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Digital Electricity技術改變能源傳輸的未來
加速智慧世界技術的數位化轉型

【作者: VoltServer提供】   2021年10月13日 星期三

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在快速成熟的人工智慧、5G 無線網路和物聯網 (IoT) 系統的推動下,全球數位化轉型進展順利,這些系統部署數十億款智慧邊緣感測器,將即時資料發送至雲端。但您是否曾停下來思考過我們要如何為所有這些裝置和技術提供動力?


配電產品製造商VoltServer透過具有專利的獨特 Digital Electricity技術改變能源傳輸的未來,該技術使用低成本的現成資料線,在長達 2 公里的遠距離間安全傳輸高達 2kW 的電源。


VoltServer產品迄今已在體育場、機場、會議中心、辦公大樓、酒店、公寓、醫院和室內花園等數百個大型場館廣泛部署,為 4G、5G 及 Wi-Fi 無線通訊、LED 照明和物聯網應用提供動力。


運用一個脈衝打包一個功率能量

到底什麼是 Digital Electricity?Digital Electricity 為一線路供配電系統,一種透過結構化銅線從電力能源集中單位地點為遠端裝置供電的一種方案。它不僅可透過輕量級資料線安全傳輸高壓電,而且還可為下游電源負載提供小電流。它是一種原生的數位輸電形式,可視為繼近 150 年來運用 AC 及 DC 格式之後的第三種功率傳輸格式。


它工作原理是怎樣的呢?VoltServer將常規電流分解成小脈衝或「能量包」,每個能量包從內含嵌入式處理器的發射器發送至接收器。利用數位信號處理引擎對每個能量包進行分析,以確定配電的精確性和安全性。如果檢測到故障,就停止發送下一個能量包。每個封包只含極少的能量,所以單獨傳輸時,對人、動物、系統或建築物均無危害。接收器可將數位電流轉換回類比 AC 或 DC 電流,為負載供電。



圖一 : 每個電流封包都從發射器發送至接收器。每個封包只含極少的能量,可進行安全檢查。每個能量封包對人、動物、系統或建築物均無危害。VoltServer產品由美國國家認可的測試實驗室針對安全與 EMC 標準列出並透過其認證。
圖一 : 每個電流封包都從發射器發送至接收器。每個封包只含極少的能量,可進行安全檢查。每個能量封包對人、動物、系統或建築物均無危害。VoltServer產品由美國國家認可的測試實驗室針對安全與 EMC 標準列出並透過其認證。

VoltServer聯合創始人兼執行長 Stephen Eaves 解釋道:「設想一下,一股強大的水流通過您的管道系統。如果一根管道爆裂,高壓可能會傷到人。反之,若把水流分解成數百萬個水滴。這些水滴可以再重新組合,得到所需的水量,但分開的每一滴水都很安全。數位電流與之類似,它只將少量的能量放入能量封包中。每個封包都變得很安全,而集中轉換後即能滿足總體電源需求。」


數位能源可實現隨插即用電源需求

VoltServer Digital Electricity平台由於其自身安全的能量傳輸設計,可使用現成的結構化通訊銅線和 2 級低壓佈線方法,將電源發送到 2000公尺內的任何位置。與乙太網路供電 (PoE) 類似,這使得VoltServer能夠在單一混合佈線基礎架構中傳輸數位資料和電力能源,因此其安裝比常規 110/220 電氣系統更簡易、成本更低。


此一簡潔性有助於架構師、設計人員以及設施管理人員便捷配置和重新配置無線網路、辦公室佈局規劃和室內農業種植園等應用場合。該平台自身是數位化平台,因此它可透過一個集中的儀表盤提供有關能源使用的前所未有的深度資訊。這可為大樓營運商和維護人員提供其電網的精細儀表視圖,無需傳統斷路器面板,便可更妥適地管理各個重要的負載節點。


Vicor高能效轉換器無需增加散熱

自VoltServer啟動產品開發以來,Vicor公司就一直與其密切合作。Vicor的強化被動散熱 BCMR DC-DC 固定比率母線轉換器設計成接收器,可將更高的傳輸電壓轉換為安全的低電壓,為負載供電。97% 的功率效率允許在較小的外殼中不需風扇,也能實現可靠的散熱效能。它們提供的電源效率允許接收器佈置在狹窄的封閉空間中,這些空間太小,無法容納散熱風扇。這不僅允許VoltServer平台以更小的散熱片更有效率地運行,而且還顯著縮小了接收器的占位面積。


VoltServer聯合創始人兼業務長 Dan Lowe 表示:「有了Vicor轉換器,我們的熱損耗比普通轉換器低 43%,散熱器尺寸也相應縮小了。我們的客戶包括美國三大行動網路營運商,因此對可靠性的要求非常高。這就是Vicor產品的用武之地,真的非常靈巧。」



圖二 : Digital Electricity可為涵蓋範圍和容量均處於最佳位置的 4G LTE、5G 及 Wi-Fi 無線電提供最具成本效益的最可靠遠端供電解決方案。集中式數位架構可為恆開通訊網路提供極高的穩定供電。
圖二 : Digital Electricity可為涵蓋範圍和容量均處於最佳位置的 4G LTE、5G 及 Wi-Fi 無線電提供最具成本效益的最可靠遠端供電解決方案。集中式數位架構可為恆開通訊網路提供極高的穩定供電。

VoltServer在終端接收器上使用Vicor小型化 BCM6123 固定比率母線轉換器(0.99 x 2.402 x 0.286 英吋),高效轉換能量包。Vicor BCM 採用幾乎不需要電磁濾波器的專有、低雜訊、高效率正弦振幅轉換器 (SAC) 拓撲。這可在符合 EMI 標準的同時,進一步縮小電源系統的占位面積並簡化設計。



圖三 : Vicor緊湊型 BCM6123 固定比率母線轉換器(0.99 x 2.402 x 0.286 英吋)位於終端接收器端,可將高壓電源高效轉換為各種負載。Vicor BCM 採用幾乎不需要電磁濾波的專有、低雜訊、高效率正弦振幅轉換器 (SAC) 拓撲。
圖三 : Vicor緊湊型 BCM6123 固定比率母線轉換器(0.99 x 2.402 x 0.286 英吋)位於終端接收器端,可將高壓電源高效轉換為各種負載。Vicor BCM 採用幾乎不需要電磁濾波的專有、低雜訊、高效率正弦振幅轉換器 (SAC) 拓撲。

Lowe 指出:「幾乎不需要電磁濾波,因此我們可以讓數位電流接收器非常精巧,可將其安裝在幾乎任何地方。任何其它轉換器都會產生更多的熱量。也就是說接收器盒子需要顯著增大,需要大量增加散熱設施,最終會顯著增加成本,而且在空間有限的地方也會增加安裝難度。」


VoltServer Digital Electricity平台採用安全的數位格式配電。該技術部署簡單、成本低、易於安裝,並已在由先進行動網路營運商提供服務的大型場館中得到驗證。無論企業的場所有多複雜,也不管其需求有多高,均可幫助進行真正的數位化轉型。


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