Surse de putere limitată – LPS

5 OCTOMBRIE 2017

O sursă de putere limitată (LPS - Limited Power Source) este un circuit secundar cu o tensiune de ieșire a circuitului deschis, Uoc, care nu depășește SELV (Safety Extra-Low Voltage), respectiv tensiunea de vârf 42.4Vac sau 60Vdc. Puterea maximă aparentă (măsurată în Volt × Amper) disponibilă la ieșire în orice condiții de încărcare și valoarea maximă a curentului la căderea sursei (Isc) disponibil la ieșire în orice condiții de încărcare (inclusiv un scurtcircuit), sunt limitate la mărimi care nu produc aprindere, în condiții de defecțiune a componente­lor montate pe un circuit imprimat sau chiar a circuitului, fabricate din materiale cu un grad adecvat de inflamabilitate (vezi: UL 94 - standard pentru Siguranța inflamabilității materialelor plastice pentru componentele dispozitivelor și aparatelor și IEC 60950-1 clauza 4.7 - standard pentru Cerințe de bază pentru siguranța echipamentelor IT).

Exemple comune de LPS
Care sunt sursele de putere limitată? De cele mai multe ori, ieșirea DC a adaptoarelor externe AC/DC respectă cerințele LPS, iar marcajele pe adaptor pot include un marcaj “LPS” pe plăcuța de identificare. Alimentările interne AC/DC cu ieșire nominală <100W respectă limitele LPS. De asemenea, ieșirile acumulatorilor sunt adesea LPS. Este important să rețineți că dacă intenționați să vă bazați pe o sursă de alimentare sau un acumulator pentru a furniza o ieșire LPS pentru alimentarea produsului, nu vă bazați doar pe declarația producătorului pentru asta! Solicitați și examinați standardul IEC 60950-1 clauza 2.5 pentru a vă asigura că există dovezi obiective conform cărora cerințele LPS sunt îndeplinite.

4 moduri de a respecta IEC 60950-1 clauza 2.5
Clauza 2.5 oferă patru metode acceptate de reali­zare a limitărilor de putere și de curent pentru a corespunde LPS:
• Limitarea inerentă a puterii prin transformator;
• Impedanța liniară (un rezistor, metodă rar utilizată) sau neliniară (un PTC) care asigură limitarea puterii; Rețineți că dispozitivele PTC utilizate pentru respectarea limitelor LPS trebuie să fie certificate în conformitate cu IEC 60730-1.
• O rețea de reglare prin feed-back care asigură limitarea puterii atât în condiții normale, cât și în condiții de o singură defecțiune (metodă des utilizată);
• Un dispozitiv de protecție la supracurent (o siguranță sau un întrerupător) care asigură limitarea puterii.

Transformatorul SELV nu are legătură între pământ (E) și bobinajul secundar. Transformatorul PELV are o legătură între pământ (E) și bobinajul secundar.

Ce este SELV?
SELV reprezintă siguranța la joasă tensiune. Unele manuale de instalare a surselor de alimentare AC/DC conțin avertismente referitoare la SELV. De exemplu, este posibil să existe un avertisment despre conectarea a două ieșiri în serie, deoarece tensiunea mai mare rezultată poate depăși nivelul de siguranță SELV definit, care este mai mic sau egal cu 60Vdc. În plus, pot apărea semnale de avertizare cu privire la protejarea terminalelor de ieșire și a altor conductoare accesibile din sursa de alimentare cu capace pentru a împiedica atingerea acestora de către personalul de operare sau scurtcircuitare accidentală de un instrument. Protecția prin SELV este utilizată în situații cu risc înalt în care funcționarea echipamentelor electrice prezintă un pericol grav pentru siguranță. O locație tipică este într-o zonă dintr-o piscină cu apă. Tensiunea nominală pentru o dispo­zitiv de lumină din piscină nu trebuie să fie peste 12Vac sau 30Vdc. În acest sistem nu există nicio cale de întoarcere a curentului prin pământ, deoarece NU este permis conductoarelor de protecție la pământ să fie instalate pe partea secundară ELV a transformatorului. UL 60950-1 afirmă că un circuit SELV este un “circuit secundar” care este proiectat și protejat astfel încât în condiții normale și singulare de defect, tensiunile acestuia să nu depășească o va­loare sigură. Un “circuit secundar” nu are nicio legătură directă cu circuitul primar (rețeaua AC) și își obține puterea prin intermediul unui transformator, convertor sau dispozitiv de izolare echivalent.

MeanWell HDR-15-12 Sursă LPS de 15W, 12Vdc, curent max.1.92A, ieșire ajustabilă 10.8 … 13.8Vdc. Limitare la curent constant la suprasarcină, potrivită pentru sarcini capacitive și inductive.

MeanWell HDR-60-24 Sursă LPS de 60W, 24Vdc, curent max. 2.5A, ieșire ajustabilă 21.6 … 29Vdc. Limitare la curent constant la suprasarcină, limitare hiccup la scurtcircuit, revine automat la condiții normale.

MeanWell HDR-30-48 Sursă LPS de 30W, 48Vdc, curent max.0.75A, ieșire ajustabilă 43.2 … 55.2Vdc. Limitare la curent constant la suprasarcină, revine automat la condiții normale.

Majoritatea surselor AC/DC cu comutare cu ieșiri de joasă tensiune, de până la 48Vdc, corespund cerințelor SELV. Cu o ieșire de 48Vdc, setarea OVP (Over Voltage Protection – protecția la supratensiune) poate fi de până la 120% din valoarea nominală, ceea ce ar permite ca ieșirea să ajungă la 57.6Vdc înainte ca alimentarea să se oprească; acest lucru ar fi în continuare conform cu tensiunea maximă de 60Vdc pentru SELV.
O ieșire SELV este realizată prin izolarea electrică cu izolație dublă (zisă izolație armată sau ecranare de protecție) între partea primară și cea secundară a transformatoarelor. Sistemul de tensiune extrem de scăzută este separat electric de pământ și de alte sisteme, în așa fel încât o singură defecțiune să nu poată genera un șoc electric.
În plus, pentru a respecta specificațiile SELV, tensiunea dintre două părți accesibile / conductoare sau între o singură parte accesibilă / conductoare și res­pectiv pământ nu trebuie să depășească o valoare sigură, care este definită ca vârf de 42.4 Vac sau 60 Vdc și a nu depăși mai mult de 200 ms în timpul normal de operare. Sub o singură condiție de avarie, aceste limite sunt permise să depășească vârful de 71 Vac sau 120 Vdc pentru cel mult 20 ms.
E posibil să găsiți alte specificații electrice care defi­nesc SELV în mod diferit. Definițiile / descrierile de mai sus se referă la SELV așa cum sunt definite de standardul UL 60950-1 (o parte din IEC 60950-1) și alte specificații asociate referitoare la sursele de alimentare de joasă tensiune.
Vezi: https://standardscatalog.ul.com/standards/en/standard_60950-1_2

Există o anumită confuzie cu privire la originea acronimului: “SELV” înseamnă “tensiune extra-joasă separată” (separated extra-low voltage) în standardele de instalare (de ex., BS 7671) și pentru “tensiune extra-joasă de siguranță” (safety extra-low voltage) în standardele aparatelor (de ex. BS EN 60335 ).

Siguranța unui circuit SELV este asigurată de:
tensiunea foarte scăzută
riscul redus de contact accidental cu o tensiune mai mare;
lipsa unei căi de întoarcere prin pământ (Earth, Ground) pe care ar putea-o avea curentul electric în cazul contactului cu un corp uman.

Proiectarea unui circuit SELV implică în mod obișnuit un transformator izolator, distanțe minime garantate între conductoare și bariere izolate electric. Conectorii electrici ai circuitelor SELV trebuie proiectați astfel încât să nu se cupleze cu conectorii utilizați în mod obișnuit pentru circuitele non-SELV. Un exemplu tipic pentru un circuit SELV este un încărcător de clasă III, alimentat de la o sursă de ali­mentare de clasă II. Vezi Nota de la finalul articolului.

Ce este PELV?
PELV (Protective Extra-Low Voltage) se referă la protecție specială de joasă tensiune.
Un sistem de joasă tensiune care nu este separat electric de pământ, dar care îndeplinește, în caz contrar, toate cerințele pentru SELV.
Protecția prin PELV este utilizată în cazul în care este necesară o tensiune suplimentară scăzută, dar riscul de șoc electric este mult mai mic decât cel așteptat pentru o situație de cablare SELV.
Un sistem PELV poate include adăugarea protecției circuitului în conductoarele secundare ale circuitului ELV. Rețineți: Deși nu este necesar un pământ de protecție pe secundar al unui transformator PELV, se poate utiliza în cazul în care echipamentul conectat are nevoie de el. Aplicațiile tipice pentru sistemele PELV includ: iluminatul general ELV, Blocuri de automatizare, Circuitele de control al dispozitivelor ELV, iluminatul în grădini.
Vezi: www.schneider-electric.co.in/en/faqs/FA253330

MeanWell HDR-100-48 Sursă de 100W LPS sau Non LPS, 48Vdc, curent max. 1.92A (LPS) sau 2.1A (Non LPS), ieșire ajustabilă 48 … 48.7Vdc (varianta LPS, Blank Type – tensiune ajustabilă limitat) sau 43.2 … 55.2Vdc (varianta Non LPS). Limitare la curent constant la suprasarcină, revine automat la condiții normale.

Componentele SELV și PELV sunt specificate ca trans­formatoare de izolare de siguranță în standardul EN 61558-2-6. Ele sunt aproape identice – în măsura în care ambele au o înfășurare primară și secundară.
Diferența principală e că transformatorul SELV nu are legătură între pământ și bobinajul secundar, în timp ce transformatorul PELV are o conexiune la pământ din bobinajul secundar.

SELV și PELV, comparativ
În cazul în care se utilizează un transformator PELV, iar tensiunea nominală nu depășește 25 Vac sau 60 Vdc, într-o locație normală uscată, părțile conductive expuse trebuie să fie conectate printr-un conductor de protecție la terminalul de împământare principal, pentru instalare, în cazul în care se poate omite protecția împotriva contactului cu componentele sub tensiune.
Protecția împotriva defecțiunilor într-un sistem PELV este asigurată de protecția circuitului primar, dat fiind conexiunea bobinei secundare cu terminalul de împământare al instalației. Dezavantajul unui sistem PELV este că defecțiunile din altă parte a instalației pot provoca tensiuni pe sistemul PELV prin conductorul său de protecție la pământ.
Dezavantajul unui sistem SELV este că acesta trebuie să fie complet separat de orice circuite de joasă tensiune, deoarece nu utilizează conductoare de protecție. Protecția la supracurent într-un sistem SELV fără împământare cere ca, acolo unde este necesar, fiecare dispozitiv să fie conectat cu ambele conductoare (L,N) la rețea. Necesitatea de a asigura o separare totală într-un sistem SELV și lipsa conductoarelor de protecție necesită utilizarea unor orificii de priză care nu sunt interschimbabile cu LV sau alte sisteme ELV prezente în aceeași locație. Acest lucru va reduce orice posibilitate ca o conexiune la Earth să poată fi făcută din greșeală.

Încadrarea în standarde la emisii și imunitate EMC
Compatibilitatea electromagnetică (EMC) este o caracteristică a echipamentului ce definește funcțio­narea acceptabilă în mediul cu Interferență electro­magnetică (EMI). Un echipament ce conține o sursă de putere poate fi o cauză de perturbații electromagnetice (interferențe) ce se pot cupla la un echi­pa­ment victimă în 4 moduri: conductiv, capacitiv, magnetic și prin radiație. O sursă de alimentare cu putere lucrând în comutare este un consumator din rețeaua AC. În funcție de tip, sursa de alimentare produce perturbații: conductiv în rețeaua AC, sub formă de curenți armonici ale propriei frecvențe de comutare și radiativ prin câmp electromagnetic.
Standardul EN 61000-3-2 stabilește câteva norme practice și oferă o definiție mai clară a clasei echipamentelor, tratând armonicile pentru produse având consum <16A. Standardul EN 55032 indică testările pentru încadrarea în compatibilitatea electro­mag­netică (EMC) a echipamentelor multimedia (MME) cu surse de alimentare DC sau AC r.m.s sub 600V.

Armonicile sunt curenți sau tensiuni “non-liniare” ce apar într-un sistem de distribuție electrică, cauzate de sarcini neliniare (adică sarcini care trag curentul cu o formă de undă care nu este aceeași cu cea a tensiunii de alimentare). Dispozitivele tipice care produc armonici sunt echipamente cu motor (ventilații, pompe, unelte de mână, acționări de uși etc), aparate de uz casnic (televizoare, cuptoare cu microunde, echipamente de iluminat și dimmer) și echipamente de birou (calculatoare, imprimante) prin sursele lor de alimentare cu putere electrică.
Vezi: www.epsma.org/PFCver100406_b.pdf

Mean Well Seria HDR – surse de putere LPS cu montare pe șină DIN
Seria HDR face parte din categoria Green Products. Având izolație de Clasa II și îndeplinind cerințe LPS, aceste surse de alimentare sunt conforme cu EN61000-3-2 Clasa A (reglementarea UE pentru curentul armonic), respectă normele de siguranță EN61558-2-16 / UL508 / UL60950-1, TUV, CB și CE și consum în standby < 0,3W.
Cu protecție la scurtcircuit, suprasarcină și supratensiune, seria HDR are o garanție de 3 ani. Sursele HDR-15/30/60 sunt LPS. HDR-100 are variante LPS și Non-LPS.
Încă de la lansarea pe piață a seriei HDR-15/30/60/100 (15W/30W/60W/100W), noile surse de alimentare cu montare pe șine DIN rail TS-35/7.5 sau TS-35/15 au primit o reputație deosebită în domeniul automatizării clădirilor și al sistemului de control al locuințelor.
Caracteristicile familiei HDR: carcasă din plastic, intrarea 85 ~ 264VAC (277VAC operațional), consum redus de energie fără sarcină (<0,3W), eficiență ridicată de lucru (90%), tensiune de ieșire DC reglabilă, temperatura mediului în gama -30°C ~ +70°C (fără ventilator, răcire prin convecție). Se încadrează în standardul Uniunii Europene DIN EN43880 (dimensiunile carcasei și dimensiunile asociate instalării) și au designul subțire (ultra slim), W × H × D: 70 (4SU) × 90 × 54.5 mm.
Datorită caracteristicilor sale supreme, normele de siguranță complete și avantajele competitive ale prețurilor, familia HDR este cea mai bună alegere în domeniul automatizării clădirilor, a sistemului de control al gospodăriei, a sistemului de control industrial și a aplicațiilor aparatelor electromecanice!
Tensiuni de ieșire DC: 12V, 15V, 24V, 48V.
În funcție de variantă, LPS sau Non LPS, tensiunea DC la ieșire poate fi ajustată: 

LPS: 12~13V, 15~17V, 24~25.5V, 48~48.7V
Non LPS: 12~13.8V, 13.5~18V, 21.6~29V, 43.2~55.2V

Notă
Clasele de protecție IEC
: utilizate în industria de fabricare a aparatelor electrice pentru a diferenția cerințele conectării de protecție la pământ ale dispozitivelor.

Clasa I: Aceste dispozitive trebuie să aibă șasiul conectat la pământ electric (la sol) cu un conductor de împământare. O defecțiune a aparatului care cauzează contactul cu conductorul viu va provoca o curgere de curent în conductorul de împământare. Curentul ar trebui să declanșeze fie un dispozitiv de curent în exces, fie un întrerupător de curent rezidual, care va întrerupe alimentarea cu energie a aparatului.
Clasa II: Un aparat electric de Clasă 2 sau dublu izolat este proiectat astfel încât să nu necesite (și nu trebuie să aibă) o conexiune de siguranță la pământul electric (la sol).
Clasa III: Proiectată pentru a fi alimentată de la o sursă de ali­mentare SELV. Tensiunea provenită de la o sursă SELV este suficient de scăzută încât, în condiții normale, o persoană poate intra în siguranță în contact fără a suferi șocuri electrice. În consecință, nu sunt necesare cerințele suplimentare de siguranță încorporate în aparatele de Clasă 1 și Clasă 2.
Vezi: www.sunpower-uk.com/glossary/iec-protection-classes

Constantin Savu
Director General
Ecas Electro

ECAS Electro | www.ecas.ro

ECAS Electro este distribuitor autorizat pentru sursele de alimentare MeanWell®

Detalii tehnice și comerciale: birou.vanzari@ecas.ro

Detalii tehnice: ing. Emil Floroiu emil.floroiu@ecas.ro

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *