בקרות רכוז: המפתח לאמינות של הרשת החכמה

הכינים, ענפים שנפלו ואפילו בלונים מיילר יכולים להפריע לזרם החשמל על הקווים. לכן, חברות חשמל מונעות כשלים על ידי ציוד מערכות הפצה תלויה במאיצרים אמינים.

בכל סביבת רשת חכמה, מאיצרים משחקים תפקיד קריטי בהצגת והפסקת כשלים זמניים. אם כי רבים מהקצרות בקווי חשמל תלוים יכולים להתפנות בעצמם, המאיצרים עוזרים לשפר את המשך השירות על ידי שחזור אוטומטי של הזרם אחרי כשל זמני.

מאיצרים מזהים את הנתח ואת הזרם של ההעברה התלת-פאזית על קווי החשמל. כאשר מתרחש סערת או כשל, מיחדמים נפתחים כדי להכיל את הכשל למנוע ממנו להתפשט בכל הרשת - תופעה המוכרת בכינוי "כשל מתקדם". כאשר הכשל נגרם על ידי אירוע זמני - כמו הכינים, ענפים או בלונים (כפי שהוזכר קודם) - כל אחד מהם יכול באופן זמני לגרום לקווים לחצות. המאיץ ממשיך למדוד את קו החשמל, ואם הביצועים של ה-AC מתיצבים, ינסה לסגור או "למאיץ מחדש" את המיחדמים. לאחר הסגירה, אם נתח גבוה, זרם גבוה או מצב כשל אחר נמצאים, המיחדמים ייפתחו שוב. מאיצרים בדרך כלל מנסים למאיץ מחדש את המיחדמים שלוש עד חמש פעמים. הרעיון הוא לאפשר לרשת לרפאות עצמה.

מדוע מאיצרים הם כל כך חשובים?

למאיצרים יש מספר תכונות מפתח:

• מדידת קו החשמל, כולל שלושה נתחים, שלושה זרמים, אחת או שתי גראונדים, וברוב המקרים פסיקיות. דיוק גבוה הוא חיוני, במיוחד עבור מדידות הרמוניות.

• הפרדה היא חובה. הפרדה מתבצעת בדרך כלל גם למעלה וגם למטה בערוץ האות כדי להבטיח פעולה אמינה של המערכת ולהגן על מרכיבים אלקטרוניים. הפרדה נדרשת לפני קשרי תקשורת, ולעיתים קרובות נדרשות אפשרויות הפרדה שונות.

• מספר ממקורות חשמל עם כניסות של AC ו-DC. לא מפתיע, המערכת כוללת סוללה כי היא חייבת להישאר פעילה ולהמשיך למדוד את קו ה-AC אפילו במהלך כשל.

• תקשורת היא גם קריטית למאיצרים, מכיוון שמערכות אלו צריכות לתקשר עם הרשת הגדולה כדי לדווח על אירועים. רוב הרשתות החכמות משתמשות ברשתות תקשורת אלחוטיות או תקשורת קו חשמל. יחידות כמו מאיצרים לעתים קרובות עדיין שומרות על תקשורת סדרתי מסורתי, כגון RS-485, שמתומר באמצעות שער או חומרה אחרת לתפריט אלחוטי שנבחר.

בלוקים אנלוגיים למאיצרים

עיצוב מאיץ דורש מגוון רחב של בלוקים אנלוגיים קריטיים. דיאגרמת הבלוקים המוצגת בציור 1 מציגה רק דוגמה לעיצוב מאיץ. כפי שניתן לראות, ישנם מספר ממקורות חשמל של מערכת, ממשקים תקשורת, פיקוח על נתח ומעגלים פיקוח. איך בוחרים את המרכיבים הנכונים? דיוק גבוה, טווח הגנה רחב של נתח כניסה, צריכת חשמל נמוכה וגודל קטן הם כמה מאפיינים חשובים להערכת כדי לעמוד בדרישות העיצוב שלך. MAX16126/MAX16127 מעגלי הגנה על עומס/מתח הפוך הם דוגמה למכשירים שמספקים מאפיינים אלו. 

עם משאבת מטען משולבת, המעגלים הללו מפעילים שני FETs N-Channel חיצוניים, שמבטלים ומפרידים את מקור החשמל התחתון בתנאי כניסה מזיקים. הם כוללים פלט דגל שסימן בתנאי כשל. להגנה על מתח הפוך, FETs חיצוניים מזערים את ירידת הנתח ותאוריית הכוח במהלך פעולה נורמלית, מנצחים על דיודות הפוך מסורתיות. מפקח מיקרו מעבד אמין נוסף הוא משפחת MAX6365, שכוללת פונקציונליות של סוללה גיבוי ופונקציונליות שער. 

מעגל פיקוח MAX6365, הממוקם באריזה קטנה SOT23 בת שמונה פינים, מפשט פיקוח על מתח, שליטה בסוללה גיבוי ופונקציות הגנה על כתיבה במערכות מיקרו מעבד. עבור יישומים תמידיים כמו מאיצרים, רגולטור ליניארי MAX6766 מקיים את הדרישה. MAX6766 פועל מ-4V עד 72V, מספק עד 100mA זרם טעינה, וצריכת נוכחות של 31µA בלבד.

רשתות חכמות מביאות יעילות ואמינות גדולות יותר להעברת חשמל, תוך כדי זה גם מעצימות את התמידות של התשתית החשמלית. לכן, כשאתה מתכנן את מאיצר הבא שלך,זכור את הטכנולוגיות הבסיסיות בתוך - כולן משחקות תפקיד בהשארת האורות דולקים.