數(shù)字電力為電力傳輸帶來智能和安全

自從所謂的“電流之戰(zhàn)”——在 1880 年代后期，托馬斯·愛迪生和尼古拉·特斯拉之間在證明哪種電流(直流或交流)更適合電力傳輸方面展開了激烈的競爭——沒有很多圍繞電力的創(chuàng)新。

盡管電力在為我們的世界供電方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，但交流或直流輸電系統(tǒng)的內(nèi)在危險性使得這些系統(tǒng)的部署和維護(hù)成本很高。為了使電力傳輸更安全、更高效，總部位于羅德島東格林威治的公司 VoltServer 開發(fā)了一項名為 數(shù)字電力 (DE) 的專利技術(shù)。它使交流或直流電力能夠以低壓電力系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行遠(yuǎn)程分配。

首先獲取模擬電力輸入(來自主電源或墻壁插座的交流電，或來自電池廠的直流電)，并將其轉(zhuǎn)換為 DE 電力發(fā)射器中的數(shù)字電力。之后，數(shù)字電力通過銅纜發(fā)送到 DE 電力接收器，該接收器將數(shù)字電力轉(zhuǎn)換回 AC 或 DC，具體取決于用戶希望在遠(yuǎn)程端為哪種負(fù)載供電。

數(shù)字電力

這種技術(shù)的典型用例可以用無線電來表示。當(dāng)移動服務(wù)提供商部署 4G 或 5G 網(wǎng)絡(luò)時，他們希望將這些無線電部署到最適合射頻覆蓋和容量的地方，而這些地方通常恰好不是插座所在的地方。VoltServer 技術(shù)允許供應(yīng)商使用與以太網(wǎng)供電 (PoE) 連接相同的實踐類型為網(wǎng)絡(luò)無線電供電。該項目使用的獨特 Digital Electricity技術(shù)。

到底什么是 Digital Electricity Digital Electricity 是為線路供電的系統(tǒng)，是一種通過結(jié)構(gòu)化銅線從集中存儲單元為遠(yuǎn)程設(shè)備供電的方案。它不僅可通過輕量級數(shù)據(jù)線安全傳輸高壓電，而且還可為下游電源負(fù)載提供小電流。它是一種原生輸電數(shù)字形式，可視為近 150 年來繼首次利用的 AC 及 DC 格式之后的第三種功率格式。

工作原理是怎樣的?VoltServer 產(chǎn)品將常規(guī)電流將分解成小脈沖或“能量包”。每個能量包從內(nèi)含本地嵌入式處理器的發(fā)射器發(fā)送至接收器。利用數(shù)字信號處理引擎對每個能量包進(jìn)行分析，以確定配電的精確性和安全性。如果檢測到故障，就停止發(fā)送下一個能量包。每個包只含極少的能量，所以單獨傳輸時，對人、動物、系統(tǒng)或建筑物均無危害。接收器可將數(shù)字電流轉(zhuǎn)換回模擬 AC 或 DC 電流，為本地負(fù)載供電。

VoltServer 產(chǎn)品管理總監(jiān) Luke Getto 說：“我們開發(fā)了我們所謂的分組能量傳輸?！盀榱耸蛊浞浅Ｒ子诶斫?，請考慮一個占空比為 75% 的方波。對于四分之三的數(shù)據(jù)包，我們正在發(fā)送電力，而對于相同數(shù)據(jù)包的四分之一，我們正在執(zhí)行我們所謂的安全檢查。安全檢查讓我們知道數(shù)據(jù)包是否已正確發(fā)送和接收。”

在安全檢查期間，系統(tǒng)可以確定是否存在短路、電阻故障、開路等情況。只要沒有檢測到故障，系統(tǒng)就會繼續(xù)發(fā)送能量包，而一旦檢測到錯誤，則立即停止傳輸。數(shù)據(jù)包以非常高的速率發(fā)送——大約每秒 500 個數(shù)據(jù)包。但是，每個單獨的數(shù)據(jù)包都需要少量的能量。如果檢測到故障，則停止發(fā)送數(shù)據(jù)包，從而耗散到故障中的能量僅為 1 焦耳左右。這允許 VoltServer 使用更高的電壓來降低電流并允許使用小導(dǎo)體 (18–16 AWG)。

“接收器是將數(shù)字電力轉(zhuǎn)換回交流電或直流電的設(shè)備，”Getto 說?！拔覀冋谑褂?Vicor 轉(zhuǎn)換器，因為它們的 DE 到 DC 轉(zhuǎn)換非常高效。這允許我們的接收器更小，因為散熱要少得多。我們接收器的效率接近 96% 到 98%，額定功率為 1,200 W?！?