Sensores de fluxgate en SST: Precisió i protecció

Què és SST?

SST significa Transformador d'Estat Sòlid, també conegut com a Transformador Electrònic de Potència (PET). Des del punt de vista de la transmissió d'energia, un SST típic es connecta a una xarxa AC de 10 kV al costat primari i produeix aproximadament 800 V DC al costat secundari. El procés de conversió de potència generalment implica dues etapes: AC a DC i DC a DC (rebaixament). Quan la sortida s'utilitza per a maquinària individual o s'integra en servidors, cal una etapa addicional per rebaixar de 800 V a 48 V.

Els SST mantenen les funcions bàsiques dels transformadors tradicionals mentre integren capacitats avançades com la compensació de potència reactiva, la mitigació d'armònics i el control de flux de potència bidireccional. Es fan servir principalment en aplicacions de alta potència com la integració de la xarxa d'energies renovables, estacions de càrrega per a vehicles elèctrics i centres de càlcul (per exemple, AIDC).

SST: La Solució Òptima per a l'Èra de l'AIDC d'Alta Potència

SST representa la tercera generació de solucions de distribució de corrent contínua d'alta tensió.

• La primera generació de HVDC manté l'estructura convencional del transformador de freqüència d'alimentació, actualitzant només el costat de l'UPS (Sistema d'Alimentació Ininterrompuda).

• Les solucions de segona generació, com ara la font d'alimentació Panama, substitueixen el transformador de freqüència d'alimentació per un transformador de desplaçament de fase, millorant la integració.

• El SST de tercera generació substitueix el transformador de freqüència d'alimentació per un transformador de alta freqüència, assolint el nivell més alt d'integració.

El nucli de l'SST resideix en abandonar l'estructura de nucli ferros i bobines dels transformadors tradicionals, utilitzant en canvi dispositius semiconductors com els IGBT i SiC. L'SST ofereix avantatges addicionals en:

• Eficiència de conversió (l'eficiència de punta a punta millora més de 3 punts percentuals),

• Temps de construcció (només el 30% de les solucions d'UPS tradicionals),

• Emplaçament (reduit més d'un 50% en comparació amb l'UPS tradicional),

• Integració d'energies renovables (alimentació directa d'energia verda sense necessitat de mòduls de conversió addicionals).

Teòricament, reduint el nombre de conversions de tensió i corrent, l'SST minimitza les pèrdues de transmissió d'energia, abordant preciósament els punts dolents de la distribució d'energia en centres de dades d'alta potència.

Aplicació de Senyors de Corrent a Borda de Precisió Alta Fluxgate en SST

Senyal de Corrent Precís per a la Conversió i Control de Potència

Els convertidors AC/DC i DC/DC de l'SST depenen d'algoritmes de modulació avançats i control en bucle tancat. El límit superior de la precisió de control està determinat per la precisió del sensor. El senyal de corrent quasi "absolutament veritable" proporcionat pels sensors fluxgate forma la base per als càlculs precisos del controlador (per exemple, generar senyals de compensació, calcular la potència activa i reactiva). Un baix drift térmic assegura que aquesta precisió es mantingui no només en condicions de laboratori, sinó a tot l'interval de temperatures d'operació. Com que els mòduls de potència de l'SST generen calor significativa durant l'operació, les temperatures ambientals fluctuen dràsticament. La característica de baix drift assegura referències de control coherents des de l'arrancada fins a la càrrega total, prevenint la degradació de l'eficiència o la inestabilitat del control degut al drift del sensor.

Protecció Precisa de Sobrecorrent i Circuits Curtcircuïtats

Els dispositius semiconductors de potència (per exemple, MOSFET de SiC) dins dels SST funcionen a freqüències d'alternança elevades però tenen una tolerància limitada a la sobrecorrent. Les corrents de fallada han de ser interrompudes en microsegons. La resposta ràpida dels sensors fluxgate actua com una càmera d'alta velocitat, capturant instantàniament els pics de corrent, proporcionant temps de reacció crític per als circuits de conducció i protecció per prevenir falles en cascada dels dispositius. Això no només assegura la seguretat, sinó que també millora el rendiment dinàmic del sistema. La retroalimentació ràpida de la corrent permet al controlador suprimir ràpidament les pertorbacions causades pels transients de càrrega, mantenint una tensió de bus estable.

Força Immunitat al Soroll per a la Precisió i Fiabilitat de Dades

L'SST mateix és una font potent d'interferència electromagnètica d'alta freqüència. Els sensors de corrent tradicionals (per exemple, sensors d'efecte Hall) són susceptibles a aquest soroll, provocant pics de senyal que poden causar malfuncionaments de control o dades de monitorització distorses. La tecnologia fluxgate, basada en principis de saturació del nucli magnètic, suprimeix inherentment el soroll fora de banda. Pots extreure clarament els senyals de corrent fonamentals o específics de banda des de l'ambient electromagnètic complex, proporcionant dades fiables per a sistemes de monitorització de condicions i gestió de salut.

A més, el disseny a borda dels sensors fluxgate permet la integració directa en les PCB de control, reduint el volum del sistema i optimitzant la disposició. Això és ideal per a la recerca de l'SST de densitat de potència alta i miniaturització.