Bộ chỉnh lưu cầu trong các bộ nguồn DC công nghiệp

Hướng dẫn ứng dụng này nêu rõ các thông tin cần thiết để đánh giá mô-đun chỉnh lưu cầu. Hướng dẫn này không nhằm mục đích thiết kế bộ nguồn công nghiệp, tính toán điểm hoạt động được phê duyệt cho mô-đun MDS, cũng như không quy định các thông số về tụ điện, cơ chế bảo vệ, cách ly, bố trí thanh dẫn điện hay các thiết bị tản nhiệt cho một mạch điện chưa được xác định.

Tổng quan về các yếu tố đầu vào cho quyết định

Dữ liệu đầu vào cho quyết định	Người mua phải xác nhận	Cần có bằng chứng
Nguồn điện xoay chiều	Số pha, dải điện áp, tần số và trở kháng	Sơ đồ một dòng của hệ thống và dữ liệu nguồn
Nhu cầu tại DC	Đường cong tải, dải công suất và cấu trúc mạng phía hạ lưu	Dạng sóng dòng điện trên thanh cái được đo hoặc tính toán
Áp lực trong quá trình sạc	Tổ tụ điện, quá trình sạc trước và hiện tượng dòng điện đột biến	Mô phỏng mạch hoặc bằng chứng thử nghiệm
Tổn thất bán dẫn	Đường cong dòng điện hiện tại và đặc tính dẫn trực tiếp	Phương pháp tính tổn thất theo mô hình chính xác
Đường dẫn nhiệt	Tấm đế, giao diện, bộ tản nhiệt, nhiệt độ môi trường và luồng không khí	Hướng dẫn tính toán nhiệt và lắp đặt đầy đủ

Xác định vị trí của bộ chỉnh lưu trong bộ nguồn

Trên sơ đồ chức năng, hãy thể hiện nguồn AC, cầu chỉnh lưu, đường dây DC, mạch lọc, bộ chuyển đổi phía sau hoặc tải, và các thiết bị bảo vệ. Hãy nêu rõ cầu chỉnh lưu là một pha hay ba pha và liệu nó là loại không điều khiển hay là một phần của cấu trúc điều khiển khác.

Giới hạn này giúp tránh việc tên dòng mô-đun bị nhầm lẫn với toàn bộ nguồn cấp. Bộ chỉnh lưu tự thân không cung cấp các chức năng điều chỉnh điện áp, cách ly, lọc, kiểm soát dòng khởi động hay bảo vệ phía hạ lưu, trừ khi các chức năng đó được tích hợp rõ ràng vào hệ thống.

Sử dụng dạng sóng dòng điện thực

Dòng điện chạy qua các phần tử cầu hiếm khi bằng với giá trị tải DC ổn định. Khi sử dụng bộ lọc đầu vào bằng tụ điện, hiện tượng dẫn điện có thể xảy ra theo các xung gần các đỉnh điện áp nguồn. Trở kháng của biến áp, điện dung, tải, điều kiện đường dây và chiến lược sạc trước là những yếu tố quyết định hình dạng của các xung đó.

Do đó, chỉ dựa vào dòng điện đầu ra trung bình có thể che giấu mức ứng suất RMS và mức ứng suất đỉnh. Hãy sử dụng phương pháp tính toán, mô phỏng hoặc đo lường phù hợp và so sánh dạng sóng thu được với dữ liệu chính xác của thiết bị trong các điều kiện tương ứng.

Xem lại tình hình hoạt động của Ripple và các tuyến xe buýt

Xác định dải điện áp thanh cái DC yêu cầu, độ gợn cho phép và hành vi của tải phía sau trong các trạng thái đường dây và trạng thái vận hành. Độ gợn là kết quả của toàn bộ hệ thống, bao gồm nguồn, bộ chỉnh lưu, bộ lọc và tải. Không nên quy kết hiện tượng này chỉ do mô-đun cầu chỉnh lưu gây ra.

Ngoài ra, cần xác định các điều kiện liên quan đến tái tạo năng lượng, năng lượng dự trữ hoặc nguồn cấp bên ngoài. Nếu có khả năng xảy ra hiện tượng dòng năng lượng ngược hoặc quá trình chuyển mạch bất thường, mạch điện cần được kiểm tra cụ thể thay vì chỉ dựa trên giả định về cầu đi-ốt tiêu chuẩn.

Xem xét các tình huống dòng điện khởi động, dòng điện đột biến và sự cố

Việc sạc tụ điện khi khởi động có thể tạo ra dòng điện quá độ cao. Cần xác định mức giới hạn dòng điện sạc trước hoặc dòng điện đột biến, cũng như trình tự để bỏ qua mức giới hạn đó. Ghi lại quá trình khôi phục nguồn cấp, các lần khởi động lặp lại và bất kỳ tình huống nào dẫn đến việc kết nối lại một cụm tụ đã cạn điện.

Cần phân biệt rõ giữa ứng suất hoạt động lặp lại với dữ liệu đột biến không lặp lại và với việc phối hợp các thiết bị bảo vệ. Thông số định mức đột biến không đồng nghĩa với việc cho phép sử dụng mô-đun này như một bộ giới hạn dòng khởi động lặp lại. Toàn bộ đường dẫn sự cố và các thiết bị ngắt mạch đều cần có bằng chứng riêng.

Tính toán tổn thất và đường dẫn nhiệt toàn bộ

Mất mát do dẫn điện phụ thuộc vào dạng sóng dòng điện và đặc tính dẫn thẳng chính xác. Trong mỗi chu trình đi qua cầu nối thông thường, có nhiều thiết bị tham gia dẫn điện, nhưng phương pháp cuối cùng phải tuân theo cấu trúc mạch đã chọn và thông số kỹ thuật trong bảng dữ liệu.

Tính toán sự truyền nhiệt qua tấm đế, vật liệu giao diện, bộ tản nhiệt và điều kiện môi trường xung quanh. Áp lực lắp đặt, tình trạng bề mặt, khả năng cách ly, luồng khí và các nguồn nhiệt lân cận có thể ảnh hưởng đến kết quả. Kiểm tra nhiệt độ sau khi lắp ráp ở điều kiện hoạt động dự kiến.

Kiểm tra các đầu nối, cực tính và sự tích hợp cơ khí

Hãy sử dụng sơ đồ mạch và sơ đồ đầu nối chính xác tương ứng với mã đặt hàng. Các vỏ mô-đun trông tương tự nhau có thể có các kết nối bên trong khác nhau, và ảnh chụp không thể chứng minh chức năng của các đầu nối. Xác định cách bố trí thanh dẫn hoặc cáp, lực tác động lên dây dẫn, khoảng cách an toàn và lối tiếp cận để bảo trì.

Hãy tuân thủ chính xác các hướng dẫn về lắp đặt và mô-men xoắn siết đầu nối. Bản vẽ ứng dụng phải thể hiện các nhãn cực tính và nhãn pha; tuy nhiên, bài viết này cố ý không đưa ra sơ đồ đấu dây lắp đặt vì những chi tiết đó phải được lấy từ thiết kế thiết bị và hệ thống đã được phê duyệt.

Tạo tệp bằng chứng dựa trên mô hình chính xác

Tạo một bản ghi phê duyệt cho mã đơn hàng Mô-đun chỉnh lưu cầu được đề xuất. Ghi rõ từng yêu cầu của dự án bên cạnh tài liệu của nhà cung cấp đáp ứng yêu cầu đó. Lưu giữ chính xác bảng dữ liệu, bản vẽ, đồ thị, bảng số liệu hoặc kết quả lựa chọn đã sử dụng, bao gồm cả phiên bản sửa đổi hoặc ngày truy xuất. Một trang danh mục có thể xác định bối cảnh của dòng sản phẩm, nhưng không thể chứng minh thông số kỹ thuật chính xác, cách bố trí cực nối hoặc sự kết hợp hệ thống.

Hãy kiểm tra xem mọi nội dung đã được chấp nhận có mô tả cùng một mặt hàng có thể đặt hàng hay không. Các vỏ bọc có hình dáng tương tự có thể chứa các mạch điện, nguồn cấp, đầu nối, phụ kiện hoặc chức năng bảo vệ khác nhau. Không được kết hợp giới hạn tối đa của dòng sản phẩm từ một biến thể, sơ đồ từ một biến thể khác và tính năng tùy chọn từ một biến thể thứ ba. Hãy đánh dấu rõ ràng các trường chưa được giải quyết để chúng vẫn hiển thị trong quá trình rà soát thương mại.

Giữ các dữ liệu đầu vào của dự án tách biệt với bằng chứng về sản phẩm

Nhóm dự án xác định các thông số kỹ thuật của ứng dụng: nguồn, tải, công suất làm việc, môi trường, hệ thống điều khiển, giới hạn cơ học và các chức năng cần thiết. Nhà cung cấp phải chỉ định chính xác một mô-đun chỉnh lưu cầu và cung cấp đầy đủ tài liệu kỹ thuật tương ứng. Không bên nào được phép lấp đầy khoảng trống bằng cách suy luận dựa trên hình dáng bên ngoài, tên dòng sản phẩm trùng khớp hoặc một thông số kỹ thuật chính nào đó trùng khớp.

Tạm ngừng cập nhật hồ sơ yêu cầu trong quá trình so sánh các báo giá. Nếu các thông số như tải, điện áp, chế độ làm việc, điều kiện môi trường, phương pháp làm mát, vỏ bảo vệ hoặc công suất yêu cầu có thay đổi, hãy ban hành một bản hồ sơ sửa đổi và yêu cầu từng nhà cung cấp xác nhận lại sản phẩm được đề xuất. Nếu không, các báo giá có vẻ tương đương nhau có thể lại đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khác nhau.

Những sai sót thường gặp trong mua sắm

• Lựa chọn mô-đun chỉnh lưu cầu dựa trên một thông số kỹ thuật chính trong khi bối cảnh ứng dụng vẫn chưa đầy đủ.
• Sử dụng sơ đồ mạch, đường cong, bản vẽ đầu nối hoặc thông số kỹ thuật từ một mẫu sản phẩm tương tự.
• Coi trang gia đình hoặc ảnh sản phẩm như bằng chứng kỹ thuật chính xác.
• Giả định rằng một phụ kiện, chức năng hệ thống hoặc kết quả phối hợp được đưa vào mà không có tài liệu kèm theo.
• Phê duyệt một sản phẩm thay thế mà không cần lặp lại các bước đánh giá cấu trúc, xếp hạng, lắp đặt và xem xét bằng chứng.

Hãy khắc phục những thiếu sót này trước khi so sánh giá cả và thời gian giao hàng. Người đánh giá cần có thể truy xuất nguồn gốc của mọi tuyên bố đã được chấp nhận, cho dù là từ yêu cầu của dự án hay từ chính tài liệu đề xuất. Một đề xuất có thể vẫn hấp dẫn về mặt thương mại dù chưa hoàn chỉnh về mặt kỹ thuật, nhưng những bằng chứng còn thiếu tuyệt đối không được bỏ qua trong bản báo giá.

Cách so sánh các đề xuất của nhà cung cấp

Điểm so sánh	Bằng chứng cần thiết	Không chấp nhận
Khu vực đánh giá	Các yếu tố đầu vào bắt buộc của dự án	Yêu cầu bằng chứng cụ thể
Tô pô	Chế độ một pha/ba pha và chế độ không điều khiển/có điều khiển	Sơ đồ mạch và sơ đồ đầu nối
Hiện tại	Các khái niệm về giá trị trung bình, RMS, giá trị đỉnh và dạng sóng	Phương pháp theo bảng dữ liệu kết hợp với tính toán
Các hiện tượng thoáng qua	Hành vi dòng điện khởi động, dòng điện đột biến và khởi động lại	Các giới hạn áp dụng đối với các công việc không lặp lại/lặp lại
Điện áp	Phạm vi nguồn và các điều kiện bất thường	Bằng chứng về điện áp chặn bằng phương pháp biên độ an toàn
Nhiệt	Mất mát, giao diện, bộ tiêu thụ, nhiệt độ môi trường và lưu lượng không khí	Tính toán nhiệt độ đầy đủ
Cơ khí	Đầu nối, bộ gắn và dây dẫn	Bản vẽ và hướng dẫn chi tiết

Hãy chuẩn hóa mọi đề xuất về Mô-đun chỉnh lưu cầu sao cho phù hợp với cùng một hồ sơ ứng dụng. Ghi chú các phiên bản tài liệu, điều kiện thử nghiệm, phụ kiện đi kèm và các câu hỏi còn bỏ ngỏ bên cạnh từng giá trị. Điều này giúp làm rõ sự khác biệt về phạm vi cung cấp và ngăn chặn việc một đề xuất có chi phí thấp hơn nhưng phạm vi hẹp hơn bị coi là tương đương với một giải pháp hoàn chỉnh.

Quy trình ra quyết định

• Vẽ các đường viền của nguồn, bộ chỉnh lưu, đường dây DC và tải.
• Tính toán hoặc đo dạng sóng dòng điện cầu.
• Giải thích các khái niệm về dao động, cụm tụ điện và hành vi nạp trước.
• Liệt kê các tình huống tăng đột biến, khởi động lại và sự cố.
• Chọn một cấu trúc mạng cụ thể và một loại điện áp/dòng điện để xem xét.
• Tính toán tổn thất và xác định đường dẫn nhiệt hoàn chỉnh.
• Kiểm tra các đầu nối, cách lắp đặt, các biện pháp bảo vệ và nhiệt độ tại các vị trí lắp ráp.

Ở mỗi bước, hãy dừng lại khi một thông số đầu vào quan trọng của ứng dụng chưa được xác định, mô hình được trích dẫn còn mơ hồ, một yêu cầu bắt buộc chỉ được hỗ trợ bởi một nhà sản xuất khác hoặc một mã đặt hàng khác, hoặc việc lắp đặt nằm ngoài phạm vi bằng chứng hiện có. Đây là những lỗ hổng về mặt kỹ thuật, chứ không phải là những chi tiết biên tập.

Danh sách kiểm tra việc chuẩn bị hồ sơ yêu cầu báo giá (RFQ)

Một yêu cầu báo giá (RFQ) hữu ích cho bộ chỉnh lưu cầu dùng trong nguồn điện công nghiệp cần phải đủ súc tích để dễ trả lời và đủ chi tiết để tránh những giả định ngầm. Hãy xác định các giá trị chưa rõ dưới dạng câu hỏi và yêu cầu mã đặt hàng đầy đủ thay vì chỉ đề xuất chung chung về dòng sản phẩm.

• Nguồn điện một pha hoặc ba pha và dải điện áp
• Tần số và trở kháng nguồn/biến áp
• Đặc tính tải DC và cấu trúc mạng phía hạ lưu
• Điện dung đường dẫn DC, độ gợn và phương pháp sạc trước
• Dữ liệu về dòng điện trung bình, RMS và dòng điện đỉnh
• Các tình huống tăng đột biến, khởi động lại và sự cố
• Cấu trúc mạng nội bộ và cách bố trí thiết bị đầu cuối bắt buộc
• Làm mát, lắp đặt, số lượng và điểm đến

Yêu cầu bản sửa đổi mới nhất của bảng dữ liệu kỹ thuật và phạm vi chính xác của bất kỳ tuyên bố nào liên quan đến chứng nhận, khả năng tương thích, sự phối hợp hoặc hiệu suất. Ghi lại số lượng và điểm đến sau khi đã có các thông tin kỹ thuật để các điều khoản thương mại không làm lu mờ các vấn đề kỹ thuật chưa được giải quyết.

Các câu hỏi thường gặp

Tôi có thể chọn một cầu chỉnh lưu chỉ dựa trên dòng tải DC không?

Không. Dạng sóng dòng điện của thiết bị, dòng sạc cực đại, các điều kiện điện áp và hệ thống làm mát cũng rất quan trọng.

Bộ chỉnh lưu cầu có điều chỉnh dòng điện một chiều đầu ra không?

Không. Điện áp điều chỉnh và độ dao động phụ thuộc vào cấu trúc nguồn điện tổng thể.

Dòng điện đột biến có phải là thông số định mức hoạt động liên tục không?

Không. Các điều kiện hoạt động lặp lại và điều kiện tăng đột biến không lặp lại phải được tách biệt.

Các sản phẩm và hướng dẫn liên quan của RITOKS

Các liên kết này chỉ cung cấp thông tin bối cảnh về dòng sản phẩm. Một liên kết bối cảnh không khẳng định tính thay thế lẫn nhau, tính tương thích hay sự kết hợp hệ thống đã được phê duyệt.

Danh mục sản phẩm Mô-đun chỉnh lưu cầu

Mô-đun chỉnh lưu cầu ba pha MDS

Mô-đun cầu chỉnh lưu dòng điện cao MDS

Tài liệu tham khảo kỹ thuật

Các nguồn thông tin từ các nhà sản xuất chính này chỉ phục vụ cho việc minh họa các khái niệm kỹ thuật chung được mô tả dưới đây. Các thông số kỹ thuật sản phẩm, sơ đồ mạch, chứng nhận và kết quả kiểm tra tương thích của họ không áp dụng cho các sản phẩm của RITOKS.

Infineon, Thiết kế mạch chỉnh lưu cầu chủ động cho nguồn điện chuyển mạch (SMPS)

Nhấn mạnh tầm quan trọng của tổn thất dẫn điện cầu, dạng sóng dòng điện, các tình trạng bất thường và trạng thái nhiệt trong thiết kế bộ nguồn. Mạch cầu chủ động và các giá trị linh kiện của nó không mô tả các mô-đun đi-ốt RITOKS.

Semikron Danfoss, Hướng dẫn ứng dụng các linh kiện bán dẫn công suất

Hỗ trợ các khái niệm chung về bộ chỉnh lưu, thyristor, quản lý nhiệt và lựa chọn mô-đun. Các thông số kỹ thuật và ví dụ thiết kế của thiết bị Semikron Danfoss không áp dụng cho các sản phẩm của RITOKS.

Yêu cầu đánh giá mẫu sản phẩm cụ thể

Vui lòng gửi các yêu cầu về đơn đăng ký, các câu hỏi cụ thể về tài liệu, số lượng và địa điểm nhận hàng qua biểu mẫu liên hệ của RITOKS. Yêu cầu báo giá (RFQ) đòi hỏi phải xem xét mô hình cụ thể; hướng dẫn này không chấp thuận bất kỳ mạch điện, cách lắp đặt hoặc sản phẩm thay thế tự động nào.

Liên hệ với RITOKS