Senzory typu fluxgate v SST: Přesnost a ochrana

Co je SST?

SST znamená pevný transformátor, také známý jako elektronický transformátor (PET). Z hlediska přenosu energie se typický SST připojuje k síti střídavého proudu o napětí 10 kV na primární straně a vydává přibližně 800 V stejnosměrného proudu na sekundární straně. Proces převodu energie obvykle zahrnuje dvě fáze: AC-DC a DC-DC (snížení napětí). Když se výstup používá pro jednotlivé zařízení nebo se integruje do serverů, je vyžadována další fáze snížení napětí z 800 V na 48 V.

SST zachovávají základní funkce tradičních transformátorů a současně integrují pokročilé schopnosti, jako je kompenzace reaktivní moci, odstranění harmonických složek a řízení obousměrného toku energie. Používají se hlavně v aplikacích s vysokým výkonem, jako je integrace obnovitelných zdrojů energie do sítě, stanice pro nabíjení elektrických vozidel a výpočetní centra (např. AIDC).

SST: Optimální řešení pro éru vysokovýkonných AIDC

SST představuje třetí generaci řešení pro distribuci vysokého napětí stejnosměrného proudu.

• První generace HVDC udržuje konvenční strukturu transformátoru pracovní frekvence, modernizuje pouze stranu ne přerušovaného zdroje napájení (UPS).

• Druhá generace, jako je například Panama zdroj napájení, nahrazuje transformátor pracovní frekvence fázovým posuvným transformátorem, což zlepšuje integraci.

• Třetí generace SST nahrazuje transformátor pracovní frekvence vysokofrekvenčním transformátorem, dosahujícím nejvyšší úrovně integrace.

Klíčovým prvkem SST je opuštění železného jádra a vinutí tradičních transformátorů a místo toho použití polovodičových zařízení, jako jsou IGBT a SiC. SST nabízí další výhody v:

• Účinnosti převodu (celková efektivita zlepšena o více než 3 procentní body),

• Čase stavby (jen 30 % tradičních řešení UPS),

• Rozloze (snížena o více než 50 % v porovnání s tradičními UPS),

• Integraci obnovitelných zdrojů energie (přímé zásobování zelenou energií bez dodatečných modulů pro převod).

Teoreticky SST minimalizuje ztráty při přenosu energie snížením počtu převodů napětí a proudu, přesně řeší bolestné body rozdělování energie v vysokovýkonných datových centrech.

Aplikace vysokopřesných fluxgatových senzorů proudů v SST

Přesné čidlo proudu pro převod a řízení energie

AC/DC a DC/DC převodníky SST spoléhají na pokročilé modulační algoritmy a uzavřenou smyčku řízení. Horní mez přesnosti řízení je určena přesností senzorů. Přibližně "absolutně pravdivý" signál proudu poskytovaný fluxgatovými senzory tvoří základ pro přesné výpočty kontroléru (např. generování kompenzačních signálů, výpočet aktivní a reaktivní moci). Nízká teplotní drifť zajišťuje, že tato přesnost je udržována nejen v laboratorních podmínkách, ale i v celém rozsahu provozních teplot. Protože SST vytváří během provozu velké množství tepla, dochází k dramatickým fluktuacím okolní teploty. Nízká drifť zajišťuje konzistentní referenční hodnoty od startu až po plný zatížení, zabráňuje degradaci efektivity nebo nestabilitě řízení způsobené driftou senzoru.

Přesná ochrana proti přetoku a krátkému zapojení

Uvnitř SST fungují mocové polovodičové zařízení (např. SiC MOSFET) na vysokých frekvencích přepínání, ale mají omezenou tolerance k přetoku. Chybné proudy musí být přerušeny v mikrosekundách. Rychlá odezva fluxgatových senzorů funguje jako vysokorychlostní fotoaparát, okamžitě zachycuje špičky proudu, poskytuje klíčový čas pro odpověď pohonné a ochranné obvody, aby bylo možné zabránit kaskádovému selhání zařízení. To nejen zajišťuje bezpečnost, ale také zlepšuje dynamické vlastnosti systému. Rychlá zpětná vazba proudu umožňuje kontroléru rychle potlačit rušení způsobené změnami zatížení, udržuje stabilní napětí sběrnice.

Silná odolnost proti rušivým emisím pro přesnost a spolehlivost dat

SST samotný je silným zdrojem vysokofrekvenční elektromagnetické interference. Tradiční senzory proudu (např. Hall-effektové senzory) jsou citlivé na takové rušivé emise, což vede ke špičkám signálu, které mohou způsobit selhání řízení nebo zkreslená monitorovací data. Technologie fluxgatu, založená na principu nasycení magnetického jádra, inerentně potlačuje rušivé emise mimo pásmo. Dokáže jasně extrahovat požadované základní nebo specifické pásmo signálů proudu z komplexních elektromagnetických prostředí, poskytovat spolehlivá data pro systémy sledování stavu a správu zdravotního stavu.

Navíc návrh fluxgatových senzorů umožňuje jejich přímou integraci na kontroly PCB, což snižuje objem systému a optimalizuje rozvržení. To je ideální pro SST, který usiluje o vysokou hustotu výkonu a miniaturizaci.