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让电源插座变身配电单元!

时间:2019-01-31 作者:Bill Schweber 阅读:
由于厌烦了那堆如丛林般的各种电源插座,因此,当我发现Plexiglas有机玻璃时,随即买了四条相同的插座,用#6螺丝和螺母从背面将其紧紧地安装在一起,然后打造了我个人的AC配电中心…

想必你应该也有许多基本的电源插座(power strip),一般六位交流电源(AC)插座的价格从10美元到25美元不等,如图1所示。基本上,它们应该都按照其上贴纸所示地符合监管安全标准(那当然都不是假造的!),但事实上其坚固耐用度和质量各不相同。

有些插座并不附带开关;有些在插槽之间保留了更多的间距,为AC/DC配接器主体提供空间;有些插槽旁分别配置独立的开关;有些甚至声称具有一定程度的浪涌和瞬态保护(事实上,这可是另一种神秘的功能)。

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图1:各种不同款式与尺寸的低成本基本六位插座,质量各不相同(来源:Excitron)

但我只买那些附加开关指示灯的插座,这样可以很容易地一眼就确认插座是否已经上电,避免了浪费时间寻找显然“没电”的问题。我多年前曾经使用过一些较旧的插座甚至采用方便的背面挂勾设计,因而能够轻易地安装在墙壁或板上,但是最近较新的插座却没有这种设计。我曾经不知在哪儿看过对此的一些解释:UL以及其他单位将这种插座定义为“临时”单元,而取消了挂勾设计,而有挂勾的应该“永久”固定。因此,如果要固定安装,必须使用插座背面的四个小开槽螺丝孔,但这些螺丝孔很难匹配,需要有准确的模板来测量其位置,然后再使用刚好能匹配的螺钉加以固定。

由于监管限制,标准的15-A插座仅限于6位插座,不过也有一些方法可以突破这一限制。我很讨厌看到像丛林般堆起来的各种插座,因此,当我发现一块约12×18吋(30×47cm)的Plexiglas有机玻璃时,随即买了四条相同的插座,用#6螺丝和螺母从背面将其紧紧地安装在一起,然后打造了我个人的AC配电中心,如图2所示。

虽然后来由于菊花链(除了最后一个)配置,导致每一条插座都少了一个插位可用,但它仍不失为一种非常有效的布置,虽然外表看起来不怎么样。至于可用的插位数量:n条插座应该会有[6 + ((n-1) x 5)]个插位可用。此外,由于多数的负载都很小,总电流还不到15A。

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图2:电源插位再多都不够用!就像图中板载插座的菊花链配置所示(来源:作者)

但即使是基本的插座也能看到重大进展,并逐渐发展成更智能的“配电单元”(PDU)。正如预期的,这些PDU最先出现在性能和实用功能至关重要的安装中,因为其前期成本较高,很容易就可以从数据中心机架带来的长期优势中摊平。这些PDU具有各种不同等级的功能。主要PDU (和其他产品)供货商Tripp Lite的网站清楚地解释了各种PDU等级:如图3的基本PDU就是一款便宜又好用的插座,它一共有13个插位(但以更高的安培线馈送,所以使用上也没问题)。

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图3:这款安装在机架上的基本商用PDU提供了13个插位,额定功率为1.8kW,可避免在多个六位插座之间用菊花链配置(来源:Tipp Lite Inc)

但是,如果你可以升级这些PDU时,何乐而不为呢?

  • 计量PDU,可以使用内建的数字电流表在本地监控负载位准,并避免潜在的过度负载
  • 监控PDU,类似于计量PDU,但可以透过内置网络连接,在远程实时监控单相或三相电压、频率和负载位准
  • 切换式PDU,提供远程监控、连接或断开负载的能力;它可以通过其数字电流表在本地监控负载电平,并在远程控制各个插位,以重启锁定设备(非常好的功能),从而自定义电源开机/关机序列,甚至在停电期间切断非必要的负载,以延长备用电源运作时间。
  • 网站/网络接口报告每个断路器组的详细电压、电流强度和千瓦输出值,甚至还有基于传感器的温度和湿度数据选项

起初,智能的切换式PDU对于一般用户来说似乎就已经太好了。但随着智能家居的普及,智能且可控制的PDU才更具意义。您可能想要通过智能型手机的应用程序(App)来监控AC电源插座,如果发现情况不对,也可以在远程执行断电或重启上电。由于具有先进功能和特性的产品总会先出现在高阶设备,但很快就会转移到大众市场,因此,如果我们不久后看到这些产品在包装和价格方面更为家庭和广泛采用,也不必太惊讶。

您也想在家中打造智能PDU吗?或者您觉得它只是让智能家居变得更复杂,徒增一件让我们必须进行初始化、记录和维护的事情?或者它可能导致系统崩溃?甚至让黑客透过供电控制家中的智能功能?

(原文发表于ASPENCORE旗下EDN英文网站,参考原文:Morphing from power strips to PDUs,编译:Susan Hong)

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Bill Schweber
EE Times/EDN/Planet Analog资深技术编辑。Bill Schweber是一名电子工程师,他撰写了三本关于电子通信系统的教科书,以及数百篇技术文章、意见专栏和产品功能介绍。在过去的职业生涯中,他曾担任多个EE Times子网站的网站管理者以及EDN执行编辑和模拟技术编辑。他在ADI公司负责营销传播工作,因此他在技术公关职能的两个方面都很有经验,既能向媒体展示公司产品、故事和信息,也能作为这些信息的接收者。在担任ADI的marcom职位之前,Bill曾是一名备受尊敬的技术期刊副主编,并曾在其产品营销和应用工程团队工作。在担任这些职务之前,他曾在英斯特朗公司(Instron Corp., )实操模拟和电源电路设计以及用于材料测试机器控制的系统集成。他拥有哥伦比亚大学电子工程学士学位和马萨诸塞大学电子工程硕士学位,是注册专业工程师,并持有高级业余无线电执照。他还在计划编写和介绍了各种工程主题的在线课程,包括MOSFET基础知识,ADC选择和驱动LED。
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