Расчет блока питания KNX: PS640 vs PS1280 и бюджет тока
Неправильный выбор блока питания KNX — одна из частых причин нестабильной работы шины, перезагрузок устройств и ошибок связи после пусконаладки. Правильный расчет требует суммирования потребляемого тока всех устройств на линии, проверки падения напряжения на самом удаленном устройстве и понимания влияния топологии на распределение питания.
Основы тока шины
KNX TP (витая пара) работает при напряжении 29 В DC SELV с манчестерским кодированием на скорости 9600 бод. Блок питания шины одновременно обеспечивает напряжение 29 В для питания всех устройств и служит носителем сигнала данных. Каждое устройство на линии KNX TP потребляет ток в режиме ожидания. Сумма токов всех устройств не должна превышать номинальный выходной ток блока питания, обслуживающего эту линию.
| Тип устройства | Типичный ток в режиме ожидания | Примечания |
|---|---|---|
| Приводы выключателей/жалюзи (бинарные выходы) | 5–25 мА | Нижний предел для релейных типов; выше для твердотельных выходов с индикаторами |
| Приводы диммеров | 10–20 мА | Включает внутренний микроконтроллер и схемы связи |
| Комнатные контроллеры / термостаты | 10–20 мА | С дисплеем и подсветкой добавьте 5–10 мА |
| IP-роутеры KNX / линейные соединители | 50–80 мА | Высокий ток — IP-роутеры часто требуют отдельный PS640 на линию |
| Кнопочные датчики со светодиодами | 25–40 мА | Светодиоды статуса активны; уточните ток на кнопку в документации производителя |
| Дискретные входы | 5–10 мА | Пассивные входы для сухих контактов; низкое потребление по шине |
| Датчики CO2 / погодные станции | 10–20 мА | Электроника измерений добавляет ток; сверьтесь с паспортом |
Всегда используйте официальные спецификации производителей: приведённые выше значения — ориентировочные диапазоны. Для каждого изделия в документации указано точное потребление по шине — используйте эти цифры при расчёте бюджета тока. Оценки только по типу устройства могут быть неточными для моделей со встроенными дисплеями или большим количеством светодиодов.
PS640 vs PS1280: характеристики и выбор
Два стандартных размера блоков питания шины KNX — PS640 (выход 640 мА) и PS1280 (выход 1280 мА). Оба выдают 29 В DC SELV и содержат дроссель для передачи данных. Правило выбора простое: если расчётный общий ток линии превышает 500 мА, используйте PS1280.
PS640 — 640 мА
- MDT SCN-PS064.01: 4 DIN-модуля, 29 В / 640 мА, защита от короткого замыкания
- ABB SV/S 30.640.5.1: 4 DIN-модуля, диагностика через KNX-объект
- Подходит для линий до примерно 50 устройств (в зависимости от типа)
- Запас по рабочему току: используйте до 80% номинала = 512 мА
- Выбирайте PS640, если расчётный ток ниже 500 мА
PS1280 — 1280 мА
- MDT SCP-01281.01: 6 DIN-модулей, 29 В / 1280 мА, индикация тока
- Предназначен для линий с большим числом устройств или конфигураций с несколькими IP-роутерами
- Поддерживает до 64 устройств KNX на одном сегменте линии
- Запас по рабочему току: используйте не более 80% номинала = 1024 мА
- Выбирайте PS1280, если расчетный ток превышает 500 мА
Правило снижения на 20%: никогда не нагружайте PS640 или PS1280 более чем на 80% от номинального выходного тока в установившемся режиме. Оставшиеся 20% обеспечивают запас для пусковых токов при включении устройств и позволяют добавлять новые приборы без замены блока питания.
Расчет бюджета тока: пример
Рассмотрим офисный этаж, обслуживаемый одной линией KNX. Устройства на этой линии и их потребление тока по шине приведены ниже. Все значения взяты из даташитов производителей.
Бюджет тока для линии KNX офисного этажа
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 KNX IP-роутера по 60 мА каждый (дополнительно 120 мА), общий ток возрастает до 398 мА — все еще в пределах PS640. Однако, если проект добавляет аудиозональный 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 клеммах. Если падение напряжения чрезмерно, устройства на дальнем конце линии могут работать некорректно, терять связь или не перезагружаться после отключения 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 по длине кабеля в 350 м становится более жестким. При токе 500 мА на 350 м: падение напряжения = 0,5 А × 26,6 Ом = 13,3 В — на самом удаленном устройстве остается всего 15,7 В, что ниже минимальных 21 В. Для линий с высоким током старайтесь не превышать длину кабеля 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 накопление падения напряжения и распределение тока по ветвям кабеля. В топологии «дерево» — наиболее распространенной в зданиях — от центральной точки расходятся несколько ветвей. Чтобы найти наихудшее падение напряжения, проследите путь от блока питания до самого удаленного устройства, суммируя длины всех ветвей на этом 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 меньше, чем в топологии с одной линией, где все устройства включены последовательно. Магистральный кабель от БП до первого ответвления несет полный ток — выбирайте сечение 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 свой 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 соединить два блока PS640 параллельно, чтобы увеличить ток с 640 мА до 1280 мА. Однако это строго запрещено стандартом KNX и приведёт к ошибкам шинной связи. Два независимых блока PS640 работают со своими тактовыми генераторами Манчестерского кодирования — они будут слегка рассинхронизированы, что вызовет коллизии данных на шине при одновременной передаче.
Правильные и запрещённые 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 подачи питания на все устройства линии KNX и их конфигурирования в ETS6 измерьте фактический ток шины на выходе PS640. Используйте токоизмерительные клещи на положительном выходном проводе от PS640 к шине. Это подтвердит расчётный бюджет тока, выявит неожиданные дополнительные нагрузки и создаст основу для будущего расширения.
Порядок 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 план KNX-щита должен включать таблицу бюджета тока шины на линию. Эта таблица становится частью исполнительной документации и позволяет будущим инженерам по обслуживанию оценить возможность расширения без повторного обследования установки.
Таблица бюджета тока шины — формат плана 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 KNX-щит с правильно оформленной документацией по питанию?
Мы проектируем KNX-щиты с полностью документированными бюджетами тока шины, правильно выбранными блоками PS640 или PS1280, проверкой падения напряжения и исполнительными схемами — поставляем протестированными и сертифицированными на ваш объект.
Запросить расчёт →