Последовательное включение для повышения напряжения

Техническая справка по последовательному включению двух блоков питания Siemens SITOP power для получения повышенного выходного напряжения (например, 48 В DC из двух 24 В блоков). Описаны требования SELV по EN 60950, варианты заземления средней точки, назначение защитных диодов V1 и V2 от обратного напряжения EMF и пример подбора диода SB 340. Материал предназначен для инженеров-проектировщиков систем электропитания.

Последовательное включение для повышения напряжения - Техническая информация и проектирование

Последовательной подключение для повышения напряжения

Для получения на нагрузке напряжения 48 В DC, могут быть соединены последовательно два блока питания SITOP power одинакового типа с SELV (safety extra low voltage) выходным напряжением по EN 60950. Максимально допустимо 60 В DC как SELV (безопасное экстра низкое напряжение) по EN 60 950; таким образом два блока SITOP power подстраиваемые до 28.8 В могут быть соединены последовательно.

Выходы SITOP power L+ и M (земля) изолированы от PE по крайней мере, до 60 В DC (расстояние утечки по поверхности диэлектрика и наличие емкости L+ и M относительно PE), для того, чтобы остальные точки могли произвольно быть заземлены с этим типом последовательного соединения:

Точка M нижнего SITOP power (обеспечивает + 48 В DC относительно PE)

Средняя точка M/L+ между двумя SITOP power (обеспечивает ± 24 В относительно PE)

Точка L+ верхнего SITOP power (обеспечивает - 48 В DC относительно PE)

Диоды V1 и V2 служат для того, чтобы защитить выходной конденсатор в блоке SITOP power от обратного напряжения EMF при > 1 В.

Так как время нарастания не совсем одинаково (даже когда для включения используется общий выключатель питания, различие при стартовой задержке обычно составляет 10 мс), ток из выхода L+ к выходу M более быстрого блока питания SITOP power приводит к недопустимому изменению заряда выходной электрической емкости медленного блока.

Насчет внутренних LC фильтров, внутренний выпрямительный диод на вторичной стороне блока SITOP power с более медленным временем нарастания получает этот ток на несколько миллисекунд позже; поэтому не может обойтись без внешнего диода в блоке SITOP power с анодом в M и катодом в L+.

Однако, эти диоды используются только динамически 8.3 мс волны номинального тока (указанного в технических характеристиках подходящих диодов) который служит основанием для проектирования, охлаждение диодов теплоотводом обычно не требуется.

Пример:

Два однофазных блока SITOP power с 20 A номинальным выходным соединяются последовательно для увеличения напряжения. Они обеспечивают примерно 36 A динамически 2 с на протяжении пускового короткого замыкания (или, например, нагрузка с высоким значением входной емкости которая представляет мгновенное короткое замыкание ).

Подходящие типы диодов V1 и V2, например, SB 340 (диод Шотки в корпусе с аксиальными выводами).

Форма DO-201AD с диаметром приблизительно 5.3 мм и длинной корпуса примерно 9.5 мм.

Допустимое обратное напряжение 40 В; установившийся номинал DC IF AV = 3 A; динамический номинальный ток волны IF SM, важным в этом выборе, является более чем 100 A для 8.3 мс и адекватность SITOP power 20.

Этот диод1) может также использоваться для источников SITOP power с более низким номинальным выходным током, хотя это будет сверх необходимого.

Изготовитель: General Instrument

Поставщик: например, RS Components Spoerle

Мы не обеспечиваем гарантию этой рекомендации.

Ключові факти

Для получения 48 В DC последовательно соединяются два блока SITOP power одинакового типа с SELV-выходом; максимально допустимо 60 В DC как SELV по EN 60950

Два блока SITOP power, подстраиваемые до 28.8 В, могут быть соединены последовательно

Выходы L+ и M изолированы от PE как минимум до 60 В DC

Возможные точки заземления: точка M нижнего блока (+48 В DC относительно PE), средняя точка M/L+ (±24 В), точка L+ верхнего блока (−48 В DC)

Диоды V1 и V2 защищают выходной конденсатор от обратного напряжения EMF при > 1 В

Различие стартовой задержки при общем выключателе питания обычно составляет 10 мс

Диоды работают динамически в течение волны 8.3 мс номинального тока; теплоотвод обычно не требуется

Пример: два однофазных SITOP power по 20 А дают около 36 А динамически 2 с при пусковом коротком замыкании

Рекомендуемый диод — SB 340 (Шотки, DO-201AD): обратное напряжение 40 В, IF AV = 3 A, IF SM > 100 A для 8.3 мс

Гарантия на рекомендацию по выбору диода не предоставляется

Питання та відповіді

Как получить 48 В постоянного тока из стандартных 24 В блоков питания SITOP?

Нужно последовательно соединить два блока SITOP power одинакового типа с SELV-выходом. По EN 60950 SELV ограничено 60 В DC, поэтому допустимо последовательное соединение двух блоков с выходным напряжением до 28.8 В.

Можно ли заземлить один из выходов при последовательном соединении блоков SITOP?

Да, так как выходы L+ и M изолированы от PE минимум до 60 В DC, заземлить можно любую из трёх точек: M нижнего блока (+48 В), среднюю точку между блоками (±24 В) или L+ верхнего блока (−48 В) относительно PE.

Зачем нужны диоды V1 и V2 при последовательном включении SITOP power?

Они защищают выходной конденсатор каждого блока от обратного напряжения EMF более 1 В, которое возникает из-за разницы времени нарастания напряжения у блоков (обычно до 10 мс).

Нужен ли теплоотвод для защитных диодов?

Обычно не требуется, поскольку диоды работают только динамически в течение волны 8.3 мс номинального тока.

Какой диод подойдёт для защиты при последовательном соединении SITOP power 20 А?

Например, диод Шотки SB 340 в корпусе DO-201AD: обратное напряжение 40 В, установившийся номинал IF AV = 3 A, импульсный ток IF SM более 100 A на 8.3 мс. Он подходит и для блоков с меньшим номинальным током.