Энергетическая система включает в себя пять основных частей «выработка, передача и преобразование электроэнергии», а сверхвысокое напряжение в основном состоит из двух частей «передача и преобразование энергии». Преобразовательная станция и подстанция являются ядром, а на электрооборудование приходится более половины общего объема инвестиций. Преимущества сверхвысокого напряжения реализуются с точки зрения преобразования, защиты, управления, обнаружения и других аспектов. Будь то клапан преобразователя постоянного тока, оборудование управления и защиты постоянного тока или КРУЭ переменного тока, трансформатор неотделимы от интегральной схемы.

Сложные системы электропитания, от компонентов, систем уровня платы до оборудования, предъявляют особые требования к обеспечению процессов преобразования, измерения, управления и защиты. Надежность является самым основным и важным требованием энергосистемы. Как только возникает неисправность, она влияет на производство и жизнь людей; Во-вторых, он должен работать в режиме реального времени. Напряжение и ток постоянно меняются и должны регулироваться в реальном времени, чтобы обеспечить стабильность; В-третьих, это высокая эффективность, поскольку вся линия передачи требует большого преобразования энергии, и потери необходимо уменьшить; Четвертое — защита от помех. Сложная среда энергосистемы будет производить много электромагнитного шума. Таким образом, высокая эффективность, надежность, работа в режиме реального времени и защита от помех являются наиболее сложными моментами при проектировании энергосистемы, а к системе сверхвысокого напряжения предъявляются более высокие требования из-за ее особенностей.

Кроме того, хотя Китай далеко впереди в технологиях сверхвысокого напряжения, каждый проект предъявляет новые требования и нуждается в постоянных инновациях, чтобы попытаться изучить новые технологии. В то же время, с увеличением сложности систем сверхвысокого напряжения, потребность в интеграции и интеллекте проникла в каждую подсистему. Чип является носителем для реализации этих инноваций. Какой чип может решить многие проблемы в системах сверхвысокого напряжения?

Фактически, высокая надежность заключается в снижении частоты отказов. Для управления и защиты системы передачи необходимо иметь совершенные возможности мониторинга. Это, естественно, неотделимо от сигнальной цепи, соединяющей аналоговые и цифровые доменные мосты, в которых считывание, сбор, преобразование и передача напряжения, тока и других параметров на АЦП системы имеют решающее значение. Для энергосистемы обычно различают трехфазные напряжения, трехфазные токи, напряжения и токи центральной линии. Между этими сигналами существует фазовая связь. Следовательно, в дополнение к информации об амплитуде, система должна иметь возможность получать фазовые соотношения в режиме реального времени и точно, чтобы система могла выполнять защиту и управление. Кроме того, динамический диапазон сигналов в энергосистеме, особенно сигнала тока, очень широк, а требования к точности регистрации сигнала очень высоки, поэтому неисправность может быть точно локализована.

Компания TI предлагает 16-битный АЦП, специально разработанный для энергосистем, с многоканальной синхронной выборкой, высокой точностью и точностью, широким динамическим диапазоном до 90 дБ и возможностью быстрого обнаружения короткого замыкания или обрыва цепи. Эти два АЦП интегрированы с усилителями и имеют внутри схемы точной калибровки, поэтому дополнительная интеграция или калибровка сигнальной цепи не требуется. Механизм исправления ошибок также интегрирован в интерфейс с ЦП, чтобы обеспечить надежный процесс связи, передаваемый в систему обработки через механизм мониторинга. Другими словами, продукты АЦП TI обладают высокой надежностью при переходе от аналоговой области к цифровой области, а затем к интерфейсам.

Фактически надежность всей системы отражается на реализации системного чипа и схемы. Стоит отметить, что все продукты TI для электросетей прошли профессиональный и строгий процесс управления качеством на производстве и тестировании, чтобы гарантировать высокую надежность продуктов. Во всем температурном диапазоне температурный дрейф очень мал, что очень подходит для сложных условий электросети.

Эффективность энергосистемы относится к эффективности преобразования. Все виды оборудования, от преобразовательных клапанов до передающих станций, не могут быть отделены от преобразования энергии. Одна за другой силовые лампы бесконечно преобразуют и передают источники энергии. Независимо от того, требуется ли для преобразования энергии IGBT или SiC, для управления этими основными компонентами необходим эффективный и надежный привод.

Из-за отсутствия высокоинтегрированных микросхем драйверы IGBT традиционно реализуются в виде модулей, что обходится дорого. Последний UCC5870-Q1, выпущенный компанией TI, представляет собой изолированный настраиваемый одноканальный драйвер затвора. Внутренне интегрированный АЦП может поддерживать различные функции мониторинга аналоговых входов, а также интегрировать контроль температуры и другие функции защиты, поддерживая конфигурацию интерфейса SPI, чтобы обеспечить более эффективные функции преобразования и обнаружения, которые применимы к любому SiC или IGBT. Таким образом, клиенты могут заменить функции, которые могут быть реализованы двумя модулями, на одну микросхему, что упрощает конструкцию приводной системы и значительно снижает стоимость.

Электромагнитные характеристики устройств имеют большое значение для энергосистемы, которая должна не только уменьшать излучение, генерируемое устройствами, но и противостоять внешним помехам. Многие устройства TI, такие как операционные усилители, имеют встроенные фильтры, которые могут поддерживать высокоточную обработку сигнала даже в условиях сильных внешних электромагнитных помех. Технология изоляции также является важным методом защиты от помех. Компания TI является одним из первых производителей емкостной изоляции, которая намного превосходит традиционные оптопары, магнитные муфты и других конкурентов с точки зрения защиты от помех. Например, UCC5870-Q1 использует технологию изоляции диоксида кремния для достижения dv/dt до 150 кВ/нс, что намного превосходит показатели конкурентов.

С дальнейшим развитием технологии сверхвысокого напряжения быстро развивается ряд передовых технологий, включая гибкую передачу постоянного тока, от управления, привода, защиты до работы и требований всей системы. Для производителей чипов это означает больше возможностей, но и более высокие требования. Мы видим, что для того, чтобы справиться со все более сложной энергосистемой сверхвысокого напряжения, продукты TI ускоряют свою итерацию, предоставляя рынку продукты с высокой надежностью и высокой степенью интеграции, чтобы упростить применение клиентов.