușor de utilizat în proiectare. În final, s-au atins și alte deziderate: fabricația mai simplă și fiabilitatea foarte ridicată, dar și scăderea costurilor. Idei valoroase sunt materializate prin tehnologii noi de către fabricanții de componente electronice ce sunt oferite pe piață la prețuri competitive, însoțite de un puternic sprijin în proiectare prin note de aplicații și plăci de evaluare.




Figura 1: Redresarea sincronă înlocuiește diodele Schottky prin MOSFET-uri cu rezistenţă RDS (on) mică (mΩ). Scade disipaţia de căldură I2×RDS(on), cresc eficienţa (cu 3-4%) și fiabilitatea, scăzând gabaritul. La utilizarea diodelor Schottky se ia în considerare timpul de revenire la blocare și curentul rezidual.
Redresarea sincronă (SR) s-a aplicat începând cu anii ‘90, dar extinderea s-a făcut după apariția noilor MOSFET-uri cu rezistenţa în conducţie RDS(on) foarte mică și scăderea sarcinii electrice totale de comandă pe poartă (gate charge QG) pentru a avea timpi mici de comutare (ton / toff) a puterii.
Redresarea cu diode se înlocuiește cu un circuit lucrând în comutație, ce comandă două tranzistoare MOSFET, pentru a realiza o redresare sincronă ce emulează o diodă redresoare.

Figura 2: Configuraţie simplificată de convertor buck cu redresare sincronă fără izolare
Comanda se face succesiv, astfel ca un singur MOSFET să fie în conducție, curentul (iD) circulând doar într-o direcție (figura 2). Deși componentele costă mai mult decât la redresarea cu diode Schottky, se câștigă la considerente de disipație termică și de gabarit, costul total fiind mai mic. Creșterea eficienţei se bazează pe diminuarea pierde­rilor, care în cazul unui convertor DC/DC cu redresare sincronă, apar prin:
• conducție în MOSFET: I2×RDS(on);
• conducție directă, dar și curent rezidual în diode;
• rezistența DC echivalentă a inductorului;
• rezistența echivalentă serie (ESR) în capacitor;
• sarcina electrică în poarta MOSFET;
• tranzițiile de putere în MOSFET;
• traseele de cupru ale circuitului PCB;
• consumul circuitului de control PWM.
Sursa de alimentare trebuie să aibă un circuit de comandă cu 2 moduri de lucru, funcţie de sarcină: modul Pulse-Width Modulation (PWM) pentru sarcini grele şi modul Pulse-skipping (SKIP) când se cer curenți mici în sarcină.

Figura 3: Portofoliul Texas Instruments de soluţii pentru alimentare cu putere orientate la aplicaţii (POL).
Comutând automat în modul SKIP se împiedică pornirea pentru unul sau mai multe cicluri de comutare, pentru a preveni ca tensiunea de ieșire să crească peste cea nominală. Comparativ cu modul PWM, riplul la ieșire va fi mai mare. Frecvența de skipping fPS este o funcție de L, C, Vin, Vout și bucla de control.
Dacă curentul prin sarcină este mic, curentul de descărcare (iD) prin inductorul L tinde la zero. Curentul prin inductorul L și MOSFET 2 (SR-MOSFET= redresor sincron), în timpul tON când acesta este deschis, poate să devină discontinuu sau să schimbe direcția la sarcini mici. În a doua jumătate de ciclu ar putea să apară un curent invers (iR) prin MOSFET 1 (un MOSFET este bidirecțional), iar pe durata timpului mort curentul va curge prin dioda parazită. Dacă sursa de ali­mentare nu are sarcină permanentă se alege în proiectare un circuit de comandă a comutării care monitorizează sensul curentului în inductor și impiedică inversarea, când curentul a ajuns zero. Deși, la o sarcină mică se blochează SR-MOSFET, dioda din corpul acestui MOSFET va avea pierderi mai mari în conducție decât o diodă Schottky. De aceea, se recomandă adăugarea în paralel cu SR-MOSFET o diodă Schottky (are pierderi mai mici).
Firme mari producătoare de semiconductoare au soluţii de proiectare în funcţie de puterea necesară și de costuri pentru orice tip de sursă de alimentare.
Texas Instruments oferă un portofoliu mare de soluții de alimentare cu putere, orientate la aplicații (POL - Point-of-Load), non-izolate, DC / DC, cu rezolvări legate de dimensiune, eficienţă, performanță sau constrângeri de cost.

Figura 4: Placa de evaluare National Semiconductor conţine controlerul PWM LM5035C și izolatorul digital Silicon Labs Si8420 ISOpro™. Se demonstrează funcţionarea cu Vin = 36V... 75V și la tensiuni tranzitorii pe intrare de max. 100V cerute uzual de echipamente de comunicaţii Vout = 3.3V, Iout = 0...30A, eficienţa 92%@15A și protecţiile hiccup-mode pe ieșire.
Gama de soluţii cuprinde de la dispozitive discrete, la soluţii integrate care conţin și circuitul magnetic. Pentru căutarea rapidă apelați la www.ti.com/power unde se introduc: tensiunea de intrare, tensiunea de ieșire și curentul de ieșire și se obțin soluții pentru proiectarea sursei de alimentare.
1. Soluţii integrate de putere (Integrated Power Solutions SIMPLE SWITCHER®) - densitatea mare de putere este uşor de atins prin convertoare DC / DC, ce integrează partea magnetică.
Se face economie de spațiu pe placa de circuit, obținând o dimensiune optimizată cu puțin efort de proiectare.
2. Convertoare DC / DC Step-Down - tehnologia MOSFET integrată a atins niveluri ridicate ale densităţii pentru a asigura o eficienţă mai mare, la dimensiuni mai mici. Convertoarele DC / DC de la TI oferă multe soluţii până la 25 A.
3. Unităţi de gestionare a puterii (PMU) – multiple convertoare DC / DC într-un singur pachet simplifică proiectarea sursei de putere prin reducerea numărului de componente. Unitățile TI
integrează convertoarele inductive step-down cu regulatoare liniare și alte circuite analogice, cum ar fi încărcătoare de baterie și o interfață I2C pentru a economisi spațiu.
4. Convertoare Step-Up-Boost - cele mai multe specificaţii dau limita de curent pentru comutatoarele MOSFET de putere integrate. O estimare aprox. a curentului efectiv este în funcţie de ciclul de lucru și poate fi estimată cu formula:
Iout = 0,65 × Iswitch (min) × (VIN / VOUT)
5. Convertoare DC / DC Buck-Boost – un convertor trebuie să fie capabil de a asigura tensiunea de ieșire pentru toate gamele posibile ale tensiunii la intrare, chiar dacă Vin este mai mare sau mai mică decât Vout. Convertoarele buck-boost cu un singur inductor integrează 4 MOSFET-uri de putere pe un cip, cu economie de spațiu și o tranziţie insesizabilă între moduri de operare.
6. Pompe de încărcare (Charge pumps) – familia TI de pompe de încărcare (low voltage charge pumps) oferă o soluție low-noise pentru ridicarea de tensiune fără utilizarea unui inductor. Pompa de încărcare atinge eficienţă maximă de 90% și este utilă pentru curenți de ieșire sub 300 mA.
7. Regulatoare liniare cu răspuns tranzitoriu rapid (LDO) - regulatoare liniare care oferă curenţi de 10mA ...7,5A. Selecția are în vedere capacitatea minimă necesară la ieșire, precum și alte beneficii, cum ar fi curent pasiv scăzut, răspuns rapid la tranziții sau zgomot redus.
8. Controlere DC / DC – comandă redresarea sincronă, iar curentul de ieșire real este stabilit de MOSFET-uri externe, ce permit proiectantului optimizarea eficienţei și performanța. Puterni­cele drivere MOSFET din controlerele TI pot comanda mai multe MOSFET-uri. Trebuie luată în considerare seria NexFET™ de MOSFET-uri de putere cu cele mai bune performanțe RDS (on) și sarcină electrică de comandă (gate charge QG).
9. Module plug-in de Putere – module non-izolate și complet integrate montate pe placa de circuit. Modulele cu montarea verticală au cea mai mică amprentă. Pentru montarea pe suprafaţă și variante de montare orizontală prin pini și găuri în PCB, sunt disponibile multe produse de serie.

Texas Instruments a achiziționat în anul 2011, firma National Semiconductor - un lider în domeniul circuitelor analogice și de semnal mixat, mărindu-se oferta de componente și soluții de rezolvare a cerințelor pentru surse de alimentare.
Componentele sunt fabricate sub aceleași coduri și sunt însoțite de plăci de evaluare pentru a permite proiectanților să verifice toate funcționalitățile.
Ex. LM5035C Evaluation Board în formatul standard industrial, conține circuitul LM5035B Half Bridge PWM Controler și izolatorul digital Silicon Labs' Si8420 ISOpro™ în locul trafurilor de puls, eliminând limitările de frecvență și de timpi tranzitorii. Izolatoarele digitale cresc eficiența și scad suprafața ocupată pe cablaj.

Autor:

Ing. Emil Floroiu
ECAS ELECTRO
emil.floroiu@ecas.ro
www.ecas.ro


ECAS ELECTRO www.ecas.ro este distribuitor al firmelor:
Texas Instruments - www.ti.com
National Semiconductor - www.national.com
Silicon Laboratories - www.silabs.com
Citeste tot articolul

Reducerea EMI în sursele de alimentare cu comutare (SMPS)

EMI (interferența electromagnetică) este perturbarea de funcționare a unui dispozitiv electronic, atunci când se află în vecinătatea unui câmp electromagnetic (EMF) sau spectru de frecvență radio (RF) generate de alt dispozitiv electronic.



Sursele de alimentare cu comutare (SMPS) sunt chiar prin natura lor medii care generează zgomot electric (la frecvența de comutare și armonicele asociate), dar prin proiectare atentă se obține încadrarea în standarde a performanțelor.
Standardele de bază sunt IEC 61000 (Electromagnetic compatibility – EMC) și IEC 60601 (Immunity Requirements). Cunoscând bine componentele, proiectând corect circuitul imprimat (PCB) și reducând impedanțele de mod comun se vor minimiza emisiile EMI ale sursei de alimentare, fără a fi necesare alte măsuri externe (filtre Pi, șocuri de mod comun, dispozitive supresoare, ecranare metalică). În funcție de aplicație: industrială, medicală, acustică cu zgomot mic, medii grele (temperatură, umiditate ridicate), densitate mare de putere, fiabilitate foarte mare... sursele au prețuri diferite, care reflectă efortul de

Figura 1: Bucle de curent cu mari variaţii di/dt în convertor forward
proiectare și calitatea componentelor.

De ce produc sursele de alimentare zgomot electric?
Orice sursă în comutație se bazează pe schimbări de tensiune sau curent în intervale scurte

Figura 2: Zone cu mari variaţii de potenţial dV/dt la comutare și redresare în convertor forward
de timp, în fiecare ciclu de comutare (ex. un FET comută de la 0 la 200V în 40ns). Orice traseu, punct de joncțiune și componentă este o sursă posibilă de perturbații. În cazul componentelor electronice, producătorii, în general, nu specifică performanţele EMI și cum ar putea deveni surse de zgomot. În figurile 1 și 2 se arată cum se pot genera zgomote prin variaţii mari în bucle de curent (di/dt), respectiv prin vârfuri de tensiune(dV/dt).

Rolul cablajului (PCB), reguli de proiectare
1. Se minimizează ariile buclelor de curent. Buclele de curent apar când curenții se întorc spre masă (ground) pe mai multe căi.
Buclele de curent sunt generatoare și dar și antene EMI. Prin traseele de cablaj circulă curenți AC (50KHz... 1MHz), deci vor apare fenomene de inducție și radiație electromagnetică.

Notă. Legea lui Faraday arată că tensiunea indusă într-un circuit este egală cu viteza de variaţie a fluxului magnetic prin suprafaţa acelui circuit: e = - Δ φ /Δt.

2. Se asigură că nu rămân părți flotante și că toate buclele sunt conectate la masă.
3. Semnalele se închid la masă prin conexiuni cât mai scurte și separate, dispuse ca o stea, la fiecare terminal GND de circuit integrat, iar liniile de putere vor avea tot conexiunea stea la masa lor. În final, va fi doar o conexiune între masa de semnal (referinţa pentru semnale mici, cu informaţia de control) și masa de putere (referinţa pentru curenţi mari de întoarcere, puterea controlată), într-un singur punct.
4. Pe cablaj, planul de masă al părții de putere trebuie separat de planul de masă al semnalelor, ținând cont și de separarea galvanică pe cablaj între primar și secundar.
5. Traseele de circuit imprimat și cablurile de legătură răsucite trebuie să fie cît mai scurte și dispuse pentru a minimiza buclele ce pot fi antene prin care se induc în sursă, curenți datorită EMI de la alte aparate.
6. Împământarea este prevăzută pentru motive de siguranță, nu pentru micșorarea EMI.

Rolul componentelor electronice
Circuitele integrate au, la pinii I/O, curenți din 2 surse: driver-ul digital (util, folosit de aplicație) și EMI (nedorit, perturbator). Generarea EMI la nivel redus și blocarea spre alte componente se asigură de fabricant. Silicon Labs www.silabs.com a proiectat MCU-urile sale cu pini suplimentari de alimentare și GND pentru a minimiza aria buclelor de curent la conectarea acestor componente pe cablaj. Circuitele care generează EMI trebuie separate de cele care pot recepta cîmp electromagnetic, prin poziționarea pe fețe diferite de cablaj (ex. MCU și un receptor GPS) și ecranarea Faraday – incintă metalică (realizată prin cutii, benzi sau vopsele metalice) care poate ține cîmpul electromagnetic în interior sau exterior. Trebuie înțeles comportamentul componentelor active la frecvență înaltă, dar și al capacitoarelor funcție de tipul lor, rezistoarelor bobinate și firelor de legătură. Multe componente electronice și electromagnetice au straturi, au componente parazite nespecificate de producător, care devin importante în domeniul frecvențelor radio. În funcție de materiale și de tehnologie, la frecvență ridicată se manifestă caracteristici parazite (capacitorul - funcție de tehnologie și rezistorul au și o inductanță mică, iar inductorul are o capacitate mică între spire). Capacitorul se alege corect în funcție de valoare, dar și de caracteristicile parazitice ce depind de frecvență. Se aleg capacitoare de calitate, ex. firma Murata, www.murata.com și se combină diferite tipuri de capacitoare în paralel, conectate cu trasee cât mai scurte

Figura 3: Circuitele integrate au mii de porţi CMOS parcurse de curenţi în tranziţie datorită comutării (frecvenţele radiate sunt cele de ceas și subarmonice)
pentru a nu adăuga inductanțe parazite. Transformatorul este primul element ce determină EMI în sursa de alimentare, fiind componenta cea mai zgomotoasă.
Proiectarea unui transformator este o adevarată artă, atât la alegerea tipului de miez magnetic, a direcției de bobinare, ecranării bobinajului (ecranarea reduce EMI, dar crește capacitatea parazită și implicit curentul de scurgere) și a poziției pe cablaj. În cazul izolării galvanice a semnalelor, în locul transformatoarelor (care generează EMI și sunt susceptibile la coruperea semnalelor prin câmpuri magnetice), respectiv în locul optocuploarelor (care au emisie EMI joasă și înaltă imunitate, dar au fiabilitate mică, imunitate mică de mod comun și degradare în timp a factorului de transfer al semnalului), se recomandă Izolatoare cu siliciu (Silicon Isolator) ce pot fi implementate fie ca transformatoare, fie capacitoare.

Figura 4: Silicon Isolator – barieră de izolare de 2 tipuri: transformator sau capacitor
Dispozitivele Capacitive Silicon Isolator sunt ideale pentru surse și alte aplicații medicale. Aceste dispozitive de la Silicon Labs, www.silabs.com îmbună­tățesc dramatic caracte­risticile EMI și aduc suplimentar perfor­manțe și fiabilitate ridicate (ex. Si84××).

Cauze de manifestare EMI legate de sistem
1. Insuficienta decuplare sau componente de calitate proastă în sursă sau în sarcină.
2. Conectarea prin fire cu defecte sau terminale ce au contact prost.
3. Lipsa capacitoarele de tip Y și X între liniile AC de fază, nul și ground care reduc efectiv EMI la toate frecvențele (dar contribuie la curenții de scurgere, deci folosite în funcție de limitări) și împământarea defectuoasă.
4. Trebuie dedus dacă zgomotul este condus sau radiat (dacă zgomotul variază prin schimbarea poziției, atunci este radiat)
5. Firele trebuie torsadate, iar firele de putere trebuie separate de firele de semnale (eventual se intercalează filtre cu inductoare și șocuri de mod comun).
6. Conexiunea de ground (zero Volt) trebuie făcută cât mai aproape de carcasă.
7. Adăugarea de capacitoare la ieșirea unei surse de alimentare cu comutare (SMPS) pentru a furniza curent suplimentar la întreruperi și a reduce EMI, trebuie să aibă în vedere că performațele unei surse sunt specificate la sarcină pur rezistivă, fără reactanță capacitivă și inductivă. În mod real, capacitoarele externe includ inductanțe interne serie (ESL) nedorite. Cablurile externe au și ele, inductanţă serie suplimentară. În plus, faţă de posibilitatea de pornire eşuată sau întârziată a sursei, creşterea capacităţii duce la răspuns lent tranzitoriu şi chiar instabilitate.

Capacitatea de ieşire excesivă, combinată cu rezistență serie (ESR) scăzută şi inductanţă mai mare poate face ca unele surse să oscileze. De aceea, unele surse pot accepta capacitoare mai mari de ieşire, atât timp cât ESR este mai mare.

ECAS ELECTRO www.ecas.ro este distribuitor al firmelor:

Silicon Laboratories
Silabs www.silabs.com un lider în industrie prin inovare cu înaltă performață pentru circuite integrate analog-intensive și semnal mixat cu aplicații în aparatura de consum, comunicații, computere, industrial și auto.

EPCOS
EPCOS www.epcos.com cu gamă largă de componente pasive legate de surse de alimentare și EMI.

Autor:
Ing. Emil Floroiu
ECAS ELECTRO
emil.floroiu@ecas.ro
www.ecas.ro
Citeste tot articolul

Tendinţe majore în tehnologia surselor de alimentare cu comutare (SMPS) III

• Controlul inteligent al surselor de alimentare
• Circuitele specializate bazate pe microcontrolere PIC ® MCU oferă posibilitatea proiectării surselor de alimentare controlate digital la diverse nivele.
• Sunt utilizate 4 nivele de control al puterii.



Nivelul 1. Controlul On/Off

Monitorizare și control on/off al puterii
Aplicaţiile de control care folosesc un microcontroler PIC® MCU programat pentru a realiza moduri de lucru cu consum mai mic de energie în modul standby, pornire lină programabilă (soft start), comanda secvențială a sur­selor de alimentare cu ieșiri multiple. Microcontrolerul poate fi utilizat, de asemenea, pentru a stabili o cale de comunicație la cost mic peste bariera de izolare galvanică (optocuplor). Proiectul standard analogic este îmbună­tățit cu funcții mai avansate: pornire secvențială, oprirea automată în condiții limită, detectarea alterării funcțiilor, comunicația la distanță, moni­torizarea și controlul temperaturii sursei. Cu nivelul 1 de inteligență, un proiectant poate predicționa comportamentul sursei la evenimente care determină defectarea. Circuitele Microchip PIC10F (6 pini), PIC12F (8 pini) sunt microcontrolere Flash pe 8 biţi care conțin periferice ca ADC, PWM și GPIO (porturi I/O de uz general) care pot face sursele analogice exis­tente să aibă controlul inteligent al ieșirii, monitorizarea tensiunii intrare/ieșire, a curentului și a temperaturii.

Nivelul 2. Controlul Proporţional

Monitorizare și control proporţional al puterii
Aplicațiile de control care folosesc un microcontroler PIC® MCU programat pentru a oferi un control mai eficient şi funcţii de monitorizare în alimentarea cu energie. Aceste funcţii includ marje de tensiune de ieşire, adaptarea la sarcină variabilă şi echilibrare, memorarea evoluțiilor a diverși parametri care asigură performanţa (istoricul evenimentelor).
În plus, față de nivelul 1, este posibil controlul tensiunii la ieșire, prescrierea limitelor pentru tensiune, curent și temperatură. Parametrii pot fi controlați digital și monitorizați. Tensiunea poate fi ajustată fin pentru a asigura coor­donarea cu alte tensiuni dintr-un sistem. Depinzând de cerințele I/O ale sistemului, familiile Microchip PIC12, PIC16 sau PIC 18 pe 8 biţi pot da soluția cea mai bună. În sisteme mai mari, familia PIC24 pe 16 biţi poate asigura periferice de comunicație mai multe. Un modul PWM este utilizat pentru controlul direct al circuitelor PWM analogice din sursă. Controlul PWM digital poate asigura pornirea lină (soft start), controlând curentul pe intrare la pornire pentru a nu fi stresate componentele electronice.
Perifericele de comunicație serială asigură coordonarea de la distanță, controlul și monitorizarea răcirii prin ventilatoare, monitorizarea temperaturii prin diverși senzori.

Nivelul 3. Controlul configuraţiei (topologiei)

Controlul puterii sursei prin configuraţii diverse
Aplicațiile de control care folosesc un microcontroler PIC® MCU programat pentru a folosi o buclă de control analogic la ieşirea sursei de alimentare. Microcontrolerul PIC® MCU poate schimba şi optimiza configuraţia buclei de control, crescând eficienţa energetică la toate nivelurile și variațiile de sarcină. Nivelul 3 de aplicaţii de control oferă o platformă comună, configurabilă, care poate fi programată să sprijine mai multe aplicaţii. Acest nivel permite reconfigurarea caracteristicilor din nivelele 1 și 2. Se poate schimba controlul PWM la sarcini mici, făcând ca prin inductor să treacă un curent discontinuu în loc de curent continuu, ceea ce face ca eficiența să rămână ridicată și la sarcini mici. Ajustarea frecvenței de comutare poate asigura pierderi mici. Circuitul PIC16HV785 (20 pini) pe 8 biţi, de la Microchip poate fi utilizat la nivelul 3 datorită perifericelor on-chip. Acest circuit are 2 module PWM care pot controla două etaje de putere. Două amplificatoare de eroare și două comparatoare de mare viteză pot fi conectate (având pinii disponibili în exterior) la modulele PWM pentru a realiza diverse configurații digitale. Un circuit ADC inclus are 12 intrări disponibile pentru a monitoriza diverși parametri din sursă. Soluțiile cu semnal mixat sunt oferite de PIC16F785 care integrează un MCU cu periferice analogice și oferă o mare suită de topologii de control. În plus, controlerele PWM MCP1630 și MCP 1631 de la Microchip sunt proiectate pentru aplicații de control al puterii prin PIC MCU.

Nivelul 4. Controlul Digital total

Controlul digital total al puterii sursei
Aplicații de control în care se înlocuiește bucla de control analogic, cu un convertor analog/digital (ADC) pentru a obține un feedback rapid necesar în sursa de alimentare şi controlul prin modulare în durată (PWM) în etajul de putere. Nivelul 4 de aplicaţii permite reglarea dinamică a buclei de control şi algoritmi de control predictiv care optimizează performanţele sursei de alimentare şi cresc eficienţa. Controlul digital total înlocuiește schemele analogice standard și oferă funcțiile de management de la nivelele 1, 2 și 3. Prin controlul digital toate funcțiile de obținere a tensiunii stabile la ieșire sunt realizate de un procesor care rulează ciclic un program. Sunt realizate funcții care nu pot fi obținute analogic, incluzând algoritmi de compensare a neliniarităților și perturbațiilor ce apar la intrare și pe ieșire. Circuitele dsPIC33F de la Microchip sunt DSC pe 16 biţi ce asigură nivelul 4 de inteligență. Feedback-ul din sursă este realizat prin circuite ADC de mare viteză. Periferice PWM de mare viteză, specializate, controlează puterea sursei. Topologii uzuale pot fi realizate și controlate prin algoritmi de compensare executați rapid. Folosind circuite dsPIC DSC se realizează o mare densitate de putere, reducerea costului sistemului prin componente mai puţine și mai mici, îmbunătăţirea fiabilităţii, creșterea eficienţei și scăderea costurilor de fabricaţie și întreţinere (prin predicţia defectării).
Alte componente necesare: MOSFET-uri, drivere MOSFET, diode, optocuploare, senzori de temperatură.

Aplicaţii ale controlului digital al puterii


• Conversia puterii AC/DC, DC/DC
• Controlul și managementul puterii
• Surse pentru iluminat cu LED-uri
• Măsurarea puterii și protecții în surse
• Compensarea factorului de putere
• Încărcătoare inteligente de baterii
• Monitorizarea funcționării și predicția defectării
• Autocalibrare, compensarea perturbațiilor
• Control optimal în regimuri neliniare
• Comunicația serială în sistem

ECAS ELECTRO www.ecas.ro este distribuitor al firmelor de componente pentru surse de alimentare:
Microchip www.microchip.com
Texas Instruments www.ti.com
National Semiconductor www.national.com
Microsemi www.microsemi.com
Linear Technology www.linear.com
International Rectifier www.irf.com
Infineon www.infineon.com
Intersil www.intersil.com
ON semiconductor www.onsemi.com

Autor:
Ing. Emil Floroiu
ECAS ELECTRO
emil.floroiu@ecas.ro
www.ecas.ro
Citeste tot articolul

Tehnologii de detecţie a temperaturii

Sunt elemente pro şi contra oricărei tehnologii de detecţie a temperaturii, incusiv celor mai noi generaţii de senzori de temperatură pe siliciu, explică dl. John Austin, de la Microchip Technology Inc.



Detecţia temperaturii este cea mai recentă funcţionalitate oferită în lista cu rapidă extensie a aplicaţiilor. Aceste rânduri prezintă proiectanţilor, pentru o gamă largă de produse, alegerea tehnologiei de detecţie a temperaturii. Pentru alegere, proiectanţii trebuie să cântărească avantajele şi dezavantajele noilor senzori de tempe­ratură pe siliciu precum şi a alternativelor mai convenţionale cu termocupluri, termistori sau RTD (Resistive Temperature Detectors) pentru fiecare aplicaţie.
Nu există niciun dubiu că senzorii de temperatură pe siliciu câştigă teren şi sunt motive suficiente pentru aceasta: sunt dispozitive simple ce necesită o experienţă redusă în proiectarea termică, dar integrează caracteristici ce oferă proiectanţilor flexibilitatea de a adăuga mai multe funcţii produselor lor. Alte motive pot fi nivelul de preţ relativ scăzut, suprafaţă mică ocupată de întreaga soluţie de detecţie termică şi potenţialul lor de a reduce consumul energetic comparativ cu soluţiile alternative. Pe lângă acestea, mai este şi faptul că noile tehnologii de detecţie pe siliciu oferă precizii mult mai ridicate faţă de generaţiile anterioare, ceea ce poate înclina balanţa pentru prima dată în favoarea utilizării acestor tipuri de senzori. Oricare ar fi motivul luării în considerare a detecţiei temperaturii cu soluţii pe siliciu, este importantă înţelegerea în totalitate a celor trei tipuri distincte de astfel de senzori: cu ieşire logică, de tensiune sau serială, şi beneficiile pe care fiecare tip le poate oferi unei aplicaţii particulare.

Senzori pe siliciu cu ieşire de tensiune
Modul în care operează un senzor de temperatură cu ieşire de tensiune este similar unui termistor, ceea ce este probabil cel mai adesea utilizat dispozitiv pentru detecţia temperaturii.
Rezistenţa termistorului se schimbă odată cu schimbarea temperaturii. Rezistenţa unui termistor PTC (Positive Temperature Coefficient) va creşte odată cu creşterea temperaturii, în vreme ce rezistenţa unui termistor NTC (Negative Temperature Coefficient) va scădea odată cu creşterea temperaturii.

Figura 1: Diagrama bloc şi performanţele de ieşire pentru un circuit de instrumentaţie RTD
Prin comparaţie, un senzor de temperatură cu ieşire de tensiune va dezvolta o tensiune de ieşire proporţională cu temperatura, cu un coeficient de temperatură tipic de 6,25mV/°C, 10mV/°C sau 19,5mV/°C. Convertoarele temperatură – tensiune pot detecta o gamă de temperatură de la -55°C la +150°C şi asigură un decalaj de temperatură ce permite ca temperatura negativă să fie citită fără a fi nevoie de o sursă de tensiune negativă. Curenţii tipici de operare sunt de zeci de µA, ceea ce minimizează autoîncălzirea şi maximizează durata de viaţă a bateriilor.
Utilizarea unui termistor are certe dezavantaje prin comparaţie cu un senzor de temperatură pe siliciu cu ieşire de tensiune: soluţia cu termistor poate consuma energie cu ordine de mărime mai mari decât cei mai noi senzori de temperatură pe siliciu, iar termistorul este neliniar, ceea ce conduce la un domeniu de temperatură restrictiv. În funcţie de domeniul de temperatură al aplicaţiei, soluţia cu termistor poate de asemenea necesita un circuit extern ce implică atât spaţiu de placă suplimentar cât şi cost mai mare.
Prin comparaţie, soluţiile bazate pe siliciu sunt foarte liniare pe un domeniu de temperatură de la -55°C la +150°C, şi oferă soluţii până la nivelul unei capsule SC70. Pe total, senzorul pe siliciu oferă o soluţie mai mică, mai economică şi mai eficientă energetic prin comparaţie cu un termistor.

Senzori pe siliciu cu ieşire logică
Senzorii de temperatură cu ieşire logică funcţionează tipic precum un termostat, notificând sistemul atunci când se atinge o temperatură limită maximă sau minimă. Uneori utilizaţi ca şi comutatoare termice, ei pot fi utilizaţi pentru a porni un ventilator sau o lumină de avertizare la detectarea unor condiţii de temperatură înaltă sau joasă. După cum ieşirea este tipic neînchisă, comutatorul va opri un circuit când temperatura scade sub, sau creşte peste o valoare stabilită de temperatură. Cei mai mulţi senzori cu ieşire logică au integrat un histerezis de câteva grade Celsius pentru a preveni o ieşire fluctuantă.
Cu un termistor, o cale de a implementa acest lucru este de a adăuga un circuit comparator. Acesta va introduce erori în sistem precum offset şi variaţie de offset de la comparator, care vor trebui soluţionate prin calibrarea nepotrivirilor rezistenţelor utilizate în circuit şi realizarea unui singur reglaj de temperatură pentru calibrarea circuitului. O soluţie bazată pe siliciu este mult mai simplu de implementat de vreme ce reglajele şi calibrările sunt realizate de producător.

Senzori pe siliciu cu ieşire serială
Cea mai uzuală cale de a realiza măsurări de temperatură precise şi repetabile este aceea de a utiliza circuite cu termocupluri sau RTD (Resistive Temperature Detector). Totuşi, după cum demonstrează figura 1, ambele soluţii pot fi dezvoltate în circuite complexe mari şi scumpe pentru obţinerea unor precizii mari de determinare a temperaturii sau pentru rezoluţii mari de măsurare.
În cazul detectării temperaturii cu soluţie pe siliciu, senzorul cu ieşire serială atinge precizii mari de măsurare, integrare şi flexibilitate ridicate, păstrând în acelaşi timp simplitatea unei soluţii pe siliciu. Senzorii cu ieşire serială utilizează interfeţe la microcontrolerul gazdă cu două sau trei fire şi integrează tipic un convertor analog / digital (ADC) ce converteşte ieşirea analogică a elementului senzorial intern în ieşire digitală. Un exemplu de senzor de temperatură cu ieşire serială este Microchip MCP9804, prezentat în figura 2. Acest senzor digital de temperatură de înaltă precizie şi integrare atinge o precizie tipică de detecţie a temperaturii de 0,25°C şi o rezoluţie de măsurare selectabilă de către utilizator între 0,5˚C şi 0,0625˚C într-o capsulă mică DFN de 2mm × 3mm.

Figura 2: MCP9804 combinaţie de amprentă mică şi integrare, rezoluţie şi precizie ridicate
Mulţi senzori de temperatură cu ieşire serială integrează de asemenea alte funcţii programabile, precum alerte de supra - şi sub – temperatură şi EEPROM on board. Aceste caracteristici pot fi utilizate pentru simplificarea unui proiect, pentru creşterea flexibilităţii sale, pentru îmbunătăţirea preciziei de detecţie a temperaturii şi pentru un cost total al sistemului mai redus.
Cea mai des întâlnită limitare a senzorilor cu ieşire serială prin comparaţie cu RTD şi termocupluri, este domeniul de temperatură.
Senzorii de temperatură pe siliciu operează în general la temperaturi de la -55°C la +150°C, în vreme ce RTD-urile şi termocuplurile pot oferi o soluţie precisă pe un domeniu de câteva sute sau chiar mii de grade Celsius.

Concluzie
Există avantaje şi dezavantaje pentru toate tehnologiile de detecţie a temperaturii şi niciuna dintre tehnologii nu este potrivită pentru toate aplicaţiile de detecţie a temperaturii.
Pentru aplicaţii ce operează pe un domeniu limitat de temperatură, termistorii oferă o soluţie utilă şi economică de măsurare a temperaturii. Pentru precizii ridicate pe un domeniu de câteva sute de grade Celsius, RTD pot fi o soluţie sensibilă, dar necesită o scalare şi calibrare atentă, putând fi mult mai costisitoare decât soluţiile cu termistori sau cele pe siliciu. Pentru măsurarea de temperaturi extreme, termocuplurile se pare că sunt soluţia câştigătoare. Totuşi, pentru un mare număr de aplicaţii ce nu necesită un domeniu foarte larg de temperaturi, soluţiile pe bază de siliciu pot simplifica proiectul, păstrând precizia şi integrând funcţii care cresc flexibilitatea şi performanţele sistemului.

Bibliografie
1. Microchip Technology Application Note #AN897, “Thermistor Temperature Sensing with MCP6S2X PGAs,” de Kumen Blake şi Steven Bible.
2. Microchip Technology Application Note #AN895, “Oscillator Circuits for RTD Temperature Sensors,” de Ezana Haile şi Jim Lepkowski.
3. Microchip Technology Application Note #AN1001, “IC Temperature Sensor Accuracy Compensation with a PIC® Microcontroller,” de Ezana Haile.
4. Microchip Technology Application Note #AN1154, “Precision RTD Instrumentation for Temperature Sensing,” de Ezana Haile.
5. Microchip Technology’s Temperature Sensor Design Guide, DS21895C

www.microchip.com
Citeste tot articolul

Agilent 89600 WLA MRS Software

Agilent Technologies a introdus recent o aplicaţie de măsură pentru MRS (Multi-Standard Radio) destinată analizoarelor de spectru în timp real din seria X.



Ideal pentru inginerii din liniile de producţie a staţiilor de bază sau a componentelor

Prezentare sintetică a erorilor MSR privind EVM, erorile de frecvenţă şi alte erori metrice
acestora, aplicaţia de măsură MSR, prin apăsarea unei
singure taste, execută testele de bază de radio frecvenţă definite de seria TR 37 a standardului 3GPP Release 9.

Funcţionalităţile principale sunt:
• Decodează şi verifică mesajele pe multiple cadre la nivelele MAC, RLC şi RRC.
• Corelează grafic elementele de performanţă între nivelul fizic şi mesajele de control.
• Extinde funcţionalităţile aplicaţiei 89600 LTE cu analiza MAC a nivelului de conectare cu o investiţie minimă.
• Depanează dispozitivele LTE la nivel fizic şi la nivelul de conectare simultan.
• Recuperează şi afişează parametri uplink din mesajele downlink.
• Vizualizează controlul puterii, avansul de timp şi afişează informaţii grafice HARQ şi DCI.
• Salvează şi recheamă mesaje sub formă de date pentru folosirea în comun sau certificare rapidă după schimbările de software ale BTS.

Masca spectrului de emisie MSR măsurată în banda 2: GSM/EDGE + W-CDMA HSPA + LTE-FDD cu liniile limită totale conform 3GPP TS 37.141
Aplicaţiile software destinate generatoarelor de semnal denumite generic Signal Studio din care face parte şi N7625B concepută pentru 3GPP LTE TDD oferă o soluţie eficientă ca preţ, scalabilă, care permite caracterizarea şi validarea dispozitivelor TDD LTE şi LTE-avansate. Pentru dispozitivele multiformat, pe măsura evoluţiei cerinţelor de testare, generatorul de înaltă performanţă Agilent, permite rularea unei game largi de aplicaţii Signal Studio, inclusiv în formate celulare şi wireless. Aplicaţia N7625B permite accesul rapid la parametri, prin meniul de navigare arborescent, uşor de utilizat:

• În modul de redare a formelor de undă înregistrate se crează la nivelul fizic forme de undă arbitrar codate pentru canalul de transport care sunt utilizate pentru măsurarea parametrilor amplificatoarelor de putere, cât şi pentru evaluarea funcţionalităţii HARQ şi BLER (rata de erori de bloc) pentru testarea receptorului.

• În modul real-time sunt create semnale uplink utilizate pentru testarea funcţională eNB:
- Configuraţii predefinite ale canalului de referinţă fix (FRC);
- PUSCH cu salt de frecvenţă şi multiplexarea informaţiei de control UL (UCI), control cu suportul PUSCH pentru sondarea semnalului de referinţă (SRS);
- Meniul “PUCCH wizard” cu formate standard sau definite de utilizator;
- Suită RV index definită de utilizator pentru retransmisia HARQ.
• În modul real-time testele UE de receptor includ:
- Configuraţii predefinite ale canalului de referinţă fix (FRC);
- Codarea automată a informaţiei de control downlink (DCI) bazată pe alocarea PDSCH, acces programat sau întâmplător, control de putere UL;
- Configurarea automată a informaţiei de bloc majore (MIB) cu posibilitatea definirii de către utilzator a informaţiei bloc de sistem (SIB);
- Mod de transmisie de la 1 până la 8 inclusiv diversitate Tx, 4×4 MIMO şi dublul strat de formare a fascicolului;
- Configurare unică pentru fiecare cuvânt de cod, inclusiv tipul datelor, mărimea payload, tipul de modulaţie şi indexul RV;
- Testarea E-MBMS cu MCH/PMCH şi MBSFN RS.

Configurarea semnalului uplink cu afişarea suitei RV index definite de utillizator

Pentru MIMO, Agilent recomandă PXB N5106A Generator în banda de bază şi emulator de canal:
• Performanţă în banda de bază:
- Bandă de captură şi de modulaţie până la 120MHz;
- Memorie de 512 M Eşantioane de captură sau redare pe canal;
- Până la şase BB Gen şi opt federe pentru testarea interferenţei, diversităţii şi MIMO.
• Emulare avansată de semnal:
- Semnale digitale generate I/Q şi feder RF;
- Banda federului până la 120MHz sau 24 căi pe feder;
- Unul sau două canale;
- MIMO 1×2, 1×4, 1×8, 2×1, 2×2, 2×4, 2×6, şi 4×2.


Agilent oferă platforme eficiente şi scalabile pentru proiectare şi testare care suportă TD-LTE Radio Access Network (RAN), staţii eNode B, echipamente de utilizator (UE) pe toată durata de dezvoltare. Astfel, atunci când priviţi înainte la TD-LTE, Agilent deschide orizontul.

COMTEST SRL
Tel: +40 21 2110883
Fax: +40 21 2110884
contact@comtest.ro
office@comtest.ro
www.comtest.ro
Citeste tot articolul

SURSE SPECIALE

MeanWell® este unul din lideri între producătorii de surse de alimentare cu comutare, având serii de produse ce acoperă o gamă largă de puteri (0.5... 3000W) şi cerinţe: surse AC/DC, convertoare DC/DC, invertoare DC/AC, încărcătoare de baterii.



În general, utilizatorii aleg sursa de care au nevoie după criterii simple: tensiunea de intrare, tensiunea la ieşire, curentul maxim sau puterea maximă la ieşire, protecţii la ieşire şi gabarit. După realizarea unui prototip sau în timpul exploatării echipamentului în care este înglobată sursa de alimentare pot apare noi cerinţe: răcire forţată, pornire/ oprire de la distanţă, sesizarea nivelului de tensiune la ieşire (remote sensing) pentru a compensa căderi de tensiune la curenţi mari pe fire lungi de conectare, asigurarea unui curent mai mare decât cel nominal la ieşire pentru un consumator inductiv care este deja cuplat la sarcină (ex. motorul unei pompe de apă), mediul de lucru, fiabilitatea ridicată etc. Proiectanţii cu experienţă cunosc problematica şi aleg corect sursa de care este nevoie. MeanWell® fabrică surse de alimentare standard care satisfac cerinţele de bază, dar are serii de surse care au caracteristici specifice pentru anumite aplicaţii.

Pe lângă seriile standard de surse, MeanWell® fabrică surse care satisfac cerinţe speciale. Se prezintă diverse tipuri de surse de alimentare scoţând în evidenţă caracteristici care sunt superioare faţă de cele ale surselor standard.

Sursă cu mare densitate de putere şi fiabilitate foarte ridicată RD-125-1224


► Intrare 85...264Vac, 124...370Vdc
► Utilizează capacitoare electrolitice long-life 105°C
► Protecţii: scurtcircuit, suprasarcină, supratensiune
► Încadrare în standardele industriale pentru condiţii grele EMS EN50082-2 / EN61000-6-2
► Rezistă la 300VA absorbit pe intrare 5 sec.
► Temperatura de lucru -20...+ 70°C
► Rezistă la testul de vibraţii 10...500Hz, şocuri 5g pe orice axă X,Y,Z
► Format miniatural, densitate de putere 202.5watt/dm3 (la 150W)
► Eficienţă mare (max 89.5%), MTBF 260.8Kh, durată mare de viaţă
► Testată burn-in cu sarcină 100%
► Recomandate pentru aplicaţii în condiţii critice

Sursă cu compensarea factorului de putere (PFC) şi funcţionare în paralel (partajarea curentului la ieşire) RSP-3000-12


► Intrare 180...264Vac cu limitarea curentului absorbit
► Eficienţă ridicată max .90%
► Factorul de putere max.90%
► Protecţii: scurtcircuit, suprasarcină, supratensiune, supratemperatură, semnalizarea defectării ventilatorului
► Răcirea forţată cu ventilator având viteza variabilă
► Tensiunea de ieşire este ajustabilă 20...110%
► Densitate mare de putere 255watt/dm3
► Partajarea curentului: până la 3 unităţi în paralel
► Alarmă (Power Supply OK) pe releu şi nivel TTL
► Pornire/oprire de la distanţă (sursă aux.12V/0.1A)
► Sesizare nivel tensiune de ieşire (remote sensing)

Sursă cu consum redus fără sarcină HRPG-600


► Intrare universală 85...264Vac, 120...370Vdc
► Consum 0.75W în absenţa sarcinii
► Factorul de putere > 94%
► Protecţii: scurtcircuit, suprasarcină, supratensiune, supratemperatură
► Răcirea forţată cu ventilator cu pornire controlată la sarcina > 35% sau temperatura > 50°C
► Rezistă la 300VA absorbit pe intrare 5 sec.
► Eficienţă mare (max 89%), MTBF 147.7Kh
► Temperatura de lucru -40...+ 70°C
► Testată burn-in cu sarcină 100%
► Partajarea curentului până la 2400W (3+1) unităţi în paralel la 24V, 36V, 48V
► Semnalizare bună funcţionare
► Pornire/oprire de la distanţă
► Sesizare nivel tensiune de ieşire (remote sensing)

Sursă cu tensiune mare de intrare (3 fazic) DRT-240


► Intrare trifazic 340...550Vac (posibilă operarea cu 2 faze)
► Eficienţa ridicată max .89%
► Protecţii: scurtcircuit, suprasarcină, supratensiune, supratemperatură
► Răcirea în aer liber prin convecţie
► Temperatura de lucru -20...+ 70°C
► Tensiunea de ieşire este ajustabilă +16%
► Limitarea ieşirii la suprasarcină prin curent constant
► Nivel industrial de imunitate la perturbaţii
► Testată burn-in cu sarcină 100%

Modul redundant (decuplare) de tensiune DR-RDN-20


► Asigură alimentarea fără întrerupere cu 24Vcc într-un sistem
► Intrare 21...28Vcc, cădere de tensiune In/Out max. 0,5Vcc
► Decuplarea surselor prin diode la 20A, cu disipaţie mică de căldură
► Alarmarea se indică cu LED şi semnalizează prin contact releu
► Răcirea în aer liber prin convecţie
► Temperatura de lucru -20...+ 70°C

Modul DC UPS DR-UPS40


► Controler de baterie pentru sistem UPS
► Se conectează în paralel pe DC BUS 24Vcc, max.40A
► Curent de încărcare baterie 2A (baterie externă 4/7/12Ah la 24V)
► Monitorizează şi indică prin LED şi releu starea bateriei (defectă, supraîncălzită, descărcată)
► Răcirea în aer liber prin convecţie
► Temperatura de lucru -20...+ 70°C

Sursă de tip Medical MPD-45B


► Intrare universală 90...264Vac, 120...370Vdc
► Aprobare de siguranţă medicală
► Curent de scurgere < 0.3mA la 264Vac
► Tensiune de străpungere intrare/ieşire 4kVAC
► Rezistenţa de izolaţie 100Mohm la 500VDC/ 25°C/70%RH
► Protecţii: scurtcircuit, suprasarcină, supratensiune
► Temperatura de lucru -10...+ 60°C
► Eficienţă max. 78%, MTBF min. 366.1Kh
► Imunitate EMC de nivel medical (EN60601-1-2)

Sursă cu funcţie UPS pentru sisteme de securitate ADD-155A


► Intrare universală 88...264Vac, 124...370Vdc
► Factorul de putere > 92%
► Ieşire duală 13.8V/9.5A (ajustabilă) şi 5V/3A
► Ieşire încărcare baterie 13.3V/ 0...0.5A
► Protecţii: scurtcircuit, suprasarcină, supratensiune
► Răcirea în aer liber prin convecţie
► Testată burn-in cu sarcină 100%
► Temperatura de lucru -10...+ 60°C
► Eficienţă max. 78%, MTBF min. 164.2Kh

Invertor sinusoidal DC/AC cu funcţie UPS, încărcător de baterie şi intrare de la panou solar TN - 3000


► Putere: nominală 3000W, 3450W pentru 3 minute, 4500W pentru 10 sec., 6000W pentru 6 sec.
► Intrare 12/24/48VDC de la baterie sau panou solar
► Ieşire din reţeaua AC sau din invertor la căderea reţelei, în gama 110VAC sau 220VAC la 50/60Hz
► Eficienţă max. 92%
► Temperatura de lucru -0...+ 40°C la sarcină 100%, respectiv 60°C la sarcină 50%
► Consum fără sarcină ≤ 10W (standby saving mode)
► Răcirea cu ventilator cu turaţie controlată
► Protecţii la ieşire: scurtcircuit, suprasarcină, supratensiune, supratemperatură
► Protecţii la intrare: bateria descărcată, supratensiune, inversarea polarităţii
► Încărcător de baterie 12V: 25A
► Monitorizare cu PC prin legătură serială.

Autor:

Ing. Emil Floroiu
ECAS ELECTRO
emil.floroiu@ecas.ro
www.ecas.ro
Citeste tot articolul

Seria de LCR-metre şi capacitant-metre U1700

Verificări LCR convenabile şi rapide.



U1701B Capacitant-metrul portabil include ecran dual cu valoare maximă afişată 11.000 şi o gamă largă de măsurători de la 0.1pF până la 199.99mF. Sortează capacitorii uşor utilizând modul vizual şi auditiv al toleranţei.

U1731/32/33C LCR-metre portabile oferă acces la măsurători cu o apăsare de buton cu valoarea maximă afişată 20.000; noile modele beneficiază de precizie dublă, durată de viaţă a bateriei dublă, autoidentificare a L, C şi R şi analiză detaliată a componentelor Z, ESR, şi DCR.

COMTEST SRL
Str. Olari nr. 7A, Et. 6, Sector 2, 024056 Bucureşti
Tel: +40 21 2110883
Fax: +40 21 2110884
contact@comtest.ro
office@comtest.ro
www.comtest.ro

U1401B Calibrator portabil

Conţine două unelte într-una singură şi calibrează în timp ce măsori.


Acum poţi călători cu mai puţine echipamente, fie că faci calibrare pentru validare, diagnosticare sau service şi întreţinere.
- Valoare maximă afişată 50.000 pe ecranul dual;
- Capabilităţi de sursă şi măsură simultan;
- Ieşiri tensiune şi curent bipolar, undă dreptunghiulară, auto scan şi rampă;
- Capabilitate de încărcare incorporată;
- Toată gama de funcţii de înregistrare şi măsurări multimetru;
- Include toc de protecţie, pachet baterie reîncărcabilă, adaptor de încărcare şi cablu, chit cablu de măsurare pentru calibrator, cablu test simulări mA, certificate de calibrare şi ghid de utilizare.

COMTEST SRL
Str. Olari nr. 7A, Et. 6, Sector 2, 024056 Bucureşti
Tel: +40 21 2110883
Fax: +40 21 2110884
contact@comtest.ro
office@comtest.ro
www.comtest.ro

Noua carcasă pentru aparate electronice de la BOPLA: Seria CIRCUM

BOPLA, unul din liderii de pe piaţa carcaselor şi cutiilor utilizate în aparatura electronică, a introdus o nouă carcasă pentru produse electronice.



Designul inovator - estetic şi aparent neutru - precum şi modul de montare captează atenţia imediat. CIRCUMpoate fi folosit ca panou desktop, consolă sau panou de control. Carcasele - executate din ABS - sunt disponibile în două înălţimi şi două combinaţii de culori standard: gri agat (agate grey) şi gri grafit (graphite grey). Alte dimensiuni sunt în curs de pregătire.
Toate modelele CIRCUM au o zonă de nişă (recessed area) potrivită pentru unităţile de intrare.
CIRCUM oferă avantaje tehnice importante: capacele sunt diponibile cu panoul frontal turnat (moulded-on) - seria F sau detaşabil (plug-in) - seria FP, făcând mult mai uşoară instalarea părţii electronice. Se pot monta până la 3 nivele de plăci electronice. Gradul de protecţie este IP40. O gamă largă de accesorii completează carcasa pentru adaptarea la specificaţiile individuale ale clienţilor. Se pot monta pe orice suprafaţă plată sau pe perete. La comandă, BOPLA poate fabrica carcase care să se potrivească cu module electronice deja existente.

Seria CIRCUM cuprinde produsele:

Circum, C 1435 F/F-FP, (L × B × H) 145.3 × 74.7 × 34/147 × 74.7 × 34mm
Circum, C 1440 F/F-FP, (L × B × H) 147.0 × 74.7 × 42/147 × 74.7 × 42mm
Circum, C 1435 P/P-FP, (L × B × H) 145.3 × 74.7 × 51/145.3 × 74.7 × 51mm
Circum, C 1435 F-NG/WR, (L × B × H) 141.4 × 74.7 × 15/140.0 × 72.3 × 18mm

Accesorii:
Rame colorate (roşu sau albastru) şi elemente de prindere pe perete.
www.bopla.de

Nivele multiple pentru PCB
Un Card Reader poate fi pus sub panoul frontal
Rame pentru montare pe perete opţionale

ECAS ELECTRO este distribuitor autorizat al produselor BOPLA.
www.ecas.ro



Detalii tehnice şi comenzi pentru produsele BOPLA:

Gheorghe Iftode – Director Vânzări
gheorghe.iftode@ecas.ro



ECAS ELECTRO anunţă câştigătorul unui ceas eZ430 Chronos de la TI la concursul de aplicaţii cu MSP430MCU:
Marcel Starparu, Bucureşti
Citeste tot articolul

10% Discount pentru Kit Combo FLUKE!

Aurocon COMPEC este alături de dumneavoastră şi în momentul reviziilor tehnice! Vă invităm să profitaţi de oferta specială pentru kiturile de multimetre digitale marca FLUKE. Economisiţi timp valoros şi 10% din preţ prin plasarea comenzilor online, direct pe www.rsromania.com.


Pentru a afla mai multe detalii despre oferta noastră click aici.

Kit Combo Industrial Fluke 179/Mag2


- Multimetru Fluke 179, rezistent la 1000V
- Set sonde de testare din silicon SureGrip TL224 de 1,5m
- Set cleşti crocodil AC220
- Set sonde de testare pentru spaţii greu accesibile TP4 (4mm)
- Sondă integrată de temperatură pentru DMM 80BK
- Lanternă Maglite

Kit Combo Fluke 179/ EDA 2


- Multimetru Fluke 179, rezistent la 1000V
- Set sonde de testare din silicon SureGrip TL224 de 1,5m
- Sonde de testare electronice TL910 cu vârfuri de 1mm pentru accesul în punctele de testare greu accesibile
- Set cleşti de prindere rezistenţi AC280
- Sondă integrată de temperatură pentru DMM 80BK

Kit Combo Industrial Fluke 87V/ E2


- Multimetru Fluke 87V
- Set sonde de testare din silicon SureGrip TL224 de 1,5m
- Sondă integrată de temperatură pentru DMM 80BK
- Sonde de testare electronice pentru spaţii greu accesibile TL91 0
- Toc protector cu curea magnetică H80M
- Husă pentru transport

Kit Combo Fluke 87V/ i410


- Multimetru Fluke 87V
- Cleşti de curent CA/ CC i410 pentru DMM-uri
- Set sonde de testare TL75
- Set cleşti crocodil AC72
- Sondă integrată de temperatură pentru DMM 80BK
- 2 baterii de 9V PP3
- Instrucţiuni de utilizare
- Husă pentru transport

Kit Combo Fluke 117


- Multimetru Fluke 117 pentru detectarea tensiunii non-contact
- Sonde de curent Fluke 322
- Set sonde de testare
- Kit de prindere
- Husă pentru transport

Accesaţi www.rsromania.com pentru a fi la curent cu ofertele noastre!
Citeste tot articolul

ISO-TECH Testare şi Măsurare

Gama de produse ISO-Tech acoperă o mare varietate de aplicaţii, cuprinzând aparate de măsurare precum multimetre rezistente la apă şi impact mecanic, luxmetre, sonometre, osciloscoape digitale de înaltă performanţă cu funcţii ce pot fi găsite uzual implementate doar pe soluţiile cele mai scumpe. În prezentul articol vor fi prezentate câteva exemple de serii de produse ISO-Tech.



MULTIMETRE – serii de multimetre industriale, pentru electronică, portabile compacte şi de laborator.
CLEŞTI AMPERMETRICI – dispozitive pentru măsurarea în siguranţă a curenţilor mari sau pentru testarea sistemelor AC.
TESTERE PENTRU INSTALAŢII ELECTRICE – dispozitive pentru testarea ne-invazivă a sistemelor electrice.
OSCILOSCOAPE & GENERATOARE DE FUNCŢII – Osciloscoape analogice şi digitale, precum şi generatoare de funcţii.
SURSE DE TENSIUNE DE LABORATOR – surse de tensiune cu o singură ieşire, cu mai multe ieşiri, surse programabile.
TESTARE ŞI CALIBRARE A COMPONENTELOR – echipamente de testare pentru măsurarea precisă şi calibrarea dispozitivelor dvs.
MONITORIZARE MEDIU – dispozitive de monitorizare a luminii, sunetului şi fotovoltaic.
CABLURI DE TESTARE ŞI ACCESORII ISO-TECH – tot ceea ce este necesar ca fiind suplimentar, de rezervă sau de înlocuit pentru multimetrele dvs. ISO-TECH.

MULTIMETRE COMPACTE PORTABILE


SERIILE IDM 60 & 70
Multimetre compacte ce se potrivesc cu uşurinţă dimensiunii unei palme pentru operarea simplă cu o singură mână. Seria IDM70 oferă performanţe excelente cu clasificare CAT IV 600V pentru medii electrice şi industriale dure.
• Tensiune AC/DC;
• Testare rezistenţe / continuitate şi diode;
• Funcţie de auto scalare cu posibilitate de preluare manuală a controlului scalei;
• Detector integrat fără contact pentru tensiune ac pentru detectarea în siguranţă a reţelelor cu tensiuni periculoase (numai IDM61 & 62T);
• Funcţie HOLD;
• Funcţie de oprire auto­mată (economie baterii).

Dimensiuni şi masă:
IDM61 & 62T: 156mm × 74mm × 44mm; 320g.
IDM71, 72 & 73: 82mm × 164mm × 44mm; 400g.

Accesorii incluse:
IDM61, 62T, 71, 72 & 73: baterii, toc de protecţie, sonde de testare & instrucţiuni.
Numai IDM62T: adaptor pentru termocuplu tip K şi senzor tip K.
Pentru IDM73 este disponibil separat kitul format din software şi cablu serial RS232 (nr. stoc 460-9881).
Alimentare: IDM61, 62T & 71: 2 x AA / IDM72 & 73: 9V PP3.

Multimetru digital IDM61: Nr. stoc 697-4023
Multimetru digital IDM62T: Nr. stoc 697-4027
Multimetru digital IDM71: Nr. stoc 697-4033
Multimetru digital IDM72: Nr. stoc 697-4042
Multimetru digital IDM73: Nr. stoc 697-4045

MULTIMETRE PORTABILE PENTRU ELECTRONICĂ


SERIA IDM300

Multimetru digital IDM303: Nr. stoc 697-4011
Multimetru digital IDM305: Nr. stoc 697-4020

Multimetre cu caracteristici speciale cu lăţime mare de bandă şi măsură­tori de înaltă precizie pentru apli­caţii de electronică, telecomunicaţii şi alte aplicaţii cu cerinţe de precizie ridicată şi funcţii de analiză. Setul de caracteristici include ecranul triplu cu format mare cu bară grafică cu 80 de segmente cu funcţie de mărire (zoom) şi centru zero, măsurări true RMS şi auto scalare completă pe 12 funcţii. Software-ul pentru descărcarea datelor permite analiza şi evaluarea rezultatelor pe un PC.
• Rezoluţie selectabilă a ecranului 40000 / 4000;
• Opţiuni de precizie a Vdc de 0,1% şi 0,06%;
• Ecran triplu format mare cu iluminare de fond electro-lumi­nescentă;
• Selectare simplă a meniurilor;
• Ieşire izolată RS-232;
• Bară grafică cu 80 de segmente cu opţiuni de mărire şi opţiune de centru zero;
• Măsurare true RMS (a.c., a.c.+d.c.);
• Memorie pentru 7 măsurători cu funcţie de stocare şi re-afişare (STORE & RECALL);
• Tastare rezistenţe /continuitate şi diode;
• Caracteristicile de siguranţă includ indicator de cădere a siguranţei fuzibile, avertizare pe ecran asupra unei tensiuni mari pe intrare şi siguranţe fuzibile pe intrările de curent.

Clase de siguranţă:
EN61010-1 Cat III 600V CATII 1000V.
Dimensiuni şi masă: 100mm × 212mm × 55mm ; 650g.
Alimentare: Baterie 9V PP3.
Furnizate cu: toc de protecţie, geantă de transport, set de sonde de testare, clipsuri tip crocodil, adaptor pentru termocuplu tip K şi senzor, manual de instrucţiuni şi baterii alcaline de 9V.
IDM305: cablu RS-232 & software WinDMM300.

SONDE DE CURENT


ICA39T AC/DC
Pentru măsurarea sigură a curenţilor mari utilizând multimetre digitale.
• Măsurare 1000A AC/DC;
• Tehnologie senzorială cu efect Hall;
• Indicator de alimentare şi baterie redusă;
• Buton DCA auto zero;
• Fălci de dimensiuni mari pentru cabluri sau bare colectoare;
• Cabluri de sondă spiralate cu terminale în unghi, 4 mm, închise;
• Conformitate cu EN61010-2-0-32 CAT III 1000V.

OSCILOSCOAPE DIGITALE


SERIA IDS8000

Seria cuprinde osciloscoape digitale de înaltă performanţă cu 2 şi 4 canale. Toate modelele au ecran LCD TFT strălucitor color de 5,6” pentru identificarea cât mai simplă a semnalelor, viteză de eşantionare single shot 1GS/s pentru captarea de semnale rapide şi o lungime de înregistrare de 25K pentru înregistrare de forme de undă multiple şi complexe. Modul de eşantionare cu timp echivalent de 25GS/s păstrează o viteză de eşantionare efectivă ridicată pentru semnale repetitive.
Conectivitatea USB şi software-ul de comunicaţie cu PC-ul permite imprimarea şi comunicarea către PC a unui număr nelimitat de forme de undă, precum şi stocarea pe memorii flash USB a parametrilor de funcţionare. Transformare FFT din benzile de 200/100/60MHz şi imprimare color.

TESTERE PENTRU CELULE FOTOVOLTAICE & BATERII


DISPOZITIVE DE MĂSURARE A ENERGIEI SOLARE

Dispozitivele răspund cerinţelor de siguranţă, sănătate şi siguranţă industrială.
• Unităţi selectabile W/m2 sau Btu / (ft2 × h);
• Moduri de lucru HOLD/MAX/MIN/AVG;
• Memorare date şi interfaţă RS232 către PC (numai ISM410);
• Măsoară energia solară totală în intervalul de timp trecut sau valoarea calculată a energiei solare medii pe oră;
• Determină procentul de transmisie a energiei solare prin sticlă, materiale izolatoare de căldură, umbrele de soare etc.

Domeniu: 2000W/m2
Precizie: ±10W/m2 sau ±5% (care e mai mare)
Rezoluţie: 0,1 W/m2
Răspuns spectral: 400 – 1000 nm
Ecran: Ecran LCD 4 digiţi

TESTERE PENTRU CELULE FOTOVOLTAICE & BATERII


ISM490 – ANALIZOR PENTRU CELULE FOTOVOLTAICE

Testare şi afişare caracteristică curent – tensiune pentru celule fotovoltaice.
• Testare I-U într-un singur punct;
• Putere solară maximă (Pmax): tensiune maximă şi curent maxim măsurate la Pmax;
• Tensiune în circuit deschis (Vopen);
• Curent la scurtcircuit (Ishort);
• Calcul randament (%) pentru panouri solare;
• Cablu RS232C pentru PC.

Domeniu: 0 - 60V (Tensiune dc) - 0 - 6A (Curent dc)
Precizie: ±1% (Tensiune dc) - ±1% (Curent dc)
Rezoluţie: 1mV (Tensiune dc) - 0,1mA (Curent dc)

SONOMETRE


SLM1352N & 52N
Dispozitivele răspund cerinţelor de siguranţă, sănătate şi siguranţă industrială pentru măsurarea nivelelor de zgomot. Caracteristicile suplimentare ale 1352N sunt ideale pentru monitorizare şi analiză pe termen lung.
• Microfon cu condensator 1/2” electret;
• Alarmă pentru depăşirea unei limite superioare sau inferioare;
• Funcţie de păstrare a valorii maxime (MAX);
• Stocare şi memorare a 99 de seturi de citiri (STORE/RECALL);
• Ieşire analogică potrivită pentru utilizare cu un analizor de frecvenţă, înregistrator de nivel, analizor FFT, şi înregistratoare grafice.
Funcţii suplimentare SLM1352N:
• Stocare a până la 32000 de valori de măsurare;
• Ceas de timp real (dată & oră);
• Port serial RS232.

LUXMETRE


LUXMETRU DIGITAL

Luxmetre compacte ideale pentru a determina nivelele de lumină la locul de muncă, spitale şi birouri, conformându-se normelor de siguranţă şi sănătate.
• Răspuns spectral CIE;
• Corecţie de cosinus pentru incidenţa unghiulară.

Aurocon Compec


www.compec.ro
Citeste tot articolul

Controlerul de sistem AR SC1000

SC1000 este un controler de sistem de testare RF versatil care direcţionează semnalul folosind o matrice de comutare. Cu SC1000 sunt ordonate mai multe echipamente, funcţionând într-o gamă limitată de frecvenţă, într-o configuraţie de test dorită, fără a reconecta cablurile de semnal.
Banda asigurată este de 40GHz, pornind din curent continuu, iar puterile suportate sunt cuprinse între 25W şi 1200W funcţie de frecvenţă.
În teste EMC, cu aplicaţia soft SW 1007, controlerul de sistem SC1000 funcţionează ca o matrice de comutare RF. O altă aplicaţie este comutarea filtrelor de semnal pentru îmbunătăţirea purităţii spectrale.
SC1000 a fost proiectat să fie utilizat cu maximum:
• 3 generatoare de semnal;
• 4 amplificatoare de putere;
• 4 cuploare direcţionale;
• 4 sarcini RF (inclusiv antene);
• Un receptor sau analizor de spectru.
Sistemul poate fi extins folosind 4 ieşiri de comandă open colector pentru comutatoare externe şi sursă comutabilă de 12V disponibile pe echipament.
Controlul se face prin automat prin RS-232 sau IEEE-488 şi manual de la panoul frontal.

Pentru asigurarea securităţii personalului sunt prevăzute sisteme de interblocare în SC1000 care să comande oprirea puterii de RF la dechiderea unui comutator (uşă de incintă etc.).

COMTEST SRL
contact@comtest.ro
www.comtest.ro

Analizoare de spectru portabile Agilent seria N934XC

Gata de utilizat în teren cu performanţă de laborator şi planificator de sarcini.


Seria de analizoare portabile: N9344C (20 GHz), N9343C (13,6 GHz) şi N9342C (7 GHz) au caracteristicile necesare lucrului în teren cu precizia de măsură care dă încredere în rezultatele obţinute.
Aceste analizoare permit automatizarea secvenţelor de măsurare pentru a economisi timp şi a obţine rezultate consistente. În acest fel testarea în teren devine foarte uşoară.

Principalele caracteristici


Analizoarele sunt proiectate pentru utilizare dură în teren, au un afişaj luminos vizibil ziua şi noaptea. Au înglobat un receptor GPS şi sunt livrate cu o antenă GPS. Meniurile includ aplicaţii dedicate de monitorizare a spectrului şi de analiză a interferenţelor. Controlul la distanţă se poate face cu uşurinţă prin USB sau LAN.

Analizor portabil cu precizia echipamentelor de laborator


Seria de analizoare portabile Agilent au cea mai bună performanţă în clasa respec­tivă; cel mai mic zgomot afişat la nivelul de -164dBm/Hz; timpul de baleiaj minim mai mic de 2ms; meniuri de măsurare automate, analiză de modulaţie pentru semnale AM şi FM; baleiaj în fereastră de timp; generator de urmărire încorporat.

Analizoarele permit măsurarea precisă a puterii de RF utilizând sonde de putere conectate USB.
Planificatorul de sarcini inovativ reduce timpul de configurare şi automatizează testarea, permiţând achiziţionarea simplă a rezultatelor şi generarea rapoartelor. Planificările de sarcini pot fi transferate cu uşurinţă altor analizoare.
Opţiunile disponibile pentru această serie de analizoare sunt:
• Monitorizarea spectrului (Option SIM);
• Suport pentru sondele de putere Agilent U2000 conectate USB (Option PWM);
• Receptor GPS incorporat şi antenă GPS (Option GPS);
• Analiză de modulaţie AM/FM (Option AMA);
• Planificator de sarcini pentru automatizarea testelor (Option TPN);
• Analizor scalar de transmisie utilizând un generator de urmărire (Option TG7);
• Ştergerea memoriei de utilizator pentru asigurarea securităţii (Option SEC);
• Analiză spectrală în fereastră de timp (Option TMG).

Informaţii suplimentare:

COMTEST SRL


Str. Olari nr. 7A, Et. 6, Sector 2, 024056 Bucureşti
Tel: +40 21 2110883
Fax: +40 21 2110884
contact@comtest.ro
office@comtest.ro
www.comtest.ro
Citeste tot articolul

Analizor scalar de reţele SNA

SNA este o aplicaţie software gratuită de la Agilent Technologies care permite analiza scalară a cuadripolilor folosind, ca în figura alăturată, un generator, un cuplor direcţional, un spliter, sonde de putere legate pe USB şi un laptop. Analizorul scalar de reţele permite măsu­rarea rapidă şi economică a parametrilor unui amplificator: câştig, compresia câşti­gului, izolarea şi pierderile de întoarcere şi SWR.

Câştigul


Câştigul amplificatorului este definit ca raportul dintre puterea de ieşire debitată în sarcină ZO şi puterea de intrare livrată de un generator cu impedanţa ZO (ZO fiind impedanţa caracteristică a sistemului, uzual 50Ω). În termeni logaritmici, câştigul este diferenţa în dB, între nivelele de putere de intrare şi de ieşire, exprimate în dBm.
Similar ca definiţie, pentru reţele pasive se foloseşte denumirea de atenuare (sau alternativ pierderi de inserţie).

Compresia câştigului


Amplificatorul, pe o frecvenţă dată, are o regiune de câştig constant, independent de nivelul puterii de intrare. Compresia câştigului apare atunci când puterea de ieşire se limitează şi nu mai este pro­porţională cu puterea de intrare. Uzual, se defineşte punctul (valoarea puterii de intrare) în care câştigul scade cu 1dB faţă de valoarea din zona de câştig constant. De observat că în compresie, amplificatorul testat generează armonici a căror putere se adună cu puterea fundamentalei şi afectează precizia analizorului scalar. Efectele armonicelor se reduc folosind filtre trece jos cu frecvenţa de tăiere mai mică decât dublul frecvenţei de lucru.

Izolarea


Izolarea este o măsură a transmisiei inverse de la ieşire la intrarea amplificatorului. Măsurarea izolării este similară cu măsurarea câştigului cu observaţia că intrarea şi ieşirea amplificatorului sunt inversate.

Pierderi de întoarcere şi SWR


Un parametru important al amplificatorului îl reprezintă adaptarea de impe­danţă la intrare şi la ieşire. Această adaptare este definită de următorii parametri: coeficient de reflexie, pierderi de întoarcere, raport de undă staţionară; definiţi de ecuaţiile:

ρ = Vreflected / Vincident
Pierderi de întoarcere = −20log10 (ρ)
SWR = (1+ρ)/(1−ρ)
Se obişnuieşte să se prezinte adaptarea de impedanţă cu echivalentul optic al trecerii între două medii cu indici de refracţie diferiţi.
Precizia de măsurare este îmbunătăţită prin calibrare, care se execută conectând un kit de calibrare (scurt, gol) la portul de ieşire al cuplorului direc­ţional către DUT. Tot în acelaşi punct se conectează direct sonda B (transmisie) pentru calibrarea transferului direct.
Aplicaţia SNA – analizor de reţele scalare- face următoarea etapizare a procesului de măsurare:
1. Start. Permite alegerea tipului de măsurătoare (din 7 tipuri disponibile) şi iniţializează aparatele utilizate de sistemul de măsură.
2. Configurare generator şi sonde.
Permite alegerea:
a. Tipului de baleiaj (frecvenţă sau nivel de putere);
b. Timpul de trecere între două puncte;
c. Domeniul de frecvenţe şi pasul de frecvenţă;
d. Puterea la pornire;
e. Modul de măsurare a puterii (lent sau rapid);
f. Modul de mediere şi declanşare a măsurării.
3. Calibrarea SNA: execută ajustarea de zero pentru sondele de putere şi calibrarea în scurt, în gol şi în conectare directă.
4. Măsurarea parametrilor scalari de reţea. Rezultatele sunt afişate grafic ca în figura alăturată. Folosind click dreapta se pot defini markeri, se poate edita text pe afişaj, se poate ajusta scara verticală.
5. Stop măsurare. Această comandă salvează rezultatele în format csv.
Notă. Baleiajul în putere este posibil în gama de max. 80dB specifică senzorilor de putere. Valoarea maximă pentru senzorii de putere Agilent Technologies este de 44dBm, echivalent a 25W.

Notă. Aplicaţia software SNA se încarcă gratuit la: www.agilent.com/find/SNA

COMTEST SRL


Str. Olari nr. 7A, Et. 6, Sector 2, 024056 Bucureşti
Tel: +40 21 2110883
Fax: +40 21 2110884
contact@comtest.ro
office@comtest.ro
www.comtest.ro
Citeste tot articolul

Circuite IGBT

Bogata ofertă de semiconductoare de la Aurocon COMPEC cuprinde circuite pentru o gamă largă de aplicaţii, inclusiv circuite pentru aplicaţii de mare putere, precum componente IGBT (insulated gate bipolar transistor) de la producători renumiţi precum Fairchild, International Semiconductors şi IXYS.


Experienţa Fairchild în ceea ce priveşte produsele de transmitere de semnal şi de putere ajută clienţii în rezolvarea problemelor tehnice întâlnite. Echipa de experţi răspunde şi anticipează necesităţile producătorilor majori oferind produse menite să aducă avantaje competitive importante.
International Rectifier este expertul în semiconductoare de putere, recunoscut ca lider al furnizorilor de soluţii de sisteme de putere. Aceste sisteme asigură o utilizare mai eficientă a energiei în echipamentele moderne electrice şi electronice.
IXYS, deschizător de drum în dezvoltarea de semiconductoare de putere, circuite integrate şi sisteme RF. Produsele sale monitorizează tensiunea electrică pentru a produce un rezultat maxim cu un consum energetic minim.

Dispozitiv IGBT, HGTG40N60B3, 70A, TO247


HGTG40N60B3 este un dispozitiv de comutaţie de înaltă tensiune cu poartă MOS, ce combină caracteristicile cele mai bune ale tranzistoarelor bipolare şi MOSFET-urilor. Dispozitivul dispune de impedanţa de intrare ridicată a unui MOSFET şi pierderile scăzute de conducţie în stare activă ale unui tranzistor bipolar. Căderea mică de tensiune în stare activă variază numai moderat în plaja 25°C şi 150°C.
IGBT-ul este ideal în numeroase aplicaţii de comutaţie la tensiune ridicată la frecvenţe moderate unde pierderile mici sunt esenţiale precum: controlul motoarelor AC şi DC, surse de tensiune şi drivere pentru bobine, relee şi contactoare.

Nr. stoc RS: 329-0969
Producător: Fairchild Semiconductor
Cod producător: HGTG40N60B3

Cip trans IGBT, canal N, 390V, 21A


ISL9V3040D3S, ISL9V3040S3S, ISL9V3040P3 şi ISL9V3040S3 sunt cele mai recente circuite IGBT de aprindere care oferă o capabilitate SCIS fără egal în capsule economice spaţial D-Pak (TO-252), în capsule standard industrial D²-Pak (TO-263) şi capsule din plastic TO-262 şi TO-220. Aceste dispozitive sunt concepute pentru utilizare în circuitele de aprindere din industria auto, în special ca drivere pentru bobine. Diodele interne oferă blocarea nivelului tensiunii fără necesitatea unor componente externe.

Nr. stoc RS: 671-1131
Producător: Fairchild Semiconductor
Cod producător: ISL9V3040S3ST
Status RoHS: DA RoHS

Cip trans IGBT, canal N, 600V, 75A


HGTG30N60A4 este un dispozitiv de comutaţie de tensiune ridicată cu poartă MOS, ce combină caracteristicile cele mai bune ale tranzistoarelor bipolare şi MOSFET-urilor.
• Operare la >100kHz la 390V, 30A
• operare la 200kHz la 390V, 18A
• Capabilitate SOA de comutaţie 600V
• Timp de cădere tipic 60ns la TJ = 125°C
• Pierderi de conducţie reduse.

Nr. stoc RS: 671-5436
Producător: Fairchild Semiconductor
Cod producător: HGTG30N60A4
Status RoHS: DA RoHS

Dispozitiv IGBT cu diode, 40A, 1500V, TO264


Dispozitivele IGBT de la Fairchild asigură pierderi de comutaţie şi conducţie reduse. SGL40N150D este proiectat pentru aplicaţii de încălzire prin inducţie.
Caracteristici principale:
• Comutaţie rapidă;
• Tensiune redusă de saturaţie VCE(sat) = 3,7V la IC = 40A;
• Impedanţă de intrare ridicată;
• Diode rapide integrate
Aplicaţii:
Aparatură electrocasnică, dispozitive de încălzire, cuptoare cu microunde.

Nr. stoc RS: 295-3265
Producător: Fairchild Semiconductor
Cod producător: SGL40N150DTU
Status RoHS: DA RoHS

Dispozitiv IGBT, IRG4BC20K, 16A, TO220


• Răspuns la scurtcircuit optimizat pentru aplicaţii de control motoare (tsc=10µs, la 360 V, VCE (start), TJ=125ºC, VGE=15V);
• Pierderi mici de conducţie şi viteze mari de comutaţie
• Designul de ultimă generaţie oferă o distribuţie mai strânsă a parametrilor şi o mai mare eficienţă decât generaţiile anterioare
• Circuit de tip fără plumb.

Nr. stoc RS: 541-1815
Producător: International Rectifier
Cod producător: IRG4BC20KPBF
Status RoHS: DA RoHS

IRG4PC30FPBF


• Optimizare rapidă pentru frecvenţe medii de operare (1 – 5 kHz în operaţii de comutaţie dure,
> 20 kHz în modul rezonant)
• Generaţia a 4-a de IGBT-uri oferă o distribuţie mai strânsă a parametrilor şi un randament mai ridicat decât generaţia a 3-a
• Capsulă standard industrial TO-247AC
• Circuit de tip fără plumb
• Proiectat pentru înlocuirea IGBT-urilor echivalente din generaţia 3.

Nr. stoc RS: 543-0204
Producător: International Rectifier
Cod producător: IRG4PC30FPBF
Status RoHS: DA RoHS

Dispozitiv IGBT, Copack 8,5A, 600V, DPAK


• Optimizare ultrarapidă pentru frecvenţe de operare medii (8-40kHz în operaţii de comutaţie dure şi > 200kHz în modul rezonant)
• Generaţia a 4-a de IGBT-uri oferă o distribuţie mai strânsă a parametrilor şi un randament mai ridicat decât generaţia a 3-a
• IGBT-ul capsulat împreună (co-pack) cu diode ultrarapide HEXFREDTM pentru utilizare în configuraţii în punte
• Capsulă standard industrial TO-252AA
• Circuit de tip fără plumb.

Nr. stoc RS: 650-3498
Producător: International Rectifier
Cod producător: IRG4RC10UDPBF
Status RoHS: DA RoHS

IGBT HS 600V, 75A + Inv. diode NPT, SOT227B


Aplicaţii
• Controlul vitezei motoarelor AC
• Drivere pentru motoare servo DC şi pentru roboţi
• Întrerupătoare DC
• Surse de tensiune neîntreruptibile UPS (Uninterruptible power supplies)
• Surse de tensiune în comutaţie sau cu mod rezonant
Avantaje
• Montare simplă cu 2 şuruburi
• Economie de spaţiu
• Densitate mare de putere

Nr. stoc RS: 192-590
Producător: IXYS
Cod producător: IXGN60N60C2D1
Status RoHS: DA RoHS

O gamă variată de componente de înaltă calitate pentru conversia puterii de la producători cunoscuţi precum Fairchild, International Semiconductor, IXYS, etc. sunt puse la dispoziţia dvs. prin intermediul Aurocon COMPEC.
www.compec.ro
Citeste tot articolul

Exploatarea activării funcţiei de calcul în virgulă mobilă la microcontrolere folosite în proiectele integrate

Adăugarea capacităţii de calcul în virgulă mobilă la microcontrolere extinde posibilităţile de proiectare în mai multe direcţii. Performanţa unităţii de calcul în virgulă mobilă (FPU- Floating Point Unit) poate fi exploatată pentru a lărgi gama de precizie şi de complexitate a calculelor matematice sau poate permite un tranzit mai mare de informaţie (throughput) în mai puţin timp, ceea ce face mai uşoară îndeplinirea cerinţelor în timp real sau poate să permită sistemului să execute o operaţie de rutină completă în mai puţin timp şi să-şi petreacă mai mult timp în sleep-mode, care poate economisi energie şi poate astfel prelungi durata de viaţă a bateriei.



de Skar Haakon, Director de Marketing AVR, Atmel

Numere în virgulă mobilă
Numere reprezentate în virgulă mobilă - în formatul A × 10n - sunt numite aşa, deoarece în numărul reprezentat, punctul zecimal în prima parte a numărului (partea A – numită “mantisă” sau “semnificativă”) este liberă, adică puteţi să-l puneţi oriunde, în funcţie de ceea ce se potriveşte cel mai bine, indiferent de operaţia de calcul care trebuie să fie realizată, şi puteţi ajusta valoarea exponentului (n) pentru a păstra valoarea numărului total neschimbată. De exemplu, a se vedea Figura 1, unde 1.234 × 106 este identic cu 1234 × 10³. Cea mai răspândită practică este de a prezenta - şi memora - numere într-o formă normalizată cu punctul plasat după prima cifră diferită de zero.
Pentru un inginer care lucrează cu reprezentări digitale a semnalelor din lumea reală - cum ar fi domeniul audio de înaltă calitate - o mare parte din avantajul folosirii matematicii în virgulă mobilă pentru prelucrare, nu constă în libertatea de a plasa punctul zecimal oriunde, cât în intervalul de numere pe care notaţia îl poate reprezenta. Standardul cel mai des folosit în calcul şi în prelucrarea semnalului este IEEE 754, şi în acestă schemă, un număr unic poate avea cu precizie o valoare într-un interval (zecimal) de aproximativ -1039 ... + 1039. Reprezentarea în virgulă mobilă este un subiect complet în sine, şi o căutare pe internet pe acest subiect, sau pe IEEE 754, va da detalii multe, inclusiv modul în care se face memorarea de numere binare, cum sunt manipulate numere “speciale”- cum ar fi zero - şi distincţiile de detaliu între numere în virgulă mobilă, fixă şi aritmetica cu numere întregi. Indiferent unde se află numărul în intervalul global, partea de mantisă are întotdeauna 23 de biţi de rezoluţie, ceea ce asigură un bun conţinut de informaţie, cum ar fi un semnal audio convertit pe 24 biţi.

Figura 1
Menţinerea fidelităţii semnalului
Provocările fundamentale cu care se confruntă un inginer proiectant al unui lanţ de semnal audio nu s-au schimbat, deoarece contextul s-a mutat de la domeniul analogic la cel digital. Semnalele audio au game dinamice mari cu informaţii critice pentru reproducerea fidelă a conţinutului, care trebuie să rămână fără compromisuri la cele două extremităţi ale gamei semnalului - cel mai ridicat şi cel mai silenţios. De-a lungul unei căi de semnal audio, semnalul poate fi filtrat, mixat cu alte semnale, nivelul fiind mutat sau amplificat în mai multe etape de prelucrare. Atunci când sarcina de design electronic a fost în domeniul analogic, proiectantul a trebuit să monitorizeze în permanenţă nivelurile de semnal pentru a le menţine peste nivelul de zgomot, asigurând în acelaşi timp că vârfuri în conţinut nu sunt prea aproape de nivelurile de amplificare maxime (care duc la saturaţie); informaţia utilă a fost întotdeauna susceptibilă de a se fi pierdut prin adăugarea de zgomot electric la nivelul de jos sau prin tăiere de vârfuri la nivelul superior.
O situaţie similară există atunci când semnalul este manipulat în domeniul digital. Valorile de date care reprezintă conţinutul trebuie să rămână în intervalul în care numărul total de informaţii utile nu se pierde, prin exces sau trunchiere. Mai multe etape de prelucrare a semnalului, în special de filtrare, implică operaţiuni matematice succesive - în special de multiplicare – prin care se poate modifica va­loarea absolută a datelor pe intervale foarte largi.
Lucrând cu o gamă limitată de numere, trebuie luat în consideraţie faptul că "fereastra de alunecare" pe valori relative – ce corespund la nivelul audio cel mai ridicat, la cele mai silenţios - rămâne şi în limitele disponibile - similar cu domeniul analogic – deasupra nivelului inferior reprezentat nivelului de zgomot, dar mai jos de nivelul tensiunii de alimentare.

Figura 2: Schema bloc a unui lanţ semnal audio folosind FPU
Convenţional, dispozitive digitale de prelucrare a semnalului care folosesc aritmetica în virgulă mobilă au fost considerabil mai scumpe decât omoloagele lor în virgulă fixă. O metodologie utili­zată frecvent a fost aceea de a dezvolta o versiune iniţială a unui proiect de prelucrare a semnalului în mediul de calcul cu virgulă mobilă, care permite valori numerice mult mai multe, spaţiul disponibil numeric fiind mult mai mare. Apoi, când algoritmii de lucru sunt în conformitate cu caietul de sarcini, prototipul este convertit la suport hardware cu costuri mai reduse bazat pe calcule în virgulă fixă. Parte din acest proces implică inspectarea valorilor numerice pe care le generează produsul de-a lungul lanţului de semnal în timpul lucrului şi introducerea unor factori de scalare la punctele corespunzătoare pentru a menţine valorile în intervalele numerice utilizabile. Abordarea inversă este de asemenea valabilă; managerii de proiect pot opta pentru a găzdui proiecte pe un hardware mai scump având ca ţintă scurtarea timpului şi reducerea costurilor procesului de dezvoltare.

Tehnologia procesului de fabricaţie permite FPU de dimensiuni mici
Ambele abordări descrise mai sus se bazează pe presupunerea că un coprocesor lucrând în virgulă mobilă consumă cantităţi substanţiale din zona de siliciu, care va conduce la dispozitive scumpe. Cu toate acestea, tehnologia de fabricaţie actuală bazată pe siliciu arată că acest lucru nu mai este neapărat adevărat. Acum este posibil de a asocia un nucleu microprocesor pe 32 de biţi – din categoria celor care se află în centrul unui microcontroler mid-range - cu o unitate completă - IEEE754- lucrând în virgulă mobilă, într-o unitate viabilă din punct de vedere economic. De exemplu, microcontrolere Atmel AVR UC3 oferă deja foarte înaltă performanţă de procesare digitală a semnalului în virgulă fixă şi suport aritmetic prin calcule cu numere întregi; adăugarea unei unităti de calcul cu precizie simplă în virgulă mobilă, schimbă opţiunile şi deschide pentru proiectanţi multiple căi de dezvoltare a noi dispozitive digitale.

Figura 3: Exemplu de proces de codificare - matematica FPU oferă o gamă dinamică mai largă eliminând scalarea intermitentă între calcule
În primul rând, din observaţiile de mai sus pentru sistemele lucrând în virgulă mobilă, se observă libertatea de a avea multe detalii prin seriile mari de valori numerice şi la scalare. Prin etape succesive de prelucrare, având în vedere gama foarte mare de valori disponibile, se permite ca valoarea asociată semnalului (într-o mare măsură) să ia orice valoare absolută de care este nevoie; informaţiile esenţiale –în intervalul de dinamică a semnalului – vor fi întotdeauna incluse în porţi­unea de mantisă a unui număr cu virgulă mobilă reprezentat pe 24 biţi. Nevoia de a folosi în mod constant scalarea, care să menţină seria de numere în limitele unui domeniu, dispare.
Beneficiile unei FPU on-chip se extind dincolo de faptul că este posibil un design simplu, cu atât mai mult, există un câştig în transferul in-out de infor­maţie prelucrată, fiindcă FPU poate efectua în doar câteva cicluri de ceas, operaţiuni cum ar fi înmulţiri şi împărţiri de precizie, care consumă mai multe zeci de cicluri într-un nucleu MCU singur, neaugmentat cu FPU. În dispozitivele AVR UC3, un FPU efectuează mai multe instrucţiuni pe 32 de biţi în virgulă mobilă într-un singur ciclu, şi o operatie pe 32-biţi de înmulţire-adunare în doar două cicluri de ceas, în comparaţie cu 30...50 cicluri necesare pentru a finaliza aceeaşi operaţie aritmetică fără FPU. Rata de transfer de informaţie (throughput) crescută ar putea fi exploatată pentru a creşte foarte mult cantitatea de semnale pe care un microcontroler poate să o proceseze; sau, poate reprezenta o reducere semnificativă a puterii electrice necesară pentru a obţine semnalul dorit la ieşire.

MCU + FPU este egal cu un spaţiu de aplicaţii mai larg
Există numeroase exemple de proiecte de sisteme cu cerinţe “critice” (în care codul program trebuie executat în timp real ca să respecte durate limită de timp, planificate), care beneficiază de capacitatea de a efectua calcule de înaltă precizie în câteva cicluri CPU. Controlul puterii mecanice dată de motorul unui automobil este un astfel de caz; o unitate de management al motorului trebuie să utilizeze intrări de date de la senzori, cu intervale foarte mari de dinamică, dar timpul disponibil pentru a completa fiecare ciclu de calcul este complet definit de rotaţia mecanică ale motorului.
Constrângeri similare se aplică pentru alte sisteme, cum ar fi ABS (anti-blocare la frânare) sau suspensia activă. În controlul de precizie al unui motor electric, abilitatea de a gestiona numere cu domeniu mare de variaţie este, de asemenea, valoroasă deoarece solicită algoritmi care cer ca o serie de transformări complexe se aplice în mod succesiv, fără pierderi de date prin trunchiere – şi în acest caz, încă o dată, timpul de calcul este stabilit de către perioada de rotaţie a motorului. În aceste cazuri, atât precizia şi cât şi viteza sunt beneficii valoroase. Prelucrarea digitală a semnalului cu FFT (Fast Fourier Transform) este un exemplu deja familiar la mulţi ingineri, iar rezolvarea problemei se poate accelera cu matematica în virgulă mobilă. Într-un alt domeniu de aplicaţie, în întregime - sisteme grafice şi publicitate - calitatea vizuală a rezultatelor depinde de calcule geometrice precise pentru scalarea texturilor grafice şi a fonturilor de imprimare. Aici, pot exista limitări mai mici de lucru în timp real, dar performanţa sistemului şi rata de tranfer a informaţiei reflectă direct capacitatea FPU de a executa calcule în mai puţine cicluri. Fiecare dintre aceste sectoare a avut în mod tradiţional acces la calcule în virgulă mobilă, dar proiectanţii care lucrează cu nucleu de microcontroler, în general, nu au acces.
Disponibilitatea calculelor aritmetice în virgulă mobilă în această clasă de procesoare modifică dinamica de selecţie a dispozitivului pentru multe tipuri de design, în special dispozitive audio de consum. Lanţul de semnalul audio demonstrează dramatic care este beneficiul pentru designer de a utiliza o arhitectură în virgulă mobilă. În multe - probabil majoritatea - de cazuri, sursa de semnal va avea o reprezentare digitală care poate fi con­vertită într-un format numeric necesar, în câteva cicluri de calcul. La sfârşitul lanţului de semnal, semnalele audio vor fi returnate la format analogic - domeniul lumii reale - după normalizarea (o singură operaţie-ciclu). Un DAC (Digital Analog Converter) va funcţiona cu fracţiuni de numere reprezentate în mantisă, care conţine toată infor­maţia de care are nevoie. Oricare ar fi “excursiile” semnalului prin gama completă ca număr în virgulă mobilă (Floating Point), acestea sunt pur şi simplu neglijate; partea care reprezintă exponentul nu este utilizată şi precizia maximă va fi menţinută pe toată durata de transfer a informaţiei.
Proiectanţii care lucrează cu sisteme de captare a semnalelor şi sisteme de procesare, dar şi în alte domenii - sisteme industriale sau instrumentaţie medicală - au, de asemenea, necesitatea de a efectua mai multe etape de prelucrare a datelor, care au în sine un domeniu dinamic larg, vor găsi că integrarea unui nucleu MCU de uz general cu un FPU modifică opţiunile lor. Anterior, o cale de prelucrare de semnal folosea calcule în virgulă mobilă inevitabil, folosind o asociere de microprocesor sau microcontroler cu un DSP (Digital Signal Processor) dedicat, cu implicaţii în costuri, dimensiune şi consumul de energie. Opţiunea de a folosi o proiectare bazată complet pe un singur DSP a fost adesea exclusă, deoarece DSP-urile nu aveau capacitatea de a găzdui funcţiile de control pe care proiectul le-a cerut.

Concluzie
Pieţele uzuale asociate cu microcontrolere - unde considerentele cum ar fi uşurinţa de interfaţare la semnale externe şi evenimente, costul mic şi limi­tarea consumului de putere, au tendinţa să predomine – nu au avut anterior acces la matematică în virgulă mobilă. FPU aduce nuanţe complexe de multe ori, în sisteme bazate pe DSP.
Progresele actuale în tehnologia procesului de fabricaţie au făcut ca FPU sa fie accesibile la o gamă mult mai largă de proiecte, iar inginerii au acces la beneficiile preciziei de calcul cu aplicativitate la prelucrarea semnalelor având interval dinamic larg şi la codificarea sim­pli­ficată pe care o aduce matematica în virgulă mobilă.
Citeste tot articolul

Vă cunoaşte chiar dacă nu vede…

Chip-urile sunt disponibile în versiunea pentru citire sau pentru citire şi scriere. Chip-urile utilizează în principal frecvenţa purtătoare de 125kHz, 134kHz şi 13,56MHz. În unele state pot fi utilizate şi alte frecvenţe cum ar fi 868MHz (în Europa) şi 915MHz (în America).

Sistemul RFID
Se compune din mai multe părţi: etichetele RFID, cititori, servere, reţele şi software-ul pentru aplicaţie. Sarcina întregului sistem este de a colecta şi prelucra datele în baza de date a etichetelor. Astfel, operatorul / software-ul are o imagine de ansamblu asupra mişcării etichetelor în timp real şi poate reacţiona în prealabil la această mişcare. Rezultatul este accelerarea întregului proces de transfer şi automatizarea prelucrării datelor aferente.

Domenii de utilizare potenţiale:
- Monitorizarea mişcării produselor
- Etichetarea şi controlul animalelor
- Sisteme de prezenţă
- Aparate de joc
- Sisteme de plată
- Protejarea proprietăţii
- Etichetarea medicamentelor

MM-U57D READER
Cititorul etichetelor fără contact Mifare S50, S70, micromodulul UltraLight proiectat pentru utilizarea cu chip-urile Mifare, care conţine procesorul cu firmware şi chip-ul de la NXP. Acest micromodul poate fi utilizat în aplicaţiile ce necesită un nivel ridicat de securitate, care este furnizat de către chip-urile Mifare, de ex. terminalele de plată, sistemele de acces în spaţii securizate, securizarea autoturismelor etc.
Crearea unui sistem RFID complet necesită utilizarea aşa numitelor etichete, acestea sunt de exemplu cardurile, brelocurile, bastoanele de sticlă, autocolantele, brăţările etc., care conţin un chip cu un număr de serie unic, în baza căruia sistemul îl poate identifica.

CTU-xxx
Module OEM cu interfeţele TTL, RS-232, RS-485, DALLAS 1-Wire sau WIEGAND.
Aceste module sunt concepute pentru integrarea în sistemele deja existente sau în echipamentele clientului (de ex. telefericele de schi, automatelele de parcare, sistemele de închirieri etc.).

UW-U4Z/R
Cititor RFID 125kHz RS485 cu memorie.
Cititor conceput pentru implementare imediată include electronica completă inclusiv releul, care este capabil să comute sarcina până în 5A.
Acest cititor poate fi utilizat de ex. în sistemele de acces, unde este posibilă controlarea directă a lacătului electromagnet. În memoria cititorului pot fi stocate în total 1000 de carduri / tag-uri “autorizate” + 10 “master” carduri / tag-uri. Comunicarea cu cititorul este posibilă prin interfaţa RS-485. În plus, este posibilă sporirea numărului de cititori pe o interfaţă RS-485 şi crearea în acest fel a unei reţele întregi.

UW-DAL
O înlocuire înţeleaptă a cheilelor Dallas în curs de dispariţie.
În anii 90 ai secolului trecut sistemele de acces pe bază de chei Dallas (DS1990 1-wire) s-au bucurat de o mare popularitate. Aceste sisteme de acces sunt astăzi deseori nefuncţionale datorită uzurii mecanice a senzorului, a coroziunii sau a deteriorării lui mecanice.
Pentru a nu fi necesară schimbarea tuturor părţilor sistemului de prezenţă împreună cu software-ul de procesare al datelor, vă oferim acum posibilitatea schimbării doar a cititorului, care comunică cu restul sistemului în baza protocolului obişnuit Dallas 1-wire. În schimbul cheilor Dallas sunt utilizate etichetele RFID (cardurile, brelocurile, autocolantele etc.) şi din această cauză sistemul este foarte fiabil şi nu se ajunge la uzura mecanică a senzorului ca în cazul cheilor Dallas.

Cititori RFID compacţi
ID 12 şi ID 20 sunt module în miniatură ale cititorilor RFID.
Operează pe frecvenţa de 125KHz. Raza antenei integrate variază de la 12 la 16cm, în funcţie de cititor. Cititorii pot utiliza ID tag-urile de tip EM4001 (cu o codare compatibilă Manchester sau Modulus de 64 biţi).
Pentru funcţionare, cititorii au nevoie de o tensiune de alimentare de doar 5V, fără alte componente externe.
În scopul semnalizării funcţionării este posibilă conectarea unui LED şi a unei sonerii.
Ambii cititori suportă codarea ASCII, formatele de date Wiegand26 şi Magnetic ABA. Furnizăm şi o gamă largă de carduri RFID şi etichete de dimensiuni şi forme diferite, care conţin chip-ul cu un cod unic de 64 biţi.

Contact:
Catalin Burlacu

SOS electronic s.r.o.
Mobile: +4 0742 856 077
Phone number: +4 0311 020 475
Fax number: +4 0311 020 476
E-mail: burlacu@soselectronic.com
info@soselectronic.ro
technik@soselectronic.com
Web-site: www.soselectronic.com
Citeste tot articolul

Modulul GSM/GPRS de tip SIM900

Modulul SIM900 este succesorul lui SIM300. Noul produs al companiei SIMCom este echipat cu un procesor mai rapid, care îi permite şi operarea sarcinilor mai dificile. Producătorul a integrat o nouă stivă TCP/IP şi modul multilink, de asemenea a fost extinsă şi lista de comenzi AT.


Pentru utilizatorii modulului SIM300 este foarte important faptul că, SIM900 este compatibil cu acesta în ceea ce priveşte pinurile, dimensiunile şi comenzile AT puse în aplicare (compatibilitate în sensul jos). Probabil, în momentul publicării acestui articol fabricarea vechiului modul SIM300 va fi terminată şi integratorii ori producătorii, care l-au utilizat până acum vor fi obligaţi să înlocuiască în produsele sale vechiul modul cu cel nou. Datorită compatibilităţii mai sus menţionate, nu sunt necesare modificări majore de proiectare. Doar clienţii, care au alimentat RTC-ul cu o tensiune mai mică de 2V vor fi nevoiţi să îl alimenteze cu 3V. Această schimbare nu ar trebui să fie o problemă, din contra, dispozitivul ar putea dobândi funcţii şi caracteristici noi în urma schimbării software-ului.

SIM900 sau SIM900D?
Există două tipuri de module la dispoziţie: SIM900 şi SIM900D. Diferenţa constă în dimensiunile acestora. Modelul “D” este unul dintre cele mai mici pe piaţă. Dimensiunile acestuia sunt doar 24 × 24 × 3mm (greutate 3,4g), în timp ce majoritatea alternativelor au dimensiunile 33 × 33 × 3mm.
Baza ambelor module o constituie microcontrolerul de tip ARM926EJ-S tactat la frecvenţa de 156MHz. Acesta permite dublarea vitezei de lucru. Iar noua soluţie radio bus permite reducerea consumului în regimul somn la 1,5mA, la tensiunea de alimentare din intervalul 3,4 ... 4,5V.
Modulul poate trimite date prin utilizarea transmisiei de pachete GPRS clasa 10 şi 8. Acest fapt permite ocuparea a 4 lacune de timp în direcţia downlink (ambele clase) şi a 1 (clasa 8) sau a 2 (clasa 10, însă fără utilizarea unei lacune downlink) în direcţia uplink. Rata de transfer maximă la descărcarea datelor este de 85,6kbps. În plus, modul suportă modul de apelare CSD (downlink până la 14,4kbps) şi USSD (Unstructured Supplementary Service Data), care permite comunicarea directă între telefonul mobil şi alte elemente ale reţelei mobile. Funcţiile USSD pot fi rulate prin aplicaţii, direct de utilizator prin intermediul tastaturii, sau de către aplicaţie în reţea. USSD este utilizat de ex. pentru activarea funcţiilor suplimentare, cum ar fi redirecţionarea apelurilor primite, încărcarea creditului cu ajutorul telecodului sau verificarea creditului disponibil în contul clientului în sistemul Prepaid.
Din punct de vedere al aplicaţiei, noul modul are două caracteristici foarte importante. Prima este posibilitatea funcţionării în patru zone GSM 850, 900, 1800 şi 1900MHz, fără necesitatea schimbării echipamentului. Este de ajuns transmiterea comenzii de configurare corespondente. Cea de-a doua caracteristică este stiva TCP/IP implementată. Corespunde specificaţiei 3GPP GSM/GPRS R99 (iniţial în SIM300 - R97). Funcţia de multiconectare, iniţial disponibilă doar după încărcarea unui software special, este în noile module un standard. După înregistrarea pe pagina producătorului, este posibilă descărcarea ghidului de aplicare, care descrie procedura de realizare a conexiunii GPRS prin intermediul protocolului TCP/IP. Setul de comenzi necesare realizării conexiunii este scurt. Este evident, că producătorul a realizat eforturi maxime, pentru a transfera complexitatea operării comunicării de la aplicaţie la modul. Astfel, utilizatorul se poate concentra asupra dezvoltării echipamentului, şi nu asupra soluţionării problemelor legate de transferul de date. Este însă necesară menţiunea că, datorită implementării operării stivei, modulul nu conţine modul transparent.
Aşa cum a fost menţionat deja, SIM900D este unul dintre cele mai mici module din clasa sa.
În realitate, problema alegerii între module se restrânge la întrebarea dacă noul modul trebuie utilizat în locul vechiului SIM300, sau este proiectat pentru noua soluţie? În cel de-al doilea caz este cu siguranţă mai convenabilă utilizarea modulului mai mic SIM900D, ceea ce permite economisirea spaţiului în interiorul carcasei echipamentului şi pe circuit. Compararea modulelor este în figura 1.

Legătura cu sistemul principal
Modulul are două interfeţe UART, dintre care una este folosită pentru legătura cu sistemul principal (UART1), iar a doua se utilizează pentru actualizarea software-ului şi la comunicarea cu setul de reconfigurare (UART0). Producătorul recomandă, ca această interfaţă să fie disponibilă în aplicaţie (este suficient conectorul alimentat la placa de bază) indiferent de utilizarea ei, deoarece soluţionarea eventualelor probleme tehnice poate fi în acest fel mai facilă.
Prin intermediul UART1 sistemul principal transmite comenzi AT pentru gestionarea funcţionăriii modului, primeşte datele şi mesajele de feedback. Această interfaţă poate funcţiona în regim cu un control hardware activ al transmisiei, sau fără acest control. În cazul din urmă intrările DCD şi DSR pot rămâne neconectate. Intrarea modului DTR poate fi utilizată la activarea modului (trecerea din regimul somn), ieşirea RI pentru semnalarea apelului sau a mesajului SMS. Modulul are în plus ieşiri care permit conectarea diodelor LED de semnalare a stării de funcţionare.
În anumite aplicaţii poate fi important faptul că producătorul a echipat modulul cu 12 rânduri GPIO, statutul lor poate fi citit sau modificat cu ajutorul comenzilor AT. Tensiunea lui “1” logic este de 2,8V (valabilă şi pentru UART). Dacă sistemul principal nu este compatibil cu acest nivel al tensiunii, este necesară utilizarea unui circuit de adaptare suplimentar. Modul suportă manipularea cardurilor de 1,8V cât şi 3V.

Setul de reconfigurare
În plus faţă de documentaţia pregătită cu mare atenţie, compania SIMCom a proiectat şi a fabricat setul de reconfigurare (figura 3), care simplifică dezvoltarea aplicaţiilor. Pe placă sunt montate circuite pentru utilizarea comodă a tuturor funcţiilor modulului. Este posibilă conectarea conexiunilor de voce cât şi de date.
Producătorul merită laude atât pentru ansamblul de declanşare cât şi pentru materialele disponibile pe site-ul său. Adesea, companiile asiatice oferă numai documentaţie limitată şi pe site-urile lor sunt foarte greu de găsit informaţiile necesare de exemplu în limba engleză. În cazul companiei SIMCom situaţia este opusă. După înregistrarea pe pagina web, utilizatorul obţine accesul la zeci de fişiere PDF, care se referă la diferite aplicaţii şi produse SIMCom. Câteva dintre ele se dedică în exclusivitate noilor caracteristici specifice noilor module.

Final
Piaţa componentelor moderne pare a fi orientată în general doar pe preţ. Producătorii OEM apreciază manopera de calitate şi funcţionarea fără probleme, deoarece nimeni nu doreşte demontarea şi schimbarea subansamblului. Pe de altă parte, în cazul în care calitatea manoperei şi funcţionalitatea vor fi comparabile, clientul se va comporta raţional şi va alege produsul mai ieftin.
Modulul SIM340 este încă disponibil în oferta mai multor distribuitori la preţul cu amănuntul de aproximativ 31€ brut. Preţul de achiziţie en-gros al modulului este cu siguranţă mult mai mic. În cazul în care înlocuitorul său mai modern SIM900 va fi oferit la un preţ comparabil, atunci - cu funcţionalitatea menţionată - cu siguranţă va găsi întrebuinţarea în mai multe aplicaţii.

Contact:
Catalin Burlacu

SOS electronic s.r.o.
Mobile: +4 0742 856 077
Phone number: +4 0311 020 475
Fax number: +4 0311 020 476
E-mail: burlacu@soselectronic.com
info@soselectronic.ro
technik@soselectronic.com
Web-site: www.soselectronic.com
Citeste tot articolul