Güç Gereksinimleri Anlamak

Uzak yerlerde sinyal sistemleri için bir güç sistemi tasarlamadan önce, yükün elektrik taleplerini tam olarak karakterize etmek önemlidir. Signal şartlandırma devreleri genellikle yükselticiler, filtreler, analog-dijital dönüştürücüler (ADCs), ve bazen mikrokontroller veya kablosuz transceivers. Her bir bileşen belirli gerilime sahiptir ve yükleme tolerans gereksinimlerine sahiptir.

Ger ve Mevcut Özellikler

Uygulamaya başlayın aktif işlem sırasında ve boş zaman veya uyku modlarında toplam mevcut çizimler. Birçok sensörler ve koşullu ICs tek bir +5 V veya +3.3 V demiryolundan çalışır, ancak hassas yükselteçler iki malzeme gerektirir (±5 V veya ±15 V). Devre ve şu anki en kötü başlangıç gerilimi belirler; bazı tedarik seviyesi altında sabit bir değer kaybederse ADC'ler.

Gürültü ve Ripple Hassasiyet

SignalRY devreleri güç tedarik gürültülerine karşı hassastır. Tedarik raylarında birkaç milivoltaik olabilir ancak üst düzey ölçüm çözünürlüğünü ortaya çıkarabilir. Yüksek giriş yükselteçleri (örneğin, 100'ün üzerindeki yüksek çözünürlükte elde edilebilir seviyelere kadar güç kaynağınızı özellikle hassastır.Uygun olmayan yerlerde, AC analerinin olmadığı yerlerde, bir ticaret geçiş yapanları arasındaki seçimin kısıtlayıcıları ve düşük verimsiz olarak dağıtabilir.

Güç üzerindeki ısıtımı Etkileri İhtiyaçlara ihtiyaç duyuyor

Uzaktan yüklemeler genellikle geniş sıcaklık hızlarını deneyimliyor. Lityum-ion batarya kapasitesi soğuk sıcaklıklarda azalırken, öncü-acid aküler verimlilik kaybeder. Bazı sinyal kontrollü IC'ler yüksek oranda yüksek sıcaklıklarda mevcut olan yüksek sıcaklık artışları ile ilgili olarak, tüm güç tedariki, uzun kablolara ulaşabiliyorsa, güneş kabloları ve beklenmedik bir artışlar için, nominal yüklerin % 125'i eklenebilir.

Güç Kaynağını Seçin

Uzak bir sinyal sistemi için güç kaynağı güvenilir, özerklik ve maliyetle dengelenmelidir. En yaygın üç seçenek ve adash;batteries, solar güç ve yedek vedash ile ızgara; sağlam bir karma çözüm oluşturmak için bir araya gelin.

Battery Power

Piller, kısa vadeli dağıtımlar veya güneş maruz kalmaları için en basit tek bir güç kaynağıdır. Uzun vadeli uzaktan kurulumlar, birincil (önemli) lityum toz (Li-SOCl2) gibi hücreler ve mühürlenen lead-acid (SLA), güneş veya rüzgar gibi düşük çevrim uygulamaları için ideal hale getirmektir. LiFePO4 bataryaları, uzun süreli bir yaşam eğriliği, lityum-iyonel basınç (Li-prese)

Bir batarya bankası büyüklüğünde, günlük enerji tüketimi (watt-saat) hesaplayın ve gerekli olan birkaç gün boyunca (tipik olarak 3 ila 7) Derinlik için hesaplayın (DoD) limit vedash; çünkü liderlik için, Li-ion için% 50'yi aşmayın,% 80'i kendi ısıtmalı bir tamponu içerir; Li-ion hücreleri genellikle 0° hasarsız olarak şarj edilemez.

Güneş Gücü

Solar fotovoltaik (PV) paneller, uzaktan sinyallendirme için en popüler yenilenebilir çözümdür. Panelin yüksek çözünürlükte (MPPT) kontrol edilebilirliğini üst düzey bir indirme (PWM) kontrol cihazı ile karşılaştırır.

Güneş destekli sistemler, batarya geriliminin aşırı şarjını önlemek için dikkatli bir şekilde izlenmesi gerektirir.Sekiz kontrol cihazı, bir kez bataryanın güvenli bir kesmeye ulaştığı bir kez yükleri izole eder. sinyallendirme devreleri için, ikincil bir yedekleme bataryasını veya süper kapasiteye sahip bir süperkapıya sahip olmak için bir süper kapasiteye sahip olmalıdır.

Uninterruptible Backup ile AC Power

Normal bir AC ızgaranın zamanın bir parçası olduğu yarı-rem yerlerinde, ağsız bir güç tedariki (UPS) kısa kesintiler yerine online çift-kontucuyu seçin: Online topoloji sürekli olarak dışlanmış bir yük veya jeneratör geçişi gerektirdiğinden emin olmak için, her türlü faktörden (UPS) kolayca geçiş yapmak gerekir.

Alternatifleri Enerji

ultra-düşük-güç sinyali için devreler (örneğin, endüstriyel IoT sensörleri% 1 altında görev döngüsü ile), vibrasyon, termoelektrik gradients veya küçük rüzgar türbinlerinden elde edilen enerjiler, bu dakikaları kolayca şarj edilebilir seviyelere kadar iyi bir şekilde üretebilirler. ancak, yüksek hızlı bir şekilde yüksek hızda şarj için yeterince enerji sağlar; LTC3108 veya MAX177 ile şarj edilebilir bir süper şarj cihazı veya yüksek çözünürlükte kullanılır.

Güç Yönetimi Stratejilerini Uygulamayın

Verimli güç yönetimi, ham kaynak enerjisini temiz, istikrarlı raylar haline getirirken, uzak sistemlerde, her miliwatt sayı ve zayıf düzenlemeler, yozlaşmış ölçümlerin gürültüyü ortaya çıkarabilir.

Low-Power Bidele

Bir bileşen seviyesinde başlayın. Güç üstü modları, düşük gürültü (trans/radic;Hz) ile birlikte, 1 ve mikro kontroller her zaman 1 ve kaçak altında derin bir uyku girebilmeli; A. Birçok modern hassas yükselteç, örneğin ADA4528 veya OPA2188, düşük bir mikro kontrol cihazı (örneğin, 1 mA'nın altındaki mevcut kişilerle) bir araya gelen bir cihaz, her zaman erişilebilir durumda kalabilmeli ve yüksek bir iletişim kurmalı.

Gerilme Yönetmeliği ve Dönüşüm

Uzaktan sistemler için iki aşamalı bir düzenleme topoloji kullanın: ilk olarak, yüksek verimli bir geçiş dönüştürücü (buck, güçlendirme veya SEPIC) batarya veya panel gerilimi bir orta demiryoluna doğru atlatmak için, o zaman düşük doz LDO, analog devreler için son temiz tedarik üretmek için. Örneğin, bir buck dönüştürücüyü% 12 V bataryayı% 90 verimlilikle 5 V'ye bırakabilir ve ADM71'den daha düşük bir yük devre dışı bırakabilir.

Uyku Moduları ve Görev Bisikleti

Birçok uzaktan sinyallendirme uygulamaları sürekli ölçüm gerektirmez. Örneğin, bir toprak nezdi saati bir kez örnek olabilir.Geçmişli yüksek çözünürlükte sistemli sistem hesapları, zaman yerleşmek için, okumalar, süreçler verileri, düşük güç kablosuz (LoRa, NB-IoT veya BLE) ile iletişim kurmak ve sonra, sabit bir şekilde tüm sistemin mevcut gecikme süresine girebilmeleri için, gerçek zamanlı bir uyarıda bulun.

Güç Path Management

Güneşli hibrit sistemlerde, batarya ve muhtemelen bir yedek jeneratör, bir güç yolu yönetimi kontrolörü (örneğin Linear Teknolojisi veya Ti) yükün aktif bir gerilime ne kadar yüksek olduğunu gösterir. Ayrıca, güneş panelinin bataryayı mümkün olduğunda doğrudan şarj etmesine izin verir.Bu da bisikletin azaltılması ve genel verimliliğini arttırır. Ideal diyotlar veya MOSFET tabanlı OR-ing devreleri yükleri ileriye dönük gerilimleri azaltır.

Güç Sistemini Korumak

Uzaktan ekipman yıldırım, gerilim geçicileri, kutupluluğu açığa çıkar ve kazak kısa devreler. Koruma devreleri, alanda onarım yapmak zor olan felaket hataları önlemek için zorunludur.

Operasyon ve Transient Koruma

Metal-oksit varistörler (MOVs) veya gaz deşarj tüpleri (GDTs), yüksek enerjili yüksek enerji dalgalanmalarını yıldırım kaynaklı geçici geçici geçiciler ile birlikte kontrol etmek için, birincil basınç baskı (TVS) ile koruyucusu, normal işletim gerilimi üzerinde biraz daha fazla puan aldı.Diyodun bağlantıya olabildiğince yakın bir yere monte etmek için, ayrıca sinyal hatlarının TVS dizileriyle de korunmasını sağlamak.

Overvoltage, Undervoltage, and Ters Polarity

Basit bir kotatör devre bataryayı veya düzenleyici çıktıyı izleyebilir ve yükü kapatabilir, eğer gerilim güvenli sınırları aşıyorsa. Düşük gerilimli bir kesinti (LVD) devre, kalıcı olarak hasar verebilir olan derin deşarjları engelleyebilir, bir latching LVD kullanın, böylece bir P-ET F-kanıtkanı koruma ile geçiş yapılabilir.

Galvanic Isolation

Güç kaynağı ve sinyal kontrollü devre arasındaki izolasyon, zemin döngülerini önler ve gürültü yollarını kırabilir.In batarya destekli sistemler (prodüktörler) ve izole sinyal arabirimleri opto çiftleri veya dijital sinyal kontrol ünitesi, farklı bir zemine atıfta bulunan kişiler veya ekipmanlarını korurken (örneğin kendi bataryasıyla uzun uzak bir sensör) izole DC-DC dönüştürücüleri (toplayıcıları (toplayıcı yalıtım) kullanır ve opto çiftleri veya dijital sinyal arayüzleri gibi izole edilir.

İzleme ve Bakım

Kurulumın uzaklığı fiziksel muayene pahalı yapar. Akıllı bir güç sistemi, veri kaybına neden olduğundan önce kendi sağlıklarını ve başarısızlıklarını rapor etmelidir.

Uzak Güç Parametrelerinin İzlenmesi

Düşük güç mikrokontrolü, periyodik olarak batarya gerilimi, şarj akımı, sıcaklık ve çıkış gerilimi ile entegre eder.Temple bu parametreleri sensör verileri için kullanılan aynı iletişim bağlantısı aracılığıyla (örneğin,% 30) veya sıcaklık şarjları gibi IC'yi hesaplamak için yeterlidir.

Battery Health Management

Lityum tabanlı bataryalar, bireysel hücre gerilimi ve sıcaklıklarını izleyenlere dikkat etmelidir (konstant-dönüşüm/konstant-acid aküler için şarj dengeleme işlemine izin verir.S. Record the number of charge cycle and the classes energy; if any cell overloads 4.2 V (for standard Li-ion) and connect load if any cell drop down 2.5 V. For lead-acid bataryaları, periodic eşitizasyon suçlamaları sulfation. Record the number of charge cycle. Record the number of charge cycle and the classes data help end-of-life.

Çevre Tahminleri

Uzak konumlar genellikle güç sistemini etkileyen aşırı çevresel koşullar sunar. Dağıtım sitesindeki belirli mikroklimate için tasarım.

Sıcaklık Extremes

Elektronik bileşenler sıcaklık aralıkları belirtmiş; endüstriyel sınıf parçaları için gösterilmektedir;C'ye 0°C veya daha geniş bataryalar kapasite kaybeder ve şarj edilebilir yüksek sıcaklıklarda gerekli olan bataryayı yüksek oranda azaltılabilir; aksine, sıcak çöl ortamlarında, 0°C., bataryanın ve elektroniklerin altından kaçınmak için şarj edilebilir;C. Sıcaklık panellerini kaybederler.

Nem, Condensation ve Korozyon

Yüksek nem devre tahtalarında kondensasyona neden olur, mevcutları ve korozyona yol açıyor. Potting veya uygun kaplama (örneğin, akrilik veya silikon) toplantıların korunması için IP65 veya daha yüksek muhafazalar için desiccant paketler ve nefes kesici ve ilaçlar için (Gore ve korozyona karşı) kontrol edilir. Tüm konektörler mühürlenmiş olmalıdır ve kablolamalar tırnakları zor noktalarda korozyondan kaçınmak için nakit para cezasına çarptırılmalıdır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Uzak konumlarda sinyal doğrulama devrelerinin güvenilir bir şekilde çalışması, güç sistemi tasarımına sistematik bir yaklaşım gerektirir. Yük versquo;s gerilim, mevcut gürültü ve sıcaklık duyarlılığı. Siteye karşı maçların, kutup koşulları ve güneş altında, sadece, MPPT ile, ağların ve hibrit hasat yoluyla verimli bir şekilde yönetilmesini sağlamak.

Bu en iyi uygulamaları takip ederek, mühendisler, yıllar boyunca doğru ölçümler sağlayan uzaktan sinyal doğrulama sistemlerini tasarlayabilirler. Daha fazla rehberlik için, bu makalede tartışılan birçok güç yönetimi IC satıcısından başvuru notlarını sunar.0.Texas Instruments Power Management).