Senzori tipa fluxgate u SST: Preciznost i zaštita

Što je SST?

SST znači čvrsto-stanični transformator, poznat i kao elektronički transformator snage (PET). S perspektive prenosa snage, tipičan SST povezuje se s mrežom na 10 kV AC na primarnoj strani i isporučuje otprilike 800 V DC na sekundarnoj strani. Proces pretvorbe snage obično uključuje dvije faze: AC-DC i DC-DC (snizivanje napona). Kada je izlaz koristi za pojedinačnu opremu ili integriran u poslužitelje, potrebna je dodatna faza za sniženje napona od 800 V na 48 V.

SST-ovi zadržavaju osnovne funkcije tradicionalnih transformatora, a istovremeno integriraju napredne mogućnosti poput kompenzacije reaktivne snage, suzbijanja harmonika i upravljanja dvosmjernim tokom snage. Glavni njihov primjena su visokosnatne aplikacije poput integracije obnovljivih izvora energije u mrežu, napajalnih stanica za električna vozila i računalnih centara (npr. AIDC).

SST: Optimalno rješenje za dobu visokosnatnih AIDC

SST predstavlja treće generacije rješenja za distribuciju visokonaponske struje.

• Prva generacija HVDC zadržava konvencionalnu strukturu transformatora s mrežnom frekvencijom, nadograđujući samo stranu neprekidnog napajanja (UPS).

• Druga generacija rješenja, poput napajanja Panam, zamjenjuje transformator s mrežnom frekvencijom s faznim transformatorom, poboljšavajući integraciju.

• Treća generacija SST zamjenjuje transformator s mrežnom frekvencijom s visokofrekventnim transformatorom, postižući najviši nivo integracije.

Jezgra SST-a leži u odbacivanju željezne jezgre i strukture sa svijanjima tradicionalnih transformatora, umjesto toga koristeći poluprovodničke uređaje poput IGBT-a i SiC. SST pruža dodatne prednosti u:

• efikasnosti pretvorbe (end-to-end efikasnost poboljšana za više od 3 procentualna bod),

• vremenu izgradnje (samo 30% tradicionalnih rješenja UPS),

• potrošnji površine (smanjeno za više od 50% u usporedbi s tradicionalnim UPS),

• integraciji obnovljivih izvora energije (direktno zeleno napajanje bez dodatnih modula pretvorbe).

Teoretski, smanjujući broj pretvorbi napona i struja, SST minimalizira gubitke prijenosa snage, precizno rješavajući probleme distribucije snage u visokosnatnim podatkovnim centrima.

Primjena visoko preciznih senzora struje s fluxgate tehnologijom u SST-u

Precizno očitavanje struje za pretvorbu i kontrolu snage

AC/DC i DC/DC pretvarači SST-a oslanjaju se na napredne algoritme modulacije i zatvorene petlje kontrole. Gornja granica točnosti kontrole određuje se točnošću senzora. Blizu "apsolutne istine" signal struje koji pružaju senzori s fluxgate tehnologijom stvaraju temelj za točne izračune kontrolera (npr. generiranje signala kompenzacije, izračunavanje aktivne i reaktivne snage). Niska temperaturna drift osigurava da se ova točnost održava ne samo u laboratorijskim uvjetima, već i unutar cijelog raspona radne temperature. Budući da SST moduli generiraju značajno toplinu tijekom rada, okružne temperature dramatično fluktuiraju. Karakteristika niske drifte osigurava konzistentne referentne vrijednosti kontrolera od pokretanja do punog opterećenja, spriječavajući degradaciju učinkovitosti ili nestabilnost kontrole zbog drifta senzora.

Točna zaštita od prekomjerne struje i kratkog spoja

Poluprovodnički uređaji snage (npr. SiC MOSFET-i) unutar SST-a rade na visokim frekvencijama promjene stanja, ali imaju ograničenu toleranciju na prekomjernu struju. Greška u strujama mora biti prekinuta unutar mikrosekundi. Brza reakcija senzora s fluxgate tehnologijom djeluje poput visokobrzinske kamere, trenutno hvataći vrhove struje, pružajući ključno vrijeme reakcije za pogonske i zaštitne sklopove kako bi se spriječili kaskadni propadi uređaja. To ne samo što osigurava sigurnost, već unapređuje dinamičko performanse sustava. Brza povratna informacija o struji omogućuje kontroleru brzo potiskivanje perturbacija uzrokovanih transijentima opterećenja, održavajući stabilni napajajući napetost.

Snažna otpornost na šum za točnost i pouzdanost podataka

SST sam po sebi je moćan izvor visokofrekventnog elektromagnetskog smetnji. Tradicionalni senzori struje (npr. Hall-effect senzori) su osjetljivi na takve smetnje, što rezultira vrhovima signala koji mogu uzrokovati greške u kontroli ili distorziju nadzornih podataka. Fluxgate tehnologija, temeljena na principu nasitnosti magnetskog jezgra, inherentno supresira out-of-band šum. Može jasno ekstrahirati željene fundamentalne ili specifične-bandske signale struje iz složenih elektromagnetskih okruženja, pružajući pouzdane podatke za sustave nadzora stanja i upravljanja zdravstvenim stanjem.

Dodatno, dizajn senzora s fluxgate tehnologijom omogućuje direktnu integraciju na kontrolne PCB-e, smanjujući volumen sustava i optimizirajući raspored. To je idealno za SST-ovo stremljenje prema visokoj gustoći snage i miniaturizaciji.