Güç Kaynakları ve Zorlu Çalışma Şartları

Bu yazımızda zorlu şartlarda çalışan güç kaynaklarını, bu zorlukların neler olduğunu, bu duruma karşı geliştirilen çözümleri ve piyasada yer alan ürünleri inceleyeceğiz.

A- A+

25.07.2021 tarihli yazı 4587 kez okunmuştur.

Birçok elektronik cihaz için zorlu ortam denince akla ilk gelenler nem ve toz olsa da güç kaynakları için bu zorluklar biraz daha fazladır. Bu durumun üstesinden gelebilmek için endüstriyel ortamların taleplerini karşılayacak kadar güçlü ve sağlam aynı zamanda da verimli çalışacak dahili güç kaynaklarına ihtiyaç vardır.

Zorlu Ortamlarda Güç Kaynakları

Birçok uygulamada kullanılan endüstriyel sistemlerde dahili güç kaynağına ihtiyaç duyulur. Bu güç kaynakları, endüstriyel ortamın temelinden başlayarak endüstriyel kontrol için gerekli olan invertörler de dahil olmak üzere ortamın zorluğuyla başa çıkabilecek sağlamlıkta ve verimle çalışan dahili güç kaynakları olmalıdır. Bu tür güç kaynakları CNC makineleri, kaynak makineleri, robotik kollar gibi üretimde yer alan önemli kısımların tamamında akıllı üretim başta olmak üzere endüstriyel sistemin birçok kısmında kullanılır.

Elektronik trafik kontrolü ve trafik LED ekranları gibi önemli sistemler de dahil olmak üzere akıllı ulaşımda da zorlu güç kaynakları kullanılır. Günümüzde önemli yere sahip olan çevre koruma sistemlerinde de bu güç kaynakları kullanılırken aynı zamanda hava, su, toprak kalitesi ölçümlemede ve çöplerin ayrıştırılarak sınıflandırılmasında da bu zorlu güç kaynaklarına ihtiyaç duyulmaktadır.

Zorlu ortam güç kaynaklarının kullanıldığı bir diğer uygulama da otomatik depolama alanlarıdır. Bulut depolamalarında ve hastanelere temin sağlayan ecza depolarında kullanılıyor olması ne denli büyük bir ihtiyacı karşıladığını gözler önüne sermektedir.

►İlginizi Çekebilir: SMPS (Anahtarlamalı Güç Kaynağı) Nedir? | ElektrikPort Akademi

Çok geniş bir kullanım alanına sahip olan bu güç kaynakları, günümüzde oldukça popüler olan elektrikli araçların şarj istasyonlarından pil yönetim sistemlerine kadar birçok ürüne kaynak sağlar.

Bu tür sistemler ve ekipmanlar yaygınlaştıkça, zorlu ortamlarda yüksek performans sergileyebilecek ve verimli çalışan güç kaynaklarına olan ihtiyaç da günden güne artmaktadır.

Bahsettiğimiz uygulamalarda ve sistemlerde kullanılan dahili güç kaynaklarının karşılaştıkları sorunlar bunlarla da sınırlı değildir. Güç kaynağının kendisinde ve beslediği ekipmanda büyük hasarlara sebep olabilecek voltaj değişimlerine, aşırı güç dalgalanmalarına ve yıldırım çarpmalarına maruz kalabilirler. Birçok cihazın bir arada bulunduğu sistemlerde oluşabilecek elektromanyetik alan da ciddi bir tehlike oluşturur. Cep telefonları gibi günlük hayatın bir parçası olan ufak cihazların bile ABS sistemlerindeki, konuşma esnasında bilgisayardaki etkileri göz önüne alındığında daha büyük cihazların oluşturacağı EMI (elektromanyetik girişim) sistem için ve cihazlar için çok büyük risk oluşturmaktadır.

►İlginizi Çekebilir: Güç Kaynakları – Weidmüller

Genelde güç kaynakları düşük sıcaklıklarda çalışmaya başlarlar ancak çalışma süresi ilerledikçe, çalışma sıcaklığından daha büyük sıcaklıklara ve yüksek nemin sebep olduğu zorluklara maruz kalırlar. Kaynak oluşturduğu sisteme entegre edilebilmesi için kendi bünyesinde mevcut olan soğutma sorunlarının da çözülmesi gerekmektedir ama bunun için kısıtlı bir alan mevcut olması bu durumu iyice zorlaştırır.

Dayanıklı Güç Kaynaklarının Özellikleri

Kullanılacak olan güç kaynaklarının güvenilir bir şekilde çalışılabilmesi için aşırı voltaja ve akım dalgalanmalarına karşı dayanıklı olması gerekir. Geniş bir giriş voltaj aralığına sahip olması girişte karşılaşacağı dalgalanmalara karşı önemli bir koruma sağlayacaktır. Bu geniş giriş voltaj aralığının aşılması durumunda sistem ve bileşen arızaları yaşanabilmesi, EMI filtrelerinin etkinliğinin son bulması gibi oldukça tehlikeli ve istenmeyen durumlar yaşanabilir. Geniş bir giriş voltaj aralığı ve güç kaynağının koruma devreleri sayesinde, güç dalgalanmaları ve kesintilerden oluşabilecek sorunlar güç kaynağı tarafından sönümlenerek sistemin zarar görmesi engellenebilir.

Dalgalanmaların en yoğun ve şiddetli olduğu kısım dağıtım panosudur. Her güç kaynağının dayanabileceği büyüklükte dalgalanmaya maruz kalması için güç kaynakları, aşırı gerilim seviyelerine göre sistem içinde konumlandırılmalıdır.

Ayrıca geniş bir sıcaklık arasında çalışmayı desteklemeleri ve oluşabilmesi mümkün olan yüksek nem seviyelerine karşı dayanıklı olmaları gerekmektedir. Güç kaynağının çalışabileceği maksimum sıcaklık değeri aşıldığında performansta hızlı değişimler görülebilir. Aynı zamanda bileşenlerin arızalanma durumu göz önüne alındığında sisteme olan güvenilirlikte ciddi bir düşüş yaşanabilir. Oluşabilecek nem yoğuşmaya sebep olabilir. Suyun hem iletken ve de aşındırıcı olduğu düşünülürse oluşacak tehlikenin boyutu oldukça büyüktür. Bu yüzden sağlam bir güç kaynağının yüksek nemli ortam koşullarında bile güvenilir ve sonuçları tahmin edilebilir bir çalışma performansına sahip olması gerekmektedir.

Gelişen teknoloji sayesinde güç kaynaklarının, serbest hava konveksiyonu ile soğutulması üstünde çalışılmaktadır. Bunun yanında boyutlarının ergonomik olmaları hedeflenmektedir. Bu ihtiyaçları sağlayacak dayanıklı malzemeler kullanılırken elbette bu malzemelerin gerekli standartlara ve ihtiyaç duyulan sertifikalara sahip olmaları da göz önünde bulundurulacaktır.

Kaynak:

►allaboutcircuits