برد منبع تغذیه درایور گیت GE IS200IGPAG1A

IS200IGPAG1A یک برد منبع تغذیه درایور گیت است که توسط جنرال الکتریک (GE) برای سیستم های درایو سری نوآوری خود طراحی شده است. این برد نسخه گروه 1 در سری IGPA است که در درجه اول برای تامین نیروی درایور گیت DC لازم برای هر تریستور یکپارچه تعویض شده گیت (IGCT) استفاده می شود. یک برد IGPA مستقیماً روی هر IGCT نصب می شود.

عملکرد اصلی برد IS200IGPAG1A تبدیل توان موج مربع AC ارائه شده توسط یک ترانسفورماتور جداسازی خارجی به ولتاژهای DC پایدار مورد نیاز برای راندن گیت IGCT است. برخلاف نسخه گروه 2 که فقط یک منبع تغذیه در هر برد دارد، نسخه گروه 1 IGPAG1A دو منبع تغذیه مستقل را روی هر برد ادغام می کند که می تواند دو مدار درایو گیت IGCT را به طور همزمان تغذیه کند. برای پیکربندی های IGCT که نیاز به منبع تغذیه دوگانه دارند مناسب است.

ویژگی های کلیدی IS200IGPAG1A عبارتند از:

• به طور خاص برای IGCT طراحی شده است: مستقیماً روی IGCT نصب می شود و قدرت دقیقی را برای رانندگی در دروازه فراهم می کند.

• منبع تغذیه دوگانه مستقل: هر برد دارای دو منبع تغذیه است که می تواند دو IGCT را به طور همزمان هدایت کند.

• جداسازی ولتاژ بالا: در پتانسیل کاتد IGCT (3300-6600 V ac) شناور می شود، که نیاز به توجه جدی به ایمنی ولتاژ بالا دارد.

• خروجی دوگانه در هر منبع: هر منبع خروجی روشن و خاموش +5 ولت dc و -20 ولت dc خروجی خاموش می کند.

• حفاظت جامع: دو فیوز ورودی (6A و 7A) حفاظت در برابر جریان اضافه را فراهم می کنند.

• نشانگر وضعیت: 8 نشانگر LED سیگنال گیت و وضعیت ولتاژ را برای هر دو منبع تغذیه نشان می دهد.

• نقاط تست: 8 نقطه تست برای راه اندازی و تشخیص عیب برای هر دو منبع.

• عملکرد شروع نرم: زمان شروع نرم عرضه مثبت 200 میلی ثانیه، زمان شروع نرم عرضه منفی 20 میلی ثانیه.

• ذخیره انرژی: حداقل 1.0 میلی ثانیه ذخیره سازی انرژی تنظیم شده، حفظ خروجی در هنگام قطع برق کوتاه.

این برد از کنترل حالت جریان با یک حلقه ولتاژ بیرونی استفاده می کند که پاسخ دینامیکی سریع و ولتاژ خروجی پایدار را ارائه می دهد. خروجی هر منبع مثبت 5 ولت dc ± 0.25 با حداکثر جریان پیوسته 15 A. خروجی هر منبع منفی 20 ولت dc ± 0.8 با حداکثر جریان پیوسته 6 آمپر است. برد تقریباً 10 وات را تلف می کند و حداقل 80 LFPM جریان هوا برای خنک کردن نیاز دارد.

---

II. توابع اصلی

عملکردهای اصلی IS200IGPAG1A شامل موارد زیر است، اما محدود به آنها نیست:

1. تبدیل برق

برد IS200IGPAG1A یک ورودی موج مربعی متناوب AC را از یک ترانسفورماتور جداسازی خارجی دریافت می کند و آن را در داخل به ولتاژهای DC مورد نیاز برای راه اندازی گیت IGCT تبدیل می کند. مشخصات برق ورودی موج مربعی 50 ولت ac (1±%)، 27 کیلوهرتز (±1%) است که از طریق کانکتور 5 پین P1 متصل شده است. دو فیوز داخلی (FU1 و FU2) محافظت در برابر جریان اضافه را فراهم می کنند.

2. دو خروجی عرضه مثبت مستقل

هر خروجی منبع تغذیه مثبت +5 V dc ± 0.25 است که برای رانندگی روشن IGCT استفاده می شود. این دو منبع مستقل هستند و می توانند دو IGCT را به طور همزمان تغذیه کنند. ویژگی های کلیدی عبارتند از:

• جریان خروجی پیوسته در هر منبع: 15 آمپر dc

• محدودیت جریان در هر منبع: 18 آمپر dc

• زمان شروع نرم: 200 میلی ثانیه

• ذخیره انرژی: حداقل 1.0 ms (در طول تنظیم)

3. دو خروجی عرضه منفی مستقل

هر خروجی منبع منفی -20 ولت dc ± 0.8 است که برای رانندگی خاموش IGCT استفاده می شود. این دو منبع مستقل هستند. ویژگی های کلیدی عبارتند از:

• جریان خروجی پیوسته در هر منبع: 6 آمپر dc

• محدودیت جریان در هر منبع: 8 A dc

• زمان شروع نرم: 20 میلی ثانیه

• ذخیره انرژی: حداقل 1.0 ms (در طول تنظیم)

4. روش کنترل

هر دو منبع مثبت و منفی از کنترل حالت جریان با یک حلقه ولتاژ بیرونی استفاده می کنند. این روش کنترل ارائه می دهد:

• پاسخ پویا سریع

• پایداری ولتاژ خروجی عالی

• محافظ محدود کننده جریان داخلی

• ایمنی خوب در برابر نوسانات ولتاژ ورودی

5. نشانگر وضعیت

این برد دارای 8 نشانگر LED است که وضعیت بصری سیگنال های دروازه و ولتاژ را برای هر دو منبع تغذیه ارائه می دهد. هر منبع تغذیه مربوط به 4 LED است:

• منبع تغذیه اول: DS1، DS2، DS3، DS4

• منبع تغذیه دوم: DS5، DS6، DS7، DS8

عملکردهای LED:

• DS1/DS5 (سبز): وضعیت سیگنال گیت را برای منبع مربوطه در زمانی که جریان خروجی 5 ولت > 4 آمپر است نشان می دهد.

• DS2/DS6 (زرد): وضعیت سیگنال گیت را برای منبع مربوطه در زمانی که جریان خروجی 5 ولت > 4 آمپر است نشان می دهد.

• DS3/DS7: ولتاژ 5 ولت OK را برای منبع مربوطه نشان دهید.

• DS4/DS8: ولتاژ 20 ولت OK را برای منبع مربوطه نشان دهید.

• DS5/DS6 همچنین وضعیت جریان خروجی 20 ولت را نشان می دهد (DS5 در هنگام جریان > 2 A، DS6 در هنگام جریان < 2 A روشن است).

6. امتیاز تست

این برد دارای 8 نقطه تست برای راه اندازی و تشخیص عیب است. هر منبع تغذیه مربوط به 4 نقطه تست است:

• منبع تغذیه اول: TP1، TP2، TP3، TP4

• منبع تغذیه دوم: TP5، TP6، TP7، TP8

نقاط تست امکان اندازه گیری موارد زیر را فراهم می کند:

• سیگنال مشترک برای منابع مثبت و منفی

• میانگین بازخورد فعلی برای منابع مثبت و منفی

• قدرت مشترک برای منابع مثبت و منفی

• ولتاژ ورودی سلف برای منابع مثبت و منفی

هشدار ایمنی مهم: هنگامی که درایو در حال کار است، این نقاط تست در پتانسیل پل شناور می شوند. دست نزنید!

7. حالت رایج رد جریان

طراحی برد اثر du/dt بالا (6 kV/μs) تولید شده توسط سوئیچینگ سریع IGCT در جریان حالت مشترک را در نظر می گیرد. جریان حالت مشترک I = c× 6 kV/μs، که در آن c ظرفیت ترانسفورماتور جداسازی است. برد طراحی شده است تا در این شرایط به درستی عمل کند.

---

III. برنامه های کاربردی سیستم

1. کاربرد در سیستم های درایو سری نوآوری

IS200IGPAG1A یک برد حیاتی است که نیروی درایور گیت را برای IGCTها در سیستم درایو سری نوآوری فراهم می کند. نقش های آن در سیستم عبارتند از:

• IGCT Gate Driving: قدرت روشن و خاموش کردن دقیق را برای دو IGCT فراهم می کند و سوئیچینگ قابل اطمینان را تضمین می کند.

• ایزولاسیون الکتریکی: ایزولاسیون الکتریکی بین مدار کنترل و مدار اصلی ولتاژ بالا از طریق یک ترانسفورماتور ایزولاسیون خارجی به دست می آید و ایمنی پرسنل و تجهیزات را تضمین می کند.

• نظارت بر وضعیت: اطلاعات وضعیت و ابزارهای تشخیصی را برای پرسنل عملیات صحرایی و تعمیر و نگهداری از طریق نشانگرهای LED و نقاط آزمایش برای هر دو منبع تغذیه فراهم می کند.

2. تفاوت بین گروه 1 و گروه 2

سری IGPA دارای نسخه های گروه 1 و گروه 2 است که تفاوت های اصلی آنها عبارتند از:

هنگام انتخاب برد IGPA، کاربران باید نسخه مناسب را بر اساس نیازهای برق IGCT خاص انتخاب کنند. برای برنامه هایی که به دو IGCT با فضای محدود نیاز دارند، استفاده از G1A می تواند تعداد بردهای مورد نیاز را به نصف کاهش دهد.

3. اقدامات احتیاطی ایمنی ولتاژ بالا

برد IS200IGPAG1A مستقیماً روی IGCT سوار می شود و در حین کار در پتانسیل کاتد IGCT (3300-6600 V ac) شناور می شود. بنابراین، در حالی که سیستم روشن است، هیچ قسمتی از برد را لمس نکنید یا کاوش نکنید. نصب، تعویض یا اندازه‌گیری فقط باید پس از قطع کامل برق و تأیید ایمنی سیستم انجام شود.

4. سناریوهای کاربردی معمولی

• درایوهای فرکانس متغیر ولتاژ متوسط: قدرت درایور گیت را برای چندین IGCT در کاربردهای کنترل موتور فراهم می کند.

• سیستم های تبدیل توان بالا: در تجهیزات مختلف تبدیل توان که به IGCT های متعدد نیاز دارند استفاده می شود.

• سیستم های کشش حمل و نقل ریلی: نیروی راننده را برای چندین IGCT در مبدل های کششی فراهم می کند.

• درایوهای صنعتی با قدرت بالا: در صنایع سنگین مانند معدن و متالورژی برای درایوهای موتورهای پرقدرت استفاده می شود که باعث صرفه جویی در فضای نصب می شود.

  
  

---

IV. شرح مفصل رابط

1. کانکتور ورودی برق P1

P1 یک کانکتور 5 پین برای اتصال برق موج مربع AC از ترانسفورماتور عایق خارجی است:

2. کانکتورهای خروجی برق (یک PXPL در هر منبع)

هر منبع تغذیه مربوط به یک کانکتور 9 پین PXPL برای خروجی برق درایور گیت IGCT است:

چندین پین موازی هستند تا جریان بیشتری را حمل کنند.

3. نشانگرهای LED

4. امتیاز تست

هشدار ایمنی مهم: هنگامی که درایو در حال کار است، این نقاط تست در پتانسیل پل شناور می شوند. دست نزنید!

5. فیوزها

فیوز	درجه بندی	مدار حفاظت شده
FU1	7 A، 250 V، سریع الاثر	حفاظت از برق ورودی
FU2	6 A, 250 V, سریع الاثر	حفاظت از برق ورودی

---

V. نصب و تعویض

1. محل نصب

برد IS200IGPAG1A مستقیماً روی IGCT قرار می گیرد. از آنجایی که برد G1A می تواند دو IGCT را هدایت کند، موقعیت نصب آن باید اتصالات به هر دو IGCT را در نظر بگیرد.

2. اقدامات احتیاطی نصب

• ایمنی ولتاژ بالا: برد IGPA در پتانسیل ولتاژ بالا کار می کند. نصب و تعویض فقط باید پس از قطع کامل سیستم انجام شود.

• واشرهای ستاره ای: واشرهای ستاره فلزی باید با سطح فلز تماس داشته باشند نه با تخته پلاستیکی. این واشرها و پایه های فلزی یک مدار محافظ را تشکیل می دهند و ولتاژ بالای تصادفی را به زمین منتقل می کنند.

• الزامات خنک کننده: برای خنک کردن مناسب، حداقل 80 LFPM جریان هوا در سراسر تخته را تضمین کنید.

• حفاظت ESD: برد را با رعایت اقدامات احتیاطی ESD اداره کنید.

3. روش تعویض

هشدارهای ایمنی:

• هشدار: برای جلوگیری از برق گرفتگی، سیستم درایو را خاموش کنید و از تجهیزات تست ولتاژ بالا برای بررسی قطع شدن مدارها قبل از لمس استفاده کنید.

• احتیاط: برای جلوگیری از آسیب قطعات ناشی از الکتریسیته ساکن، همه تخته ها را با تکنیک های جابجایی حساس به استاتیک درمان کنید. یک تسمه اتصال به زمین بپوشید و تخته ها را در کیسه های ضد الکتریسیته ساکن نگهداری کنید.

حذف تخته قدیمی:

1. بررسی خاموش شدن برق: مطمئن شوید که سیستم درایو کاملاً قطع شده است.

2. Open Cabinet Door: درب کابینت درایو را باز کنید. از تجهیزات تست ولتاژ بالا برای بررسی قطعی مدارها استفاده کنید.

3. اتصالات قطع: تمام اتصالات الکتریکی (شامل هر دو کانکتور خروجی PXPL و کانکتور ورودی P1) را قطع کنید.

4. پیچ ها را بردارید: شش پیچ نصب را با استفاده از ضامن و سوکت/پیچ گوشتی باز کنید.

5. جمع آوری سخت افزار: با برداشتن پیچ ها، گیره ها و واشرهای ستاره ای را بگیرید. توجه داشته باشید که واشرهای ستاره ای با پایه های فلزی جفت می شوند.

6. برد برد: برد قدیمی را با دقت جدا کنید.

نصب برد جدید:

1. موقعیت تابلوی جدید: برد جدید را در جهت صحیح روی IGCT(ها) قرار دهید و از همسویی با اتصالات به هر دو IGCT اطمینان حاصل کنید.

2. پیچ ها را نصب کنید: برد را با استفاده از 6 پیچ، پایه و واشر ستاره ای محکم کنید.

3. پیچ ها را محکم کنید: پیچ ها را محکم کنید تا تخته را محکم در جای خود نگه دارید.

4. واشرها را بررسی کنید: اطمینان حاصل کنید که واشرهای ستاره فلزی روی سطح فلز قرار گرفته اند، نه روی تخته پلاستیکی. پایه های فلزی و واشرهای ستاره ای یک مدار محافظ ایجاد می کنند و ولتاژ بالای تصادفی را به زمین منتقل می کنند.

5. اتصالات مجدد: همه اتصالات الکتریکی را دوباره وصل کنید.

6. Restore Power: درب کابینت را ببندید و برق را به سیستم بازگردانید.