விண்ணப்பங்கள்

2018 வரை, உலகளாவிய மின்சார தேவை 20,000TWh க்கு அண்மையானது. தகவல் மற்றும் தொடர்பு தொழில்நுட்பம் (ICT) துறை 2000TWh அல்லது உலகளாவிய மின்சாரத்தின் 10% -ஐ எடுத்துக்கொண்டது, இதில் இரு முக்கிய பகுதிகள் பெரும்பாலாக தளர்கள் (அசைவுடனும், அசைவற்றும்) மற்றும் தரவு மையங்களும் ஆகும். தரவு மையங்கள் தான் ஒவ்வொரு ஆண்டும் போராட்டம் 200TWh மின்சாரத்தை செயல்படுத்துகிறது. பெரிய அளவில் உद்஧ிஷ்டப்படும் முன்னறிவுகள் ICT-இன் மொத்த மின்சார தேவை 2020களில் அதிகரிக்கும் மற்றும் தரவு மையங்கள் அதிக பங்கை எடுக்கும் என கூறுகின்றன. இந்த அதிகரிப்பு தரவுகளின் அதிர்ச்சி மற்றும் 5G பயன்பாடுகளால் தோற்றம் பெற்றது.

தரவு மையங்கள் இணெர்நெட்டின் 'கிரான்ஸ்' ஆகும். அவற்றின் பங்கு நாம் ஒவ்வொரு நாளும் சார்ந்து கொண்டிருக்கும் பல தகவல் சேவைகளின் பின்னணி உள்ள தரவுகளை செயல்படுத்துவது, சேமிப்பது மற்றும் தொடர்புகொள்ளுதல் ஆகும், அது எந்தவொரு வழியிலும் வீடியோ செலுத்தல், மின்னஞ்சல், சமூக ஊடகங்கள், தொலைபேசி அழைப்புகள் அல்லது அறிவியல் கணக்குகள் போன்றவை ஆகும். இந்த சேவைகளை வழங்குவதற்காக தரவு மையங்கள் வெவ்வேறு ICT உபகரணங்களை பயன்படுத்துகின்றன, அவை அனைத்தும் மின்சக்தியால் இயங்குகின்றன. சர்வெர்கள், முக்கியமான ICT உறுப்புகளாக, தகவல் வேலைகளுக்கு பதிலாக கணக்கீடுகளை மற்றும் தர்க்கத்தை வழங்குகின்றன. தளர்வு உபகரணங்கள், கட்டமைக்கப்பட்ட Ethernet மற்றும் துடிப்படை அடிப்பு மையங்கள் உள்ளன, அவை தரவு மையத்தை இணெர்நெட்டுடன் தொடர்புடைய முடிவுகளுடன் இணைக்கின்றன, அதனால் வரும் மற்றும் செலுத்தும் தரவு பெருக்குகளை உடன் செயல்படுத்துகின்றன. இந்த IT உபகரணங்கள் மின்சக்தியை பயன்படுத்தும் போது அது தெருவினோ அல்லது சூடாக மாற்றப்படுகிறது, அதை தரவு மையத்திலிருந்து நீக்குவதற்காக மின்சக்தியால் இயங்கும் சூட்டுறுத்தும் உபகரணங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மின்சக்தி செலுத்தல் மேம்பாட்டின் ஒவ்வொரு புள்ளியும் செயலில் செலுத்தும் செலவுகளை மட்டுமின்றி கார்பன் அடிப்படையையும் மாற்றும்.

கடைசி உறுப்புகள் தாங்குவதற்கு முன்னரே, அனைத்து சக்தியும் முன்னோர் திருத்தக்காரணி(frond-end rectifiers) மூலம் செயல்படுத்தப்பட வேண்டும். நிலையான முறையில், சேவை மற்றும் தொலைங்குக் கதவு சக்தி அமைப்புகளின் செயல்பாடு இந்த திருத்தக்காரணி அளவில் மூலம் மேம்படுத்தப்படுகிறது. முக்கிய விற்பனியாளர்களின் திருத்தக்காரணி செயல்திறன் 90% முதல் 96% வரை இருக்கிறது. 98% திருத்தக்காரணி செயல்திறன் தீர்வு எப்படியோ அடைக்கப்பட்டது என நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது, ஆனால் அதன் பயன்பாடு விரிவான பட்டியல் அமைப்புகள் (wide bandgap devices) மற்றும் கண்டுபிடிப்பு IC களின் லாப்படியும் மற்றும் செலவுமாக மحدودமாக இருக்கிறது. செயல்திறன் தவிரவும், திருத்தக்காரணியின் சக்தி அடர்த்தியும் தரவு மையங்களுக்கு முக்கியமான ரூபாய் தேவையாக உள்ளது. மேம்பட்ட திருத்தக்காரணி சக்தி அடர்த்தி கூடுதலான இடத்தை சேர்க்க வழிமுறைகளை வழங்கும்.

அமைத்து மாற்றுனர்கள் ஒரு முன்-அணியாக்கி சக்தி காரணி சேகரிப்பு (PFC) படிவு மற்றும் ஒரு அலகாக்கப்பட்ட DC/DC மாற்றுனர் ஆகியவையில் கூடியதாக உள்ளன. 98% அமைத்து மாற்றுனர் தொலைவுக்கு எதிராக, PFC மற்றும் DC/DC இரண்டும் 99% தொலைவு நிலையில் பணியாற்ற வேண்டும். செப்பெல் PFC தொகுதியானது சுழலாக மீட்பு 97.5% அதனால், அப்படியான ரூபங்களுக்கு ஏற்படுத்துவதற்கு சரியாக இல்லை. புதிய தற்போது அமைத்து மாற்றுனர் ரூபங்களை வடிவமைக்க பால் இல்லா PFC கள் தான் முக்கியமான தேர்வு. தற்போது கீழே காணும் இரு வெவ்வேறு பால் இல்லா PFC தொகுதிகள் உபகரணங்களில் உள்ளன.

Double-Boost PFC அடிப்படையாக இரண்டு boost converter களின் சேர்மானமாக உள்ளது. ஒன்று நேர்மறை AC சுழல்களில் பணியும், மற்றொன்று எதிர்மறை AC சுழல்களில் பணியும். இது தான் விளைவாக மின்சார உபகரண அம்ச எண்ணிக்கையை ஒரு கூட்டத்திலிருந்து 3 இலிருந்து 2 ஆகக் குறைத்து, தான் தேர்வு உயர்த்துகிறது. இந்த தொகுதியின் குறிப்பு எளிய கட்டுப்பாடு. கலந்துகொள்ள தாக்கும் சிறிய மாற்றங்களுடன் ஒரு கால்பாட்டு PFC கண்டுபிடிப்பாளர்கள் பயன்படுத்த முடியும். தோல்வி இது இரண்டு boost இந்தக்டர்கள் தேவை, அது BOM செலவை அதிகரிக்கும் மற்றும் மின்சார அடர்த்தி மேம்பாட்டை தாக்கும். ஒரு நிலையான CrM (Critical Mode) PFC உயர் boost இந்தக்டர் தற்கோடு மற்றும் EMI filter design திருத்துவதின் கடினத்துக்காரணமாக மிகச் சிக்கலான (<500W) மின்சார செயல்பாட்டு திறனை கொண்டது. ZVS CrM PFCs 500W க்கும் மேலான மின்சார செயல்பாட்டு திறனுக்கு இரண்டு சுழல்கள் interleaving பயன்படுத்துகிறது. இரண்டு சுழல்களின் switching period ஐ 180 degrees விட்டு அதிகரிக்க முடியும், அதனால் தற்கோடு ஒருவரையும் நீக்கி, மொத்த தற்கோடு ஏற்றத்தக்க அளவுக்கு குறைக்கப்படும்.

SiC மற்றும் GaN-இன் பெருவாய்ப்பு மற்றும் செலவுக் குறைபாட்டினால், ரெக்டிபையர் வடிவமைப்பில் கூடுதலான முன்னேற்றங்கள் மற்றும் எளிய தொகுதிகள் உபயோகிக்கப்படலாம், 96+% தொடர்புக்கூடிய திறனை அடைய மற்றும் உயர் மாற்றுச் சீரான அதிர்வுகளில் பணியாற்றலாம். கீழ்காணும் ஒன்று CCM (Continuous Conduction Mode) தொடர்புக்கூடிய டோட்டம்-போல் PFC ஆகும், இது kW ரின் ரெக்டிபையர் வடிவமைப்புக்கு நன்றாக உட்படுகிறது.

IVCT என்பது 2.5kW டோட்டம்-போல் PFC பின்னூட்டு வடிவமைப்பு உருவாக்கியுள்ளது. கீழே பின்னூட்டு வடிவமைப்பின் புகைப்படம் மற்றும் முக்கிய சோதனை தரவுகள் உள்ளன. (Application Note க்கு இணைப்பு)

2.5kW Totem-Pole PFC பின்னூட்டு வடிவமைப்பு

DC/DC அடிப்படைகளுக்கு, அரை-உலை மற்றும் முழு-உலை LLC தொகையீடுகள் மிகவும் பிரபலமாகி வருகின்றன. சுழல்-செயல்முறை முழு உலை தொகையீட்டிலிருந்து LLC தொகையீட்டுக்கு தொழில்நுட்ப துறை மாறியதற்கு இரண்டு முக்கிய காரணங்கள் உள்ளன. முழு ஏற்றுமதியில் முதன்மை ZVS மற்றும் அகராவது ஏற்றுமதியில் விரியான ZCS இந்த தொகையீட்டின் முக்கிய பாடாகும். அகராவது பக்கத்தில் இந்தக் குறியீட்டு இல்லாமல், 12V அல்லது 48V சேவை/தொலைபேசி வெளியீட்டை எதிர்பார்க்க ஒரு ஒத்துழைவு செயல்பாட்டு வடிவமைப்பை பயன்படுத்தி கடித்துரை இழப்பை மிகவும் குறைக்க முடியும். இந்த பாடங்கள் LLC மாற்றுனர்களின் 99+% தொலைவு வடிவமைப்பை உதவுகின்றன. LLC மாற்றுனர்களின் உயர் வெளியீடு தற்போலி அளவு காரணமாக, உயர் தற்போலி வெளியீடு வடிவமைப்புகளுக்கு வெளியீடு வெற்றி தற்போலியை குறைக்க மற்றும் வெளியீடு சர்வசாதாரண கூடையின் தனியே உறைத்தலை மையமைக்க இடைக்கணக்கிலான LLC அமைப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது.