맞춤 태양광 및 EV 충전 신재생 에너지 릴레이 제조업체

DC 아크 중단이 새로운 에너지 계전기의 핵심 설계 과제인 이유

Fanhar Electronics 엔지니어는 인버터 및 충전기 설계자로부터 정기적으로 이 질문을 받습니다. 표준 AC 계전기를 동일한 DC 전압 정격에서 사용할 수 없는 이유는 무엇입니까? 답은 아크 물리학에 있습니다. AC 회로에서는 전류가 사이클당 두 번 0을 통과하므로 스위칭 중에 접점 사이의 아크가 자연스럽게 소멸됩니다. DC 회로에는 이러한 제로 크로싱이 없습니다. 일단 개방 접점 사이에 아크가 형성되면 갭 전체의 전압이 아크 소멸 임계값을 초과하는 한 아크가 지속됩니다.

새로운 에너지 릴레이 고전압 DC 서비스용으로 고안된 설계 조치의 조합을 통해 이 문제를 해결합니다. 넓어진 접촉 간격 아크를 늘리고 냉각시키기 위해 아크를 세라믹 아크 슈트로 편향시키는 자기 블로우아웃 코일과 지속적인 아크에서 침식을 줄이기 위해 선택된 접촉 재료. 이러한 기능이 없으면 600~1000VDC를 전환하는 릴레이가 필요한 시간 내에 중단되지 않아 접점 용접이나 내부 탄화로 인해 절연이 손상될 수 있습니다.

DC 연결의 극성도 중요합니다. 많은 밀폐형 계전기 설계는 아크 분출 자석을 기준으로 특정 극성 방향에서만 DC 스위칭용으로 평가됩니다. 극성을 반전시키면 유효 아크 소멸력이 30~50% 감소하여 접점 수명이 크게 단축될 수 있습니다. PCB 또는 단자대 레이아웃을 마무리하기 전에 항상 릴레이 데이터시트의 극성 요구 사항을 확인하십시오.

밀폐형 태양광 인버터 인클로저의 계전기에 대한 열 관리 전략

스트링 인버터와 마이크로인버터는 일반적으로 직사광선이 비치는 옥외에 설치되며, 주변 온도가 40°C에 불과하더라도 인클로저 내부 온도는 70°C~85°C에 도달할 수 있습니다. 에 대한 태양광 릴레이 그리고 태양광 발전 릴레이 이러한 엔클로저 내부에 장착된 경우 열 관리는 부차적인 고려 사항이 아니며 접점 용량과 코일 수명 모두에 직접적인 영향을 미칩니다.

코일 저항은 온도에 따라 증가합니다(대략 구리 권선의 경우 °C당 0.4% ), 이는 실온에서 공칭 전압의 80%를 끌어들이도록 설계된 계전기가 코일 전압이 공급 범위의 하한에 있는 경우 높은 온도에서 안정적으로 작동하지 못할 수 있음을 의미합니다. 엔지니어는 주변 온도뿐 아니라 전체 작동 온도 범위에 걸쳐 풀인 전압 마진을 검증해야 합니다.

접점 측에서 계전기 데이터시트에 게시된 연속 전류 경감 곡선은 일반적으로 자유 공기 대류를 가정합니다. 공기 흐름이 좋지 않은 밀폐형 인클로저의 경우 실제 정격 감소는 게시된 곡선보다 15~25% 더 공격적일 수 있습니다. 보드 공간이 허용되는 경우 계산된 최대 부하 전류보다 한 단계 높은 전류 등급을 선택하면 상당한 비용 영향 없이 의미 있는 열 헤드룸을 얻을 수 있습니다.

EV 충전 인프라의 기계적 내구성 요구 사항

상업용 EV 충전소는 대부분의 산업 제어 애플리케이션보다 훨씬 높은 스위칭 주기를 경험합니다. 분주한 DC 고속 충전소가 완료될 수 있습니다. 하루 40~80회 충전 세션 , 각각 차량 감지, 사전 충전 시퀀싱 및 주 접촉기 제어를 위해 여러 개의 릴레이 연결 및 연결 해제 작업이 필요합니다. 10년의 서비스 수명 동안 1차 스위칭 릴레이에서만 150,000~300,000회의 기계적 작동을 누적할 수 있습니다.

EV 충전 릴레이 이 임무에 사용되는 장치는 기계적 내구성(부하 없이 작동)과 전기적 내구성(정격 부하 전류 및 전압에서 작동) 목표를 모두 충족해야 합니다. 두 수치는 동일하지 않습니다. 전체 DC 부하에서의 전기적 내구성은 일반적으로 기계적 내구성 등급의 1/10 이하입니다. 릴레이 옵션을 비교할 때 기계적 내구성만 지정하는 것은 조기 현장 고장으로 이어지는 일반적인 조달 오류입니다.

주 접촉기가 닫히기 전에 버스 커패시터로 돌입 전류를 제한하는 데 사용되는 사전 충전 릴레이 회로는 특히 주의할 가치가 있습니다. 이러한 계전기는 특정 고장 모드(반복적인 저에너지 아크로 인한 접촉 표면 거칠기)를 가속화하는 부분 부하 조건에서 자주 전환됩니다. 사전 충전 위치에 밀봉된 접점과 귀금속 접점 오버레이가 있는 릴레이 유형을 사용하면 개방형 프레임 설계에 비해 유지 관리 간격이 크게 늘어납니다.

재생 에너지 시스템을 위한 고전압 DC 계전기와 접촉기 중에서 선택

사이의 경계 고전압 DC 계전기 그리고 DC contactors is frequently misunderstood in new energy system design. Relays and contactors share the same fundamental operating principle — an electromagnetic coil actuates a set of contacts — but they differ in current capacity, form factor, and the control circuit power they require. For 재생 에너지 릴레이 10A~100A 범위에서 밀폐형 계전기 패키지는 동급 접촉기에 비해 상당한 보드 공간과 무게 이점을 제공하며 래칭 구성에서 코일 전력 소비는 종종 1W 미만입니다.

실질적인 선택 기준은 세 가지 매개변수로 요약됩니다.

• 정격 스위칭 전류: 릴레이는 일반적으로 최대 100A까지 선호됩니다. 그 이상으로 접촉기는 용량 암페어당 비용 효율성이 더 높습니다.
• 작동 전압: 이제 자기 파열 기능이 있는 밀폐형 릴레이를 최대 1500VDC까지 사용할 수 있으며 대부분의 주거용 및 상업용 PV 스트링 전압을 포괄합니다. 1500VDC 이상의 유틸리티 규모 애플리케이션에는 일반적으로 접촉기 등급 장치가 필요합니다.
• 제어 회로 통합: 릴레이 코일은 마이크로컨트롤러 또는 게이트 드라이버 출력에서 직접 구동될 수 있습니다. 대부분의 접촉기에는 전용 24VDC 또는 AC 코일 공급 레일이 필요하므로 BOM이 더 복잡해집니다.

우리는 주거용 저장 인버터, 상업용 PV 결합기 상자 및 DC 결합 배터리 관리 시스템 전반에 걸쳐 검증된 릴레이 솔루션을 공급하여 설계 팀이 전력 변환 체인의 각 노드에 올바른 스위칭 장치를 일치시킬 수 있도록 지원합니다.