Napájecí zdroje označníků
Napájecí zdroje označníků
Pro označníky, kde není možno použít stálé napájení 230V, je možno použít několik způsobů alternativního napájení a to z trakčního vedení pomocí externího měniče, ze solárních článků (pouze e-papír s omezenou aktualizací) nebo z veřejného osvětlení (zde doporučujeme použít akumulátorové sestavy s prodlouženou životností založené na článcích s lithiem).
Popis těchto možností je popsán níže.
Obsah stránky:
BMS – Batery management systems
Pro nový typ označníků ELP 191 a všude tam, kde se používají lithiové akumulátory, lze použít nový typ řídicí desky pro správy a dobíjení jednotlivých článků čtyřčlánkové sestavy AKUPACKů (LiFePo4). Tato jednotka byla vyvinuta ve firmě a zajišťuje dlouhou životnost lithiových akumulátorů.

Obr. č.1: Řídicí jednotka dobíjení lithiových sestav akumulátorů a sestava AKUPACK-12V/xx nové 2. generace.
Při nabíjení je sledováno napětí jednotlivých článků a v případě, že je některý z nich plně nabitý a ostatní mají volnou kapacitu, jednotka zajistí, aby se napětí vyrovnalo. Provádí tím balancování jednotlivých článků. Vzroste-li i tak napětí na mez, kdy hrozí jeho poškození, je aktivována přepěťová ochrana a na dobu 10 minut je zabráněno nabíjení.
Během vybíjení hlídá modul napětí jednotlivých článků. Klesne-li napětí pod minimální hodnotu, zabrání BMS02 vybíjení (podpěťová ochrana). Monitorován je i proud do zátěže a integruje tak i ochrany před zkratem a nadproudem. Další úroveň ochrany před velkými proudy je integrovaná tavná pojistka.
BMS 02 rovněž s periodou 10 s posílá stav jednotlivých článků, ochran a dalších parametrů po galvanicky oddělené sériové lince nadřazenému systému. To umožní napájenému systému sledovat stav akumulátoru a adekvátně reagovat na změny. Chybový stav je indikován blikáním LED.
Podporován je i transportní režim, ve kterém se odpojí systém i nabíječka od akumulátoru, uspí se vnitřní elektronika a odběr modulu klesne na minimum. Probuzení z tohoto stavu je zajištěno tlačítkem.
Tento modul je schopný i monitorování teploty akumulátoru. Po zkušenostech s některými nabíječkami byl přidán volitelný obvod, který odpojuje externí nabíječku v případě absence 230 V na vstupu a brání tak zpětnému vybíjení akumulátoru do nabíječky (použito pro veřejné osvětlení).
Většina parametrů ochran je definována softwarově a je možné jejich funkci měnit na přání zákazníka. V případě zájmu připravíme aplikaci dle požadavků.
BMS02 je omezen proudy do 20 A a použitím LiFePO4 akumulátoru se čtyřmi oddělenými články.
AKUPACK-12V/xx – akumulátorová sestava s dlouhou životností
Akumulátorová sestava AKUPACK-12V/xx je tvořena moderními průmyslovými články s lithiem, které se vyznačují vysokou bezpečností, dlouhou životností, vysokým nabíjecím a vybíjecím proudem. Je primárně navržena pro použití v zapojeních, kde nelze zajistit trvalé napájení ze sítě 230V. Sestava je připravena pro nabíjení zejména z rozvodné sítě veřejného osvětlení, příp. ze solárních panelů. Kapacitně je sestava dimenzována pro napájení vybraných elektronických označníků a zastávkových panelů v průběhu dne, kdy je napájení z veřejného osvětlení vypnuto. Je možno ji vestavět přímo do zastávkového označníku nebo do některé jeho části či ji umístit do rozvaděče umístěného v blízkosti panelu. Sestavu lze doplnit inteligentní řídicí jednotkou.
Kapacita sestavy je nyní vyráběna a volena dle velikosti a uspořádání označníků a to v provedení od 40 Ah do 100 Ah. Sestava akumulátorů AKUPACK používá nezávislou elektroniku pro řízení nabíjení a vybíjení jednotlivých článků zajišťuje optimální provozní podmínky akumulátorů pro dosažení jejich dlouhé životnosti a to až 8000 nabíjecích cyklů, tj. až 20 let při každodenním nabíjení. Při použití akumulátorové sestavy v elektronickém označníku s inteligentní řídící jednotkou je možno vyčítat a přenášet informace o stavu bateriové sestavy na dispečink.
Základní vlastnosti:
AKUPACK-12V | 40Ah | 60Ah | 90Ah |
Rozměry* (v × š × h) | 210 × 185 × 115 mm | 235 × 236 × 113 mm | 300x420x113 mm |
Hmotnost | 6 Kg | 9kg | 12 kg |
Typ článků | Lithiové | ||
Nabíjecí proud akumulátorů** | až 13 A při nabíjení | ||
Nominální výstupní napětí | 12,8 V | ||
Informace o stavu sestavy | ANO – pouze s použitím řídící jednotky | ||
Provozní teplota | -45 až +85 °C | ||
Životnost | až 8000 nabíjecích cyklů, tj. až 20 let při každodenním nabíjení | ||
Napájení a spotřeba | 230V / 200W | ||
Minimální doba dobíjení | 6 hodin při 80% vybití akumulátorů |
* orientační velikost závisející dle rozložení článků a řídicí elektroniky
Do našich zastávkových panelů jsme schopni integrovat akumulátory o kapacitě až 400 Ah a tím výrazně usnadnit budování informačních panelů.
Sestavu je možno umístit externě nebo integrovat přímo do panelu.
Napájecí bloky z trolejového napětí – NB-02
Napájecí bloky pro zastávkové označníky tvoří sestavu zapínacích a jistících prvků, předřadníků zdroje BSV-PS 1x a vlastního měniče napětí z trolejového vedení na nízké napětí +24V o proudu až 20A, resp. 40A.
Poznámka:
Jejich hlavním úkolem je převod trakčního napětí 600V – 750V na nízké napětí +24V. V tomto případě je třeba vzít v úvahu, že např. 6-ti řádkový panel si při plném svitu všech LED diod na plném letním slunci může odebrat až 400W, což na 24V značí odběr okolo 16A. Z toho plyne, že je nutno vhodně navrhnout průřez propojovacího kabelu mezi napájecím blokem a kabelem tak, aby na tomto kabelu nevznikla příliš velká napěťová ztráta a tudíž panel poté nevykazoval chyby a měl dostatečné množství energie.
Napájecí bloky se vyrábí konfiguracích:
- NB-02/01 - Napájecí blok z trakčního vedení, 1×400W
- NB-02/02 - Napájecí blok z trakčního vedení, 2×400W
- NB-02/05 - Napájecí blok z trakčního vedení, 5×400W
Základní vlastnosti bloku z hlediska provedení ochran:
- Trvalé vstupní napětí do 800V (stabilizaci provádí předřadník)
- Krátkodobé vstupní napětí do 1160V (lze řešit délkou pulzu nebo snížením odebíraného výkonu)
- Krátkodobé vstupní napětí nad 1160V do 1600V – výkon 40 kW / 1 ms s rychlou odezvou
- Krátkodobé vstupní napětí nad 1600V do 2 kV – bleskojistka
- Krátkodobé vstupní napětí nad 2kV / 15 kA / 20us
- Ochrana proti přepólování Ano
- Tranzistorové stabilizátory napětí a proudu

Obr. č. 5: Graf závislosti výstupního výkonu zátěže na vstupním napětí a teplotě okolí (modrá +20 0C, červená +40 0C) pro vstupní trakční napětí 750V výstupní výkon 400W.
Parametry napájecího bloku | NB-02/01 | NB-02/02 | NB-02/05 |
Výstupní výkon | 400W | 2×400W | 5×400W |
Vstupní napětí | 400-500V AC | ||
Výstupní napětí | 24V | ||
Špičkový proud | 20A | 2×20A | 5×20A |
Účinnost měniče | 90% | ||
Provozní teplota | -30°C až +70°C | ||
Skladovací teplota | -40°C až +85°C | ||
Napájecí napětí trakční sítě | 600V DC | ||
Krytí skříně | IP66 | ||
Prostory dle ČSN 33 2000-4-41 | nebezpečné AB8/nad zemí | ||
Ochrana základní DC, TN-C, 600V | polohou, dvojitou izolací | ||
Ochrana základní DC, SELV, 24V | ochranné oddělení, napěťové pásmo I. | ||
Ochrana základní DC, FELV, 24V | dvojitou izolací | ||
Ochrana při poruše DC, TN-C, 600V | dvojitou izolací, automatickým odpojením od zdroje | ||
Ochrana při poruše DC, SELV, 24V | ochranné oddělení, napěťové pásmo I. | ||
Ochrana při poruše DC, FELV, 24V | automatickým odpojením od zdroje primárního obvodu | ||
Ochrana před účinky přepětí | svodič přepětí | ||
Ochrana při zkratu | pojistky v obou pólech | ||
Vnější vlivy určeny dle ČSN 33 2000-5-51 | trolejové vedení, AA7, AB8, AD4, AF2, AG2, AH2, AQ3, AS2, BA5 |
Ukázka pověšení zapojení NB-02/05 o výkonu až 2,5kW, který zásobuje energií dopravní uzel, který obsahuje 3 zastávkové panely 2x ELP 138A a 1x ELP 134A.
Napájení ze solárních článků
Rozbor možností napájení ze solárních článků je uveden v následující článku “Solární energie ve veřejné dopravě” a její použití je nutno vždy řádně zvážit. Je třeba mít na mysli, že se naše země nenachází u středozemního moře a že v prosinci je zde pouze pár slunečních dní. Proto v zimě bude nastávat situace, že solární panel neposkytne dostatek energie a zastávkový panel nebude ukazovat odjezdy.

Obr. č. 7: Ukázka zastávkového panelu napájeného ze solárních článků s napájecím blokem obsahujícím sestavu Akupack.
Na obrázku je solární panel 270W a pod ním je napájecí blok s lithiovými akumulátory a speciálním měničem pro nabíjení akumulátorů. Samostatný zastávkový panel je poté napájen přímo z akumulátorů napájecího bloku.