অ্যাপ্লিকেশন

2018 সালের মধ্যে, বিশ্বব্যাপী বিদ্যুতের চাহিদা ছিল প্রায় 20,000TWh। তথ্য ও যোগাযোগ প্রযুক্তি (ICT) শিল্প 2000TWh বা বৈশ্বিক বিদ্যুতের 10% জন্য দায়ী, যার দুটি প্রধান অংশ ছিল নেটওয়ার্ক (ওয়্যারলেস এবং তারযুক্ত) এবং ডেটা সেন্টার। শুধুমাত্র ডেটা সেন্টার প্রতি বছর প্রায় 200TWh খরচ করে। ব্যাপকভাবে উদ্ধৃত পূর্বাভাসগুলি পরামর্শ দেয় যে 2020-এর দশকে ICT-এর মোট বিদ্যুতের চাহিদা ত্বরান্বিত হবে এবং ডেটা সেন্টারগুলি আরও বড় অংশ নেবে। চাহিদার ত্বরণ সূচকীয় ডেটা বৃদ্ধি এবং 5G অ্যাপ্লিকেশন দ্বারা চালিত হয়।

ডেটা সেন্টার হল ইন্টারনেটের "মস্তিষ্ক"। তাদের ভূমিকা হল অসংখ্য তথ্য পরিষেবার পিছনে ডেটা প্রক্রিয়া করা, সঞ্চয় করা এবং যোগাযোগ করা যা আমরা প্রতিদিন নির্ভর করি, তা ভিডিও স্ট্রিমিং, ইমেল, সোশ্যাল মিডিয়া, ফোন কল বা বৈজ্ঞানিক কম্পিউটিং হোক। ডেটা সেন্টারগুলি এই পরিষেবাগুলি প্রদানের জন্য বিভিন্ন আইসিটি ডিভাইস ব্যবহার করে, যার সবকটিই বিদ্যুৎ দ্বারা চালিত হয়। সার্ভার, প্রধান আইসিটি উপাদান, তথ্য অনুরোধের প্রতিক্রিয়া হিসাবে গণনা এবং যুক্তি প্রদান করে। তারযুক্ত ইথারনেট এবং ওয়্যারলেস বেস স্টেশন সহ নেটওয়ার্ক ডিভাইসগুলি ডেটা সেন্টারকে ইন্টারনেট এবং শেষ ব্যবহারকারীদের সাথে সংযুক্ত করে, ইনকামিং এবং আউটগোয়িং ডেটা প্রবাহকে সক্ষম করে। এই আইটি ডিভাইসগুলির দ্বারা ব্যবহৃত বিদ্যুত শেষ পর্যন্ত তাপে রূপান্তরিত হয়, যা বিদ্যুতে চালিত শীতল সরঞ্জাম দ্বারা ডেটা সেন্টার থেকে অপসারণ করতে হবে। বিদ্যুতের দক্ষতার উন্নতির প্রতিটি পয়েন্ট শুধুমাত্র কোন অপারেশন খরচ নয় বরং কার্বন পদচিহ্নের উপরও উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাব ফেলে।

শেষ উপাদানে পৌঁছানোর আগে, সমস্ত শক্তি ফ্রন্ড-এন্ড রেকটিফায়ার দ্বারা প্রক্রিয়া করা দরকার। বর্তমানে, সার্ভার এবং টেলিকম পাওয়ার সিস্টেমের দক্ষতা বেশিরভাগ এই সংশোধনকারী স্তরে উন্নত হয়েছে। মূলধারার বিক্রেতাদের সংশোধনকারী দক্ষতা 90% থেকে 96%। 98% রেকটিফায়ার দক্ষতা সমাধান অর্জন করা হয়েছে বলে প্রমাণিত হয়েছে, কিন্তু এর প্রয়োগ এখনও ব্যাপক ব্যান্ডগেপ ডিভাইস এবং কন্ট্রোল আইসি-এর প্রাপ্যতা এবং খরচ দ্বারা সীমিত। দক্ষতার পাশাপাশি, রেকটিফায়ারের পাওয়ার ঘনত্বও ডেটা সেন্টারের জন্য একটি মূল ডিজাইনের প্রয়োজনীয়তা। উচ্চতর সংশোধনকারী শক্তি ঘনত্ব সার্ভার ক্ষমতা ইনস্টলেশনের জন্য আরও স্থান খালি করবে।

রেকটিফায়ারে একটি প্রাক-নিয়ন্ত্রক পাওয়ার ফ্যাক্টর কালেকশন (PFC) পর্যায় এবং একটি বিচ্ছিন্ন DC/DC রূপান্তরকারী থাকে। 98% রেকটিফায়ার দক্ষতা অর্জন করতে, PFC এবং DC/DC উভয়কেই 99% দক্ষতা স্তরে কাজ করতে হবে। প্রথাগত PFC প্রায় 97.5% সর্বোচ্চ দক্ষতার সাথে এই ধরনের ডিজাইনের জন্য আর উপযুক্ত নয়। ব্রিজলেস পিএফসি নতুন প্রজন্মের সংশোধনকারী ডিজাইনের একমাত্র বিকল্প হয়ে উঠেছে। বর্তমানে দুটি ভিন্ন ব্রিজবিহীন পিএফসি টপোলজি, যা নীচে দেখানো হয়েছে, পণ্যগুলিতে রয়েছে।

ডাবল-বুস্ট পিএফসি মূলত দুটি বুস্ট কনভার্টারের সমন্বয়ে গঠিত। একটি পজিটিভ এসি চক্রে কাজ করে এবং অন্যটি নেতিবাচক এসি চক্রে কাজ করে। এটি পাওয়ার প্রসেসিং পাথগুলিতে সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের সংখ্যাকে প্রথাগত PFC-এর 2 থেকে 3-এ কমিয়ে দেয় এবং এর ফলে দক্ষতা উন্নত হয়। এই টপোলজির সুবিধা হল সহজ নিয়ন্ত্রণ। প্রথাগত PFC কন্ট্রোলারগুলি কিছু ছোটখাট সার্কিট পরিবর্তনের সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে। অসুবিধা হল যে দুটি বুস্ট ইন্ডাক্টর প্রয়োজন, যা BOM খরচ বাড়াবে এবং শক্তি ঘনত্বের উন্নতিকে প্রভাবিত করবে। একটি একক-ফেজ CrM (ক্রিটিকাল মোড) PFC-এর উচ্চ বুস্ট ইনডাক্টর কারেন্ট রিপল এবং EMI ফিল্টার ডিজাইনের অসুবিধার কারণে খুব সীমিত (<500W) পাওয়ার হ্যান্ডলিং ক্ষমতা রয়েছে। ZVS CrM PFC গুলি প্রায়ই 500W এর বেশি পাওয়ারের দুটি পর্যায় ইন্টারলিভিং ব্যবহার করে। দুটি পর্যায়ের সুইচিং পিরিয়ড 180 ডিগ্রী দ্বারা অফসেট করে, বর্তমান তরঙ্গগুলি একে অপরকে বাতিল করতে পারে এবং মোট বর্তমান লহর একটি গ্রহণযোগ্য পরিসরে হ্রাস করা যেতে পারে।

SiC এবং GaN এর পরিপক্ক এবং খরচ হ্রাসের সাথে, সংশোধনকারী ডিজাইন 96+% দক্ষতা অর্জন করতে এবং উচ্চ সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করতে আরও উন্নত এবং সহজ টপোলজি নিয়োগ করতে পারে। নিম্নলিখিতটি হল সিসিএম (কন্টিনিউয়াস কন্ডাকশন মোড) টোটেম-পোল পিএফসি, যা কিলোডব্লিউ এর রেকটিফায়ার ডিজাইনের জন্য উপযুক্ত।

IVCT একটি 2.5kW টোটেম-পোল PFC রেফারেন্স ডিজাইন তৈরি করেছে। নীচে রেফারেন্স ডিজাইন ফটো এবং মূল পরীক্ষার ডেটা রয়েছে। (আবেদন নোটের লিঙ্ক)

2.5kW টোটেম-পোল পিএফসি রেফারেন্স ডিজাইন

DC/DC পর্যায়ের জন্য, হাফ-ব্রিজ এবং ফুল-ব্রিজ এলএলসি টপোলজি খুব জনপ্রিয় হয়ে উঠছে। শিল্পকে ফেজ-শিফ্ট করা ফুল ব্রিজ টপোলজি থেকে এলএলসি টপোলজিতে স্থানান্তরিত করার দুটি প্রধান কারণ রয়েছে, যা উচ্চ ক্ষমতার নকশায় একটি প্রভাবশালী টপোলজি ছিল। সম্পূর্ণ লোড রেঞ্জ প্রাইমারি ZVS এবং ওয়াইড লোড রেঞ্জ সেকেন্ডারি ZCS এই টপোলজির প্রধান যোগ্যতা। সেকেন্ডারি সাইডে কোনো ইন্ডাক্টর না থাকলে, একটি 12V বা 48V সার্ভার/টেলিকম আউটপুট সিঙ্ক্রোনাস রেকটিফিকেশন সার্কিট ব্যবহার করা এবং পরিবাহী ক্ষয়কে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করা সম্ভব করে তোলে। সুবিধাগুলি এলএলসি রূপান্তরকারীদের 99+% দক্ষতার নকশা সক্ষম করে। এলএলসি কনভার্টারগুলির উচ্চ আউটপুট কারেন্ট রিপলের কারণে, উচ্চ কারেন্ট আউটপুট ডিজাইনের জন্য, ইন্টারলিভড এলএলসি স্ট্রাকচার প্রায়ই আউটপুট ভোল্টেজ রিপল কমাতে এবং আউটপুট ফিল্টার ক্যাপাসিটর স্ব-হিটিং কমাতে ব্যবহৃত হয়।