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UPS电源冗余度多少为最好?

阅览:次       发布时间:2014-05-05
  UPS的基本作用是为负载提供高质量、不间断的电力输出。但遗憾的是作为一种电子设备,UPS本身没有容错能力。传统在线式UPS系统虽然实现了蓄能供电及旁路转换过程的不间断供电,但随着电力需求标准的提高,用户渴望得到更为安全的UPS系统,甚至希望电源系统在故障、维护和维修过程中,负载仍能够得到UPS的全天候保护。

  最初,用户通常选择串连热备份的冗余方式,从技术上要求比较低,参与串联的可以是普通单机,这种方案的缺点是设备老化程度不同、冗余度高(≥100%),系统转换可靠度低,不能扩容。随后逐渐出现了1+1并联方案,这种冗余方案以100%设备冗余为代价,使系统拥有了一次容错能力;与单机及串连系统相比,可靠度得到了提高,但系统效率低下(不超过75%)。N+1多机并联技术的出现使系统冗余度第一次降到了100%以下,并有能力构成容错性超过一次的N+X系统。影响多机并联发展的因素主要是能够参与并机的UPS容量普遍偏大、价格较高,不太适合100KVA以下的中功率用户使用。功率单元容量适中是模块系统的突出特点,这使得容量不足100KVA的用户也有了享受N+1甚至N+X级别安全保护的机会。

  模块化系统在功率器件技术和制造工艺方面继承了UPS技术发展的成果;在系统架构方面,其以多机并联为基础,不仅实现了系统单元的热插拔,而且更好地处理了系统单元独立运作、相互协作和平稳转换的关系。传统多机并联,因参与并联UPS功率较大,成本较高,故很难应用于中功率段用户。由于模块功率适当,不仅使N+1或N+X解决方案对中功率段用户有了现实意义,而且统计数据表明,与传统多机并联不同,多数用户在实际使用当中,处于N+X级别的保护之下。N+X并联冗余模式构成当今最为可靠的供电解决方案,模块方案使N+X安全模式得以普遍应用。
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    保护器不能承受回流焊高温已成历史

      发布时间:2018-03-23 22:48

      对于过热保护器件来说,如何利用SMD工艺装配到电路板一直是棘手的问题,因为装配过程中SMD工艺中回流焊的高温会使热保护器件不能承受而提前断开,不能应用到系统中去。厂商们都用手工装配规避这一问题的产生,不过装配费用也因而增加。泰科电子(Tyco Electronics)近期推出的神秘武器解决了这个矛盾,让热保护器也能承受回流焊的高温,结束了热保护器不能采用标准SMD工艺装配的历史。

      这个神秘武器就是RTP(Reflowable Thermal Protection)可回流焊热保护器,它能承受3次峰值温度远超过200℃(可达260℃)的回流焊而不打开,然而当它在实际应用中,一旦检测到温度超过200℃就会断开。这对看起来很矛盾的指标是如何实现的?

      原来这个RTP使用了一种一次性电子激活机制。在激活机制启动前,用户可以对它施以三次回流焊的高温,它保持连接状态不会断开;当用户完成回流焊之后,可用2A的电流激活RTP,RTP被激活后,会变得热敏感,当它检测到温度超过200℃时,就会形成开路,这个断开是不可自动回复的。对用户来说,激活的时间节点非常灵活,可以在系统启动或系统测试过程中自动实现。

      据介绍,泰科电子RTP产品系列中的首款器件是RTP200,可被用来取代汽车设计中经常使用的功率场效应管、继电器和重型散热器等冗余器件,以节省成本和空间。相比传统的热保护解决方案比如TCD、PPTC和电阻等,它具有低热断开、高可靠性、适应SMD组装、高DC工作电流(超过30A)、最大中断电流超过100A、一次性断开等全面的优点,其中即使是现在热门的PPTC也不能做到一次性断开、高工作电流以及这么大的断开电流,更何况它还不耐高温,在175℃时就断开了。

      不过RTP200的这个200℃的断开温度来头有点蹊跷,很多汽车级工作温度的芯片工作范围远不到200℃,RTP需要检测到它周围的器件温度达到200℃时才断开,会不会失去保护作用?对此,泰科电子电路保护部门全球市场战略总监Eric Braddom解释,200℃是一个合适的温度断开点。因为这个温度高于大部分电子器件正常工作时的温度范围,但低于常见无铅焊料熔点。也就是说,当旁边的器件在规定温度范围内工作时,RTP200器件不会断开电路;但会在温度超过正常范围后,在器件脱焊和形成短路风险之前断开电路。

      比如,在系统运行中,MOSFET阻性失效时,它的温度可能上升到250℃,这是普通PCB可能会起火烧坏,而PRT可以在它达到200℃时就断开电流,有效防止这一现象。此外因为热敏感性,在安装有RTP的部分系统不需要再使用阻燃外壳,可以大大减小成本。

      事实上,RTP200在电路环境中起到的是最后一道防线的作用,当这道防线被冲开了,就只有维修一途了,需要重新安装一个RTP。一个RTP的价格是0.48美金。

      Eric Braddom继续介绍,RTP器件在汽车应用中对冗余FET的替代意义重大。尽管现在的powerFET越来越耐用,但在苛刻的工作环境下比如汽车中仍容易出现故障,尤其是在超出其额定值后,它们会很快出现故障。如果电压超过 powerFET的最大工作电压,那么它很快就会被烧毁。如果瞬时电压所包含的能量高于额定破坏能量水平,那么装置将损坏;形成破坏性热事件,最终可能导致装置冒烟、起火或脱焊。RTP 器件可帮助汽车功率电子系统(比如冷却风扇系统、ABS、电动助力转向系统、PTC 加热器等)达到可靠性要求。

      除了汽车,RTP还可以用于IT服务器、通信电源和工业应用。Eric Braddom透露,有好几个领域的大客户已经在做Design-in了。

      相关阅读:?泰科电子:保护电路可以在高放电锂电池包中做到“见缝插针”?君耀电子B6A实现低容值TVS防雷器件技术突破

      回流焊是英文Reflow Soldring的直译,是通过重新熔化预先分配到印制板焊盘上的膏装软钎焊料,实现表面组装元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间机械与电气连接的软钎焊。

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