ఎస్ఎస్టీ ఆక్సిలియరీ పవర్ మరియు కూలింగ్ సిస్టమ్లలోని డిజైన్ హెచ్చర్లు
సోలిడ్-స్టేట్ ట్రాన్స్ఫอร్మర్ (SST) డిజైన్లో రెండు ప్రధాన మరియు చట్టంగా ఉన్న ఉపపద్ధతులు
ఆకారణ శక్తి సరఫరా మరియు తాప నిర్వహణ వ్యవస్థ.
వాటి ప్రధాన శక్తి మార్పిడిలో కలిగా లేకుండా, వాటి "జీవన రేఖ" మరియు "రక్షకుడు" గా పని చేస్తాయి, ముఖ్య సర్క్యూట్ యొక్క స్థిరమైన మరియు నమ్మకంగా పనిచేయడానికి ఖాతరీ చేస్తాయి.
ఆకారణ శక్తి సరఫరా: వ్యవస్థ యొక్క "హృదయం" మరియు "నాడీలు"
ఆకారణ శక్తి సరఫరా ప్రతి సోలిడ్-స్టేట్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ల యొక్క "ముఖం" మరియు "నాడీలు" కోసం శక్తిని అందిస్తుంది. దాని నమ్మకం వ్యవస్థ సాధారణంగా పనిచేయడానికి నిర్ణయిస్తుంది.
I. ప్రధాన హెచ్చరికలు
అధిక వోల్టేజ్ వ్యతిరేకం: అధిక వోల్టేజ్ వైపు నుండి శక్తిని సురక్షితంగా తీసుకువచ్చును, ముఖ్య వైపు నియంత్రణ మరియు డ్రైవర్ సర్క్యూట్లకు శక్తిని అందించాలి, ఇది శక్తి మాడ్యూల్కు చాలా ఎక్కువ విద్యుత్ వ్యతిరేక శక్తిని కావాలి.
ప్రభావం వ్యతిరేక శక్తి: ముఖ్య శక్తి సర్క్యూట్ యొక్క అధిక తరంగద్రుతం (పదాలు నుండి వేయు కిలోహర్ట్స్) పెద్ద వోల్టేజ్ తీవ్ర మార్పులను (dv/dt) మరియు వైద్యుత్ మాగ్నెటిక్ ప్రభావం (EMI) సృష్టిస్తుంది. ఆకారణ శక్తి సరఫరా ఈ కఠిన వాతావరణంలో స్థిరమైన బాహ్య ప్రవాహంను నిలిపి ఉంచాలి.
ఎక్కువ, సరైన బాహ్య ప్రవాహాలు:
గేట్ డ్రైవర్ శక్తి: ప్రతి శక్తి స్విచ్ యొక్క (ఉదా: SiC MOSFETs) గేట్ డ్రైవర్లకు వ్యతిరేక శక్తిని అందిస్తుంది. ప్రతి బాహ్య ప్రవాహం స్వతంత్రంగా ఉండాలి, వ్యతిరేక శక్తిని అందించాలి, ఇది క్రాస్ టాల్క్ కారణంగా స్హూట్ దోషాలను తప్పించుకోవచ్చు.
నియంత్రణ బోర్డ్ శక్తి: డిజిటల్ నియంత్రణ పరికరాలకు (DSP/FPGA), సెన్సర్లకు, మరియు మాధ్యమ సర్క్యూట్లకు శక్తిని అందిస్తుంది, ఇది శుద్ధమైన, తక్కువ శబ్దాలు ఉన్న శక్తిని అవసరం ఉంటుంది.
II. సాధారణ శక్తి తీసుకువాటి మరియు డిజైన్ పద్ధతులు
అధిక వోల్టేజ్ శక్తి తీసుకువాటి: అధిక వోల్టేజ్ ఇన్పుట్ నుండి శక్తిని తీసుకువచ్చును. ఇది ఏకాంతర స్విచింగ్ శక్తి సరఫరా (ఉదా: ఫ్లైబ్యాక్ కన్వర్టర్) ఉపయోగించడం. ఇది టెక్నికల్గా అత్యధిక హెచ్చరికలు ఉన్న భాగం మరియు విశేషంగా డిజైన్ చేయాలి.
ఎక్కువ బాహ్య వ్యతిరేక DC-DC మాడ్యూల్స్: ఒక మొదటి వ్యతిరేక శక్తి సరఫరాను పొందిన తర్వాత, అదనపు అవసరమైన వ్యతిరేక వోల్టేజీలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఎక్కువ వ్యతిరేక DC-DC మాడ్యూల్స్ సాధారణంగా ఉపయోగించబడతాయి.
పునరావృత డిజైన్: అత్యధిక నమ్మకం ఉన్న అనువర్తనాలలో, ఆకారణ శక్తి సరఫరాను పునరావృతంగా డిజైన్ చేయవచ్చు, ముఖ్య వ్యర్థం జరిగినప్పుడు సురక్షితంగా నిలిపివేయడానికి లేదా బ్యాకప్ శక్తి సరఫరాకు సులభంగా మార్పు చేయడానికి.
తాప నిర్వహణ వ్యవస్థ: వ్యవస్థ యొక్క "ఎయర్ కండిషనర్"
తాప నిర్వహణ వ్యవస్థ స్థిరంగా SST యొక్క శక్తి ఘనత్వం, బాహ్య పరిమాణం, మరియు ఆయుహును నిర్ణయిస్తుంది.
ఇది ఎందుకు చాలా ప్రాముఖ్యం?
చాలా ఎక్కువ శక్తి ఘనత్వం: మోటా లైన్-ఫ్రీక్వెన్సీ ట్రాన్స్ఫార్మర్లను మార్చడం ద్వారా, SSTలు చాలా చిన్న శక్తి మాడ్యూల్స్లో శక్తిని సంకేతం చేస్తాయి, ఇది ఉష్ణత ప్రవాహంలో (ప్రమాణం వైపు ఉత్పత్తి చేయబడే ఉష్ణత) చాలా ఎక్కువ విస్తరణను కలిగి ఉంటుంది.
సెమికాండక్టర్ పరికరాల ఉష్ణత స్థితియత్వం: సిసి/GaN శక్తి పరికరాలు అధిక కష్టంతో పని చేస్తాయి, వాటికి స్ట్రిక్ట్ జంక్షన్ ఉష్ణత పరిమితులు (సాధారణంగా 175°C లేదా తక్కువ) ఉంటాయి. అతిపెద్ద ఉష్ణత పనికి ప్రభావం, నమ్మకం తగ్గించేది, లేదా శాశ్వత విఫలం చేయుంది.
కష్టానికి చెందిన ప్రత్యక్ష ప్రభావం: తక్కువ ఉష్ణత విసర్జనం చిప్ జంక్షన్ ఉష్ణతను పెంచుతుంది, ఇది ఓన్-స్టేట్ రెసిస్టెన్స్ని పెంచుతుంది, ఇది తర్వాత నష్టాలను పెంచుతుంది—ఇది దురదృష్టవంతమైన చక్రం సృష్టిస్తుంది.
III. చల్లన పద్ధతుల రకాలు
| శీతనోట పద్ధతి | సిద్ధాంతం | వినియోగ పరిస్థితులు మరియు లక్షణాలు |
| స్వాబహుల్య కన్వక్షన్ | హీట్సింక్లోని ఫిన్ల ద్వారా స్వాబహుల్య వాయు పరిప్రదక్షణ ద్వారా ఉష్ణత విసర్జించబడుతుంది. | కేవలం తక్కువ శక్తి లేదా చాలా తక్కువ నష్టాల అభిప్రాయ ప్రణాళికలకు సరిపోతుంది. అనేక IEE-Business SST అభివృద్ధిలో అవసరమైన ప్రమాణాలను చేరువుతూ ఉంటుంది. |
| ప్రామాణిక వాయు శీతనోట | హీట్సింక్పై ఒక ఫాన్ ప్రతిష్ఠించడం ద్వారా వాయు ప్రవాహం చాలా ఎక్కువగా పెంచబడుతుంది. | సాధారణంగా మరియు తక్కువ ఖర్చు పరిష్కారం. కానీ, ఉష్ణత విసర్జన సామర్థ్యం పరిమితం, ఫాన్లు శబ్దం, పరిమిత జీవితాంతం, మరియు గుండె సంచయన సమస్యలను ప్రవేశపెట్టుతుంది. మధ్యంతరం నుండి తక్కువ శక్తి ఘనత్వం డిజైన్లకు సరిపోతుంది. |
| ద్రవ శీతనోట | ద్రవ శీతనోట ప్లేట్ మరియు ప్రవాహం పంప ద్వారా ఉష్ణత విసర్జించబడుతుంది. | ఈ రోజువర్తీ ఉన్నత శక్తి ఘనత్వం IEE-Business SSTలకు ప్రధాన మరియు ఇష్టమైన ఎంపిక. |
| శీత ప్లేట్ ద్రవ శీతనోట | శక్తి పరికరాలు ద్రవ ప్రవాహ చానల్లతో అంతర్భుత ధాతు ప్లేట్లపై ప్రతిష్ఠించబడతాయి. | వాయు శీతనోట కంటే ఉష్ణత విసర్జన సామర్థ్యం అనేక సార్లు ఎక్కువ; సంక్షిప్త నిర్మాణం ఉష్ణత మూలంలో చాలా తక్కువ తాపం చేరువుతుంది. |
| స్వాభావిక శీతనోట | పూర్తి శక్తి మాడ్యూల్ను పరిష్కరణ శీతనోటంలో ముందుకు ప్రవేశపెట్టబడుతుంది. | అత్యధిక ఉష్ణత విసర్జన సామర్థ్యం; ప్రవాహం చేయని ఏకాంశ స్వాభావిక శీతనోటం vs. ప్రవాహం చేయు ద్విభాగ స్వాభావిక శీతనోటం. అత్యధిక శక్తి ఘనత్వాలను నిర్వహించగలదు, కానీ వ్యవస్థ సంక్లిష్టత మరియు ఖర్చు అత్యధికం. |
3. అధిక్రమ ఉష్ణత నిర్వహణ పద్ధతులు
3.1 భవిష్యత్తు ఉష్ణత నియంత్రణ
వ్యవస్థ వాస్తవసమయంలో ఉష్ణతను మరియు లోడ్ను నిరీక్షిస్తుంది, భవిష్యత్తులో ఉష్ణత పెరిగిపోవడం యొక్క ట్రెండ్లను అందిస్తుంది, మరియు ఉష్ణత క్రిటికల్ లెవల్స్కు చేరడంను నిరోధించడానికి ఫాన్ల వేగాలను, పంప్ల రేట్లను లేదా లేదా విడుదల శక్తిని కొద్దిగా తగ్గించడానికి ముందుగా ఎదుర్కోంది.
3.2 విద్యుత్-ఉష్ణత సంకలిత డిజైన్
ఉష్ణత డిజైన్ విద్యుత్ మరియు ఘన డిజైన్తో అందాంక స్థాయిలోనే సంకలితంగా ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, ప్రత్యేకతా పరికల్పనలను ఉపయోగించి పవర్ మాడ్యూల్స్ యొక్క లేయా웃్ను అమలు చేయడం జరుగుతుంది, అది హై హీట్ ఫ్లక్స్ కాంపోనెంట్లను కూలంట్ ఇన్లెట్ దగ్గర ప్రాథమికంగా ఉంచడం.
4. ప్రాణ విద్యుత్ వ్యవస్థ ఒకటిగా పనిచేస్తుంది
అక్కడియరీ పవర్ సప్లైస్ మరియు ఉష్ణత నిర్వహణ వ్యవస్థలు కలిసి సోలిడ్-స్టేట్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ల ముఖ్యమైన సురక్షా పద్ధతులను ఏర్పరచుతుంది. వాటి సంబంధాన్ని ఈ విధంగా సారాంశం చేయవచ్చు:
4.1 అక్కడియరీ పవర్ సప్లై - వ్యవస్థ పనిచేయడంను ధృవీకరించడం
ఇది "వ్యవస్థ పనిచేయగలదు" అనే ప్రాథమిక ప్రామాణికతను ధృవీకరించడానికి, అన్ని నియంత్రణ యూనిట్లకు, ఉష్ణత నిర్వహణ వ్యవస్థ (ఫాన్స్, వాటర్ పంప్స్) కు శక్తిని అందిస్తుంది.
4.2 ఉష్ణత నిర్వహణ వ్యవస్థ - వ్యవస్థ స్థాయిత్వాన్ని ధృవీకరించడం
ఇది "వ్యవస్థ స్థాయిత్వం కలిగి ఉంటుంది" అనే మూలభూత పద్ధతి, ముఖ్యమైన పవర్ డివైస్లను మరియు అక్కడియరీ పవర్ సప్లై స్వయంని చెడుతుంది ఎందుకంటే ఉష్ణత అతిరిక్తంగా పెరిగిపోవడం వల్ల అయ్యే చుక్కలను నిరోధిస్తుంది.
ఒక అత్యంత నమోదైన SST అనేది ప్రశంసాలుగా విద్యుత్ డిజైన్, ఉష్ణత నిర్వహణ, మరియు నియంత్రణ డిజైన్ యొక్క కమల్ ఇంటిగ్రేషన్ ఫలితంగా ఉంటుంది.
