DC-Pasokan listrik modul DC semakin banyak digunakan dalam industri seperti telekomunikasi, otomasi industri, kontrol daya, transportasi kereta api, pertambangan, dan pertahanan. Desain modularnya secara efektif menyederhanakan desain sirkuit pelanggan sekaligus meningkatkan keandalan sistem dan efisiensi pemeliharaan. Pada saat yang sama, karena karakteristik sub-industri yang berbeda, kebutuhannya tentu saja berbeda-beda. Artikel ini terutama berfokus pada pemilihan modul daya untuk industri tenaga listrik.
DC-Pasokan listrik modul DC semakin banyak digunakan dalam industri seperti telekomunikasi, otomasi industri, kontrol daya, transportasi kereta api, pertambangan, dan pertahanan. Desain modularnya secara efektif menyederhanakan desain sirkuit pelanggan sekaligus meningkatkan keandalan sistem dan efisiensi pemeliharaan. Pada saat yang sama, karena karakteristik sub-industri yang berbeda, kebutuhannya tentu saja berbeda-beda. Artikel ini terutama memperkenalkan kriteria pemilihan modul daya di industri tenaga listrik.
Karena kompleksitas jaringan listrik, industri listrik mempunyai kebutuhan yang beragam terhadap pasokan listrik DC{0}DC. Di bawah ini, tim editorial Yulin Technology menguraikan secara singkat beberapa kriteria pemilihan utama:
1. Konsumsi Daya-Tanpa Beban Rendah
Perangkat pemantauan tertentu di industri tenaga listrik hanya aktif selama kondisi tidak normal dan memerlukan daya yang signifikan, namun tetap dalam mode siaga untuk waktu yang lama selama pengoperasian normal, seperti FTU dan modul-tegangan-sag. Kebanyakan sistem tersebut menggunakan baterai sebagai sumber daya cadangan. Jika konsumsi daya-tanpa beban pada modul DC-DC terlalu tinggi, hal ini dapat menyebabkan masalah seperti waktu kerja baterai pendek dan kegagalan baterai prematur. Misalnya, dalam proyek modul anti-flicker tertentu, ketika terjadi pemadaman listrik, modul daya harus menyuplai daya sekitar 20W ke relai dalam waktu 1,5 detik; namun, sering kali, relai tidak aktif, dan sistem beroperasi mendekati kondisi{10}}tanpa beban. Dalam skenario ini, energi baterai dikonsumsi oleh modul DC-DC; semakin tinggi konsumsi daya tanpa beban, semakin pendek waktu kerja baterai. Untuk memperpanjang masa pakai baterai, konsumsi daya tanpa beban pada catu daya tidak boleh melebihi 0,3W, sedangkan catu daya 20W yang tersedia secara komersial biasanya memiliki konsumsi daya tanpa beban yang berkisar antara 0,5W hingga 1,5W.
2. Efisiensi Tinggi di Seluruh Rentang Beban
Seperti disebutkan di atas, banyak perangkat di industri listrik beroperasi dalam kondisi beban ringan atau bahkan tanpa beban dalam jangka waktu lama. Oleh karena itu, mencapai efisiensi tinggi di seluruh rentang beban sangat penting untuk keandalan sistem pasokan listrik. Namun, aspek ini sering diabaikan oleh sebagian besar produsen penyedia listrik. Untuk membuat spesifikasi teknisnya lebih menarik, banyak produsen berfokus pada pencapaian efisiensi yang sangat tinggi pada beban penuh, namun efisiensi turun secara signifikan pada beban ringan (5% –50%). Hal ini mengakibatkan kenaikan suhu pengoperasian aktual yang lebih tinggi pada modul catu daya, yang menyebabkan serangkaian masalah desain termal. Faktanya, untuk sistem catu daya, efisiensi tinggi di seluruh rentang beban berarti menurunkan kehilangan daya dan kenaikan suhu, sehingga secara efektif meningkatkan keandalan sistem. Oleh karena itu, saat memilih catu daya, perhatian khusus harus diberikan pada kurva efisiensinya dalam kondisi-tanpa beban dan-beban ringan.
3. Tegangan Isolasi Tinggi, Kapasitansi Isolasi Rendah
Di sektor kontrol industri, modul daya DC-DC biasanya memerlukan tegangan isolasi hanya 1500 VDC. Namun, sistem kendali di industri tenaga listrik umumnya memilih modul daya dengan tegangan tahan 3000 VDC atau lebih tinggi untuk memastikan sistem kendali tetap tidak terpengaruh oleh gangguan eksternal.
Untuk produk elektronika daya, penting juga untuk meminimalkan kapasitansi parasit antara sisi primer dan sekunder. Hal ini memerlukan pemilihan modul daya dengan kapasitansi isolasi serendah mungkin untuk mengurangi dampak interferensi mode-umum pada sistem. Secara umum, untuk konverter DC-loop DC-loop terbuka 1–2 W yang digunakan sebagai driver daya, disarankan untuk memilih modul dengan kapasitansi isolasi di bawah 10 pF, sedangkan untuk konverter DC-loop tertutup-DC, modul dengan kapasitansi isolasi di bawah 150 pF harus dipilih jika memungkinkan.
4. Karakteristik EMC
Kinerja EMC memastikan pengoperasian sistem elektronik yang normal dan aman. Saat ini, industri elektronik memberlakukan persyaratan ketat pada kinerja EMC produk. Penanganan EMC yang buruk dapat menyebabkan pengaturan ulang sistem, reboot, atau bahkan kegagalan dini; oleh karena itu, karakteristik EMC yang unggul dapat meningkatkan daya saing produk listrik.
5. Karakteristik Batas Suhu
Produk industri tenaga listrik tersebar di berbagai wilayah geografis, mulai dari panas terik di Hainan tropis hingga dinginnya musim dingin di timur laut, dan sebagian besar produk dipasang di lingkungan luar ruangan. Oleh karena itu, catu daya modul DC-DC harus memiliki kisaran suhu pengoperasian minimal -40 derajat hingga +85 derajat .
Pengujian suhu ekstrem adalah metode untuk memverifikasi keandalan modul daya, termasuk-penuaan suhu tinggi, pengujian performa beban-hidup-suhu tinggi dan rendah, pengujian guncangan bersepeda suhu tinggi-suhu rendah, dan pengujian-suhu-kelembaban tinggi-jangka panjang. Pengembangan catu daya yang tepat harus melalui semua pengujian ini. Melakukan uji keandalan ini memberikan referensi penting untuk pemilihan produk.
Pemilihan modul daya DC-DC harus mempertimbangkan karakteristik spesifik industri tenaga listrik. Misalnya, jika sistem daya secara keseluruhan memerlukan efisiensi energi yang lebih besar, diperlukan modul daya dengan efisiensi tinggi dan konsumsi daya tanpa beban yang rendah. Selain itu, stabilitas sistem dalam berbagai kondisi interferensi EMC harus dipertimbangkan, sehingga memerlukan modul daya dengan kinerja EMC yang sangat baik. Demikian pula, meskipun modul daya hanyalah komponen fungsional, peningkatan keandalan sistem daya memerlukan pendekatan yang lebih komprehensif yang mempertimbangkan-desain aplikasi tingkat sistem.