Расчет блока питания KNX: PS640 vs PS1280 и расчет тока шины
Выбор неправильного блока питания KNX — одна из самых частых причин перемежающихся сбоев шины, перезагрузок устройств и ошибок связи после пусконаладки. Правильный расчет требует суммирования потребляемого тока устройств на линию, проверки падения напряжения на самом удаленном устройстве и понимания влияния топологии на распределение питания.
Основы тока шины
KNX TP (витая пара) работает при 29 В DC SELV с использованием манчестерского кодирования на скорости 9600 бод. Блок питания шины одновременно обеспечивает шину 29 В, питающую все устройства шины, и несущую сигнал данных. Каждое устройство, подключенное к линии KNX TP, потребляет ток покоя от этой шины. Сумма всех токов покоя устройств не должна превышать номинальный выходной тока блока питания, обслуживающего эту линию.
| Тип устройства | Типичный ток покоя | Примечания |
|---|---|---|
| Приводы выключателей/жалюзи (дискретный выход) | 5–25 мА | Нижний предел для релейных типов; выше для твердотельных выходов со светодиодами состояния |
| Приводы диммеров | 10–20 мА | Включает внутренний микроконтроллер и схемы связи |
| Комнатные контроллеры / термостаты | 10–20 мА | С дисплеем и подсветкой добавляют 5–10 мА |
| IP-маршрутизаторы KNX / линейные соединители | 50–80 мА | Высокий ток — IP-маршрутизаторы часто требуют выделенного PS640 на линию |
| Кнопочные датчики со светодиодами | 25–40 мА | Светодиоды состояния активны; проверьте данные производителя для тока на каждый светодиод |
| Дискретные входы | 5–10 мА | Пассивные входы для сухих контактов; низкий ток шины |
| Датчики CO2 / погодные датчики | 10–20 мА | Измерительная электроника добавляет ток; проверьте техническое описание |
Всегда используйте технические описания производителей: приведенные выше значения являются ориентировочными диапазонами. Каждое изделие имеет указанное в техническом описании потребление тока шины — используйте эти точные значения при составлении бюджета тока для проекта. Оценки, основанные только на типе устройства, могут быть значительно неточными для устройств со встроенными дисплеями или большим количеством светодиодов.
PS640 и PS1280: характеристики и выбор
Два стандартных размера блоков питания шины KNX: PS640 (выходной ток 640 мА) и PS1280 (выходной ток 1280 мА). Оба обеспечивают 29 В DC SELV и содержат дроссель сигнала данных шины. Правило выбора простое: если расчетный общий ток шины для линии превышает 500 мА, используйте PS1280.
PS640 — 640 мА
- MDT SCN-PS064.01: 4 модуля DIN, 29В/640 мА, защита от короткого замыкания
- ABB SV/S 30.640.5.1: 4 модуля DIN, диагностика через объект KNX
- Подходит для линий до примерно 50 устройств (в зависимости от типа)
- Запас по рабочему току: используйте до 80% номинального выхода = 512 мА
- Выбирайте PS640, если расчетный ток ниже 500 мА
PS1280 — 1280 мА
- MDT SCP-01281.01: 6 модулей DIN, 29В/1280 мА, индикация тока
- Предназначен для линий с большим количеством устройств или конфигураций с большим количеством IP-маршрутизаторов
- Поддерживает до 64 устройств KNX на одном сегменте линии
- Запас по рабочему току: используйте до 80% номинального выходного тока = 1024 мА
- Выбирайте PS1280, если расчетный ток превышает 500 мА
Правило снижения на 80%: никогда не нагружайте PS640 или PS1280 более чем на 80% от номинального выходного тока в установившемся режиме. Оставшиеся 20% обеспечивают запас для пускового тока при включении устройств и позволяют добавлять устройства в будущем без замены источника питания.
Расчет бюджета тока: пример
Рассмотрим офисный этаж, обслуживаемый одной линией KNX. Устройства на этой линии и их потребление тока шины перечислены ниже. Все значения взяты из технических паспортов производителей.
Линия KNX офисного этажа — бюджет тока
Device type Qty mA/device Total mA -------------------------------------------------------------- Switch actuators (8-channel) 12 5 mA 60 mA Dimmer actuators (4-channel) 8 10 mA 80 mA Room thermostats with display 6 15 mA 90 mA Push-button sensors with LED 4 8 mA 32 mA Binary inputs (8-channel) 2 8 mA 16 mA -------------------------------------------------------------- TOTAL 278 mA PS640 rated output: 640 mA 80% operating limit: 512 mA Calculated load: 278 mA (54% of rated) Headroom: 234 mA (for 18+ additional devices) Verdict: PS640 is adequate for this line.
Когда требуется PS1280: если на этом этаже также установлены два IP-маршрутизатора KNX по 60 мА каждый (дополнительно 120 мА), общий ток возрастает до 398 мА — все еще в пределах PS640. Однако, если проект добавляет аудиозоновый контроллер на 80 мА и еще 20 исполнительных устройств, общий ток превысит 500 мА, и потребуется PS1280.
Падение напряжения: длина кабеля и сопротивление
Кабель KNX TP передает как питание, так и данные. При протекании тока через сопротивление кабеля напряжение на шине падает вдоль кабеля. Устройствам KNX требуется минимальное напряжение питания 21 В постоянного тока на их клеммах. Если падение напряжения слишком велико, устройства на дальнем конце линии могут работать неправильно, потерять связь или не перезагрузиться после цикла питания.
Расчет падения напряжения — кабель YCYM 0,8 мм²
Formula: V_drop = I_total × R_loop R_loop = 2 × L × r Where: I_total = total bus current (A) L = cable length from PSU to farthest device (m) r = conductor resistance per metre (Ω/m) YCYM 2×2×0.8mm² (standard KNX cable): r = 0.038 Ω/m per conductor R_loop = 2 × L × 0.038 = 0.076 × L Ω Example: 200m cable, 278mA total current R_loop = 0.076 × 200 = 15.2 Ω V_drop = 0.278A × 15.2Ω = 4.2 V Voltage at farthest device = 29V - 4.2V = 24.8V ✓ (≥ 21V) Example: 350m cable (absolute KNX limit), 278mA R_loop = 0.076 × 350 = 26.6 Ω V_drop = 0.278A × 26.6Ω = 7.4 V Voltage at farthest device = 29V - 7.4V = 21.6V ✓ (marginal) Rule: maximum cable length between PSU and any device = 350m
Линии с высоким током требуют более коротких кабельных трасс: если общий ток шины близок к пределу PS640 (500 мА), ограничение длины кабеля в 350 м становится более жестким. При токе 500 мА на 350 м: V_пад = 0,5 А × 26,6 Ом = 13,3 В — на самом удаленном устройстве остается только 15,7 В, что ниже минимальных 21 В. Для линий с высоким током держите длину кабеля не более 200 м или установите повторитель линии KNX для создания двух электрических сегментов.
Топология линии KNX и распределение питания
KNX TP поддерживает топологии «звезда», «дерево» и «линия» (но не «кольцо»). Выбранная топология влияет на то, как накапливается падение напряжения и как распределяется ток по ветвям кабеля. В топологии «дерево» — наиболее распространенной в строительных установках — от центральной точки распределения отходят несколько ветвей. Чтобы найти наихудшее падение напряжения, проследите путь от источника питания до самого удаленного устройства, суммируя длины всех ветвей вдоль этого пути.
Топология «дерево» — ток ветви
В дереве ток в каждой ветви равен только сумме токов устройств на этой ветви, а не общему току линии. Это означает, что падение напряжения на ветвь ниже, чем в топологии с одной линией, где все устройства включены последовательно. Магистральный кабель от БП до первого разветвления несет полный ток — выбирайте и прокладывайте этот участок тщательно.
Повторитель линии KNX (ABB LR/M 1.1)
Повторитель линии KNX разделяет одну логическую линию на два электрических сегмента. Каждый сегмент имеет собственный PS640, обнуляя расчет падения напряжения от повторителя. Два сегмента остаются на одной логической линии KNX — повторитель прозрачен для ETS6. Максимум 3 повторителя на линию (3 сегмента). Полезно для длинных зданий или когда длина кабеля превышает безопасные пределы падения напряжения.
Запрет на параллельное включение PS640
Может показаться логичным подключить два блока PS640 параллельно для увеличения тока с 640 мА до 1280 мА. Это строго запрещено стандартом KNX и приведет к ошибкам шинной связи. Два независимых блока PS640 работают со своими собственными тактовыми генераторами манчестерского кодирования — они будут слегка рассинхронизированы, создавая коллизии данных на шине при одновременной передаче.
Правильные и запрещенные конфигурации
PROHIBITED: two PS640 in parallel on same bus
PS640 (A) ──┐
├── KNX bus ──── devices
PS640 (B) ──┘
Result: data collisions, intermittent bus errors
CORRECT: PS1280 (internally synchronised dual supply)
PS1280 ──── KNX bus ──── devices (up to 1280mA total)
CORRECT: two PS640 with line repeater (separate segments)
PS640 (A) ── Segment 1 ── Repeater ── Segment 2 ── PS640 (B)
Same logical line, two separate electrical buses — no collision
Each segment independent: PS640 (A) powers Segment 1 only
Note: the PS1280 is essentially two internally synchronised
PS640 cores in one housing — parallel operation is safe
because clock synchronisation is handled internally.Измерение при вводе в эксплуатацию
После включения всех устройств на линии KNX и ввода их в эксплуатацию в ETS6 измерьте фактический ток шины на выходе PS640. Используйте токоизмерительные клещи на положительном выходном проводе от PS640 к шине. Это измерение подтверждает расчетный бюджет тока, выявляет любые неожиданные дополнительные нагрузки и устанавливает базовый уровень для планирования будущего расширения.
Процедура измерения при вводе в эксплуатацию
1. Power up all devices on the line 2. Wait 60 seconds for all devices to complete restart 3. Clamp meter on positive bus output wire from PS640 4. Record measured current (mA) 5. Compare with calculated budget Headroom calculation: PS640 80% limit = 512 mA Measured current = 278 mA (example) Headroom = 512 - 278 = 234 mA Equivalent additional devices ≈ 234 / 10 = 23 standard actuators If measured current > calculated: - Check for undocumented devices on the line - Verify no short circuit on bus cable (remove devices one by one) - Check for damaged bus cable reducing insulation resistance
Требования к документации щита
Каждый график щита KNX должен включать таблицу бюджета тока шины для каждой линии. Эта таблица становится частью исполнительной документации и позволяет будущим инженерам по обслуживанию оценить возможности расширения без повторного обследования установки.
Таблица бюджета тока шины — формат графика щита
KNX Line 1.1 — Office Floor West Power supply: MDT SCN-PS064.01 (PS640, 640mA) Panel: DB-L01, DIN rail 3 Device Model Qty mA Total Switch actuator MDT SA-1216 12 5 60 Dimmer actuator MDT AKD-0424 8 10 80 Room thermostat MDT SCN-RT55P 6 15 90 Push-button sensor MDT BE-TA5508 4 8 32 Binary input MDT BE-0800 2 8 16 Calculated total: 278 mA Measured total (post-commissioning): 284 mA PS640 80% limit: 512 mA Remaining headroom: 228 mA Farthest device cable length: 185 m Voltage at farthest device (calculated): 25.4 V
Нужен щит KNX с правильно оформленной документацией по выбору источника питания?
Мы проектируем щиты KNX с полностью документированными бюджетами тока шины, правильно выбранными источниками PS640 или PS1280, проверкой падения напряжения и исполнительными графиками щитов — поставляем протестированными и сертифицированными на ваш объект.
Запросить предложение →