Rewolucyjne przetworniki DC-DC o szerokim zakresie napięć wejściowych

W omawianych aplikacjach zastosować można przetworniki DC- DC z serii AM10/15/40/45/200-NZ firmy Aimtec, które zapewniają wyjątkowo szeroki zakres napięć wejściowych (od 200 do 1500 V_DC). Umożliwiają one zwiększenie sprawności o 1,5‒2 punkty procentowe w porównaniu z przetwornikami 1000 V_DC dostępnymi obecnie na rynku. Co więcej – przetworniki DC- DC firmy Aimtec umożliwiają stworzenie prostego, taniego i kompaktowego systemu. Jest to możliwe dzięki innowacyjnej budowie oraz możliwości bezproblemowej integracji z szeroką gamą innych produktów marki Aimtec. Zastosowanie takich rozwiązań skraca czas potrzebny na wprowadzanie produktów na rynek, zmniejsza ich koszty i podnosi wydajność systemów.

GLOBALNE DZIAŁANIA NA RZECZ EKOLOGICZNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ

W 2015 roku, po paryskiej konferencji ONZ w sprawie zmian klimatu, podpisano porozumienie dotyczące redukcji globalnych emisji gazów cieplarnianych. Wpłynęło ono pozytywnie na rozwój i zwiększyło popularność ekologicznych źródeł energii odnawialnej, takich jak panele fotowoltaiczne i energetyka wiatrowa. Duże społeczne poparcie rozwiązań z zakresu ekologicznych źródeł energii odnawialnej, malejące koszty produkcji oraz nowe technologie zwiększające wydajność to czynniki, które powinny zwiększyć zapotrzebowanie na systemy PV i energii wiatrowej.

Poprawie wydajności sprzyja zastosowanie nowych przetworników. Obecnie systemy fotowoltaiczne są projektowane w oparciu o model wykorzystujący napięcie wejściowe 1000 V_DC – to o 33% niższe napięcie od 1500 V_DC obsługiwanych przez nowe rozwiązania firmy Aimtec. Firma GTM wyliczyła, że systemy o wyższym napięciu zwiększą sprawność o 1,5‒2 punkty procentowe. W świetle tych ustaleń sytuacja stała się jasna: kolejnym krokiem w rozwoju instalacji fotowoltaicznych musi być wymiana wewnętrznych elementów urządzeń wchodzących w skład tych wysoce zaawansowanych rozwiązań.

PRZETWORNIKI DC-DC Z SERII AM10/15/40-800XXS-NZ D

Wymienione przetworniki to unikalne w skali rynku produkty dostępne wyłącznie u niektórych dostawców. Zapewniają one napięcia wejściowe z zakresu od 200 do 1500 V_DC, izolację 4000 V_AC oraz wbudowane funkcje ochronne, które są przydatne przy różnych systemach fotowoltaicznych oraz innych zastosowaniach wymagających stabilnego i niezawodnego źródła zasilania (np. turbinach wiatrowych).

DLACZEGO AM10/15/40-80024S-NZ TO NOWA JAKOŚĆ?

Oto, co wyróżnia omawianą serię przetworników DC-DC firmy Aimtec na tle innych modułów tego typu:

• Wyjątkowy, bardzo szeroki zakres napięcia wejściowego: od 200 do 1500 V_DC;
• Standardowe napięcie wyjściowe: 5 / 12 / 15 / 24 V;
• Możliwość wykorzystania przy tworzeniu mniejszych i bardziej kompaktowych produktów (falownik, system monitorowania);
• Liczne zabezpieczenia:
  - podnapięciowe na wejściu,
  - przed odwrotną polaryzacją,
  - nadprądowe na wyjściu,
  - przed zwarciami,
  - nadnapięciowe,
  
  
• Duża niezawodność w trudnych warunkach środowiskowych;
• Przemysłowy zakres temperatur pracy: od –40 do +70°C;
• Wysoka wydajność, niski poziom tętnień i zakłóceń;
• Certyfikacja EN62109, w oczekiwaniu na certyfikację UL508;
• Montaż PCB, możliwość montażu na szynie DIN.

 

Fot. 1 AM10W-60005S-NZ-ST

 

Fot. 2 AM15W-80024S-NZ

 

Fot. 3 AM40W-80024S-NZ-ST

Innowacyjny przetwornik DC-DC umożliwia modułowi mocy w macierzy paneli słonecznych pracę z napięciami wyższymi niż 1000 V. Jest to o tyle ważne, że napięcie wyjściowe zmienia się w zależności od natężenia światła słonecznego. Utrzymujące się przez dłuższy czas zbyt wysokie napięcie może doprowadzić do utraty stabilności napięcia roboczego, problemów z przewodami, a także powodować awarie całego systemu.

Przetwornik DC-DC wykonany jest w topologii flyback i ma zaawansowany, niezawodny układ sterowania PWM. Wykorzystuje on również dwa tranzystory wysokonapięciowe połączone szeregowo oraz moduł izolacji zasilania. Wysokonapięciowy układ rozruchowy jest zbudowany z wykorzystaniem opatentowanej technologii firmy Aimtec i wyposażony jest w szereg wbudowanych zabezpieczeń.

ZASTOSOWANIA PRZETWORNIKÓW DC-DC W SYSTEMIE PV

I. Zasilanie jednostki monitorującej skrzynkę łączeniową

W przypadku tej typowej jednostki monitorującej skrzynkę łączeniową w instalacji paneli fotowoltaicznych szeroki zakres napięcia wejściowego przetwornika DC-DC oraz izolacja 4000 V_AC upraszcza proces przetwarzania energii z zespołu paneli na napięcie 24 V_DC wymagane przez jednostkę monitorującą. Przetwornik DC-DC AM1DS-0505SH30-NZ zasila czujnik Halla i zapewnia izolację wysokich napięć od niskich. Przetwornik AM2LS-0503S-NZ z kolei zapewnia izolowane napięcie 3,3 V dla mikrokontrolera. Wreszcie nadajnik-odbiornik RS-485 gwarantuje izolowaną transmisję szeregową i zasilanie, co zmniejsza zaburzenia elektromagnetyczne i zapobiega też tym związanym z pętlą uziemienia. Takie rozwiązanie jest funkcjonalne i gwarantuje bezpieczeństwo na najwyższym poziomie.

 

Rys. 1 Zasilanie jednostki monitorującej skrzynkę łączeniową w instalacji PV

II. Zasilanie jednostki monitorującej falownika

Skrzynka łączeniowa pobiera prąd z macierzy paneli fotowoltaicznych, który następnie przechodzi przez szafkę elektryczną DC i jest przekształcany na napięcie przemienne w falowniku. Ten proces musi być monitorowany, aby mieć pewność, że napięcie wyjściowe spełnia odpowiednie wymagania. Na schemacie widać, że moduł AM10/15.40W-800-NZ pobiera prąd z szyny wysokonapięciowej i zmniejsza napięcie do 24 V_DC. Następnie przetworniki AMSRI-7805-NZ i przetwornik AMSRI-7815-NZ dostarczają z bardzo dużą sprawnością prąd o odpowiednim napięciu do kolejnego układu. Przetwornik AM2LS-0503S-NZ dostarcza odizolowany prąd stały do mikrokontrolera.

 

Rys. 2 Zasilanie jednostki monitorującej falownika w instalacji PV

Nowe przetworniki firmy Aimtec z serii AM10/15/40-800xxS-NZ zapewniają najszerszy w branży zakres napięć wejściowych: od 200 do 1500 V_DC. Uzupełnia je kompletny wachlarz produktów, które umożliwiają zwiększenie sprawności systemów PV o 2 punkty procentowe. Co więcej – najlepsze w klasie zabezpieczenia gwarantują bezpieczną i niezawodną pracę sprzętu. Rozwiązanie firmy Aimtec dla systemów PV dostarcza klientom ogromnych korzyści, upraszczając ich projekty, zmniejszając koszty oraz polepszając ogólną sprawność systemów. Więcej informacji na temat przedstawionych produktów znaleźć można na stronie TME – autoryzowanego dystrybutora marki Aimtec.

Transfer Multisort Elektronik
www.tme.pl