Источники питания Mean Well 2010. Курс прежний: энергосбережение

Мировой рынок источников питания

В 9-м выпуске отчета аналитического агентства Darnell «AC/DC источники питания: мировые прогнозы» отмечается, что рынок AС/DC источников питания растет, хотя рост и замедлился из-за мировых экономических проблем. Среди общих факторов роста рынка AC/DC встраиваемых преобразователей названы тенденции уменьшения размеров корпусов, внедрение мировых стандартов, требующих применения энергосберегающих источников питания с высоким КПД, а также развитие вариантов архитектур питания.

Согласно прогнозу агентства Darnell, мировой рынок встраиваемых AC/DC источников питания должен вырасти с 14,8 млрд. долл. в 2009 г. до 20,6 млрд. долл. в 2014 г. Средняя скорость роста — 6,8% в год. Такой рост во время мирового спада экономики во многом обусловлен ростом рынка источников питания для светодиодного освещения (SSL — Solid State Lighting). Эта же тенденция отмечена в отчетах агентств Frost & Sullivan «Анализ мирового рынка импульсных AC/DC источников питания» и агентства IMS Research.

Рынок полупроводникового света назван самым быстро растущим сегментом рынка источников питания. Доля источников питания для этого рынка выросла на 10—13%. Поэтому аналитические агентства стали отдельно рассматривать этот новый сектор — «Светодиодное освещение», добавив его к традиционным секторам рынка — «Телекоммуникации», «Компьютеры», «Промышленность», «Медицина», «Военные и аэрокосмические приложения», «Бытовая электроника».

Агентство Darnell в своем отчете отмечает, что в сегменте рынка SSL наиболее быстро растет спрос на источники питания мощностью 100 Вт и выше, хотя потребность в маломощных модулях питания светодиодов довольно высока. В связи с этим все больше компаний-производителей включают источники питания для светодиодных светильников в свой ассортимент продукции. Компания Mean Well выпускает источники питания для светодиодов с 2007 г.

Направления развития компании Mean Well

Компания Mean Well не растерялась во время экономического спада 2008—2009 гг. и сосредоточила свои усилия на наиболее перспективных направлениях: энергосбережение и светодиодное освещение [1]. Это принесло свои плоды: продажи источников питания Mean Well в Китае в 2007—2009 гг. выросли на 42% в основном за счет источников питания для светодиодного освещения. Китай же является и мировым лидером по потреблению источников питания Mean Well. На втором месте по объему потребления источников питания Mean Well находятся США, на 3—5-м местах — Тайвань, Германия и Италия, соответственно. Россия в этом рейтинге занимает 6-е место.

Структура продаж источников компании Mean Well в 2009 г. приведена на рисунке 1. Следует отметить, что в секторе «Световые табло/Полупроводниковое освещение» учитываются продажи не только специализированных источников питания для светодиодов, но и любых модулей, применяемых в освещении и подсветке.

Рис. 1. Структура продаж источников питания Mean Well в мире в 2009 г.

Наиболее быстро растут продажи источников питания Mean Well для светодиодов: за первые 4 месяца 2010 г. рост составил 66% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Вторыми по темпам роста идут полузаказные источники питания для промышленной автоматизации и измерений. На третьем месте по темпам роста — экономичные сетевые адаптеры, отвечающие требованиям ErP и Energy Star.

Стратегия развития компании Mean Well в 2010 г. предполагает более плотную работу с заказчиками, развитие линейки продукции для растущих рынков (светодиодное освещение, системы безопасности, электрический транспорт, телекоммуникации, медицинская техника) и предложение своей продукции в регионах, где развитие экономики имеет позитивную динамику — в Индии, Бразилии, Юго-Восточной Азии. Новые и разрабатываемые изделия отвечают самым современным веяниям в проектировании источников питания: уменьшение размеров, увеличение КПД, внедрение цифрового управления. Намечены и реализуются меры по дальнейшему улучшению качества выпускаемой продукции.

Напомним, что Mean Well производит источники питания на трех заводах: в Тайпее (Тайвань), Гуанчжоу и Суджоу (Китай). Строгая стандартизация производственных процессов и процедур закупки комплектующих на всех трех предприятиях позволяет не только повысить качество продукции, но и снижать цены. Дополнительным достижением стандартизации является сокращение сроков разработки новых изделий и запуска их в серийное производство.

Новые источники питания для светодиодного освещения

Компания Mean Well своевременно реагирует на потребности рынка: в период с 2007 по 2010 гг. были разработаны и запущены в производство 35 серий источников питания для светодиодных приложений с самыми разными параметрами. Они отличаются мощностью, материалом корпуса, степенью защиты от воздействий окружающей среды, режимом стабилизации выходного тока или напряжения, наличием регулировки выходного тока, наличием корректора коэффициента мощности (ККМ) и т.д. Оперативно выбрать серию источника тока можно, исходя из рисунка 2.

Рис. 2. Выбор драйвера светодиодов Mean Well

Рассмотрим наиболее интересные новинки Mean Well 2010 г. Все они имеют встроенный корректор коэффициента мощности. Активный ККМ позволяет соответствовать требованию ГОСТ 51317.3.2-2006 (IEC 61000-3.2:2005) к допустимому уровню гармоник тока в сети для оборудования Class C (Светотехника). Другая особенность этих источников питания — универсальность: они могут работать в режиме стабилизации тока (СС mode) или стабилизации напряжения (СМ mode). Как осуществить переход из одного режима в другой, подробно рассказано в статье [2].

Серия HLG в настоящий момент является «флагманской» серией с лучшими техническими параметрами в линейке светодиодных источников питания Mean Well. Модельный ряд источников питания HLG включает серии: HLG-100, HLG-120, HLG-150, HLG-185, HLG-240 мощностью 100, 120, 150, 185, 240 Вт с ККМ в металлическом корпусе с заливкой теплопроводящим компаундом. Внешний вид источника питания HLG представлен на рисунке 3. К особенностям этой серии можно отнести наличие модулей с нестандартным выходным напряжением 42 и 54 В, что позволяет подключать необходимое количество светодиодов последовательно.

В вариантном исполнении диапазон входных напряжений источника питания увеличен до 305 В переменного тока (или 431 В постоянного тока), что кодируется суффиксом «H» после числового обозначения мощности, например, HLG-240H-48. Модули питания с расширенным входным диапазоном напряжения предназначены для светильников вагонов поездов, электричек, метро и востребованы в условиях отечественных сетей с нестабильным напряжением и скачками напряжения.

Имеется несколько вариантов исполнения источников питания HLG, которые отличаются способом подключения сети и нагрузки и вариантами управления выходными током и напряжением. Варианты кодируются суффиксом в маркировке модуля после цифрового обозначения выходного напряжения, например, HLG-240-12A. Источники питания с суффиксом «А» (см. рис. 3) выполнены в металлическом корпусе со степенью защиты от внешних воздействий IP65, в них возможна подстройка выходного напряжения и тока с помощью потенциометров, отверстия для доступа к которым закрыты резиновыми заглушками. Суффикс «B» говорит, что степень защиты источника питания соответствует IP67, а функции динамического управления в процессе эксплуатации (диминг) реализованы дистанционно через дополнительные провода управляющего входа. Диминг можно осуществить при помощи потенциометра, внешнего управляющего аналогового напряжения или внешних ШИМ-импульсов. Регулировочные характеристики и числовые значения приведены в фирменном описании источника питания, которое можно скачать с сайта официального дистрибьютора «Компэл» (www.compel.ru) или с сайта производителя (www.meanwell.com). Суффиксом «С» кодируются модули с клеммной колодкой под винт, не защищенные от проникновения пыли и влаги. При отсутствии суффикса степень защиты корпуса HLG с проводами соответствует IP67, а функции подстройки или диминга отсутствуют.

Рис. 3. Источник питания HLG: а) внешний вид, б) варианты исполнения

Модули питания HLG соответствуют международным стандартам по безопасности UL1310 Class 2, EN61347-1, EN61347-2-13, UL8750, UL60950-1, TÜV EN60950-1 и электромагнитной совместимости EN55015, EN55022 (CISPR22) Class B, EN61000-3-2 Class C; EN61000-3-3, EN61000-4-2,3,4,5,6,8,11; ENV50204, EN61547, EN55024, что позволяет применять их как в светодиодном освещении, так и в промышленном оборудовании, в средах с высоким содержанием пыли и влаги, в широком диапазоне рабочих температур: –30…70°C.

Источники питания серии CEN реализованы в герметичном по IP66 металлическом, не залитом внутри компаундом корпусе, что позволило снизить массу и цену изделий. Модули CEN-60, CEN-75, CEN-100 мощностью 60, 75, 100 Вт имеют расширенный вход 90…295 В переменного тока и встроенный ККМ. Подключение входной сети и нагрузки осуществляется с помощью входного (18AWGx3C) и выходного кабелей (18AWGx2C) длиной 30 см с герметизированными разъемами со стороны корпуса источника питания (см. рис. 4). Такая особенность может быть удобна при нестандартном монтаже модуля. В серии CEN имеются модули с выходным напряжением 12, 15, 20, 24, 30, 36, 42, 48, 54 В. Выходной ток источников питания CEN можно подстроить в диапазоне 75—100% от номинального значения, а напряжение — на ±10% от номинала потенциометрами на передней панели. Модули питания серии CEN являются бюджетной заменой модулей питания серий CLG и HLG.

Рис. 4. Источник питания CEN для светодиодной техники, выполненный в герметичном металлическом корпусе

Широкий диапазон рабочих температур: –30…70°C и высокая степень защиты от внешних воздействий IP66, соответствие требованиям стандартов UL8750, TÜV EN61347-1, EN61347-2-13, EN55015, EN61000-3-2 Class C, EN61000-3-3, EN61000-4-2,3,4,5,6,8,11; ENV50204, EN55024, EN61547 позволяют применять эти источники в светодиодных светильниках как для внутреннего, так и для наружного применений.

Открытые источники питания серией PLP-30 и PLP-60 появились совсем недавно и сразу стали популярны из-за высоких технических параметров, компактности и малой цены. В 2010 г. компания Mean Well представила две новые серии открытых источников питания PLP-20 и PLP-45 мощностью 20 и 45 Вт соответственно. Источники питания серии PLP имеют встроенный ККМ, что соответствует требованиям стандарта EN61000-3-2 Class C (светотехника). Выходное напряжение источников питания принимает значения от 12 до 48 В в зависимости от модели. Внешний вид модулей приведен на рисунке 5.

Рис. 5. Открытые источники питания: а) cерия PLP-20, б) cерия PLP-45

Открытые источники питания предназначены для монтажа непосредственно в светодиодный светильник. Обычно при производстве герметичных светильников изготавливается герметичный светодиодный модуль, который подключается к герметичному источнику питания. Такой подход ведет к значительному увеличению цены светильника за счет относительно высокой стоимости модуля питания. Модули питания серии PLP являются незаменимыми для бюджетных решений, в которых есть возможность встроить модуль питания непосредственно внутрь корпуса светильника, что повышает удобство монтажа светодиодного изделия. Широкий диапазон рабочих температур: –30…70°C и соответствие требованиям стандартов EN55015, EN61000-3-2 Class C, EN61000-3-3, EN61000-4-2,3,4,5,6,8,11; ENV50204, EN55024,EN61547 позволяют рекомендовать источники PLP в качестве встраиваемых изделий в светильники, которые устанавливаются как внутри, так и снаружи помещений.

Популярная линейка источников питания PLN с ККМ в пластмассовом корпусе по IP64 дополнена модулями PLN-20, PLN-45 и в настоящее время включает четыре серии PLN-20, PLN-30, PLN-45, PLN-60 мощностью 20, 30, 45, 60 Вт соответственно. Модули PLN-20 отличаются от других этой же серии наличием встроенного подстроечного резистора, задающего значение выходного тока и оптимальный режим нагрузки. Широкий диапазон рабочих температур –30…70°C позволяет применять эти источники питания в плохо отапливаемых помещениях.

Новые энергосберегающие источники питания Mean Well

Энергосберегающие источники питания серии HRP(G) — это универсальные источники питания в металлическом перфорированном корпусе, с ККМ и имею-щие высокий КПД. Линейка энергосберегающих источников питания HRP(G) насчитывает на сегодня семь серий: HRP-75, HRP-100, HRP(G)-150, HRP(G)-200, HRP(G)-300, HRP(G)-450, HRP(G)-600 (см. рис. 6). Серия HRP включает базовые модели, а HRPG — полнофункциональные версии, которые отличаются от базовых наличием «дежурного» питания 5 В/0,3 А и выводов дистанционного включения/выключения (Remote Control).

Рис. 6. Энергосберегающие источники питания HRP(G): а) серия HRP-75, б) серия HRPG-200

«Дежурное» питание 5 В нужно для слаботочных управляющих логических цепей, которые есть практически в любой современной системе. Функция дистанционного включения/выключения позволяет выключать источник питания в промежутки времени, когда его функционирование системе не нужно, что позволяет экономить потребляемую системой электроэнергию. Кроме того, модули HRPG имеют низкое собственное энергопотребление на холостом ходу — 0,5…0,75 Вт (в зависимости от модели).

КПД источников питания HRP(G) на 5—13% больше, чем у первого поколения источников питания Mean Well с ККМ серии SP. Новые модули устойчивы к импульсам входного напряжения до 300 В переменного тока в течение 5 с, имеют широкий температурный диапазон: –30…70°C, реализованы в компактных корпусах. Эти особенности делают источники питания HRP и HRPG привлекательными для применения в промышленной автоматике, измерительном оборудовании, светотехнических приложениях, в приборах, требующих низкого энергопотребления.

Источники питания серии SPV — это модули с возможностью регулировки выходного напряжения в широких пределах. Выпускаются три серии источников питания: SPV-150, SPV-300, SPV-1500 мощностью 150, 300 и 1500 Вт соответственно (см. рис. 7). Модели мощностью 600 Вт находятся в разработке.

Рис. 7. Программируемые источники питания серии SPV: а) серия SPV-150, б) серия SPV-1500

Источники питания серии SPV подключаются к универсальной входной сети 90…265 В переменного тока. В них предусмотрен полный комплекс защит: от короткого замыкания, превышения нагрузки, превышения выходного напряжения, перегрева. В состав всех модулей серии SPV входит активный ККМ, типичное значение коэффициента мощности составляет 0,94.

У источников питания SPV-1500 имеется дополнительное дежурное питание 12 В/100 мА и схема компенсации падения напряжения на длинных проводах от источника к нагрузке. В источниках питания серии SPV реализована функция регулировки выходного напряжения, значение которого задается уровнем внешнего управляющего напряжения. Регулировочная характеристика приведена на рисунке 8. Диапазон регулировки выходного напряжения составляет 20—100% от номинального значения выходного напряжения. Внимание: на выводы управления «PV» и «V-» модулей SPV обязательно надо подавать управляющее напряжение в диапазоне 1,1…6 В, иначе источник питания не будет соответствовать заявленным производителем параметрам.

Рис. 8. Регулировочная характеристика модуля SPV-1500

Изделия SPV отвечают требованиям стандартов UL60950-1, TÜV EN60950-1, EN55022 (CISPR22), EN61000-3-2,-3, EN61000-4-2,3,4,5,6,8,11; ENV50204, EN55024 и могут применяться в промышленной автоматизации, системах передачи данных, светотехнике и т. д.

Новые «зеленые» сетевые адаптеры питания

Экономия электроэнергии через некоторое время может стать одной из частей «дохода» в бюджете многих стран, ибо «что сохранено, то заработано». Большинство развитых стран разработали программы энергосбережения. Такие программы есть в США (EISA — Energy Independence and Security Act), Европе (ErP — Energy-related Product), Южной Корее (KEMCO), Австралии и Новой Зеландии (MEPS — Minimum Energy Performance Standards), Китае, Японии. Все мировые стандарты по энергосбережению имеют общую суть, но отличаются в деталях. В таблице 1 приведены требования программ США и Европейского союза [3] к сетевым адаптерам, где Pno — паспортная выходная мощность сетевого адаптера, ln — обозначение натурального логарифма. Все источники питания с паспортной выходной мощностью ≥75 Вт должны иметь коэффициент мощности ≥0,9, измеренный при стопроцентной нагрузке.

Таблица 1. Требования к параметрам внешних источников питания AC/AC и AC/DC в рабочем режиме

Регион (организация)	Этап внедрения	Дата внедрения	Энергопотребление без нагрузки	Минимальный КПД
				Мощность Pno 1…51 Вт	Мощность Pno 51…250 Вт
Европа (ErP)	Шаг 1 (IV)	26 апреля 2010	0,5 Вт (для Pno 0…250 Вт)	0,09ln (Pno) + 0,49	0,85
	Шаг 2 (IV)	26 апреля 2011	0,3 Вт (для Pno до 51 Вт)	0,0063ln (Pno) + 0,622	0,87
			0,5 Вт (для Pno 51 …250 Вт)	0,0075ln (Pno) + 0,561 (Uвых<6В)	0,86
США (EISA)	Energy Star IV	1 июля 2008	0,5 Вт (для Pno 0…250 Вт)	0,09ln(Pno) + 0,49	0,85

В нашей стране приняты долгосрочная Федеральная целевая программа «Энергетическая стратегия России» на период до 2020 г. и Федеральный закон «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты РФ». Эти требования государственных регулирующих органов стимулируют применение энергосберегающих источников питания и, в частности, сетевых адаптеров питания.

Все серии сетевых адаптеров Mean Well в соответствии со стандартами Energy Star и ErP отличаются малым собственным энергопотреблением менее 0,3…0,5 Вт на холостом ходу и высоким КПД, что соответствует концепции энергосбережения. По этой причине фирма-производитель называет их «зелеными». С 2008 по 2009 гг. компания Mean Well разработала 7 «зеленых» серий сетевых адаптеров: GS12, GS18, GS25, GS40, GS60, GS120, GS220. В 2010 г. этот модельный ряд пополнился двумя новыми сериями GS120 и GS160, мощностью 120 и 160 Вт, соответственно. КПД этих источников питания составляет 89—94%, они соответствуют стандартам энергосбережения EISA и ErP. Источники питания серий GS120 и GS160 выпускаются в нескольких вариантах с фиксированным выходным напряжением 12, 15, 20, 24 или 48 В. Они соответствуют требованиям сертификатов TÜV, UL, CUL, CB, BSMI, CE, FCC, CCC по безопасности и электромагнитной совместимости. Широкий диапазон рабочих температур –30…70°C расширяет область применения этих источников.

Заключение

Приведенный краткий обзор новых источников питания Mean Well, выпущенных в 2009–2010 гг., демонстрирует активное развитие перспективных изделий для быстро растущих рынков в соответствии со всеми регулирующими стандартами и требованиями. Более подробную информацию об этих и других источниках питания можно найти на специализированном сайте официального дистрибьютора компании «Компэл» (http://www.compel.ru), где реализованы параметрический поиск, автоматическое определение аналогов и происходит постоянное обновление информации. Новинки имеются на складе «Компэл» в Москве, и их можно оперативно заказать у менеджеров по продажам.

Литература

1. Источники питания Mean Well: энергосбережение во время спада экономики 2009 года//Электронные компоненты, 2009, №8.

2. Новые источники питания Mean Well. Год 2008//Электронные компоненты, 2008, №8.

3. Новые источники питания Mean Well. 25 лет компании: успехи и продукция//Электронные компоненты, 2007, №7.

4. Модули питания светодиодов ускоряют выход светильника на рынок//Современная светотехника, 2010, №2.

5. Экономичные сетевые адаптеры для промышленной электроники//Новости электроники, 2009, №16.