Fuentes de alimentación y entornos hostiles

En este artículo, analizaremos las fuentes de alimentación en entornos hostiles, los desafíos, las soluciones y los productos disponibles en el mercado.

Para las fuentes de alimentación, los entornos hostiles implican muchos más problemas que la humedad y el polvo. Se necesitan fuentes de alimentación internas resistentes pero eficientes que satisfagan las demandas de los entornos industriales para abordar estas aplicaciones.

Fuentes de alimentación y entornos hostiles

Una gran cantidad de aplicaciones requieren una fuente de alimentación interna para entornos hostiles, comenzando con las que se encuentran en un entorno industrial general, incluidos los inversores para control industrial. Dichas fuentes de alimentación utilizan fabricación inteligente, incluidas máquinas CNC, máquinas de soldar y brazos robóticos.

Las fuentes de alimentación para entornos hostiles son adecuadas para el transporte inteligente, incluidos los sistemas de misión crítica como el control de tráfico electrónico y las pantallas LED de tráfico. Los sistemas de protección ambiental también exigen suministros de energía para entornos hostiles, incluidos sistemas de monitoreo de aire, agua, calidad del suelo, clasificación y clasificación de basura. Otras aplicaciones para fuentes de alimentación para entornos hostiles incluyen productos que van desde gabinetes de almacenamiento automatizados (por ejemplo, cajas de entrega de Amazon o botiquines de hospitales), pilas de carga y sistemas de administración de baterías.

A medida que crece la demanda de dichos sistemas y equipos, también lo hace la necesidad de fuentes de alimentación fiables y eficientes para funcionar en entornos hostiles.

Desafíos para las fuentes de alimentación en entornos hostiles

Las fuentes de alimentación internas para las aplicaciones y los sistemas descritos anteriormente enfrentan sus propios desafíos. Pueden estar sujetos a variaciones de voltaje significativas, sobrecargas de energía extremas y rayos que podrían causar daños graves a la fuente de alimentación y al equipo que alimenta. Las EMI severas, especialmente en entornos industriales, también son una preocupación importante (donde evitar la interferencia electromagnética puede ser difícil debido a las muchas fuentes).

A menudo, las fuentes de alimentación también deben poder arrancar de manera eficiente y efectiva a bajas temperaturas y enfrentar grandes variaciones en la temperatura de funcionamiento y los desafíos que plantea la alta humedad. Para su integración en el sistema que alimenta, la fuente de alimentación en sí también tiene problemas de enfriamiento que deben abordarse, pero el espacio disponible es limitado para hacerlo.

Figura 1. Factores ambientales severos para las fuentes de alimentación

Características de las fuentes de alimentación resistentes

Las fuentes de alimentación resistentes deben tener un amplio rango de voltaje de entrada y una excelente inmunidad al sobrevoltaje y las sobretensiones para funcionar de manera segura y confiable.

Tenga en cuenta que cuando se excede la clasificación de voltaje de entrada, los resultados pueden incluir daños o fallas en componentes y sistemas y comprometer la efectividad de los filtros EMI. Un amplio rango de voltaje de entrada y circuitos de protección contra transitorios resistentes permiten que la fuente de alimentación se adapte a las variaciones debidas a problemas como subidas de tensión y caídas de tensión.

Las sobretensiones son más severas en el panel de distribución y las fuentes de alimentación deben tener la categoría de sobretensión adecuada para su ubicación dentro del sistema, consulte la Figura 2.

Figura 2. Categorías de sobretensión

También deben soportar un amplio rango de temperatura de funcionamiento y ser resistentes a altos niveles de humedad. Cuando se supera la temperatura máxima de funcionamiento de una fuente de alimentación, puede provocar rápidamente cambios en el rendimiento, fallas de componentes y confiabilidad. La humedad puede provocar condensación, y el agua es conductora y corrosiva, razón por la cual una fuente de alimentación para entornos resistentes debe poder funcionar de manera confiable y predecible incluso en presencia de niveles elevados de humedad.

Además, las aplicaciones modernas exigen un tamaño compacto con un perfil bajo, que debe estar revestido de un material duradero que soporte el enfriamiento por convección de aire libre. Esto es, por supuesto, además de cumplir con los requisitos de los estándares aplicables y poseer las certificaciones apropiadas.

Fuentes de alimentación CUI VGS 100W para entornos hostiles

La serie de productos CUI VGS 100W son fuentes de alimentación AC-DC internas de montaje en chasis de salida única que proporcionan hasta 110 W. Están diseñados específicamente para aplicaciones industriales en entornos hostiles y se encuentran dentro de una carcasa metálica resistente de bajo perfil.

Las fuentes de alimentación CUI VGS 100W tienen un amplio rango de entrada de 85 ~ 305 VAC (120 ~ 431 Vdc) y se han clasificado para la categoría III de sobretensión de entrada con una inmunidad a sobretensiones más fuerte de lo normal. Como categoría III, las fuentes de alimentación están diseñadas para ser utilizadas con paneles de protección y control, enchufes y equipos para monitorear valores eléctricos. También brindan protección contra cortocircuitos sobrecargas de corriente y protección contra sobretensiones de salida.

Las fuentes de alimentación industriales AC-DC son compactas de 129 x 97 mm con un perfil muy bajo de 30 mm. Como se mencionó anteriormente, están alojados en una resistente carcasa metálica de Aluminio 1100 galvanizado que admite refrigeración por convección. También tienen un amplio rango de temperatura de funcionamiento de -30 ° C a 70 ° C y una humedad máxima de funcionamiento del 90%. Como opción adicional, estas fuentes de alimentación también se pueden suministrar con un revestimiento de conformación que protege los circuitos internos de los daños causados ​​por la humedad, el polvo y otros contaminantes.

Las fuentes de alimentación CUI VGS 100W (Figura 3) cuentan con la certificación UL / EN / IEC 62368 y están diseñadas para cumplir con los requisitos del sistema IEC / EN 61558, IEC / EN 60335 y los requisitos de emisiones radiadas / conducidas CISPR / EN55032 Clase B. También son de seguridad IEC Clase I con una capa de aislamiento básico y un chasis conductor conectado a tierra. Si el aislamiento básico falla, cualquier conductor que lleve un voltaje peligroso será conectado a tierra por el chasis para evitar el contacto con el alto voltaje.

Figura 3. Fuente de alimentación CA / CC serie VGS-100W de CUI

Para reducir el uso de energía de reserva en aplicaciones industriales, esta línea de fuentes de alimentación puede adaptarse con un consumo de energía sin carga que varía entre 0,3 y 0,5 W. Según el modelo; la eficiencia varía de 85,5 a 90,5% medido a 230 VCA.

Los artículos de la industria son una forma de contenido que permite a los socios de la industria compartir noticias, mensajes y tecnología útiles con los lectores de All About Circuits de una manera que el contenido editorial no es adecuado. Todos los artículos de la industria están sujetos a estrictas pautas editoriales con la intención de ofrecer a los lectores noticias útiles, experiencia técnica o historias. Los puntos de vista y las opiniones expresados ​​en los artículos de la industria son los del socio y no necesariamente los de All About Circuits o sus redactores.