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高峰值功率AC-DC电源供应器应用与产品选用: HRP-N3系列

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文: 朱月凯/技服中心
zhuyk@meanwell.com.cc

随着社会经济发展及工业进步，直流马达越来越被广泛应用到电器产品及工业设备中，例如工业自动化设备、ATM设备、数钞机与打印机设备等；当电源供应器输出是连接电感性或电容性负载应用，或是需要驱动多台内建DC-DC转换器设备时，电源供应器需要提供数倍于额定电流的能量来启动设备。为了满足该特性，通常有以下几种解决方案。
  1. 更换更高功率规格电源供应器: 当负载为3倍启动电流的150W直流马达，一般需要购买450W的AC-DC电源供应器来满足需求，但这对系统而言算是过设计，造成成本增加与空间浪费。
  2. 并联更多电源供应器: 购买多台电源供应器并联来驱动设备，但多台电源供应器会压缩系统内部可用空间也提高成本。
  3. 优化系统: 优化负载启动电流或设定时序依序启动负载，但会额外增加成本，且可能影响到启动特性。
可以瞬间提供设备峰值功率的高峰值功率电源供应器，这无疑才是最佳的解决方案。除了可有效降低成本、减少体积，且方便客户端设备的安装。

明纬针对高峰值产业应用推出HRP-N3系列单组输出且内建功率因子修正的AC-DC电源供应器，该系列电源供应器有150W/300W/600W三种功率机型，最高可提供5秒350%的输出电流。

峰值功率定义与计算: 产品搭配负载需符合以下条件限制。





 



图1 高峰值周期图

计算范例:
数钞机电机马达瞬间功率需求24V/800W，持续时间<5秒，时间间隔由产品规格定义。

  1. 依瞬间功率需求，产品初步有以下选择: HRP-600N3-24、HRP-600N-24、HRP-300N3-24，由最低额定功率选择开始计算并确认是否符合需求
  2. 依产品规格与高峰值功率与周期对应曲线(图2)计算


 






 

 

   




 3. 结论:
    • 在降低成本与减少空间前提下，系统建议采用200Vac以上供电，选用HRP-300N3-24。如果需要全电压输入范围系统，需选用更高额定功率产品进行计算(HRP-600N-24全电压输入范围可提供至900W峰值功率)。
    • 800W峰值功率持续时间<5秒，距离下次峰值功率输出需间隔45秒以上。
    • 非峰值状态功率上限为284.4W。

 


图2 高峰值功率与周期对应曲线

常见应用案例：

案例一：工业机器手臂
工业机器手臂是一种仿真人臂功能的机械电子装置，可替代人力完成许多繁复的作业要求。随着工业自动化的进程加速，其应用也日益广泛。机器手臂中用到直流马达作为其运动位移的驱动，来完成诸多动作。而明纬的HRP-N系列电源可提供持续5秒的250%峰值功率供直流马达完成高可靠度的瞬时启动，消费者无需再花费过高的价格购买大功率电源。

 


图3 HRP-N系列应用于机器手臂示意图

案例二：大型打印机应用
大型打印机的滚轴使用马达驱动，设备正常打印时功率仅几百瓦，但是驱动滚轴的马达启动瞬间功率会达到一千瓦以上，此应用条件下采用HRP-600N3机型可完美解决此问题，避免功率浪费。

 


图4 大型印刷机

图片来源:
1. 高峰值功率电源供应器
 
2. 大型打印机