Передача питания по «витой паре»
Задача
При решении задач распределённого электропитания на достаточно значительные растояния небольших мощностей зачастую возникают проблемы:
Где установить источник питания. Или их должно быть много, но тогда они будут находиться в неконтролируемом помещении.
Каким проводом протянуть проводку (ШВВП, ПВС не уличные варианты, а те которые уличные слишком дороги и очень неудобны).
Падение напряжения на проводах заставляет либо увеличивать сечение проводов (тем самым резко увеличивая стоимость кабельных трасс), либо устанавливать источники питания по месту потребления, но тогда к ним необходимо подвести 220 В. , но такая возможность есть не всегда.
При необходимости резервировать питание в местах, где источники питания находяться вблизи потребителей ситуация достаточно сложная и дорогая (далеко не всегда рядом есть отапливаемое помещение.
На практике, как правило происходит так. Ближние камеры запитывают от источника питания, который расположен на приёмной части (проводом ШВВП). Те же камеры, которые находяться далеко запитываются от отдельных источников питания.
Есть решение значительно более эффективнее.
Решение
Значительно проще использовать распределённую систему электропитания.
На приёмной стороне располагается источник (источники) питания (AС-DC) с выходным напряжением 48-75 В.
Это напряжение (48-75 В) подаётся по отдельной витой паре каждому потребителю (например к видеокамере)
Непосредственно возле потребителя устанавливается преобразователь напряжания DC - DC c входным диапазоном 18-75 В, и выходным напряжением по необходимости (как правило 12 или 24 В) и необходимой мощности.
Преимущества передачи питания по витой паре
Источник (источники) распологаются в контролируемом помещении, легко доступен для обслуживания.
Существенно снижается стоимость кабельных трасс.
Значительно улучшается эстетический вид кабельных трасс.
Очень просто решается вопрос резервирования электропитания.
При использовании DC-DC преобразователей с гальванической развязкой полностью решается вопрос с разностью потенциалов между землями передающей и приёмной части.
Расчёт напряжения источника питания, можно с помощью калькулятора
Внимание: В расчёте калькулятора принят КПД преобразователя 85%
КАЛЬКУЛЯТОР| Марка провода ------------------------------ | ||
| Ток нагрузки (мА) ----------------------------- | ||
| Длина линии связи (м) --------------------- | ||
| Напряжение источника питания = | 0 В |
Некоторые объяснения
Почему 18 - 75В: Выбранное напряжение является оптимальным вариантом между эффективностью данного метода и допустимым напряжением применённого кабеля (UTP, ТПП)
Что делать, если расчёт показал напряжение более 75В: Если марку провода, ток нагрузки, длинну линии изменить нельзя, - остаётся единственный способ - соеденить паралельно N -е количество пар витой пары (по необходимости), тем самым равномерно распределив нагрузку. Результат расчёта напряжения на одну пару при этом просто поделите на количество пар, и получите напряжение источника питания. Например расчёт показал U источника питания 100 В, две пары паралельно уже необходимо 50 В, три пары - 33 В.
Что делать, если на часть потребителей хватает напряжения 48В, а части потребителей необходимо напряжение более высокое напряжение, но до 75В:Выхода два - либо применить два источника питания (один 48 В., второй 72 В), либо, если мощности источника 48 В. достаточна для питания всей нагрузки то можно сделать вольтдобавку, соеденив последовательно с источником 48 В. источник 24 В. соответствующей мощности. В итоге получиться 72 В. Полученные 72 В. следует подать на те нагрузки, которым 48 В. не достаточно.
Запрещено: Подавать в линию напряжение более указанного в паспортах (максимальное входное напряжение преобразователя). Никогда не расчитывайте, что под нагрузкой напряжение упадёт на линии, и в линию можно подать например 90 В. Это может привести к выходу из строя DC-DC преобразователя.
Внимание: Если происходит такой эффект. Лампочка на преобразователе DC-DC часто моргает, ток потребления DC-DC при этом достаточно высок (значительно больше ниминального). Происходит это вследствии неправильных расчётов падения напряжения на линии (под нагрузкой входное напряжение на преобразователе падает ниже 18 В, он выключается, снимается нагрузка и он включается снова). Выход - необходимо сделайть вольтдобавку, как описано выше или увеличить сечение проводов подключив паралельно ещё одну пару.
Совет: Самый идеальный вариант одна пара (или несколько пар в паралель в зависимости от мощности) проводов и один потребитель. Постарайтесь избегать когда одна (или несколько пар в паралель) и несколько потребителей (особенно на разном удалении). Посчитать можно, но лучше этого избежать, так как расчитывать придётся для каждого участка цепи, и ток на разных участках будет разный.
Внимание: Если при кратковременном отключении основного источника питания (который питает DC-DC преобразователи), источник питания не включается, это происходит по следующей причине: DC-DC преобразователи при включении кратковременно потребляют в 3 -7 раз больше ток, чем в рабочем режиме, в итоге срабатывает защита по току у основного источника питания. Избежать этого можно применив источник питания с достаточно большим запасом мощности, или применив таймеры задержки (EST-3.2), которые подключат нагрузку (DC-DC преобразователи) по очереди. Таким образом можно на источник питания мощностью например 200 Вт, подключать нагрузку в виде DC-DC преобразователей мощностью до 200 Вт. (Желательно до 150 - 170 В