설치만 하면 끝: 조용히 작업을 수행하는 1kW AC/DC!

AC/DC 설계 팀은 집단 심호흡을 하고 연필(요즘은 스타일러스 펜을 사용하는 경우가 많습니다)을 들고 수천 가지의 설계 결정을 내려야 하는 사안을 검토하기 시작합니다. 이러한 결정은 종종 서로 충돌하며 회로 이론부터 안전, EMC, 자기, 역학, 냉각, 미학, 표준 준수 등에 이르기까지 다양한 분야에 걸쳐 있습니다. 이 전력 수준의 최신 설계에는 항상 펌웨어가 내장된 디지털 요소가 포함되므로 프로그래밍 기술이 통합되어야 하는 또 다른 요소가 됩니다. 이는 긴급하게 요구되며 제품 관리에 따라 사양이 변경될 수 있으므로 프로젝트 관리는 필요한 관련 분야 중 소홀히 할 수 없는 분야입니다.

AC/DC 제품 설계자들의 공감을 불러일으킬 수 있기를 바라며, 이제 이 모든 것이 성공적으로 결합된 예로서 RECOM RAC1200-V 시리즈(그림 1)를 살펴보고 최근 업그레이드를 통해 제품이 어떻게 더욱 개선되었는지 살펴보겠습니다. 이 AC/DC는 범용 80~264VAC에서 작동하며 1kW 연속 및 95% 일반 효율에서 넓은 조정 범위를 가진 단일 24V, 36V 또는 48V 출력을 제공합니다.

RACM1200-V의 크기는 전체 치수가 228 x 96.2 x 40mm(미터법이 어렵다면 9 x 3.8 x 1.57인치)로, 첫 번째 요구조건을 만족합니다. 이는 시장에서 가장 높은 전력 밀도 등급 중 하나를 나타내며 표준 1U 랙 높이(1U = 1.75인치)에 맞습니다. AC 입력과 DC 출력은 편리한 연결과 효율적인 내부 레이아웃을 위해 서로 반대편 끝에 있습니다. 그러나 주장하는 정격 출력에 필요한 냉각과 관련하여 크기를 항상 고려해야 합니다.

이러한 제품의 일반적인 응용 분야에서 내부 팬은 유지보수와 소음 이유로 인해 바람직하지 않으므로 제품의 정격을 독립형, 냉벽, 강제 공기 냉각용으로 매깁니다. 일반적인 1kW 응용 분야에 대해 이야기하고 있지만 제품 부품 번호에 힌트가 있습니다. 1,200W는 정의된 기간 동안 또는 적당한 2.5m/s 공기 흐름으로 지속적으로 피크 전력 정격으로 사용할 수 있으며 최대 베이스플레이트 온도는 85°C입니다.

주변 및 냉벽 온도, 공기 흐름, AC 입력 전압, 피크 전력 지속 시간 등 특정 전원 출력을 달성하는 데 있어 고려해야 할 변수가 있으며, RECOM은 제품 데이터 시트에서 가능한 사항에 대한 광범위한 가이드를 제공하고 있습니다. 사양에서 자주 누락되는 한 가지 매개변수는 피크 정격 전력의 허용 반복률입니다. 이는 여러 번의 연속 피크 부하 이벤트로 인해 온도가 높은 수준으로 “급격히 올라가지” 않는 데 필요한 냉각 기간을 말합니다. RECOM은 그림 2와 같이 이와 관련하여 지침을 제공합니다.

RACM1200-V는 다용도를 염두에 두고 제작했으며 제공된 열 데이터를 통해 사용자는 특정 조건에서 제품으로부터 최대한의 전력을 뽑아낼 수 있으므로 더 비싸고 더 크고 더 높은 정격의 AC/DC가 필요하지 않습니다. 하지만 정밀 과전류 감지, 작은 과부하를 위한 정전력 모드, 정전류, “딸꾹질”과도 같은 셧다운을 포함하여 래치 오프 전에 4번 순환하는 광범위한 보호 체계를 통해 제품에 대한 응력을 방지합니다(그림 3). 이와 동시에 과열 및 출력 과전압 보호가 작동합니다.

하지만 내장된 PMBus^™ 인터페이스를 통해 보호 수준을 조정할 수 있어 더 많은 유연성이 제품에 내장되어 있습니다. 과열 보호에도 레벨이 있습니다. 기본 스위치 감지 시 “급속하고” 즉각적인 셧다운과 출력 구성품 감지 시 “부드러운” 셧다운이 있습니다. 전원 공급 장치는 온도가 계속 상승하면 안전 스위치를 끄기 전에 처음에 출력 전력을 줄이고 경고 플래그를 설정하는 식으로 반응합니다.

RACM1200-V의 디지털 인텔리전스용 펌웨어가 크게 업그레이드되어 제품이 전력 수요를 실시간으로 효과적으로 모니터링하고 여러 위치에서 측정한 AC 주전원 전압과 온도의 외부 조건을 고려하여 제품의 능력에 맞출 수 있습니다. 그 결과, 제품이 손상되거나 수명 단축에 이를 수 있는 과응력을 받지 않는다고 사용자를 안심시킬 수 있습니다. 이를 추가적으로 지원하기 위해 엔드 시스템에 팬 드라이브 출력이 제공되며 제공된 “tacho” 신호를 통해 속도와 상태를 모니터링할 수 있습니다. 팬 속도의 온도 제어로 손실이 감소하고 소음이 최소화됩니다.

PMBus는 RACM1200-V를 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 또는 지능형 전원 관리 시스템에 통합할 수 있도록 추가 모니터링과 제어 기능을 제공합니다. 그러나 빠르고 안전한 아날로그 제어도 잊지 않았습니다. AC 주전원에 장애가 발생한 후 보류 시간이 소진되기 전에 경고하기 위해 ACOK 신호와 함께 원격 감지와 켜짐/꺼짐이 지원됩니다. PSU GOOD 신호는 출력이 사양 내에 있음을 보여주기 위해 사용할 수 있으며 1A에서 “항상 켜짐” 상태의 5V 대기 출력은 주 출력의 유용한 1.5kV 절연과 함께 제공됩니다. 앞서 언급한 팬 드라이브 출력은 꺼짐 또는 1A 정격으로 5V와 12V 사이로 사전 설정될 수 있습니다. 시각적 흥미로움을 더하기 위해 RGB LED는 연속, 점멸 및 교대 색상의 조합으로 7가지 다른 PSU 상태를 나타냅니다.


제품의 정밀 제어 수준이 높아서 제품이 다양한 부하 유형에 적합합니다. 예를 들어 돌입 전류가 높은 모터는 내장된 정전류 특성의 이점을 누릴 수 있습니다. 배터리 충전은 또 다른 응용 분야입니다. 납산 배터리 는 여전히 널리 사용되고 있으며 정전류와 전압으로 충전합니다. 이것은 RACM1200-V의 제어 기능 내에서 수용할 수 있습니다.

이 제품으로 부족할 경우 최대 3개를 병렬로 연결하여 전력 정격을 높일 수 있습니다. 공유는 각각이 동일한 전류 기여도를 제공하도록 “드룹(droop)” 방법을 통해 수행됩니다.