Sensor Fluxgate dalam SST: Presisi & Perlindungan

Apa itu SST?

SST adalah singkatan dari Solid-State Transformer, juga dikenal sebagai Power Electronic Transformer (PET). Dari perspektif transmisi daya, SST yang tipikal terhubung ke jaringan AC 10 kV di sisi primer dan mengeluarkan sekitar 800 V DC di sisi sekunder. Proses konversi daya umumnya melibatkan dua tahap: AC-ke-DC dan DC-ke-DC (penurunan tegangan). Ketika output digunakan untuk peralatan individual atau terintegrasi ke dalam server, dibutuhkan tahap tambahan untuk menurunkan dari 800 V ke 48 V.

SST mempertahankan fungsi dasar transformator tradisional sambil mengintegrasikan kemampuan canggih seperti kompensasi daya reaktif, mitigasi harmonisa, dan kontrol aliran daya dua arah. Mereka terutama digunakan dalam aplikasi daya tinggi seperti integrasi jaringan energi terbarukan, stasiun pengisian kendaraan listrik, dan pusat komputasi (misalnya, AIDC).

SST: Solusi Optimal untuk Era AIDC Daya Tinggi

SST mewakili solusi distribusi daya DC tekanan tinggi generasi ketiga.

• Solusi HVDC generasi pertama mempertahankan struktur transformator frekuensi daya konvensional, hanya meningkatkan sisi Sumber Daya Tidak Terputus (UPS).

• Solusi generasi kedua, seperti sumber daya Panama, menggantikan transformator frekuensi daya dengan transformator pergeseran fase, meningkatkan integrasi.

• SST generasi ketiga menggantikan transformator frekuensi daya dengan transformator frekuensi tinggi, mencapai tingkat integrasi tertinggi.

Inti dari SST terletak pada penyingkiran struktur inti besi dan gulungan transformator tradisional, dan menggunakan perangkat semikonduktor seperti IGBT dan SiC. SST menawarkan keuntungan lebih lanjut dalam:

• Efisiensi konversi (efisiensi ujung-ke-ujung meningkat lebih dari 3 poin persen),

• Waktu konstruksi (hanya 30% dari solusi UPS tradisional),

• Jejak (dikurangi lebih dari 50% dibandingkan dengan UPS tradisional),

• Integrasi energi terbarukan (pasokan daya hijau langsung tanpa modul konversi tambahan).

Secara teori, dengan mengurangi jumlah konversi tegangan dan arus, SST meminimalkan kerugian transmisi daya, secara tepat mengatasi titik-titik nyeri distribusi daya di pusat data daya tinggi.

Penerapan Sensor Arus On-Board Berpresisi Tinggi dalam SST

Penginderaan Arus yang Tepat untuk Konversi dan Kontrol Daya

Konverter AC/DC dan DC/DC SST bergantung pada algoritma modulasi canggih dan kontrol loop tertutup. Batas atas akurasi kontrol ditentukan oleh presisi sensor. Sinyal arus hampir "kebenaran absolut" yang disediakan oleh sensor fluxgate membentuk dasar untuk perhitungan kontroler yang akurat (misalnya, menghasilkan sinyal kompensasi, menghitung daya aktif dan reaktif). Drift suhu rendah memastikan akurasi ini dipertahankan tidak hanya dalam kondisi laboratorium, tetapi sepanjang rentang suhu operasi penuh. Karena modul daya SST menghasilkan panas signifikan selama operasi, suhu lingkungan berosilasi drastis. Karakteristik drift rendah memastikan referensi kontrol yang konsisten dari startup hingga beban penuh, mencegah degradasi efisiensi atau ketidakstabilan kontrol karena drift sensor.

Perlindungan Overcurrent dan Short-Circuit yang Akurat

Perangkat semikonduktor daya (misalnya, SiC MOSFET) di dalam SST beroperasi pada frekuensi switching tinggi tetapi memiliki toleransi terbatas terhadap overcurrent. Arus kesalahan harus diputus dalam hitungan mikrodetik. Respons cepat sensor fluxgate berfungsi seperti kamera kecepatan tinggi, mengambil lonjakan arus secara instan, memberikan waktu reaksi kritis bagi sirkuit drive dan perlindungan untuk mencegah kegagalan perangkat berturut-turut. Ini tidak hanya memastikan keselamatan tetapi juga meningkatkan kinerja dinamis sistem. Umpan balik arus cepat memungkinkan kontroler untuk segera menekan gangguan yang disebabkan oleh transien beban, menjaga tegangan bus stabil.

Kekuatan Imunitas Noise untuk Akurasi dan Keandalan Data

SST sendiri merupakan sumber interferensi elektromagnetik frekuensi tinggi yang kuat. Sensor arus tradisional (misalnya, sensor efek Hall) rentan terhadap noise tersebut, menyebabkan lonjakan sinyal yang dapat menyebabkan mal-fungsi kontrol atau data pemantauan yang terdistorsi. Teknologi fluxgate, berdasarkan prinsip saturasi inti magnet, secara inheren menekan noise out-of-band. Ini dapat dengan jelas mengekstrak sinyal arus fundamental atau spesifik-band yang diinginkan dari lingkungan elektromagnetik yang kompleks, memberikan data yang andal untuk sistem pemantauan kondisi dan manajemen kesehatan.

Selain itu, desain on-board sensor fluxgate memungkinkan integrasi langsung ke PCB kontrol, mengurangi volume sistem dan mengoptimalkan layout. Ini ideal untuk upaya SST dalam pencapaian kepadatan daya tinggi dan miniaturisasi.