Back to blog

Sənaye avtomatlaşdırma sistemləri üçün yüksək etibarlılığa malik AC-DC güc çeviricilərinin layihələndirilməsi

Sənaye AC-DC çeviricilərinin səmərəlilik, istiliyin azaldılması, ölçülərin kiçildilməsi və silisiumdan silisium karbid (SiC) texnologiyasına memarlıq keçidinə yönəlmiş problemlərinin ətraflı texnik...

Sənaye obyektlərinin optimallaşdırılmasının davamlı sürətlənməsi ənənəvi istehsal mühitlərini Industry 4.0, ağıllı fabriklər və tam avtonom, işıqsız anbarlar kimi yüksək inteqrasiya olunmuş paradiqmalara yönəldib. Bu yüksək dərəcədə avtomatlaşdırılmış ekosistemlərdə mürəkkəb elektron aktivlər gecə-gündüz işləyir. Tətbiqin dəqiq avtomobil qaynağı həyata keçirən çoxoxlu robot qoluna təmiz, tənzimlənmiş enerji çatdırılmasını və ya uzaqdan maşın vəziyyətinin monitorinqi üçün yerləşdirilmiş aşağı güclü simsiz sensorların gərginlik sabitliyinin qorunmasını əhatə etməsindən asılı olmayaraq, sənaye AC-DC çeviriciləri əsas arxitektura bağlantısı rolunu oynayır. Onlar yüksək gərginlikli obyekt paylama xətlərini həssas rəqəmsal idarəetmə dövrələri ilə birləşdirir.

Bu avtomatlaşdırma aktivləri daha sıx və yığcam olduqca, enerji təchizatı arxitekturalarını tənzimləyən mühəndislik məhdudiyyətləri, normativ uyğunluq tələbləri və texniki spesifikasiyalar eksponent olaraq sərtləşib. Optimal enerji alt sisteminin layihələndirilməsi və ya seçilməsi artıq ikinci dərəcəli məsələ deyil; bu, sistemin əlçatanlığını, istilik profillərini və bahalı avadanlıq köhnəlməsinə qarşı uzunmüddətli mühafizəni birbaşa müəyyən edən kritik əməliyyat dəyişənidir.

Düzləndirmə ilə sənaye istehsalat sahəsi infrastrukturunun kəsişməsi

Sənaye obyektlərində düzləndirmə sərt istismar şəraitinə tab gətirə bilən yüksək dərəcədə ixtisaslaşmış enerji təchizatları tələb edir. Standart kommersiya enerji adapterlərindən fərqli olaraq, istehsalat sahələrində istifadə olunan AC-DC çeviricilər mürəkkəb və təhlükəsizlik baxımından kritik aparat mühitlərinə birbaşa inteqrasiya olunur. Bunlara çoxoxlu AC servo ötürücüləri, ağır sənaye istehsal avadanlıqları, kommersiya HVAC soyuducuları, əsas emal tezlik invertorları və yüksək intensivlikli köməkçi sənaye işıqlandırma massivləri daxildir. Bundan əlavə, onlar sahə cihazları, yaxınlıq sensorları, qızdırıcılar, insan-maşın interfeysləri (HMI-lər) və mərkəzi emal modulları üçün tələb olunan əsas daxili DC şin gərginliklərini təmin edir.

Yüksək səmərəli AC-DC enerji çevrilməsi tələb edən ağır maşınları, montaj xətlərini və robot texnikasını əks etdirən sənaye avtomatlaşdırılmış istehsal sahəsi.
Şəkil 1. Fasiləsiz avtomatlaşdırılmış istehsal və logistika obyektləri etibarlı, yüksək gərginlikli AC-DC enerji təchizatlarından ciddi şəkildə asılıdır.

Bu alt sistemlər fiziki olaraq kritik idarəetmə qurğularının yanında yerləşdiyinə görə, enerji çevirmə zəncirindəki istənilən nasazlıq ətrafdakı avtomatlaşdırma arxitekturasını dərhal sıradan çıxarır. Məsələn, əsas emal qovşağının daxilindəki köməkçi enerji tənzimləmə dövrəsi gərginliyi itirərsə, bütün istehsal zonası idarəolunmayan nasazlıq vəziyyətinə keçir. Buna görə də müasir sənaye enerji təchizatları bir neçə əsas elektrik və ekoloji problemi eyni vaxtda azaltmaq üçün layihələndirilməlidir.

Müasir enerji çevrilməsində əsas mühəndislik darboğazları

Emal imkanları artdıqca, zavod menecerləri və sistem konstruktorları köməkçi enerji paylanması üçün performans göstəricilərini yüksəltməyə davam edirlər. Bu tendensiya enerji təchizatı konstruktorlarını bir-birinə zidd fiziki və elektrik parametrlərini balanslaşdırmağa məcbur edir. Bu proses zamanı qarşıya çıxan əsas mühəndislik darboğazlarına çevrilmə səmərəliliyi, lokallaşdırılmış istilik yayılması, konstruktiv ölçülərin kiçildilməsi, çoxsəviyyəli mühafizə məntiqi və komponentlərin köhnəlmə dövrləri daxildir.

Çevrilmə səmərəliliyi və gözləmə rejimində enerji tələbləri

Riyazi olaraq aktiv çıxış gücünün ümumi giriş gücünə bölünməsi ($P_{out} / P_{in}$) kimi müəyyən edilən çevrilmə səmərəliliyi müasir enerji arxitekturalarında əsas layihələndirmə məqsədidir. Tarixən tipik köməkçi AC-DC çevrilməsinin səmərəliliyi təxminən 80% səviyyəsində olub. Lakin müasir ekoloji istehsal təşəbbüsləri və korpusun sərt termik məhdudiyyətləri şəraitində müasir sənaye mühitləri 90%-dən 95%-ə qədər çevrilmə səmərəliliyi tələb edir.

Bu problemin əsas aspektlərindən biri cihaz gözləmə və ya az yüklənmə rejiminə keçdikdə enerji sərfiyyatının minimuma endirilməsidir. Minlərlə paylanmış sahə cihazından istifadə edən genişmiqyaslı əməliyyatlarda səmərəsiz gözləmə sistemlərinin məcmu parazit enerji sərfiyyatı müəssisəyə əhəmiyyətli maliyyə və elektrik yükü yaradır. Bütün yük diapazonunda yüksək səmərəliliyə nail olmaq üçün aktiv emal tələbi azaldıqda enerji sərfiyyatını dinamik şəkildə aşağı salan qabaqcıl kommutasiya topologiyaları və ağıllı idarəetmə inteqral sxemləri (IC-lər) tələb olunur.

Lokallaşdırılmış istilik yaranması və yayılması dinamikası

Giriş gücü ilə istifadə olunan çıxış gücü arasındakı hər hansı fərq lokallaşdırılmış istilik yaranması şəklində özünü göstərən ani enerji itkisini ifadə edir. Bu istilik enerjisinin idarə edilməsi olduqca vacibdir. Həddindən artıq yüksək daxili iş temperaturları yaxınlıqdakı elektron komponentlərin köhnəlməsini sürətləndirir və elektrolitik filtrləmə kondensatorlarında qurumaya, qapı-idarəetmə qeyri-sabitliyinə və mikroçiplərin vaxtından əvvəl sıradan çıxmasına səbəb olur.

Termik idarəetmə üçün istifadə olunan passiv alüminium istilikötürücülərini göstərən yüksək performanslı elektron dövrə lövhəsinin yaxından görünüşü.
Şəkil 2. Ənənəvi passiv alüminium istilikötürücüləri yüksək güclü kommutasiya tranzistorlarından istilik enerjisini uzaqlaşdırmaq üçün istifadə olunur.

Lokallaşdırılmış termik zədələnmənin qarşısını almaq üçün ənənəvi sənaye enerji sistemləri istiliyi güc tranzistorlarından uzaqlaşdırmaq məqsədilə əsasən passiv alüminium istilikötürücülərindən istifadə edir. Yüksək güclü tətbiqlərdə təhlükəsiz daxili temperaturu qorumaq üçün konstruktorlar çox vaxt aktiv soyutma ventilyatorları əlavə etməlidirlər. Lakin ventilyatorların və iri istilikötürücülərinin əlavə edilməsi yeni problemlər yaradır: modulun ümumi fiziki ölçüsünü artırır, sıradan çıxa bilən mexaniki aşınma komponentləri gətirir, ümumi həcm səmərəliliyini azaldır və materialların ümumi dəyərini (BOM) artırır.

Korpusun kiçildilməsi və məkanın optimallaşdırılması

Müasir sənaye idarəetmə şkaflarında yüksək sıxlıqlı DIN-reykalı yerləşimlərə və yüksək inteqrasiyalı maşın çərçivələrinə üstünlük verilir. Bu struktur dəyişikliyi enerji təchizatlarından daha kiçik forma faktorları və daha az ümumi komponent sayı tələb edir. Fiziki sahənin kiçildilməsi sahə quraşdırmaları zamanı texniki qruplara daha çox çeviklik verir, şkafın yerləşim dizaynını sadələşdirir, daşınma və istehsal xərclərini azaldır.

Lakin ənənəvi komponentlərlə işləyərkən əhəmiyyətli dərəcədə kiçikləşdirməyə nail olmaq çətindir. Böyük maqnit strukturlarının, iri xətt filtrləmə kondensatorlarının, passiv termik idarəetmə avadanlığının və aktiv ventilyatorla soyutmanın daxil edilməsinin zəruriliyi yığcam enerji modulunun yaradılması məqsədi ilə birbaşa ziddiyyət təşkil edir. Bu maneəni aradan qaldırmaq üçün diskret konfiqurasiyalardan yüksək inteqrasiyalı bərk cisim topologiyalarına keçmək lazımdır.

Çoxsəviyyəli təhlükəsiz işləmə mühafizə funksiyaları

Dəyişkən müəssisə mühitində əməliyyat etibarlılığını qorumaq üçün sənaye AC-DC çeviricisi möhkəm və sürətli işləyən fiziki mühafizə dövrələrinə malik olmalıdır. Bu təhlükəsizlik funksiyaları həm enerji təchizatının özünü, həm də aşağı axın avtomatlaşdırma komponentlərini ümumi elektrik anomaliyalarından qoruyur. Bu mühafizə tədbirləri, adətən, üç əsas qoruyucu təbəqədə təşkil olunur:

  • Giriş mühafizəsi: Daxil olan şəbəkə gərginliyi sıçrayışlarını bloklamaq üçün aktiv həddən artıq gərginlik sıxışdırmasını, həmçinin xətt gərginliyi funksional hədlərdən aşağı düşdükdə enerji təchizatını səliqəli şəkildə deaktiv edən giriş aşağı gərginlik bloklamasını (UVLO) əhatə edir və bununla qeyri-sabit aşağı gərginlik rejimlərinin qarşısını alır.
  • Çıxış mühafizəsi: Ani qısaqapanma izolyasiyasını, fasiləsiz həddən artıq yük cərəyanının məhdudlaşdırılmasını, əks gərginlikdən bloklamanı və həssas aşağı axın mikroprosessorlarını gərginlik sıçrayışlarından qorumaq üçün dəqiq çıxış həddən artıq gərginlik mühafizəsini (OVP) özündə birləşdirir.
  • Temperatur mühafizəsi: Daxili keçidlərin temperaturunu fasiləsiz izləmək üçün qabaqcıl termik söndürmə (TSD) sxemindən istifadə edir; öz-özünə qızma və ya ətraf mühitin temperaturu təhlükəsiz layihə hədlərini aşdıqda enerji çıxışını təhlükəsiz şəkildə azaldır və ya deaktiv edir.

Bu ayrı-ayrı analoq monitorinq xətlərinin diskret komponentlərdən istifadə etməklə birləşdirilməsi sxemin mürəkkəbliyini artırır və bu da kiçikləşdirmə məqsədlərinə birbaşa xələl gətirir. Bu ziddiyyəti aradan qaldırmaq üçün həmin mühafizə dövrələrini birbaşa vahid silisium substratında birləşdirən qabaqcıl monolitik idarəetmə İS-lərindən istifadə etmək lazımdır.

Məhsulların uzunmüddətli köhnəlməsi və həyat dövrü riskləri

Komponentlərin köhnəlməsi sənaye müəssisələrinin menecerləri və orijinal avadanlıq istehsalçıları (OEM-lər) üçün bahalı risk yaradır. Qısa məhsul dövrləri ilə işləyən istehlakçı elektronikasından fərqli olaraq, sənaye maşınları, sahə cihazları və emal müəssisələri on il və ya daha uzun müddət işləmək üçün layihələndirilir. Seçilmiş AC-DC çevirici çipi istehsalçısı tərəfindən istehsaldan çıxarılarsa, mühəndislər bahalı və iş prosesini pozan məcburi yenidən layihələndirmə dövrü ilə üzləşirlər.

Məcburi yenidən dizaynın nəticələri sadə plata düzəlişindən çox uzağa gedir. Güc mərhələsinin dəyişdirilməsi sistemin elektromaqnit uyğunluğu (EMC) profilini dəyişir. Bu dəyişiklik bütün qurğunun emissiya və maneəyə davamlılıq üzrə uyğunluq sınaqlarından tamamilə yeni mərhələdə keçməsini tələb edir. Bununla bağlı maliyyə yükü — mühəndislik vaxtı, laboratoriya sınaq haqları və təhlükəsizlik üzrə sertifikatlaşdırma qurumlarına geniş tənzimləyici sənədlərin yenidən təqdim edilməsi daxil olmaqla — mühəndislik büdcəsini tez bir zamanda poza bilər. Buna görə də ilkin dizayn qiymətləndirmələri zamanı komponentlərin uzunmüddətli həyat dövrünə dair zəmanətlərin təmin edilməsi kritik tələbdir.

Yüksək məhsuldarlıqlı güc mərhələləri üçün topologiyalar

Bu birləşmiş məhdudiyyətləri aradan qaldırmaq üçün müasir enerji təchizatı dizaynları üç qabaqcıl texnologiyadan istifadə edir: yüksək inteqrasiyalı enerji təchizatı idarəetmə İC-ləri, yüksək tezlikli kommutasiya sistemlərinin topologiyaları və geniş qadağan olunmuş zonalı Silisium Karbid (SiC) güc yarımkeçiriciləri.

Monolit enerji təchizatı idarəetmə İC-ləri

Diskret komponent quruluşundan monolit enerji təchizatı idarəetmə İC-sinə keçid dizaynerlərə bir çox əməliyyat və mühafizə funksiyasını vahid yarımkeçirici kristalında birləşdirməyə imkan verir. Bu yüksək inteqrasiya səviyyəsi xarici komponentlərin ümumi sayını kəskin azaldır və köməkçi enerji dövrələri üçün tələb olunan plata sahəsini minimuma endirir.

Plata quruluşunun optimallaşdırılmasından əlavə, qabaqcıl idarəetmə İC-ləri fiziki lehim birləşmələrinin sayını azaltmaqla etibarlılığı artırır; bu birləşmələr yüksək vibrasiyalı sənaye mühitlərində tez-tez nasazlıq nöqtələrinə çevrilir. Bu intellektual qurğular qabaqcıl modulyasiya sxemləri vasitəsilə enerji ötürülməsini optimallaşdırır, aşağı güclü gözləmə rejimlərini idarə edir və platadakı mühafizə reaksiyalarını əlaqələndirir. Bundan əlavə, əsas yarımkeçirici təchizatçıları tez-tez əvvəlcədən təsdiqlənmiş istinad dizaynları təqdim edir ki, bu da mühəndislərə işlənmə dövrlərini sürətləndirməyə və məhsulun bazara çıxma müddətini azaltmağa kömək edir.

Yüksək tezlikli kommutasiya sistemləri və ənənəvi xətti transformatorlar

Yüksək tezlikli kommutasiyalı enerji təchizatı (SMPS) topologiyalarının tətbiqi ənənəvi şəbəkə tezlikli xətti transformatorlardan uzaqlaşaraq mühüm arxitektura dəyişikliyini ifadə edir. Xətti transformatorlar sadə olsalar da, ağır, iriölçülü və yüksək dərəcədə səmərəsizdir; enerjilərinin əhəmiyyətli hissəsini istilik şəklində yayırlar.

Ağır şəbəkə tezlikli transformator dövrəsini yığcam, yüksək səmərəli yüksək tezlikli kommutasiya çeviricisi dövrəsi ilə müqayisə edən funksional blok-sxem.
Şəkil 3. Ənənəvi xətti transformator quruluşu ilə müasir yüksək tezlikli bərk cisimli kommutasiya dövrəsinin müqayisəli struktur topologiyası.

Bərk cisimli kommutasiya sistemindən istifadə etməklə daxil olan AC gərginlik əvvəlcə yüksək gərginlikli DC şinini yaratmaq üçün düzləndirilir, sonra isə daha kiçik və yüngül yüksək tezlikli transformatorun üzərindən yüksək tezliklərdə (çox vaxt onlarla yüzlərlə kilohersədək) impulslarla ötürülür. Bu yanaşma daha mürəkkəb idarəetmə məntiqi və güc kommutasiya komponentləri tələb etsə də, maqnit elementlərinin ölçüsünü və çəkisini kəskin azaldır, eyni zamanda çevirmə səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır və istilik itkilərini azaldır.

Müəssisə infrastrukturunu optimallaşdırmaqla məşğul olan mühəndislər üçün əsas idarəetmə panellərinin enerji paylama bölmələrinin yenilənməsi daha geniş şəbəkə infrastrukturunun təkmilləşdirilməsi ilə yanaşı həyata keçirilir. Yüksək səmərəli daxili enerji təchizatlarının seçilməsi qonşu rabitə və şəbəkə qovşaqlarının kabinet daxilində həddindən artıq istilikdən təsirlənməməsini təmin edir və müəssisə sahəsi boyunca sabit məlumat ötürülməsini dəstəkləyir.

Silisiumdan silisium karbid (SiC) MOSFET-lərə keçid

Güc yarımkeçiricisinin material seçimi yüksək tezlikli kommutasiya topologiyalarının son hədlərinə birbaşa təsir edir. Adi silisium (Si) güc tranzistorları bloklama gərginliyi, kommutasiya tezliyi və istilikkeçirmə baxımından aydın performans hədlərinə çatdığı halda, geniş qadağan olunmuş zona malik silisium karbid (SiC) texnologiyası güclü alternativ təklif edir.

SiC MOSFET-lər ənənəvi silisiumla müqayisədə təxminən on dəfə yüksək kritik elektrik sahəsi deşilmə möhkəmliyinə malikdir. Bu, onların yığcam, alçaqprofilli səthə montaj korpusunda son dərəcə yüksək deşilmə gərginliklərini (məsələn, 1700 V və ya daha yüksək) idarə etməsinə imkan verir. Bundan əlavə, SiC qurğuları daha aşağı açıq vəziyyət müqavimətinə ($R_{DS(on)}$) malikdir; bu da keçiricilik itkilərini minimuma endirir və parazit tutumunu əhəmiyyətli dərəcədə azaldaraq yüksək tezlikli kommutasiya itkilərini kəskin şəkildə azaldır.

Silisium karbid (SiC) MOSFET-in ənənəvi silisium (Si) texnologiyası ilə müqayisədə daha yüksək səmərəlilik əyrilərini göstərən səmərəlilik qrafiki.
Şəkil 4. Eyni yük şəraitində SiC MOSFET arxitekturalarının köhnə Si qurğuları ilə müqayisədə azaldılmış istismar itkilərini göstərən səmərəlilik müqayisəsi.

Silisium karbid daha yüksək maksimal p-n keçid temperaturunda təhlükəsiz işləyə bildiyinə görə, xarici istilik idarəetməsi tələbləri əhəmiyyətli dərəcədə azaldıla bilər. Bu, layihə qruplarına iri alüminium istilikötürücüləri və aktiv soyutma ventilyatorlarını kiçiltməyə və ya tamamilə aradan qaldırmağa, misilsiz miniaturizasiyaya nail olmağa və ümumi sistem yığma xərclərini azaltmağa imkan verir.

Praktiki tətbiq profili: Sənaye AC servo ötürücüsü

Bu inteqrasiya olunmuş enerji prinsiplərinin praktiki tətbiqini təhlil etmək üçün 400 VAC çoxoxlu sənaye robotunun servo ötürücü sistemi üçün köməkçi enerji bölməsini layihələndirməkdən ötrü tələb olunan mühəndislik parametrlərini nəzərdən keçirək:

  • Əsas giriş gərginliyi və hədəf güc: Nominal 400 VAC xətt girişi sabit 48 W DC çıxışı təmin edir.
  • İş tezliyi spektri: Maksimum hədəf keçid tezliyi 120 kHz olaraq müəyyən edilib.
  • Normal fasiləsiz cərəyan sərfi: Nominal iş cərəyanı 600 µA-dır.
  • Gözləmə/impuls cərəyanı məhdudiyyətləri: Kiçik yük şəraitində 500 µA ilə məhdudlaşdırılıb.
  • Ətraf mühitin istilik şəraiti: 20 Selsidən 95 Selsiyədək təhlükəsiz iş diapazonu.
  • Mexaniki korpus məhdudiyyəti: Aşağı profilli, avtomatlaşdırılmış səthə quraşdırılan korpus (məsələn, TO263-7L).
  • Əsas təhlükəsizlik protokolları: İnteqrasiya edilmiş UVLO və yüksək sürətli çıxış həddən artıq gərginlikdən mühafizə dövrələri.

Bu iddialı məqsədlərə ciddi büdcə və yer məhdudiyyətləri çərçivəsində nail olmaq üçün konstruktorlar çox vaxt ənənəvi çoxçipli diskret dizaynlardan imtina edirlər. Bunun əvəzinə, ROHM Semiconductor tərəfindən BM2SC12xFP2-LBZ seriyası, xüsusilə də BM2SC121FP2-LBZ üçün hazırlanmış qabaqcıl birkorpuslu həllərə, məsələn, enerji təchizatı texnologiyalarına yönəlirlər.

İnteqrasiya edilmiş yüksək gərginlikli SiC güc tranzistoruna malik, yüksək inteqrasiya səviyyəli ROHM səthə quraşdırılan sənaye AC-DC çevirici İS korpusu.
Şəkil 5. Üzərində 1700 V-luq silisium-karbid güc yarımkeçiricisi olan, səthə quraşdırılan sənaye AC-DC çevirici İS-i.

Qurğunun spesifikasiyalarının nəzərdən keçirilməsi onun tələbkar robot ötürücüsü tətbiqinin profilinə tam uyğun gəldiyini təsdiqləyir:

  • Tətbiq uyğunluğu: 48 Vt-a qədər güc təmin edən yüksək gərginlikli 400 VAC xəttinin düzləndirilməsi üçün zavodda optimallaşdırılıb.
  • Cərəyan sərfi profili: Normal iş dövrlərində fasiləsiz olaraq 800 µA sərf edir, impuls rejimlərində isə sərfi 500 µA ilə məhdudlaşdırır.
  • Tezlik diapazonu: 120 kHz-ə qədər keçid tezliyinə hesablanıb.
  • Genişləndirilmiş iş temperaturu: -40 Selsidən +105 Selsiyədək sənaye sinfi iş temperaturu diapazonu.
  • İnteqrasiya edilmiş təhlükəsizlik komponentləri: Daxili UVLO, OVP və yüksək dəqiqlikli termik söndürmə (TSD) dövrəsinə malikdir.

Bu güc İS-i xüsusi Kvazi-Rezonanslı (QR) keçid sxemindən istifadə edir. Bu idarəetmə topologiyası yumşaq keçid davranışını təmin edir və standart sərt keçidli PWM konfiqurasiyaları ilə müqayisədə yüksək tezlikli elektromaqnit maneə (EMI) emissiyalarını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Bundan əlavə, kompakt, səthə quraşdırılan TO263-7L korpusunda möhkəm 1700 V / 1.12 Ω SiC MOSFET-i idarəetmə məntiqi ilə birlikdə birbaşa inteqrasiya edir.

Yüksək inteqrasiya səviyyəsinə malik qurğunun seçilməsi aşağıda göstərilən əsas mühəndislik çətinliklərini birbaşa aradan qaldırır:

  • Minimumləşdirilmiş EMI izi: Yumşaq keçidli kvazi-rezonanslı iş rejimi yüksək tezlikli səs sıçrayışlarını azaldır və bununla da konstruktorlara xarici ümumi rejimli boğucuları və filtr şəbəkələrini kiçiltməyə imkan verir.
  • Çevirmə itkilərinin azaldılması: Ənənəvi silisium əvəzinə qabaqcıl silisium karbid kanalından istifadə etməklə keçiricilik və kommutasiya itkiləri 28%-dək azalır və ümumi səmərəlilik dərhal 5% yüksəlir.
  • Gözləmə rejiminin optimallaşdırılması: Gözləmə rejimində cərəyan sərfi cəmi 19 µA-a qədər azalır, az yüklər zamanı isə səmərəliliyi qorumaq üçün avtomatik partlayış rejimi işə düşür.
  • Sistemin miniatürləşdirilməsi: Səthə montaj üçün korpusun ölçüləri cəmi 10.18 mm x 15.5 mm x 4.43 mm-dir və bununla da kritik plata sahəsi boşalır.
  • Material siyahısının və montajın optimallaşdırılması: Bu monolitik arxitektura ayrıca PWM kontrolleri, iki 800 V Si MOSFET-i, çoxsaylı yüksək gərginlikli Zener sıxac diodları və balanslaşdırıcı rezistorlar daxil olmaqla, 12-yə qədər diskret komponenti əvəz edir və xarici alüminium istilik qəbuledicisinə ehtiyacı tamamilə aradan qaldırır.
Mürəkkəb diskret komponentli enerji təchizatı yerləşimini sadələşdirilmiş, monolitik inteqrasiya olunmuş SiC İS enerji sxemi ilə müqayisə edən diaqram.
Şəkil 6. Mürəkkəb, ənənəvi çoxkomponentli enerji sxemi ilə yüksək dərəcədə sadələşdirilmiş monolitik inteqrasiya olunmuş enerji mərhələsini müqayisə edən sxematik təsvir.

Bir neçə diskret komponentin aradan qaldırılması ilə sxemin yerləşimi Şəkil 6-da göstərildiyi kimi əhəmiyyətli dərəcədə sadələşir. Fiziki komponentlərin sayının azaldılması komponent nasazlığı ehtimalını birbaşa aşağı salır və nəticədə kritik istehsalat sahələri üçün mahiyyətcə daha etibarlı enerji mərhələsi yaranır.

Bundan əlavə, uzunmüddətli sənaye məhsulu həyat dövrü zəmanətləri ilə dəstəklənən komponentlərin seçilməsi vaxtından əvvəl köhnəlməyə qarşı müdafiə təmin edir. Komponentlərin 5–10 il ərzində fasiləsiz təchizatını təmin etmək mühəndis qruplarını qəfil, büdcədə nəzərdə tutulmamış uyğunluq sınaqlarından və bahalı sistemin yenidən validasiyasından qoruyur.

Müasir enerji idarəetmə arxitekturalarının sintezi

Sənaye idarəetmə mühitləri ağıllı avtomatlaşdırma texnologiyalarını inteqrasiya etməyə davam etdikcə, yüksək səmərəli və az yer tutan köməkçi enerji mərhələlərindən əməliyyat asılılığı daha da artacaq. İstər mərkəzləşdirilmiş DCS idarəetmə sistemində təkmilləşdirmələr aparılır, istərsə də müstəqil terminal sahə blokları yenilənir, köhnə və səmərəsiz diskret xətti düzləndirmə sxemləri artıq texniki və ya maliyyə baxımından məqsədəuyğun deyil.

Müasir səmərəlilik, məkan və istilik hədəflərinə çatmaq üçün inteqrasiya olunmuş enerji arxitekturalarının tətbiqi tələb olunur. Yüksək tezlikli kommutasiya kontrollerlərindən, daxili qoruma dövrələri olan monolitik idarəetmə İS-lərindən və geniş zolaqlı SiC güc tranzistorlarından istifadə etməklə layihələndiricilər uzun illər ərzində avtomatlaşdırılmış əməliyyatları dəstəkləyə bilən möhkəm və yüksək etibarlı enerji çevirmə sistemləri yarada bilərlər.

Leave a comment

Please note, comments need to be approved before they are published.