Fluxgate-sensorer i SST: Precision & skydd
Vad är SST?
SST står för Solid-State Transformer, även känd som Power Electronic Transformer (PET). Ur ett perspektiv på energiöverföring ansluter en typisk SST till ett 10 kV AC-nät på primär sidan och ger ut ungefär 800 V DC på sekundärsidan. Energikonverteringsprocessen inbegriper vanligtvis två steg: AC-till-DC och DC-till-DC (stegning ned). När utgången används för enskild utrustning eller integreras i servrar krävs ett ytterligare steg för att stega ner från 800 V till 48 V.
SST behåller de grundläggande funktionerna hos traditionella transformer samtidigt som de integrerar avancerade funktioner som reaktiv effektkompensation, harmoniskt undertryckande och tvåvägskontroll av effektflöde. De används främst i högeffektapplikationer som integration av förnybar energi i nätet, laddningsstationer för elbilar och beräkningscentra (t.ex. AIDC).
SST: Den optimala lösningen för den högeffektiga AIDC-eran
SST representerar den tredje generationens högspännings-DC-fördelningslösning.
Första generationens HVDC behåller den konventionella strömfrekvenstransformatorstrukturen och uppgraderar endast sidan med oavbrutna strömförsörjning (UPS).
Andra generationens lösningar, såsom Panama-strömförsörjning, ersätter strömfrekvenstransformatorn med en fasförskjutande transformator, vilket förbättrar integrationen.
Tredje generationens SST ersätter strömfrekvenstransformatorn med en högfrekvenstransformator, vilket uppnår den högsta nivån av integration.
Kärnan i SST ligger i att avstå från den järnkärn- och vindningsstruktur som finns i traditionella transformer, istället använder semikonductor-enheter som IGBT och SiC. SST erbjuder ytterligare fördelar i:
Konverteringsverkningsgrad (slutpunkt-till-slutpunkt-verkningsgrad förbättrad med över 3 procentenheter),
Byggtid (endast 30% av traditionella UPS-lösningar),
Yta (reducerad med mer än 50% jämfört med traditionella UPS),
Integration av förnybar energi (direkt grön strömförsörjning utan ytterligare konverteringsmoduler).
Teoretiskt sett minimerar SST genom att minska antalet spännings- och strömkonverteringar energiförlusterna vid energiöverföring, vilket exakt adresserar smärt Punkter i effektutdelning i högeffektdatacenter.
Användning av högprecisionella fluxgate-bordssensorer för ström i SST
Pricknoggrann strömuppfattning för effektkonvertering och kontroll
SST:s AC/DC- och DC/DC-konverter beroende på avancerade moduleringsalgoritmer och slutna reglersystem. Övre gränsen för kontrollnoggrannhet bestäms av sensorernas noggrannhet. Den nästan "absoluta sanningen" strömsignal som tillhandahålls av fluxgate-sensorer bildar grunden för korrekta reglerberäkningar (t.ex. generering av kompensations-signaler, beräkning av aktiv och reaktiv effekt). Låg temperaturdrift säkerställer att denna noggrannhet bibehålls inte bara under laborationsvillkor, utan över hela driftstemperaturintervallet. Eftersom SST-effektmoduler genererar betydande värme under drift varierar miljötemperaturerna dramatiskt. Egenskapen med låg drift säkerställer konsekventa referenser för reglert från start till full last, vilket förhindrar effektminskning eller reglerinstabilitet på grund av sensordrift.
Noggrann överström- och kortslutskydd
Effektsvikande enheter (t.ex. SiC MOSFET) inuti SST fungerar vid höga växlingsfrekvenser men har begränsad tolerans för överström. Felströmmar måste avbrytas inom mikrosekunder. Fluxgate-sensorernas snabba respons fungerar som en höghastighetskamera, som omedelbart fångar upp strömutsprång, vilket ger kritisk reaktionstid för driv- och skyddskretsar för att förhindra kaskadvisa enhetsfel. Detta garanterar inte bara säkerhet, utan förbättrar också systemets dynamiska prestanda. Snabb strömfeedback möjliggör för reglern att snabbt undertrycka störningar orsakade av belastningsövergångar, vilket håller bussspänningen stabil.
Stark störningsskydd för data-noggrannhet och tillförlitlighet
SST självt är en kraftfull källa till högfrekvensig elektromagnetisk störning. Traditionella strömsensorer (t.ex. Hall-effekt-sensorer) är känsliga för sådan störning, vilket resulterar i signalutsprång som kan orsaka reglerfel eller distorserad övervakningsdata. Fluxgate-tekniken, baserad på principer för magnetkärn-sättning, undertrycker i sig utombandsstörning. Den kan tydligt extrahera önskad grund- eller specifik-bandströmsignaler från komplexa elektromagnetiska miljöer, vilket ger tillförlitlig data för tillståndsövervakning och hälsostyrningssystem.
Dessutom möjliggör den inbyggda designen av fluxgate-sensorer direkt integration på regler-PCB:er, vilket minskar systemvolymen och optimerar layout. Detta är idealiskt för SST:s strävan efter hög effektstäthet och miniatyrisering.
