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【应用笔记】新能源领域电感解决方案

发布人:codaca2020时间:2022-05-12来源:工程师

新能源领域电感解决方案(图1)

前言


在不同的可再生能源发电当中,太阳能和风能是开发和应用最广的。光伏电池板已在全球范围内广泛架设,尤其是在一些几乎没有机会从公共电网获得电力或根本没有建立电网基础设施的地区或运营环境;其易于建设且成本灵活的特点已使得太阳能对于区域的能源结构变得非常重要。在风能场中,几兆瓦电力的电力生产能力极大地促进了碳中和的实现进程,从而使其成为重要的商业电力来源。 

然而,由于依赖于日照时长或风力强度的功率等级不稳定,转换效率和向上馈电到电网的控制成为电力工程非常关注的问题。 

应用到电能质量和电平的传感器和测量单元几乎遍及每一个功率级——从发电到传送再到逆变,这些重要的实时信号需要支持中央控制器进行相应的操作并驱动外部不同 HV 或 LV 开关 FET(如 SiC、IGBT)的控制栅极。在这种电力应用中,许多大型的功率部件或装置被广泛应用,以承受高电压或瞬变,它们具有更长的使用寿命,以实现稳定性能,从而降低整个装置或系统的故障率。此外,为了完成这些管理任务,必须使用独立的电源和可靠的电源分配给所有功能或行动单元。更小尺寸的组件(与用于电线的组件相比)同时具有可靠的使用寿命和更高的耐环境冲击能力,将会是合适的选择。

新能源领域电感解决方案(图2)

中控平台电源


发电厂控制中心的电源必须采用冗余设计,以确保它不会失去对整个电力生产的控制——这可能是由于光伏或风力涡轮机的不稳定发电率造成的。 尽管每个功能单元都有传统的 AC-DC 离线电源和分布式 DC-DC 转换器,但也应始终使用蓄电池或 UPS,以充当必要的备用电源或应对意外的电路分路故障。 

推荐的科达嘉产品:

CPSQ / CPTR / TCB / PK / PKS / SPBL / SPRH / CPER / CPCE (Lr) CSCF / VSRU / CSEC / CSEB / CSFU / CSFI (Lout)

新能源领域电感解决方案(图3)


隔离栅极驱动器


光伏板输入升压后的直流母线通常为 1KV 至 1.5KV,应用于MOSFET 或更常见的 SiC 或 IGBT 的隔离驱动器必须将输入逻辑 PWM 信号与输出驱动电源隔离。由于米勒电流,驱动器通常包含两个或更多内置 MOSFET,以形成米勒钳位,从而避免操作错误。 一般而言,馈入隔离驱动器的电流会高于低压栅极驱动器,达到几安培。 通常建议实现单独的转换器以实现更快的响应和高功率要求的栅极驱动。 

推荐的科达嘉产品:CSTC/CSTA(控制信号线CMC)/SPBL/SPRH(高压功率扼流圈)。 


新能源领域电感解决方案(图4)

扭矩控制器


由于更广泛的能量波动摆幅和电压暂降,与光伏相比,风能的不确定性要大得多,为了保护下游功率级的转换设备,必须通过平衡涡轮机中的磁化力以控制扭矩的方式来管理风能。其中,控制单元可能向线圈提供数百伏的来自涡轮机产生的电流。与降压转换一样,调谐输出会在额定功率过高时通过产生相反的磁通量以某种方式消除发电机磁场,另一方面增强它以平滑电压骤降。

推荐的科达嘉产品:SPBL / SPRH / PKS / PK(高压滤波扼流圈)。

新能源领域电感解决方案(图5)


直流插座


光伏电池板电站(较小规模的设置)可以在白天收集发电并就地馈入EV/HEV电池充电等用电负载,这是一种光伏新能源与储能相结合的新兴市场解决方案。 这个小型工厂的直流电源插座必须以更高的频率运行,以减少使用大型扼流圈和转换开关;这种应用也必须在现场进行监督以最大限度地提高充电安全性。 

推荐的科达嘉产品:CPFS / CPER 

新能源领域电感解决方案(图6)




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