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민웰 시스템 전원 솔루션 애플리케이션: 싱크로트론 광원 설비용 초고전력 전원 공급 시스템

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작성일 2021-03-30 00:00

본문

민웰 영문 링크 : https://www.meanwell.com/kr/newsInfo.aspx?c=5&i=952

입증된 사례 연구

2020년에 민웰의 시스템 전력 솔루션은 싱크로트론 내의 RF 증폭기 시스템을 위한 DC 전원 공급 시스템으로 대만 광자원(TPS) 싱크로트론에 대한 정부 입찰 계약을 성공적으로 따냈습니다. 전원 시스템은 전자가 거의 빛의 속도로 가속되도록 초고 에너지를 제공합니다. 그림 1 동기식(전자) 가속기의 일반적인 구조를 보여줍니다. 내부는 부스터 링이고, 외부는 여러 실험소가 분기되는 스토리지 링입니다. 


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그림 1 싱크로트론의 구조 


싱크로트론 애플리케이션

싱크로트론에서 생성되는 광원(원적외선 ~ 하드 엑스레이) 초고휘도 광대역 스펙트럼은 물리학, 화학, 재료, 화학 공학, 생물학, 의학, 지질학, 고고학, 환경 보호, 에너지, 전자, 미세 전자 기계 시스템(MEMS), 나노 크기 장치 등의 분야에서 실험에 널리 사용될 있습니다. 21세기 첨단 기초 과학 연구, 생의학 기술 산업 애플리케이션에 없어서는 도구입니다. 현재 글로벌 전기차 시장에서 필수적인 장기 배터리 구현을 위한 리튬 소재 연구에 기여하고 있습니다. 또한 반도체 소재의 핵심 요소인 나노기술 연구와 바이오메디컬 관련 제품 개발에 대한 심도 있는 이해를 돕습니다.
 
그림 2 주로 선형 가속기(LINAC), 부스터 스토리지 링으로 구성된 TPS 싱크로트론 그림을 보여줍니다. 소스는 추가 가속을 위해 부스터 링에 주입되기 전에 LINAC에서 최대 속도로 추진되는 입자를 생성합니다. 그런 다음 입자 빔은 속도를 유지하는 스토리지 링으로 들어갑니다. 입자 빔이 빛의 속도에 가까운 속도로 전환되는 경우, 에너지의 일부를 전자파 형태의 싱크로트론 방사로 방출합니다. 요구 사항에 따라 초고휘도 빔은 최종 스테이션에서 실험 또는 애플리케이션을 수행하기 위해 빔라인으로 전환됩니다. RF 증폭기 시스템은 링에서 포착된 신호가 증폭되고 전용 위상각에서 링의 반대쪽에서 피드백될 수 있는 싱크로트론 방사의 방출로 인해 스토리지 링에서 입자 빔의 전력 손실을 보상하기 위한 것입니다. 피드백 루프는 크기와 에너지 분포를 줄이는 도움이 됩니다. 민웰 시스템 전력 솔루션은 스토리지 링에 RF 증폭기 시스템용 DC 전원으로 설치 적용됩니다. 


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그림 2. 대만 광자원의 싱크로트론 


프로젝트 계획은 그림 3 표시된 여러 세트의 96kW 고전력 전원 공급 시스템을 사용하는 것입니다. 전원 시스템의 출력은 그림 4 나와 있는 솔리드 스테이트 RF 전력 증폭기 클러스터를 구동하기 위한 것으로, 그림 5 나와 있는 것과 같이 전자가 거의 빛의 속도로 이동할 있도록 고주파 에너지를 생성합니다. 전체 시스템의 최대 DC 출력 전력은 800kW입니다! 


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그림 3. 96kW 고출력 시스템                                                       그림 4. RF 증폭기 클러스터


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그림 5. 10방향 동축 전력 결합기 


스토리지 링에 필요한 RF 전력과 최고의 전력 효율을 일치시키려면, 전력 시스템의 출력 전압을 특정 RF 전력 수준으로 작동 지점에 대해 42Vdc에서 54Vdc 변조 범위 사이에서 조정하여, 최상의 결과를 얻을 있어야 합니다. 디지털 통신 프로토콜인 CANbus 장착된 DRP-3200 시리즈는 정밀한 전압 트리밍에 대한 요구 사항을 충족할 있습니다.
 
또한 전원 시스템 세트의 버스 전압은 병렬로 연결되지 않은 경우 실험 중에 동시에 조정해야 합니다. 이를 달성하기 위해 원격 제어를 위해 외부 컨트롤러가 구현됩니다. 다른 문제는 트리밍 출력 전력의 정확도가 +/- 1% 제한된다는 것입니다. 이를 위해 완전한 디지털 디자인의 전원 공급 장치와 통신 프로토콜이 이더넷을 통해 원격으로 시스템을 제어하고 모니터링할 있습니다!
 
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선택되는 다른 중요한 요소는 에너지 절약 환경 보호에 대한 국제적 추세와 일치하는 매우 높은 효율성 때문입니다. 800kW 시스템에서 모든 단일 전원 공급 장치의 효율이 0.5% 증가하여, 상당한 경제적 성과를 가져오며, 장기간 운영 이점이 있습니다.
 

민웰 시스템 전력 솔루션의 성분 


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민웰은 최신 기술을 사용하여 완전 디지털 디자인의 전원 모듈인 DRP-3200 시리즈, 전원 선반인 DHP-1UT-A 1U, 전원 컨트롤러인 CMU2 19인치 표준 캐비닛을 포함한 시스템 전원 솔루션을 구축합니다. 출력 전력은 최대 128kW입니다.


시스템 전원 솔루션의 이점

  1. 통합 솔루션: 디지털 통신을 지원하여 전원 시스템의 주요 매개변수를 컨트롤러를 통해 원격으로 제어 모니터링할 있어 전원 관리 작업이 간편해집니다.

  2. 손쉬운 유지 보수: 모듈을 빠르게 설치하고 교체할 있는 스왑 기능을 지원합니다.

  3. 전력 확장성: 매개변수 구성이 필요한 다양한 산업 애플리케이션에 적합한 12.8kW에서 128kW 고전력 솔루션으로 확장됩니다.



민웰에서 소개하는 초고전력 시스템 전원 솔루션에 대해 궁금한 점이 있으시면 언제든지 기술 서비스 엔지니어에게 문의하시기 바랍니다!


참조 

  1. https://www.nsrrc.org.tw/Chinese/acceleratorTPS.aspx
  2. https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_synchrotron_radiation_facilities
  3. https://zh.wikipedia.org/wiki/同步加速器
  4. https://en.wikipedia.org/wiki/Synchrotron
  5. https://en.wikipedia.org/wiki/Particle_accelerator
  6. https://en.wikipedia.org/wiki/Radio_frequency
  7. https://iknow.stpi.narl.org.tw/Post/Read.aspx?PostID=12713
  8. https://buzzorange.com/techorange/2018/03/29/nsrrc-tls-tps/
  9. “THE COMMISSION OF HOME-MADE 500MHZ, 80KW SOLID-STATE AMPLIFIER IN NSRRC”. https://inspirehep.net/files/afc450fdc0f9c81b455a5142bb3c542f

상기 제품 문의는 아래 연락처로 연락 바랍니다.

 민웰두성 : 02-2107-3800

 두성시스템 : 02-6679-3727

 

해당 내용은 민웰 공식 웹사이트에 게시된 공지를 번역했으며번역 내용의 저작권은 두성시스템㈜에 있으므로 무단 도용배포  복제를 금합니다.

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