Fontes de alimentação e ambientes adversos

Neste artigo, discutiremos as fontes de alimentação em ambientes adversos, os desafios, as soluções e os produtos disponíveis no mercado.

Para fontes de alimentação, ambientes hostis envolvem muito mais problemas do que apenas umidade e poeira. Para atender a essas aplicações, são necessárias fontes de alimentação internas robustas, porém eficientes, que atendam às demandas de ambientes industriais.

Fontes de alimentação e ambientes adversos

Uma série de aplicações requer uma fonte de alimentação de ambiente hostil interno, começando com aquelas encontradas em um ambiente industrial geral, incluindo inversores para controle industrial. Essas fontes de alimentação usam manufatura inteligente, incluindo máquinas CNC, máquinas de solda e braços robóticos.

As fontes de alimentação para ambientes adversos são adequadas para transporte inteligente, incluindo sistemas de missão crítica, como controle eletrônico de tráfego e telas de LED de tráfego. Os sistemas de proteção ambiental também exigem fontes de alimentação para ambientes hostis, incluindo sistemas de monitoramento de ar, água, qualidade do solo, triagem de lixo e classificação. Outras aplicações para fontes de alimentação para ambientes hostis incluem produtos que variam de armários de armazenamento automatizados (por exemplo, caixas de depósito da Amazon ou armários de medicamentos hospitalares), pilhas de carregamento e sistemas de gerenciamento de bateria.

À medida que a demanda por tais sistemas e equipamentos cresce, também cresce a necessidade de fontes de alimentação eficientes e confiáveis ​​para desempenho em ambientes hostis.

Desafios para fontes de alimentação em ambientes hostis

As fontes de alimentação internas para os aplicativos e sistemas descritos acima enfrentam seus próprios desafios. Eles podem estar sujeitos a variações de tensão significativas, picos de energia extremos e quedas de raios que podem causar danos graves à fonte de alimentação e ao equipamento que alimenta. Harsh EMI, especialmente em ambientes industriais, também é uma preocupação séria (onde evitar a interferência eletromagnética pode ser difícil devido às muitas fontes).

Freqüentemente, as fontes de alimentação também devem ser capazes de inicializar com eficiência e eficácia em baixas temperaturas e enfrentar grandes variações na temperatura de operação e os desafios impostos pela alta umidade. Para sua integração no sistema que alimenta, a própria fonte de alimentação também tem problemas de resfriamento que devem ser resolvidos, mas o espaço disponível é limitado para fazê-lo.

Figura 1. Fatores ambientais severos para fontes de alimentação

Características de fontes de alimentação robustas

As fontes de alimentação robustas devem ter uma ampla faixa de tensão de entrada e excelente imunidade a sobretensão e picos para funcionar com segurança e confiabilidade.

Lembre-se de que, quando a classificação de tensão de entrada é excedida, os resultados podem incluir componentes e danos ao sistema ou falhas e comprometer a eficácia dos filtros EMI. Uma ampla faixa de tensão de entrada e circuitos resistentes de proteção contra transientes permitem que a fonte de alimentação acomode variações devido a problemas como surtos de energia e quedas de energia.

Os surtos são mais graves no painel de distribuição e as fontes de alimentação devem ser classificadas com a categoria de sobretensão adequada para sua localização no sistema, consulte a Figura 2.

Figura 2. Categorias de sobretensão

Eles também precisam suportar uma ampla faixa de temperatura operacional e ser resistentes a altos níveis de umidade. Quando a temperatura máxima de operação de uma fonte de alimentação é ultrapassada, isso pode levar rapidamente a mudanças no desempenho, falha de componente e confiabilidade. A umidade pode levar à condensação - e a água é tanto condutora quanto corrosiva, razão pela qual uma fonte de alimentação de ambiente robusto deve ser capaz de funcionar de forma confiável e previsível, mesmo na presença de níveis elevados de umidade.

Além disso, as aplicações modernas exigem um tamanho compacto e de baixo perfil, que deve ser envolto em um material durável que suporte o resfriamento por convecção de ar livre. Isso, é claro, além de atender aos requisitos das normas aplicáveis ​​e possuir as devidas certificações.

Fontes de alimentação para ambientes adversos CUI VGS 100W

A série de produtos CUI VGS 100W consiste em fontes de alimentação AC-DC internas para montagem em chassi de saída única que fornecem até 110 W de saída. Eles são projetados especificamente para aplicações industriais em ambientes agressivos e alojados em uma caixa de metal resistente e de baixo perfil.

As fontes de alimentação CUI VGS 100W têm uma ampla faixa de entrada de 85 ~ 305 VAC (120 ~ 431 Vdc) e foram classificadas para sobretensão de entrada categoria III com imunidade a picos mais forte do que o normal. Como categoria III, as fontes de alimentação são projetadas para serem utilizadas com painéis de proteção e controle, tomadas e equipamentos de monitoramento de valores elétricos. Eles também fornecem proteção contra sobrecorrente contra curto-circuito e proteção contra sobretensão de saída.

As fontes de alimentação AC-DC industriais são compactas em 129 x 97 mm com um perfil muito baixo de 30 mm. Conforme observado anteriormente, eles são alojados em uma caixa de metal de alumínio 1100 galvanizado resistente que suporta resfriamento por convecção. Eles também possuem uma ampla faixa de temperatura de operação de -30 ° C a 70 ° C e uma umidade máxima de operação de 90%. Como opção adicional, essas fontes de alimentação também podem ser fornecidas com um revestimento isolante que protege os circuitos internos de danos devido à umidade, poeira e outros contaminantes,

As fontes de alimentação CUI VGS 100W (Figura 3) são certificadas por UL / EN / IEC 62368 e projetadas para atender aos requisitos de sistema IEC / EN 61558, IEC / EN 60335 e CISPR / EN55032 Classe B de emissões irradiadas / conduzidas. Eles também são classe I de segurança IEC com uma camada de isolamento básico e um chassi condutor aterrado. Se o isolamento básico falhar, qualquer condutor que carregue uma tensão perigosa será aterrado pelo chassi para evitar o contato com a alta tensão.

Figura 3. Fonte de alimentação CA / CC da série VGS-100W da CUI

Para reduzir o uso de energia em standby em aplicações industriais, esta linha de fontes de alimentação é capaz de se adaptar com consumo de energia sem carga variando entre 0,3 e 0,5 W. Dependendo do modelo; a eficiência varia de 85,5 a 90,5% medida em 230 VAC.

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