DC-يتم استخدام مصادر طاقة وحدة التيار المستمر بشكل متزايد في صناعات مثل الاتصالات، والأتمتة الصناعية، والتحكم في الطاقة، والنقل بالسكك الحديدية، والتعدين، والدفاع. يعمل تصميمها المعياري على تبسيط تصميم دوائر العملاء بشكل فعال مع تعزيز موثوقية النظام وكفاءة الصيانة. وفي الوقت نفسه، ونظرًا للخصائص المميزة للصناعات الفرعية-المختلفة، فإن متطلباتها تختلف بطبيعة الحال. تركز هذه المقالة بشكل أساسي على اختيار وحدات الطاقة لصناعة الطاقة.
DC-يتم استخدام مصادر طاقة وحدة التيار المستمر بشكل متزايد في صناعات مثل الاتصالات، والأتمتة الصناعية، والتحكم في الطاقة، والنقل بالسكك الحديدية، والتعدين، والدفاع. يعمل تصميمها المعياري على تبسيط تصميم دوائر العملاء بشكل فعال مع تحسين موثوقية النظام وكفاءة الصيانة. وفي الوقت نفسه، ونظرًا للخصائص المميزة للصناعات الفرعية-المختلفة، فإن متطلباتها تختلف بطبيعة الحال. تقدم هذه المقالة في المقام الأول معايير الاختيار لوحدات الطاقة في صناعة الطاقة.
نظرًا لتعقيد شبكات الطاقة، فإن صناعة الطاقة لديها متطلبات متنوعة لإمدادات الطاقة التي تعمل بالتيار المستمر-التيار المستمر. أدناه، يوضح فريق التحرير في Yulin Technology بإيجاز العديد من معايير الاختيار الرئيسية:
1. انخفاض استهلاك الطاقة-
يتم تنشيط بعض أجهزة المراقبة في صناعة الطاقة فقط أثناء الظروف غير الطبيعية وتتطلب قدرًا كبيرًا من الطاقة، ولكنها تظل في وضع الاستعداد لفترات طويلة أثناء التشغيل العادي، مثل وحدات FTU ووحدات -الجهد المضاد-ترهل. تستخدم معظم هذه الأنظمة البطاريات كمصادر طاقة احتياطية. إذا كان استهلاك طاقة عدم التحميل -لوحدة DC-DC مرتفعًا للغاية، فقد يؤدي ذلك إلى مشكلات مثل قصر وقت تشغيل البطارية وفشل البطارية المبكر. على سبيل المثال، في مشروع معين لوحدة مكافحة الوميض-، عند انقطاع التيار الكهربائي، يجب أن تقوم وحدة الطاقة بتزويد المرحل بحوالي 20 وات من الطاقة خلال 1.5 ثانية؛ ومع ذلك، في معظم الأحيان، لا يتم تنشيط المرحل، ويعمل النظام بالقرب من ظروف عدم التحميل. في هذا السيناريو، يتم استهلاك طاقة البطارية بواسطة وحدة DC-DC؛ كلما زاد استهلاك الطاقة-بدون تحميل، قل وقت تشغيل البطارية. لإطالة عمر البطارية، يجب ألا يتجاوز استهلاك الطاقة-لمصدر الطاقة 0.3 وات، في حين أن مصادر الطاقة المتوفرة تجاريًا بقدرة 20 وات لا تتضمن عادة-استهلاك طاقة تحميل يتراوح من 0.5 وات إلى 1.5 وات.
2. كفاءة عالية عبر نطاق التحميل بأكمله
كما هو مذكور أعلاه، تعمل العديد من الأجهزة في مجال صناعة الطاقة تحت حمل خفيف أو حتى بدون تحميل- لفترات طويلة. لذلك، يعد تحقيق كفاءة عالية عبر نطاق الحمل بأكمله أمرًا بالغ الأهمية لموثوقية نظام إمداد الطاقة. ومع ذلك، غالبا ما يتم التغاضي عن هذا الجانب من قبل معظم الشركات المصنعة لإمدادات الطاقة. ولجعل مواصفاتها الفنية أكثر جاذبية، تركز العديد من الشركات المصنعة على تحقيق كفاءة عالية جدًا عند التحميل الكامل، ولكن الكفاءة تنخفض بشكل كبير في ظل الأحمال الخفيفة (5٪ -50٪). ويؤدي هذا إلى ارتفاع درجة حرارة التشغيل الفعلية في وحدة إمداد الطاقة، مما يؤدي إلى سلسلة من مشكلات التصميم الحراري. في الواقع، بالنسبة لأنظمة إمداد الطاقة، تترجم الكفاءة العالية عبر نطاق الحمل بأكمله إلى انخفاض فقدان الطاقة وارتفاع درجة الحرارة، مما يعزز موثوقية النظام بشكل فعال. ولذلك، عند اختيار مصدر طاقة، يجب إيلاء اهتمام خاص لمنحنيات كفاءته في ظل ظروف عدم التحميل-والحمل الخفيف-.
3. جهد عزل عالي، سعة عزل منخفضة
في قطاع التحكم الصناعي، تتطلب وحدات الطاقة التي تعمل بالتيار المستمر-عادةً جهد عزل يبلغ 1500 فولت تيار مستمر فقط. ومع ذلك، تقوم أنظمة التحكم في صناعة الطاقة عمومًا باختيار وحدات الطاقة ذات جهد تحمل يبلغ 3000 فولت تيار مستمر أو أعلى لضمان بقاء نظام التحكم غير متأثر بالتداخل الخارجي.
بالنسبة لمنتجات إلكترونيات الطاقة، من المهم أيضًا تقليل السعة الطفيلية بين الجانبين الأولي والثانوي. يتطلب ذلك تحديد وحدات طاقة ذات أقل سعة عزل ممكنة لتقليل تأثير تداخل الوضع-الشائع على النظام. بشكل عام، بالنسبة لمحولات التيار المستمر -حلقة DC-المفتوحة بقدرة 1–2 واط المستخدمة لمشغلات الطاقة، فمن المستحسن تحديد وحدات ذات سعة عزل أقل من 10 pF، بينما بالنسبة لمحولات التيار المستمر-حلقة DC-المغلقة، يجب تحديد الوحدات ذات سعة عزل أقل من 150 pF كلما كان ذلك ممكنًا.
4. خصائص EMC
يضمن أداء EMC التشغيل العادي والآمن للأنظمة الإلكترونية. في الوقت الحالي، تفرض صناعة الإلكترونيات متطلبات صارمة على أداء EMC للمنتج. يمكن أن يؤدي سوء التعامل مع EMC إلى إعادة ضبط النظام أو إعادة التشغيل أو حتى الفشل المبكر؛ وبالتالي، فإن خصائص التوافق الكهرومغناطيسي الممتازة يمكن أن تعزز القدرة التنافسية لمنتجات الطاقة.
5. خصائص الحد من درجة الحرارة
يتم نشر منتجات صناعة الطاقة عبر مجموعة واسعة من المناطق الجغرافية، بدءًا من الحرارة الحارقة في جزيرة هاينان الاستوائية وحتى البرد القارس في فصول الشتاء الشمالية الشرقية، ويتم تركيب معظم المنتجات في بيئات خارجية. لذلك، يجب أن تشتمل مصادر طاقة وحدة التيار المستمر - على نطاق درجة حرارة تشغيل لا يقل عن -40 درجة إلى +85 درجة .
يعد اختبار درجة الحرارة القصوى طريقة للتحقق من موثوقية وحدات الطاقة، بما في ذلك-تقادم درجات الحرارة المرتفعة،- ودرجات الحرارة المنخفضة-المباشرة-اختبار أداء الحمل، واختبارات الصدمات لدورة الحرارة العالية-المنخفضة، واختبار-درجة الحرارة العالية-المرتفعة-والرطوبة الطويلة. يخضع تطوير مصدر الطاقة المناسب لكل هذه الاختبارات. يوفر إجراء اختبارات الموثوقية هذه مرجعًا مهمًا لاختيار المنتج.
يجب أن يأخذ اختيار وحدات طاقة التيار المستمر- في الاعتبار الخصائص المحددة لصناعة الطاقة. على سبيل المثال، إذا كان نظام الطاقة الإجمالي يتطلب كفاءة أكبر في استخدام الطاقة، فمن الضروري وجود وحدات طاقة ذات كفاءة عالية واستهلاك منخفض للطاقة -. بالإضافة إلى ذلك، يجب مراعاة استقرار النظام في ظل ظروف تداخل EMC المختلفة، مما يستلزم وحدات طاقة ذات أداء EMC ممتاز. وبالمثل، على الرغم من أن وحدة الطاقة هي مجرد مكون وظيفي، فإن تحسين موثوقية نظام الطاقة يتطلب أسلوبًا أكثر شمولاً يأخذ في الاعتبار تصميم التطبيق على مستوى النظام-.