Перспективы построения системы питания 48В DC на основе источников питания MEAN WELL

В последние годы наблюдается растущее число приложений, требующих все большего количества энергии. Спрос на большую плотность мощности можно обнаружить, например, в облачных приложениях, что привело к созданию крупномасштабных центров обработки данных (ЦОД), способных обрабатывать самые современные приложения, такие как аналитика больших данных, искусственный интеллект и машинное обучение. Еще одним важным сектором, в котором наблюдается экспоненциальный рост потребностей в энергии, является автомобильная промышленность и электротранспорт: транспортные средства все чаще требуют все большего количества электронных систем и устройств, что способствует переходу от нынешней системы питания 12В к более высокому напряжению шины питания.

В течение очень долгого периода времени большинство приложений питались от шины 12В постоянного тока. Это напряжение было выбрано по нескольким причинам: оно достаточно высокое для питания устройств, для работы небольших электродвигателей, а также электромагнитных клапанов и реле. Кроме того, это напряжение достаточно низкое, чтобы не создавать опасности для организма человека, и представляет собой стандартное значение для свинцово-кислотных аккумуляторов, что упрощает создание систем резервного питания.

Основное ограничение для низкого напряжения заключается в снижении эффективности по мере увеличения мощности нагрузки, при которой потери мощности, связанные с проводкой, разъемами и печатными платами (за счет наличия сопротивления проводников), становятся значительными, и пропорциональны квадрату протекающего тока:

Мощность потерь в проводнике при протекании тока

Если напряжение питания изменить с 12В до 48В постоянного тока, то суммарный ток потребления на шине питания снизится на четверть, при этом в 16 раз уменьшится мощность потерь. То есть, во-первых, можно использовать провод меньшего сечения в шине, а во-вторых, к шине питания можно будет подключить большее количество потребляющих устройств. Поэтому всякий раз, когда приложению, основанному на шине питания 12 В постоянного тока, требуется больше мощности, рекомендуется рассмотреть возможность перехода на шину 48В. При этом максимальная мощность шины питания 12В не должна превышать 3.5кВт, а шины 48В постоянного тока – мощность может достигать 15 или 20кВт.

Дополнительно стоит отметить, что импульсные преобразователи последнего поколения позволяют реализовывать решения по питанию 48В с характеристиками, сопоставимыми или превосходящими (по эффективности, стоимости, размеру и весу) с характеристиками, предлагаемыми традиционной архитектурой шины питания 12В.

Среди мощных источников питания (от 1000Вт) для шины питания 48В постоянного тока компании MEAN WELL можно выделить следующие популярные серии – RSP, NSP, UHP и другие. В целом, подборка источников питания от 1000Вт включает в себя порядка 24 моделей, что позволяет подобрать подходящую серию практически под любое использование, исходя из их отличительных особенностей.

Наиболее развитый функционал имеют блоки питания серий RSP (модели на 1000, 1500, 1600, 2000, 2400, 3000Вт) – относятся к программируемым блокам питания большой мощности, то есть имеют развитый функционал – регулировку (программирование) выходного напряжения в широких пределах, функцию параллельного соединения для увеличения выходной мощности Current Sharing и другие полезные функции. У блока питания RSP-1600-48 также есть функция регулировки (программирования) выходного тока в широких пределах.

Внешний вид блока питания серии RSP-2000

Бюджетным аналогом серий RSP-1500/ 1600/ 2000/ 3000 на 48В являются модели NSP-1600-48 и NSP-3200-48, которые имеют несколько ограниченный функционал, что позволяет их использовать там, где некоторые параметры и функции серий RSP избыточны. Подробно о различиях можно узнать в новостях на серию NSP-1600 и серию NSP-3200.

Внешний вид блока питания серии NSP-1600

Практически бесшумными являются блоки питания серий UHP – в блоках питания этих серий отсутствует принудительная вентиляция, то есть охлаждение осуществляется только за счет естественной конвекции воздуха или при помощи дополнительной металлической пластины (радиатора), которая крепится к нижней части корпуса.

Внешний вид блока питания серии UHP-2500

Отдельно важно отметить целый ряд серий мощных источников питания RCP для размещения в Rack стойках (формата 19" дюймов). Блоки питания серий RCP представляют собой AC/DC преобразователи в корпусном исполнении, предназначенном для установки в специальное шасси (корзину) для монтажа в телекоммуникационные стойки 19" формата. Каждый блок питания RCP имеет выходную мощность от 1 до 2кВт (в зависимости от серии), в рамках одной корзины максимальная выходная мощность может быть увеличена (функция Current Sharing). Допускается параллельное соединение источников питания RCP в корзинах до 24кВт в зависимости от серии. Более подробно использование источников питания серий RCP представлено в новости по организации питания Rack систем.

Пример Rack системы питания на основе RCP-1000

Области применения мощных блоков питания с шиной питания 48В достаточно широкие – питание серверного и телекоммуникационного оборудования в датацентрах и ЦОД; питание лабораторных и лазерных установок; в промышленности – питание основного, тестового и измерительного оборудования, а также многие другие применения.

Более подробно технические характеристики представлены в Спецификации на страничке каждого товара, а по вопросам, связанным с выбором и использованием продукции компании MEAN WELL, следует обращаться по адресу электронной почты Meanwell@chipdip.ru.