Il campo industriale ha molte applicazioni di sensori, rilevamento della temperatura, rilevamento della pressione, rilevamento dell'umidità e così via. Inoltre, a causa dell'ambiente più esigente nel settore industriale, le prestazioni dei sensori pongono anche molte sfide, ad esempio i sensori NTC devono trovarsi in un ambiente ad alta-temperatura per la misurazione della temperatura, ma devono anche completare in modo affidabile la funzione di protezione del circuito.
Negli scenari industriali, quali effetti svolgono questi diversi sensori e a cosa bisogna prestare attenzione?
Applicazioni NTC industriali
Dal punto di vista delle applicazioni industriali, si può dire che NTC copra una gamma molto ampia di applicazioni, come alcuni circuiti di conversione di potenza, UPS, azionamenti, armadi di controllo, rilevatori di incendio e così via. Nella conversione di potenza, il più comune monitoraggio della temperatura distribuito IGBT. A causa dell'uso di IGBT e MOSFET, la conversione di potenza di questi dispositivi comporta AC/DC, DC/DC, DC/AC, questi processi si riscaldano, questo calore deve essere monitorato per evitare danni a IGBT e MOSFET dovuti al surriscaldamento.
Nel monitoraggio distribuito della temperatura IGBT, l'applicazione NTC più comune è montata sul dissipatore di calore della scheda PCB, che è molto semplice da installare e può essere fissato con viti. In genere, in questa applicazione vengono utilizzati NTC- avvitati, che semplificano l'implementazione e consentono progetti di sensori personalizzati in base alla lunghezza dei cavi dopo che l'estremità anteriore è stata fissata con un anello a vite. In questa applicazione, l'NTC deve essere sigillato con un alloggiamento metallico per l'etichetta per garantire un buon accoppiamento termico dell'NTC. In generale, la resistenza alle alte temperature di 125 gradi dell'NTC può essere adattata alla maggior parte delle applicazioni, ma se lo scenario industriale prevede requisiti di alta temperatura più severi, è necessario rafforzare la sonda del sensore.
Combinato con casi d’uso pratici, lo scenario avrà alcuni requisiti diversi per il monitoraggio della temperatura. Ad esempio, nel sistema UPS, l'NTC deve monitorare la temperatura di almeno tre posizioni, una è nel dissipatore di calore per monitorare la temperatura del raddrizzatore e dell'inverter; il secondo è nel BMS per monitorare la temperatura del BMS, in particolare per monitorare le batterie agli ioni di litio-, perché le batterie agli ioni di litio-non sono resistenti al calore-e quasi tutte le temperature delle batterie devono essere monitorate per garantire che il BMS non si surriscaldi; il terzo è monitorare la temperatura dell'intero sistema UPS all'interno dell'armadio, il che richiede l'utilizzo dell'NTC per il monitoraggio della temperatura. In terzo luogo, la temperatura dell'intero sistema UPS viene monitorata all'interno dell'armadio e il numero di NTC da utilizzare dipende dalle dimensioni dell'UPS.
In queste applicazioni di conversione di potenza, la tendenza alla modularizzazione è molto evidente, per rispettare questa tendenza NTC nella progettazione e produzione di è necessario prestare molta attenzione al luogo. Innanzitutto è necessario utilizzare il processo di sinterizzazione e bonding dei semiconduttori per collegare gli NTC del chip alla scheda. Al fine di migliorare le prestazioni termiche dell'NTC, alcuni produttori utilizzeranno anche la tecnologia di serigrafia per eseguire il rivestimento per garantire l'affidabilità del periodo industriale ad alta temperatura. Questi chip NTC incollabili possono essere montati direttamente sull'IPM per misurare la temperatura vicino all'IGBT e, poiché sono collegati direttamente alla scheda, hanno eccellenti proprietà di accoppiamento termico.
Rilevamento della pressione nell'industria
Un'altra importante categoria di applicazioni di rilevamento sono i sensori di pressione. Esistono molte applicazioni industriali che utilizzano apparecchiature idrauliche o pneumatiche, che richiedono sensori di pressione per controllare la pressione di gas e fluidi. L'elemento di rilevamento della pressione piezoresistivo al silicio viene spesso utilizzato negli scenari industriali di rilevamento della pressione, il principio di funzionamento è in realtà un ponte di Wheatstone, quando la pressione del gas o del fluido agisce sul diaframma dell'elemento in modo che la deformazione del diaframma, diversi resistori producono deformazione, risultando nell'uscita di diverse uscite, quindi determinare la dimensione dell'uscita per determinare la dimensione della pressione.
La misurazione della pressione è divisa in molti tipi di pressione, alcuni misurano la pressione relativa, altri misurano il lato posteriore della pressione assoluta, altri misurano il lato anteriore della pressione assoluta, ogni tipo di misurazione ha un intervallo di misurazione diverso. Va notato che parte del corpo misurato è corrosivo, è necessario scegliere il nucleo riempito d'olio, ovvero il chip è incapsulato nel nucleo riempito d'olio e quindi l'intero nucleo in un sensore di pressione, per evitare il contatto diretto con la corrosione del componente del corpo misurato con conseguenti danni. In effetti, qui è anche legato alla scelta del vetro di supporto, la pressione relativa, la pressione assoluta posteriore e la pressione assoluta anteriore devono scegliere la scelta del vetro di supporto non sono la stessa cosa.
La capacità di sovrapressione del sensore di pressione è una prestazione molto intuitiva, al fine di migliorare la capacità di sovrapressione, può essere realizzata riducendo il volume della cavità o aumentando l'area di legame del vetro al silicio. Questo miglioramento è significativo e talvolta può raddoppiare la capacità di sovrapressione del dispositivo.
Condensatori elettrolitici in alluminio per applicazioni con inverter industriali
L'utilizzo degli inverter è riscontrabile ovunque in ambito industriale, sia per ottenere un risparmio energetico che per ridurre le perdite del motore, migliorando così la vita del motore. La parte inverter del convertitore di frequenza genererà un'ampia ondulazione durante la modulazione e l'assorbimento e il rilascio di energia durante il processo di modulazione devono essere supportati da una sufficiente capacità DC-LINK.
I condensatori elettrolitici in alluminio sono una scelta comune negli inverter industriali, sappiamo che esiste una varietà di condensatori nella famiglia dei condensatori e la caratteristica più importante dei condensatori elettrolitici in alluminio è la maggiore capacità per unità di volume e il costo più basso per unità di capacità, queste due caratteristiche li rendono la prima scelta per gli inverter industriali. È necessario prestare attenzione alla tensione nominale del condensatore inverter quad-core e riservare un margine di sicurezza, solitamente riservato dal 5% al 10%, alcuni nel picco della base più 50 V o anche superiore.
I servoinverter sono simili agli inverter-per uso generico, ma poiché rispondono più velocemente e con maggiore precisione, richiedono maggiori requisiti di capacità di sovraccarico. Pertanto, i condensatori elettrolitici in alluminio utilizzati nei servoinverter avranno una tensione nominale più elevata rispetto allo stesso tipo di inverter per uso generale-e questo requisito è noto nel settore come requisito di carica/scarica rapida. L'attuale settore non dispone di uno standard comune per la carica e la scarica rapida, ma sostanzialmente dovrà soddisfare le seguenti condizioni: per i condensatori di tipo megafono, tensione differenziale di carica e scarica a 150 V, frequenza 6 Hz, per poter soddisfare i 50 milioni di cicli, per i condensatori di tipo bullone- la tensione differenziale è anch'essa a 150 V, frequenza 3 Hz, per soddisfare i 20 milioni cicli. In poche parole, i condensatori elettrolitici in alluminio dell'inverter generale da 220 V vengono utilizzati a 400 V, mentre lo stesso servo deve essere richiesto nel caso di 450 V.
Riepilogo
L’industria di processo ha un ampio gruppo di macchine o sistemi e interconnessioni che dipendono dai sensori per il corretto funzionamento, e i sensori nelle applicazioni industriali svolgono un ruolo vitale. Questi sensori devono essere selezionati per tenere conto dei severi requisiti dell'ambiente industriale ed essere sufficientemente affidabili da eliminare i punti ciechi nel processo di fabbrica, ottenendo così una produzione di alta qualità.