민웰 영문 링크 : https://www.meanwell.com/kr/newsInfo.aspx?c=5&i=972

민웰의 UHP-1000 시리즈는 팬 없는 솔루션을 제공하도록 설계되었습니다. 고유한 팬 없는 설계는 먼지 침투 문제를 해결하여 장비 유지보수 빈도, 간접비용을 효과적으로 줄이는 동시에 UHP-1000을 조용한 작동 요구 사항이 있는 실내 장비에 완벽하게 적합하게 만듭니다. 포괄적인 기능은 다양한 애플리케이션에서 널리 사용되며 그 중 일부는 애플리케이션 사례로 아래에서 자세히 설명합니다.

UHP-1000의 적응형 제어 및 유연한 방열 옵션은 산업용 정전압 애플리케이션에서 충전 시스템에 이르기까지 광범위한 애플리케이션에 적합한 솔루션입니다. 세미 포티드 디자인으로 인해 UHP-1000은 상당히 연장된 수명과 함께 진동 및 먼지 침투에 강력하고 슬림한 팬 없는 전원 공급 장치입니다. IEC/EN/UL 62368-1에 대한 국제 인증으로 구성되어 있으며, 요청 시 EN61558-1 및 가정용 안전 EN60335-1을 모두 준수할 수 있습니다. 또한 -30 ^oC ~ +70 ^oC의 넓은 작동 온도 범위와 범용 AC 주전원 입력으로 5000m의 고도에서 작동할 수 있습니다. UHP-1000의 12V, 24V, 36V 및 48V의 포괄적인 출력 전압 범위는 다양한 시스템에 적용할 수 있습니다. 

그림 1: UHP-1000 

프로그래밍 가능한 출력:

DC OK 신호, 원격 ON-OFF 제어 및 보조 12V 출력과 함께 UHP-1000은 또한 프로그래밍 가능한 전압(PV) 및 프로그래밍 가능한 전류(PC) 기능을 포함하므로, 대부분의 응용 프로그램에 적합하도록 고정 또는 동적 제어와 함께 넓은 출력 전압 범위를 허용합니다. 예를 들어 열 제어 챔버는 온도를 감지하고, 그에 따라 가열 요소를 제어하기 위해 전원 공급 장치 출력 전압을 조정할 수 있습니다. 프로그래밍 가능한 전류는 충전 애플리케이션 또는 LED 제어에 유용할 수 있습니다.

아래 그림 2와 같이 UHP-1000 출력 전압은 외부 DC 2.5V ~ 6V 신호로 조정할 수 있어 정격 출력 전압의 50% ~ 120%까지 추가 조정이 가능합니다. PV 제어를 사용할 때 최대 출력 전류는 설정된 출력 전압을 고려하여 자동으로 조정되어 과전력 또는 과열을 방지합니다. 

그림 2: PV 제어 및 자동 경감 곡선 

PC 모드는 전류를 정격 출력 전류의 20%까지 제한할 수 있습니다(그림 3). 모터 또는 용량성 부하와 같은 많은 애플리케이션은 높은 돌입 전류를 생성합니다. PC 제어는 이 돌입 전류를 사용자가 결정한 특정 정전류 값으로 제한하는 데 특히 유용합니다. 프로그래밍 가능한 전류 제어는 밝기 조정용 LED 조명 또는 충전 시스템과 같이 정전류 작동이 필요한 다른 애플리케이션에도 적합합니다. 

그림 3: 출력 전류 프로그래밍

PV 및 PC 제어의 조합이 가능하여 UHP-1000을 매우 유연하게 만들고 충전 애플리케이션(애플리케이션 예시 1 참조)와 돌입 전류가 높은 애플리케이션(애플리케이션 예시 2 참조)에 적합합니다.

진동 및 충격:

UHP-1000의 알루미늄 케이스와 관련된 세미 포트 구조는 자동차 산업의 충격 및 진동에 대한 복원력 측면에서 높은 요구 사항을 충족하며, 5G 진동을 견딜 수 있고, 강력하고 신뢰할 수 있는 기계 설계를 제공합니다.

열 고려 사항 및 설계 가이드:

알루미늄 인클로저 자체는 통합 팬을 사용할 필요성을 극복하면서 생성된 열을 효율적으로 분산시키도록 특별히 고안되었습니다. 이것은 UHP-1000의 수명과 신뢰성을 상당히 증가시키는 동시에 가청 소음에 민감한 애플리케이션과 먼지가 발생하기 쉬운 환경에 적합합니다. 최적화된 열 관리를 통해 높은 전력 밀도와 함께 41mm의 낮은 프로파일 설계를 달성할 수 있습니다. 슬림한 디자인으로 사용 가능한 공간이 제한된 애플리케이션에 사용할 수 있습니다.

UHP-1000의 잠재력을 최대한 활용하기 위해서는 냉각 방식에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 다양한 옵션을 사용할 수 있어 UHP-1000을 기존 시스템에 원활하게 통합할 수 있습니다.

1. 대류 냉각:

그림 4: 대류 냉각 경감 곡선

대류 냉각은 전원 공급 장치 작동 중에 발생하는 열을 발산하는 가장 편리한 방법입니다. 팬이 필요하지 않으므로 소음이 발생하지 않으며, 전원 공급 장치 내부에 강제로 먼지가 유입되지 않습니다. 이 솔루션은 정격 전력의 60-70% 미만인 부하에 적합합니다. 장치 밖으로 자연적인 공기 흐름을 허용하려면 장치 위로 10cm의 여유 공간을 유지해야 합니다. 더 높은 전력 수요의 경우 강제 공기 냉각 및 전도 냉각이 더 적합합니다.
 

2. 강제 공기 냉각:

그림 5: 강제 공기 냉각 경감 곡선

더 높은 전력이 필요한 경우 강제 공기 냉각이 옵션입니다. UHP-1000 측면에 외부 팬을 추가하면 더 나은 방열이 가능합니다. 제안된 설치는 다음과 같습니다:

그림 6: 팬 구성

이 솔루션은 장치를 작동 범위 내에 온도로 유지하기에 충분한 공기 흐름을 제공하는 설치 구성에 이미 존재하는 팬을 활용할 수 있습니다.

3. 전도 냉각 ：

그림 7: 전도 냉각 경감 곡선

이 냉각 방법은 특히 전력 수요가 높은 상황과 팬 사용이 바람직하지 않은 경우에 적합합니다. UHP-1000은 장치가 열을 흡수하고 발산하는 데 도움이 되는 큰 금속 덩어리에 부착해야 합니다. 많은 옵션을 사용할 수 있으며 그 중 알루미늄 플레이트를 사용하는 하나의 참조 디자인이 여기에 있습니다:

그림 8: 알루미늄 플레이트 구성 

그림 9: 케이스 온도 경감 곡선

몇 시간 작동 후 케이스 온도 측정(Tc 지점, 아래 표시)은 냉각 설계의 신뢰성을 나타내는 좋은 지표입니다: 온도가 80-90 ^oC에 접근하지 않는 한 열 설계가 유효합니다.

그림 10: Tc 포인트 위치

고려해야 할 또 다른 중요한 요소는 주변 온도입니다. 모든 냉각 방법에 대해 주변 온도가 40-50 ^oC 에 도달하면 사용자는 경감 곡선에 따라 UHP-1000에서 끌어오는 전력을 제한해야 합니다. 필요한 경우 시스템의 안정성을 보장하기 위해 더 높은 전력의 제품으로 업그레이드하는 것이 좋습니다.

애플리케이션 예시:

1. 충전 애플리케이션:

UHP-1000의 다재다능함 덕분에 많은 충전 애플리케이션에 사용할 수 있습니다: 납산 배터리에서 슈퍼 커패시터 뱅크에 이르기까지 UHP-1000은 각 상황에 효율적이고 안정적으로 적응할 수 있습니다:

납산 배터리:

아래는 12V/200Ah 납산 배터리의 정격을 예로 든 것입니다.

 

- 정전압 충전 작동: 통합 전위차계 또는 PV 제어를 사용하여 정전압 레벨을 14.4V로 설정해야 합니다.

- 정전류 작동: 배터리 사양에 따라 최대 충전 전류는 60A입니다. 따라서 PC 제어는 PC 핀에 4.5V의 외부 전압을 인가하여 60A로 설정해야 합니다.

- 플로팅 작동: 충전 전압은 여기에서 13.6V로 감소되어야 합니다. 이는 통합 전위차계 SVR을 낮추거나 PV 핀에 5.6V의 외부 전압을 적용하여 수행할 수 있습니다.

슈퍼커패시터 뱅크:

슈퍼 커패시터 뱅크의 경우, 뱅크의 최대 용량에 주의를 기울여야 합니다. 뱅크의 용량이 이 값을 초과하면 프로세스 시작 시 방전된 뱅크에 의해 부과되는 저전압으로 인해 전원 공급 장치가 저전압 보호 모드로 들어가고 3초 후에 종료됩니다.

표 1: 슈퍼커패시터 뱅크 최대 용량

노트 1: 전류 제한 장치 없이 UHP-1000에 커패시터 뱅크를 직접 부착한 상태에서 정격 출력 전류의 110%의 정전류 충전에 대한 값입니다.
 

2. 발열체:

발열체에서 발생하는 열량은 PV 기능을 사용하여 편리하게 제어할 수 있습니다. 실제로 저항 요소에 의해 소비되는 전력은 P=V²/R이므로 출력 전압은 생성된 열의 양과 직접적인 상관관계가 있습니다. 이것은 시스템이 다른 온도와 함께 다른 가열 단계를 필요로 할 때 특히 유용할 수 있습니다.

또한 대부분의 발열체는 시동 시 매우 낮은 저항을 나타내어 높은 돌입 전류를 발생시키는 특성을 가지고 있습니다. UHP-1000은 3초 미만 지속되는 동안 정격 출력 전류의 105~120%에서 돌입 전류를 자동으로 클램프합니다. 그렇지 않으면 장치가 과부하 보호 모드로 들어가고 3초 후에 종료됩니다.

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