DC-As fontes de alimentação de módulos DC estão sendo cada vez mais usadas em setores como telecomunicações, automação industrial, controle de energia, transporte ferroviário, mineração e defesa. Seu design modular simplifica efetivamente o projeto de circuitos dos clientes, ao mesmo tempo em que aumenta a confiabilidade do sistema e a eficiência da manutenção. Ao mesmo tempo, devido às características distintas dos diferentes sub-setores, seus requisitos variam naturalmente. Este artigo concentra-se principalmente na seleção de módulos de potência para a indústria de energia.
DC-As fontes de alimentação de módulos DC estão sendo cada vez mais usadas em setores como telecomunicações, automação industrial, controle de energia, transporte ferroviário, mineração e defesa. Seu design modular simplifica efetivamente o projeto de circuitos dos clientes, ao mesmo tempo que melhora a confiabilidade do sistema e a eficiência da manutenção. Ao mesmo tempo, devido às características distintas dos diferentes sub-setores, seus requisitos variam naturalmente. Este artigo apresenta principalmente os critérios de seleção para módulos de potência na indústria de energia.
Devido à complexidade das redes de energia, o setor de energia tem diversos requisitos para fontes de alimentação CC-CC. Abaixo, a equipe editorial da Yulin Technology descreve brevemente vários critérios de seleção importantes:
1. Baixo consumo de energia sem{1}}carga
Certos dispositivos de monitoramento no setor de energia são ativados somente durante condições anormais e exigem energia significativa, mas permanecem no modo de espera por longos períodos durante a operação normal, como FTUs e módulos anti-queda de tensão-. A maioria desses sistemas usa baterias como fontes de energia de reserva. Se o consumo de energia-sem carga do módulo CC{5}}CC for muito alto, isso poderá causar problemas como curto tempo de execução da bateria e falha prematura da bateria. Por exemplo, em um determinado projeto de módulo anti{7}}oscilação, quando ocorre uma queda de energia, o módulo de energia deve fornecer aproximadamente 20 W de energia ao relé em 1,5 segundos; no entanto, na maioria das vezes, o relé não é ativado e o sistema opera perto de condições sem{10}}carga. Neste cenário, a energia da bateria é consumida pelo módulo DC-DC; quanto maior o-consumo de energia sem carga, menor será a autonomia da bateria. Para prolongar a vida útil da bateria, o consumo de energia sem{15}}carga da fonte de alimentação não deve exceder 0,3 W, enquanto as fontes de alimentação de 20 W disponíveis comercialmente normalmente têm consumo de energia sem{18}}carga variando de 0,5 W a 1,5 W.
2. Alta eficiência em toda a faixa de carga
Conforme mencionado acima, muitos dispositivos no setor de energia operam sob carga leve ou mesmo sem{0}}condições de carga por longos períodos. Portanto, alcançar alta eficiência em toda a faixa de carga é crucial para a confiabilidade do sistema de fornecimento de energia. No entanto, este aspecto é frequentemente ignorado pela maioria dos fabricantes de fontes de alimentação. Para tornar as suas especificações técnicas mais atraentes, muitos fabricantes concentram-se em alcançar uma eficiência muito elevada em plena carga, mas a eficiência cai significativamente sob cargas leves (5%–50%). Isso resulta em maiores aumentos reais de temperatura operacional no módulo de fonte de alimentação, levando a uma série de problemas de projeto térmico. Na verdade, para sistemas de fornecimento de energia, a alta eficiência em toda a faixa de carga se traduz em menores perdas de energia e aumento de temperatura, melhorando efetivamente a confiabilidade do sistema. Portanto, ao selecionar uma fonte de alimentação, atenção especial deve ser dada às suas curvas de eficiência em condições de-carga leve e-sem carga.
3. Alta tensão de isolamento, baixa capacitância de isolamento
No setor de controle industrial, os módulos de energia CC{0}}CC normalmente exigem uma tensão de isolamento de apenas 1.500 VCC. No entanto, os sistemas de controle na indústria de energia geralmente selecionam módulos de potência com tensão suportável de 3.000 VCC ou superior para garantir que o sistema de controle não seja afetado por interferências externas.
Para produtos de eletrônica de potência, também é importante minimizar a capacitância parasita entre os lados primário e secundário. Isso requer a seleção de módulos de energia com a menor capacitância de isolamento possível para reduzir o impacto da interferência de modo-comum no sistema. Geralmente, para conversores CC de-loop aberto-não regulamentados de 1–2 W usados para alimentar drivers, é recomendado selecionar módulos com uma capacitância de isolamento abaixo de 10 pF, enquanto para conversores CC de-loop fechado-, módulos com uma capacitância de isolamento abaixo de 150 pF devem ser selecionados sempre que possível.
4. Características EMC
O desempenho EMC garante a operação normal e segura dos sistemas eletrônicos. Atualmente, a indústria eletrônica impõe requisitos rigorosos ao desempenho de EMC dos produtos. O mau manuseio do EMC pode levar a redefinições e reinicializações do sistema ou até mesmo a falhas prematuras; portanto, excelentes características de EMC podem aumentar a competitividade dos produtos de energia.
5. Características do limite de temperatura
Os produtos da indústria de energia são implantados em uma ampla variedade de regiões geográficas, desde o calor escaldante da região tropical de Hainan até o frio intenso dos invernos do nordeste, e a maioria dos produtos é instalada em ambientes externos. Portanto, as fontes de alimentação do módulo CC-CC devem ter uma faixa de temperatura operacional de pelo menos -40 graus a +85 graus .
O teste de temperatura extrema é um método para verificar a confiabilidade dos módulos de energia, incluindo envelhecimento em alta-temperatura, testes de desempenho de carga em tempo real- em-temperatura alta e baixa-, testes de choque de ciclo de alta-temperatura baixa e testes de longo-alta-temperatura e alta-umidade a longo prazo. O desenvolvimento adequado da fonte de alimentação passa por todos esses testes. A realização desses testes de confiabilidade fornece uma referência importante para a seleção do produto.
A seleção de módulos de energia CC-CC deve levar em conta as características específicas do setor de energia. Por exemplo, se o sistema de energia geral exigir maior eficiência energética, serão necessários módulos de energia com alta eficiência e baixo consumo de energia sem{2}}carga. Além disso, a estabilidade do sistema sob diversas condições de interferência EMC deve ser considerada, necessitando de módulos de potência com excelente desempenho EMC. Da mesma forma, embora um módulo de energia seja apenas um componente funcional, aumentar a confiabilidade do sistema de energia requer uma abordagem mais abrangente que considere o design da aplicação-no nível do sistema.