Fluxgate-sensorene i SST: Nøyaktighet & beskyttelse
Hva er SST?
SST står for Solid-State Transformer, også kjent som Power Electronic Transformer (PET). Fra et perspektiv av strømoverføring, kobler en typisk SST seg til et 10 kV AC-nett på primær siden og gir ut omtrent 800 V DC på sekundær siden. Strømoverføringsprosessen involverer generelt to faser: AC-til-DC og DC-til-DC (nedskaling). Når utgangen brukes for individuell utstyr eller integreres i servere, kreves en ekstra fase for nedskaling fra 800 V til 48 V.
SST beholder de grunnleggende funksjonene til tradisjonelle transformer, samtidig som de integrerer avanserte evner som reaktiv effektkompensasjon, harmonisering og toveis strømflytkontroll. De brukes hovedsakelig i høyeffektapplikasjoner som fornybar energi-integrasjon, ladbarebils-ladestasjoner, og beregningscentre (f.eks. AIDC).
SST: Den optimale løsningen for den høyeffekte AIDC-åra
SST representerer tredjegenerasjonens høyspennings-DC-strømforsyningsløsning.
Første generasjon HVDC beholder den konvensjonelle strømfrekvens-transformatorstrukturen, med oppgradering kun på UPS-siden.
Andre generasjon løsninger, som Panama strømforsyning, erstatter strømfrekvens-transformatoren med en fasemanipulerende transformator, noe som forbedrer integrasjonen.
Tredje generasjon SST erstatter strømfrekvens-transformatoren med en høyfrekvens-transformator, noe som gir den høyeste nivået av integrasjon.
Kjernen i SST ligger i å forkaste jernkjernen og vindingsstrukturen av tradisjonelle transformer, i stedet bruker man halvleder-enheter som IGBTer og SiC. SST tilbyr ytterligere fordeler i:
Omvandlings-effektivitet (slutte-til-slutte-effektivitet forbedret med over 3 prosentpoeng),
Konstruksjonstid (bare 30% av tradisjonelle UPS-løsninger),
Fotavtrykk (reduksjon på mer enn 50% sammenlignet med tradisjonell UPS),
Integrasjon av fornybar energi (direkte grønn strømforsyning uten ekstra konverteringsmoduler).
Teoretisk sett, ved å redusere antallet av spennings- og strøm-konverteringer, minimiserer SST strømtransmisjons-tap, noe som nøyaktig adresserer smertepunktene i strømforsyningen i høyeffekt datacentre.
Bruk av høypræsise fluxgate-bordmonterte strømsensorer i SST
Nøyaktig strømmåling for effektkonvertering og kontroll
SST sine AC/DC- og DC/DC-konverterer er avhengige av avanserte modulasjonsalgoritmer og lukket sløyfe-kontroll. Kontrollens øvre grense er bestemt av sensorpresisjon. Den nærmest "absolutte sanne" strømsignalet som fluxgate-sensorer gir, danner grunnlaget for nøyaktige kontrollerberegninger (f.eks. generering av kompensasjonssignaler, beregning av aktiv og reaktiv effekt). Lav temperaturdrift sikrer at denne presisjonen beholdes ikke bare under labobetingelser, men over hele driftstemperaturområdet. Da SST effektmoduler genererer betydelig varme under drift, fluktuere miljøtemperaturer dramatisk. Lav-driftsegenskapen sikrer konsistente kontrollreferanser fra oppstart til full last, unngår effektivitetsforringelse eller kontrollustabilitet på grunn av sensordrift.
Nøyaktig overstrøm- og kortslutningsbeskyttelse
Strømhalvlederenhetene (f.eks. SiC MOSFET-er) inne i SST opererer med høy skiftefrekvens, men har begrenset toleranse for overstrøm. Feilstrøm må avbrytes innen mikrosekunder. Fluxgate-sensorernes rask respons virker som en høyhastighetskamera, som umiddelbart fanger strømspike, gir kritisk reaksjonstid for driv- og beskyttelseskretser for å forhindre kaskadeenhetsfeil. Dette sikrer ikke bare sikkerhet, men forbedrer også systemets dynamiske ytelse. Rask strømtilbakemelding lar kontrolleren raskt undertrykke forstyrrelser forårsaket av belastningsendringer, ved å opprettholde stabil bussspennning.
Sterk støyimunitet for data-nøyaktighet og -pålitelighet
SST selv er en kraftig kilde til høyfrekvens elektromagnetisk støy. Tradisjonelle strømsensorer (f.eks. Hall-effekt-sensorer) er følsomme for slik støy, noe som resulterer i signalspike som kan forårsake kontrollmislykkelser eller forvridd overvåkningsdata. Fluxgate-teknologi, basert på magnetkjernens metningsprinsipp, undertrykker inntil seg naturligvis ubønskommet støy. Den kan klart trekke det ønskede grunnleggende eller spesifikke båndstrømsignalene fra komplekse elektromagnetiske miljøer, gir pålitelige data for tilstands-overvåking og helseforvaltningssystemer.
I tillegg tillater den monterte designen av fluxgate-sensorer direkte integrasjon på kontroll-PCB-er, reduserer systemvolumet og optimaliserer layout. Dette er ideelt for SST sin søken etter høy effektdensitet og miniatyrisering.
