Подключение блока питания: вход, выход и схема подключения

Промышленный блок питания подключается между источником электрической энергии и нагрузкой. На вход подают питание, соответствующее характеристикам конкретной модели, а к выходу подключают оборудование с учетом выходного напряжения, полярности и допустимой нагрузки.

Универсальной схемы подключения для всех блоков питания нет. Тип входа, маркировка и расположение клемм, необходимость подключения PE и требования к проводникам зависят от модели. Перед монтажом необходимо сверяться со схемой и документацией производителя.

Что проверить перед подключением

До начала монтажа необходимо определить:

• модель блока питания;
• тип и допустимые параметры входа;
• выходное напряжение;
• допустимый выходной ток или мощность;
• требования подключаемого оборудования;
• назначение клемм;
• требования к защитному заземлению;
• способ монтажа и условия эксплуатации.

Совпадения только выходного напряжения недостаточно. Вход блока должен соответствовать источнику питания, а выход – требованиям нагрузки по напряжению, току или мощности. Также необходимо учитывать условия, при которых производитель допускает заявленные характеристики источника.

Подробный подбор мощности и запаса по нагрузке относится к отдельному материалу «Выбор блока питания для промышленного оборудования».

Вход и выход блока питания: L, N, PE, V+ и V−

Функционально подключение выглядит так:

Источник питания → вход блока питания → блок питания → выход блока питания → нагрузка

Вход соединяют с питающей сетью или другим предусмотренным источником, выход – с питаемым оборудованием. Определять их только по расположению контактов нельзя: основной ориентир – маркировка корпуса, схема подключения и документация конкретной модели.

У распространенных промышленных AC/DC-блоков питания можно встретить обозначения:

• L – фазный проводник;
• N – нейтральный проводник;
• PE – защитный проводник;
• V+ / + – положительный контакт DC-выхода;
• V− / − – отрицательный контакт DC-выхода.

Это распространенные обозначения, а не универсальная маркировка. Например, блок питания может иметь DC-вход или другую систему обозначения контактов.

PE и V− – разные цепи

PE выполняет защитную функцию, если его подключение предусмотрено конструкцией оборудования. V− относится к выходной цепи источника.

Поэтому V− нельзя автоматически считать защитным заземлением или соединять с PE. Такое соединение выполняют только тогда, когда оно предусмотрено схемой системы, проектом и требованиями производителя.

По той же причине нельзя без схемы считать V− эквивалентом сигнального общего проводника других цепей системы. Назначение и допустимые соединения общих проводников определяются архитектурой конкретного оборудования.

Назначение входных и выходных контактов определяют по маркировке и документации конкретного блока питания.

Схема подключения блока питания

Типовую схему промышленного AC/DC-источника можно представить так:

Питающая сеть → вход блока питания → блок питания → выход постоянного напряжения → нагрузка

Для распространенного исполнения:

L / N / PE → Блок питания → V+ / V− → ПЛК / датчик / реле / панель оператора

Обозначения приведены как пример. Маркировка, наличие PE, тип входа и расположение контактов зависят от модели.

Эта схема показывает внешние соединения блока питания, а не его внутреннее устройство. Нельзя переносить расположение или номера клемм с одного устройства на другое, даже если источники имеют одинаковое назначение. Перед монтажом необходимо использовать схему именно подключаемой модели.

Блок питания подключается между источником электрической энергии и оборудованием, которому требуется питание с заданными параметрами.

Порядок подключения блока питания

Общая последовательность:

проверить характеристики → определить вход и выход → проверить маркировку → подключить вход → подключить нагрузку → проверить соединения → подать питание → проверить выход.

1. Обесточить цепь

Монтаж выполняют при снятом питании с соблюдением требований электробезопасности для конкретной установки.

2. Проверить блок питания и назначение клемм

Сверяют входные и выходные параметры, допустимую нагрузку и схему производителя. Назначение контактов определяют по маркировке конкретной модели, а не по аналогии с другим блоком.

3. Подключить вход

Питающую цепь подключают к предусмотренным входным контактам согласно схеме производителя. Если конструкцией предусмотрен PE, его подключают в соответствии с документацией и проектными требованиями.

4. Подключить нагрузку

Выход соединяют с питаемым оборудованием. Для DC-цепи соблюдают полярность там, где она имеет значение.

Если от одного источника питается несколько устройств, до включения проверяют их суммарную нагрузку и совместимость с выходными параметрами БП.

5. Проверить соединения

До включения проверяют:

• правильность выбранных клемм;
• надежность соединений;
• отсутствие очевидного короткого замыкания;
• соответствие входного питания;
• полярность выхода;
• соответствие нагрузки возможностям источника.

Такая проверка необходима до подачи питания: ошибка в назначении входа, выхода или полярности может привести не только к отсутствию питания, но и к повреждению оборудования в зависимости от его схемы и защит.

6. Подать питание и проверить работу

После проверки включают источник и убеждаются, что он запустился штатно, отсутствует индикация аварийного состояния, выход соответствует требуемым параметрам, а нагрузка получает питание.

Если блок не запускается или выход не соответствует ожидаемому, дальнейшая проверка относится к материалу «Неисправности блока питания: причины, проверка и диагностика».

Перед включением проверяют характеристики источника, назначение клемм, полярность и правильность соединений.

Какие провода подключают к блоку питания

Проводники удобно разделять по назначению:

• входные – соединяют блок питания с питающей сетью или другим предусмотренным источником;
• защитный проводник – используется там, где его подключение предусмотрено конструкцией и схемой;
• выходные – соединяют блок питания с нагрузкой.

Тип и сечение проводников выбирают с учетом тока, длины линии, способа прокладки, условий эксплуатации, требований оборудования, проекта и применимых нормативных требований.

Универсального сечения или цвета проводников для всех систем нет.

PE и V− выполняют разные функции; возможность их соединения определяется схемой конкретной системы.

Подключение блока питания 24 В

В системах промышленной автоматизации источники 24 В DC применяют для питания ПЛК, датчиков, реле, модулей ввода-вывода, панелей оператора и другого оборудования, рассчитанного на соответствующее питание.

Типовая схема:

питающая сеть → БП 24 В DC → цепь 24 В DC → оборудование автоматизации

Надписи «24 В» на источнике и нагрузке недостаточно для подтверждения совместимости. Необходимо проверить допустимый диапазон питания оборудования, потребляемый ток или мощность, полярность и требования производителя.

При подключении нескольких устройств также учитывают их суммарную нагрузку и, если это существенно для конкретного оборудования, пусковые или кратковременные токи.

От одного промышленного источника могут питаться несколько устройств при соответствии их параметров возможностям блока питания.

Подключение нескольких устройств к одному блоку питания

Несколько потребителей можно подключать к одному источнику, если их параметры питания совместимы с выходом блока, а суммарная нагрузка находится в пределах его допустимых характеристик с учетом условий эксплуатации.

Функционально схема выглядит так:

БП → распределение питания → несколько потребителей

При этом учитывают:

• суммарный ток или мощность;
• пусковые и кратковременные токи, если они существенны;
• способ распределения питания;
• требования к защите отдельных цепей;
• требования подключаемого оборудования.

Номиналы защитных аппаратов определяются параметрами конкретных цепей и проектом – универсального значения для всех систем нет.

Подключение нескольких нагрузок к одному источнику и параллельное соединение нескольких блоков питания – разные задачи.

Параллельно соединять выходы нескольких источников можно только тогда, когда такая работа предусмотрена производителем и выполнены условия его документации. Совпадения номинального выходного напряжения недостаточно: необходимо учитывать предусмотренный способ распределения нагрузки, резервирования или совместной работы источников.

Подключение импульсного блока питания

Внешнее подключение промышленного импульсного блока питания определяется его входными и выходными характеристиками, а не внутренним принципом преобразования.

Необходимо определить вход, выход, требования к PE и нагрузке по документации конкретной модели. Отдельной универсальной схемы внешнего подключения именно для импульсных источников нет.

Внутренняя схемотехника рассматривается в материале «Импульсный блок питания: устройство, схема и принцип работы».

Типичные ошибки при подключении блока питания

Конкретная реакция на ошибку зависит от схемы и защит блока питания и подключенного оборудования. Поэтому отсутствие немедленного отказа не означает, что соединение выполнено правильно.

Что проверить после подключения

После включения необходимо убедиться, что:

• блок питания запускается штатно;
• отсутствуют признаки аварийного режима;
• выход соответствует требуемым параметрам;
• нагрузка получает питание;
• нет ненормального нагрева соединений;
• подключенное оборудование работает штатно.

Часто задаваемые вопросы