Sensores Fluxgate en SST: Precisión y Protección

¿Qué es SST?

SST significa Transformador de Estado Sólido, también conocido como Transformador Electrónico de Potencia (PET). Desde la perspectiva de la transmisión de energía, un SST típico se conecta a una red AC de 10 kV en el lado primario y produce aproximadamente 800 V DC en el lado secundario. El proceso de conversión de potencia generalmente implica dos etapas: CA-CC y CC-CC (reducción). Cuando la salida se utiliza para equipos individuales o se integra en servidores, se requiere una etapa adicional para reducir de 800 V a 48 V.

Los SST mantienen las funciones básicas de los transformadores tradicionales mientras integran capacidades avanzadas como la compensación de potencia reactiva, la mitigación de armónicos y el control de flujo de potencia bidireccional. Se utilizan principalmente en aplicaciones de alta potencia como la integración de energías renovables en la red, estaciones de carga de vehículos eléctricos y centros de cómputo (por ejemplo, AIDC).

SST: La Solución Óptima para la Era de AIDC de Alta Potencia

SST representa la tercera generación de soluciones de distribución de corriente continua de alta tensión.

• La primera generación de CCHT mantiene la estructura convencional del transformador de frecuencia de potencia, actualizando solo el lado de suministro ininterrumpido de energía (UPS).

• Las soluciones de segunda generación, como el suministro de energía de Panamá, reemplazan el transformador de frecuencia de potencia con un transformador de desplazamiento de fase, mejorando la integración.

• La tercera generación de SST reemplaza el transformador de frecuencia de potencia con un transformador de alta frecuencia, logrando el nivel más alto de integración.

El núcleo de SST radica en abandonar la estructura de núcleo de hierro y bobinado de los transformadores tradicionales, utilizando en su lugar dispositivos semiconductores como IGBT y SiC. SST ofrece ventajas adicionales en:

• Eficiencia de conversión (la eficiencia de extremo a extremo mejora en más de 3 puntos porcentuales),

• Tiempo de construcción (solo el 30% de las soluciones UPS tradicionales),

• Huella (reducida en más del 50% en comparación con el UPS tradicional),

• Integración de energías renovables (suministro directo de energía verde sin módulos de conversión adicionales).

Teóricamente, al reducir el número de conversiones de voltaje y corriente, SST minimiza las pérdidas de transmisión de potencia, abordando precisamente los puntos críticos de la distribución de potencia en centros de datos de alta potencia.

Aplicación de Sensores de Corriente a Bordo de Flujo Preciso en SST

Detección Precisa de Corriente para Conversión y Control de Potencia

Los convertidores CA/CC y CC/CC de SST dependen de algoritmos de modulación avanzados y control en bucle cerrado. El límite superior de la precisión de control está determinado por la precisión del sensor. La señal de corriente casi "absolutamente verdadera" proporcionada por los sensores de flujo forma la base para cálculos precisos del controlador (por ejemplo, generar señales de compensación, calcular potencia activa y reactiva). Un bajo deriva térmica asegura que esta precisión se mantenga no solo en condiciones de laboratorio, sino a lo largo de todo el rango de temperatura operativa. Dado que los módulos de potencia de SST generan calor significativo durante la operación, las temperaturas ambientales fluctúan drásticamente. La característica de baja deriva garantiza referencias de control consistentes desde el arranque hasta la carga total, evitando la degradación de la eficiencia o la inestabilidad del control debido a la deriva del sensor.

Protección Precisa contra Sobrecorriente y Cortocircuito

Los dispositivos semiconductores de potencia (por ejemplo, MOSFET de SiC) dentro de los SST operan a altas frecuencias de conmutación pero tienen una tolerancia limitada a la sobrecorriente. Las corrientes de falla deben interrumpirse en microsegundos. La rápida respuesta de los sensores de flujo actúa como una cámara de alta velocidad, capturando instantáneamente picos de corriente, proporcionando tiempo crítico de reacción para los circuitos de conducción y protección para evitar fallos en cascada de dispositivos. Esto no solo garantiza la seguridad, sino que también mejora el rendimiento dinámico del sistema. La retroalimentación rápida de corriente permite al controlador suprimir rápidamente las perturbaciones causadas por transitorios de carga, manteniendo un voltaje de bus estable.

Fuerte Inmunidad al Ruido para la Precisión y Confiabilidad de los Datos

El propio SST es una fuente poderosa de interferencia electromagnética de alta frecuencia. Los sensores de corriente tradicionales (por ejemplo, sensores de efecto Hall) son susceptibles a este tipo de ruido, resultando en picos de señal que pueden causar mal funcionamiento del control o datos de monitoreo distorsionados. La tecnología de flujo, basada en principios de saturación del núcleo magnético, suprime inherentemente el ruido fuera de banda. Puede extraer claramente las señales de corriente fundamental o de banda específica deseada de entornos electromagnéticos complejos, proporcionando datos confiables para sistemas de monitoreo de estado y gestión de salud.

Además, el diseño a bordo de los sensores de flujo permite su integración directa en las PCB de control, reduciendo el volumen del sistema y optimizando la disposición. Esto es ideal para la búsqueda de SST de alta densidad de potencia y miniaturización.