UHP-1000 solução sem ventoinha

A série UHP-1000 da MEAN WELL foi projetada para fornecer uma solução sem ventoinha. O design exclusivo sem ventoinha resolve problemas de entrada de poeira, reduzindo efetivamente a frequência de manutenção do equipamento e os custos indiretos, ao mesmo tempo que torna o UHP-1000 perfeitamente adequado para equipamentos internos com requisitos de operação silenciosa. 

Suas abrangentes funcionalidades são amplamente utilizadas em diversas aplicações, algumas das quais são detalhadas a seguir, como exemplos de aplicação.

O controle adaptativo e as opções flexíveis de dissipação de calor do UHP-1000 o tornam uma solução adequada para uma ampla gama de aplicações, desde aplicações industriais de tensão constante até sistemas de carregamento. O design semi-envasado torna a UHP-1000 uma fonte de alimentação forte e fina, sem ventoinha, resistente a vibrações e entrada de poeira, além de vida útil consideravelmente estendida. 

Inclui certificações internacionais para IEC/EN/UL 62368-1, e a conformidade com EN61558-1 e segurança doméstica EN60335-1 está disponível mediante solicitação. Também é capaz de operar em grandes altitudes de 5.000 m sob uma ampla faixa de temperatura de trabalho de -30 ^o C a +70 ^o C e com entrada de rede elétrica CA universal. A faixa de tensão de saída inclusiva de 12V, 24V, 36V e 48V do UHP-1000 o torna adaptável a vários sistemas.

UHP-1000 Tipo Slim 1000W Fonte de Comutação com PFC Alta Eficiência MeanWell

Saída programável:

Junto com sinal DC OK, controle remoto ON-OFF e uma saída auxiliar de 12V, o UHP-1000 também inclui funções de Tensão Programável (PV) e Corrente Programável (PC), permitindo assim uma ampla faixa de tensão de saída, com controle fixo ou dinâmico para cabe na maioria das aplicações. 

Por exemplo, uma câmara termicamente controlada pode detectar a temperatura e ajustar a tensão de saída da fonte de alimentação para controlar o elemento de aquecimento de acordo. A corrente programável pode ser útil para aplicações de carregamento ou controle de LED.

Conforme mostrado na Figura 2 abaixo, a tensão de saída do UHP-1000 pode ser ajustada com um sinal externo DC 2,5V a 6V, permitindo um ajuste extra de 50% a 120% da tensão nominal de saída. Ao usar o controle fotovoltaico, a corrente de saída máxima é automaticamente adaptada levando em consideração a tensão de saída definida para evitar sobrecarga ou superaquecimento.

O modo PC pode limitar a corrente em até 20% da corrente de saída nominal (Figura 3). Muitas aplicações, como motores ou cargas capacitivas, criam altas correntes de partida. O controle do PC é particularmente útil para limitar esta corrente de partida a um determinado valor de corrente constante determinado pelo usuário. 

O controle de corrente programável também é adequado para outras aplicações que requerem operação em corrente constante, como iluminação LED para ajuste de brilho ou sistemas de carregamento.

É possível uma combinação de controles fotovoltaicos e PC, o que torna o UHP-1000 muito flexível e adequado para aplicações de carregamento (cf. Exemplo de aplicação 1), bem como para aplicações com altas correntes de partida (cf. Exemplo de aplicação 2).

Vibrações e choques:

A estrutura semi-envasada associada ao case de alumínio do UHP-1000 resulta em um design mecânico forte e confiável, capaz de suportar vibrações 5G que atendem à alta demanda em termos de resiliência a choques e vibrações na indústria automotiva.

Considerações térmicas e guia de design:

O próprio gabinete de alumínio foi especialmente concebido para dissipar com eficiência o calor gerado e, ao mesmo tempo, superar a necessidade de uso de ventiladores integrados. Isto aumenta consideravelmente a vida útil e a confiabilidade do UHP-1000, ao mesmo tempo que o torna adequado para aplicações sensíveis a ruídos audíveis e ambientes propensos a poeira. 

O gerenciamento térmico otimizado possibilita um design discreto de 41 mm junto com uma alta densidade de potência. Seu formato fino permite seu uso em aplicações com espaço disponível limitado.

Para aproveitar ao máximo o potencial do UHP-1000, atenção especial deve ser dada ao método de resfriamento. Muitas opções estão disponíveis, tornando o UHP-1000 perfeitamente integrável em sistemas já existentes:

1.  Resfriamento por convecção:

O resfriamento por convecção é a maneira mais conveniente de dissipar o calor gerado durante a operação da fonte de alimentação. Não requer ventoinha, portanto não há emissão de ruído audível e nem entrada forçada de poeira dentro da fonte de alimentação. Esta solução é viável para cargas que consomem menos de 60-70% da potência nominal. 

Para permitir a saída natural do ar da unidade, deve ser respeitada uma distância livre de 10 cm acima dela. Para maior demanda de energia, o resfriamento por ar forçado e o resfriamento por condução são mais adequados. 

2.  Resfriamento por ar forçado:

Se surgir a necessidade de maior potência, o resfriamento com ar forçado é uma opção. Adicionar uma ventoinha externa na lateral do UHP-1000 permitirá uma melhor dissipação de calor. Uma sugestão de instalação é mostrada abaixo:

Esta solução pode aproveitar um ventoinha já existente na sua instalação, desde que forneça fluxo de ar suficiente para manter a unidade a uma temperatura compreendida dentro da sua faixa de operação.

3.  Resfriamento por condução:

Este método de resfriamento é particularmente adaptado a situações com alta demanda de energia e quando o uso de ventoinha é indesejável. O UHP-1000 deve ser fixado a uma grande massa metálica que possa ajudar a unidade a absorver e dissipar o calor. Muitas opções estão disponíveis, entre as quais um design de referência usando uma placa de alumínio é mostrado aqui:
Fig 8: Configuração da placa de alumínio

O método de resfriamento por condução pode ser muito conveniente se o UHP-1000 puder ser montado diretamente em um chassi de metal, desde que a superfície seja lisa e finamente revestida com pasta térmica.

Verificação do projeto térmico:

Independentemente da solução selecionada, aqui está uma maneira simples de verificar se o método de resfriamento escolhido está adaptado:

A medição da temperatura do gabinete (no ponto Tc, mostrado abaixo) após algumas horas de operação é um bom indicador da confiabilidade do projeto de refrigeração: desde que a temperatura não se aproxime de 80-90oC, o projeto térmico é válido.

Outro fator importante a levar em consideração é a temperatura ambiente. Para todos os métodos de resfriamento, se a temperatura ambiente atingir 40-50 ^o C, o usuário deve limitar a potência consumida do UHP-1000 de acordo com as curvas de desclassificação. Se necessário, recomenda-se atualizar para produtos de maior potência para garantir a confiabilidade do sistema.

Exemplos de aplicação:

1.  Aplicações de carregamento:

A versatilidade do UHP-1000 permite seu uso para muitas aplicações de carregamento: de baterias de chumbo-ácido a bancos de supercapacitores, o UHP-1000 pode se adaptar de forma eficiente e confiável a cada situação:

Bateria de chumbo-ácido:

Abaixo estão as classificações de uma bateria de chumbo-ácido de 12V/200Ah como exemplo.

-Operação de carregamento de tensão constante: O nível de tensão de carregamento constante deve ser ajustado para 14,4V com a ajuda do potenciômetro integrado ou com controle fotovoltaico.

-Operação em corrente constante: De acordo com as especificações da bateria, a corrente máxima de carga é 60A. Portanto, o controle do PC deve ser ajustado em 60A aplicando uma tensão externa de 4,5V aos pinos do PC.

-Operação flutuante: A tensão de carga deve ser reduzida para 13,6V aqui. Isso pode ser feito diminuindo o potenciômetro integrado SVR ou aplicando uma tensão externa de 5,6V aos pinos fotovoltaicos.

Bancos de supercapacitores:

Em relação aos bancos de supercapacitores, deve-se atentar para a capacidade máxima do banco. Caso a capacidade do banco ultrapasse estes valores, a fonte entrará no modo Proteção de Subtensão devido à baixa tensão imposta no início do processo pelo banco descarregado, e desligará após 3s.

Tabela 1: Capacidade máxima do banco de supercapacitores

Nota 1: Valores dados para carregamento em corrente constante de 110% da corrente nominal de saída, com banco de capacitores acoplado diretamente ao UHP-1000, sem dispositivo limitador de corrente.

2.  Elemento de aquecimento:

A quantidade de calor gerada pelo elemento de aquecimento pode ser convenientemente controlada usando a função PV. Na verdade, a potência dissipada por um elemento resistivo é P=V²/R, portanto a tensão de saída está diretamente correlacionada com a quantidade de calor produzida. Isto pode ser particularmente útil quando o sistema necessita de diferentes estágios de aquecimento, com diferentes temperaturas.

Além disso, a maioria dos elementos de aquecimento tem a característica de apresentar uma resistência extremamente baixa na inicialização, o que levará a uma alta corrente de partida. O UHP-1000 fixa automaticamente a corrente de partida em 105-120% da corrente de saída nominal, desde que dure menos de 3s. Caso contrário, a unidade entrará no modo Proteção contra Sobrecarga e desligará após 3s.

Conclusão:

A série UHP-1000 da MEAN WELL oferece uma solução inovadora sem ventoinha, ideal para aplicações que requerem operação silenciosa e manutenção reduzida, graças ao design que evita a entrada de poeira. Com certificações internacionais e ampla faixa de temperaturas de operação, o UHP-1000 se adapta a diversas necessidades, desde sistemas de carregamento até aplicações industriais. Além disso, suas funcionalidades programáveis, como controle de tensão e corrente, garantem flexibilidade para várias utilizações, como carregamento de baterias e controle de elementos de aquecimento.

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