প্রয়োগ

২০১৮ পর্যন্ত, বিশ্বব্যাপী বিদ্যুৎ চাহিদা প্রায় ২০,০০০টিWh ছিল। তথ্য ও যোগাযোগ প্রযুক্তি (ICT) শিল্প বিশ্বের বিদ্যুৎ উৎপাদনের ২০০০টিWh বা ১০% জুড়েছে, এর মধ্যে দুটি মূল অংশ হলো নেটওয়ার্ক (অসংযুক্ত এবং সংযুক্ত) এবং ডেটা কেন্দ্র। একা ডেটা কেন্দ্র প্রতি বছর প্রায় ২০০টিWh বিদ্যুৎ খরচ করে। ব্যাপকভাবে উদ্ধৃত পূর্বাভাস বলে যে, ICT-এর মোট বিদ্যুৎ চাহিদা ২০২০-এর দশকে ত্বরিত হবে এবং ডেটা কেন্দ্র বড় অংশ গ্রহণ করবে। এই চাহিদা ত্বরণটি বৈজ্ঞানিকভাবে বৃদ্ধি পাওয়া ডেটা এবং ৫G অ্যাপ্লিকেশনের কারণে ঘটেছে।

ডেটা সেন্টারগুলি ইন্টারনেটের 'মস্তিষ্ক'। তাদের ভূমিকা হল আমরা প্রতিদিন যে বিভিন্ন তথ্য সেবার উপর নির্ভরশীল, তার পেছনের ডেটা প্রক্রিয়াজাত করা, সংরক্ষণ এবং যোগাযোগ করা, যা হতে পারে ভিডিও স্ট্রিমিং, ইমেইল, সোশ্যাল মিডিয়া, ফোন কল বা বৈজ্ঞানিক গণনা। ডেটা সেন্টারগুলি এই সেবাগুলি প্রদান করতে বিভিন্ন আইসিটি ডিভাইস ব্যবহার করে, যা সবই বিদ্যুৎ দ্বারা চালিত। সার্ভারগুলি, মূল আইসিটি উপাদান, তথ্য অনুরোধের জবাবে গণনা এবং যৌক্তিকতা প্রদান করে। নেটওয়ার্ক ডিভাইস, যার মধ্যে তারবদ্ধ ইথারনেট এবং তারহীন বেস স্টেশন অন্তর্ভুক্ত, ডেটা সেন্টারকে ইন্টারনেট এবং শেষ ব্যবহারকারীর সাথে সংযুক্ত করে, যা আসা এবং যাওয়া ডেটা প্রবাহ সম্ভব করে। এই আইটি ডিভাইসগুলি দ্বারা ব্যবহৃত বিদ্যুৎ চূড়ান্তভাবে তাপ হিসাবে রূপান্তরিত হয়, যা বিদ্যুৎ দ্বারা চালিত শীতলন উপকরণ দ্বারা ডেটা সেন্টার থেকে সরানো প্রয়োজন। বিদ্যুৎ কার্যকারিতার প্রতি বিন্দু উন্নতি শুধুমাত্র চালানোর খরচের উপর নয়, কার্বন পদচিহ্নের উপরও গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে।

অंতর্গত উপাদানগুলি পৌঁছার আগে, সমস্ত শক্তিকে ফ্রন্ট-এন্ড রেকটিফায়ার দ্বারা প্রক্রিয়া করতে হবে। বর্তমানে, সার্ভার এবং টেলিকম শক্তি পদ্ধতির দক্ষতা মূলত এই রেকটিফায়ার স্তরে উন্নয়ন লাভ করেছে। প্রধান বিক্রেতাদের রেকটিফায়ার দক্ষতা ৯০% থেকে ৯৬% পর্যন্ত। ৯৮% রেকটিফায়ার দক্ষতা সমাধানটি সফলভাবে অর্জিত হওয়ার প্রমাণ পাওয়া গেছে, তবে এর ব্যবহারকে ব্যাপক ব্যান্ডগ্যাপ ডিভাইস এবং নিয়ন্ত্রণ IC-এর উপলব্ধি এবং খরচের কারণে সীমাবদ্ধ করা হয়েছে। দক্ষতার পাশাপাশি, রেকটিফায়ারের শক্তি ঘনত্বও ডেটা সেন্টারের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ ডিজাইন আবশ্যকতা। উচ্চ রেকটিফায়ার শক্তি ঘনত্ব বেশি স্থান ছাড়িয়ে দেবে সার্ভার ধারণ ক্ষমতার জন্য।

রিফটিফারগুলি একটি প্রিলিমিনারি পাওয়ার ফ্যাক্টর কালেকশন (PFC) স্টেজ এবং একটি আইসোলেটেড DC/DC কনভার্টার দ্বারা গঠিত। 98% রিফটিফার দক্ষতা অর্জনের জন্য, PFC এবং DC/DC উভয়েই 99% দক্ষতা স্তরে চালু থাকতে হবে। ঐচ্ছিকভাবে 97.5% শীর্ষ দক্ষতা সহ ট্রেডিশনাল PFC এখন এমন ডিজাইনের জন্য উপযুক্ত নয়। ব্রিজলেস PFC-এর নতুন জেনারেশনের রিফটিফার ডিজাইনের জন্য একমাত্র বিকল্প হয়ে উঠেছে। বর্তমানে নিচে দেওয়া হিসাবে, উৎপাদনে দুটি ভিন্ন ভিন্ন ব্রিজলেস PFC টপোলজি রয়েছে।

ডবল-বুস্ট পিএফসি মূলত দুটি বুস্ট কনভার্টার দিয়ে গঠিত। একটি ধনাত্মক এসি সাইকেলে চালু হয় এবং অপরটি নেগেটিভ এসি সাইকেলে চালু হয়। এটি ট্রেডিশনাল পিএফসির ৩ থেকে শক্তি প্রসেসিং পথে ২ সেমিকনডাক্টর ডিভাইসের সংখ্যা কমায় এবং এইভাবে কার্যকারিতা উন্নত হয়। এই টোপোলজির সুবিধা হল সহজ নিয়ন্ত্রণ। ট্রেডিশনাল পিএফসি নিয়ন্ত্রকগুলি কিছু ছোট সার্কিট পরিবর্তনের সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে। এর অসুবিধা হল দুটি বুস্ট ইনডাক্টর প্রয়োজন, যা বিল অফ ম্যাটেরিয়াল (BOM) খরচ বাড়িয়ে দেয় এবং শক্তি ঘনত্ব উন্নয়নের উপর প্রভাব ফেলে। একক-ফেজ ক্রিটিক্যাল মোড (CrM) পিএফসির শক্তি প্রদান ক্ষমতা খুব সীমিত (< ৫০০W) হয়, কারণ উচ্চ বুস্ট ইনডাক্টর কারেন্ট রিপল এবং EMI ফিল্টার ডিজাইনের কঠিনতা। ৫০০W এর বেশি শক্তির জন্য ZVS CrM পিএফসিগুলি অনেক সময় দুটি ফেজ ইন্টারলিভিং ব্যবহার করে। দুটি ফেজের সুইচিং সময়কে ১৮০ ডিগ্রি বিচ্যুত করে, কারেন্ট রিপলগুলি পরস্পরকে রद্দ করতে পারে এবং মোট কারেন্ট রিপলকে গ্রহণযোগ্য পরিসীমায় হ্রাস করা যায়।

সিএসি এবং গেইনের পাকা হওয়া এবং খরচ কমানোর সাথে, রেক্টিফায়ার ডিজাইন ব্যবহার করতে পারে আরও উন্নত এবং সহজ টপোলজিগুলি ৯৬%+ দক্ষতা অর্জন করতে এবং উচ্চ সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সিতে চালু থাকতে। নিচে হলো CCM (Continuous Conduction Mode) টটেম-পোল PFC, যা কিলোওয়াটের রেক্টিফায়ার ডিজাইনের জন্য ভালোভাবে উপযুক্ত।

IVCT একটি ২.৫kW টটেম-পোল PFC রেফারেন্স ডিজাইন উন্নয়ন করেছে। নিচে রয়েছে রেফারেন্স ডিজাইনের ছবি এবং মূল টেস্ট ডেটা। (অ্যাপ্লিকেশন নোটের লিঙ্ক)

২.৫kW টটেম-পোল PFC রেফারেন্স ডিজাইন

ডিসি/ডিসি পর্যায়ের জন্য, অর্ধ-ব্রিজ এবং পূর্ণ-ব্রিজ LLC টপোলজি খুবই জনপ্রিয় হচ্ছে। শিফটেড পূর্ণ ব্রিজ টপোলজি থেকে LLC টপোলজিতে শিল্পের সরণের দুটি মূল কারণ রয়েছে, যা উচ্চ শক্তির ডিজাইনে একটি প্রধান টপোলজি ছিল। পূর্ণ ভারের পরিসীমায় প্রাথমিক ZVS এবং চওড়া ভারের পরিসীমায় দ্বিতীয়ক ZCS এই টপোলজির মূল গুণ। দ্বিতীয়ক পাশে ইনডাক্টর না থাকায়, 12ভি বা 48ভি সার্ভার / টেলিকম আউটপুট সিনক্রনাস রেক্টিফিকেশন সার্কিট ব্যবহার করা সম্ভব হয় এবং পরিবহন ক্ষতি সাইনিফিক্যান্টলি কমানো যায়। এই গুণগুলি LLC কনভার্টারদের 99%+ দক্ষতা ডিজাইন সম্ভব করে। LLC কনভার্টারের উচ্চ আউটপুট কারেন্ট রিপলের কারণে, উচ্চ কারেন্ট আউটপুট ডিজাইনের জন্য সাধারণত ইন্টারলিভড LLC স্ট্রাকচার ব্যবহার করা হয় আউটপুট ভোল্টেজ রিপল কমাতে এবং আউটপুট ফিল্টার ক্যাপাসিটরের সেলফ-হিটিং কমাতে।