Senzori tipa fluxgate u SST: Preciznost i zaštita

Šta je SST?

SST znači čvrsto stanje transformatora, takođe poznat kao elektronski transformator snage (PET). Sa aspekta prenosa snage, tipičan SST se povezuje na mrežu naponske razine od 10 kV AC na primarnoj strani i isporučuje otprilike 800 V DC na sekundarnoj strani. Proces pretvaranja snage obično uključuje dve faze: AC-DC i DC-DC (snizivanje napona). Kada se izlaz koristi za pojedinačnu opremu ili se integriše u servere, potrebna je dodatna faza za snizivanje sa 800 V na 48 V.

SST-i zadržavaju osnovne funkcije tradicionalnih transformatora, a istovremeno integrišu napredne mogućnosti poput kompenzacije reaktivne snage, smanjenja harmonika i upravljanja bidirekcionim tokom snage. Pretežno se koriste u visokosnagovim aplikacijama, poput integracije obnovljive energije u mrežu, stajalica za punjenje električnih vozila i centara za obradu podataka (na primer, AIDC).

SST: Optimalno rešenje za dobu visokosnagovih AIDC

SST predstavlja treće generacije visokonaponskog DC raspodele snage.

• Prva generacija HVDC zadržava konvencionalnu strukturu transformatora snage frekvence, nadograđujući samo stranu neprekidnog snabdevanja strujom (UPS).

• Druga generacija rešenja, kao što je Panama snabdevanje strujom, zamenjuje transformator snage frekvence faznim transformatorom, poboljšavajući integraciju.

• Treća generacija SST zamenjuje transformator snage frekvence visokofrekventnim transformatorom, dostizajući najviši nivo integracije.

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

• Efikasnosti pretvaranja (end-to-end efikasnost poboljšana za preko 3 procentualna poena),

• Vremenu izgradnje (samo 30% od tradicionalnih rešenja UPS),

• Površini (smanjena za više od 50% u odnosu na tradicionalne UPS),

• Integraciji obnovljive energije (direktan zeleni izvor snage bez dodatnih modula pretvaranja).

Teoretski, smanjenjem broja pretvaranja napona i struja, SST minimizuje gubitke pri prenosu snage, precizno rešavajući bolne tačke raspodele snage u visokosnagovim centrima za obradu podataka.

Primena visoko preciznih fluxgate senzora struje na ploči u SST-u

Precizno merenje struje za pretvaranje i kontrolu snage

AC/DC i DC/DC pretvarači SST-a zavise od naprednih algoritama modulacije i zatvorene petlje kontrole. Gornja granica tačnosti kontrole određena je preciznošću senzora. Blizu "apsolutne istine" signala struje koji pruža fluxgate senzor čini temelj za tačne izračune kontrolera (na primer, generisanje kompenzacionih signala, izračunavanje aktivne i reaktivne snage). Niska temperaturna drift osigurava da se ova tačnost održava ne samo u laboratorijskim uslovima, već i na celom rasponu radne temperature. Budući da generišu značajnu toplotu tokom rada, okružne temperature drastično fluktuiraju. Karakteristika niske drift osigurava konzistentne referentne vrednosti kontrole od pokretanja do punog opterećenja, sprečavajući smanjenje efikasnosti ili nestabilnost kontrole zbog drifta senzora.

Tačna zaštita od prekomerne struje i kratak spoj

Poluprovodnički uređaji snage (na primer, SiC MOSFET) unutar SST-a rade na visokim frekvencijama prekidača, ali imaju ograničenu toleranciju na prekomernu struju. Greške struje moraju biti prekinute unutar mikrosekundi. Brza reakcija fluxgate senzora deluje kao brza kamera, trenutno hvataču šipke struje, pružajući ključno vreme za reakciju pogonskim i zaštitnim sklopovima kako bi se sprecile kaskadne greške uređaja. Ovo ne samo što osigurava sigurnost, već i poboljšava dinamičke performanse sistema. Brza povratna informacija o struji omogućava kontroleru da brzo suzbija perturbacije uzrokovane promenama opterećenja, održavajući stabilni napetost busa.

Jakost imuniteta na šum za tačnost i pouzdanost podataka

SST sam po sebi je moćan izvor visokofrekventne elektromagnetne interferencije. Tradicionalni senzori struje (na primer, Hall-effekt senzori) su osetljivi na takav šum, što rezultira signalnim špicama koje mogu uzrokovati greške u kontroli ili distorziju nadzornih podataka. Fluxgate tehnologija, zasnovana na principu nasitljivosti magnetne jezgre, intrinzično supresira out-of-band šum. Može jasno izvući željene fundamentalne ili specifične-band signale struje iz složenih elektromagnetnih okruženja, pružajući pouzdane podatke za sisteme nadzora stanja i upravljanja zdravljem.

Dodatno, dizajn fluxgate senzora na ploči dozvoljava direktnu integraciju na kontrolne PCB-e, smanjujući zapreminu sistema i optimizujući raspored. To je idealno za SST-ovo stremljenje ka visokoj gustoći snage i miniaturizaciji.