Источники питания. Виды, характеристики, производители

Источники питания (ИП) являются неотъемлемой частью любого электронного устройства. В статье проводится обзор основных типов ИП: AC/DC-преобразователей, изолированных и неизолированных DC/DC-преобразователей, драйверов светодиодов, батарей и аккумуляторов, суперконденсаторов
744
В избранное

AC/DC-преобразователи

В настоящий момент на рынке присутствует множество различных типов AC/DC-преобразователей. Это объясняется разнообразием требований, предъявляемых со стороны приложений, отраслевых стандартов и рынка.

КПД уже давно перестал быть единственным ключевым параметром при выборе источника питания. Новые экологические требования все чаще заставляют производителей учитывать другие факторы, позволяющие уменьшить уровень потерь мощности, в том числе наличие цифрового или аналогового дистанционного управления, низкое энергопотребление в режиме ожидания и высокую эффективность при работе с малой нагрузкой. Некоторые сегменты рынка требуют повышенной безопасности и обеспечения высокого рейтинга изоляции, например, в соответствии с EN60335 для бытовой электроники или в соответствии с EN60601 для медицинского оборудования. Особые требования по защите окружающей среды представлены в ATEX/ Eх

В таблице 1 представлены наиболее распространенные типы источников питания от ведущих производителей отрасли.

Таблица 1. Популярные типы AC/DC-преобразователей от ведущих производителей отрасли

  Адаптеры и зарядные устройства Для монтажа на печатную плату С пассив-ным охлажде-нием Откры-того типа Откры-тые с U-кожухом Для монтажа на DIN-рейку Корпусные для монтажа в стойку

Модуль-ные с возмож-ностью подстроки

Выпрями-тели Линей-ные Для ЖД
и транспорта
Для медицин-ских приложе-ний Драйверы светодио-дов Источник беспере-бойного питания для LED
Aimtec Power + +   + + + +       + + +  
Bel Power/Melcher +   + + + + + + + + + +    
Delta Electronics + + + + + + + + +   + + +  
Mean Well + + + + + + + + +   + + +  
Murata Power     + + +       +     +    
Traco   + + + + + + +     + +    
Mornsun + + + +   +   +     + +    
Iventronics                         +  
Philips                         +  
ISSATA                         + +

DC/DC-преобразователи

DC/DC-преобразователи выполняют две основных функции. Во-первых, преобразуют входное постоянное напряжение одного уровня в постоянное напряжение другого уровня. Во-вторых, осуществляют гальваническую развязку между двумя частями схемы.

PoL-регуляторы (point-of-load) располагаются рядом с нагрузкой и имеют небольшой форм-фактор. Высокопроизводительные неизолированные DC/DC-регуляторы обычно выступают в роли последней ступени в цепи преобразования напряжения питания.

В настоящий момент на рынке присутствует множество различных типов DC/DC-преобразователей, которые отличаются размером, мощностью, стоимостью, типом топологии и т. д. (таблица 2).

При создании больших систем используют распределенную архитектуру электропитания (Distributed Power Architecture, DPA). При этом выполняется разделение ИП на три уровня:

  • Сетевые ИП с питанием от сети переменного тока, которые обеспечивают развязку с сетью и выпрямление напряжения. Эти ИП формируют постоянное выходное напряжение, например, 48 В или 12 В.
  • Промежуточные преобразователи (Intermediate bus converters, IBC) выполняют развязку потребителей от основной шины 48 В и понижают напряжение до 12 В.
  • PoL-регуляторы преобразуют входное напряжение 12 В в низкое рабочее напряжение 0,6…3,3 В. Эти ИП гарантируют высокую точность выходного напряжения и быстрый отклик на изменение нагрузки и входного напряжения, а также обеспечивают высокий нагрузочный ток (300 мА … 180 А).

Наши специалисты могут помочь Вам разобраться с особенностями DC/DC-преобразователей и выбрать оптимальную модель с учетом требований конкретного приложения.

Таблица 2. Популярные типы DC/DC-преобразователей от ведущих производителей отрасли

  Маломощ-ные и миниатюр-ные Промыш-ленные Модули с аналоговым и цифровым управлением Промежу-точные преобразо-ватели  С монтажом на DIN-рейку Выпрями-тели, фильтры Для ЖД и транспорта Для медицинских приложений Специаль-ного назначения Драйверы светодио-дов Высоко-вольтные DC/DC-фильтры PoL Micro PoL Импульсные
  Изолированные   Неизолированные
Aimtec Power + + +   +   + + + + +       +
Bel Power/Melcher   + + + + + + +       + +    
Delta Electronics + + + + +   +       + + +   +
Mean Well + + +   +   + +   +         +
Murata Power + + + +   + + + +       +   +
Peak +           + +         +   +
Traco + + +   +   + + +   +   +   +
Recom + +     +   + +   + +   +   +
Mornsun +         + + +     +   +   +

Драйверы светодиодов

Популярность использования светодиодов в качестве источников освещения быстро увеличивается. Это является следствием их преимуществ, среди которых, в первую очередь, можно отметить малое энергопотребление, надежность и долговечность. Однако все перечисленные достоинства удается реализовать, только выбрав оптимальный источник питания – драйвер светодиодов. При этом необходимо опираться на существующие стандарты.

Стандарты определяют требования к различным параметрам драйвера светодиодов, включая уровень пульсаций и мерцания (фликер) энергопотребление в режиме ожидания/ без нагрузки, время запуска, безопасность, ЭМС и нелинейные искажения. Благодаря использованию светодиодов удается реализовать множество различных функций управления светом от контроля яркости с учетом дня и ночи, до беспроводного управления в приложениях уличного освещения, подсветки и декоративного освещения.

Аккумуляторы и батареи

В таблице 3 представлен обзор номенклатуры наиболее популярных аккумуляторов и батарей от ведущих производителей. Наши специалисты помогут Вам выбрать оптимальный элемент питания для конкретного приложения, а также организуют поставку опытных образцов.

Таблица 3. Наиболее популярные типы аккумуляторов и батарей от ведущих производителей

  Марганцево-цинковые Алкали-новые Серебряно-цинковые Воздушно-цинковые Литий-марган-цевые Литий-тионил-хлоридные Свинцово-кислотные Никель-металло-гидридный Литий-ионные Литий-полимерные Зарядные устройства
  Батарейки Аккумуляторы  
GP Batteries + + + + +     + +   +
Mean Well                     +
Murata Power         +            
Panasonic + +     +   + + +    
Tadiran           +     +    
Varta   + + + +     + + +  
EEMB         + +   + + +  
EVE         + +     + +  
SAFT         + +     +    
FANSO         + +          
BPI               + + +  
DELTA             +        

Характеристики аккумуляторов и батареи в первую очередь определяются происходящими в них химическими процессами. При этом у каждого типа элементов есть как достоинства, так и недостатки (таблица 4).

Таблица 4. Сравнение характеристик различных типов аккумуляторов и батареи

  Марганцево-цинковые Алкали-новые Серебряно-цинковые Воздушно-цинковые Литий-марган-цевые Литий-тионил-хлоридные Свинцово-кислот-ные Никель-металло-гидридный Литий-ионные Литий-полимерные
  Батарейки Аккумуляторы
Напряжение, В 1,5 1,5 1,55 1,65 3 3,6 2,1 1,2 3.3-3.8  4,2
Плотность энергии Втч/л 92 250-434  500 442 1673 1000 60-75  401 250-693  250-730
Удельная энергия, Втч/кг 36 85-190  130 470 280 500-700  30-50  100-120  100-265  100-265
Время заряда, ч 8-16 2-4 ≤1 ≤1
Срок службы, циклов 200-300  300-500  500-1000  500-1000
Стоимость низкая низкая средняя низкая средняя высокая низкая средняя средняя высокая

Суперконденсаторы

Суперконденсаторы могут выступать в качестве альтернативного источника питания вместо традиционных аккумуляторов в различных приложениях, требующих накопления энергии. Чаще всего они применяются в качестве резервного источника питания или в качестве буферного источника энергии в приложениях со значительными импульсными нагрузками.

Суперконденсатор представляет собой электрохимический конденсатор с двойным электрическим слоем. В литературе суперконденсаторы также называют ультраконденсаторами или ионисторами. Суперконденсаторы имеют множество достоинств, в том числе длительный срок службы и отсутствие потребности в техническом обслуживании. Кроме того, поскольку суперконденсаторы не содержат свинца или других потенциально вредных веществ, они соответствуют директивам ЕС, таким как RoHS. Это является важным преимуществом, которое следует учитывать при разработке новых электронных устройств.

Суперконденсаторы используются в самых разных областях. Они становятся отличной заменой для традиционных дисковых батареек, используемых для питания часов реального времени при нахождении устройств в режиме ожидания. Суперконденсаторы также могут объединяться в батареи большой емкости для питания сервоприводов. Если рассматривать ультраконденсаторы с точки зрения накопителей энергии, то они занимают промежуточное место между алюминиевыми электролитическими конденсаторами и аккумуляторами: их удельная емкость значительно больше, чем у конденсаторов, но меньше, чем у аккумуляторов.

Литий-ионные конденсаторы или гибридные конденсаторы, по сути, представляют собой комбинацию технологий аккумуляторов и суперконденсаторов. В суперконденсаторах накопление энергии происходит в виде электростатического заряда. В литий-ионных аккумуляторах энергия образуется в результате протекания химических реакций. В литий-ионных гибридных конденсаторах используется один электростатический электрод и один электрохимический. В результате получается устройство, у которого плотность энергии оказывается выше, чем у суперконденсаторов, и при этом отсутствует значительный саморазряд, и сохраняется большое число допустимых циклов заряда-разряда (таблица 5). В то же время гибридные конденсаторы, в отличие от литий-ионных аккумуляторов, не подвержены тепловому разрушению.

Наши высококвалифицированные специалисты помогут подобрать для Вашего устройства оптимальный суперконденсатор или гибридный конденсатор от ведущих мировых производителей, включая AVX, Vinatech, Eaton, Kemet, Nichicon, Panasonic, Tadiran, Taiyo Yuden, TDK и Vishay.

Таблица 5. Сравнение характеристик суперконденсаторов, литий-ионных аккумуляторов и гибридных конденсаторов

 

Суперконденсаторы

Литий-ионные
гибридные
Литий-ионные
батарейки
Сопротивление низкое среднее высокое
Рабочая температура, °С -40...+70  -25...+85  -20...+60
Макс. напряжение, В 2.3...2.7  3,8 4.1...4.3
Мин. раб. наряжение, В 0 2,2 2,5
Соотношение емкость/объем низкий В 2-3 раза выше,
чем у суперконденсаторов 
Максимальное (в 100 выше, чем у суперконденсаторов)
Циклов заряда/разряда 100k  100k  500-1000
Саморазряд значительный низкий низкий
Безопасность высокая высокая требуется контроль
Требуется ли мониторинг напряжения нет да да

 

Производитель: Recom International Power
Наименование
Производитель
Описание Корпус/
Изображение
Цена, руб. Наличие
RACD03-350
RACD03-350
Recom International Power
Арт.: 821556 ИНФО PDF
Доступно: 88 шт. от: 765 руб.
LED DRIVER, AC-DC, CC, CV, 0.35A, 15V
RACD03-350 765,00 от 6 шт. 656,00 от 10 шт. 590,00 от 30 шт. 546,00 от 70 шт. 519,00
88 шт.
(на складе)
Производитель: Mean Well
Наименование
Производитель
Описание Корпус/
Изображение
Цена, руб. Наличие
HLG-150H-24
HLG-150H-24
Mean Well
Арт.: 882442 ИНФО PDF
Доступно: 1094 шт. от: 3690 руб.
LED DRIVER PSU, AC-DC, 24V, 6.3A
HLG-150H-24 3690,00 от 2 шт. 3170,00 от 3 шт. 2850,00 от 6 шт. 2640,00 от 12 шт. 2510,00
91 шт.
(на складе)
1003 шт.
(под заказ)
HLG-100H-24
HLG-100H-24
Mean Well
Арт.: 1023029 ИНФО
Доступно: 512 шт. от: 3700 руб.
LED DRIVER PSU, AC-DC, 24V, 4A
HLG-100H-24 3700,00 от 2 шт. 3170,00 от 3 шт. 2860,00 от 6 шт. 2640,00 от 12 шт. 2510,00
79 шт.
(на складе)
433 шт.
(под заказ)
HBG-240-60A
HBG-240-60A
Mean Well
Арт.: 1189727 ИНФО RND
Доступно: 146 шт. от: 3210 руб.
LED DRIVER PSU, AC-DC, 60V, 4A
HBG-240-60A 3210,00 от 2 шт. 3210,00 от 3 шт. 3210,00 от 8 шт. 3210,00
7 шт.
(на складе)
139 шт.
(под заказ)
ELG-100-C1050A
ELG-100-C1050A
Mean Well
Арт.: 1931870 ИНФО PDF RND
Доступно: 377 шт. от: 1660 руб.
LED DRIVER PSU, AC-DC, 95V, 1.05A
ELG-100-C1050A 1660,00 от 2 шт. 1660,00 от 4 шт. 1660,00 от 8 шт. 1660,00 от 16 шт. 1660,00
300 шт.
(на складе)
77 шт.
(под заказ)
ELG-100-C700DA
ELG-100-C700DA
Mean Well
Арт.: 2098217 ИНФО PDF RND
Доступно: 69 шт. от: 3180 руб.
AC-DC преобразователь (LED драйвер); стабилизация тока; димминг DALI; мощность 100 Вт; 700 мА. Технические характеристики: Выходная мощность, ном., Вт: 100;…
ELG-100-C700DA 3180,00 от 2 шт. 2730,00 от 3 шт. 2460,00 от 6 шт. 2270,00 от 16 шт. 2160,00
35 шт.
(на складе)
34 шт.
(под заказ)
ELG-150-C1400DA
ELG-150-C1400DA
Mean Well
Арт.: 2122259 ИНФО PDF RND
Доступно: 159 шт. от: 3610 руб.
LED DRIVER PSU, AC-DC, 107V, 1.4A
ELG-150-C1400DA 3610,00 от 2 шт. 3100,00 от 3 шт. 2790,00 от 6 шт. 2580,00 от 16 шт. 2450,00
6 шт.
(на складе)
153 шт.
(под заказ)
Производитель: Eaglerise Electric & Electronic Co.,Ltd
Наименование
Производитель
Описание Корпус/
Изображение
Цена, руб. Наличие
EIP012C0700LS
EIP012C0700LS
Eaglerise Electric & Electronic Co.,Ltd
Арт.: 992284 ИНФО PDF
Доступно: 5 шт. от: 298 руб.
AC-DC сетевой преобразователь EIP012C0700LS - P вых: 12 Вт; Выход: ток; U1: 9...17 В; I1: 700 мА; Стабилизация: ток; Вход: 220/240 Основные характеристики:…
EIP012C0700LS 298,00 от 8 шт. 298,00 от 17 шт. 298,00 от 37 шт. 298,00 от 97 шт. 298,00
5 шт.
(на складе)
Производитель: Lightech Inc.
Наименование
Производитель
Описание Корпус/
Изображение
Цена, руб. Наличие
901150024EMS
901150024EMS
Lightech Inc.
Арт.: 1068336 ИНФО PDF
Доступно: 120 шт.
Выбрать
условия
поставки
LED DRIVER, AC-DC, CV, 24V
901150024EMS от 20 шт. от 5609,47
120 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки

Сравнение позиций

  • ()