Λύση Προηγμένου Ελεγκτικού Μοντουλωμένου για Αντιμετώπιση Καθίζησης Τάσης σε AC Συνεπαφή

1. Σχεδιασμός Φυσικού Περιβάλλοντος και Ανάλυση Αναγκών​
Κατά τη λειτουργία του συστήματος ενέργειας, οι παρεμφερείς παρακμή της τάσης - χαρακτηριζόμενες από ξαφνική μείωση της RMS τάσης στο 10%-90% της ορθής τιμής, διαρκώντας από 10 ms έως 1 λεπτό - συχνά εμφανίζονται λόγω αστραπών, σωροτόνων ή ενεργοποίησης μεγάλων εξοπλισμών. Τέτοια γεγονότα μπορούν να προκαλέσουν την αποσύνδεση των παραδοσιακών επαφών AC, προκαλώντας μη προγραμματισμένες παύσεις σε συνεχείς παραγωγικές διαδικασίες και σημαντικές οικονομικές απώλειες.

Παρά το γεγονός ότι έχουν προταθεί διάφορες λύσεις έξυπνης ελέγχου (π.χ., ενεργοποίηση υψηλής τάσης DC, έλεγχος PWM), μία βασική περιορισμός παραμένει: η αποτυχία να ενσωματώσει την αυτόματη λειτουργία μεταβίβασης σφαλμάτων του μοντούλου με την ικανότητα διέλευσης παρακμής τάσης. Για την επίλυση αυτού του ζητήματος, αυτή η λύση χρησιμοποιεί τον CDC17-115 επαφή AC ως στόχο ελέγχου και σχεδιάζει ένα έξυπνο μοντούλο ελέγχου με επιπλέον προστασία από σφάλματα, ώστε να διατηρείται η συνέχεια παραγωγής ακόμη και σε περίπτωση αποτυχίας του μοντούλου.

​2. Λειτουργία του Μοντούλου και Σχεδιασμός Συστήματος​
​2.1 Γενική Λογική Λειτουργίας​
Το έξυπνο μοντούλο ελέγχου χρησιμοποιεί μια διπλή μέθοδο εφοδιασμού ενέργειας για να εξασφαλίσει αξιόπιστη λειτουργία υπό διάφορες συνθήκες:

​2.2 Τεχνικά Στοιχεία Βασικών Συστατικών​
​2.2.1 Σχεδιασμός Ρυθμιζόμενου Εφοδιασμού​
Ένα υψηλότερης απόδοσης ρυθμιζόμενο εφοδιασμό ενέργειας λειτουργεί ως το κύριο μονάδα ενέργειας με τα εξής χαρακτηριστικά:

• Κύρια Αρχιτεκτονική: IC πλάτους παλμού (συχνότητα κύκλωμα 132 kHz), MOSFET (MTD1N80E), ειδικός μετατροπέας (πρωτογενής αυτοίνδυκτη 900 μH, διαρροή 15 μH, λόγος στροφών 0.11) και π-τύπος εξαγωγικός φίλτρος (L3, C2, C3)
• Πολλαπλές Λειτουργίες Προστασίας: Υπέρταση/υποτάση εισόδου, υπέρταση/υπερροπή/κατάκορμη σύνδεση/υπερθερμία εξόδου, ενσωματωμένη μαλακή εκκίνηση και τεχνολογία κύκλωμα ταλάντωσης
• Απόδοση:
• Σταθερός χρόνος εκκίνησης φορτίου < 35 ms, υποστηρίζει γρήγορη μεταβολή μεταξύ διέλευσης και φυσιολογικής κατάστασης
• Αυτόματος περιορισμός ενέργειας κατά την κατάκορμη σύνδεση και γρήγορη σταθεροποίηση μετά την αποκατάσταση του σφάλματος
• Εκκίνηση προστασίας υπέρτασης και αμέση απενεργοποίηση του εξόδου PWM κατά την ανοικτή ανατροφοδότηση

Πίνακας 1: Επίδραση των Παρασιτικών Παραμέτρων Φίλτρου στην Τάση Ανάκτησης Κατάκορμης Σύνδεσης

​2.2.2 Σχεδιασμός Κύκλου Μεταβίβασης Σφαλμάτων​
Χρησιμοποιείται μια καινοτόμο συνδυασμός επαφών και ανεπαφών διακόπτων:

• Σχεδιασμός Δομής: Οι επαφές διακόπτουν και απομονώνουν την υψηλή ενέργεια, ενώ οι ηλεκτρονικές επαφές επιτρέπουν την ανεπαφή, υψηλή συχνότητα λειτουργία
• Έξυπνη Λογική Μεταβίβασης:
• Η εφοδιασμός AC παρέχεται μέσω επαφών συνεχώς κλειστών κατά την αρχική εκκίνηση
• Αυτόματη μεταβολή σε μέθοδο εφοδιασμού DC κατά την κανονική λειτουργία
• Κατά την ανίχνευση σφάλματος, απενεργοποιεί την οδηγία της επαφής, επαναφέρει την άμεση εφοδιασμό AC μετά την επαναφορά, για να εξασφαλίσει συνέχεια
• Τεχνολογία Προστασίας Επαφών: Χρησιμοποιεί κατάλληλο κύκλωμα απορρόφησης και καταστολής AC/DC (διόδο RC + διδιεύθυντη TVS διόδο D3) για αποτελεσματική καταστολή υπέρτασης, διάλυση μαγνητικής ενέργειας και σημαντική μείωση της φλογέρας

​2.2.3 Βελτιστοποίηση Της Διαδικασίας Μεταβίβασης​

• Μεταβίβαση AC-DC: Εφαρμόζεται πλήρως ορθογωνική τροποποιημένη τάση μέσω ηλεκτρονικών επαφών, καθυστερεί 10 ms πριν μεταβιβαστεί σε χαμηλή τάση DC, αποτελεσματικά αποφεύγοντας την επαναπροσαρμογή του πυρήνα, η δοκιμασμένη μεταβίβαση είναι ομαλή και χωρίς ταλάντωση
• Μεταβίβαση DC-AC: Κόπτει την DC κατά την ανίχνευση σφάλματος και εισάγει έξυπνα την εφοδιασμό AC, η ενέργεια φλογέρας εκτελείται μέσω αντίστροφων διοδών κατά την μεταβίβαση, με ελεγχό φάσης για να αποφύγει την επέμβαση της υπέρτασης
• Βελτιστοποίηση Παραμέτρων (με βάση τα αποτελέσματα της συμπλοκής):
• Αντιστοίχες (R2, R3): Μικρότερες τιμές αντίστασης αποτελούν πιο βραδεία σταθερά μείωση της τάσης, χωρίς να επηρεάζουν την φάση μεταβίβασης
• Κατασταλτικά (C1, C2): Μικρότερες τιμές κατασταλτικών αποδίδουν υψηλότερη συχνότητα ταλάντωσης (f = 174.7 Hz για C = 2 μF, f = 795.4 Hz για C = 0.1 μF)

​3. Συμπλοκή και Πειραματική Επαλήθευση​
​3.1 Ανάλυση Συμπλοκής​
Η συμπλοκή του συστήματος διεξήχθη με το λογισμικό Multisim, περιλαμβάνοντας:

• Συμπλοκή των χαρακτηριστικών εκκίνησης και προστασίας του ρυθμιζόμενου εφοδιασμού
• Ανάλυση της επίδρασης της αντίστασης, των κατασταλτικών και της φάσης στην ταλάντωση τάσης κατά τη μεταβίβαση
• Αξιολόγηση της επίδρασης των παρασιτικών παραμέτρων στη σταθερότητα του συστήματος

​3.2 Πειραματική Επαλήθευση​
Οι δοκιμές στο CDC17-115 επαφή AC επιβεβαίωσαν:

• Οι καμπύλες του ρυθμιζόμενου εφοδιασμού χωρίς φορτίο / με πλήρες φορτίο (επαφή 50 A) συμβαδίζουν με τις προσδοκίες του σχεδιασμού
• Οι μηχανισμοί προστασίας ανταποκρίνονται γρήγορα και αποτελεσματικά σε συνθήκες κατάκορμης σύνδεσης / ανοικτής ανατροφοδότησης
• Οι διαδικασίες μεταβίβασης είναι ομαλές, χωρίς ταλάντωση του πυρήνα, και όλες οι λειτουργίες συμβαδίζουν με τις απαιτήσεις του σχεδιασμού

​4. Κύρια Πλεονεκτήματα και Συμπέρασμα​

1. ​Υψηλής Απόδοσης Ρυθμιζόμενος Εφοδιασμός: Συμπαγής μέγεθος, υψηλή απόδοση και πλήρης προστασία ενισχύουν σημαντικά την ηλεκτρική αξιοπιστία, καθιστώντας το ιδανικό για εφαρμογές έξυπνης ηλεκτρονικής.
2. ​Έξυπνη Μεταβίβαση Σφαλμάτων: Καινοτόμος σχεδιασμός συνδυάζοντας επαφές και ανεπαφές διακόπτες εξασφαλίζει την εγκαίρως μεταβίβαση σε λειτουργία AC κατά την αποτυχία του μοντούλου, εγγυώμενος συνεχή εφοδιασμό στο σύστημα επαφής.
3. ​Αποτελεσματική Διαχείριση Ενέργειας: Κατάλληλο κύκλωμα απορρόφησης AC/DC μετατρέπει αποτελεσματικά την υπέρταση και την ενέργεια φλογέρας κατά τη μεταβίβαση σε σταθερή μαγνητική δύναμη, εξασφαλίζοντας συνεχή παραγωγή.
4. ​Ικανότητα Διέλευσης Παρακμής Τάσης: Ενεργοποιείται αυτόματα όταν η τάση του συστήματος μειώνεται στο 60% της ορθής τιμής, διατηρώντας την αξιόπιστη σύνδεση της επαφής για να αποφεύγει μη προγραμματισμένες παύσεις.

Αυτή η λύση επιτυγχάνει με επιτυχία την ενσωμάτωση της μεταβίβασης σφαλμάτων του μοντούλου με την ικανότητα διέλευσης παρακμής τάσης, παρέχοντας μια εξαιρετικά αξιόπιστη λύση εγγυήσεως ενέργειας για συνεχείς παραγωγικές διαδικασίες και αποτελεσματικά μειώνοντας την παύση λόγω παρακμής τάσης.