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電力行業dcdc電源模塊的選型

編輯:南京AG贵宾厅電子有限公司時間:2018-06-28

dcdc模塊電源越來越多的應用於通信、工業自動化、電力控製、軌道交通、礦業、軍工等行業。模塊化的設計,可以有效的簡化客戶的電路設計,提升係統的可靠性和維護效率。同時由於細分行業特性不同,其要求自然不同。本文主要介紹電力行業對於電源模塊的選型。


電力行業由於電網的複雜性,其對於dcdc電源的需求也呈現多樣性,下麵簡要介紹幾個選型要點:


2.1 低空載功耗


電力行業某些監控設備隻有在異常時動作,並需要較大功率,其正常工作時長期處於待機狀態,例如FTU、抗晃電模塊等。此類係統大多采用蓄電池做為備用電源,如果dcdc模塊電源空載功耗過高則會導致蓄電池續航時間不長、過早損壞等問題。例如在某抗晃電模塊項目中,當電網出現失壓時,電源模塊需要在1.5秒內提供約20W功率給繼電器供電,但是大部分時間,繼電器不動作,係統接近空載。 此時,蓄電池的能量都被dcdc消耗掉,電源空載功耗越大,電池續航時間越短。為了延長電池的續航時間,要求電源的空載功耗不得高0.3W,而市麵上20W電源的空載功耗一般在0.5W-1.5W左右。 

2.2全負載範圍內高效率


如上文所述,電力行業很多設備長時間處於輕載甚至空載狀態下,所以實現全負載範圍內的高效率對於電源係統可靠性來說意義重大,但這點卻往往被大部分電源廠商忽略,很多廠商為了讓技術參數更有吸引力,常常將滿載效率做到很高,但在5%-50%的輕負載情況下效率較低,這會導致電源模塊實際工作溫升偏高,導致一係列熱設計問題。其實對於電源係統來說,全範圍高效率意味著更低的功率損失和溫升,可以有效提高係統可靠性,因此在電源選型時需要特別注意其在空載和輕負載條件下對應的效率曲線。


2.3 高隔離電壓、低隔離電容


一般工控行業dcdc電源模塊的隔離電壓隻需要1500VDC就可以了,但是電力行業的控製係統一般選擇的耐壓在3000VDC及以上的電源模塊,以確保控製係統不受外界影響。


如是電力電子產品還需要注意原邊和次級之間盡量少寄生電容,即要求選擇盡量低隔離電容的電源模塊,用以降低共模幹擾對係統的影響。一般而言,驅動器供電的1-2W非穩壓開環dcdc建議選取隔離電容低於10pF的,而閉環設計的dcdc則盡量選取隔離電容低於150pF的。


2.4 EMC特性


EMC性能是電子係統正常、安全工作的保證,目前電子行業對產品的EMC性能都提出了很高的要求,因EMC處理不好導致係統的複位重啟甚至是早期失效,因此優良的EMC特性可以提升電力產品的競爭力。


2.5 極限溫度特性


電力行業產品應用的地理區域非常寬廣,有處於熱帶的海南的酷暑也有東北冬天的嚴寒,而且大部分產品處於室外環境。因此要求dcdc模塊電源的工作溫度範圍至少為-40℃~+85℃.


極限溫度試驗是能檢驗電源模塊可靠性的方法,例如高溫老化、高溫&低溫帶電工作性能測試、高低溫循環衝擊試驗和長時間高溫高濕測試等。正規的電源開發都會經過以上測試。做這些可靠性測試可以為選型提供重要參考。 


dcdc電源模塊的選型需要根據電力行業特殊特性來選擇,例如整體電力需要更加節能高效,那麽就需要高效率和低空載功耗的電源模塊產品;產品需要考慮在各種EMC幹擾環境下係統工作的穩定性,因此就需要優良EMC性能的電源模塊。諸如此類,同時,電源模塊隻是一種功能集成,更多的需要從係統係統層麵考慮係統應用設計提升電源係統的可靠性。