大型的印刷設(shè)備、物料傳送設(shè)備、軋鋼設(shè)備、飲料罐裝設(shè)備或大型醫(yī)療器械等往往需要?jiǎng)虞m幾十米、上百米的低壓直流傳輸導(dǎo)線，來連接主控制柜和分布式的各種電氣元件。而位于傳輸導(dǎo)線末端的、遠(yuǎn)離主控制柜的電氣元件經(jīng)常會(huì)“掉電”或重新起動(dòng)，或無法持續(xù)穩(wěn)定工作?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試后，發(fā)現(xiàn)直流供電電壓波動(dòng)很大，常常遠(yuǎn)低于額定值24V。人們首先想到的解決方案是，提高主控制柜內(nèi)的交流/直流電源的功率，卻無濟(jì)于事；增加不間斷電源或緩沖模塊，當(dāng)然也沒有改善。PULS 普爾世公司的“電壓補(bǔ)償器”CD5.241-L1 很好地解決了這個(gè)問題。
導(dǎo)線上的電壓降不容忽視
眾所周知，電流流經(jīng)傳輸導(dǎo)線時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓降，而傳輸導(dǎo)線上的電壓降常常被忽視。比如，線徑為1mm2、長(zhǎng)度約50 米的銅導(dǎo)線的電阻就接近1 歐姆，如果其中流過10A 的電流，導(dǎo)線上的電壓降就會(huì)達(dá)到10V。而負(fù)載所需的電流幾乎都不是恒定的，比如，電機(jī)或者具有較大輸入電容的負(fù)載起動(dòng)時(shí)所需的短時(shí)峰值電流可能引起更大幅的電壓暫降。而一般的電氣元件都不能耐受如此寬范圍的輸入電壓波動(dòng)，出現(xiàn)重新起動(dòng)、復(fù)位或功能失常等故障現(xiàn)象。
用戶在選定導(dǎo)線線徑時(shí)，往往會(huì)參考導(dǎo)線廠商提供的“線徑電流對(duì)照表”，根據(jù)導(dǎo)線中預(yù)計(jì)流過的持續(xù)電流值來選定導(dǎo)線的線徑。而大多數(shù)導(dǎo)線廠商提供的“線徑電流對(duì)照表”是根據(jù)導(dǎo)線的散熱情況，標(biāo)定不致引起導(dǎo)線溫度高于某一危險(xiǎn)限值時(shí)的最大允許持續(xù)電流值。按照這種方法計(jì)算的結(jié)果往往是選定了偏小的線徑。比如，需要為30m(所需導(dǎo)線長(zhǎng)為60m)外的顯示屏供電，顯示屏所需電流為4A。按照“線徑電流對(duì)照表”，0.75mm2 線徑的導(dǎo)線允許的最大持續(xù)電流是18A，所以為持續(xù)4A 的電流選擇0.75mm2 線徑的導(dǎo)線似乎足夠了。而事實(shí)上，長(zhǎng)度60m、線徑0.75mm2 的導(dǎo)線上流過4A 電流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生6.75V 的電壓降(如下圖所示)，這意味著從電源輸出的24V 電壓到達(dá)導(dǎo)線末端的顯示屏?xí)r會(huì)在17.25V-24V 之間隨著電流4V-0A 而波動(dòng)，顯然，這對(duì)于像顯示屏這樣的負(fù)載來說是無法承受的。
分布式供電無法實(shí)現(xiàn)
一種可行的解決方案是，盡量縮短低壓直流傳輸導(dǎo)線的長(zhǎng)度，將交流/直流電源設(shè)置在負(fù)載附近。但這需要改變整個(gè)系統(tǒng)的供電方式，由“集中供電”改為“分布供電”，需要安排更多的交流“取電點(diǎn)”，或者采用長(zhǎng)距離的230Vac 或400Vac 交流傳輸線。在很多應(yīng)用中，考慮到低壓安全要求或系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求等，無法實(shí)行這種方案。
普通的直流/直流轉(zhuǎn)換器方案
另一個(gè)可行的解決方案是在長(zhǎng)距離低壓直流導(dǎo)線末端串入一臺(tái)直流/直流轉(zhuǎn)換器，作為“電壓補(bǔ)償器”，以補(bǔ)償導(dǎo)線上的壓降引起的電壓波動(dòng)。并不是所有的直流/直流轉(zhuǎn)換器都適用于此類應(yīng)用，非常重要的是，
1) 直流/直流轉(zhuǎn)換器要有較寬的輸入電壓范圍，允許的輸入低電壓要很低。
2) 直流/直流轉(zhuǎn)換器自身不能有過高的輸入(起動(dòng))電流需求。
PULS 普爾世的電壓補(bǔ)償器CD5.241-L1
PULS 普爾世在開發(fā)電壓補(bǔ)償器“CD5.241-L1”時(shí)，認(rèn)真考慮了這些應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)了14-35Vdc的寬輸入電壓范圍，和主動(dòng)式浪涌電流抑制以及“軟”起動(dòng)功能以避免普通直流/直流轉(zhuǎn)換器起動(dòng)時(shí)的輸入峰值電流。可以下述應(yīng)用為例來說明它的特性。
在長(zhǎng)距離低壓直流傳輸導(dǎo)線末端有一個(gè)電氣元件，它的輸入側(cè)內(nèi)置較大的電容器，起動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的短時(shí)充電電流，而所需持續(xù)電流為1.5A。由于所需持續(xù)電流值較小，用戶可能會(huì)根據(jù)“線徑電流對(duì)照表”選擇較細(xì)的導(dǎo)線，很容易出現(xiàn)電氣元件無法正常起動(dòng)。此時(shí)，若在負(fù)載前串入額定5A 的普通的直流/直流轉(zhuǎn)換器來補(bǔ)償電壓降，在起動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)如下情況：
直流/直流轉(zhuǎn)換器會(huì)用其最高允許的輸出電流(一般為6.5A)來為該電氣元件中的輸入電容器充電。同時(shí)，直流/直流轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的電解電容器也要被充電。這就造成直流/直流轉(zhuǎn)換器輸入端出現(xiàn)很高的電流。結(jié)果是，與沒有串入直流/直流轉(zhuǎn)換器時(shí)相同，不斷出現(xiàn)重起動(dòng)，或者無法起動(dòng)。
PULS 普爾世的CD5.241-L1 很好地解決了這些問題。在輸入電壓出現(xiàn)后，輸出電流會(huì)緩慢上升到最高值，這樣輸出端的負(fù)載或電容器就會(huì)被“溫柔”地充電。當(dāng)然，這種“軟”起動(dòng)時(shí)間會(huì)長(zhǎng)一些，但是這種方式有效地避免了起動(dòng)過程中的大電流。
該產(chǎn)品還具有輸入/輸出絕緣電隔離，并在-25 至60°C 之間可以輸出120W 滿載功率。如需更多功率，可以將多臺(tái)產(chǎn)品的輸出并聯(lián)。該系列產(chǎn)品還可以提供20％的額外功率儲(chǔ)備，在+45°C 環(huán)境溫度下還可以持續(xù)輸出該額外功率。
扁平的外形設(shè)計(jì)使得該產(chǎn)品可以安裝在深度為120mm 的小型電控柜中，而32mm 的寬度節(jié)省了DIN 導(dǎo)軌上的安裝空間。內(nèi)部集成的“軟”起動(dòng)功能，電子輸入浪涌電流抑制器，輸入極性反置保護(hù)，和全面的標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證，保證了該產(chǎn)品簡(jiǎn)單方便的安裝。除了上文描述的24V/24V 的電壓補(bǔ)償器之外，PULS 普爾世的CD5 系列還包括24V/12V, 48V/24V 等多款產(chǎn)品。
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