DC-Sursele de alimentare cu module DC sunt din ce în ce mai utilizate în industrii precum telecomunicațiile, automatizarea industrială, controlul energiei, transportul feroviar, minerit și apărare. Designul lor modular simplifică eficient proiectarea circuitelor clienților, sporind în același timp fiabilitatea sistemului și eficiența întreținerii. În același timp, datorită caracteristicilor distincte ale diferitelor sub-industrii, cerințele acestora variază în mod natural. Acest articol se concentrează în primul rând pe selecția modulelor de putere pentru industria energetică.
DC-Sursele de alimentare cu module DC sunt din ce în ce mai utilizate în industrii precum telecomunicațiile, automatizarea industrială, controlul energiei, transportul feroviar, minerit și apărare. Designul lor modular simplifică eficient proiectarea circuitelor clienților, îmbunătățind în același timp fiabilitatea sistemului și eficiența întreținerii. În același timp, datorită caracteristicilor distincte ale diferitelor sub-industrii, cerințele acestora variază în mod natural. Acest articol introduce în primul rând criteriile de selecție pentru modulele de putere din industria energetică.
Datorită complexității rețelelor electrice, industria energetică are cerințe diverse pentru sursele de alimentare DC-DC. Mai jos, echipa editorială de la Yulin Technology subliniază pe scurt câteva criterii cheie de selecție:
1. Consum redus de energie fără-încărcare
Anumite dispozitive de monitorizare din industria energetică se activează numai în condiții anormale și necesită o putere semnificativă, dar rămân în modul de așteptare pentru perioade prelungite în timpul funcționării normale, cum ar fi FTU și modulele anti-tensiune-sag. Majoritatea acestor sisteme folosesc bateriile ca surse de alimentare de rezervă. Dacă consumul de energie fără-încărcare al modulului DC-DC este prea mare, poate duce la probleme precum durata scurtă de funcționare a bateriei și defectarea prematură a bateriei. De exemplu, într-un anumit proiect de modul anti-pâlpâire, atunci când are loc o întrerupere de curent, modulul de alimentare trebuie să furnizeze aproximativ 20 W de putere releului în 1,5 secunde; cu toate acestea, de cele mai multe ori releul nu se activează, iar sistemul funcționează în condiții de-încărcare. În acest scenariu, energia bateriei este consumată de modulul DC-DC; cu cât consumul de energie fără{13}}încărcare este mai mare, cu atât durata de funcționare a bateriei este mai scurtă. Pentru a prelungi durata de viață a bateriei, consumul de energie fără-încărcare al sursei de alimentare nu trebuie să depășească 0,3 W, în timp ce sursele de alimentare de 20 W disponibile în comerț au, de obicei, un consum de energie fără-încărcare, variind de la 0,5 W la 1,5 W.
2. Eficiență ridicată pe întregul interval de încărcare
După cum sa menționat mai sus, multe dispozitive din industria energetică funcționează în condiții de sarcină ușoară sau chiar fără{0}}încărcare pentru perioade lungi. Prin urmare, obținerea unei eficiențe ridicate pe întreaga gamă de sarcină este crucială pentru fiabilitatea sistemului de alimentare cu energie. Cu toate acestea, acest aspect este adesea trecut cu vederea de majoritatea producătorilor de surse de alimentare. Pentru ca specificațiile lor tehnice să fie mai atractive, mulți producători se concentrează pe obținerea unei eficiențe foarte ridicate la sarcină maximă, dar eficiența scade semnificativ la sarcini ușoare (5%–50%). Acest lucru duce la creșteri mai mari ale temperaturii reale de funcționare a modulului de alimentare, ceea ce duce la o serie de probleme de proiectare termică. De fapt, pentru sistemele de alimentare cu energie, eficiența ridicată pe întreaga gamă de sarcină se traduce prin pierderi mai mici de putere și creșterea temperaturii, sporind efectiv fiabilitatea sistemului. Prin urmare, atunci când selectați o sursă de alimentare, trebuie acordată o atenție deosebită curbelor de eficiență a acesteia în condiții de-încărcare și de ușoară-încărcare.
3. Tensiune mare de izolare, capacitate de izolare scăzută
În sectorul controlului industrial, modulele de alimentare DC-DC necesită de obicei o tensiune de izolare de numai 1500 VDC. Cu toate acestea, sistemele de control din industria energetică selectează în general module de putere cu o tensiune de rezistență de 3000 VDC sau mai mare pentru a se asigura că sistemul de control rămâne neafectat de interferențe externe.
Pentru produsele electronice de putere, este, de asemenea, important să se minimizeze capacitatea parazită dintre părțile primare și secundare. Acest lucru necesită selectarea modulelor de putere cu cea mai mică capacitate de izolare posibilă pentru a reduce impactul interferențelor în modul comun-asupra sistemului. În general, pentru convertoarele DC-în buclă deschisă- nereglementată de 1–2 W utilizate pentru alimentarea driverelor, se recomandă selectarea modulelor cu o capacitate de izolare sub 10 pF, în timp ce pentru convertoarele DC-în buclă închisă-DC, modulele cu o capacitate de izolare sub 150 pF trebuie selectate ori de câte ori este posibil.
4. Caracteristici EMC
Performanța EMC asigură funcționarea normală și sigură a sistemelor electronice. În prezent, industria electronică impune cerințe stricte privind performanța EMC a produsului. Manevrarea defectuoasă a EMC poate duce la resetări ale sistemului, reporniri sau chiar defecțiuni premature; prin urmare, caracteristicile excelente EMC pot spori competitivitatea produselor energetice.
5. Caracteristici limită de temperatură
Produsele din industria energetică sunt implementate într-o gamă largă de regiuni geografice, de la căldura arzătoare din Hainan tropical până la frigul amar al iernilor din nord-est, iar majoritatea produselor sunt instalate în medii în aer liber. Prin urmare, sursele de alimentare cu module DC-DC trebuie să aibă un interval de temperatură de funcționare de cel puțin -40 grade până la +85 grade .
Testarea la temperatură extremă este o metodă de verificare a fiabilității modulelor de putere, inclusiv testări de-imbatranire la temperatură înaltă, testare a performanței la sarcină în viu-la temperatură înaltă{- și joasă-la temperatură scăzută-, teste de șoc cu cicluri de temperatură înaltă-joasă și testare-pe termen lung la temperatură înaltă-și umiditate- ridicată. Dezvoltarea corectă a sursei de alimentare este supusă tuturor acestor teste. Efectuarea acestor teste de fiabilitate oferă o referință importantă pentru selecția produsului.
Selectarea modulelor de alimentare DC-DC trebuie să țină cont de caracteristicile specifice industriei energetice. De exemplu, dacă sistemul general de alimentare necesită o eficiență energetică mai mare, sunt necesare module de putere cu eficiență ridicată și consum redus de energie fără sarcină. În plus, trebuie luată în considerare stabilitatea sistemului în diferite condiții de interferență EMC, necesitând module de putere cu performanțe EMC excelente. În mod similar, în timp ce un modul de alimentare este doar o componentă funcțională, îmbunătățirea fiabilității sistemului de alimentare necesită o abordare mai cuprinzătoare care să ia în considerare proiectarea aplicației la nivel de sistem-.