Sensores fluxgate en SST: Precisión e protección

Que é o SST?

SST significa Transformador de Estado Sólido, tamén coñecido como Transformador Electrónico de Potencia (PET). Dende o punto de vista da transmisión de enerxía, un SST típico conecta a unha rede AC de 10 kV no lado primario e produce aproximadamente 800 V DC no lado secundario. O proceso de conversión de potencia xeralmente implica dous estádios: AC a DC e DC a DC (rebaixamento). Cando a saída se usa para equipos individuais ou integrados en servidores, require un estádio adicional para rebaixar de 800 V a 48 V.

Os SST mantén as funcións básicas dos transformadores tradicionais mentres integran capacidades avanzadas como a compensación de potencia reactiva, a mitigación de harmónicos e o control de fluxo de potencia bidireccional. Son principalmente utilizados en aplicacións de alta potencia como a integración de enerxías renovables na rede, estacións de carga de vehículos eléctricos e centros de computación (por exemplo, AIDC).

SST: A Solución Óptima para a Era AIDC de Alta Potencia

O SST representa a terceira xeración de solucións de distribución de corrente directa de alta tensión (HVDC).

• A primeira xeración de HVDC manteña a estrutura convencional do transformador de frecuencia de potencia, actualizando só o lado do Sistema de Alimentación Ininterrumpida (UPS).

• As solucións de segunda xeración, como a alimentación de Panamá, substitúen o transformador de frecuencia de potencia por un transformador de desprazamento de fase, mellorando a integración.

• O SST de terceira xeración substitúe o transformador de frecuencia de potencia por un transformador de alta frecuencia, logrando o nivel máis alto de integración.

O núcleo do SST está en abandonar a estrutura de núcleo de ferro e espiras dos transformadores tradicionais, utilizando en cambio dispositivos semiconductores como IGBTs e SiC. O SST ofrece vantaxes adicionais en:

• Eficiencia de conversión (eficiencia de extremo a extremo mellorada en máis de 3 puntos percentuais),

• Tempo de construción (apenas o 30% das solucións UPS tradicionais),

• Pegada (reducida en máis do 50% en comparación cos UPS tradicionais),

• Integración de enerxía renovable (suministro de enerxía verde directo sen módulos de conversión adicionais).

Teoricamente, ao reducir o número de conversións de tensión e corrente, o SST minimiza as perdas de transmisión de potencia, abordando precisamente os puntos dolorosos da distribución de potencia en centros de datos de alta potencia.

Aplicación de Sensores de Corrente a Bordo de Fluxgate de Alta Precisión no SST

Detección Precisa de Corrente para Conversión e Control de Potencia

Os convertidores AC/DC e DC/DC do SST dependen de algoritmos de modulación avanzados e control en bucle cerrado. O límite superior da precisión de control está determinado pola precisión do sensor. A sinal de corrente próximo a "verdade absoluta" proporcionada polos sensores de fluxgate forma a base para cálculos precisos do controlador (por exemplo, xeración de sinais de compensación, cálculo de potencia activa e reactiva). O baixo deriva térmico asegura que esta precisión se mantén non só en condicións de laboratorio, senón a lo largo de todo o rango de temperaturas de funcionamento. Como os módulos de potencia do SST xeran calor significativo durante o funcionamento, as temperaturas ambientais fluctúan dramaticamente. A característica de baixo deriva asegura referencias de control consistentes desde a arranque ata a carga total, evitando a degradación da eficiencia ou a inestabilidade do control debido ao deriva do sensor.

Protección Precisa de Sobrecorrente e Cortocircuito

Os dispositivos semiconductores de potencia (por exemplo, MOSFETs de SiC) dentro dos SSTs operan a frecuencias de conmutación altas pero teñen unha tolerancia limitada a sobrecorrentes. As correntes de fallo deben interromperse en microsegundos. A rápida resposta dos sensores de fluxgate actúa como unha cámara de alta velocidade, capturando instantaneamente picos de corrente, proporcionando tempo crítico de reacción para circuitos de conducción e protección para prevenir fallos en cascada de dispositivos. Isto non só asegura a seguridade, senón que tamén mellora o rendemento dinámico do sistema. A rápida retroalimentación de corrente permite ao controlador suprimir rapidamente perturbacións causadas por transitorios de carga, mantendo unha tensión de bus estable.

Alta Inmunidade ao Ruido para Precisión e Fiabilidade dos Datos

O propio SST é unha forza poderosa de interferencia electromagnética de alta frecuencia. Os sensores de corrente tradicionais (por exemplo, sensores de efecto Hall) son susceptibles a este tipo de ruido, resultando en picos de sinal que poden causar fallos de control ou datos de monitorización distorcidos. A tecnoloxía de fluxgate, basada nos principios de saturación do núcleo magnético, suprime inherentemente o ruido fora de banda. Pode extraer claramente os sinais de corrente fundamentales ou específicos de banda dun ambiente electromagnético complexo, proporcionando datos fiables para sistemas de monitorización de estado e xestión de saúde.

Ademais, o deseño a bordo dos sensores de fluxgate permite a súa integración directa en PCBs de control, reducindo o volume do sistema e optimizando a disposición. Isto é ideal para a busca do SST de alta densidade de potencia e miniaturización.