Table of Contents
مورد معماری های برق معمولی و مقیاس پذیر
سیستم های الکترونیکی مدرن به تحویل قدرت تمیز، قابل اعتماد و کارآمد برای کار به عنوان در نظر گرفته شده بستگی دارد.از مراکز داده های مقیاس بالا گرفته تا هواپیماهای بدون سرنشین مستقل، خواسته های الکتریکی که در سیستم های برق قرار می گیرند، پیچیده تر با هر نسل از تکنولوژی به طور سنتی، طراحی های تامین برق به طور یکپارچه و انعطاف پذیر است؛ یک واحد، ثابت با سیستم بار تکامل یافته است، این سفت و سخت بودن تبدیل مهندسان و سخت افزاری شده است که در حال حاضر بدون اطمینان سیستم قدرت ماژولار آنها می تواند به یک سیستم قدرت قابل اعتماد را تنظیم کند، و انعطاف پذیر را برای انطباق دهد؛ و انعطاف پذیر است؛ تنها برای انطباق سیستم های قدرت ساده سازی قدرت ساده سازی، و انعطاف پذیر است؛ و انعطاف پذیر، و انعطاف پذیر، و انعطاف پذیر است؛ یک سیستم های قدرت ساده سازی، و انعطاف پذیر، و انعطاف پذیر، تنها برای انطباق نیست؛ یک سیستم های قدرت ساده سازی سیستم های قدرت، و انعطاف پذیر، و انعطاف پذیر، و انعطاف پذیر، و انعطاف پذیر، یک سیستم های قدرت، یک سیستم های قدرت ساده سازی.
در زیر ما کشف می کنیم که معماری های قدرت مدولار و مقیاس پذیر واقعا به چه معنی است، مزایای ملموسی که آنها در سراسر صنایع ارائه می دهند و ملاحظات طراحی که بر پذیرش آنها تأثیر می گذارد.
تعریف صلاحیت و مقیاس پذیری در سیستم های قدرت
منبع قدرت سفارشی از واحدهای گسسته و تعویض شده ساخته شده است؛ هر کدام قادر به ارائه بخشی از کل بارگذاری است، فکر از آنها به عنوان بلوک های ساختمانی، به عنوان یک ساختار مقیاس پذیر، اجازه می دهد سیستم به افزایش ظرفیت خود را با اضافه کردن یک مثال عمده از تنظیمات دستی، در حالی که اغلب به دو ماژول های برش دستی را انتخاب کنید:
این تضاد با یک منبع ثابت و متمرکز که ارتقاء به یک امتیاز بالاتر قدرت به طور معمول به معنای جایگزینی کل واحد، بازسازی توزیع و خرابی طولانی مدت است.طرح های قراردادی و مقیاس پذیر به جای آن قدرت را به عنوان یک منبع که می تواند به طور فزاینده اختصاص داده شود.
مزایای کلیدی معماری های قدرت های قراردادی و مقیاس پذیر
انعطاف پذیری برای مطابقت با تقاضای واقعی جهانی
سیستم های کمتری از روز اول به طور کامل کار می کنند. تقاضا اغلب به تدریج افزایش می یابد و پیش بینی دقیق نیازهای قدرت آینده به وضوح دشوار است.معماری های قراردادی اجازه می دهند مهندسان به طور مناسب اندازه زیرساخت های قدرت را برای بار اولیه، اضافه کردن ظرفیت به عنوان بار رشد می کند، این انعطاف پذیری خطر ساخت بیش از حد (و هدر رفتن سرمایه) یا کم کردن (و قطع ریسک) را نیز پشتیبانی می کند: برخی از بار های کاهش می دهد، در حالی که برخی از افزایش نور بالا استفاده می کند.
کاهش زمان و نگهداری
در یک عرضه تکلی، یک شکست واحد می تواند کل سیستم را با واحدهای قابل استفاده ماژولار، یک ماژول معیوب را می توان حذف کرد و جایگزین کرد در حالی که ماژول های باقی مانده همچنان به عرضه بار به معنی زمان تعمیر (MTTR) به طور چشمگیری کاهش می یابد. خدمات فیلد ساده تر و خاموش می شود؛ تنها آجر شکست خورده جایگزین می شود، نه کل قفسه قدرت، به ویژه در تنظیمات دسترسی با ارزش، و ایستگاه های دسترسی محدود است.
علاوه بر این، توانایی ذخیره چند ماژول یدکی مشترک (به جای بسیاری از واحدهای منحصر به فرد) تدارکات خطوط را ساده می کند.یک ماژول یدکی می تواند چندین سیستم را در صورتی که آنها همان طراحی را به اشتراک بگذارند، خدمت کند.
هزینه های سرمایه گذاری از طریق سرمایه گذاری
استدلال مالی برای قدرت مدولار قوی است، به جای هزینه سرمایه بزرگ برای یک سیستم تمام عیار که ممکن است برای سال ها مورد نیاز نباشد، سازمان ها می توانند در یک شاسی و چند ماژول سرمایه گذاری کنند، سپس بیشتر به عنوان درآمد یا محاسبه تراکم آن را توجیه می کنند. این مدل پرداخت-شما- شما- به طور منظم هزینه های برق را با استفاده واقعی، جایگزین یک ماژول واحد، به مراتب ساده تر از جایگزینی کل سیستم ذخیره سازی صرفه تر است.
قابلیت اطمینان پیشرفته و Redundancy
معماری مقیاس پذیر به طور طبیعی از N+1 یا 2N Redundancy پشتیبانی می کند.با شامل یک یا چند ماژول اضافی فراتر از حداقل نیاز، سیستم می تواند بدون هیچ گونه تاثیر بر بار، یک سنگ بنای از تاسیسات ماموریت بحرانی را تحمل کند. طبیعت ماژولار همچنین اجازه می دهد تا برای کاهش در سطح توزیع وmash؛ اگر یک اتوبوس خروجی ماژول شکست بخورد، دیگر ماژول های پیشرفته می توانند به اشتراک گذاری موازی با استفاده از ماژول های فعلی کمک کنند.
قابلیت اطمینان بیشتر با توانایی بازنشستگی و جایگزینی ماژول هایی که دارای سایش جزئی با تجربه یا سن هستند، بهبود می یابد، نه اینکه کل سیستم را دور بزند.
مقیاس پذیری بدون سیستم Redesign
شاید تحول پذیرترین مزیت توانایی مقیاس پذیری با اضافه کردن ماژول ها باشد، اغلب بدون قدرت در سیستم.این از رشد ارگانیک در مراکز داده، خطوط تولید و امکانات تحقیقاتی پشتیبانی می کند، به این معنی است که معماری قدرت تبدیل به یک تنگنا نمی شود. ماژول های تکنولوژی جدید با بهره وری بالاتر یا چگالی بهتر قدرت می توانند به همان شاسی وارد شوند، که زندگی کلی سیستم را گسترش می دهد.
برنامه های کاربردی در سراسر صنایع
مراکز داده و محاسبات Cloud
مراکز داده مدرن هزاران سرور را در خود جای می دهند، هر یک از قدرت های طراحی شده از یک نیروگاه توزیع مشترک.م.ا.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.ک.اس.اس.ک.ک.ک.ک.اس.اس.اس.اس.اس.ک.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس.اس
زیرساخت های اتصال و 5G
برج های سلولی، سر های رادیویی از راه دور و دفاتر مرکزی نیاز به قدرت بسیار قابل اعتماد در مکان هایی دارند که قدرت شبکه ممکن است غیر قابل اعتماد باشد.سیستم های برق معمولی با پشتیبان گیری باتری فشرده، قابل جابجایی هستند و می توانند به عنوان باند فرکانس جدید یا سلول های کوچک اضافه شوند. ماژول های گرم و گرم شده تعمیر و نگهداری را در سایت های سخت به دسترس ساده می کنند.
اتوماسیون صنعتی و تولید
ربات های کارخانه، کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC) و سیستم های نقاله وابسته به قدرت DC پایدار است.یک رویکرد مدولار به تیم های تعمیر و نگهداری اجازه می دهد تا یک ماژول قدرت را در عرض چند دقیقه به جای ساعت مبادله کنند و ظرفیت اضافه کنند زمانی که یک خط تولید جدید نصب شده است.این انعطاف پذیری همچنین از ریل های ولتاژ مختلف در همان کابینت پشتیبانی می کند.
هوا، دفاع و وسایل نقلیه الکتریکی
Avionics، سیستم های رادار و ایستگاه های شارژ خودرو الکتریکی از معماری های ماژولار برای مدیریت توزیع برق و انفجار استفاده می کنند.در هوافضا، وزن و فضا در یک حق بیمه هستند، اما ماژولار هنوز از طریق ماژول های قدرت توزیع شده که می تواند برای ماموریت های مختلف متصل شود، بسته های باتری ماژول های ماژول های ماژول های ماژول های ماژول های شارژ و شارژ اجازه می دهد برای سریعتر و ساده تر مدیریت حرارتی.
طراحی سیستم های قدرت قراردادی
در حالی که مزایای قانع کننده هستند، اتخاذ یک معماری مدولار و مقیاس پذیر نیاز به برنامه ریزی دقیق دارد. مهندسان باید ارتباطات ماژول، ایمنی گرم، دقت به اشتراک گذاری فعلی و مدیریت حرارتی را در ماژول رد پای ماژول و پین-out (به عنوان مثال، استانداردهای پروژه تکمیل باز یا عوامل صنعتی مانند DITTO) برای فعال کردن چند دوست داشتنی در فیلتر کردن و پیچیده تر شدن زمان تبدیل شدن ماژول های اتوبوس پیچیده تر ضروری است.
یکی دیگر از ملاحظات طرح کنترل است: کنترل متمرکز با یک مدیر سیستم یا کنترل توزیع شده با ماژول های مستقل؟ هر کدام دارای پیچیدگی، هزینه و زمان پاسخ است.
در نهایت، خود شاسی باید سیگنال های خنک کننده، نظارت و زنگ هشدار را برای مدیریت ماژول ها به طور موثر فراهم کند.
آینده روند
حرکت به سمت مدیریت قدرت دیجیتال سرعت بخشیدن به ماژول های هوشمند با میکروکنترلرهای جاسازی شده می تواند بیش از PMBus، CAN یا Ethernet، نظارت بر دانه و نگهداری پیش بینی شده را به طور منظم انتقال دهد.(SiC و GaN) فرکانس بالاتر، ماژول های کوچکتر و چگالی قدرت بیشتر و چگالی بیشتر را قادر می سازد؛ ساخت طرح های ماژولار حتی کارآمد تر.
ما همچنین شاهد ظهور وردولا هستیم؛ روترهای قدرت وردولا؛ این مبدلهای ماژولار را با رابط های شبکه هوشمند ترکیب می کند، اجازه می دهد که سوئیچ یکپارچه بین شبکه، باتری و منابع تجدید پذیر باشد.
نتیجه گیری
معماری های تامین برق متعارف و مقیاس پذیر تنها یک گزینه طراحی وmdash نیستند؛ آنها تبدیل به یک ضرورت برای هر سیستم است که باید با تغییر، به حداقل رساندن هزینه های خرابی و کنترل بر چرخه زندگی خود سازگار شود.با امکان اضافه شدن ظرفیت افزایشی، ساده سازی تعمیر و نگهداری از طریق جایگزینی داغ و پشتیبانی از تنظیمات متنوع قرمز، این معماری ها فراهم می کند یک پایه جامد برای تحویل قدرت قابل اعتماد.
مهندسانی که طراحی مدولار را در نظر می گیرند، خود را برای پاسخگویی به خواسته های آینده بهتر می دانند، چه به معنی مقیاس یک ناوگان مرکز داده، سخت کردن یک شبکه مخابراتی، و یا ساخت نسل بعدی حمل و نقل الکتریکی، انعطاف پذیری برای رشد بدون طراحی مجدد، صرفه جویی هزینه پرداخت به عنوان شما- شما-رو، و قابلیت اطمینان ماژول های اضافی این رویکرد عاقلانه برای مدت طولانی است.
برای مطالعه بیشتر، منابع را از جامعه الکترونیک قدرت و راهنماهای فنی از بررسی کنید و قدرت شبکه در توزیع قابل مقیاس پذیر DC توزیع.