Das Energiesystem umfasst fünf Hauptteile der „Stromerzeugung, -übertragung und -umwandlungszuteilung“, und das UHV besteht hauptsächlich aus zwei Teilen der „Stromübertragung und -umwandlung“. Die Konverterstation und das Umspannwerk bilden das Herzstück, die elektrische Ausrüstung macht mehr als die Hälfte der Gesamtinvestition aus. Die Vorteile von UHV ergeben sich aus Umwandlung, Schutz, Steuerung, Erkennung und anderen Aspekten. Ob es sich um ein DC-Wandlerventil, ein DC-Steuer- und Schutzgerät oder einen AC-GIS-Transformator handelt, sie sind untrennbar mit dem integrierten Schaltkreis verbunden.

Komplexe Energiesysteme, von Komponenten über Systeme auf Platinenebene bis hin zu Geräten, stellen einige besondere Anforderungen an die Gewährleistung der Umwandlungs-, Mess-, Steuerungs- und Schutzprozesse. Zuverlässigkeit ist die grundlegendste und wichtigste Anforderung an ein Energiesystem. Sobald ein Fehler auftritt, wirkt er sich auf die Produktion und das Leben der Menschen aus; Zweitens muss es in Echtzeit erfolgen. Spannung und Strom ändern sich ständig und müssen in Echtzeit angepasst werden, um Stabilität zu gewährleisten; Drittens ist es ein hoher Wirkungsgrad, da die gesamte Übertragungsstrecke einen hohen Leistungsumwandlungsaufwand erfordert und die Verluste reduziert werden müssen; Der vierte ist Anti-Interferenz. Die komplexe Umgebung des Energiesystems erzeugt viel elektromagnetisches Rauschen. Daher sind hohe Effizienz, Zuverlässigkeit, Echtzeit und Anti-Interferenz die schwierigsten Punkte beim Entwurf von Stromversorgungssystemen, und an UHV-Systeme werden aufgrund ihrer Besonderheit höhere Anforderungen gestellt.

Obwohl China in der Ultrahochspannungstechnologie weit vorne liegt, stellt jedes Projekt neue Anforderungen und muss ständig innovativ sein, um neue Technologien zu erforschen. Gleichzeitig ist mit der zunehmenden Komplexität von Ultrahochspannungssystemen der Bedarf an Integration und Intelligenz in jedes Subsystem eingedrungen. Der Chip ist ein Träger, um diese Innovationen zu realisieren. Welche Art von Chip kann viele Herausforderungen in Ultrahochspannungssystemen lösen?

Tatsächlich besteht eine hohe Zuverlässigkeit darin, die Ausfallrate zu verringern. Um das Übertragungssystem zu steuern und zu schützen, ist eine perfekte Überwachungsfähigkeit erforderlich. Dies ist natürlich untrennbar mit der Signalkette verbunden, die analoge und digitale Domänenbrücken verbindet, in der die Erfassung, Erfassung, Umwandlung und Übertragung von Spannung, Strom und anderen Parametern an den ADC des Systems von entscheidender Bedeutung ist. Für das Stromnetz gibt es in der Regel Drehstromspannungen, Drehstromströme sowie Spannungen und Ströme der Mittelleitung. Zwischen diesen Signalen besteht eine Phasenbeziehung. Daher muss das System zusätzlich zu den Amplitudeninformationen in der Lage sein, die Phasenbeziehung in Echtzeit und genau zu erfassen, damit das System Schutz und Steuerung durchführen kann. Darüber hinaus ist der Dynamikbereich der Signale im Stromnetz, insbesondere des Stromsignals, sehr groß und die Anforderungen an die Genauigkeit der Signalerfassung sind sehr hoch, damit der Fehler genau lokalisiert werden kann.

TI bietet einen 16-Bit-ADC, der speziell für Stromversorgungssysteme entwickelt wurde, mit mehrkanaliger, synchroner Abtastung, hoher Präzision und Genauigkeit sowie einem großen Dynamikbereich von bis zu 90 dB und kann Kurzschluss- oder Unterbrechungsfehler schnell finden. Diese beiden ADCs sind in Verstärker integriert und verfügen über präzise Kalibrierungsschaltungen, sodass keine zusätzliche Integration oder Kalibrierung der Signalkette erforderlich ist. An der Schnittstelle zur CPU ist außerdem ein Fehlerkorrekturmechanismus integriert, um den zuverlässigen Kommunikationsprozess sicherzustellen, der über den Überwachungsmechanismus an das Verarbeitungssystem übertragen wird. Mit anderen Worten: Die ADC-Produkte von TI weisen eine hohe Zuverlässigkeit vom analogen Bereich über den digitalen Bereich bis hin zu den Schnittstellen auf.

Tatsächlich spiegelt sich die Zuverlässigkeit des gesamten Systems in der Implementierung des Systemchips und -schemas wider. Erwähnenswert ist, dass alle Stromnetz-Anwendungsprodukte von TI den professionellen und strengen Qualitätsmanagementprozess in den Produktions- und Testbereichen durchlaufen haben, um die hohe Zuverlässigkeit der Produkte sicherzustellen. Im gesamten Temperaturbereich ist die Temperaturdrift sehr gering, was sich sehr gut für komplexe Stromnetzumgebungen eignet.

Der Wirkungsgrad des Stromsystems bezieht sich auf den Umwandlungswirkungsgrad. Alle Arten von Geräten, von Umrichterventilen bis hin zu Übertragungsstationen, können nicht von der Stromumwandlung getrennt werden. Eine nach der anderen wandeln und übertragen Energieröhren Energiequellen endlos. Unabhängig davon, ob IGBT oder SiC für die Stromumwandlung erforderlich sind, ist ein effizienter und zuverlässiger Antrieb zur Steuerung dieser Kernkomponenten erforderlich.

Aufgrund des Mangels an hochintegrierten Chips werden IGBT-Treiber traditionell mit Modulen implementiert, was teuer ist. Der neueste von TI eingeführte UCC5870-Q1 ist ein isolierter, konfigurierbarer Einkanal-Gate-Treiber. Der intern integrierte ADC kann eine Vielzahl analoger Eingangsüberwachungen unterstützen und auch Temperaturregelung und andere Schutzfunktionen integrieren, indem er die SPI-Schnittstellenkonfiguration unterstützt, um effizientere Umwandlungs- und Erkennungsfunktionen zu erreichen, die auf jeden SiC oder IGBT anwendbar sind. Auf diese Weise können Kunden die durch zwei Module realisierbaren Funktionen durch einen einzigen Chip ersetzen, was den Aufbau des Antriebssystems vereinfacht und die Kosten deutlich senkt.

Die elektromagnetischen Eigenschaften von Geräten sind von großer Bedeutung für das Stromversorgungssystem, das nicht nur die von den Geräten erzeugte Strahlung reduzieren, sondern auch externen Störungen widerstehen sollte. Viele TI-Geräte, wie z. B. Operationsverstärker, verfügen über integrierte Filter, die auch bei starken externen elektromagnetischen Störungen eine hochpräzise Signalverarbeitung aufrechterhalten können. Die Isolationstechnologie ist auch eine wichtige Anti-Interferenz-Methode. TI ist einer der ersten Hersteller von kapazitiver Isolierung, die den herkömmlichen Optokopplern, Magnetkopplern und anderen Wettbewerbern in Bezug auf die Entstörungsfähigkeit weit überlegen ist. Beispielsweise nutzt der UCC5870-Q1 die Siliziumdioxid-Isolationstechnologie, um dv/dt von bis zu 150 kV/ns zu erreichen, was den Mitbewerbern weit überlegen ist.

Mit der Weiterentwicklung der UHV-Technologie entwickelt sich eine Reihe fortschrittlicher Technologien, einschließlich der flexiblen Gleichstromübertragung, rasant weiter, von der Steuerung, dem Antrieb, dem Schutz bis hin zum Betrieb und den Anforderungen des gesamten Systems. Für Chipunternehmen bedeutet das mehr Möglichkeiten, aber auch höhere Anforderungen. Wir können sehen, dass TI-Produkte ihre Iteration beschleunigt haben, um mit dem immer komplexer werdenden UHV-Stromnetzsystem zurechtzukommen und dem Markt Produkte mit hoher Zuverlässigkeit und hoher Integration zur Verfügung zu stellen, um die Anwendung für Kunden zu vereinfachen.