SST உதவிப் பெயர்ச்சி மற்றும் குளிர்ச்சி அமைப்புகளிலான வடிவமைப்பு சவால்கள்
திறனாளர் அமைப்பு மாற்றியால் (SST) வடிவமைப்பில் இரண்டு முக்கியமான மற்றும் சவாலான உட்கூறுகள்
ஆதரவு மின்சார வழங்கி மற்றும் வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பு.
அவை தொடர்ந்து முக்கிய மின்சார மாற்றத்தில் நேரடியாக பங்கேற்றாலும், அவை முக்கிய வடிவமைப்பின் நிலையான மற்றும் நம்பிக்கையான செயல்பாட்டை உறுதி செய்யும் "உயிர் வாய்ப்பாடு" மற்றும் "மூத்த வாரியாளர்" போன்ற பங்கு வகிக்கின்றன.
ஆதரவு மின்சார வழங்கி: அமைப்பின் "சீர்வீத வாய்ப்பாடு"
ஆதரவு மின்சார வழங்கி, முழு திறனாளர் அமைப்பின் "மூளை" மற்றும் "நரம்பங்களுக்கு" மின்சக்தியை வழங்குகிறது. அதன் நம்பிக்கை அமைப்பு நியாயமாக செயல்படுவதை நேரடியாக நிர்ணயிக்கிறது.
I. முக்கிய சவால்கள்
மேல் மின்னழுத்த வேறுபட்ட வெளிப்படைப்பு: அது மேல் மின்னழுத்த பக்கத்திலிருந்து மின்சாரத்தை நியாயமாக எடுத்து, முதன்மை பக்கத்தில் கோント்ரோல் மற்றும் ஓட்டுவரத்து வடிவமைப்புகளுக்கு வழங்க வேண்டும், இது மின்சார உலகில் மிக உயர்ந்த மின்வேறுபட்ட வெளிப்படைப்பு திறன் தேவை.
விளைவுகளுக்கு மேற்கொள்வு: முக்கிய மின்சார வடிவமைப்பின் உயர் அதிர்வெண் மாற்றம் (இருபதுகளிலிருந்து நூறுகள் kHz) பெரிய மின்னழுத்த விளைவுகள் (dv/dt) மற்றும் மின்னணு விளைவுகள் (EMI) உருவாக்கும். ஆதரவு மின்சார வழங்கி இந்த கடுமையான சூழலில் நியாயமான வெளியீட்டை நிர்ணயிக்க வேண்டும்.
பல துல்லியமான வெளியீடுகள்:
கேட் ஓட்டுவரத்து மின்சாரம்: வெவ்வேறு மின்சார விளக்கு சாதனங்களுக்கு (எ.கா., SiC MOSFETs) வேறுபட்ட மின்சாரத்தை வழங்கும். ஒவ்வொரு வெளியீடும் சுதந்திரமாக மற்றும் வேறுபட்ட வெளியீடு வேண்டும், இது வெவ்வேறு வெளியீடுகளுக்கு இடையே வரும் பேச்சுக்களை தடுக்கும்.
கோண்ட்ரோல் போர்ட் மின்சாரம்: மின்னணு கோண்ட்ரோலர்கள் (DSP/FPGA), தனிமங்கள், மற்றும் தொலைதூர தொடர்பு வடிவமைப்புகளுக்கு நீர்ப்பூஞ்சல், மெல்லிய மின்சாரத்தை வழங்கும்.
II. மின்சார எடுத்து வைத்தல் மற்றும் வடிவமைப்பு அணுகுமுறைகள்
மேல் மின்னழுத்த மின்சார எடுத்தல்: வேறுபட்ட மாற்று மின்சார வழங்கி (எ.கா., flyback converter) மூலம் மேல் மின்னழுத்த உள்ளீட்டிலிருந்து மின்சாரத்தை எடுத்து வைத்தல். இது தொழில்நுட்ப முக்கிய பகுதியாகும் மற்றும் சுதந்திர வடிவமைப்பு தேவை.
பல வெளியீடுகள் வேறுபட்ட DC-DC மாジュல்கள்: முதல் வேறுபட்ட மின்சார உள்ளீட்டைப் பெற்ற பிறகு, பல வேறுபட்ட DC-DC மாஜுல்கள் போதுமான வேறுபட்ட மின்னழுத்தங்களை உருவாக்க பொதுவாக பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
மீளும் வடிவமைப்பு: மிக உயர்ந்த நம்பிக்கையான பயன்பாடுகளில், ஆதரவு மின்சார வழங்கி மீளும் வடிவமைப்புடன் வடிவமைக்கப்படலாம், இது முதன்மை தோல்வியின் போது பாதுகாப்பான நிறுத்தம் அல்லது பின்னர் மின்சார வழங்கிக்கு மாற்றம் செய்யும்.
வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பு: அமைப்பின் "வாயு கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு"
வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பு, SST-ன் மின்சார அடர்த்தி, வெளியீட்டு திறன், மற்றும் வாழ்க்கை காலத்தை நேரடியாக நிர்ணயிக்கிறது.
இது ஏன் இவ்வளவு முக்கியமானது?
மிக உயர்ந்த மின்சார அடர்த்தி: பெரிய ரேகே அதிர்வெண் மாற்றிகளை மாற்றி, SST-கள் மிக சிறிய மின்சார மாஜுல்களில் மின்சாரத்தை சேர்த்து, இது வெப்ப வெளிப்பாட்டின் வெறுமை அளவு (வெப்ப உருவாக்கிய அலகு பரப்பு) மிக உயர்ந்ததாக இருக்கிறது.
உலோக சாதனங்களின் வெப்ப சார்ந்த திறன்: இது மிக உயர்ந்த திறன் வழங்கும் SiC/GaN மின்சார சாதனங்கள், அவற்றின் மைய வெப்ப எல்லைகள் (திட்டமாக 175°C அல்லது குறைவு) கட்டுப்பாட்டில் இருக்கிறது. அதிக வெப்பத்தால் திறன் குறைவு, நம்பிக்கை குறைவு, அல்லது நிரந்தர தோல்வியின் வாய்ப்பு உள்ளது.
விளைவுகளின் நேரடி தாக்கம்: குறைவான வெப்ப வெளிப்பாடு, சிப் மைய வெப்பத்தை உயர்த்தும், இது அதன் திறன் திறனை உயர்த்தும், இது தான் இழப்புகளை உயர்த்தும்—இது ஒரு குறைவான சுழற்சியை உருவாக்குகிறது.
III. குளிர்செய்வதற்கான வகைகள்
| குளிர்செயல் முறை | முறை | பயன்பாடு அம்சங்கள் மற்றும் விதிமுறைகள் |
| இயற்கை சுழற்சி | வெப்பத்தை ஹீட்ஸிங்கின் மீது உள்ள பொருள் மூலம் இயற்கை வாயுச் சுழற்சி மூலம் நீக்குகிறது. | குறைந்த ஆற்றல் அல்லது மிகவும் குறைந்த இழப்பு சோதனை அமைப்புகளுக்கு மட்டுமே ஏற்பு. பெரும்பாலான SST பயன்பாடுகளுக்கு தேவைகளை நிறைவு செய்ய முடியாது. |
| வெளிப்படையான வாயு குளிர்செயல் | ஹீட்ஸிங்கின் மீது ஒரு வான்பொன்னி அமைக்கப்படுகிறது, இது வாயுச் சுழற்சியை முன்னேற்றமாக உயர்த்துகிறது. | மிகவும் பொதுவான மற்றும் குறைந்த செலவு தீர்வு. எனினும், வெப்பத்தை நீக்கும் திறன் கட்டுப்பாட்டில் இருக்கிறது, வான்பொன்னிகள் ஒலிகள், குறைந்த வாழ்க்கை காலம் மற்றும் தூசிய அடுக்கு சிக்கல்களை அதிகரிக்கிறது. இது மதிப்பிற்கு மதிப்பிற்கு மற்றும் குறைந்த ஆற்றல் அடர்த்தியுடைய வடிவமைப்புகளுக்கு ஏற்பு. |
| நீர் குளிர்செயல் | நீர் குளிர்செயல் தட்டை மற்றும் சுழற்சி பொம்மான் மூலம் வெப்பத்தை நீக்குகிறது. | இன்றைய உயர் ஆற்றல்-அடர்த்தியுடைய SSTs க்கான முக்கியமான மற்றும் விரும்பிய தேர்வு. |
| நீர் குளிர்செயல் தட்டை | ஆற்றல் சாதனங்கள் உள்ளே உள்ள மெத்தல் தட்டைகளில் மற்றும் திரவ சாலைகளில் அமைக்கப்படுகின்றன. | வாயு குளிர்செயலை விட வெப்பத்தை நீக்கும் திறன் பல மடங்கு அதிகம்; சுருக்கமான அமைப்பு வெப்ப மூலத்தில் மிகவும் குறைந்த வெப்பநிலையை வழங்குகிறது. |
| நுழைவு குளிர்செயல் | முழு ஆற்றல் மா듈் ஒரு இணைப்பு குளிர்செயல் திரவத்தில் நுழைகிறது. | மிக அதிகமான வெப்பத்தை நீக்கும் திறன்; ஓர் அம்சத்தில் வெப்பநிலை உயர்வு இல்லாத ஒரு பகுதியான நுழைவு மற்றும் இரு பகுதிகளில் வெப்பநிலை உயர்வு உள்ள நுழைவு. மிக உயர்ந்த ஆற்றல் அடர்த்திகளை நிறைவு செய்ய முடியும், ஆனால் அமைப்பின் சிக்கல் மற்றும் செலவு மிக உயர்ந்தது. |
3. முன்னோட்டமான வெப்ப மேலாண்மை கருத்துகள்
3.1 முன்னறிவு வெப்ப கட்டுப்பாடு
சூழல் உலர்ச்சி மற்றும் பொருள் நேரலையில் கணக்கிடுகிறது, எதிர்கால வெப்ப உயர்வு தோற்றத்தை முன்னறிகிறது, மற்றும் அதன் முன்னதாக பாதிக்கும் வேகங்களை, பாம்பு வேகத்தை அல்லது கூட வெளியீடு மின்சக்தியை மிகவும் குறைந்த அளவில் சீராக்குவதன் மூலம் வெப்ப அளவுகளை அதிக அளவில் வேண்டிய அளவுக்கு வந்தடைய தடுக்கிறது.
3.2 மின்-வெப்ப ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட வடிவமைப்பு
வெப்ப வடிவமைப்பு தொடக்க முறையில் தொடங்கி, மின் மற்றும் கட்டமைப்பு வடிவமைப்புடன் ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது. உதாரணத்திற்கு, சீர்குலிங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன பெயர் மாதிரி மின் மாதிரிகளின் வடிவமைப்பை மேம்படுத்துவதற்கு, உயர் வெப்ப பாதை அம்சங்களை குளிர்ச்சி நுழைவின் அருகில் வைக்கும் வகையில் உள்ளது.
4. ஜீவநீர்ப்பு அமைப்பு ஒருங்கிணைக்கப்பட்டு செயல்படுத்தும்
ஆதரவு மின்சக்தி வழங்கும் அமைப்புகளும் வெப்ப மேலாண்மை அமைப்புகளும் ஒன்றாக மிகவும் வெற்றியான மாறிசை மாற்றியின் மூல பாதுகாப்பு விதிமுறைகளை வடிவமைக்கின்றன. அவற்றின் உறவை கீழே தரப்பட்டுள்ளது:
4.1 ஆதரவு மின்சக்தி வழங்கும் அமைப்பு - அமைப்பின் செயல்பாட்டை உறுதி செய்யும்
அது அமைப்பு "செயல்பட முடியும்" என்பதற்கான முன்னிருப்பு நிபந்தனையாகும், அது அனைத்து கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளுக்கும் (வெப்ப மேலாண்மை அமைப்புகள் உள்ளடங்கிய) மின்சக்தியை வழங்குகிறது (விபத்து வானொலிகள், தண்ணீர் பாம்புகள்).
4.2 வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பு - அமைப்பின் நீண்ட கால செயல்பாட்டை உறுதி செய்யும்
அது அமைப்பு "நீண்ட கால செயல்பட முடியும்" என்பதற்கான அடிப்படை கட்டுப்பாடாகும், முதன்மை மின்சக்தி அமைப்புகள் மற்றும் ஆதரவு மின்சக்தி வழங்கும் அமைப்பு தாங்களை வெப்ப அதிகமாக வரும்போது தோல்வியில் போக விலக்கும்.
உயர் நம்பிக்கையான SST அதிர்ஷ்டவசமாக முதிர்ச்சியான மின் வடிவமைப்பு, வெப்ப மேலாண்மை, மற்றும் கட்டுப்பாடு வடிவமைப்பின் மிகவும் சீரான ஒருங்கிணைப்பின் முடிவு ஆகும்.
