DC-DC-modulstrømforsyninger bliver i stigende grad brugt i industrier som telekommunikation, industriel automation, strømstyring, jernbanetransport, minedrift og forsvar. Deres modulære design forenkler effektivt kundernes kredsløbsdesign, samtidig med at systemets pålidelighed og vedligeholdelseseffektivitet forbedres. På samme tid varierer deres krav naturligvis på grund af de forskellige underbranchers særlige karakteristika. Denne artikel fokuserer primært på udvælgelsen af strømmoduler til elindustrien.
DC-DC-modulstrømforsyninger bliver i stigende grad brugt i industrier som telekommunikation, industriel automation, strømstyring, jernbanetransport, minedrift og forsvar. Deres modulære design forenkler effektivt kundernes kredsløbsdesign, samtidig med at systemets pålidelighed og vedligeholdelseseffektivitet forbedres. På samme tid varierer deres krav naturligvis på grund af de forskellige underbranchers særlige karakteristika. Denne artikel introducerer primært udvælgelseskriterierne for strømmoduler i elindustrien.
På grund af kompleksiteten af strømnet har elindustrien forskellige krav til jævnstrøm-DC-strømforsyninger. Nedenfor skitserer redaktionen hos Yulin Technology kort flere vigtige udvælgelseskriterier:
1. Lavt Nej-Belastningsstrømforbrug
Visse overvågningsenheder i elindustrien aktiveres kun under unormale forhold og kræver betydelig strøm, men forbliver i standbytilstand i længere perioder under normal drift, såsom FTU'er og anti-spændings-sag-moduler. De fleste sådanne systemer bruger batterier som backup strømkilder. Hvis strømforbruget uden-belastning af DC-DC-modulet er for højt, kan det føre til problemer såsom kort batteridriftstid og for tidlig batterifejl. For eksempel, i et bestemt anti-modulprojekt, når der opstår en strømafbrydelse, skal strømmodulet levere ca. 20 W strøm til relæet inden for 1,5 sekunder; men det meste af tiden aktiveres relæet ikke, og systemet fungerer næsten uden{10}}belastning. I dette scenarie forbruges batteriets energi af DC-DC-modulet; jo højere strømforbrug uden-belastning er, jo kortere batteritid. For at forlænge batteriets levetid må strømforsyningens strømforbrug uden-belastning ikke overstige 0,3 W, hvorimod kommercielt tilgængelige 20 W strømforsyninger typisk har et strømforbrug uden-belastning fra 0,5 W til 1,5 W.
2. Høj effektivitet på tværs af hele lastområdet
Som nævnt ovenfor fungerer mange enheder i elindustrien under let belastning eller endda uden-belastning i længere perioder. Derfor er opnåelse af høj effektivitet over hele belastningsområdet afgørende for strømforsyningssystemets pålidelighed. Dette aspekt bliver dog ofte overset af de fleste strømforsyningsproducenter. For at gøre deres tekniske specifikationer mere tiltalende fokuserer mange producenter på at opnå meget høj effektivitet ved fuld belastning, men effektiviteten falder markant under lette belastninger (5%–50%). Dette resulterer i højere faktiske driftstemperaturstigninger i strømforsyningsmodulet, hvilket fører til en række termiske designproblemer. For strømforsyningssystemer betyder høj effektivitet over hele belastningsområdet faktisk lavere strømtab og temperaturstigning, hvilket effektivt forbedrer systemets pålidelighed. Når du vælger en strømforsyning, skal du derfor være særlig opmærksom på dens effektivitetskurver under ubelastet-belastning og lette-belastningsforhold.
3. Høj isolationsspænding, lav isolationskapacitans
I den industrielle kontrolsektor kræver DC-DC-strømmoduler typisk en isolationsspænding på kun 1500 VDC. Styresystemer i elindustrien vælger dog generelt strømmoduler med en modstå spænding på 3000 VDC eller højere for at sikre, at styresystemet forbliver upåvirket af ekstern interferens.
For strømelektronikprodukter er det også vigtigt at minimere parasitisk kapacitans mellem primær- og sekundærsiden. Dette kræver valg af strømmoduler med den lavest mulige isolationskapacitans for at reducere virkningen af almindelig-tilstandsinterferens på systemet. Generelt anbefales det for 1-2 W uregulerede åben-sløjfe DC-DC-omformere, der bruges til at forsyne drivere, at vælge moduler med en isolationskapacitans under 10 pF, mens for lukkede-DC-DC-konvertere bør moduler med en isolationskapacitans under 150 pF vælges, når det er muligt.
4. EMC-karakteristika
EMC ydeevne sikrer normal og sikker drift af elektroniske systemer. I øjeblikket stiller elektronikindustrien strenge krav til produktets EMC-ydelse. Dårlig EMC-håndtering kan føre til systemnulstilling, genstart eller endda for tidlig fejl; derfor kan fremragende EMC-egenskaber øge kraftprodukternes konkurrenceevne.
5. Temperaturgrænseegenskaber
Energiindustriens produkter er implementeret på tværs af en bred vifte af geografiske regioner, fra den brændende varme i det tropiske Hainan til den bitre kulde i nordøstlige vintre, og de fleste produkter er installeret i udendørs miljøer. Derfor skal DC-DC-modulets strømforsyninger have et driftstemperaturområde på mindst -40 grader til +85 grader.
Ekstremtemperaturtestning er en metode til at verificere pålideligheden af strømmoduler, herunder høj-ældning ved høje- og lav-temperaturer i live-belastningsydelse, høj-lavtemperatur-cykluschoktest og lang-testning af høj-temperatur og høj luftfugtighed{{7}. Korrekt udvikling af strømforsyningen gennemgår alle disse tests. Udførelse af disse pålidelighedstests giver en vigtig reference til produktvalg.
Udvælgelsen af DC-DC-strømmoduler skal tage højde for elindustriens specifikke karakteristika. For eksempel, hvis det overordnede strømsystem kræver større energieffektivitet, er strømmoduler med høj effektivitet og lavt strømforbrug uden-belastning nødvendige. Derudover skal systemets stabilitet under forskellige EMC-interferensforhold tages i betragtning, hvilket nødvendiggør strømmoduler med fremragende EMC-ydelse. På samme måde, mens et strømmodul blot er en funktionel komponent, kræver forbedring af strømsystemets pålidelighed en mere omfattende tilgang, der tager applikationsdesign på system-niveau i betragtning.