Zarządzanie zasilaniem

Zarządzanie zasilaniem jest jedną z kluczowych czynności potrzebnych do generowania i kontrolowania napięcia, dzięki czemu zapewnia niezawodność pracy, utrzymuje odpowiednie parametry urządzeń, a nawet może wpłynąć na czas produkcji i wprowadzenia danych elementów na rynek. Zarządzanie zasilaniem jest procesem nie kończącym się jedynie na etapie produkcji, ale obejmuje również projektowanie, późniejsze użytkowanie i konserwację urządzeń.

Przy współczesnym rozwoju wysokich technologii istnieje wiele różnych rozwiązań zapewniających optymalne i wydajne zarządzanie zasilaniem urządzeń i systemów.

Rodzaje elementów zarządzających zasilaniem

Rodzaj elementów zarządzających zasilaniem w danym urządzeniu zależy od kilku ważnych czynników, m.in. od źródła napięcia - AC lub DC; od tego czy napięcie wejściowe jest wyższe lub niższe od wymaganego napięcia wyjściowego; od poziomu obciążenia prądowego i jego odporności przed zakłóceniami. 

Zasilacze impulsowe

Jednym ze sposobów na odpowiednie zarządzanie zasilaniem są zasilacze impulsowe/scalone regulatory impulsowe. Ich działanie polega na przełączaniu półprzewodników, aby zapewnić wymagane napięcie wyjściowe, a dodatkowo oferują też konwersję zasilania oraz obniżanie  wzmacnianie napięcia. 

Zaletami zasilaczy impulsowych są m.in.:

• niewielki rozmiar i niska cena,
• wysoka wydajność przy praktycznie wszystkich napięciach wyjściowych,
• możliwość wykorzystania do generowania wysokiej mocy wyjściowej.

Zasilacze impulsowe są najczęściej stosowane w przemyśle, automatyce domowej oraz sprzęcie elektronicznym i praktycznie wszystkich urządzeniach podłączanych do napięcia sieciowego np. w telewizorach, komputerach, ładowarkach do telefonów, oraz w zasilaniu urządzeń przenośnych i stacjonarnych.

Regulatory

Kolejnym sposobem zarządzania zasilaniem jest użycie regulatorów obniżających, wzmacniających lub obniżająco-wzmacniających. 

Regulatory obniżające to inaczej przetworniki impulsowe do zastosowań przy wyższych współczynnikach napięcia wejściowego i wyjściowego oraz wyższym obciążeniu prądowym.

Regulatory wzmacniające są najczęściej wykorzystywanie, do przekształcania napięcia wejściowego na wyższe napięcie wyjściowe.

Regulatory obniżająco-wzmacniające natomiast, stosowane są kiedy napięcie wejściowe może się zmieniać i być niższe lub wyższe od napięcia wyjściowego.

Rozwiązania DC-DC i AC-DC

Przetwornice DC-DC - Tego typu przetwornice mogą być kombinacją regulatorów obniżających, regulatorów podnoszących i/lub LDO. Regulatory przełączające DC/DC są przeznaczone do zastosowań wykorzystujących szeroki zakres napięć wejściowych, niskie napięcie wejściowe, dużą gęstość mocy lub zasilanie cyfrowe.

Przetwornice AC-DC - Szczególnie wykorzystywane w zastosowaniach elektronicznych, w których prąd zmienny musi zostać zmieniony na wyjściowy prąd stały. Przetwornice AC-DC mogą mieć więcej niż jedno wyjście oraz umożliwiać zabezpieczenie przed przepięciem i zwarciem.

Inne rozwiązania do zarządzania zasilaniem

Ładowanie bezprzewodowe -  Bezprzewodowe ładowanie obejmuje ładowanie akumulatorów lub bezprzewodowe ładowanie indukcyjne - polega na przesyłaniu energii elektrycznej z ładowarki do urządzenia bez wykorzystywania fizycznych przewodów i opiera się na zasadzie rezonansu magnetycznego (IPT).

Power over Ethernet (PoE) - Technologia PoE służy przede wszystkim do dostarczania zasilania przez kable Ethernet. Ten rodzaj zarządzania zasilaniem oferuje niezawodność, wygodę oraz niskie koszty - można je najczęściej znaleźć w aplikacjach takich jak telefony IP, bezprzewodowe punkty dostępu i kamery bezpieczeństwa.

Optymalizacja zarządzania energią - Odpowiednie zarządzanie zasilaniem zapewnia większą efektywność i pomaga obniżyć koszty, a także zmniejsza szkodliwe oddziaływanie na środowisko naturalne dzięki wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii (OZE). 

Proces optymalizacji zarządzania energią można podzielić na kilka etapów:

• Ustalenie polityki energetycznej firmy/instytucji oraz jej warunków i celów.
• Zaplanowanie rodzaju źródeł energii i opcji oszczędzania mocy.
• Wprowadzenie planu i utrzymanie jego założeń przez firmę i jej pracowników.
• Monitoring procesów i poprawianie systemu oraz błędów.
• Przeprowadzanie rutynowych kontroli procesu, audyty i analizy energetyczne i stanu wdrożenia planu.

Wdrożenie optymalizacji zarządzania zasilaniem i energią nie tylko zapewnia wydajną, bezpieczną i długą pracę, ale także przyczynia się do zwiększenia zaufania konsumentów, obniżenia kosztów, zużycia wody oraz wspomaga odpowiednie gospodarowanie odpadami w zakładzie.