ದುರ್ಬಲ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡಿಸಿ ಸಾಲಿಡ್-ಸ್ಟೇಟ್ ಸರಕ್ಕ ಪರಿಗಣೆಯ ಮುಖ್ಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು

೧ ತಂತ್ರಿಕ ಚಲನಗಳು

೧.೧ ಸಾಮಾನ್ಯ ಉಪಕರಣಗಳ ಸಮಾನತೆಯ ಸ್ಥಿರತೆ
ವಾಸ್ತವಿಕ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ, ಒಂದು ಶಕ್ತಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಉಪಕರಣದ ವಿದ್ಯುತ್ ಬೆಳೆಯುವ ಕ್ಷಮತೆ ಸಾಪೇಕ್ಷವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚು ವಿದ್ಯುತ್ ಗುರಿಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು, ಅನೇಕ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರೆ, ಉಪಕರಣಗಳ ನಡುವಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು—ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ರೋಡ್ ಮತ್ತು ಥ್ರೆಶೋಲ್ಡ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನಡುವಿನ ಹೆಚ್ಚು ದೊಡ್ಡ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು—ಸಮಾನಾಂತರ ಕಾರ್ಯದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಅಸಮಾನವಾಗಿ ಮಾಡಬಹುದು. ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಯಂಟ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಪೇರಾಸ್ತವ ಇಂಡಕ್ಟೆನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಕೆಪೆಸಿಟೆನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸಮಾನಾಂತರ ಉಪಕರಣಗಳ ನಡುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಕಾರದ ಗತಿಯನ್ನು ಅಸಮಾನವಾಗಿ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದ ವಿದ್ಯುತ್ ಅಸಮಾನತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪರಿಹರಿಸದಿದ್ದರೆ, ಈ ಅಸಮಾನತೆ ಕೆಲವು ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ವಿದ್ಯುತ್ ಕಾರಣದಿಂದ ಹಿಂದಿನ ತಾಪ ಮತ್ತು ವಿಫಲತೆಗೆ ಹೋಗಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದ ಘನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕಿಟ್ ಬ್ರೇಕರ್ ನ ಸೇವಾ ಕಾಲವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

೧.೨ ದೋಷ ಗುರುತಿಕೆಯ ದೀರ್ಘಕಾಲ
DC ಸಿಸ್ಟಮ್ ಲೋ ದೋಷ ವಿದ್ಯುತ್ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳು AC ಸಿಸ್ಟಮ್ ನಿಂದ ಬಹುತೇಕ ಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ದೋಷ ಗುರುತಿಕೆ ಮತ್ತು ವಿರಾಮ ಸಹಾಯಕ ಶೂನ್ಯ ಪಾರ್ಶ್ವ ಬಿಂದುಗಳು ಇಲ್ಲ. ಇದರಿಂದ ಘನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕಿಟ್ ಬ್ರೇಕರ್ ಗಳು ಮೈಕ್ರೋಸೆಕೆಂಡ್-ಲೆವಲ್ ದೋಷ ಗುರುತಿಕೆ ಏಳುವರಿಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ ದೋಷಗಳನ್ನು ಸರಿಯಾಗಿ ಗುರುತಿಸಿ ದ್ರುತವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಮಾಡಬೇಕು. ಪರಂಪರಾಗತ ದೋಷ ಗುರುತಿಕೆ ವಿಧಾನಗಳು ದ್ರುತ ಬದಲಾಗುವ DC ದೋಷ ವಿದ್ಯುತ್ ನ ಸಂಭಾವ್ಯತೆಗಳನ್ನು ದೀರ್ಘ ಕಾಲದ ದೋಷಗಳಿಂದ ಸಾಧ್ಯವಾಗುವ ಎಂದು ಪ್ರತಿಭಾತಿಸುತ್ತವೆ, ಇದರಿಂದ ದ್ರುತ ಪ್ರತಿರಕ್ಷಣೆಯ ಗುರಿಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಅವು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವ ಎಂದು ಪ್ರತಿಭಾತಿಸುತ್ತವೆ.

೧.೩ ತಾಪ ನಿಕಾಸ ಮತ್ತು ಘನದ ವಿರೋಧ
ಇಂದುನ ಶಕ್ತಿ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿ ಘನತೆಯ ಗುರಿಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು, ಘನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕಿಟ್ ಬ್ರೇಕರ್ ಡಿಸೈನ್ ಗಳು ಸೀಮಿತ ಆಕಾರದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿ ಹಾದು ಹೋಗಬೇಕು. ಆದರೆ, ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿ ಘನತೆ ಶಕ್ತಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಉಪಕರಣಗಳು ನಿಂತ ತಾಪದ ಹೆಚ್ಚು ವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಅಪ್ರಮಾದ ತಾಪ ನಿಕಾಸ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರದಿದ್ದರೆ, ಹೆಚ್ಚು ತಾಪ ಉಪಕರಣದ ಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಾಪ ರನ್ ಅವ್ಯವಸ್ಥೆ ಮತ್ತು ಉಪಕರಣ ವಿಫಲತೆಗೆ ಹೋಗಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಪರಂಪರಾಗತ ತಾಪ ನಿಕಾಸ ವಿಧಾನಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿ ಘನತೆಯ ಘನ ವಿದ್ಯುತ್ ಬ್ರೇಕರ್ ಗಳಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ಕ್ಷಮ ಹೊಂದಿವೆ. ದ್ರವ ತಾಪ ನಿಕಾಸ ತಾಪ ನಿಕಾಸ ಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಇದು ಉಪಕರಣದ ಆಕಾರ ಮತ್ತು ಖರ್ಚನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅನುಕೂಲ ತಾಪ ನಿಕಾಸ ಮತ್ತು ಯೋಗ್ಯ ಆಕಾರ ನಿಯಂತ್ರಣ ನಡೆಸುವುದು—ಸಹಕರಿ ಹೊರತಗೆ ಚೆನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುವುದು—ಇನ್ನೂ ಘನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕಿಟ್ ಬ್ರೇಕರ್ ಡಿಸೈನ್ ಗಳಿಗೆ ಪ್ರಮುಖ ಚಲನೆಯಾಗಿದೆ.

೨ ಮುಖ್ಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಅಧ್ಯಯನ

೨.೧ ವೈದ್ಯುತ್ ವಿಸ್ತಾರ ಉಪಕರಣ ಅನ್ವಯ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ
(೧) SiC MOSFET ಆಯ್ಕೆ ಮತ್ತು ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್
ಬಹುವಿಧ ವೈದ್ಯುತ್ ವಿಸ್ತಾರ ಉಪಕರಣಗಳ ನಡುವಿನ, ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುತ್ ನಿಯಂತ್ರಣ ನಷ್ಟ ಸಿಸಿ ಮೋಸ್ಎಫೆಟ್ ಗಳು ಪ್ರಮುಖ ದ್ರುತತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಅನೇಕ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಅವು ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು, ಸಮಮಿತ ಡಿರೆಕ್ಟ್ ಬಾಂಡೆಡ್ ಕಾಪ್ಪರ್ (DBC) ಲೈアウト ಅನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಲೈアウト ಪೇರಾಸ್ತವ ಇಂಡಕ್ಟೆನ್ಸ್ ನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಉಪಕರಣದ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಬಂದದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಪೇರಾಸ್ತವ ಇಂಡಕ್ಟೆನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಉಪಕರಣ ಕೆಪೆಸಿಟೆನ್ಸ್ ನ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಗೇಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನ ದೋಳಿಕೆಯನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ ಯಾವುದೇ ಸಮಮಿತ DBC ಲೈアウト ನಿಂದ, ಬಂದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಗೇಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ದೋಳಿಕೆಯನ್ನು 5% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಇದು ಸಮಾನಾಂತರ ಕಾರ್ಯದಲ್ಲಿ ಡೈನಾಮಿಕ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ದೋಳಿಕೆಯ ಕಾರಣದಿಂದ ಉಪಕರಣದ ದೋಷ ಸಂಭವನೀಯತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

(೨) ಡೈನಾಮಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿತರಣೆ ನಿಯಂತ್ರಣ
ಸಮಾನಾಂತರ ಉಪಕರಣಗಳ ನಡುವಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿತರಣೆಯ ಅಸಮಾನತೆಯನ್ನು ದೂರ ಮಾಡಲು, ವಿದ್ಯುತ್-ವಿತರಣೆ ಬಸ್ ಮತ್ತು ಅನುಕೂಲ PI ನಿಯಂತ್ರಣ ಸಂಯೋಜನೆಯ ನಿಯಂತ್ರಣ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುತ್-ವಿತರಣೆ ಬಸ್, ಪ್ರತ್ಯೇಕ ರಚನೆಯ ಮೂಲಕ, ಪ್ರತಿ ಸಮಾನಾಂತರ ಶಾಖೆಗೆ ಶಾರೀರಿಕ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಸಮಾನ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿತರಣೆಯ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಈ ಅಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಅನುಕೂಲ PI ನಿಯಂತ್ರಣ ಕ್ರಮಜ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಉಪಕರಣದ ಡ್ರೈವ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಗಳನ್ನು ಶಾಖೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಗಳನ್ನು ನಿರಂತರ ನಿರೀಕ್ಷಿಸುವ ಮೂಲಕ ಡೈನಾಮಿಕವಾಗಿ ಸರಿಪಡಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿತರಣೆ ನಿಯಂತ್ರಣ ಸಿದ್ಧಿಸುತ್ತದೆ.

೨.೨ ದ್ರುತ ದೋಷ ಗುರುತಿಕೆ ಮತ್ತು ವಿರಾಮ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ
(೧) ಗೇಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಆಧಾರದ ದೋಷ ಗುರುತಿಕೆ
SiC MOSFET ನ ಶೂನ್ಯ ಪರಿಣಾಮ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ ಶೂನ್ಯ ಪರಿಣಾಮ ದೋಷದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಡ್ರೈನ್-ಸೋರ್ಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ (VDS) ದ್ರುತವಾಗಿ 900V ಗೆ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗೇಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸ್ಪರ್ಶಕ ವೇಗವು 10 V/ns ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ, ದ್ರುತ ದೋಷ ಗುರುತಿಕೆಗಾಗಿ ದ್ವಿತೀಯ ಗುರುತಿನ ಸಂಪರ್ಕ ಯಂತ್ರವನ್ನು ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಎರಡು ವಿದ್ಯುತ್ ಗುರುತಿಗಳನ್ನು ಸೆಟ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ: Ith1 = 500 A ಮತ್ತು Ith2 = 1.2 kA. ಗುರುತಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುರುತಿಗಳು Ith1 ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದ್ದರೆ, ಪ್ರಾರಂಭಿಕ ಚೆಚೆಯನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ; Ith2 ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿದ್ದರೆ, ಶೂನ್ಯ ಪರಿಣಾಮ ದೋಷವನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ರಚಿಸಲಾದ ಗುರುತಿಕೆ ಯಂತ್ರ ಮತ್ತು ಸಿಗ್ನಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯಾ ಕ್ರಮಜ ದೋಷ ಗುರುತಿಕೆ ದೀರ್ಘಕಾಲವನ್ನು 0.8 μs ಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಈ ಪದ್ಧತಿಯು ಪರಂಪರಾಗತ ವಿಧಾನಗಳ ಜತೆಗೆ ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಿಗ್ನಲ್ ರೂಪಾಂತರ ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯಾ ಕ್ರಮಜ ಬೇಕಾಗುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ, SiC MOSFET ನ ಸ್ವಾಭಾವಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ ದೋಷ ಗುರುತಿಕೆ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

(೨) ಬಹು ಲಕ್ಷ್ಯ ಅನುಕೂಲೀಕರಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ವಿರಾಮ ನಿಯಮ
ಘನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರ್ಕಿಟ್ ಬ್ರೇಕರ್ ಗಳಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ ಪ್ರದರ್ಶನದ ವಿರಾಮ ಪ್ರದರ್ಶನವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು, ವಿರಾಮ ಸಮಯ (Δt), ಶಕ್ತಿ ಸ್ವೀಕರಣ (EMOV), ಮತ್ತು ಅನುಕೂಲ ವಿದ್ಯುತ್ (Ipeak) ಗಳನ್ನು ಲಕ್ಷ್ಯ ಫಲನಗಳಾಗಿ ಸೆಟ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಬಹು ಲಕ್ಷ್ಯ ಪಾರ್ಟಿಕಲ್ ಸ್ವಾರ್ಮ್ ಅನುಕೂಲೀಕರಣ (MOPSO) ಕ್ರಮಜ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ. ಕಡಿಮೆ ವಿರಾಮ ಸಮಯ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಉಪಕರಣಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರತಿರಕ್ಷಣೆ ನೀಡುತ್ತದೆ; ಶಕ್ತಿ ಸ್ವೀಕರಣ ಮೋವ್ ಸ್ವಾರ್ ಸಂಯೋಜನೆ ಮತ್ತು ಉಪಯೋಗ ಕಾಲದ ಆಯ್ಕೆಗಳನ್ನು ಪ್ರಭಾವಿಸುತ್ತದೆ; ಹೆಚ್ಚು ಅನುಕೂಲ ವಿದ್ಯುತ್ ಹೆಚ್ಚು ವಿದ್ಯುತ್ ತನಾವನ್ನು ಉತ್ಪನ್ನ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಾಧಾರಣ ಉಪಕರಣ ಕಾರ್ಯದ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬಿಟ್ಟು ನಿಲ್ಲಿಸುತ್ತದೆ.

MOPSO ಅನುಕೂಲೀಕರಣದ ಹಲವಾರೆ ಪುನರಾವರ್ತನಗಳ ಮೂಲಕ, ಅನುಕೂಲ ಪ್ರಮಾಣಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗಿದೆ: ವಿದ್ಯುತ್-ನಿಯಂತ್ರಣ ಇಂಡಕ್ಟೆನ್ಸ್ LB = 15 μH ಮತ್ತು MOV ವೋಲ್ಟೇಜ್-ನಿಯಂತ್ರಣ ಗುಣಾಂಕ γ = 1.8. ಈ ಅನುಕೂಲ ಪ್ರಮಾಣಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ, ವಿರಾಮ ಸಮಯವನ್ನು 73.5 μs ಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಗರಿಷ್ಠ ವಿದ್ಯುತ್ ಗುರುತಿಗಳನ್ನು 526 A ಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಅನುಕೂಲನದ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ದೃಶ್ಯವಾಗಿ ದರ್ಶಿಸಲು, TOPSIS ನಿರ್ಧಾರ ವಿಧಾನವು ಅನುಕೂಲನದ ಮುಂದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಹೋಲಿಸುತ್ತದೆ. ಹೋಲಿಕೆಯು ವಿರಾಮ ಸಮಯ, ಶಕ್ತಿ ಸ್ವೀಕರಣ, ಮತ್ತು ಅನುಕೂಲ ವಿದ್ಯುತ್ ಗಳಂತಹ ಮುಖ್ಯ ಪ್ರಮಾಣಗಳಲ್ಲಿ ದೃಷ್ಟಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದ ಸಾಧಾರಣ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಗುರಿಗಳ