スリムなDINレールマウント電源

DIN-rail mounted RECOM REDIIN120-24, REDIIN240-24, REDIIN480-24 power supplies
DINレールマウントは、スイッチギアマウントを標準化し、メーカー間の互換性を可能にするというアイディアが1920年代に初めて導入されて以来、電気キャビネットに革命をもたらしてきました。DINは「Deutsche Industrie Norm」つまり「ドイツ産業規格」を意味し、DINレールシステムの成功は急速にドイツ国外に広がり、最終的には欧州規格のDIN EN 60715となりました。

DINレールシステムの、コンポーネントを簡単にはめ込んで配置したり、メンテナンス、アップグレード、交換のために取り外したりできるというシンプルさと用途の多様さにより、サーキットブレーカー、リレー、接触器、端子台、データネットワークコンポーネント(KNX、DALI、Ethernet)、プログラマブルロジックコントローラー(PLC)、電源装置(図1)など、多様な電気コンポーネントがDINレールマウント用に製造されるようになりました。



図1:典型的なDINレールの設置

DINレールシステムの成功の理由は、以下のような利点にあります

まず、モジュラーアプローチにより、標準的な電気技師用ドライバーだけで、電気キャビネットやパネルを迅速に組み立て、移動し、再配置できるため、利用可能なスペースを最適に活用できます。穴あけ、切断、ねじ切りは必要ありません。電気キャビネットやパネルには、あらかじめレールが取り付けられていることが多く、すぐに設置を開始できます。
第三に、取り付けレールの寸法がすべて標準化されているため、異なるメーカーの部品が互換性を持ち、取り付け可能です。単一のレール上で異なる電気コンポーネントを自由に組み合わせることができるため、例えば、コネクタブロックを電源の隣に配置して電力の分配を簡素化し、必要な配線量を減らしたり、アクチュエータリレーをPLCの隣に配置したりできます。
次に、DINレールシステムでは、他のコンポーネントを妨げることなく簡単にアップグレードや修理が可能であり、不良部品は他のコンポーネントに影響を与えることなく簡単に取り外して交換できます。新しい部品が古いモジュールよりもやや大きい場合、既存のコンポーネントをレールに沿って移動してスペースを作ることができます。
第四に、ドイツの規格に期待される通り、取り付けの容易さによって、キャビネット内の整理され、整然とした、論理的なレイアウトを可能になります。これにより、全体の構築プロセスが効率化されるだけでなく、組み立てが高速化され、メンテナンスやトラブルシューティングも簡素化されます。すべての電気接点は配線を外すことなく前面からアクセス可能であり、多くの電気コンポーネントにはステータスまたはアラームインジケータが備わっているため、複雑に設置されたものを迅速に検査して故障を見つけることができます。
RECOM's REDIIN120, REDIIN240, and REDIIN480
図2:REDIIN120, REDIIN240, REDIIN480 DINレール電源
ある意味で、DINレールシステムはこのシステム自体の成功の犠牲者となっています。現在、DINレールマウントシステムはほぼすべての電気、ネットワーキング、通信機器に普及しているため、各レールにできるだけ多くのものを詰め込もうとする傾向があります。各コンポーネントは、必要なレールスペースを最小限に抑えるためにできるだけ薄くする必要があります。しかし、電源装置、接触器コイル、リレーなどの一部の電気機器は熱を発生するため、これらのユニットを非常に近接して配置すると、自然対流冷却の気流に悪影響を及ぼす可能性があります。周囲温度が10℃上昇するごとに動作寿命が半減するため、可能であればこれを避ける必要があります。

解決策としては、機器間にスペーサーを追加して自由対流による冷却を促進すること、発熱部品を互いに加熱し合わないように近接しない位置に配置し直すこと、または極端な場合にはファンを追加して強制空冷を行うことが挙げられます。また、一つの部品から上昇する暖かい空気が、すぐ上に配置された部品に悪影響を及ぼさないように、レール間の垂直方向の間隔も考慮する必要があります。幸いなことに、パネルやキャビネットのレイアウトを事前に計画し、予想される熱負荷を計算するために使用できるソフトウェアパッケージが用意されています。このソフトウェアはキャビネットメーカーから無料で提供されていることがよくあります。より高度なソフトウェアでは、EN 61439などの電気安全、構造、および技術基準が遵守されているかどうかを自動的に確認することもできます。

RECOMは、ボードマウントやシャーシマウントの組み込み電源でよく知られた、実績のある電源メーカーですが、競争力のある価格でDINレールマウント電源も提供しています(図2)。

DINレールマウント用に設計された電源は、標準的な産業用電源とは異なる特定の特別な機能を備えている必要があります

常時オン

パネルや電気キャビネット内の電源は通常、「常時オン」モードで動作します。たとえ生産ラインが夜間に停止しても、リレーやコントローラーの低電圧電源はオンのままです。24時間365日稼働するということは、DINレール電源が非常に長い動作寿命を持つ必要があることを意味します。これは慎重な設計と、厳しい入力電圧変動、電源供給中断、電源過渡現象、および電力サージに耐えられる重負荷入力フィルタリングステージによって保証されます。
Graph comparing efficiency vs. load for 115VAC and 230VAC
図3:REDIIN120-24のフラットな効率曲線。無負荷時の消費電力はわずか150mW

高効率

全負荷時と無負荷時の両方で、内部熱放散を最小限に抑え、待機中のエネルギーを節約するために、高い効率が必要です。REDIINシリーズは、供給電圧に関係なく、20%以下から100%の全負荷までのすべての負荷で90~94%の範囲にとどまるフラットな効率曲線を特徴としています(図2)。無負荷条件下では、480Wバージョンは750mW未満の消費で、120Wおよび240Wバージョンはどちらも300mW未満の消費となります。

設計

DINレールマウント電源は、すべての電気接続が前面にあり、スイッチングトランジスタやパワーダイオードなどの主要な放熱部品が装置の背面と良好な熱接触を持つように設計されています(いわゆる「ブック型」)。このような熱効率の高いレイアウトを使用することで、金属DINレールが追加のヒートシンクとして機能するため、REDIINシリーズは自然対流冷却のみで最大+50℃の周囲温度でフル出力電力で動作できます。場合によっては、例えば屋外の太陽光発電所のPVストリングコントローラーアプリケーションや暖房の無い倉庫では、高温ではなく非常に低温の環境になることがあるため、低温での動作も重要です。REDIINシリーズは、-30℃まで全負荷で動作可能で、-40℃までコールドスタートが可能です。

保護

すべてのREDIIN電源は、ユニバーサル単相AC入力(90~264 VAC)で動作し、低電圧および過電圧の変動を含むすべての世界的な主電源に適しています。力率補正は標準で含まれています。短絡、過電圧、過負荷に対して保護された出力は、一般的な産業用供給電圧である12V(REDIIN 120)、24V、48V DCであり、ケーブル損失を調整するために±10%の範囲で調整可能です。また、自動CV/CC動作モードを備えており、高誘導性または高容量性負荷のいずれにも適しています。出力過電流制限は最大150%で、電源を過剰に大きく設計することなく、高い始動電流負荷を駆動することが可能です。電源が継続的に過負荷になる場合、内蔵の過温度保護が作動し、装置が損傷する前に安全に出力をオフにします。 2色のインジケーターLED が、出力電圧が範囲内か、短絡、過温度、過負荷保護モードにあるかを示します。

要約

コスト重視のREDIIN電源シリーズは、品質と信頼性を損なうことなく、多くの産業用電気キャビネットアプリケーションに必要な厳しい技術要件を満たすように設計されています。このシリーズはすべて、高さ123.6mm、奥行き116.8mmの非常にスリムな「ブック型」ケースに収められています。REDIIN120 は幅30mmで120Wの出力を提供し、REDIIN240 は幅40mmで240Wを、 REDIIN480 は幅56mmで驚異的な480Wを提供します。非常にスリムな設計により、貴重なスペースが確保され、軽量で混雑した設置環境でのDINレールの過負荷を避けることができます。

製品は国際安全規格IEC/EN/UL 62368-1、IEC/EN/UL61010-1、およびIEC/EN/UL/CSA61010-2-201の完全な認証を受けています。電磁放射および伝導放射は、重工業用のEN 61000-6-4クラスB排出基準およびEN 61000-6-2耐性基準に準拠しています。

REDIINシリーズは、産業オートメーション、配電、試験および測定環境 向けに設計されており、産業、重工業、生産、ホームオートメーション、データおよび電気通信、交通制御、水管理など、キャビネットやその他の電子機器筐体内で経済的で堅実な信頼性のあるDC電源が必要な場所で、幅広く使用できます。
アプリケーション
  Series
1 AC/DC, 120.0 W, Single Output, DIN-Rail REDIIN120 Series
Focus New
  • Universal input voltage range 90-264VAC
  • Built-In constant current circuit
  • Three output variations 12V, 24V and 48V available
  • Adjustable output voltage range ±10%
2 AC/DC, 240.0 W, Single Output, DIN-Rail REDIIN240 Series
Focus New
  • Universal input voltage range 90-264VAC
  • Built-In constant current circuit
  • Two output variations 24V and 48V available
  • Adjustable output voltage range ±10%
3 AC/DC, 480.0 W, Single Output, DIN-Rail REDIIN480 Series
Focus New
  • Universal input voltage range 90-264VAC
  • Built-In constant current circuit
  • Power Factor >0.96 115VAC & >0.93 230VAC
  • Two adjustable output variations 24-28V & 48-55V