DC-модульні джерела живлення постійного струму все частіше використовуються в таких галузях, як телекомунікації, промислова автоматизація, керування живленням, залізничний транспорт, гірнича справа та оборона. Їх модульна конструкція ефективно спрощує розробку схем клієнтів, одночасно підвищуючи надійність системи та ефективність обслуговування. У той же час, через відмінні характеристики різних під-галузей, їхні вимоги природно відрізняються. Ця стаття в першу чергу присвячена вибору силових модулів для енергетики.
DC-модульні джерела живлення постійного струму все частіше використовуються в таких галузях, як телекомунікації, промислова автоматизація, керування живленням, залізничний транспорт, гірнича справа та оборона. Їх модульна конструкція ефективно спрощує розробку схем клієнтів, одночасно підвищуючи надійність системи та ефективність обслуговування. У той же час, через відмінні характеристики різних під-галузей, їхні вимоги природно відрізняються. Ця стаття в першу чергу знайомить з критеріями вибору силових модулів в електроенергетиці.
Через складність електромереж енергетична галузь має різноманітні вимоги до джерел живлення постійного -постійного струму. Нижче редакційна команда Yulin Technology коротко описує кілька ключових критеріїв відбору:
1. Низьке енергоспоживання без-навантаження
Певні пристрої моніторингу в енергетичній галузі активуються лише за ненормальних умов і потребують значної потужності, але залишаються в режимі очікування протягом тривалого часу під час нормальної роботи, як-от модулі FTU та модулі захисту від-напруги-. Більшість таких систем використовують батареї як резервне джерело живлення. Якщо -модуль DC-DC споживає занадто високу потужність без навантаження, це може призвести до таких проблем, як короткий час роботи батареї та передчасний вихід батареї з ладу. Наприклад, у певному проекті модуля анти-мерехтіння, коли відбувається збій живлення, модуль живлення повинен подати приблизно 20 Вт потужності на реле протягом 1,5 секунд; однак у більшості випадків реле не активується, і система працює майже без{10}}навантаження. У цьому сценарії енергія акумулятора споживається модулем DC-DC; чим вище -споживання електроенергії без навантаження, тим коротший час роботи акумулятора. Щоб подовжити термін служби батареї, енергоспоживання блока живлення без навантаження-не має перевищувати 0,3 Вт, тоді як наявні у продажу блоки живлення потужністю 20 Вт зазвичай мають -споживання електроенергії без навантаження від 0,5 Вт до 1,5 Вт.
2. Висока ефективність у всьому діапазоні навантажень
Як згадувалося вище, багато пристроїв в енергетичній промисловості працюють під невеликим навантаженням або навіть без{0}}навантаження протягом тривалого часу. Тому досягнення високого ККД у всьому діапазоні навантажень має вирішальне значення для надійності системи електропостачання. Однак більшість виробників блоків живлення часто ігнорують цей аспект. Щоб зробити свої технічні характеристики більш привабливими, багато виробників зосереджуються на досягненні дуже високої ефективності при повному навантаженні, але ефективність значно падає при невеликих навантаженнях (5%–50%). Це призводить до вищого підвищення фактичної робочої температури в модулі живлення, що призводить до ряду проблем із тепловим дизайном. Насправді для систем електропостачання висока ефективність у всьому діапазоні навантажень означає менші втрати потужності та підвищення температури, що ефективно підвищує надійність системи. Тому, вибираючи джерело живлення, особливу увагу слід приділяти його кривим ККД за умов-безнавантаження та малого{10}}навантаження.
3. Висока напруга ізоляції, низька ємність ізоляції
У секторі промислового керування для модулів живлення постійного струму-постійного струму зазвичай потрібна напруга ізоляції лише 1500 В постійного струму. Однак системи керування в енергетичній промисловості зазвичай вибирають силові модулі з витримуваною напругою 3000 В постійного струму або вище, щоб гарантувати, що на систему керування не впливають зовнішні перешкоди.
Для виробів силової електроніки також важливо звести до мінімуму паразитну ємність між первинною та вторинною сторонами. Це вимагає вибору модулів живлення з найменшою можливою ємністю ізоляції, щоб зменшити вплив-синфазних перешкод на систему. Як правило, для перетворювачів постійного струму з нерегульованим -контуром-постійного струму потужністю 1–2 Вт, які використовуються для живлення драйверів, рекомендується вибирати модулі з ємністю ізоляції нижче 10 пФ, тоді як для перетворювачів постійного струму-з замкнутим -контуром постійного струму, коли це можливо, слід вибирати модулі з ємністю ізоляції нижче 150 пФ.
4. ЕМС характеристики
Показники ЕМС забезпечують нормальну та безпечну роботу електронних систем. В даний час електронна промисловість висуває суворі вимоги до характеристик електромагнітної сумісності продукції. Погане поводження з електромагнітною сумісністю може призвести до скидання, перезавантаження системи або навіть передчасного виходу з ладу; тому чудові характеристики ЕМС можуть підвищити конкурентоспроможність енергетичних продуктів.
5. Температурні граничні характеристики
Продукти для енергетичної промисловості застосовуються в широкому діапазоні географічних регіонів, від палючої спеки тропічного Хайнаня до лютого холоду північно-східних зим, і більшість продуктів встановлюються на відкритому повітрі. Таким чином, джерела живлення модуля DC-DC повинні мати діапазон робочих температур щонайменше від -40 градусів до +85 градусів.
Екстремальні температурні випробування – це метод перевірки надійності силових модулів, зокрема високо-температурне старіння, високі- та низькі-температурні-тестування робочих характеристик під навантаженням, високі-низькотемпературні циклічні ударні випробування та довготривалі-високі-температури та високі-вологості. Належна розробка джерела живлення проходить усі ці випробування. Проведення цих тестів на надійність є важливою орієнтиром для вибору продукту.
Вибір модулів живлення постійного струму-постійного струму має враховувати особливості енергетичної галузі. Наприклад, якщо загальна енергосистема потребує більшої енергоефективності, необхідні силові модулі з високою ефективністю та низьким-споживанням електроенергії без навантаження. Крім того, слід враховувати стабільність системи за різних умов електромагнітної сумісності, що потребує модулів живлення з чудовими показниками електромагнітної сумісності. Подібним чином, хоча модуль живлення є лише функціональним компонентом, підвищення надійності системи живлення потребує комплекснішого підходу, який враховує проект-прикладної програми на рівні системи.