Меню

Установка блоков резервированного питания



Резервированное питание контроллера Умного Дома

Расскажу про схему супернадёжного резервированного питания 24 вольта, которую я предусматриваю для крупных объектов и схему просто надежного резервирования для менее крупных объектов.

Схема на блоках Meanwell DRC

Обычно (для большинства объектов) моими любимыми блоками питания являются Meanwell DRC-100B и DRC-60B. Это блоки на 24 вольта, есть ещё модели на 12 вольт, у них в конце наименования буква А.

100 и 60 в названиях блоков — это их выходная мощность в ваттах. Но надо помнить, что это их полная мощность, она делится на два выхода: для питания того, что нам надо запитать, и для зарядки аккумуляторов. Для блока DRC-100B ток выхода составляет 2.25А, а ток заряда аккумуляторов 1.25А. Напряжение блока не 24 вольта, а 27.6 вольта, чтобы он мог заряжать 24-вольтовый аккумулятор. Есть регулировочный винтик ADJ на передней панели, который позволяет регулировать выходное напряжение в диапазоне от 23 до 31 вольта.

Эти блоки крайне удобны тем, что аккумуляторы к ним подключаются напрямую, к клеммам Bat. Также есть выходные сигналы релейного типа «AC OK» (то есть, на входе есть питание) и «Bat Lo» (батарея садится), их можно считывать с блока контроллером.

Для блока DRC-60B ток нагрузки не должен превышать 1.4А. Очень важно при проектировании системы считать максимальный потребляемый ток всех подключаемых к блоку устройств.

Блок Meanwell DRC-60B

Для надёжности лучше ставить разные блоки питания для подключения оборудования в щите и для подключения датчиков. Чтобы, если в датчиках будет короткое замыкание (попадание воды, выход из строя датчика, неаккуратное подключение), блок питания ушёл в защиту (отключил выход), а контроллер продолжал работать. Для небольших объектов можно ограничиться одним блоком питания. Можно для питания датчиков поставить предохранитель на 1-2 ампера, тогда при коротком замыкании предохранитель сгорит и отключит питание датчиков, а работа контроллера сохранится. Покупая предохранители, надо купить их с запасом, лучше сразу десяток, потому что, пока разберёшься, где коротит, часть предохранителей уйдёт.

Предохранитель

Кстати, у контроллера Wirenboard 6.7 есть два выхода питания шин modbus, но эти выходы ограничены током 1А (что совсем мало), так что не надо подключать на них много устройств. В документации на сайте Wirenboard написаны максимальные токи потребления всех модулей и датчиков, их надо не забыть посчитать. Кстати, токи указаны самые максимальные, при всех включенных реле, в момент измерения СО2 и передачи ИК команд, так что не надо к получившейся цифре прибавлять на всякий случай 30% запаса.

Вот типичная схема подключения питания Wirenboard некрупного объекта:

У меня даже на блоках модулей в Autocad надписана мощность потребления, чтобы не потерять. Конкретно на этом объекте к контроллеру подключено 14 модулей, их потребление 15 ватт, то есть, 0.625А. Ещё десяток датчиков потребляют максимум 12 ватт. То есть, общее потребление 1.125А 24 вольта. Можно было бы поставить блок DRC-60B, но поставили DRC-100B на случай добавления модулей и датчиков в систему.

Аккумуляторы 12 вольт 1.2 АЧ подключены последовательно, чтобы получилось 24 вольта. Аккумуляторы удобно класть на дно щита, они там отлично помещаются. Только если кабели в щит заходят снизу, аккумуляторы лучше куда-то перенести, можно даже перфолентой закрепить в любом месте щита.

Аккумуляторы используем свинцово-кислотные. У них срок службы 3-4 года, по истечении которых их надо заменить. Следите за температурой батарей! Желательна комнатная. При температуре ниже +10 градусов срок службы сокращается. Температура +50 и выше недопустима, если в щите будет жарко, то лучше вынести аккумуляторы наружу.

По поводу времени автономной работы системы от аккумуляторов. Мы подключаем их последовательно, следовательно, напряжение складывается, а ёмкость сохраняется. Так что ёмкость двух аккумуляторов по 1.2 ампер-часа будет равняться 1.2 ампер-часа. Пусть наша система потребляет 1.125А максимально, а в среднем 0.8 ампера. 1.2 ампер-часа делим на 0.8 ампера и вычитаем 10-15% потери ёмкости, получаем примерно 76 минут автономной работы. Минус потери на нагрев соединительных проводов.

У Wirenboard есть собственный модуль резервного питания с литиевым аккумулятором WB-UPS v.2, но у него номинальная мощность всего 15 ватт, 0.625 ампер при 24 вольта. Правда, хорошая ёмкость 3.6 АЧ. Для объектов с небольшим током потребления системы такой модуль подойдёт, при этом не надо будет ставить отдельные аккумуляторы, но нужен будет отдельный блок питания. В общем, есть и плюсы и минусы в этом модуле.

Кстати, даже для небольших систем я рекомендую всегда иметь про запас блок питания, пусть даже без резервирования. Чтобы в случае чего быстро заменить сломавшийся по какой-то причине блок на временный.

Схема на блоках DR-UPS40 и DR-RDN20

Перейдём более серьёзным задачам. Более серьёзные задачи отличаются следующим:

  • Больше ток потребления.
  • Требуется больше времени автономной работы.
  • Недопустима остановка работы системы при выходе из строя блока питания.

Должен сказать, что мне выход из строя блока питания Meanwell приходилось наблюдать, но всего дважды. Вероятность того, что он сам по себе перестанет работать при нагрузке ниже номинальной, живых аккумуляторах и защите от скачков питания через реле напряжения на входе очень мала. Даже при коротком замыкании на выходе блок будет уходить в защиту (отключать выход) и снова включаться довольно много раз. Но есть очень ответственные объекты, на которых перебой в работе недопустим.

У Meanwell в серии DRC блоков с нагрузкой более 2.25А нет. То есть, нам нужен блок питания с большей мощностью, но мы не можем подключить к нему аккумулятор напрямую.

Есть мнение, что можно просто подключить аккумулятор параллельно нагрузке, тогда питание будет идти с него при пропадании выхода блока, но нет, так делать нельзя. Во-первых, аккумулятор почти не будет заряжаться от напряжения 24 вольта, ему нужно минимум 27. Во-вторых, нужна защита от глубокого разряда аккумулятора, иначе он может совсем помереть. В-третьих, нежелательно подавать на технику напряжение сильно меньше номинального, а садящийся аккумулятор будет всё понижать и понижать выходное напряжение. В-четвёртых, хорошо бы заряжать аккумулятор невысоким током. В-пятых, умерший аккумулятор может унести за собой блок питания. Надеюсь, убедил так не делать. В блоках DRC все эти вещи предусмотрены: есть защита от глубокого разряда, есть контроль напряжения выхода АКБ, есть отдельный выход для заряда АКБ, независимый от основного выхода. И есть релейные контрольные выходы наличия питания и разряда аккумулятора, чтобы сообщать контроллеру о своём статусе.

Нам на помощь приходит контроллер заряда батареи Meanwell DR-UPS40.

Meanwell DR-UPS40

Это специальный блок для резервирования питания. На входе у него может быть от 24 до 29 вольт, на выходе 24 вольта до 40 ампер. На входы DC подключаем наш блок питания, на них же подключаем нагрузку, то есть, подключаем его параллельно нагрузке. На входы BAT подключаем аккумуляторы. Рекомендуемая ёмкость аккумуляторов до 12АЧ, то есть, можно подключить последовательно два аккумулятора по 12АЧ 12 вольт. Подключать автомобильные аккумуляторы ёмкостью от 40АЧ не следует.

У этого блока три релейных выхода для снятия состояния: BAT DISCHARGE (разряд батареи), BAT FAIL (отсутствует батарея) и DC OK (на выходе 24 вольта присутствуют). Это нам даёт ещё больше контроля над системой.

Итак, мы взяли мощный блок питания, взяли модуль резервированного питания. Но как уберечься от поломки блока питания? Поставить два блока питания! Но их же нельзя подключать параллельно?

На помощь приходит модуль Meanwell DR-RDN20. Он позволяет подключать два блока питания параллельно.

Meanwell DR-RDN20

На входах у него должно быть 21-28 вольт до 20 ампер. На выходе 24 вольта до 20 ампер.

Подключаем на его входы два блока питания одновременно, и на выходе будет 24 вольта даже после выхода одного из блоков их строя. Надо учитывать, что в модуле происходит падение напряжения 0.5 вольта.

У блока два сигнальных выхода — Alarm A и Alarm B, они срабатывают при пропадании напряжения с блоков на входе.

Итак, вот схема супернадёжного резервирования питания на примере Larnitech.

Два блока питания SDR-120-24 дают по 5 ампер для питания нагрузки. Модуль DR-RDN20 обеспечивает мгновенное резервирование при отключении одного из блоков. Модуль DR-UPS40 обеспечивает переход на аккумуляторы при пропадании питания. Для подключения устройств, выхода RDN20 и выхода UPS40 у меня нарисован держатель клемм на DIN рейку Wago 2273-500 и два клеммника Wago 221-415 для +24 вольт и для минуса. На схеме контроллер подключается отдельной линией от клеммника, модули отдельной. В качестве всех соединительных кабелей питания, указанных на схеме, лучше использовать кабель ПУГВ сечением 0.75мм2.

Как установить аккумуляторы? Либо поставить на дно щита, если глубина щита позволяет и аккумуляторы не мешают приходящим снизу кабелям, либо поставить отдельно на полочку, либо использовать боксы для аккумуляторов.

Проблема боксов для аккумуляторов состоит в том, что они стоят обычно дороже самих аккумуляторов. Зато позволяют поставить аккумуляторы аккуратно.

Вот бокс для аккумулятора 7АЧ, выпускает Бастион. Стоит около 1000 рублей.

Бокс АО 1/7 DIN (409)

Он крепится на DIN рейку, так что нам нужен либо глубокий щит (никакой не ABB Comfortline, а что-то типа ящика с глубиной от 250мм), либо в стороне от щита набить на стену кусок DIN рейки и разместить на ней аккумуляторы в боксах. Есть боксы и для аккумуляторов бОльшей ёмкости, у того же Бастиона.

Питание датчиков в супернадёжных системах лучше подключать на отдельные блоки питания. И, в частности, в Lanritech надо помнить о том, что ток на клеммах подключения шин CAN не может превышать 700мА, что ещё ниже, чем у Wirenboard, так что подключаем питание шины напрямую к блоку питания, а не через контроллер.

Читайте также:  Блок питания для compactpci

Преобразователь напряжения для питания 12-вольтовых нагрузок

В системе, где всё на 24 вольта, могут быть и 12-вольтовые нагрузки. Например, датчики движения и датчики протечки воды. У Larnitech и у Wirenboard есть специальные модули работы с датчиками протечки воды, имеющие 12-вольтовый выход для их питания, но если датчики мы подключаем на дискретные входы модулей, то нам нужен источник питания для них на 12 вольт. Причём, конечно, желательно тоже резервированный.

Опять-таки, для крупных и серьёзных задач лучше поставить отдельный 12-воллтовый блок DRC-40A (1.9 ампера выход) или DRC-60A (2.8 ампера выход), к которым подключаем отдельный аккумулятор (один 12-вольтовый, 1.2АЧ обычно достаточно). Теперь при кратковременном отключении питания система не сойдёт с ума от сработки сразу всех нормально-закрытых датчиков, которые без питания подадут сигнал тревоги.

Для объектов с более простыми требованиями ставим преобразователь напряжения Meanwell DDR-15G-12

Meanwell DR-15B-12

У него на входе от 9 до 36 вольт, а на выходе 12 вольт до 15 ватт. Обычно этого хватает для питания достаточно большого количества датчиков протечки и движения. Блок подключается на выход 24-вольтового блока питания, так что он уже резервированный. Получается компактно, удобно и недорого.

Вот схема подключения 12-вольтового датчика природного газа Mavigard с питанием через DDR-15G-12.

Питание датчика идёт через предохранитель на 1А, который сгорит при коротком замыкании в датчике. Блок реле, через которое идёт питание преобразователя и датчика, позволяет отключать датчик и сбрасывать его тревогу с контроллера Larnitech. Питание преобразователя берётся от питания шины модулей Larnitech в щите. Разумеется, если бы от 12 вольт у нас питался не один датчик газа, а несколько разных устройств, то через реле мы бы пускали не 24 вольта входа преобразователя, а 12 вольт от выхода преобразователя на датчики.

12-вольтового питания, кстати, требуют также датчики дыма с релейным выходом ИПД-3.2М НЗ (вот тут я про них писал), им тоже надо сбрасывать тревогу через кратковременное отключение питания.

Ещё немного про питание контроллера я писал в 2019 году на примере контроллера Beckhoff. Вот эта статья. Тогда я не использовал удобные блоки DR-RDN20 и DR-UPS40.

766 просмотров всего, 28 просмотров сегодня

Источник

Как выбрать блок бесперебойного или резервного питания

При построении любой системы безопасности, будь то система ОПС, ССТV или СКУД, всегда необходимо тщательно подходить к немаловажному вопросу обеспечения гарантированного электропитания системы. К сожалению, очень часто проектные и монтажные организации относятся к этому достаточно формально, что связано, в первую очередь, с кажущейся незначительностью вопроса и с отсутствием достаточно объективной информации по техническим характеристикам используемых приборов и, как следствие, объективных критериев для выбора.

В данной статье я попытаюсь указать на те основные моменты, которые следует учитывать при принятии решения о выборе оборудовании и корректном расчете электропитания. Как заметил после выставки в Санкт-Петербурге один уважаемый мною человек, хорошо знающий рынок security: «Теперь только самый ленивый не делает блоки питания». И действительно, из всего многообразия аппаратуры, которая, так или иначе, применяется в охранных системах, блоки питания являются одними из самых функционально «простых» устройств.

Именно эта кажущаяся простота и привела к появлению на рынке огромного количества производителей и огромного количества блоков. А это, к сожалению, приводит к тому, что в пылу конкуренции производители сознательно идут на обман потребителя, приводя в рекламно-информационных материалах неверные и откровенно завышенные параметры своих источников. При этом очень трудно поймать их за руку, ибо не существует общепринятых стандартов и терминологии для систем гарантированного электропитания.

Сертификация оборудования в данном случае не является гарантом его качества, ибо при сертификации проверяется соответствие реальных параметров прибора заявленным в технической документации и не более того.
Начнем с терминологии и классификации блоков. Все, что будет сказано ниже, относится к блокам питания постоянного тока для питания низковольтных (12 В, 24 В) слаботочных цепей. Блоки гарантированного питания 220 В — тема для отдельного разговора.

Все блоки по типу использования можно разделить на 2 основных класса:

  • ББП — блоки бесперебойного питания или блоки питания резервированные. Более понятно, но редко, их называют «блоками непрерывного питания». Подобные устройства предназначены для питания аппаратуры, которая не имеет своего встроенного сетевого источника питания. Как следует из названия, ББП обеспечивают питания нагрузки ВСЕГДА с указанными параметрами. Подобные блоки состоят из сетевого источника питания достаточной мощности, зарядного устройства для аккумуляторной батареи (АКБ) и схемы переключения нагрузки с сетевого источника на АКБ.
  • БРП — блоки резервного питания. Предназначены для обеспечения питания нагрузки при отсутствии основного источника (сети 220 В). Работают с аппаратурой, которая имеет встроенный сетевой преобразователь и входы под резервное питание. По сути, представляют собой сетевые зарядные устройства для АКБ и схемы защиты.

Понятно, что блок бесперебойного питания можно использовать как блок резервного питания, но не наоборот. Блоки резервного питания существенно дешевле, т.к в них отсутствует мощный сетевой преобразователь.
Часто встречаются изделия, которые могут обеспечивать один ток в режиме ББП и гораздо больший ток в режиме БРП. Это совершенно понятно, т.к. в режиме отсутствия сети источником тока является аккумулятор, который, как известно, способен отдавать достаточно большие токи, и ограничением здесь являются только цепи защиты.

Наиболее типичны ситуации, когда ток источника в резервном режиме превышает в 2-3 раза ток в режиме бесперебойного источника. Для некоторых специфичных применений, таких, например, как системы оповещения или пожаротушения, иногда можно применять блоки резервного питания как основные источники питания, т.к. подобные системы характеризуются ничтожно малым током потребления в дежурном режиме и большими токами в момент срабатывания или активирования систем пожаротушения.

По схемотехническим решениям блоки можно разделить на 3 класса:

Основным критерием является способ построения мощного низковольтного стабилизатора.

  • Блоки с импульсным бестрансформаторным стабилизатором. Имеют массу недостатков и очень сомнительные достоинства — малые габариты, массу и КПД. Поэтому применяются крайне редко. Имеют крайне низкую надёжность, плохую ремонтопригодность, высокий уровень помех. Подобные блоки применяются в современных телевизорах и компьютерах, но не нашли распространения в охранной технике, т.к. ни один телевизор, в отличие от охранной системы, не предназначен для работы в течение 5 лет не выключаясь. Хотя будущее наверняка за ними — по мере появления надёжной и недорогой комплектации для построения подобных узлов.
  • Трансформаторные блоки с ШИМ-стабилизатором. Достоинства — высокий КПД и низкая цена при токах более З А. Недостатки — малая надёжность, плохая ремонтопригодность, ВЧ помехи в нагрузке. Последнее время они получают большое развитие, что, на мой взгляд, связано с появлением недорогой и надёжной комплектации. В любом случае, при токах менее 2 А применение подобных блоков нецелесообразно. Иногда ШИМ-стабилизаторы применяются для преобразования одного напряжения в другое при построении блоков с несколькими напряжениями на выходе или при необходимости получить напряжения, не равные напряжению АКБ.
  • Трансформаторные блоки с линейными стабилизаторами. Достоинства — высокая надёжность, низкий уровень помех, отличная ремонтопригодность, дешевизна при токах менее 2 А. Недостатки — большая масса и габариты при больших токах, высокая стоимость при больших токах, низкий КПД.

Многолетний опыт работы показывает, что при выборе источника питания для систем безопасности основной критерий — это надежность и запас прочности. С этой точки зрения, выбор, бесспорно, падает на классические линейные источники.

По устойчивости к внешним воздействиям они не знают себе разных. Более того, они абсолютно не создают помех другой аппаратуре. При токах до 2-3 А эти блоки дешевле и по цене. При токах З А и выше последнее время все чаще используются ШИМ-стабилизаторы, которые при применении некоторых схемотехнических ухищрений по надежности и качеству выходного тока приближаются к линейным схемам при меньшей стоимости. С другой стороны существует общая тенденция к снижению токопотребления аппаратуры. Поэтому, на мой взгляд, ещё долго основными источниками для ОПС будут классические линейные источники.

Выходное напряжение блока питания

Всем известно, что свинцовый аккумулятор с напряжением 12 В реально имеет напряжение на клеммах до 14,5 В в заряженном состоянии без нагрузки, которое может падать до 10 В и менее при разряженном аккумуляторе. Так же, когда мы говорим о ББП с напряжением 12 В, это вовсе не означает, что напряжение на выходе блока будет именно 12 В. Как правило, это напряжение немного меньше, чем напряжение заряженной АКБ в буферном режиме — 13,2-13,8 В. Существуют источники, у которых напряжение действительно поддерживается точно 12 В. Есть источники, в которых напряжение может регулироваться в некоторых пределах.

В зависимости от типа источника, при работе от АКБ (в резервном режиме) напряжение на выходе либо падает постепенно до 10,0-10,5 В (так устроены большинство блоков) по мере разряда АКБ, либо остается стабилизированным на уровне 12 В (такое встречается реже в сложных источниках с ШИМ-преобразователями).

Поэтому, прежде всего, Вам необходимо выяснить, в каком диапазоне напряжений способна работать ваша аппаратура. Как правило, современные 12 В камеры или датчики известных производителей сохраняют свою работоспособность в диапазонах от 9 до 15 В. Но известны случаи, когда «безымянные» корейские камеры горели при подаче на них напряжения порядка 14 В, что иногда встречается а ББП. Большинство производителей указывает в паспортах на ББП диапазон выходных напряжений при наличии сети и при работе от АКБ.

Уровень пульсаций на выходе

Уровень пульсаций — один из тех параметров, в котором допускается произвол в определении. При сравнении блоков надо внимательно смотреть, какой именно параметр пульсаций задан в паспорте. Для трансформаторных блоков наиболее объективным параметром является двойная амплитуда пульсаций.

Очень часто недобросовестные производители указывают в паспорте параметр «амплитуда пульсаций», который, естественно, оказывается в 2 раза ниже (т.е. лучше). А если для обычного трансформаторного блока указан параметр «эффективное напряжение пульсаций», то производитель обманывает вас примерно в 3 раза! С другой стороны, для блока с высоким уровнем ВЧ помех (для импульсных блоков), наоборот, параметр эффективного значения пульсаций является наиболее объективным, т.к. зачастую невозможно корректно померить амплитуду ВЧ импульсов.

Читайте также:  Блок питания для hp dc7800

И, конечно, важно, в каком режиме мерились эти пульсации. По всем правилам пульсации должны измеряться в самом жестком режиме — при минимально допустимом напряжении сети на входе (187В) и при максимальной нагрузке выхода блока. По всей видимости, не все производители блоков это знают, ибо проводимые нами испытания приборов различных производителей показывают, что у некоторых из них уровень пульсаций не соответствует заявляемым в документации именно при испытаниях в критических режимах.

Диапазон входных напряжений сети

Здесь потребителя ждет подвох. Согласно существующему ГОСТу на электросети, в РФ напряжение в сети установлено 220 +10% -15%. Т.е. в диапазоне от 187 до 242 В. Любой блок питания должен обеспечивать все свои указанные параметры в этом диапазоне входных напряжений во всем диапазоне рабочих температур. Обеспечить подобный интервал, особенно для мощных блоков — задача не самая простая. Потому что при минимальном напряжении и максимальном токе блок должен сохранить стабильность напряжения, а при максимальном уровне напряжения в сети и максимальном токе — не выйти из строя из-за перегрева при максимально допустимой температуре окружающей среды.

Ну, а чтоб не мучиться со всем этом, многие производители идут на то, что указывают в документации более узкий диапазон входных напряжений — 198-242 В (т.е. не минус 15% как положено, а минус 10%). При этом формально они правы, поскольку указали допустимый диапазон и обеспечили работоспособность прибора. Но что толку от этого потребителю, если 190 В в сети в большинстве регионов — это норма! Что произойдет с таким блоком в данной ситуации? АКБ не будет полностью заряжаться и, как следствие, не будет обеспечивать расчетного времени работы, и возможен срыв стабилизации (резкий рост пульсаций) при токах, близких к максимальному, что приведёт, скорее всего, к ложному срабатыванию системы ОПС.

Выходной ток источника

И вот тут мы подошли к главному полю битвы за сердца (а точнее, кошельки) добросовестных монтажников ОПС. Полная неразбериха в терминологии дает возможность манипулировать цифрами в огромных пределах. Сразу хочу указать единственно справедливый и объективный параметр: номинальный ток нагрузки — это ток, который может отдаваться при питании от сети в нагрузку ВСЕГДА, независимо от обстоятельств, сколь угодно длительное время и при сохранении уровня пульсаций. При любом допустимом напряжении в сети, при любом состоянии АКБ, при любых климатических условиях в допустимом рабочем интервале температур.

Любые другие параметры носят либо дополнительный справочный характер, либо призваны задурить голову потребителю. Помните, если в паспорте на блок питания не указан этот параметр (или его синоним),— Вы держите в руках кусок железа. Даже если указан параметр типа «номинальный ток нагрузки без АКБ», это означает, что указанный ток блок может отдавать без установленной батареи, а с ней ток будет НИЖЕ, а иногда существенно ниже! Поясню с помощью сильно упрощенной блок-схемы ББП:

Iс — ток, который обеспечивает сетевой преобразователь, идет на зарядку АКБ Iз и на питание нагрузки Iвых. Когда в параметрах указывается что-либо типа «максимальный ток без АКБ», то это как раз ток сетевого преобразователя, т.к. в случае отсутствия АКБ Iз=0, и весь его ток пойдет в нагрузку. А вот если АКБ присутствует и разряжена, то часть тока будет уходить на зарядку АКБ, и только оставшаяся часть Iвых может отдаваться в нагрузку. Когда АКБ заряжена, то она не потребляет тока, а вот после некоторого времени работы в резервном режиме и последующем включении сети, АКБ может потреблять достаточно большой ток.

Так, например, один часто используемый источник, который, согласно рекламным материалам, обеспечивает ток 1 А и даже 1.6 А кратковременно, на самом деле обеспечивает гарантированно в нагрузку ток всего 0.35 А, что становится ясным после детального изучения паспорта на него. Т.е. в 3 раза ниже заявленного в рекламных материалах! При внимательном изучении паспорта на данный прибор выясняется, что при работе с АКБ максимальный ток 0.7 А, и из них 0.35 А идет на зарядку АКБ при сильно разряженной АКБ!

Схема защиты АКБ от глубокого разряда

Известно, что обычный свинцовый 12 В аккумулятор при глубоком разряде и падении напряжения ниже примерно 10 В выходит из строя из-за необратимых химических изменений. Однако этого недостатка лишены герметичные необслуживаемые АКБ с гелевым электролитом. Подобные батареи от нормальных производителей выдерживают до 200 циклов глубокого разряда, более того, 50-60 циклов являются хорошей тренировкой АКБ и несколько поднимают её ёмкость.

Тем не менее, считается правилом хорошего тона встраивать в источники бесперебойного питания схему отключения АКБ при достижении опасного порога глубокого разряда. Последнее время это стало особенно актуально в связи с появлением на рынке дешевых китайских АКБ, которые из-за применения при их производстве более дешевых технологий и материалов едва выдерживают несколько циклов, а то и вообще их не выдерживают. Для таких АКБ, бесспорно, необходимо применение схем защиты. Хотя лучше вообще не использовать подобные АКБ, тем более, что разница в цене между нормальным и «китайским» аккумулятором не такая уж и большая.

Проблема заключается в том, что, как и любые другие вещи, китайские производители АКБ часто подделывают известные марки АКБ. Единственный способ уберечься от подделки — это покупать АКБ в проверенных фирмах, в которых Вам наверняка скажут, что именно это за батарея.

Схемы защиты АКБ тоже бывают разными. Нормальные устройства выполнены на базе реле или на мощном дорогом полевом транзисторе. Применение дешевых биполярных транзисторов в качестве ключей приводит к дополнительному падению напряжения на ключе и, как следствие, к сокращению времени резервной работы.

Как выбрать блок бесперебойного питания?

Шаг I

Составьте список используемого оборудования (потребителей), разделив его на три категории:

  • приборы, которые включены всегда, и не имеют своего штатного сетевого источника питания (датчики, камеры и т.п.);
  • приборы, которые включены всегда, но имеют свой штатный источник питания (обычно это ППК, мониторы и т.п.);
  • приборы, которые будут включаться периодически и кратковременно (сирены, узлы пожаротушения и т.п.).

Просуммируйте ток потребления приборов этих трёх категорий. Обозначим эти токи — I1, I2, I3.
Ток, который должен обеспечивать источник при наличии сети Iс=I1.
Ток, который должен обеспечивать источник при отключении сети от резервных батарей Iр= I1+I2.
Ток, который должен обеспечивать источник кратковременно (в зависимости от времени работы устройств третьего типа) Iк= I1+I2+I3.

Если у Вас довольно большая система, и ток Iс превосходит 2 А, попытайтесь проанализировать, существует ли возможность разделить питания аппаратуры по группам. Применение нескольких источников питания часто бывает удобно с точки зрения монтажа, особенно на объектах, имеющих большую протяженность (нельзя забывать о потерях на соединительных проводах), и существенно повышает надежность всей системы в целом. Разница в цене нескольких маломощных источников и одного мощного обычно бывает незначительной.

Разделение нагрузки на несколько источников также бывает целесообразно при необходимости обеспечить длительное время резервирования. Связано это с тем, что подавляющее количество источников рассчитано на работу с АКБ ёмкостью 7 или 11 Ач, а это означает, что ток 2 А в течении 6 часов уже получить не удастся. В таком случае стоит разбить нагрузку на два источника с током 1 А каждый и емкостью 7 Ач. Стоимость обеспечения питания при этом вырастет несущественно.

При разделении нагрузки на несколько групп указанные выше токи следует определить для каждой группы. При разделении на группы следует по возможности объединять потребителей с однотипными режимами потребления, прежде всего, выделять потребителей 2-й и 3-й группы. В этом случае их можно будет запитывать от недорогих резервных источников. Соответственно потребителей 1-й группы необходимо питать от более дорогих источников непрерывного питания.

Шаг II

Следует определить, какое время резервирования Вам необходимо. Допустим, это время t, выраженное в часах. Тогда оптимальную ёмкость АКБ для обычных источников без преобразования напряжения батареи можно рассчитать по формуле:
А = 1.3 х Iр х t.

Коэффициент 1,3 следует применять, т.к. реально в нормальных режимах АКБ способна отдавать примерно не более 70 % емкости. Более того, подобное верно для АКБ хорошего качества. Если Вы используете дешевые «китайские» батареи, то стоит емкость увеличить еще примерно на 30 %.

В случае использования источников с преобразованием напряжения АКБ, необходимо указанную емкость умножить на коэффициент преобразования и дополнительно увеличить на 30 %, чтобы компенсировать потери при преобразовании. Например, если Вы используете источник с одной батареей 12 В, а на выходе получаете 24 В, 0.8 А (т.е. коэффициент преобразования =2), то для обеспечения 4 часов работы Вам нужно иметь емкость АКБ:
А = 1.3 х 0.8 А х 4ч х 2 х 1.3 = 10.8 Ач — для АКБ хорошего качества.

Для «китайской» АКБ я бы рекомендовал иметь 10.8 + 30% = 14 Ач.

Некоторые читатели могут меня упрекнуть в излишней осторожности и завышении коэффициентов, но напоминаю, что мы говорим о сохранении работоспособности систем безопасности, а потому даже после всех расчетов я бы для верности накинул еще процентов 30 %, ибо емкости аккумуляторов никогда не бывает много.

Шаг III

Итак, Вам известны токи Iс, Iр, Iк и емкость АКБ А. Пора выбирать источник. В самом простом случае, а также, если Вы не можете разделить нагрузку по типам потребителей. Вы выбираете источник, который сможет обеспечить Iк — самый большой из токов.

Читайте также:  Блок питания для принтера brother

Если система достаточно большая, и Вы хотите оптимизировать ее, то стоит применять два прибора — один бесперебойный, обеспечивающий ток Iс, и резервный источник питания, рассчитанный на ток (Iк — Iс).

Источник

БИРП-12/2,5V (VIDEO) Блок источника резервированного питания

К-Инженеринг БИРП 12/2,5 V

Купить по клубной цене

  • Безналичная оплата по счету
  • Оплата картой по счету
  • Описание
  • Характеристики
  • Доставка
  • Документация
  • Отзывы
  • Консультация

Блок источника резервированного питания для электропитания систем видеонаблюдения. 12 В ± 0,12%; 2,5 А, кратковременно до 3,0 А; под 2 шт. АКБ 12,0 Ач;

БИРП-12/2,5V предназначен для бесперебойного питания системы видеонаблюдения регулируемым стабилизированным напряжением (по умолчанию — 12В), что гарантирует стабильную работу элементов системы CCTV при переходе на резервное питание от аккумуляторной батареи.

Благодаря вторичному DC-DC преобразователю с расширенным комплексом защит, обеспечивает стабильное выходное напряжение в регулируемом диапазоне от 10 до 15В и защищает нагрузку от импульсов и всплесков сетевого напряжения, а также от превышения выходного напряжения.

Стабилизатор канала нагрузки обеспечивает выходную мощность до 30Вт в стандартном сетевом диапазоне благодаря применению классического первичного АC-DC преобразователя.

При отключении сетевого напряжения обеспечивает питание нагрузки от резервного источника электропитания – аккумуляторной батареи. Продолжительность автономной работы от аккумуляторной батареи (в комплект не входит) при номинальной выходной мощности составляет 8 часов.

Независимый канал заряда мощностью 10Вт обеспечивает восстановление ресурса аккумуляторной батареи за 30 часов.

Для корректного монтажа элементов системы видеонаблюдения в комплект изделия входят:

  • Сетевой шнур питания армированный с вилкой ПВС ВП 3х0,75 – 1шт
  • Штекер питания DC jack 0503-DCMV- 1 шт
  • Устройство защитное коммутационное УЗК-4 – 1 шт

Основные особенности:

  • Стабилизированное выходное напряжение 12В
  • Возможность регулировки выходного напряжения
  • Автоматическая защита от перегрузки и от короткого замыкания
  • Защита от неправильного подключения АБ (переполюсовка)
  • Защита АБ от глубокого разряда
  • Защита от превышения выходного напряжения
  • Сетевой выключатель
  • Удобство монтажа

Технические характеристики:

Напряжение на выходе канала нагрузки (во всех режимах питания), В

Номинальный ток нагрузки, А

Максимальный кратковременный ток нагрузки, А (180 сек.)

Пульсация выходного напряжения, мВ

Диапазон допустимых отклонений сетевого напряжения, В

Потребляемая мощность при номинальных выходных параметрах, Вт, не более

Емкость устанавливаемой АБ, Ач (в комплект не входит)

12 (12+12 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО)

Время работы в резерве при номинальной нагрузке, ч, не более

Время полного восстановления ресурса АБ, ч

Напряжение защитного отключения АБ, В

Помехоустойчивость (по ГОСТ Р 53325-2009)

2-я степень жесткости

Степень защиты оболочкой по ГОСТ 14254-96

320 х 245 х 115

Масса (без АБ), кг, не более

Характеристики БИРП 12/2,5 V:

  • Тип источника питания: Импульсный
  • Производитель: К-Инженеринг
  • Выходное напряжение: 12В DC
  • Емкость каждого внешнего АКБ: Нет
  • Емкость каждого встроенного АКБ: Нет
  • Информационные выходы: Нет
  • Кол-во внешних АКБ: 0
  • Кол-во встроенных АКБ: 0
  • Кол-во выходов для камер: 4
  • Кол-во мест под АКБ: 2
  • Материал корпуса: Металл
  • Место под АКБ (А/ч): 12
  • Место установки: В помещении
  • Номинальный ток 12В DC(А): 2.5
  • Номинальный ток 220 В AC (ВА): Нет
  • Номинальный ток 24В AC: Нет
  • Номинальный ток 24В DC: Нет
  • Номинальный ток 48 В: Нет
  • Номинальный ток 55 В: Нет
  • Установка в стойку: Нет
  • Установка на DIN-рейку: Нет

Задайте вопрос специалисту о БИРП-12/2,5V Блок источника резервированного питания

Источник

Резервированное электропитание систем безопасности «Болид»

Любая система безопасности должна безукоризненно работать в режиме резервного электропитания при аварии сети 220 В. На объектах, где не обеспечивается первая категория электроснабжения слаботочных систем по ПУЭ, бесперебойное электропитание поддерживается посредством резервированных источников питания (РИП) с аккумуляторными батареями (АКБ). Очевидно, что без контроля состояния АКБ существует риск их отказа в критических режимах эксплуатации. Поэтому предусматривается отдельный регламент технического обслуживания компонентов для резервирования электропитания.

Большинство источников питания не обладают встроенным многопараметрическим контролем состояния аккумуляторных батарей. В этом случае рекомендуется не реже одного раза в год, наряду с техническим обслуживанием источника питания, проводить техническое обслуживание установленных АКБ. К регламентным работам относятся:

  • проверка внешнего вида аккумулятора на наличие повреждений, осмотр клеммных соединений на наличие налета и окисления;
  • при необходимости удаление налета, зачистка окисленных поверхностей;
  • принудительный перевод потребителей в режим резервного питания отключением их от сети 220 В;
  • эксплуатация в течение заданного времени под нагрузкой;
  • итоговое измерение напряжения на батарее и ее емкости.

Замена аккумулятора производится:

  1. по истечении срока службы;
  2. при выходе АКБ из строя;
  3. при снижении емкости АКБ ниже проектной.

Рассмотрим, как можно минимизировать эксплуатационные расходы в системе резервного электропитания слаботочных систем безопасности.

Продление срока службы

Одним из путей оптимизации в построении и эксплуатации резервированного электропитания может быть продление срока службы АКБ. В основе решения этой задачи лежит условие минимальных потерь в емкости АКБ на протяжении их жизненного цикла. Для достижения максимальной продолжительности срока службы аккумулятора следует применять зарядные устройства с функцией термокомпенсации напряжения заряда. Как известно, при заряде любые аккумуляторные батареи нагреваются, в то же время рекомендуемая температура для заряда аккумулятора составляет 25 °С. При увеличении температуры напряжение заряда необходимо уменьшить, чтобы избежать перезаряда. При понижении температуры напряжение заряда нужно увеличить, чтобы предотвратить недозаряд. При перезаряде ускоряется процесс коррозии решеток положительных пластин. При недозаряде еще более ускоряются процессы коррозии, а также возникает сульфатация. С учетом этих процессов построены резервированные источники питания РИП производства ЗАО НВП «Болид», которые имеют встроенные термодатчики и обеспечивают регулировку напряжения подзаряда в зависимости от температуры внутри своего корпуса (термокомпенсация напряжения заряда).

Интеллектуальный контроль параметров

Другим направлением снижения трудозатрат на обслуживание является автоматизация мониторинга состояния АКБ с удаленной передачей информации посредством высокоинформативных протоколов. В резервированных источниках питания аккумуляторные батареи работают в основном в буферном режиме: батарея постоянно подключена к зарядному устройству и нагрузке. При переходе на резервный режим токовая нагрузка передается аккумуляторной батарее. Если это происходит в течение длительного времени, то при разряде АКБ и достижении напряжения на ее клеммах 10 В источник питания должен отключить батарею от нагрузки. В противном случае батарея может полностью разрядиться и стать непригодной. Следовательно, необходимо использовать источники питания с защитой от глубокого разряда, которые смогут вовремя отключить батарею от нагрузки, а при возобновлении сетевого питания – зарядить ее.

Источники питания РИП-12 RS, РИП-24 RS имеют не только интеллектуальный контроль АКБ (и могут управлять их зарядом), но и встроенный интерфейс RS-485. Эти ИП способны рассчитать время работы в резервном режиме с учетом фактического тока нагрузки и передать данные на контрольное устройство по интерфейсу RS-485. Например, информационный обмен возможен с помощью сервисной компьютерной программы UPROG: можно контролировать уровень заряда АКБ, оставшееся время работы в резерве, отследить изменения емкости АКБ, а также запустить счетчик наработки АКБ для формирования сообщения «Требуется обслуживание».

Источники питания РИП отслеживают отклонения сетевого напряжения, имеют защиту с автоматическим восстановлением от превышения выходного напряжения и контроль перегрузки по току. Данную информацию можно передавать по интерфейсу RS-485 на расстояние до 3000 м, в зависимости от топологии сети, характеристик используемого кабеля и скорости передачи данных. Таким образом, резервированные источники питания РИП-12 RS, РИП-24 RS обеспечены всем необходимым для самодиагностики, а также дистанционного контроля АКБ, что сводит к минимуму процедуры технического обслуживания. Поэтому они рекомендованы для питания приборов популярной интегрированной системы охраны «Орион» производства НВП «Болид».

Инновационные батареи

Дополнительное сокращение трудозатрат на обслуживание системы электропитания систем безопасности может быть достигнуто применением инновационных АКБ с повышенным сроком службы. Компания «Болид» предлагает новые аккумуляторные батареи «Болид АБ» трех типов:

  • «К» – коммерческие, срок службы 5 лет;
  • «С» – стандартные, срок службы 12 лет;
  • «М» – с максимальным сроком службы 15 лет.

Данные аккумуляторы полностью производятся в России и не имеют аналогов по сроку службы среди других свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Аккумуляторы сделаны по технологии AGM (жидкий электролит впитан в стекловолоконный сепаратор).

Столь длительный срок службы обусловлен рядом факторов. Сырье, поступающее на производство, проходит жесткий входной контроль. Свинец и свинцовые сплавы изучаются методами спектрометрии, остальные виды сырья – химическими и физикохимическими методами анализа. Электроды производятся методом литья из свинцового сплава. Под лабораторным контролем находятся полуфабрикаты, производимые на всех этапах производства, в итоге получается качественный продукт. В местах соединения жилок токоотвода отсутствуют микротрещины, что делает жилы токоотвода более толстыми. Монолитный токоотвод обусловливает улучшение приема и отдачи заряда, а также увеличение срока службы батарей. В производстве активной массы используется кислота высокой чистоты, вводятся специальные органические добавки для снижения сульфатации, что также способствует увеличению срока службы АКБ. После заливки кислоты процесс формирования происходит в автоматическом режиме с контролем показателей и компьютерной фиксацией процесса. На этапах пастирования, подсушки и созревания электродных пластин осуществляется контроль параметров приготовления каждой партии (толщина, масса, фазовый состав, влажность), обеспечивая равномерность показателей. В процессе сборки элементов и батарей происходит 100%-ный контроль герметичности, качества сварки и пайки. Перед упаковкой батареи (после мойки и автоматической сушки) проходят контроль током и напряжением на качество узлов сварки.

Максимум качества, минимум затрат

Все перечисленные факторы обеспечивают надежность в эксплуатации, 100%-ную гарантию качества и увеличенный срок службы АКБ «Болид». Их цена существенно ниже, чем у литиевых аккумуляторов с таким же сроком службы, а российское производство способствует поддержанию доступной стоимости.

Таким образом, совокупность интеллектуальных резервированных источников питания РИП-12 RS, РИП-24 RS и инновационных аккумуляторных батарей компании «Болид» позволяет до минимума сократить трудовые и материальные затраты на обеспечение систем безопасности резервированным электропитанием. При использовании АКБ с максимальным или стандартным сроком службы отпадает необходимость их замены на протяжении всего времени, указанного в технической документации.

Источник