고전압 랙 과 케이스 설치형

고전력 애플리케이션을 위한 고전압 전원 공급 장치

이름은 높은 신뢰성, 기술 개발에 대한 헌신, 린 제조 원리 및 고객 지원과 동의어가 되었으며 이는 전력 공급 산업 내에서 그 누구에게도 뒤지지 않습니다. 이제 Glassman이 XP Power의 다양한 고전압 제품에 참여함에 따라 모든 전원 요구 사항에 맞는 제품 선택의 폭이 상당히 넓어졌습니다.

XP Glassman은 거의 틀림없이 업계 최대 표준 범위의 고전압 전원 공급 장치 또는 조정, 수정 또는 완전한 사용자 정의 설계 및 제조를 통해 대부분의 고전압 DC 전원 공급 장치 요구 사항에 대한 솔루션을 제공할 수 있습니다. 표준 모델에는 최대 500kVDC의 출력 전압, 최대 200kW의 출력 전력 정격, 3년 보증이 포함됩니다.


적용들

DC 전원공급기는 상업, 국방 및 연구 시장에서 광범위한 용도에 사용됩니다. XP Glassman은 40년 이상 선도적인 OEM(Original Equipment Manufacturer), 산업 서비스 공급업체 및 민간 및 공공 연구 기관에 전원 공급 기술을 제공해 왔습니다. DC 전원 공급 기술은 매일 전 세계 사람들의 사회와 삶을 향상시키는 프로세스와 도구에 활용됩니다. XP Glassman은 DC 전력 공급 분야에서 선도적 역할을 자랑하며 21세기 산업과 과학의 발전을 지원하는 첨단 기술을 제공하기를 기대하고 있습니다.


XP Glassman에서 제공하는 일반적인 애플리케이션은 다음과 같습니다(확장하려면 클릭)


  • 이온 암시
  • 물리 증기 침전
  • 전자 빔 리토그래피

  • 이온 빔 침전
  • 이온빔 지원 침하
  • 전자빔 증발
  • 전자빔 용접
  • 이온 소스
  • DC 마그네트론 스퍼터링
  • 유리/웹 코팅제
  • 예열
  • 바이어스
  • 초극파장 프로세스

  • 모세혈전극
  • 질량 스펙트럼계
  • X선 형광
  • 미세유체학
  • 전기역학

  • PET 스캐너
  • 사이클론 생성 FDG
  • 감마 카메라
  • 방사선 치료 시스템

  • 콘덴서 테스트
  • CRT 디스플레이 테스트
  • 케이블 라인 고장 테스트
  • DC 모터 테스트
  • TWT 테스트
  • 내압테스트

  • 입자 가속기
  • 자유 전자 레이저
  • 중성자 소스
  • 사이클로트론 소스
  • 펄스 형성 네트워크
  • 막스 발전기
  • 캐패시터 충전기
  • MIT 저중량 정수처리 연구 프로젝트

  • 비행 시뮬레이터
  • 마이크로파 난방 및 RF 앰프용 클라이스트론/마그네트론
  • 나노기술 애플리케이션
  • 정전기 장치
  • 전기 스핀닝


사용자 지정 기능


XP Glassman은 수년간 전기 및 기계 설계에 유연성을 개발하여 표준 제품이 충분하지 않을 경우 고객의 애플리케이션 요구사항에 맞게 맞춤화된 맞춤형 제품 설계를 제공할 수 있었습니다.전원 공급 장치를 필요에 맞게 조정할 수 있는 기회에 대해 문의하려면 당사에 문의하십시오.


고전압 전력 기술

XP Glassman에서 개발하고 채택된 기술 및 토폴로지를 통해 대부분의 애플리케이션에 쉽게 적응할 수 있는 소형 및 안정적인 HV 전원 공급 장치를 제공할 수 있으며 업계에서 유지 관리가 가장 쉽습니다. 거의 모든 XP Glassman 공급 장치에서 기본 절연 매체로 공기를 사용하고 고주파 PWM Offline 컨버터를 사용합니다.


심각한 환경 조건에서 작동하는 초소형 모듈에는 적합하지 않지만, 공기 절연은 대부분의 애플리케이션에서 기생 캐패시턴스 손실을 최소화하는 경량 수리 가능한 구조를 제공합니다. 우리는 뛰어난 안정성과 정확성을 달성하기 위해 민감한 구성 요소의 등전위 등급과 정전기 차폐를 포함하는 HV 구조를 개발했습니다. 모든 HV 어셈블리는 잘 알려진 Cockcroft-Walton 전압 승수 개념(또는 변형)을 기반으로 하며, 피크 변압기 2차 전압을 최소화하면서 높은 DC 출력을 달성합니다. 공기를 사용하면 필요할 때 HV 구성 요소를 강제 냉각할 수 있습니다. 강제 공기 냉각을 통해 직렬 보호 저항(실제적인 경우)의 값을 증가시켜 호 또는 과부하 발생 시 피크 방전 전류를 최소화할 수 있습니다. (참고: 일부 모델 또는 애플리케이션은 외부 직렬 보호 저항을 필요로 합니다). 이는 HV 구성 요소와 고객의 부하를 보호할 뿐만 아니라 호에서 발생하는 방출 에너지를 감소시키고 민감한 제어 장치 및 마이크로컨트롤러를 손상시키거나 방해할 수 있는 전자기 간섭(EMI) 펄스를 최소화합니다. 이러한 모든 기술은 전체 고전압 어셈블리의 신뢰성과 전체 전원 공급 장치의 제어 및 전원 요소를 개선합니다.


150kV 이상의 설계에서는 이러한 전압에서 대용량인 HV 커넥터와 케이블을 제거하는 개방 공기 "스택"을 사용합니다. 정전기장을 최소화하기 위해 토로이드 단자와 등전위 표면이 사용된다. 150kV 이하의 유닛의 경우, 벽이 최대 전압을 견딜 수 있는 전용 HV 절연 엔클로저에 HV 어셈블리를 장착합니다. 이 인클로저는 내화성 물질로 제작되었으며 코로나를 최소화하기 위해 표면 경사가 균일하도록 설계되었습니다. 이는 차례로 접지된 섀시에 장착됩니다.


HV 공급기의 변환 주파수가 증가하면 발생하는 문제 중 하나는 반사된 기생 캐패시턴스입니다. 이것은 표면과 지면과의 근접성에 의해 형성됩니다. 대형 HV 구조에서는 반사된 기생 캐패시턴스 크기를 조정할 수 있습니다. 고체 또는 액체 캡슐화를 사용할 경우 대부분의 캡슐화물은 3-4.5의 순서로 되어 있는 반면 공기의 유전 상수는 1.0이므로 이 캐패시턴스는 공기 중보다 훨씬 더 높습니다. 캐패시턴스는 절연 유전 상수에 정비례합니다.


우리의 HV 변압기는 일반적으로 2차전에서는 피크 전압이 6kV 이하이며, 적절한 전압 경사도를 갖는 자체 지지되는 대형 직경의 권선을 만들기 위해 특수한 범용 권선 기법을 사용합니다. 또한 일반적으로 적절한 경사도에 충분한 공간을 제공하는 대형 유리창 U-코어를 사용합니다.


XP Glassman HV 공급 장치는 당사의 독점 PWM 변환기 기술을 주 전원 변환에 사용합니다. 일반적으로 AC 주전원 라인 전압은 정류되고 변압기 없이 직선으로 직접 떨어진 DC 레일로 필터링됩니다. 많은 경우에, 400VDC 레일 버스를 조절하기 위해 역률 보정 부스트 컨버터가 사용됩니다. 이렇게 하면 통합에 매우 가까운 전원 계수가 제공되어 라인 고조파 전류를 가상으로 제거하고 본선에서 끌어오는 VA를 줄일 수 있습니다. DC 레일 전압은 변환기에 인가되며 접지 절연에 라인을 제공하는 HV 변압기를 통해 HV 어셈블리에 연결됩니다. 컨버터 구동 신호는 절연 변압기에 의해 컨버터 스위칭 장치에 연결되며, 이는 접지 절연에도 라인을 제공합니다.


대부분의 공급 장치는 30kHz ~ 70kHz 사이의 전환 주파수에서 실행되는 변환기를 사용하며 전환 요소로 FET 또는 IGBT를 사용합니다. 변환 효율성이 90% 이상입니다. 컨버터 토폴로지는 스너버 또는 스위칭 손실로 소산되지 않고 2차 전압을 전환하기 위해 유실 및 인터윈딩 변압기 캐패시턴스에 저장된 에너지를 사용하기 때문에 큰 비율 스텝 업 변압기를 구동하는 데 적합합니다.


변환기는 펄스 폭 변조이며 통합 자성을 사용하여 변환 에너지를 저장합니다. 이것은 켜기 손실을 제거하는 영전류 켜기 토폴로지입니다. 이는 전환 주파수 리플 구성 요소를 최소화하고 제어 루프 응답을 개선하는 데 도움이 되는 고정 주파수로 실행됩니다. 이 변환기 설계는 본질적으로 전류가 제한되므로 외부 제어나 보호 없이도 변환기는 완전 단락으로 계속 작동할 수 있고 변압기 2차에서 무한정 단락을 견딜 수 있습니다.


모든 XP Glassman 공급 장치는 자동 교차 기능이 있는 빠른 작동 전압 및 전류 피드백 루프 컨트롤을 사용합니다. 또한 아크의 복구, 과부하 또는 단락을 포함하여 모든 조건에서 안전하고 잘 제어되는 램프 상승을 보장하기 위해 기술이 사용됩니다. 이렇게 하면 모든 복구 조건에서 위험한 전압 오버슈트를 방지할 수 있습니다.


모든 XP Glassman 공급기에는 저전압 감지 기능이 중복되어 있어 전원 공급기가 입력 라인 전압 전환으로부터 0까지 완전히 보호됩니다. 이는 녹아웃 또는 대형 라인 드롭아웃 시 안전한 작동을 보장합니다. 바이어스 레일 전압은 모두 단일 소스에서 유도되므로 켜지거나 꺼지는 동안 바이어스 전압의 상승 및 붕괴가 정상 작동과 동일한 관계를 유지합니다. 따라서 피드백 작동 증폭기가 제어력을 상실하고 부적절한 구동 신호를 발생시킬 가능성이 없습니다.


XP Glassman 공급 장치에서는 다양한 로컬 및 원격 제어 가능성이 기본으로 제공됩니다. RS232, USB 및 이더넷 제어 및 모니터링도 많은 전원공급 장치에서 사용할 수 있습니다. 옵션인 외부 직렬 인터페이스는 통합 디지털 컨트롤이 없는 공급 장치에 사용할 수 있습니다. 모든 컴퓨터 인터페이스는 호스트 컴퓨터와 최대 1000VAC의 전원 공급 장치 간에 완전한 갈바닉 분리를 제공합니다. 이는 HV 전원 공급 장치가 작동하는 높은 노이즈 및 과도 환경에서 매우 중요합니다. 이 기술은 사용자 쪽뿐만 아니라 전원 공급 장치 자체에서도 민감한 컴퓨터 회로를 완전히 차단하고 보호합니다.


대부분의 XP Glassman 설계는 빠른 아크 감지 및 보호를 사용합니다. 고전압 전원 공급이 방출될 때마다 HV 어셈블리 내부의 저장된 에너지가 공급 장치 내의 직렬 제한 저항기로 공급됩니다. 이러한 저항기는 HV 다이오드 및 캐패시터를 보호하고 생성된 EMI를 줄이는 수준으로 방전 전류를 제한하기 위해 필요합니다. 대부분의 XP Glassman 전원 공급기에는 빠른 전압 복구 상승 시간이 있기 때문에 반복적인 아크 발생 중에 직렬 제한 저항기에서 소산되는 전력은 에너지 및 아크 반복 주파수에 비례합니다. 이는 저장된 에너지 값의 여러 배가 될 수 있습니다.


크기와 레이아웃 고려 사항으로 인해 이 모든 분산을 처리할 수 있는 충분한 제한 저항을 설치하는 것이 항상 실용적인 것은 아닙니다. 저항기는 고에너지 유형이며 짧은 아크 폭발에도 견딜 수 있지만 연속 아크 조건을 견딜 수 없을 수도 있습니다. 보호는 호 카운트 회로에 의해 제공되며, 지정된 시간 내에 호 수가 안전 제한을 초과할 경우 HV 생성을 억제합니다. 이 기술은 제한 저항기에서 합리적인 평균 전력 소모를 허용합니다. 당사의 아크 감지 회로는 과도한 "공해" 트립 없이 전원 공급을 보호하는 임계값으로 마이크로초 이내에 응답합니다. 전원 공급 장치가 꺼지면 일반적으로 5초 내에 자동 재설정이 수행됩니다. 옵션으로 전원 공급 장치를 영구적으로 잠글 수 있습니다. 전원 공급기는 외부 신호를 통해 재설정할 수 있습니다. 아크 quench 기능은 각 호가 끝난 후 일정 시간 동안 컨버터를 억제합니다. 이렇게 하면 아크가 꺼집니다.


아크 감지 회로의 주된 목적은 전원 공급을 보호하는 것이지만, 일부 애플리케이션에서는 전원 공급 장치가 구동하는 부하를 보호할 수도 있습니다. 예를 들어, 외부 직렬 저항기가 일반적으로 제공되는 이온 소스의 경우 아크카운팅 기능이 필요하지 않습니다. 그러나 "arc quench" 기능을 통해 아크가 빠르게 꺼지면 이온 소스가 손상되지 않습니다. 아크 감지 기능의 억제 지속 시간, 감도 및 주파수는 매개 변수가 전원 공급기 보호를 유지하는 데 필요한 범위 내에 있는 한 모든 애플리케이션에 대해 사용자 지정할 수 있습니다. 외부 저항기가 부하와 직렬로 사용되어 호 감지 감도 임계값을 적절하게 조정할 수 있는 경우 공장을 참조해야 합니다.


아크는 HV 출력이 방전될 때 중앙 눈금의 왼쪽에서 2cm 지점부터 발생합니다. HV 출력 저장 에너지는 아크가 꺼질 때까지 아크에 의해 방출됩니다. 이 사진에서 아크가 약 12kV에서 꺼졌습니다. 0은 단단한 수평선이다.


아크 quench는 출력이 재충전되기 전의 지연으로 표시되는 것처럼 HV 출력을 20ms 동안 비활성화합니다. 출력 재충전 특성은 출력을 매우 빠르게 정격의 약 25%까지 충전합니다(공급장치의 전류 정격 및 총 출력 캐패시턴스와 부하에 의해 결정됨). 표시된 것처럼 시간이 50ms로 일정하게 유지되면서 출력이 25%에서 정격으로 기하급수적으로 증가합니다.


빠른 초기 상승은 출력이 처음 방전된 정도에 관계없이 정격의 25%입니다. 출력이 완전히 방전된 경우 초기 상승은 최대 25%가 됩니다(이 경우 15kV). 그러나 호가 12kV에서 꺼지기 때문에 고속 상승은 그림과 같이 15kV – 12kV = 3kV에 불과합니다.


Arc Response - Oscilloscope
60kV 전원 공급 장치의 아크 응답 오실로스코프


6kV 이상에서 사용되는 표준 XP Glassman HV 커넥터 시스템은 스프링식 접점이 있는 깊은 웰 튜브를 사용합니다. 커넥터의 깊이는 전압 레벨에 따라 달라집니다. 이 깊이는 연결 케이블을 삽입하지 않고 전원 공급기를 작동할 경우 직원이 위험한 전압에 접촉할 수 없도록 설계됩니다. 접합 케이블의 차폐는 안전을 위해 섀시에서 종료됩니다.

기술노트

제품 설계를 지원하기 위해 다운로드할 수 있는 여러 기술 노트를 정리했습니다. 이러한 참고 사항에는 고전압 전원 공급기에서 설계할 때 발생할 수 있는 문제와 우려를 알려주는 여러 가지 주제가 포함됩니다.


고전압 저항 부하
고전압 전원 공급 장치 테스트 절차