అప్లికేషన్స్

2018 నాటికి, ప్రపంచ విద్యుత్ డిమాండ్ సుమారు 20,000TWh. ఇన్ఫర్మేషన్ అండ్ కమ్యూనికేషన్ టెక్నాలజీ (ICT) పరిశ్రమ 2000TWh లేదా 10% ప్రపంచ విద్యుత్తును కలిగి ఉంది, వీటిలో రెండు ప్రధాన భాగాలు నెట్‌వర్క్‌లు (వైర్‌లెస్ మరియు వైర్డు) మరియు డేటా సెంటర్లు. డేటా సెంటర్లు మాత్రమే ప్రతి సంవత్సరం 200TWhని వినియోగిస్తాయి. విస్తృతంగా ఉదహరించబడిన అంచనాలు 2020లలో ICT యొక్క మొత్తం విద్యుత్ డిమాండ్ వేగవంతమవుతుందని మరియు డేటా సెంటర్లు పెద్ద స్లైస్ తీసుకుంటాయని సూచిస్తున్నాయి. డిమాండ్ త్వరణం ఘాతాంక డేటా పెరుగుదల మరియు 5G అప్లికేషన్‌ల ద్వారా నడపబడుతుంది.

డేటా సెంటర్లు ఇంటర్నెట్ యొక్క "మెదడులు". స్ట్రీమింగ్ వీడియో, ఇమెయిల్, సోషల్ మీడియా, ఫోన్ కాల్‌లు లేదా సైంటిఫిక్ కంప్యూటింగ్ అయినా మనం ప్రతిరోజూ ఆధారపడే అనేక సమాచార సేవల వెనుక ఉన్న డేటాను ప్రాసెస్ చేయడం, నిల్వ చేయడం మరియు కమ్యూనికేట్ చేయడం వారి పాత్ర. ఈ సేవలను అందించడానికి డేటా సెంటర్లు వివిధ ICT పరికరాలను ఉపయోగించుకుంటాయి, ఇవన్నీ విద్యుత్తుతో నడిచేవి. సర్వర్‌లు, కీలకమైన ICT భాగాలు, సమాచార అభ్యర్థనలకు ప్రతిస్పందనగా గణనలు మరియు తర్కాన్ని అందిస్తాయి. వైర్డు ఈథర్నెట్ మరియు వైర్‌లెస్ బేస్ స్టేషన్‌లతో సహా నెట్‌వర్క్ పరికరాలు, డేటా సెంటర్‌ను ఇంటర్నెట్ మరియు తుది వినియోగదారులకు కనెక్ట్ చేస్తాయి, ఇన్‌కమింగ్ మరియు అవుట్‌గోయింగ్ డేటా ప్రవాహాలను ప్రారంభిస్తాయి. ఈ IT పరికరాలు ఉపయోగించే విద్యుత్తు చివరికి వేడిగా మార్చబడుతుంది, విద్యుత్తుతో కూడా పనిచేసే కూలింగ్ పరికరాల ద్వారా డేటా సెంటర్ నుండి తొలగించబడాలి. శక్తి సామర్థ్యం మెరుగుదల యొక్క ప్రతి పాయింట్ ఆపరేషన్ ఖర్చు లేకుండానే కాకుండా కార్బన్ పాదముద్రలపై కూడా గణనీయంగా ప్రభావం చూపుతుంది.

ముగింపు భాగాలను చేరుకోవడానికి ముందు, అన్ని పవర్‌ను ఫ్రండ్-ఎండ్ రెక్టిఫైయర్‌ల ద్వారా ప్రాసెస్ చేయాలి. ప్రస్తుతం, ఈ రెక్టిఫైయర్ స్థాయిలో సర్వర్ మరియు టెలికాం పవర్ సిస్టమ్‌ల సామర్థ్యం ఎక్కువగా మెరుగుపడింది. ప్రధాన స్రవంతి విక్రేతల రెక్టిఫైయర్ సామర్థ్యం 90% నుండి 96%. 98% రెక్టిఫైయర్ ఎఫిషియెన్సీ సొల్యూషన్ సాధించినట్లు నిరూపించబడింది, అయితే దాని అప్లికేషన్ ఇప్పటికీ విస్తృత బ్యాండ్‌గేప్ పరికరాలు మరియు నియంత్రణ ICల లభ్యత మరియు ధర ద్వారా పరిమితం చేయబడింది. సమర్థతతో పాటు, రెక్టిఫైయర్ పవర్ డెన్సిటీ అనేది డేటా సెంటర్‌లకు కీలకమైన డిజైన్ అవసరం. అధిక రెక్టిఫైయర్ పవర్ డెన్సిటీ సర్వర్ కెపాసిటీ ఇన్‌స్టాలేషన్ కోసం ఎక్కువ స్థలాన్ని ఖాళీ చేస్తుంది.

రెక్టిఫైయర్‌లు ప్రీ-రెగ్యులేటర్ పవర్ ఫ్యాక్టర్ కలెక్షన్ (PFC) స్టేజ్ మరియు ఐసోలేటెడ్ DC/DC కన్వర్టర్‌ను కలిగి ఉంటాయి. 98% రెక్టిఫైయర్ సామర్థ్యాన్ని సాధించడానికి, PFC మరియు DC/DC రెండూ 99% సామర్థ్యం స్థాయిలో పనిచేయాలి. 97.5% గరిష్ట సామర్థ్యం కలిగిన సాంప్రదాయ PFC ఇకపై అటువంటి డిజైన్‌లకు తగినది కాదు. కొత్త తరం రెక్టిఫైయర్ డిజైన్‌కు బ్రిడ్జ్‌లెస్ PFCలు మాత్రమే ఎంపిక. ప్రస్తుతం క్రింద చూపిన విధంగా రెండు వేర్వేరు బ్రిడ్జ్‌లెస్ PFCల టోపోలాజీలు ఉత్పత్తులలో ఉన్నాయి.

డబుల్-బూస్ట్ PFC తప్పనిసరిగా రెండు బూస్ట్ కన్వర్టర్‌ను కలిగి ఉంటుంది. ఒకటి సానుకూల AC సైకిల్స్ వద్ద మరియు మరొకటి ప్రతికూల AC చక్రాల వద్ద పనిచేస్తుంది. ఇది పవర్ ప్రాసెసింగ్ పాత్‌లలో సెమీకండక్టర్ పరికర సంఖ్యను సాంప్రదాయ PFC 2 నుండి 3కి తగ్గిస్తుంది మరియు దాని వలన సామర్థ్యం మెరుగుపడుతుంది. ఈ టోపోలాజీ యొక్క ప్రయోజనం సాధారణ నియంత్రణ. కొన్ని చిన్న సర్క్యూట్ మార్పులతో సాంప్రదాయ PFC కంట్రోలర్‌లను ఉపయోగించవచ్చు. లోపం ఏమిటంటే, రెండు బూస్ట్ ఇండక్టర్‌లు అవసరమవుతాయి, ఇది BOM ధరను పెంచుతుంది మరియు పవర్ డెన్సిటీ మెరుగుదలని ప్రభావితం చేస్తుంది. ఒక సింగిల్-ఫేజ్ CrM (క్రిటికల్ మోడ్) PFC అధిక బూస్ట్ ఇండక్టర్ కరెంట్ రిప్ల్ మరియు EMI ఫిల్టర్ డిజైన్ యొక్క కష్టం కారణంగా చాలా పరిమితమైన (<500W) పవర్ హ్యాండ్లింగ్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది. 500W కంటే ఎక్కువ శక్తి కలిగిన ZVS CrM PFCలు తరచుగా రెండు దశల ఇంటర్‌లీవింగ్‌లను ఉపయోగిస్తాయి. రెండు దశల స్విచింగ్ వ్యవధిని 180 డిగ్రీలు ఆఫ్‌సెట్ చేయడం ద్వారా, ప్రస్తుత అలలు ఒకదానికొకటి రద్దు చేయగలవు మరియు మొత్తం ప్రస్తుత అలలను ఆమోదయోగ్యమైన పరిధికి తగ్గించవచ్చు.

SiC మరియు GaN యొక్క పరిపక్వత మరియు వ్యయ తగ్గింపుతో, రెక్టిఫైయర్ డిజైన్ 96+% సామర్థ్యాన్ని సాధించడానికి మరియు అధిక స్విచింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీలలో పనిచేయడానికి మరింత అధునాతనమైన మరియు సరళమైన టోపోలాజీలను ఉపయోగించగలదు. కిందిది CCM (నిరంతర వాహక విధానం) టోటెమ్-పోల్ PFC, ఇది kWs రెక్టిఫైయర్ డిజైన్‌కు బాగా సరిపోతుంది.

IVCT 2.5kW టోటెమ్-పోల్ PFC రిఫరెన్స్ డిజైన్‌ను అభివృద్ధి చేసింది. కిందివి రిఫరెన్స్ డిజైన్ ఫోటో మరియు కీ పరీక్ష డేటా. (అప్లికేషన్ నోట్‌కి లింక్)

2.5kW టోటెమ్-పోల్ PFC రిఫరెన్స్ డిజైన్

DC/DC దశల కోసం, సగం వంతెన మరియు పూర్తి వంతెన LLC టోపోలాజీలు బాగా ప్రాచుర్యం పొందుతున్నాయి. హై పవర్ డిజైన్‌లో ప్రధానమైన టోపోలాజీ అయిన ఫేజ్-షిఫ్టెడ్ ఫుల్ బ్రిడ్జ్ టోపోలాజీ నుండి LLC టోపోలాజీకి పరిశ్రమను మార్చడానికి రెండు ప్రధాన కారణాలు ఉన్నాయి. పూర్తి లోడ్ రేంజ్ ప్రైమరీ ZVS మరియు వైడ్ లోడ్ రేంజ్ సెకండరీ ZCS ఈ టోపోలాజీ యొక్క ప్రధాన మెరిట్. సెకండరీ వైపు ఎటువంటి ఇండక్టర్ లేకుండా, 12V లేదా 48V సర్వర్ / టెలికాం అవుట్‌పుట్ సింక్రోనస్ రెక్టిఫికేషన్ సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించడం మరియు ప్రసరణ నష్టాన్ని గణనీయంగా తగ్గించడం సాధ్యం చేస్తుంది. ప్రయోజనాలు LLC కన్వర్టర్ల 99+% సామర్థ్య రూపకల్పనను ప్రారంభిస్తాయి. LLC కన్వర్టర్‌ల అధిక అవుట్‌పుట్ కరెంట్ అలల కారణంగా, అధిక కరెంట్ అవుట్‌పుట్ డిజైన్‌ల కోసం, అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ అలలను తగ్గించడానికి మరియు అవుట్‌పుట్ ఫిల్టర్ కెపాసిటర్ స్వీయ-తాపనను తగ్గించడానికి ఇంటర్‌లీవ్డ్ LLC స్ట్రక్చర్ తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది.