ГлавнаяТехнические статьи и рекомендации инженеров ВЕСТ-ЭЛMascot — норвежский талисман
Mascot — норвежский талисман

Mascot — норвежский талисман

Савельев Александр, asavelyev@west-l.ru

Норвежская компания Mascot хорошо известна в Европе как производитель эффективных и надёжных источников питания для промышленного применения. Эта компания выпускает широкую номенклатуру компактных AC/DC и DC/DC конверторов, инверторов и зарядных устройств. Однако в нашей стране о ней известно мало. Цель данной статьи — познакомить наших инженеров-разработчиков с этой компанией, производителем добротных источников питания в диапазоне мощностей от единиц до сотен Ватт, обладающих хорошим соотношением цена/качество, способных по данному показателю конкурировать с такими известными брендами, как Mean Well или Ansmann.

История

Компания Mascot Electronics A/S была основана в 1938 году двумя молодыми норвежскими инженерами Кольбьорном Кристиансеном (Kolbjørn Kristiansen, 1910 — 1997) и Хельге Хальворзеном (Helge Halvorsen, 1910 — 1988). Своё производство они начали в очень стеснённых условиях и с горсткой сотрудников. Самым первым продуктом компании были супергетеродинные портативные радиоприёмники очень хорошего качества, которые прекрасно продавались. Однако в апреле 1940–го года Норвегия была захвачена немецкими войсками. Импорт радиодеталей был прекращён, а все радиоприёмники конфискованы…

Это произошло в 1944 году. Хельге Хальворзен был участником движения Сопротивления и готовил на предприятии радиооборудование для передачи его норвежским патриотам. За этим занятием его застала проверка в лице двух нацистских офицеров, которые пытались задержать Хальворзена. Отважный молодой человек вступил в схватку с фашистами, однако силы были неравными, и он пытался бежать, но был ранен выстрелом в голову. Пуля вошла в ухо и вышла через левый глаз. Хельге чудом остался жив и ночью был переправлен бойцами норвежского Сопротивления на небольшом катере в Швецию. После войны, когда жизнь стала налаживаться, Хельге Хальворзен вернулся на завод и был его техническим директором вплоть до 1985 г. Mascot возвращается к довоенной тематике и специализируется на производстве стационарных и портативных радиоприёмников (рис. 1). К 1953-му году Mascot становится ведущим производителем радиоприёмных устройств в Норвегии. При этом 60% продукции предприятия экспортировались в страны Западной Европы и на Ближний Восток.

image001.jpg

Рис. 1. Образцы продукции компании Mascot 50-60-х годов.

Продукция Mascot

В конце 60-х годов японские товары хлынули на европейский рынок, и радио производство пришлось постепенно закрыть. Используя свою производственную базу в начале 70-х годов, Mascot начинает производство АС/DС адаптеров, и сегодня компания занимает лидирующие позиции в производстве блоков питания и зарядных устройств в Европе. Штаб-квартира компании Mascot находится в городе Фредрикштадт, Норвегия, основное производство расположено в Эстонии.

Линейка стандартных изделий Mascot содержит широкий диапазон блоков питания и ЗУ, как настольного исполнения, так и дин-реечного, а также т. н. адаптеров, вставляемых прямо в розетку (plug-in). Многие стандартные изделия имеют (опционально) степень защиты IP67:

  • АС/АС адаптеры, Р = (3,5 — 31) ВА
  • АС/DC блоки питания линейные нестабилизированные (plug-in), Р = (2,5 — 10) Вт
  • АС/DC блоки питания линейные стабилизированные (plug-in), Р = (0,8 — 10) Вт
  • АС/DC блоки питания импульсные (настольные и plug-in), Р = (7,5 — 588) Вт
  • Зарядные устройства Iзар. = (0,5 — 40) А
  • DC/DC конверторы, (27 — 276) Вт
  • DC/AC инверторы, (150 — 1000) Вт
  • Аксессуары

На рис. 2 представлены некоторые из образцов продукции Mascot.

а image003.jpgimage004.jpg

бimage005.jpgimage006.jpg

вimage007.jpgimage008.jpg

гimage009.jpg


а) Блоки питания
б) DC/DC конвертеры
в) Зарядные устройства
г) Инверторы

Устройства снабжены полным комплексом защит: от перегрузки, короткого замыкания, перегрева, переполюсовки (все виды защит самовосстанавливающиеся). Наряду со стандартными изделиями Mascot разрабатывает и производит продукцию по спецификации заказчика. Компания имеет сертификат ISO9001 с 1993 года, а также маркировку CE, что говорит о соответствии изделий всем существующим европейским нормам и правилам. Продукция Mascot находит своё применение сегодня во многих отраслях промышленности: автоматика, приводная техника небольшой мощности, в измерительных приборах, робототехнике, медицинской технике и на транспорте.

Технология

Сейчас на рынке довольно много предложений источников питания и ЗУ различного ценового диапазона и качества. Однако компания Mascot нашла здесь свою нишу и имеет в ней ряд конкурирующих преимуществ. Когда несколько лет назад встал вопрос о модернизации и расширении производства, необходимо было решить главный вопрос — где разместить основное производство. Рассматривались различные варианты, в том числе и Китай. Тем не менее, руководство норвежской компании приняло решение построить завод в Эстонии (Таллин). Необходимо было сохранить технологическую историю производства, корпоративный нордический дух, менталитет компании, ну и, в конечном счёте, обеспечить европейское качество своим изделиям. Современное производство, построенное в Таллине в 2012 году, занимает площадь в 2250 м2 и имеет на сегодняшний день примерно 60 сотрудников (рис. 3).

image010.jpg

Рис. 3. Команда Mascot у здания завода в Таллине.

Технология производства Mascot «заточена» на изготовление небольших партий (200 — 400 шт.), что позволяет организовать производство любого изделия за 5 (!) рабочих дней. Это обеспечивается благодаря внедрению на предприятии высокоэффективной системы KANBAN и системы контроля качества Mascot Baltic {1}. Что даёт внедрение этих систем?

  1. Сфера ответственности и полномочий ключевых работников компании структурированы, определены и описаны
  2. Установлены количественные показатели там, где это возможно и актуально, и созданы эффективные системы оптимизации использования ресурсов компании
  3. Эффективное информирование всех работников и поддержка профессиональной компетенции через активную политику назначений и обучения
  4. Работники несут персональную ответственность за качество выполняемых работ
  5. Тесное сотрудничество с заказчиком по определению характеристик изделия и на основании этого создание продукта полностью отвечающего необходимым параметрам
  6. Анализ проекта на стадии разработки с участием представителей различных подразделений компании для оптимизации технологии производства
  7. Обеспечение качества закупочных компонентов на основе спецификаций и тесное сотрудничество с одобренными поставщиками
  8. Производство в соответствии с документацией, общими стандартами предприятия, спецификациями заказчика и профессиональной компетентностью персонала
  9. Снижение себестоимости производства за счёт оптимального использования оборудования, инструментов, методов работы и новых конструкторских решений
  10. Поддержка открытости и взаимного доверия между всем персоналом и подразделениями организации для обеспечения эффективной работы с не соответствующей документации продукцией
  11. Использование международных стандартов качества в проектировании и производстве для создания безопасных и надёжных изделий для потребителя

Каждое изделие после сборки проходит компьютерную проверку на соответствие техническим параметрам (рис. 4).

image011.jpg

Рис. 4. Диагностика источников питания на компьютерном стенде.

Всё это позволяет компании производить продукцию самого высокого качества. Все изделия Mascot удовлетворяют стандартам электробезопасности EN60950, EN60335, стандартам по электромагнитной защите EN55014, EN61000, медицинскому стандарту EN 60601. Что касается изделий, применяемых для медицинских устройств, то здесь важнейшими требованиями являются надёжность и электробезопасность. Электронное медицинское оборудование должно отвечать определённым требованиям стандартов безопасности EN 60601 или IEC 60950-1, которые регламентируют свойства медицинского оборудования, подключённого к сети переменного тока и предназначенного для диагностики, лечения или наблюдения за состоянием пациента. В зависимости от типа медицинского оборудования стандарты устанавливают требования к следующим параметрам применяемых источников питания: напряжение изоляции, токи утечки и класс защиты от поражения электрическим током. Изделия Mascot относятся к I или II классу защиты стандарта EN 60601-1. Источники питания мощностью более 100 Вт имеют встроенный активный корректор мощности (PFC).

Как работает ЗУ от Mascot

В качестве примера рассмотрим работу ЗУ для свинцово-кислотных аккумуляторов. Когда такая батарея заряжается, сульфат свинца с положительного электрода превращается в окисел свинца. Если ЗУ не имеет ограничения выходного напряжения, то напряжение на батарее будет продолжаться увеличиваться, и кислород будет выделяться на положительном электроде, а водород, соответственно, на отрицательном.

Классическая химическая реакция для свинцово-кислотного аккумулятора выглядит следующим образом (слева направо — разряд, справа налево — заряд):

Анод:

image012.png

Катод:

image013.png{2}

В конце заряда при некоторых критических значениях концентрации сульфата свинца у электродов начинает преобладать процесс электролиза воды, чего необходимо избегать. Дальнейший перезаряд аккумулятора может привести к сокращению срока службы или даже выходу его из строя. Использование постоянного напряжения заряда снимает эту проблему, т. к. ток заряда автоматически снижается, когда напряжение на батарее достигает номинального значения. Такое ЗУ должно также иметь систему ограничения зарядного тока, способного ограничить его на начальном этапе заряда батареи. При этом величина зарядного тока на первом этапе заряда должна быть не более 1/5 от номинальной ёмкости батареи, т. е., если ёмкость аккумулятора, например, 50 Ач, то ток заряда не должен превышать 10 А. У некоторых производителей эта цифра варьируется от 1/5 до 1/10 от ёмкости аккумулятора.

Три ступени заряда

С целью бережного обращения со свинцово-кислотными аккумуляторными батареями, Mascot предлагает уникальную 3-х ступенчатую технологию зарядки с микропроцессорным контролем (Computer Programmable Microprocessor — CPM). Три ступени заряда подразумевают три режима работы ЗУ. При этом светодиодный индикатор показывает текущий режим. На рис. 5 показан типичный представитель ЗУ с CPM производства Mascot модели 2245.

image014.jpg

Рис. 5. Микропроцессорное зарядное устройство, модель 2245.

В табл. 1 представлены его технические параметры.

Параметр 12 В версия 24 В версия
Входное напряжение, В 198—264
Частота питания, Гц 47—63
Основное время заряда (шаг 2), час 4
Предохранительный таймер, час 72
Максимальный ток заряда, А 40 20
Амплитуда пульсаций, мВ, не более 100
КПД, %, не менее 81 85
Частота преобразования, кГц 67
Рабочая температура, °С -25…+40
Температура хранения, °С -25…+85
Степень защиты IP20
Стандарт безопасности EN 60335-2-29, класс I
EMC стандарт EN 61000-6-3, класс D, EN 55014-1-2, EN 61000-6-1
Ёмкость аккумулятора, Ач 200—2000 100—1000
Габаритные размеры, (L x W x H), мм 330 х 186 х 63,5
Вес, кг 3,15

На рис. 6 приведена диаграмма работы ЗУ модели 2245 (12 В исполнения) на максимальный зарядный ток 40 А.

image015.jpg

Рис. 6. Диаграмма заряда свинцово-кислотного аккумулятора. Синяя кривая — эпюра напряжения заряда, красная кривая — эпюра тока заряда.

  1. Шаг 0. На этом этапе проверяется, насколько батарея разряжена и возможен ли её заряд в принципе. Заряд начинается с небольшого тока постоянной величины. Если напряжение за 30 мин. не достигло 10,5 В, то считается, что аккумулятор неисправен и выдаётся сигнал ошибки. Если напряжение достигает 10,5 В, то процесс идёт далее, при этом горит жёлтый светодиод.
  2. Шаг 1. Устанавливается номинальный ток заряда и измеряется напряжение на зажимах батареи (оно должно плавно увеличиваться). Процесс идёт, пока напряжение на батарее не достигнет 14,7 В, жёлтый светодиод продолжает гореть.
  3. Шаг 2. Ток заряда постепенно снижается, чтобы обеспечить постоянное напряжение на батарее и не допустить перезарядки. После зарядки батареи до 80—90% от номинальной ёмкости ЗУ переходит в режим таймера, чтобы пополнить оставшиеся 10—20% заряда. Во время этого режима напряжение заряда батареи остаётся на уровне своего номинального значения — примерно 14,7 В. Жёлтый светодиод мигает. В конце этого режима напряжение на аккумуляторе снижается до безопасного уровня, это примерно 13,7 В, и далее батарея может оставаться включённой сколь угодно долго. Загорается зелёный светодиод. На этом можно было бы закончить заряд, но, если по каким-то причинам ЗУ не выключается, то процесс переходит на третий этап.
  4. Шаг 3. Напряжение поддерживается на уровне 13,7 В импульсным током, не допуская разряда батареи.

В заключение приведём пример одного из многих типичных применений изделия Mascot. Французская компания Aldebaran разработала и в настоящее время производит робота-гуманоида NAO (рис. 7). Забавный, трогательный NAO, умеющий танцевать, произносить слова и играть в футбол, призван помочь детям, страдающим аутизмом в их социальной реабилитации. В комплект поставки входит ЗУ Mascot для зарядки аккумулятора робота.

image016.jpg

Рис. 7. Робот NAO за «работой».

Заключение

Применение в оборудовании вторичных источников питания Mascot позволит обеспечить низкое энергопотребление, хорошие массогабаритные показатели и высокий уровень надёжности конечного изделия, а для кого-то, быть может, станет и настоящим талисманом снижения количества отказов и, как результат, повышения конкурентоспособности собственного производства.

Литература

1. Mascot. Руководящие технические материалы. Система KANBAN. 2010 г.

2. Глинка Н.Л. Общая химия. 24-е изд. - Л.: Химия, 1985. - 702с.

3. www.mascot.no

4. Mascot в каталоге поставок ВЕСТ-ЭЛ

Перейти к списку статей