Sulkuohjaimet: Avain älyverkkojen luotettavuuteen

Valokuvaukset, pudonnut puun oksa ja jopa metallipalloja ovat riittäviä sähköverkon virran keskeyttämiseen. Siksi sähköyhtiöt estävät sähkökatkokset varustamalla ilmakulkuiset jakelujärjestelmänsä luotettavilla uudelleensulkeutumisohjaimilla.

Jokaisessa älyverkossa uudelleensulkeutumisohjaimet ovat olennaisia havaitsemaan ja keskeyttämään tilapäisiä vikoja. Vaikka monet lyhytsulut ilmakulkuisilla johtoilla voivat korjautua itsestään, uudelleensuljet ajautavat palvelun jatkuvuutta parantamalla sähkövirran automaattista palauttamista hetkellisen vian jälkeen.

Uudelleensulkeutumisohjaimet mittavat vaihtovirtajohdissa kulkevan jännitteen ja sähkövirran. Kun syövere tai vika tapahtuu, virtasuojat avautuvat sisältääkseen vian ja estääkseen sen leviämisen koko verkossa – ilmiötä, jota kutsutaan kaskadeepäilyksi. Kun vika on aiheutunut tilapäisestä tapahtumasta – kuten valosta, puun oksasta tai pallosta (kuten aiemmin mainittiin) – nämä voivat väliaikaisesti aiheuttaa johtojen yhteyden. Uudelleensulkeutumisohjain jatkaa johdon valvontaa, ja jos vaihtovirtasuoritus stabiloituu, yritetään sulkea eli "uudelleensulkea" virtasuoja. Sulkeutumisen jälkeen, jos suuri jännite, suuri sähkövirta tai muu vika-olosuhde havaitaan, virtasuoja avautuu uudelleen. Uudelleensuljet yleensä yrittävät uudelleensulkea virtasuojaa kolmea viiteen kertaa. Ajatus on mahdollistaa verkon itsensä hoito.

Miksi uudelleensulkeutumisohjaimet ovat niin tärkeitä?

Uudelleensulkeutumisohjaimilla on useita olennaisia ominaisuuksia:

• Johdon havainto, mukaan lukien kolme jännitettä, kolme sähkövirtaa, yksi tai kaksi maata, ja yleensä päällekkäisyys. Korkea tarkkuus on erityisen tärkeää, erityisesti harmoniset mittaukset.

• Erityydytys on pakollinen. Erityydytys toteutetaan yleensä signaaliketjuun sekä ylöspäin että alaspäin varmistaaksemme luotettavan järjestelmän toiminnan ja suojelemaan elektronisia komponentteja. Erityydytys vaaditaan myös ennen kommunikaatiolinkkejä, ja usein tarvitaan erilaisia erityydystävaihtoehtoja.

• Useat virtalähteet, jotka sisältävät sekä vaihtovirta- että suoravirtasyötteet. Yllättävää kyllä, järjestelmässä on akku, koska se täytyy pysyä toimintavalmis ja jatkaa vaihtovirtajohtoa havainnoimista jopa sähkökatkoksen aikana.

• Kommunikointi on myös kriittistä uudelleensulkeutumisohjaimille, sillä nämä järjestelmät täytyy kommunikoida isomman verkon kanssa raportoidakseen tapahtumat. Useimmat älyverkot käyttävät langattomia tai sähkölinjan kommunikaation verkoita. Komponnit, kuten uudelleensulkeutumisohjaimet, säilyttävät usein perinteistä sarjakommunikointia, kuten RS-485, joka muunnetaan porttiin tai muuhun laitteeseen heidän valitsemaansa langattomaan protokollaan.

Analogiset rakennuspalikat uudelleensulkeutumisohjaimille

Uudelleensulkeutumisohjaimen suunnittelu edellyttää useita kriittisiä analogisia rakennuspalikoita. Kuvio 1:n lohkojakauma tarjoaa vain yhden esimerkin uudelleensulkeutumisohjaimen suunnittelusta. Näet, että on useita järjestelmän virtalähteitä, kommunikaatioliittymiä, jännitteen valvontaa ja valvontakuituja. Miten valitset oikeat komponentit? Korkea tarkkuus, laaja syötekilpausalue, pieni teho ja pieni koko ovat joitakin tärkeitä ominaisuuksia arvioitavana suunnittelutarpeidesi mukaisesti. MAX16126/MAX16127 latauskuoppa/reversivirran suojajärjestelmät ovat esimerkkejä laitteista, jotka tarjoavat näitä ominaisuuksia. 

Integroituun latauskuoppaan näillä IC:t on ulkopuoliset takaperin asetetut N-kanava-MOSFETit, jotka sammuttavat ja erottavat alaspäin virtalähdettä tuhoisissa syöteolosuhteissa. Niissä on lipasoutputti, joka antaa signaalin vian olosuhteissa. Reversivirransuojaksi ulkopuoliset takaperin asetetut MOSFETit minimoi jännitetön pudotus ja tehon häviö normaaleissa olosuhteissa, ylittäen perinteiset reversibatteridiodit. Toinen luotettava, matalatehoisuuden mikroprosessorivalvoja on meidän MAX6365-sarjamme, joka sisältää varmuuskopioakun ja piirin käytöstä poistamisen ominaisuuden. 

MAX6365-valvojapiiri, joka on pientä 8-pin SOT23-kotelossa, yksinkertaistaa virtavalvontaa, varmuuskopioakun ohjausta ja muistin kirjoitus-suojaa mikroprosessorijärjestelmissä. Aina päällä oleville sovelluksille, kuten uudelleensulkeutumisohjaimille, matala levottomakuva MAX6766 lineaariregulaattori täyttää vaatimuksen. MAX6766 toimii 4V:stä 72V:een, toimittaa jopa 100mA:n kuormatehoja ja kuluttaa vain 31µA:n levottomakuva.

Älyverkot tuo suurempaa tehokkuutta ja luotettavuutta sähköntoimitukseen, lisäten myös sähköinfrastruktuurin kestävyyttä. Siksi, kun suunnittelet seuraavaa uudelleensulkeutumisohjainta, pidä mielessä sisäiset teknologiat – ne kaikki pelastavat valot paikallaan.