RECOM RACPRO1智能电子断路器技术解析

请看下图所示的布置（图 1）。主配电柜（应用 #1）由 480W 24VDC 电源（RACPRO1-T480/24V）供电。负载为 5A 的次级开关柜（应用 #2）通过 25m长的电缆由同一电源供电。为加强保护，远程应用包括一个直流断路器。  

图 1：远程应用场景的安装框图

问题：长电缆上的电压降

总长度为 50 m（往返各 25 m）的 2.5 mm² 电缆的总电阻为 174 欧姆。断路器的内阻为 56mOhm。应用 #2 的典型负载为 5A。

因此，应用 #2 的电源电压为 Vsupply – IR = 24V – (5A x 230mOhm) = 22.85V。

该电源电压低于标称的 24V 电源水平。

图 2: 输出电压可调

解决方案：使用 RACPRO1 Vout 微调补偿电压降

RACPRO1 系列包括一个前端面板调节微调器，可对输出电压进行微调，以抵消长电缆中的电压降（图 2）。在此示例中，输出电压可微调至 24.6V，以平衡压降。

应用 #1 接收6V（高于额定值 600mV）。

应用 #2 接收4V（低于额定值 600mV）。

两个电源电压均保持在可接受的 ±2.5% 范围内。

问题：安全直流触点断路器跳闸

热磁直流断路器的过载跳闸曲线结合了两个明显的特征：

热跳闸对持续过载做出反应，如果电流仍然过大，则断开负载。

磁跳闸反应更快，但需要更高的过电流浪涌才能触发。

两种跳闸机制都有内置公差，如下图所示（图 3）

图 3: 典型直流断路器及其跳闸特性

在额定负载电流（5A）下，断路器不受影响。即使启动电流高达 10A，只要过流情况持续时间小于 5s（热特性），断路器也不会跳闸。   在短路故障情况下，当电源输出最大电流（20A）时，热跳闸最终会启动，但需要 1.5s至 10s的时间（虚线）。这一延迟时间可能过长，无法保护负载免受损坏或过热。  

解决方案：RACPRO1 智能电子断路器轻松触发

幸运的是，RACPRO1 系列可提供 250% 的短期断路器跳闸电流，持续时间长达 20ms。对于 480W 版本，该电流为 250% x 20A = 50A。在这一水平上，断路器进入快速反应磁性跳闸模式，可在 2ms 和 10ms 内跳闸（黄色虚线）。  

问题：安全直流熔断器跳闸

可以使用直流熔断器代替断路器。这是一种成本效益更高的选择，而且可随时提供内置 LED 指示灯的导轨安装式熔断器座（图 4）。不过，需要使用额定值更高的熔断器，以防止高浪涌电流造成的跳闸干扰，并考虑到由于老化或工作温度过高而导致长期性能下降。对于 5A 的负载，建议选择 7.5A 的熔断器。

图 4: DIN 导轨安装的直流熔断器及其典型特性（25°C 时）

在 5A 的负载电流下，7.5A 的熔断器在正常运行期间保持完好。即使启动电流高达 10A，如果过流持续时间少于 5s（虚线），熔断器也不会跳闸。发生短路故障时，在电源的最大输出电流（20A）下，熔断器会熔断，但其反应时间为 200ms（红色虚线）。虽然反应时间相对较快，但对于某些敏感应用来说，这个延迟时间可能还是太长了。  

解决方案：RACPRO1 智能电子断路器轻松触发

幸运的是，RACPRO1 系列的智能电子断路器跳闸电流为 250%，持续时间为 20ms。对于 480W 版本，这相当于 250% x 20A = 50A，确保断路器在 4ms 内跳闸。(黄色虚线)。

结  论

即使使用短路保护电源，在某些应用中，输出端安装直流断路器或熔断器也能提供额外的保护。然而，这些元器件和任何长的电源电缆一样，都会产生电压降。为了补偿这些电压降，可以使用前端面板输出电压调节器。

在使用外部断路器或熔断器时，重要的是电源能够提供短期过电流而不会立即进入短路保护，确保过流保护装置正确启动。RACPRO1 系列的智能电子断路器跳闸电流为 250%/20ms。