Mascot - норвезький талісман

Норвезька компанія Mascot добре відома в Європі як виробник ефективних та надійних джерел живлення для промислового застосування. Ця компанія випускає широку номенклатуру компактних AC/DC та DC/DC конверторів, інверторів та зарядних пристроїв. Проте у нашій країні про неї відомо мало. Мета цієї статті - познайомити наших інженерів-розробників з цією компанією, виробником добротних джерел живлення в діапазоні потужностей від одиниць до сотень Ватт, що мають гарне співвідношення ціна/якість, здатних за цим показником конкурувати з такими відомими брендами, як Mean Well або Ansmann.

Історія

Це сталося 1944 року. Хельге Хальворзен був учасником руху Опору та готував на підприємстві радіообладнання для передачі його норвезьким патріотам. За цим заняттям його застала перевірка двох нацистських офіцерів, які намагалися затримати Хальворзена. Відважний молодик вступив у бій з фашистами, проте сили були нерівними, і він намагався втекти, але був поранений пострілом у голову. Куля увійшла у вухо і вийшла через ліве око. Хельге дивом залишився живим і вночі був переправлений бійцями норвезького Опору на невеликому катері до Швеції. Після війни, коли життя почало налагоджуватися, Хельге Хальворзен повернувся на завод і був його технічним директором аж до 1985 р. Mascot повертається до довоєнної тематики та спеціалізується на виробництві стаціонарних та портативних радіоприймачів (рис. 1). До 1953 року Mascot стає провідним виробником радіоприймальних пристроїв у Норвегії. При цьому 60% продукції підприємства експортувалися до країн Західної Європи та на Близький Схід.

Мал. 1. Зразки продукції фірми Mascot 50-60-х років.

Продукція Mascot

УНаприкінці 60-х років японські товари ринули на європейський ринок, і радіовиробництво довелося поступово закрити. Використовуючи свою виробничу базу на початку 70-х років, Mascot розпочинає виробництво АС/DС адаптерів, і сьогодні компанія займає лідируючі позиції у виробництві блоків живлення та зарядних пристроїв у Європі. Штаб-квартира компанії Mascot знаходиться в місті Фредрікштадт, Норвегія, основне виробництво розташоване в Естонії.

Лінійка стандартних виробів Mascot містить широкий діапазон блоків живлення та ЗУ, як настільного виконання, так і дин-рейкового, а також т.з. адаптерів, що вставляють прямо в розетку (plug-in). Багато стандартних виробів мають (опціонально) ступінь захисту IP67:

• АС/АС адаптери, Р = (3,5 - 31) ВА
• АС/DC блоки живлення лінійні нестабілізовані (plug-in), Р = (2,5 - 10) Вт
• АС/DC блоки живлення лінійні стабілізовані (plug-in), Р = (0,8 - 10) Вт
• АС/DC блоки живлення імпульсні (настільні та plug-in), Р = (7,5 - 588) Вт
• Зарядний пристрій Iзар. = (0,5 - 40) А
• DC/DC конвертори, (27 - 276) Вт
• DC/AC інвертори, (150 - 1000) Вт
• Аксесуари

На рис. 2 представлені деякі зразки продукції Mascot.

а) Блоки живлення б) DC/DC конвертери в) Зарядні пристрої г) Інвертори

Пристрої забезпечені повним комплексом захистів: від навантаження, короткого замикання, перегріву, переполюсування (всі види самовідновлюються). Поряд із стандартними виробами Mascot розробляє та виробляє продукцію за специфікацією замовника. Компанія має сертифікат ISO9001 з 1993 року, а також маркування CE, що говорить про відповідність виробів усім існуючим європейським нормам та правилам. Продукція Mascot знаходить своє застосуваннясьогодні у багатьох галузях промисловості: автоматика, приводна техніка невеликої потужності, у вимірювальних приладах, робототехніці, медичній техніці та на транспорті.

Технологія

Зараз на ринку досить багато пропозицій джерел харчування та ЗП різного цінового діапазону та якості. Однак компанія Mascot знайшла тут свою нішу і має у ній низку конкуруючих переваг. Коли кілька років тому постало питання модернізації та розширення виробництва, необхідно було вирішити головне питання — де розмістити основне виробництво. Розглядалися різні варіанти, зокрема й Китай. Проте керівництво норвезької компанії вирішило побудувати завод в Естонії (Таллін). Необхідно було зберегти технологічну історію виробництва, корпоративний нордичний дух, менталітет компанії, та й, зрештою, забезпечити європейську якість своїм виробам. Сучасне виробництво, побудоване в Таллінні в 2012 році, займає площу 2250 м 2 і має на сьогоднішній день приблизно 60 співробітників (рис. 3).

Мал. 3. Команда Mascot біля будівлі заводу Таллінні.

Технологія виробництва Mascot "заточена" на виготовлення невеликих партій (200 - 400 шт.), Що дозволяє організувати виробництво будь-якого виробу за 5 (!) Робочих днів. Це забезпечується завдяки впровадженню на підприємстві високоефективної системи KANBAN та системи контролю якості Mascot Baltic. Що дає використання цих систем?

1. Сфера відповідальності та повноважень ключових працівників компанії структуровані, визначені та описані
2. Встановлено кількісні показники там, де це можливо та актуально, та створено ефективні системи оптимізації використання ресурсів компанії
3. Ефективне інформування всіх працівників тапідтримка професійної компетенції через активну політику призначень та навчання
4. Працівники несуть персональну відповідальність за якість виконуваних робіт
5. Тісна співпраця із замовником щодо визначення характеристик виробу та на підставі цього створення продукту, що повністю відповідає необхідним параметрам
6. Аналіз проекту на стадії розробки за участю представників різних підрозділів компанії для оптимізації технології виробництва
7. Забезпечення якості закупівельних компонентів на основі специфікацій та тісна співпраця зі схваленими постачальниками
8. Виробництво відповідно до документації, загальних стандартів підприємства, специфікацій замовника та професійної компетентності персоналу
9. Зниження собівартості виробництва за рахунок оптимального використання обладнання, інструментів, методів роботи та нових конструкторських рішень
10. Підтримка відкритості та взаємної довіри між усім персоналом та підрозділами організації для забезпечення ефективної роботи з невідповідною документацією продукцією
11. Використання міжнародних стандартів якості у проектуванні та виробництві для створення безпечних та надійних виробів для споживача

Кожен виріб після складання проходить комп'ютерну перевірку на відповідність технічним параметрам (рис. 4).

Мал. 4. Діагностика джерел живлення комп'ютерному стенді.

Все це дозволяє компанії виробляти продукцію найвищої якості. Всі вироби Mascot задовольняють стандартам електробезпеки EN60950, EN60335, стандартам електромагнітного захисту EN55014, EN61000, медичному стандарту EN 60601. Що стосується виробів, що застосовуються для медичних пристроїв, то тут найважливішими вимогамиє надійність та електробезпека. Електронне медичне обладнання має відповідати певним вимогам стандартів безпеки EN 60601 або IEC 60950-1, які регламентують властивості медичного обладнання, підключеного до мережі змінного струму та призначеного для діагностики, лікування чи спостереження за станом пацієнта. Залежно від типу медичного обладнання стандарти встановлюють вимоги до наступних параметрів джерел живлення: напруга ізоляції, струми витоку та клас захисту від ураження електричним струмом. Вироби Mascot належать до I або II класу захисту стандарту EN 60601-1. Джерела живлення потужністю понад 100 Вт мають вбудований активний коректор потужності (PFC).

Як працює ЗУ від Mascot

Як приклад розглянемо роботу ЗУ для свинцево-кислотних акумуляторів. Коли така батарея заряджається, сульфат свинцю з позитивного електрода перетворюється на оксид свинцю. Якщо ЗУ немає обмеження вихідної напруги, то напруга на батареї буде продовжуватися збільшуватися, і кисень виділятиметься на позитивному електроді, а водень, відповідно, на негативному.

Класична хімічна реакція для свинцево-кислотного акумулятора виглядає так (зліва направо - розряд, праворуч наліво - заряд):

Наприкінці заряду при деяких критичних значеннях концентрації сульфату свинцю у електродів починає переважати процес електролізу води, чого необхідно уникати. Подальший перезаряджання акумулятора може призвести до скорочення терміну служби або навіть виходу його з ладу. Використання постійної напруги заряду знімає цю проблему, оскільки струм заряду автоматично знижується, коли напруга батареї досягає номінального значення. Таке ЗУ має такожмати систему обмеження зарядного струму, здатного обмежити його початковому етапі заряду батареї. При цьому величина зарядного струму на першому етапі заряду повинна бути не більше 1/5 від номінальної ємності батареї, тобто якщо ємність акумулятора, наприклад, 50 Ач, то струм заряду не повинен перевищувати 10 А. У деяких виробників ця цифра варіюється від 1/5 до 1/10 від ємності акумулятора.

Три ступені заряду

З метою дбайливого поводження зі свинцево-кислотними акумуляторними батареями Mascot пропонує унікальну 3-ступінчасту технологію зарядки з мікропроцесорним контролем (Computer Programmable Microprocessor — CPM). Три ступені заряду мають на увазі три режими роботи ЗУ. Світлодіодний індикатор показує поточний режим. На рис. 5 показаний типовий представник ЗУ із CPM виробництва Mascot моделі 2245.

Мал. 5. Мікропроцесорний зарядний пристрій, модель 2245.

У табл. 1 подано його технічні параметри.

Параметр 12 Версія 24 Версія

Вхідна напруга,	198-264
Частота живлення, Гц	47-63
Основний час заряду (крок 2), година	4
Запобіжний таймер, година	72
Максимальний струм заряду, А	40	20
Амплітуда пульсацій, мВ, не більше	100
ККД, %, не менше	81	85
Частота перетворення, кГц	67
Робоча температура, °С	-25 ... +40
Температура зберігання, °С	-25 ... +85
Ступінь захисту	IP20
Стандарт безпеки	EN 60335-2-29, клас I
EMC стандарт	EN 61000-6-3, клас D, EN 55014-1-2, EN 61000-6-1
Ємність акумулятора, Ач	200-2000	100-1000
Габаритні розміри (L x W x H), мм	330 х 186 х 63,5
вага, кг	3,15

На рис. 6 наведена діаграма роботи ЗУ моделі 2245 (12 виконання) на максимальний зарядний струм 40 А.

Мал. 6. Діаграма заряду свинцево-кислотного акумулятора. Синя крива - епюра напруги заряду, червона крива - епюра струму заряду.

1. Крок 0. На цьому етапі перевіряється, наскільки батарея розряджена і чи можливий її заряд у принципі. Заряд починається із невеликого струму постійної величини. Якщо напруга за 30 хв. не досягло 10,5, то вважається, що акумулятор несправний і видається сигнал помилки. Якщо напруга досягає 10,5, то процес йде далі, при цьому горить жовтий світлодіод.
2. Крок 1. Встановлюється номінальний струм заряду та вимірюється напруга на затискачах батареї (вона має плавно збільшуватися). Процес триває, доки напруга на батареї не досягне 14,7 В, жовтий світлодіод продовжує горіти.
3. Крок 2. Струм заряду поступово знижується, щоб забезпечити постійну напругу на батареї і не допустити перезаряджання. Після зарядки батареї до 80-90% від номінальної ємності ЗУ переходить в режим таймера, щоб поповнити 10-20% заряду, що залишилися. Під час цього режиму напруга заряду батареї залишається на рівні свого номінального значення приблизно 14,7 В. Жовтий світлодіод блимає. Наприкінці цього режиму напруга на акумуляторі знижується до безпечного рівня, це приблизно 13,7 В, і далі батарея може залишатися увімкненою скільки завгодно довго. Загоряється зелений світлодіод. На цьому можна було бзакінчити заряд, але якщо з якихось причин ЗУ не вимикається, то процес переходить на третій етап.
4. Крок 3. Напруга підтримується на рівні 13,7 В імпульсним струмом, не допускаючи розряду батареї.

Мал. 7. Робот NAO за "роботою".

Висновок

Застосування в обладнанні вторинних джерел живлення Mascot дозволить забезпечити низьке енергоспоживання, хороші масогабаритні показники та високий рівень надійності кінцевого виробу, а для когось, можливо, стане і справжнім талісманом зниження кількості відмов і, як результат, підвищення конкурентоспроможності власного виробництва.

1. Mascot. Керівні технічні матеріали Система KANBAN. 2010 р.

2. Глінка Н.Л. Загальна хімія. 24-те вид. – Л.: Хімія, 1985. – 702с.

---