バックアップモジュールは、一般的な「UPS定格」ではなく、それが完了すべき仕事からサイズを決めます。本稿は選定方法を示します。電源がすでに処理するミリ秒を、アプリケーションが本当に必要とする秒から分け、電力対エネルギの観点で蓄積技術を選び、乗り切りエネルギをタスクごとに計算し、ニッケル・メタルハイドライド・モジュールがクリーンに接続し、決して逆給電したりレールを引き下げたりしないように、24Vレールのトポロジ（遮断、充電管理、低電圧監視、保護）を設計します。

電力-エネルギ軸で蓄積を選ぶ

アニメのスコアカードは、制御レール・バックアップに重要な基準に4つの技術を配置します。瞬時パルス電力、秒から分のシャットダウンに使えるエネルギ、キャビネット内でのフロート待機、サイクルおよびカレンダー寿命、誤用時の安全性、コストです。内部の電解コンデンサは高出力ですがエネルギは無視できるほど小さく、スーパーキャパシタバンクはこれを高出力の数秒まで延ばしますが、分単位のエネルギにはかさばり漏れもあります。リチウムイオンはエネルギを蓄えますが、密閉キャビネット内でBMSと熱的負担を追加します。

密閉型NiMHは意図的な中間に位置します。フィールドバス送信に十分なパルス電流、制御されたシャットダウンの数十秒に十分な蓄積エネルギ、恒常的なフロート待機、本質的に安全な水系化学。これはPLCまたはDAQラックが実際に必要とする組み合わせです。

ステップ1 - シャットダウンタスクとそのエネルギを列挙する

正常なシャットダウンは短いタスクの連続で、それぞれに電流と時間があります。現在のスキャンを終え出力を凍結する、保持レジスタ、カウンタ、データログを不揮発性メモリに書く、通信ソケットを閉じ再試行を含むラストガスプフレームを送る、アクチュエータを安全な位置へ動かす、電源の「パワーグッド」信号が喪失を確認するまでレールを保持する。各タスクの電流×時間を合計し、コンバータ効率で割ると、モジュールが供給すべき正味の電荷が得られます。

2番目のアニメ図はタスクエネルギのウォーターフォールです。シャットダウン時間にわたるCPUとI/Oの待機電流、不揮発性書き込みパルス、再試行付きフィールドバス送信パルス、安全状態アクチュエータパルス、コンバータ損失、寿命末期および低温の降格、そして最後に設計容量。各タスクを別々に示すことで、送信パルスだけに合わせてサイズを決め、ファイルシステムの書き出しが終わる前に尽きるという古典的な誤りを防ぎます。

ステップ2 - セル数とレールトポロジを設定する

20個のNiMHセルの直列は制御レールに一致する公称24Vとなり、正確な数と小型の昇降圧コンバータは、満充電パックから終止電圧までレールがコントローラの19.2～28.8Vの動作窓内に留まるよう選びます。遮断ダイオードまたは理想ダイオード経路はモジュールが主電源へ逆給電するのを防ぎ、レール監視回路は一次レールが定義された閾値を下回ったときだけバックアップを接続し、2つの電源が争うのを避けます。

充電は、健全な24Vレールから電流制限されたマネージャを通じて行われ、パックを穏やかに補充し（C/20以下の保守電流）、45℃を超えると電流を絞ります。停電はまれなので、パックはほぼ常に満タンで待機しており、低自己放電NiMHに適しています。

ステップ3 - 平均だけでなくパルスに合わせる

ラストガスプの無線パルスと安全状態アクチュエータがピーク電流を決め、それはシャットダウン平均電流の何倍にもなり得ます。送信の途中でパック電圧がDC-DCの低電圧ロックアウトを下回らないよう、そのピークに合わせてセルとタブを設計します。セルが小さすぎることは、ラストガスプフレームが始まるのに完了しない通常の原因です。

低い内部抵抗と平坦な1.2Vプラトーにより、NiMHはここで寛容です。控えめなパックがパルス中および放電全体を通じてコンバータへ安定した入力を保つ一方、コンデンサ積層は直線的に垂下し、過大なコンバータ入力範囲を強います。

ステップ4 - 経年と温度の余裕

本シリーズで使うのと同じ降格規律を適用します。設置から数年後にモジュールがまだシャットダウンを完了できるための寿命末期容量係数、各化学が実効容量を失う非暖房キャビネット向けの低温係数です。NiMHは（寒冷時に充電が制限されるリチウムとは異なり）氷点下でも確実に放電しますが、それでも低温は利用可能容量を減らすため、予算に入れるべきです。

直列ヒューズ、セルレベルの一致性選別、充電補償用NTC、パックを高温の駆動部品から遠ざけるレイアウトを追加します。結果は、退屈なほど信頼できるモジュールです。これは他のすべてが故障したときに備えることだけが仕事の装置に求められる要件そのものです。

計算例と境界

記録、待避、ラストガスプの3回の再試行の送信に約20秒を要する代表的なCPU＋I/O＋セルラーゲートウェイの場合、ウォーターフォールはコンデンサバンクやフルUPSではなく、数百から2千ミリアンペア時の小型NiMHモジュールに落ち着きます。要件が継続動作の何分もに伸びる場合、問題は小型UPS（付随する小型UPSの論文で扱う）となり、トポロジもそれに応じて変わります。

論文Cは、IEC 61131-2とIEC 61000-4-11の低下・遮断試験、IEC 60204-1の機械給電の考慮、モジュール背後のIEC 62133-1 / UN 38.3のセル証拠でループを閉じます。

Weijiang Power

Weijiang Powerは、PLCとデータ収集の乗り切りをミリ秒から整然としたシャットダウンまで延ばす、密閉型ニッケル・メタルハイドライド・セルと小型24Vバックアップモジュールを製造しています。コントローラのレール電流、必要な保持またはラストガスプ時間、フィールドバスプロトコル、キャビネット温度をお送りください。当社のエンジニアが、24Vレールに合わせた充電管理、遮断、保護を備える溶接NiMHモジュールを設計します。モジュール形式は製品ページをご覧ください。