高電力密度のビルトイン電源

RECOM RACM1200-V with Summit Series logo
AC/DCおよびDC/DCコンバータのメーカーとして知られるRECOMは、1.2kW出力のAC/DC電源、RACM1200-Vを発売しました。このAC/DCコンバータは、医療用アプリケーション向けのすべての認証を受けています。このコンバータはオーストリアで開発され、ヨーロッパで製造されており、輸送ルートやサプライチェーンを短縮することでサステナビリティに貢献しています。

1kW以上の電源を必要とする例として、ロボットが挙げられます。ロボットは産業用だけでなく、最近では医療現場でも使用されています。ロボットが外科医を補助する際には、剛性の高いロボットアームが目的の位置に正確かつ振動なく移動しなければならず、そのために高トルクのステッピングモーターが必要になります。モーターの消費電力は相応に大きくなりますが、衛生上の理由で手術室にファンを設置することはできないので、電源ユニットはベースプレート冷却でなければなりません。また、IEC/ENやANSI/AAMI 60601-1(第3版)のような、産業用よりも高い絶縁要件を満たす必要があります。医療用に認証された電源は、産業用に使用することができますが、その逆はできません。
Precision robotic arm in lab
イメージ1:医療用コボット
電源ユニットが患者に直接接触する機器への電力供給に使用される場合は、二重絶縁と二重沿面距離が必要で、いわゆる2xMOPP絶縁に準拠する必要があります。RECOMは「安全な選択肢が唯一の選択肢」という原則をRACM1200-Vに一貫して適用しています。RACM1200-Vは、医療用に必要な承認試験をすべてクリアしています。

RACM1200-Vは、ファンなしで広い電力範囲で動作し、新しい基準となる驚くほどコンパクトなデザインを実現しています。特殊なベースプレートにより、連続出力1000Wまでの放熱が可能です。2つの追加出力は、多くのアプリケーションで追加の電源を置き換えることができます。1つの出力は5Vから12Vまで調整可能で、例えばファンに電力を供給することができます。2つ目の出力は5V/1Aで、電源ユニットのスタンバイモードでも機能します。

RACM1200-Vは、主電源と出力電圧の間に4kV(AC)の高い絶縁強度があるため、電源ユニットを必要とするほとんどの分野で使用することができます。充電器やLED照明だけでなく、レーザー機器、分析機器、高周波機器、ロボットや医療用ベッド・チェア、さらには患者に接触する医療機器など、電源ユニットが必要とされるほとんどの機器に活用できます。このように、これら機器の開発者は必要な仕様を満たした電源ユニットを自由に使うことができるのです。IEC 60601-1 認証を受けた電源ユニットであってもシステム全体の IEC 60601-1 への準拠を保証するものではありませんが、前提条件となっています。これは、最終製品のスムーズな認証プロセスに非常に役立ち、開発コストの節約にもなります。

このユニットは2xMOPP(Means of Patient Protection)の絶縁を保証するように設計されていますので、これらの患者保護対策と低リーク電流により、医療安全基準を満たすことが保証されています。

また、信号出力と5V出力は、主電源電圧に対して1.5kV(AC)の絶縁が施されています。 EMCフィルタリング機能を内蔵しており、放射妨害および伝導妨害に対して十分なクラスBのクリアランスを確保しています。また、産業用途、情報技術機器、医療機器の国際安全規格に適合しています。


図2:RACMxxシリーズの医療用認証電源(左から230W、550W、1200W)。

1200WのAC/DCコンバータ1台で多くのアプリケーションに対応し、複数の小型コンバータを置き換えることができます。1台の高出力AC/DCコンバータの動作電力は、複数の小型コンバータの動作電力よりも高くなります。それぞれの電源には内部消費電力があり、それは可能な限り低く抑えられていますが、複数の電源を使用すると内部消費電力は増加します。例えば、1つのシステムラックに12個の100W電源があり、それぞれが2Wの内部消費をしている場合、合計で24Wのロスが発生します。それに比べて、大型コンバーターの損失はわずか2W。ギアトレイが連続稼働した場合、1年間で約200kWhの節約になります。RACM1200の無負荷時の消費電力は0.75W(主出力はオフ、補助出力はアクティブのまま)で、"80 Plus Platinum”および "Ecodesign Lot 6"の基準を満たしています。

入力電圧範囲は、AC85VからAC264Vです。1000Wの出力を接触冷却式の金属筐体で実現しており、設置面積はわずか102mm x 229mm、高さは40mmです。10秒間の出力で1200Wの出力も可能ですが、1200Wの出力を一定に保つためには、筐体に2.5m/sの空気を送り込むファンが必要です。追加出力によりユーザーがファンを制御することができ、温度管理が可能となります。

RACM1200-Vの主要データ

出力電力:1000W(周囲温度40℃、入力電圧230V時)、1200W(ファン付き、または短時間のピーク負荷時)。
接続部を含む寸法(LxWxH):228.0mm x 96.2mm x 40.0mm、他のメーカーでは接続部が機械的に露出しています。
パワー密度:
効率:95%。 図2参照。
力率:図3参照
Efficiency vs. output power graph
図3:効率曲線
Power factor vs. output power graph
図4:力率
重量:1kg(標準値)。
入力電圧:85V~264V。
出力電圧:
  • 24Vバージョンはディップスイッチにより100mVステップで最大28Vまで調整可能。
  • 48Vバージョンはディップスイッチにより200mVステップで最大56Vまで調整可能。
最大出力電流:50A@24V、25A@48V。
主出力および補助電圧の保護機能:
  • 過電圧、自動リセット。
  • 過電流・短絡(自動リセット)。
  • 過熱、自動リスタート。
温度範囲:-40°C~80°C、50°Cからのディレーティングはデータシート参照。
製品寿命(周囲温度40℃の場合): 88000時間。
出力電圧の最大リップル:出力電圧の1%。
出力電圧の許容範囲:標準1%@25°C, 25℃以上で2%以内。
IEC/EN 62368, UL/IEC/EN 60601認証済。
IEC/EN 61558-2-16、IEC61010-1、OVC III(IEC62477-1、2000mまで)適合。
アルミニウム製ベースプレートまたはファンによる冷却。 高所での動作:海抜5000m(IEC/EN62368-1)、海抜4000m(IEC/EN60601)。
追加出力電圧:5V/1A、絶縁型。
スタンバイ時の消費電力:<1W以下(エコデザイン)。
動作状態のLED表示:便利なだけでなく、安全性にも貢献。
リモートオン/オフ:TTL入力。
ACオーケー:オープンコレクタ出力。
PSU-good:オープンコレクタ出力。
PSU-good:オープンコレクタ出力ピン;電源が動作し,出力電圧に問題がなく,温度が許容範囲内で,内部エラーがないこと。安全性、信頼性、品質を重視。
患者に流れる最大リーク電流:N.C.時100μA(通常時)、S.F.C.時500μA(ワン・フォルト・ケース時)。
医療保護クラス:2xMOPP
出力電圧を正確に調整:ラインの電圧降下を抑制するために、2本の追加センスラインを介して出力電圧を測定し、任意のポイントで制御する「リモートメイン出力電圧センシング」を採用しています。これにより、大電流(25A/50A)が流れるラインでの電圧降下がなくなりました。起動は2つのTTL入力(5V)で行います。



図5:メイン出力電圧のリモートセンス
アプリケーション
  Series
1 AC/DC, 1200.0 W, Single Output, Connector RACM1200-V Series
Focus
  • Up to 1000 Watt fan-less power / 1200W boost
  • Designed and manufactured in europe
  • Efficiency exceeding 90% from 15% load
  • Wide Operating temperature range -40…+80°C