Введение

В ряде областей техники, науки и промышленности, таких, например, как автоматизированные производственные сети, системы мониторинга и тестирования различного рода оборудования, производство электронных компонентов, металлизация, травление и другие, необходимы специализированные источники питания (ИП) со стабильным и точным выходным напряжением, с возможностью локального и удаленного управления и непрерывного отслеживания параметров.

Компания TDK-Lambda, входящая в корпорацию TDK, является ведущим мировым производителем источников питания AC/DC, DC/DС-конвертеров и ЭМС/ЭМП-фильтров [1]. TDK была основана в 1935 г. для разработки и производства ферритовых изделий. В настоящее время корпорация является одним из крупнейших производителей электронных компонентов в мире. Более 100 офисов продаж и производственных площадок расположены в 30 странах по всему миру, в том числе и в России. Одно из направлений деятельности подразделения TDK-Lambda связано с разработкой и производством программируемых ИП.

В 2001 г. были выпущены первые модели программируемых ИП серии ZUP (сокращение от «Zero Up»), разработанные израильским подразделением компании.

Серия ZUP включает в себя модели ZUP6, ZUP10, ZUP20, ZUP36, ZUP60, ZUP80 и ZUP120 с максимальной мощностью от 198 до 864 Вт и выходными напряжениями в диапазонах от 0–6 до 0–120 В. Серия ZUP включает в себя линейки ZUP200, ZUP400 и ZUP800 с максимальной мощностью от 198 до 864 Вт и выходными напряжениями в диапазонах от 6 до 120 В. Существует достаточно много публикаций по разным моделям серии ZUP. Подробную информацию по этой серии можно найти на сайте [2].

Стоит отметить, что, несмотря на выход более современного аналога — серии Z+, серия ZUP широко используется в различных применениях и в настоящее время.

Серия ZUP широко используется до сих пор, однако для новых разработок рекомендуется использовать серии Z+ и Genesys. И поскольку в серии ZUP нет новых моделей, в данной статье мы не будем более к ней возвращаться. Немногим позже, в 2002 г., используя концептуальную базу ZUP, разработчики представили новую и более мощную серию Genesys, которая модернизируется и постоянно пополняется новыми моделями.

Самая последняя серия программируемых источников питания Z+ появилась в 2012 г. и с тех пор регулярно расширяется.

Серии ZUP, Genesys и Z+, оснащенные как цифровыми портами, так и аналоговыми интерфейсами, позволяют проводить непрерывный мониторинг выходного напряжения и тока, а также удаленно и с высокой точностью регулировать эти значения. Дополнительные интерфейсы IEEE, LAN и изолированный аналоговый позволяют использовать программируемые ИП TDK в распределенных сетях питания, в режиме один «ведущий» и 30 «ведомых».

Набор драйверов для различных программных сред, в том числе поддерживающих Windows (доступны на сайте производителя), позволяют применять эти ИП в системах тестирования, управления производством и АСУ.

Рассмотрим подробно новые модели программируемых ИП TDK-Lambda серий Genesys» и Z+.

Новые 15-кВт ИП серии Genesys 3U

В серию Genesys входят высокоэффективные импульсные программируемые ИП типа AC/DC со значениями выходного напряжения и тока, регулируемыми от нуля до номинала.

Модели этой серии выпускаются в различных конструктивах и на различные выходные напряжения. Линейка серии Genesys перекрывает практически полностью диапазон стандартных значений напряжений питания, используемых во многих областях телекоммуникационной индустрии, промышленности, транспорта, техники, науки и медицины: GENH-1U (750 Вт), GEN-1U (750 Вт/1,5 кВт), GEN-1U (2,4 кВт), GEN-2U (3,3 кВт), GEN-2U (5,0 кВт), GEN-3U (10 кВт), ESS (10/15 кВт), EMHP (15–90 кВт). Подробная техническая документация размещена на сайте производителя [3].

В 2015–2016 гг. корпорация TDK-Lambda обновила линейку Genesys 3U и начала коммерческое производство новых моделей: GEN 30–500, GEN 40–375, GEN 50–300, GEN 800–18,8, GEN 1000–15, GEN 1250–12,0, GEN 1500–10,0.

Основные технические параметры новых моделей показаны в таблице 1 [4].

Все новые модели серии Genesys 3U выполнены в стандартном конструктиве 19″, 3U для монтажа в стойке Rack mount. Встроенный охлаждающий вентилятор имеет автоматическую регулировку скорости.

Основные параметры устройства обозначены в его расширенном наименовании. Пример расшифровки парт-номера ИП серии GEN приведен на рис. 1.

Рис. 1. Расшифровка расширенных наименований источников питания серии Genesys 3U

Новые ИП серии спроектированы для различных вариантов входных напряжений трехфазного переменного тока.

Если говорить о серии в целом, концепция линейки Genesys несет в себе следующие функциональные особенности:

• программируемые режимы стабилизации напряжения (CV) и стабилизации тока (CC);
• постоянная индикация выходного напряжения тока и напряжения на цифровых табло;
• постоянная индикация режимов работы с помощью соответствующих светодиодов;
• программирование параметров работы в локальном режиме с помощью органов управления на передней и задней панелях;
• программирование и управление через интерфейсы RS-232, RS-485;
• аналоговое программирование (уровни 0–5 или 0–10 В, 4–20 мА);
• соединение в режиме Multi-Drop (один «ведущий» и 30 «ведомых»);
• возможность дополнительного оснащения ИП интерфейсами GPIB, LAN или интерфейсом для изолированного аналогового программирования/мониторинга;
• возможность параллельной работы ИП в режиме «ведущий»/«ведомый» при активном распределении выходного тока.

Эти программируемые источники питания обеспечивают высокую удельную мощность и низкий уровень пульсаций.

Органы управления, позволяющие задать режим работы и выходные характеристики, размещены на передней и задней панелях приборов. Внешний вид передней панели GEN 30-500 показан на рис. 2 [5].

Рис. 2. Передняя панель программируемого ИП GEN 30–500

На рис. 2 обозначены:

1. Выключатель питания переменного тока AC ON/OFF.
2. Воздухозаборные окна.
3. Прецизионный 16-битный цифровой энкодер (датчик положения) для установки выходного напряжения и его граничных значений (OVP и UVL) в режиме работы с фиксированным напряжением.
4. Информационное табло для визуализации значений выходного напряжения, OVP и UVL.
5. Прецизионный 16-битный цифровой энкодер для установки значений выходного тока, его граничных значений и скорости передачи по цифровым интерфейсам в режиме работы с фиксированным током, а также для контроля работы в режиме Advanced Parallel mode.
6. Информационное табло для визуализации значений выходного тока в режиме работы с фиксированным током, а также суммарного тока в режиме Parallel Master/Slave Mode.
7. Индикаторные светодиоды, показывающие активность текущей функции, например аварийная ситуация, точная настройка, предварительный просмотр настроек, режим ограничения тока, удаленный контроль, наличие выходного напряжения.
8. Кнопки выбора меню конфигурирования (слева направо):
   • FINE — кнопка переключения грубой и точной регулировки выходного напряжения и тока;
   • PREV — кнопка предварительного просмотра настроек и блокировки передней панели;
   • OVP/UVL — кнопка установки граничных значений выходного напряжения Over Voltage Protection (OVP) и Under Voltage limit setting (UVL);
   • FOLD — кнопка включения защиты по току в режиме Foldback Protection;
   • REM/LOC — кнопка переключения в режим локального контроля, а также установки адреса ИП и скорости передачи данных по портам RS-232/485;
   • OUT — кнопка включения/выключения выхода и безопасного автоматического перезапуска

Внешний вид задней панели GEN 30–500 показан на рис. 2.

Рис. 3. Внешний вид задней панели GEN 30–500

На рис. 3 обозначены:

1. Разъем выбора режимов работы Remote/Local с помощью аналогового сигнала;
2. DIP — переключатели выбора шкалы настройки (0–5 или 0–10 В) и других параметров контроля;
3. Разъем DB25 (Female) для аналогового программирования режимов работы и контроля;
4. Разъем RS-485 OUT для подключения других устройств серии Genesys;
5. Разъем RS-232/RS-485 IN для удаленного управления и программирования;
6. Выходные разъемы–клеммы с резьбовыми штифтами для моделей >300 В;
7. Защитная решетка;
8. Контакты для подключения входного переменного напряжения питания — клеммы с резьбовыми штифтами;
9. Дополнительные интерфейсы LAN (LXI Class C), GPIB (IEEE 488.2 SCPI), Isolated Analog Interface

Управлять ИП этой серии очень просто. С помощью энкодеров (рис. 2, позиции 3 и 5), выбирается необходимое значение, которое показывается на табло (рис. 2, позиции 4 и 6). Подробные видеоинструкции по работе с ИП Genesys 3U представлены на сайте [6].

Разъем J1 на задней панели (позиция 3 на рис. 3) позволяет пользователю запрограммировать выходное напряжение и ток ИП с помощью внешнего аналогового устройства. Кроме того, на разъем J1 также выведены сигналы для мониторинга выходного напряжения и выходного тока. Диапазон сигналов аналогового управления можно выбирать между 0–5 или 0–10 В с помощью переключателя настройки SW1 (рис. 3, позиция 2). Когда ИП находится в режиме дистанционного аналогового программирования, последовательной порт также активен и может использоваться для считывания параметров ИП.

Для выбора между локальным или дистанционным аналоговым программированием выходного напряжения и тока на контакт 8 разъема J1 подаются сигналы TTL-уровня.

Когда ИП находится в дистанционном режиме контроля (Remote mode), загорается светодиод REM/LOC на передней панели. При нажатии на кнопку REM/LOC ИП переключается в локальный режим (Local mode). Используя энкодер (позиция 3, рис.2), можно выбрать адрес устройства и установить необходимое напряжение.

Для удаленного программирования (Remote mode), наряду с аналоговым способом, может быть использован и резистивный фиксированный метод, при котором с помощью соответствующих резисторов соединяются контакты 9 и 10 на разъеме J1.

На контакт 21 разъема J1 также выводятся сигналы, показывающие текущий режим работы (Local mode или Remote Analog mode).

Удаленное программирование и управление в новых моделях доступно с помощью встроенных аналогового и цифрового мониторов Remote Analog Program/Monitor и «Remote Digital Serial Communication (RS-232/RS-485).

Все новые модели серии Genesys 3U, так же, как и предыдущие, имеют стандартный встроенный 16-разрядный цифровой интерфейс RS-232/RS-485. В базисной комплектации прибора на разъем 5 (рис. 3) выведен интерфейс RS?232 со скоростью передачи от 1200 до 19200 кбит/с. Для выбора интерфейса используется переключатель SW1 (6): нижнее положение соответствует RS-232, а верхнее переключает разъем в режим RS-485.

Кроме того, по специальному заказу доступны модели с дополнительными интерфейсами LAN, IEEE (соответствие стандартам IEEE 488.2 & SCPI) и интерфейсом Isolated Analog (5/10 В, 4–20 мА). Интерфейс LAN соответствует стандарту LXI, Class C.

В принципе, существуют модели серии Genesys 3U, оснащенные дополнительным портом USB, совместимым со спецификацией USB 2 [7]. Эти модели поставляются по специальному заказу, который нужно предварительно согласовывать с локальным дистрибьютором TDK-Lambda.

Модели с USB-портом имеют на задней панели четырехконтактный разъем USB-B и дополнительный переключатель USB-RS232/485.

Драйверы USB с поддержкой Windows, Mac OS, Linux и Windows CE входят в комплект поставки. Дополнительные драйверы доступны на сайте [8].

При включении USB отключаются порты RS-232/485, и наоборот, при включенном RS-232/485 не доступен USB-порт.

Модели с расширенными функциями можно использовать в качестве ведущего устройства, подключенного через USB или RS-232 к серверу. С другой стороны, через разъем RS-485 OUT (позиция 4 на рис. 3) к этому «ведущему» можно подключить до 30 «ведомых» ИП серии Genesys 3U стандартного исполнения.

Необходимо обратить внимание на то, что, как отмечено в технической документации, дополнительные функции IEMD, LAN, Isolated Analog не сочетаются друг с другом, т.е. при заказе доступен только один из этих интерфейсов.

Все новые модели серии Genesys 3U, так же, как и предыдущие, имеют стандартный встроенный 16-разрядный цифровой интерфейс RS-232/RS-485.

На индикаторном табло источника, оснащенного LAN, после подключения к сети высвечивается IP-адрес 169.254.xxx.xxx, который ИП назначает самостоятельно, но который пользователь может изменять. Таким образом, пользователь получает непосредственный доступ к ИП через веб-панель, а также возможность удаленного контроля и управления такой сетью электропитания.

Универсальный приборный интерфейс IEEE (GPIB), соответствующий стандарту IEEE488.2 SCPI, позволяет подключать к ИП внешний микроконтроллер для обработки данных.

Дополнительные интерфейсы LAN и IEEE позволяют реализовать режим работы Multi-Drop (многоточечная линия), в котором ведущее устройство, оснащенное LAN, может управлять сетью из тридцати ведомых устройств через RS-485, без использования интерфейсной платы GPIB в каждом ИП.

Работа с цифровыми интерфейсами реализуется либо с помощью визуально-графических приложений, либо с помощью специальных команд GEN series communication language. Формат данных: ASCII, 8 bits/character, no parity bit, one stop bit. Все команды разбиты на четыре группы: Initialization Control (инициализация), ID Control (контроль идентификационного имени), Output Control (управление выходом), Status Control (контроль состояния).

Например, команда :ADRn устанавливает связь с модулем, имеющим указанный адрес «n»; команда :IDN? возвращает идентификационные данные источника питания, как строку ASCII (например, TDK-Lambda, GENX-Y); команда :PV n устанавливает необходимое выходное напряжение. Команда RCL возвращает предыдущие настройки.

Наряду со стандартными существуют и групповые команды (Global Output Commands), которые дают возможность быстрой установки одинаковых параметров на всех ИП сети. Так, например, по команде GOUT OFF будут отключены все источники сети.

Подробное описание всех специальных команд серии Genesys 3U приведено в инструкции пользователя [9]. При соединении компьютера через USB указанные команды также будут поддерживаться.

Одна из основных характерных особенностей, благодаря которой программируемые ИП TDK считаются уникальными в своем классе, связана с расширенным набором локально и удаленно регулируемых параметров.

Основные регулируемые через аналоговый интерфейс параметры приведены в таблице 2.

В таблице 3 приведены значения дискретности и точности в разных режимах цифрового программирования и считывания показаний для ИП серии Genesys 3U.

Вместе с новыми моделями, упомянутыми в таблице 1, вся линейка Genesys 3U позволяет организовать системы питания для устройств с номинальными напряжениями питания от 7,5 до 1500 В при токах от 6,7 до 1000 А.

Напомним, что цифры в названии обозначают выходное напряжение и ток (рис. 1).

Несомненным преимуществом моделей серии Genesys 3U является то, что их можно подключать параллельно друг другу (режим Advanced Parallel Master/Slave Mode). В этом режиме один модуль выступает в качестве «ведущего» и выполняет все функции управления и контроля. Остальные модули выполняют пассивную роль, умножающую выходную мощность. Таким образом, до четырех ИП серии Genesys 3U могут работать, как один блок питания мощностью 60 кВт. Следует отметить, что конструкция воздухозаборных окон позволяет размещать ИП в стойке вплотную друг к другу, без дополнительного зазора между ними, что существенно экономит занимаемое оборудованием пространство.

Два ИП серии Genesys 3U можно подключать последовательно друг другу в режиме Series operation. Данный режим позволяет увеличить выходное напряжение или создать двухполярный источник питания.

Режим автоматического перезапуска Auto-Restart позволяет вернуться к предыдущим настройкам с использованием функции Last Setting Memory сразу после включения питания. А при выборе режима безопасного перезапуска (Safe Start) ИП вернется к предыдущим установкам только после получения команды пользователя на включение выхода. При безопасном перезапуске пользователь может выбрать вариант, когда ИП вернется к предыдущим установкам после выключения питания или останется в состоянии с нулевым напряжением на выходе, ожидая новых инструкций от пользователя.

Функции OVP (Over Voltage Protection) и UVL (Under Voltage limit setting) задают допустимые границы изменений выходного напряжения. Функция Foldback Protection обеспечивает надежную защиту от перегрузок по току, отключая выход при приближении к порогу токоограничения.

Новые модели ИП поддерживают работу с такими инструментальными платформами, как NI LabVIEW и NI LabWindows, и могут использоваться в различных тестовых установках и в сложных производственных линиях.

На сайте TDK-Lambda [11] доступны для бесплатного скачивания драйверы для LabView, LabWindows, а также драйверы IVI-Coм и IVI-C для последовательного соединения, IEEE, LAN.

Программное обеспечение Genesys Control Software 3.3, работающее в среде Windows, предназначено для управления одним или двумя ИП Genesys, подключенными к ПК через интерфейс RS-232 (USB) [12]. Практически, это ПО дублирует функции передней панели ИП на экране компьютера.

На всю продукцию серии Genesys дается пятилетняя гарантия. Все новые модели этой серии имеют сертификаты CE (Low Voltage and EMC Directives), RoHS, Safety Agency approvals UL/cUL 60950-1 и EN 60950-1.

Подробная техническая документация на новые ИП серии Genesys 3U доступна на сайте [13].

Новые модели малогабаритных программируемых 800-Вт ИП серии Z+

В серию Z+ входят малогабаритные программируемые ИП средней мощности. Эта серия изготовлена в корпусе стандарта 2U с габаритами 83?70?350 мм (базовый вариант). В зависимости от использования, существуют два варианта исполнения — корпус настольного типа и корпус для монтажа в стойку 19-inch rack. В такой стойке можно смонтировать до шести ИП серии Z+ стандартного исполнения.

Линейка сод

Задать вопрос о товаре  - отвечаем в течении нескольких часов.