Bộ Nguồn Cho Các Ứng Dụng Danh Mục Quá Áp (OVC) III

Khái niệm về các loại quá áp được sử dụng cho các thiết bị được cung cấp năng lượng trực tiếp từ nguồn điện áp thấp (<1000Vac). Một khái niệm tương tự cũng có thể được sử dụng cho các thiết bị được kết nối với các hệ thống khác, ví dụ như hệ thống viễn thông và dữ liệu.

Loại quá áp (OVC) chỉ định mức quá áp thoáng qua từ như sét hoặc nguồn điện không ổn định để xác định vị trí lắp đặt thiết bị điện hoặc nguồn điện. Nó được sử dụng để đảm bảo rằng điện áp thoáng qua đã xác định từ phía sơ cấp không đi qua phía thứ cấp mà tại đó an toàn vẫn được duy trì ở mức đủ như trong Hình 1.

Nguồn điện của MEAN WELL được sử dụng để thiết kế dựa trên OVC II của tiêu chuẩn an toàn EN60950. Gần đây, ngày càng có nhiều nhu cầu về OVC III từ các ứng dụng khác nhau, ví dụ như điều khiển công nghiệp và tự động hóa tòa nhà. Kết quả là bài viết này thảo luận về những gì cung cấp năng lượng có sẵn để lựa chọn và lý do đằng sau nó.

Bộ Nguồn Cho Các Ứng Dụng Danh Mục Quá Áp (OVC) III 1

PHÂN LOẠI DANH MỤC QUÁ ÁP

Theo IEC 60664-1 (2007) Phối hợp cách điện cho thiết bị trong hệ thống điện áp thấp – Phần 1: Nguyên tắc, yêu cầu và thử nghiệm:

THIẾT BỊ QUÁ ÁP LOẠI I (OVC I)

là thiết bị để kết nối với các mạch trong đó các biện pháp được thực hiện để hạn chế quá áp thoáng qua hoặc thời gian ngắn đến mức thấp thích hợp. Các biện pháp này cần đảm bảo rằng quá áp tạm thời có thể xảy ra đủ hạn chế để giá trị đỉnh của chúng không vượt quá điện áp xung định mức có liên quan của Bảng 1. Ứng dụng điển hình là thiết bị chứa các mạch điện tử được bảo vệ đến mức này. Trừ khi các mạch được thiết kế để tính đến quá áp tạm thời, thiết bị của OVC I không thể được kết nối trực tiếp với nguồn điện cung cấp.

THIẾT BỊ QUÁ ÁP LOẠI II (OVC II)

là thiết bị tiêu tốn năng lượng được cung cấp từ việc lắp đặt cố định. Ứng dụng điển hình là các thiết bị, công cụ di động và các tải trọng tương tự khác trong gia đình. OVC II về cơ bản được kết nối với phích cắm hoặc ổ cắm chính tại nhà hoặc nhà máy được thể hiện trong Hình 2. Nếu thiết bị như vậy phải tuân theo các yêu cầu đặc biệt liên quan đến độ tin cậy và tính khả dụng, thì nên áp dụng loại quá áp III.

THIẾT BỊ QUÁ ÁP LOẠI III (OVC III)

là thiết bị trong các cài đặt cố định và cho các trường hợp độ tin cậy và tính khả dụng của thiết bị phải tuân theo các yêu cầu đặc biệt. Ứng dụng điển hình là (các) công tắc trong cài đặt cố định và thiết bị sử dụng công nghiệp với kết nối vĩnh viễn với cài đặt cố định.

THIẾT BỊ QUÁ ÁP LOẠI IV (OVC IV)

được sử dụng tại nguồn gốc của cài đặt. Ứng dụng điển hình là (các) đồng hồ đo điện và thiết bị bảo vệ quá dòng chính.

Bảng 1 cho thấy mức điện áp xung hoặc quá áp thoáng qua định mức cho OVC III là 4000V xem xét nguồn điện 230Vac ở châu Âu trong khi mức cho cùng loại chỉ là 2500V ở Bắc Mỹ, nơi nguồn điện là 120Vac. Nó cho thấy việc cung cấp điện theo cùng loại quá áp cùng loại đáp ứng tiêu chuẩn châu Âu có thể tuân thủ Bắc Mỹ miễn là mức điện áp xung nghiêm ngặt hơn được áp dụng. Điều đáng làm rõ ở đây là điện áp xung định mức không phải là điện áp chịu đựng hoặc điện môi được chỉ định trong bảng dữ liệu của nguồn điện mặc dù có mối quan hệ toán học √2 giữa chúng là điện áp xung định mức 4000V bằng điện áp chịu đựng 2800V. Bảng 1 chỉ cho thấy mức độ cách nhiệt cơ bản. Trong trường hợp nguồn điện được thiết kế để tăng gấp đôi hoặc gia cố cách điện, điện áp nên xem xét một mức cao hơn. Hơn nữa, bộ nguồn với OVC III tương thích xuống với ứng dụng và môi trường OVC II, I.

Đường dây điện áp đến trung tính có nguồn gốc từ điện áp danh định AC hoặc DC lên đến và bao gồm (V) Điện áp xung định mức (V)
Danh mục quá áp
I II III IV
50 330 500 800 1500
100 500 800 1500 2500
150 800 1500 2500 4000
300 1500 2500 4000 6000
600 2500 4000 6000 8000
1000 4000 6000 8000 12000

Bảng 1: Điện áp xung định mức cho thiết bị được cung cấp năng lượng trực tiếp từ nguồn điện hạ thế (IEC 60664-1)

Bảng 1: Điện áp xung định mức cho thiết bị được cung cấp năng lượng trực tiếp từ nguồn điện hạ thế (IEC 60664-1)

Hình 2: Minh họa danh mục điện áp quá mức (OVC)

ỨNG DỤNG CUNG CẤP ĐIỆN OVC III

Với nhu cầu mới nổi gần đây đối với công nghiệp 4.0, một số sản phẩm bộ điều khiển robot để đáp ứng tiêu chuẩn IEC60204-1 cần một máy biến áp AC bổ sung nối tiếp giữa lưới điện và nguồn điện như trong Hình 3.

Hình 3: Nguồn điện cấp OVC II hoặc III được áp dụng cho ứng dụng robot

Hình 3: Nguồn điện cấp OVC II hoặc III được áp dụng cho ứng dụng robot

Tuy nhiên, nếu bản thân nguồn điện có thể đáp ứng yêu cầu OVC III, thì máy biến áp xoay chiều có thể được tháo ra trong khi hệ thống vẫn tuân thủ các yêu cầu của IEC60204-1, điều này không chỉ tiết kiệm không gian và trọng lượng trong hệ thống mà còn giảm chi phí tổng thể của sản phẩm để tăng thêm khả năng cạnh tranh của sản phẩm cuối cùng.

Một ứng dụng khác cho nguồn điện OVC III là được sử dụng cho các thiết bị công nghiệp hoặc được kết nối vĩnh viễn với việc lắp đặt thiết bị cố định.

Một số tiêu chuẩn/tiêu chuẩn nguồn khác của các ứng dụng yêu cầu OVC III là:

Tên
Tiêu chuẩn IEC/EN50178Thiết bị điện tử để sử dụng trong lắp đặt điện
Tiêu chuẩn IEC 60204-1An toàn máy móc – Thiết bị điện của máy móc – Phần 1: Yêu cầu chung
Tiêu chuẩn IEC 62103Thiết bị điện tử để sử dụng trong lắp đặt điện (thay thế bằng IEC 62477-1)
Tiêu chuẩn IEC / EN62477-1Yêu cầu an toàn đối với hệ thống và thiết bị chuyển đổi điện tử công suất – Phần 1: Chung

LỰA CHỌN NGUỒN ĐIỆN TUÂN THỦ OVC III TỪ MEAN WELL

MEAN WELL cung cấp nhiều lựa chọn nguồn điện OVC III đã được chứng nhận với EN61558-1 mặc dù báo cáo CB hiện tại chưa được nêu trực tiếp. Theo phiên bản hiện tại của tiêu chuẩn IEC 61558-1: 2005 + AMD1: 2009, người ta đã viết rằng khoảng cách leo, khoảng cách giải phóng mặt bằng và khoảng cách thông qua cách điện được chỉ định dựa trên yêu cầu OVC III trong trường hợp nguồn điện có cách điện gấp đôi hoặc gia cố giữa sơ cấp và thứ cấp được trích dẫn trong Hình 4. Phiên bản tiếp theo (phiên bản thứ ba) của IEC 61558-1 sẽ chỉ định rõ ràng sự khác biệt thử nghiệm OVC giữa các danh mục để cải thiện thông tin được cung cấp bởi bản phát hành tiêu chuẩn hiện tại. Tuy nhiên, rõ ràng là việc cung cấp điện với phê duyệt an toàn EN61558 tuân thủ các yêu cầu của OVC III theo tiêu chuẩn hiện tại.

OVC III design

Hình 4: Nguồn điện có gấp đôi hoặc được gia cố giữa sơ cấp và thứ cấp sẽ đáp ứng thiết kế OVC III theo văn bản được trích dẫn từ IEC 61558-1: 2009 phiên bản 2.1

Dòng sản phẩm đã được phê duyệt EN61558-1 là: LRS-35/50/75/100/150/150F, RSP-75/100/150, HDR-15/30/60/100, dòng KNX-20E, OWA. Đặc điểm kỹ thuật sản phẩm được thay đổi và thêm vào để hiển thị thông tin về OVC III như trong Hình 5. Dòng OWA không có thay đổi về đặc điểm kỹ thuật của sản phẩm là vì chúng được thiết kế như thành phẩm với phích cắm AC. Do đó, ứng dụng OVC II nói chung là đủ.

power supply meeting OVC III

Hình 5 Đặc điểm kỹ thuật cập nhật cho cuộc họp cung cấp điện OVC III

Thông số kỹ thuật sản phẩm cập nhật chỉ ra rằng nguồn điện đáp ứng các yêu cầu của OVC III cho chiều cao lên đến 2000m trong khi nó quay trở lại OVC II trong trường hợp trên 2000m. Mặc dù sản phẩm đã dành đủ khoảng cách khe hở cho 5000m (hệ số 1,48 lớn hơn 2000m), nhưng sản phẩm cũng cần phải được kiểm tra điện áp xung tương ứng theo IEC61558. Điện áp thử nghiệm tối đa theo OVC III chỉ được đưa ra và thử nghiệm đến 2000m và định mức không chỉ định điện áp thử nghiệm trên 2000m. Do đó, cần phải giảm xuống OVC II (điện áp xung thử nghiệm thấp hơn) khi vận hành nguồn điện vượt quá 2000m để điện áp xung yêu cầu tương ứng sẽ không bao giờ vượt quá điện áp xung thử nghiệm thực tế do trọng số độ cao.

NGUỒN ĐIỆN OVC II CHO ỨNG DỤNG OVC III

Làm thế nào có thể sử dụng nguồn điện mà không có chứng chỉ an toàn EN61558-1 trong ứng dụng OVC III? Có hai giải pháp: 1) Sử dụng máy biến áp xoay chiều phía trước nguồn điện OVC II để tăng khoảng cách tương ứng; 2) Sử dụng bộ hấp thụ / bảo vệ chống sét lan truyền thích hợp. Ví dụ: sử dụng bộ chống sét lan truyền Loại 2/3 * ở phía trước để kiểm soát mức điện áp xung đầu vào để tiếp theo có thể có nguồn điện OVC II. Mặc dù cả hai giải pháp sẽ làm tăng chi phí và không gian, tuy nhiên nó vẫn có thể là một giải pháp có thể chấp nhận được dưới sự xem xét của hệ thống.

* Chi tiết về việc lựa chọn thiết bị chống sét lan truyền có thể tìm trên mạng

KẾT THÚC

Bộ nguồn được thiết kế theo quy định an toàn EN61558-1 phù hợp với các ứng dụng OVC III. So với giải pháp trước đây, lợi ích của việc sử dụng nguồn điện OVC III là quy mô và chi phí của hệ thống cuối cùng có thể được giảm thêm và do đó tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường. Phạm vi sản phẩm OVC III hiện tại là: LRS-35/50/75/100/150/150F, RSP-75/100/150, HDR-15/30/60/100, KNX-20E, dòng OWA (mặc dù không được hiển thị với thông số kỹ thuật cập nhật). Trong khi đó, MEAN WELL sẽ tiếp tục đảm bảo tuân thủ thiết kế OVC III cho các sản phẩm mới phát triển để tăng mức độ tích hợp hệ thống và cung cấp nhiều lựa chọn sản phẩm trong ngành cung cấp điện tiêu chuẩn.