Как уменьшить ток заряда в блоках питания DRC от MEAN WELL
Для создания системы бесперебойного питания постоянного тока (DC UPS) хорошо себя зарекомендовали источники питания с функцией UPS серий DRC. Источники питания DRC имеют второй канал подключения аккумуляторной батареи (АКБ), что позволяет переключать питание нагрузки на АКБ при пропадании питания от сети переменного тока.
Внешний вид блоков питания серий DRC
Для заряда АКБ в источник питания встроено зарядное устройство (ЗУ), зарядный ток которого нормируется в зависимости от мощности источника питания, и не подлежит регулировке. Также отличительной особенностью источников питания этих серий является встроенные сигналы контроля состояния сети переменного тока (AC OK) и глубокого разряда АКБ (Battery Low).
Условия работы и подключение сигнала контроля AC OK на примере DRC-100 (из Спецификации)
Как уменьшить ток заряда с помощью внешнего резистора
Для базового использования (на полную мощность) фиксированный зарядный ток позволяет подключать АКБ относительно большой емкости, достаточной для продолжительной работы нагрузки. Однако, если при переключении на питание от АКБ мощность нагрузки снижается и/или не требуется продолжительное время ее работы от батареи, то использование АКБ меньшей емкости становится проблематичным, так как большой зарядный ток заметно сократит срок службы АКБ. Поэтому для снижения тока заряда можно использовать дополнительный резистор, на который будет отводиться «лишний» ток и, соответственно, на котором будет рассеиваться «избыточная» мощность.
На примере структурной схемы блока питания серии DRC-60 схема подключения балластного резистора:
Схема подключения балластного резистора и АКБ к источнику питания DRC
Важно! Такое подключение допустимо только для серий DRC-60, DRC-100, DRC-180, так как эти блоки питания имеют встроенное реле для сигнала контроля AC OK. Контакт этого реле допускает протекание тока до 1А при напряжении до 30В. Поэтому максимальный ток, который можно «убрать» из зарядного тока, не должен превышать 1А!
Ключевой особенностью этой схемы является использование релейного контакта AC OK, который замкнут при наличии внешней сети переменного тока (основной канал питания нагрузки), и который включает резистор балласта в цепь в процессе заряда аккумуляторной батареи. Таким образом, ток заряда от источника питания DRC делится на ток непосредственно заряда АКБ, и на «лишний» ток, который протекает через резистор балласта. При пропадании внешней сети переменного тока контакт AC OK размыкается и ток от АКБ идет только на питание нагрузки, без ответвления на резистор балласта, то есть энергия АКБ расходуется только на нагрузку без лишних трат.
Как определить параметры резистора балласта
В первую очередь надо выбрать ток, который будет протекать через резистор балласта, и на значение которого будет снижен ток заряда. Далее сопротивление резистора балласта определится по формуле:
Формула расчета сопротивления резистора балласта
Возьмем, например, ток через резистор балласта равным 0.5А. Для блока питания DRC-60A с номинальным напряжением 13.8В сопротивление резистора балласта составит 13.8В / 0.5А = 27.6Ом. Выбираем ближайшее значение сопротивления из ряда Е12 – 27 Ом. Так как сопротивление резистора достаточно низкое, а протекающий ток относительно высок, то важно учесть мощность рассеивания резистора по формуле:
Формула расчета мощности рассеивания на резисторе балласта
Для нашего примера мощность рассеивания составит 27Ом * 0.5А * 0.5А = 6.75Вт. Соответственно мощность рассеивания резистора должна быть не менее 7 Вт, а желательно значительно выше, так как вся эта мощность на резисторе образуется в тепло, которое может значительно повысить температуру окружающих компонентов. Либо можно предусмотреть вентилятор обдува, но тогда придется тратить энергию аккумуляторной батареи на охлаждение резистора балласта, что еще больше увеличивает мощность потерь всей системы электропитания в целом.
Резистор подходящего сопротивления и мощности можно выбрать в этой группе по параметрическому поиску. Для расчетного примера подходящим вариантом является цементный резистор SQP 10Вт 27 Ом, 5%, Резистор проволочный мощный. Оставшийся ток (для DRC-60A) 1.5А – 0.5А = 1А (максимальный ток заряда 1.5А минус ток резистора балласта 0.5А) идет на заряд АКБ, то есть с помощью балластного резистора 27 Ом ток заряда АКБ снижается на треть.
Также стоит отметить, что фактический ток заряда может отличаться от номинального для конкретной модели источника питания серий DRC, поэтому целесообразно его проверять на испытательном стенде и, при необходимости, корректировать расчет сопротивления резистора балласта.
Подробно технические характеристики источников питания серий DRC представлены в Спецификации на странице товара, а по вопросам, связанным с выбором и использованием продукции компании MEAN WELL, следует обращаться по адресу электронной почты Meanwell@chipdip.ru.