Mean Well: ¿Por qué se utilizan estas fuentes de alimentación en entornos industriales?

En el ámbito industrial, cada vez más a menudo se solicitan fuentes de alimentación Mean Well, ya que la fuente de alimentación representa el corazón palpitante de cada instalación. Desde la señalización de autopistas hasta las líneas de producción farmacéutica, desde invernaderos hidropónicos hasta puertos industriales, Mean Well, con más de treinta años de experiencia en el diseño de fuentes de alimentación conmutadas, constituye la principal elección de los grandes instaladores.

Esto también se debe a que Mean Well ofrece diversas soluciones que se adaptan bien a las situaciones más dispares. Por esta razón, hoy nos detendremos en las diferencias de las fuentes de alimentación propuestas con las series HLG, LRS, ELG, NPF, hasta los regímenes de derating, la compatibilidad electromagnética, los protocolos de dimming y las certificaciones obligatorias a menudo requeridas en las licitaciones.

Mean Well: las fuentes de alimentación de las series HLG, LPH, ELG, NPF

El primer criterio discriminante en la elección de una fuente de alimentación Mean Well concierne al ambiente de instalación y los requisitos de protección requeridos.

La serie LPH representa la solución económica para interiores, con grado IP20 y refrigeración por convección natural. Estas fuentes de alimentación se emplean ampliamente en cuadros eléctricos, automatización de máquinas y bancos ópticos. Sin embargo, su uso debe excluirse en presencia de ambientes con grandes variaciones de temperatura.

La serie HLG introduce el grado IP65/IP67, doble aislamiento, protección contra sobrecargas mecánicas y la posibilidad de regulación mediante potenciómetro o dimming analógico/PWM. Existe además la subfamilia HLG-H (High power) con ventilador integrado para potencias hasta 1500W.

La serie ELG ha sido optimizada para iluminación viaria e industrial exterior, con protección adicional contra los transitorios (6kV) y mayor robustez EMC.

Finalmente, la serie NPF está dedicada a proyectores LED compactos con perfil extremadamente delgado (espesor inferior a 30mm) e IP67.

Tabla 1 - Comparación entre las principales familias de fuentes de alimentación Mean Well para uso industrial e iluminación profesional

Fuentes de alimentación Mean Well para ambientes exteriores: selección según IP, sobretensiones y ciclo térmico

Cuando la instalación es exterior, el parámetro discriminante se convierte en el grado de protección de la carcasa y la capacidad de soportar los picos de tensión. La normativa EN 60529 clasifica IP67 como protección total contra el polvo e inmersión temporal (1m durante 30 minutos).

Las pruebas en cámara climática han demostrado que las series HLG y ELG mantienen el pleno funcionamiento después de 500 horas de niebla salina. Por esta razón, para aplicaciones en proximidad del mar o en túneles sujetos a condensación, recomendamos el ELG-150-24 con protección adicional de 6kV.

En contextos con excursión térmica extrema (ej. refugios alpinos), la serie HLG con arranque a -40°C representa la elección más segura. Es importante señalar que los modelos con sufijo "A" integran el dimming y la regulación de salida ±10%.

Cálculo de la potencia nominal

Ya hemos hablado anteriormente de cómo es necesario calcular la potencia necesaria para alimentar una instalación, pero siempre es importante refrescar este concepto para evitar daños luego no recuperables.

La correcta determinación de la carga constituye el 70% de la fiabilidad a largo plazo. La fórmula generalmente adoptada es: P_alim = (P_tot_carga / η_cableado) × 1,20. Donde el factor 1,20 representa el margen de seguridad para evitar el funcionamiento continuo al límite.

Para tiras LED a 24V, se mide la absorción efectiva mediante pinza amperimétrica (valor inrush incluido).

Ejemplo práctico: carga de 190W en línea con caída del 3% → P_correcta = 190/0,97 ≈ 196W; multiplicado por 1,20 = 235W. Se selecciona por tanto una fuente de alimentación Mean Well 24V de 240W.

Desaconsejamos absolutamente el uso de transformadores 12V de derivación consumer para cargas industriales continuas: los parámetros de ripple y regulación de carga no son comparables.

Dimming PWM en las fuentes de alimentación Mean Well

Mean Well ha implementado a lo largo de los años tres modos distintos de dimming:

1) Analógico 1-10V

2) PWM (señal 10V)

3) regulación mediante resistencia variable

Los modelos HLG (sufijo B, AB) y ELG soportan los tres métodos. Durante nuestras pruebas, hemos verificado la plena compatibilidad con los controladores DALI de numerosas marcas, siempre que se utilice un convertidor DALI-1-10V activo.

El dimming PWM de Mean Well opera típicamente con frecuencia comprendida entre 300Hz y 1kHz. Para aplicaciones en toma de video (ausencia de parpadeo), recomendamos configurar la frecuencia a >1kHz o bien utilizar los nuevos modelos HLG con función "flicker-free". La conexión requiere una polaridad correcta: el mal funcionamiento en dimming es a menudo debido a inversión de las señales DIM+ y DIM-.

Certificaciones para uso industrial: marco normativo

Además de la marcación CE (autodeclaración), las fuentes de alimentación Mean Well destinadas a la industria pesada y a las infraestructuras críticas poseen certificaciones de producto de tercera parte. En particular:

ENEC (marca de seguridad europea basada en normas ENEC 30303)

UL 8750 (seguridad aparatos iluminación LED)

UL 60950-1 (equipos informáticos, a menudo requerido en automatización)

CAN/CSA-C22.2 para el mercado norteamericano.

Para empleos en área ATEX, Mean Well no proporciona versiones certificadas intrínsecamente seguras, pero es posible alojar los HLG en contenedores Ex-e. En las hojas técnicas se indican los números de reconocimiento UL y ENEC; recomendamos verificarlos ante los entes acreditados en fase de diseño ejecutivo.

Conexión de las fuentes de alimentación a las tiras LED: análisis de las caídas

Un error sistemático concierne al tipo de conexión. Las fuentes de alimentación constant voltage (CV) como LRS, HLG, ELG erogan tensión estabilizada. Para tiras LED de longitud superior a 5 metros, la arquitectura en estrella (en paralelo) es obligatoria. Se dimensionan los conductores de modo que se tenga una caída inferior al 4%.

Es necesario emplear una fuente de alimentación a 24V con una sección de cable de 1,5mm² hasta 10m con carga 8A mientras que pasando más allá se necesita una sección de 2,5mm². Los bornes de salida de los HLG aceptan hasta 4mm². Para potencias >300W es mejor repartir la carga en varias fuentes de alimentación Mean Well 24V en áreas distintas. La conexión en serie está categóricamente desaconsejada utilizando fuentes de alimentación switching (switching supply) ya que no está soportada la compensación activa de la carga.

Duración operativa de las fuentes de alimentación Mean Well

Mean Well ha publicado los valores MTBF (Mean Time Between Failures) calculados según el método predictivo MIL-HDBK-217F. Para HLG-240H-24 se sitúa en 311.7k horas a 25°C y carga 80%. Esto significa que en condiciones ideales, la tasa de fallo anual es inferior al 0,5%.

Sin embargo, la vida útil efectiva está determinada por los condensadores electrolíticos: Mean Well utiliza componentes japoneses (Rubycon, Nippon Chemi-Con) con una vida nominal que se sitúa en 10.000 horas a 105°C.

Aplicando la regla de Arrhenius, cada reducción de 10°C duplica la vida esperada. Por esto en ambientes a 50°C se recomienda el derating al 70% y donde sea posible la adopción de los modelos HLG con revestimiento conform coating (sufijo "D2").

Tabla 2 - Estimación vida útil en función de la temperatura

Conexiones en serie y paralelo: restricciones

Es posible conectar dos o más fuentes de alimentación Mean Well en paralelo para aumentar la corriente total pero solo para los modelos con función de current sharing (compartición de carga) como las series RSP, PSP, SE.

Las series HLG, LRS, ELG no están diseñadas para el paralelo directo: la ligera diferencia de tensión causa desequilibrios de corriente.

En casos de redundancia, se utilizan módulos ORing externos (ej. DRDN20 de Mean Well) que aíslan la fuente de alimentación fallida.

La conexión en serie (ej. 24V+24V=48V) está desaconsejada y puede comprometer el aislamiento. Puede ser considerada solo en casos excepcionales y solo con modelos dotados de salida flotante (HLG, ELG) y con la adición de diodos de bloqueo pero se pierden las protecciones.

Protecciones integradas en las fuentes de alimentación Mean Well

Todas las fuentes de alimentación Mean Well integran:

OVP (Over Voltage Protection) – normalmente a latch o auto-reinicio;

OCP (Over Current Protection) a restablecimiento automático;

SCP (Short Circuit Protection);

OTP (Over Temperature Protection).

En los modelos HLG y ELG, el OTP interviene con reducción de la potencia (derating térmico) antes del apagado. Hemos sometido a estrés un HLG-600H con carga al 110% a 55°C: la fuente de alimentación ha reducido gradualmente la corriente hasta el 70%, manteniendo la integridad. Estas características en una fuente de alimentación son fundamentales si se debe realizar una instalación que estará activa 24h al día.

Voltage constante vs corriente constante: diferencias sustanciales

Cuando nos encontramos ante la elección de la fuente de alimentación, una de las preguntas que surgen más a menudo es: "¿Pero debo tomar una a tensión fija o una a corriente constante?".
Intentemos aclarar, porque no se trata solo de especificaciones técnicas, sino de entender qué hay al otro lado del cable.

Si se está alimentando una tira LED, un panel o un proyector que ya tiene sus componentes electrónicos internos – o de todos modos una entrada pensada para recibir una tensión estable – entonces se necesita una fuente de alimentación a tensión constante, también llamada CV (Constant Voltage). Esta funciona como un enchufe de corriente: proporciona siempre 12V, 24V o 48V y será la carga la que decida cuánta corriente absorber. Es el caso más común, y aquí entran en juego las fuentes de alimentación de la serie HLG, LRS, ELG en versión CV.

Es necesario recordar sin embargo que existen módulos LED, arrays de potencia o chips individuales que no tienen un driver a bordo. En ese caso es necesario proporcionar corriente constante no tensión constante. en este caso tendremos fuentes de alimentación CC (Constant Current) como las de la serie LDD, LCM o ELG en la versión -C. Ellas no proporcionan 24V fijos sino 350mA, 700mA, 1050mA y la tensión se adapta automáticamente a las necesidades de la carga. Es un enfoque más directo y es indispensable cuando se deben pilotar LED de potencia sin intermediarios.

Mean Well ha realizado para facilitar las cosas algunos modelos como el HLG-60H-C, que tienen la función dual-mode. Las fuentes de alimentación dual-mode pueden trabajar tanto en tensión como en corriente, es suficiente tener cuidado con qué se les conecta y en función de esto configurarlas de la manera más oportuna.

El consejo es verificar antes de todo la carga mirando la placa de la tira, el datasheet del proyector, o preguntando al fabricante. Si se indica "24V DC input" significa que se está en tensión constante. Si se indica "350mA" o "corriente constante" es necesario utilizar una fuente de alimentación CC.

Fiabilidad en régimen continuo 24/7

Las aplicaciones industriales a ciclo continuo (centros de cálculo, salas de control, instalaciones de vigilancia) requieren fuentes de alimentación con componentes seleccionados para longevidad. Mean Well ha desarrollado para estos sectores las series RST y HRP (potencias hasta 5000W) pero también HLG, que si adecuadamente deratadas garantizan >60.000 horas de vida continua.

Lo importante es mantener una refrigeración pasiva, una tensión de salida regulada al 95% del nominal y una protección contra las posibles micro-interrupciones de red.

Temperaturas operativas y curvas de derating

Leer el datasheet de un producto es esencial, ya que aquí se indica a qué temperaturas operativas la fuente de alimentación puede operar. Una fuente de alimentación Mean Well HLG-240H eroga el 100% de la potencia hasta 50°C, posteriormente pasa a un derating lineal hasta el 70% a 70°C mientras que un LRS-100-24 inicia el derating ya a 40°C.

Para instalaciones en cuadros cerrados recomendamos posicionar la fuente de alimentación en la parte baja del cuadro y si es necesario emplear una termoventilación auxiliar.

Gestión térmica de las fuentes de alimentación Mean Well de alta densidad

Para los HLG con potencia >350W Mean Well adopta ventiladores a velocidad variable. Por esta razón sugerimos un plan de mantenimiento predictivo con inspecciones semestrales y limpieza de los filtros donde estén presentes.

Serie Mean Well certificadas IP67

Para ambientes húmedos (túneles, aparcamientos, invernaderos, puertos) las series más sugeridas son: HLG (IP67), ELG (IP67), OWA (IP67), DLP (IP67), NPF (IP67).

La diferencia sustancial está en la relación potencia/dimensiones y en la función de dimming.

ELG es la elección predominante para los municipios de iluminación pública, HLG para aplicaciones industriales genéricas, NPF para la instalación en diseño compactos.

Todos los modelos IP67 tienen cables pre-cableados con conectores o prensaestopas y la longitud estándar es 30-50 cm.

Lectura del datasheet: parámetros críticos

Un datasheet Mean Well contiene decenas de parámetros pero es suficiente focalizarse en:

1) zona CV/CC (para los modelos a doble régimen);

2) curva de derating vs temperatura;

3) eficiencia a diferentes cargas;

4) ripple & noise (típicamente < 1% para las buenas fuentes de alimentación, pero algunos modelos económicos tienen picos más altos);

5) tensión de aislamiento;

6) grado de contaminación previsto;

7) categoría de sobretensión (OVC II o OVC III).

Para las aplicaciones con cargas sensibles, el parámetro "start-up time" y "hold-up time" son relevantes, en el caso de Mean Well estos parámetros generalmente son superiores a los 6ms típicamente.

ELG, HLG, NPF: comparación profunda para escenarios reales

Además de los datos en tabla, la experiencia aplicativa nos muestra que la serie ELG posee un front-end EMI más robusto, con filtros de modo común que reducen las emisiones conducidas del 15% respecto a HLG.

La serie NPF se distingue por el espesor reducido (25mm) ideal para cuerpos de iluminación a desaparición.

La serie HLG ofrece la máxima flexibilidad gracias a los rangos de tensión extendidos (ej. 12~24V regulables). Para retrofit de viejas instalaciones con fuentes de alimentación 12V, hemos tenido excelentes resultados con HLG-40H-12 (versión IP67).

Disipadores externos: cuando se vuelven necesarios

La utilización de disipadores adicionales casi nunca es requerida ya que la carcasa metálica de HLG y LRS funciona como disipador. Sin embargo en aplicaciones con temperatura ambiente próxima al límite (65°C) y carga constante al 100%, es práctica industrial montar una placa en aluminio adicional acoplada térmicamente, se recomienda tener cuidado de no obstruir el recorrido convectivo.

Eficiencia energética: medidas y clasificaciones

La eficiencia de una fuente de alimentación switching Mean Well se sitúa entre el 85% y el 95% según el modelo y la carga, la medición se efectúa con un vatímetro de precisión. HLG-320H-24 alcanza el 94,5% a 230Vac, carga 80%. Esto significa solo 18W disipados para 320W erogados. Respecto a un transformador tradicional (eficiencia 70-80%), el ahorro energético es considerable y contribuye a la reducción del TCO. Además, muchos modelos satisfacen los requisitos ErP Stage 2 y Level VI (cooper energía).

Accesorios para instalaciones industriales: cuando la fuente de alimentación sola no basta

Quien trabaja en el sector industrial sabe que la fuente de alimentación es el corazón de la instalación, pero también son necesarios accesorios que demasiado a menudo son subestimados en fase de diseño. Veamos cuáles son estos accesorios.

Módulos de redundancia: en ambientes críticos que no pueden pararse nunca como los sistemas de seguridad, las salas operatorias, los data centers o las líneas de producción que no pueden pararse existen modelos que permiten conectar dos fuentes de alimentación en paralelo en configuración redundante 1+1. Si una se estropea, la otra subentra sin generar así ninguna interrupción.

Filtros EMC: una fuente de alimentación switching genera ruido a alta frecuencia y esto puede molestar aparatos sensibles cercanos como sensores, tarjetas de adquisición de datos, sistemas audio. En ambientes industriales con motores, inversores y soldadoras el ruido ya es tanto. Añadir un filtro de red externo permite limpiar la alimentación y evitar extraños comportamientos intermitentes que difícilmente luego se consiguen diagnosticar. Se aconsejan estos filtros en particular cuando la fuente de alimentación está cerca de instrumentación de medida o cuando la instalación debe pasar unos tests de compatibilidad electromagnética severos.

Conectores impermeables: las fuentes de alimentación IP67, como los HLG y los ELG, ya tienen cables cableados con sección 0,75mm² o 1mm². Sucede a veces sin embargo en obra tener que conectarlos a cableados más gruesos o tener que pasar dentro de canalinas ya saturadas. Utilizar los conectores originales Mean Well evita cortar el cable y tener que aplicar fundas termorretráctiles, una operación que en ambiente húmedo o polvoriento es siempre un riesgo. Para las series LRS destinadas a cuadros existen las placas de montaje para guía DIN que permiten transformar una fuente de alimentación a fijación directa en un componente enganchable sin tornillos, sin placas improvisadas.

Resistencias para dimming: estas permiten gestionar fuentes de alimentación con dimming que se dejan al máximo estabilizando la entrada de la corriente

Envoltorios térmicos y los disipadores auxiliares: son accesorios aftermarket que permiten aislar de temperaturas muy elevadas (como las de una fundición para entenderse) las fuentes de alimentación.

Mean Well y la Industria 4.0: telecontrol y diagnóstico

La industria ya no es la de hace veinte años, hoy una fuente de alimentación no debe solo proporcionar energía debe también comunicar con el sistema de supervisión, señalar fallos, avisar antes del apagado. Mean Well ha recogido este desafío con diversas estrategias.

La primera es la introducción de los modelos con señalización de fallo. En algunos HLG y ELG está disponible una salida a relé o un contacto a transistor que conmuta cuando la fuente de alimentación entra en protección o se apaga. Es una información preciosa para un PLC o para un sistema SCADA: es posible darse cuenta inmediatamente si un tramo de instalación está fuera de servicio, sin mandar un electricista a controlar.

Luego están los modelos con interfaz DALI integrada. En estos casos ya no es necesario un convertidor externo: la fuente de alimentación habla directamente el lenguaje de los sistemas de automatización de edificios. Algunos de estos permiten no solo el dimming sino también la lectura de los parámetros operativos: horas de funcionamiento, temperatura interna, número de encendidos.

Entre las fuentes de alimentación Mean Well encontramos también la serie UHP, diseñada para la industria pesada, que integra funciones de telecontrol mediante protocolo PMBus o CANbus. En un único armario es posible monitorizar decenas de fuentes de alimentación, regularlas a distancia, recibir señales de alarma.

Los errores a evitar (incluso con las fuentes de alimentación Mean Well !)

Después de años de asistencia técnica y después de habernos interfazado con tantísimos instaladores y electricistas, hemos notado una lista de errores recurrentes.

1 - Fuente de alimentación IP20 instalada en el exterior: la obra es polvorienta, húmeda, caótica. El electricista monta el LRS sobre una viga en espera del cuadro definitivo. Llueve, entra un poco de agua, la fuente de alimentación muere. En este caso había que instalar una fuente de alimentación IP67 desde el principio. El ahorro de 20 euros se transforma en 100 euros de producto quemado y horas de mano de obra.

2 - no considerar la caída de tensión: tira LED 24V, 100W, cable de 25 metros con sección 0,75mm². A la llegada, la tensión es 21,5V, las tiras son más amarillas, alguien dice que los LED son de mala calidad. En realidad es culpa del dimensionamiento del cable, algo a lo que a menudo no se presta atención. El consejo es siempre para una longitud superior a 10m utilizar un cable con sección 1,5mm² mientras que si vamos más allá de los 20m utilizar un cable de 2,5mm² o más. Si es necesario cubrir largas distancias se aconseja además aumentar la tensión: 48V en lugar de 24V de modo tal de reducir a la mitad la corriente y reducir la caída de tensión.

3 - dimming con potenciómetro equivocado: el cliente compra un HLG con dimming y un potenciómetro de 10kΩ, los conecta y el dimming no funciona o es inestable. Esto sucede porque muchos Mean Well quieren un potenciómetro de 100kΩ, o funcionan mejor con una señal activa 1-10V. Si se utiliza el valor equivocado, la curva de regulación está distorsionada o no parte de cero. La solución es leer el manual/hoja de la fuente de alimentación para poder identificar el potenciómetro correcto.

4 - fuente de alimentación demasiado cerca de fuentes de calor: en un cuadro eléctrico la fuente de alimentación está montada encima de un rectificador o cerca de un contactor que calienta. La temperatura interna de la fuente de alimentación sube, los condensadores envejecen antes, después de dos años la fuente de alimentación muere. Habrían sido suficientes 10 cm de espacio más y un poco de aire en circulación para refrigerarla y alargarle la vida.

5 - olvidar la protección diferencial: las fuentes de alimentación switching tienen filtros EMI que causan corrientes de dispersión hacia tierra, si se conectan varias fuentes de alimentación sobre el mismo diferencial este salta aparentemente sin motivo. No es un fallo real sino la suma de las dispersiones: es posible por tanto resolver este problema utilizando diferenciales de 300mA o separando los circuitos.

Pueden parecer errores banales, pero tenerlos en cuenta puede hacer ahorrar muchas horas en la detección de fallos o salvarse del fallo mismo.

Por qué elegir Mean Well cuando cuesta algo más...

En catálogo están presentes tantísimas fuentes de alimentación de diferentes marcas, todas sin embargo de calidad y siempre primero testadas antes de ser seleccionadas para aparecer entre los productos propuestos. En algunos contextos, en ambientes difíciles, con altas temperaturas o donde son requeridas altísimas prestaciones, las fuentes de alimentación Mean Well son siempre aquellas que tendemos a proponer como primera solución.

Los productos Mean Well tienen un coste ligeramente más alto pero en contextos de difícil acceso, en los que también prestar asistencia se vuelve complicado los Mean Well se pagan sobre el coste de la instalación, del mantenimiento, de la parada de la instalación.

Son fuentes de alimentación diseñadas y nacidas para resistir en el tiempo en condiciones extremas, como en los grandes complejos industriales, he aquí por qué hoy hemos decidido hablar de ellas en detalle sin querer quitar nada a las otras fuentes de alimentación.