മീഡിയം-ഹൈ വോൾട്ടേജ് പവർ ഇലക്ട്രോണിക് ട്രാൻസ്ഫോർമറുകളുടെ ടോപ്പോളജി, നിയന്ത്രണ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ എന്നിവയെക്കുറിച്ചുള്ള അവലോകനം II

2 PET മൊത്തത്തിലുള്ള ഘടന തിരഞ്ഞെടുക്കൽ

PET ടോപ്പോളജികൾ വ്യാപകമായി വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഊർജ്ജ പരിവർത്തന ഘട്ടങ്ങളുടെ എണ്ണത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, അവയെ സിംഗിൾ-സ്റ്റേജ്, ടു-സ്റ്റേജ്, ത്രീ-സ്റ്റേജ് തരങ്ങളായി തരംതിരിക്കാം [7]. ചിത്രം 1-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഉയർന്ന വോൾട്ടേജും ലോ-വോൾട്ടേജ് DC ബസുകളും ഉള്ളവ രണ്ട്-സ്റ്റേജ് ഘടനകളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

സിംഗിൾ-സ്റ്റേജ് PET-കളിൽ (ചിത്രം 1(a)), ഒരു മീഡിയം/ഹൈ-ഫ്രീക്വൻസി ഐസൊലേഷൻ ട്രാൻസ്ഫോർമർ ഇരുവശത്തുമുള്ള എസി/എസി കൺവെർട്ടറുകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. പ്രൈമറി-സൈഡ് എസി/എസി കൺവെർട്ടർ ഇൻപുട്ട് ലൈൻ-ഫ്രീക്വൻസി എസി വോൾട്ടേജിനെ ഹൈ-ഫ്രീക്വൻസി എസി വോൾട്ടേജാക്കി മാറ്റുന്നു, ഇത് ട്രാൻസ്‌ഫോർമറിലൂടെ ബന്ധിപ്പിച്ച് സെക്കൻഡറി-സൈഡ് എസി/എസി കൺവെർട്ടർ വഴി ലൈൻ-ഫ്രീക്വൻസി എസി വോൾട്ടേജിലേക്ക് തിരികെ പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു. സിംഗിൾ-സ്റ്റേജ് പിഇടികൾക്ക് കുറഞ്ഞ പരിവർത്തന ഘട്ടങ്ങളും കുറഞ്ഞ ഘടകങ്ങളും, ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയും ഉയർന്ന പവർ ഡെൻസിറ്റിയും ഉണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, ഒരു ഡിസി ബസിന്റെ അഭാവം അവയെ ഹൈബ്രിഡ് എസി/ഡിസി ഗ്രിഡുകൾക്ക് അനുയോജ്യമല്ലാതാക്കുന്നു, കൂടാതെ പവർ ഡീകൂപ്ലിംഗ് നിയന്ത്രണം സങ്കീർണ്ണവുമാണ്.

രണ്ട്-ഘട്ട PET-കളിൽ ഉയർന്ന അല്ലെങ്കിൽ കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജ് വശങ്ങളിൽ ഒരു DC ബസ് ഉണ്ട്. ഐസൊലേഷൻ ട്രാൻസ്‌ഫോർമറിന്റെ ഒരു വശത്തുള്ള ടോപ്പോളജി ഒരു സിംഗിൾ-സ്റ്റേജ് PET-യുടേതിനോട് സാമ്യമുള്ളതാണ്, അതേസമയം മറുവശം AC/DC അല്ലെങ്കിൽ DC/AC സർക്യൂട്ടുകൾ വഴി DC ബസുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു (ചിത്രം 1(c) ഉം ചിത്രം 1(d) ഉം). ഉയർന്ന അല്ലെങ്കിൽ കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജ് DC ലിങ്കുകൾ ഉപയോഗിച്ച്, രണ്ട്-ഘട്ട PET-കൾക്ക് ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് വശത്തുള്ള മീഡിയം/ഹൈ-വോൾട്ടേജ് DC ഗ്രിഡുകളിലേക്കോ കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജ് വശത്തുള്ള PV/സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റങ്ങളിലേക്കോ ബന്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. എന്നിരുന്നാലും, ഐസൊലേഷൻ ട്രാൻസ്‌ഫോർമറിന്റെ ഇരുവശത്തുമുള്ള കൺവെർട്ടറുകൾ വഴി കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന സജീവ പവർ ട്രാൻസ്‌ഫോർമർ ലീക്കേജ് ഇൻഡക്‌ടൻസ് പാരാമീറ്ററുകളോട് വളരെ സെൻസിറ്റീവ് ആണ്. കൂടാതെ, DC ബസ് കപ്പാസിറ്ററിന് ഗണ്യമായ ഇരട്ട-ലൈൻ-ഫ്രീക്വൻസി വോൾട്ടേജ് ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ അനുഭവപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ കൺവെർട്ടർ കറന്റ് ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ വലുതാണ് [7], ഇത് നിയന്ത്രണം വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതാക്കുന്നു.

മൂന്ന്-ഘട്ട PET-കൾക്ക് (ചിത്രം 1(b)) ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് വശങ്ങളിലും കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജ് വശങ്ങളിലും DC ബസുകൾ ഉണ്ട്. ഇൻപുട്ട് ലൈൻ-ഫ്രീക്വൻസി AC കറന്റ് AC/DC പരിവർത്തനം വഴി ഒരു ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് DC ബസിലേക്ക് ശരിയാക്കുന്നു, ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ചതുര തരംഗങ്ങളായി മോഡുലേറ്റ് ചെയ്യുന്നു, ഒരു മീഡിയം/ഹൈ-ഫ്രീക്വൻസി ട്രാൻസ്‌ഫോർമർ വഴി കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജ് വശവുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച്, ഒരു ലോ-വോൾട്ടേജ് DC ബസിലേക്ക് ശരിയാക്കുന്നു, ഒടുവിൽ DC/AC പരിവർത്തനം വഴി ലൈൻ-ഫ്രീക്വൻസി AC വോൾട്ടേജിലേക്ക് വിപരീതമാക്കുന്നു. മൂന്ന്-ഘട്ട PET-കൾക്ക് ഉയർന്നതും താഴ്ന്നതുമായ വോൾട്ടേജ് DC സിസ്റ്റങ്ങളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ഓരോ പരിവർത്തന ഘട്ടത്തിന്റെയും നിയന്ത്രണം താരതമ്യേന സ്വതന്ത്രമാണ്, ഇത് ഡീകൂപ്പിളിംഗും നഷ്ടപരിഹാര നിയന്ത്രണവും സുഗമമാക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഒന്നിലധികം പരിവർത്തന ഘട്ടങ്ങൾ ഏറ്റവും സങ്കീർണ്ണമായ ഘടനയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു. മൾട്ടി-സ്റ്റേജ് ഡിസൈൻ കാരണം, മൂന്ന്-ഘട്ട PET ടോപ്പോളജികൾ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് വശത്ത് കാസ്കേഡിംഗ് നേടുകയും കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജ് വശത്ത് സമാന്തരമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇടത്തരം/ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ആപ്ലിക്കേഷൻ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നു. അതിനാൽ, ഇടത്തരം/ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് PET ഗവേഷണത്തിലും ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നത് മൂന്ന്-ഘട്ട ടോപ്പോളജികളാണ്.

മീഡിയം/ഹൈ വോൾട്ടേജ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലെ PET-കൾക്ക്, ലോ-വോൾട്ടേജ് സൈഡിൽ കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജ് ലെവലുകളും കുറഞ്ഞ ഉപകരണ വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രണങ്ങളുമുണ്ട്. ഇതിനു വിപരീതമായി, ഹൈ-വോൾട്ടേജ് റെക്റ്റിഫിക്കേഷൻ സ്റ്റേജും ഇന്റർമീഡിയറ്റ് ഐസൊലേഷൻ സ്റ്റേജും ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ലെവലുകളെ അഭിമുഖീകരിക്കുന്നു, സർക്യൂട്ട് ടോപ്പോളജികളിലും ഉപകരണങ്ങളിലും കർശനമായ ആവശ്യകതകൾ ചുമത്തുന്നു. നിലവിലുള്ള ഗവേഷണം രണ്ട് ദിശകളിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു: ① നിലവിലുള്ള ഉപകരണ വോൾട്ടേജ് റേറ്റിംഗുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മീഡിയം/ഹൈ വോൾട്ടേജ് PET-കൾക്കുള്ള പുതിയ ടോപ്പോളജികളും നിയന്ത്രണ രീതികളും; ② 10kV SiC ഉപകരണങ്ങൾ പോലുള്ള പുതിയ ഹൈ-വോൾട്ടേജ് ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന PET ടോപ്പോളജികളും നിയന്ത്രണങ്ങളും [8, 9]. എന്നിരുന്നാലും, ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് SiC ഉപകരണങ്ങൾ ഇപ്പോഴും ലബോറട്ടറി R&D ഘട്ടത്തിലാണ്, കൂടാതെ വാണിജ്യ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് ഇതുവരെ വോൾട്ടേജ് ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റാൻ കഴിയില്ല. അതിനാൽ, ഉയർന്ന ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നതിന് മൾട്ടി-മൊഡ്യൂൾ കാസ്കേഡ് അല്ലെങ്കിൽ സിംഗിൾ-മൊഡ്യൂൾ മൾട്ടിലെവൽ ടോപ്പോളജികൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. സെക്ഷൻ 3-ൽ വിശകലനം ചെയ്ത ചിത്രം 2-ൽ സാധാരണ ടോപ്പോളജികൾ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.