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数字电力™可远距离安全传输电力

何谓数字电力?工程师应该知道些什么?

Power lines image

总部位于 R.I. 东格林威治的配电产品制造商 VoltServer 开发了一种新方法,利用专利数字技术使用标准数据电缆在长距离内高效供电。VoltServer™ 平台被称为数字电力™(Digital Electricity™),它可以使用现成的结构化铜质通信电缆和 2 级低压布线方法在长达 2000 米(1.242 英里)的距离内传输电力。开发商称,与以太网供电(PoE)一样,数字电力技术使 VoltServer 能够在单一的混合布线基础设施中同时传输数字数据和电力,使其比传统的 110/220VAC 电力系统更容易安装也更经济。

据制造商称,数字电力可使用低成本、现成的数据电缆在长距离(长达 2km)内安全地传输高达 2kW 的电力。它旨在满足日益数字化的世界的需求。VoltServer 表示,迄今为止,其技术已部署在数百个大型场所,包括体育场、机场、会议中心、办公大楼、酒店、公寓、医院和室内花园,为 4G、5G 和 Wi-Fi 无线通信、LED 照明和物联网应用供电。

制造商表示,除了可让建筑师、设计师和设施管理人员快速、轻松地配置和重新配置无线网络、办公室平面图和农业种植室外,该数字平台还通过一个集中式仪表板提供前所未有的能源使用见解。因此,VoltServer 补充说,它为建筑运营商和维护人员提供了电网的详细视图,以更好地管理关键负载,同时消除了对传统断路器面板的需求。

数字电源格式

事实上,数字电力发射器采用传统电力并将其转为小脉冲或 "能量包"。每个数据包都从发射器发送到接收器,发射器包含本地嵌入式处理。每个能量包都使用数字信号处理引擎进行分析以确定电力正在精确和安全地从发射器配送到接收器。如果检测到故障则不发送下一个能量包。每个数据包只包含极少量的能量,因此它们不会对人、动物、系统或建筑物造成伤害。接收器将能量包转换回模拟 AC 或 DC,为本地负载供电(图 1)。VoltServer 表示,其产品已通过国家认可的测试实验室的安全和 EMC 标准认证。

How Digital Electricty works image

图 1:数字电力公司使用现成的结构化铜质通信电缆和 2 级低压布线方法在长达 2km(1.242 英里)的距离传输电力。来源:VoltServer。

在一份声明中,VoltServer™ 联合创始人兼首席执行官斯蒂芬·埃夫斯解释说:"想象一下,一股强大的水流通过你的水管。如果管道爆裂,高压可能会伤到人。相反,将水流分解成数以百万计的水滴。"这些水滴可以重新组合起来,再次得到所需的水量,每一滴水都是安全的。数字电力是类似的,只把少量的能量放在包里。每个包都变得安全,但总的电力需求仍然可以得到满足。"

为了让数字电力™更高效地使用更小的散热器和占地面积,VoltServer 部署了 Vicor 公司的高效率 DC-DC 固定比率母线转换器,其效率高达 97%。因此,在较小的外壳内无需风扇就能实现可靠的散热。VoltServer 联合创始人兼首席商务官丹·洛(DanLowe)表示:“使用 Vicor 转换器,我们的热损失比传统转换器少 43%,散热器尺寸也成比例减小。”"我们的客户包括美国前三大移动网络运营商,因此对可靠性的要求非常高。这就是使用 Vicor 真正合适的原因。"  根据 Vicor 的解释,其母线转换器模块采用专有、低噪声、高效率的正弦振幅转换器拓扑,几乎不需要电磁过滤,这进一步缩小了电源系统的占用面积,简化设计的同时符合 EMI 标准。

本文最初由 IEEE Power Elecronics 发表。

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