ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅವಸ್ಥೆಯ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ ಎನ್ನುವುದು ಏನು? ಇದು ಪರಂಪರಾಗತ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫಾರ್ಮರ್ ನಿಂದ ಹೇಗೆ ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ?

ಸಾಲಿಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್ (SST)

ಸಾಲಿಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್ (SST) ಎಂಬುದು ಆಧುನಿಕ ಪವರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಅರ್ಧವಾಹಕ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪರಿವರ್ತನೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ಪವರ್ ಪರಿವರ್ತನೆ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ.

ಪಾರಂಪರಿಕ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್‌ಗಳಿಂದ ಪ್ರಮುಖ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು

• ವಿಭಿನ್ನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ತತ್ವಗಳು

• ಪಾರಂಪರಿಕ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್: ವಿದ್ಯುನ್ಮಾಂತ ಪ್ರೇರಣೆಯ ಮೇಲೆ ಆಧಾರಿತವಾಗಿದೆ. ಇದು ಲೋಹದ ಕೋರ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಮತ್ತು ದ್ವಿತೀಯ ವೈಂಡಿಂಗ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ವಿದ್ಯುನ್ಮಾಂತ ಸಂಯೋಜನೆಯ ಮೂಲಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಕಡಿಮೆ ಆವೃತ್ತಿಯ (50/60 Hz) AC ಶಕ್ತಿಯ ನೇರ "ಮಾಗ್ನೆಟಿಕ್-ಟು-ಮಾಗ್ನೆಟಿಕ್" ಪರಿವರ್ತನೆಯಾಗಿದೆ.

• ಸಾಲಿಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್: ಪವರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಮೇಲೆ ಆಧಾರಿತವಾಗಿದೆ. ಇದು ಮೊದಲು ಇನ್‌ಪುಟ್ AC ಅನ್ನು DC ಗೆ (AC-DC) ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಹೈ-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಐಸೊಲೇಶನ್ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೈ-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್ ಅಥವಾ ಕೆಪಾಸಿಟಿವ್ ಐಸೊಲೇಶನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿ) ಮೂಲಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ (DC-AC-DC ಅಥವಾ DC-DC ಹಂತಗಳ ಮೂಲಕ), ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಅನ್ನು ಅಗತ್ಯವಿರುವ AC ಅಥವಾ DC ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ವಿದ್ಯುತ್ → ಹೈ-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ವಿದ್ಯುತ್ → ವಿದ್ಯುತ್ ಗೆ ಶಕ್ತಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ.

• ವಿಭಿನ್ನ ಕೋರ್ ವಸ್ತುಗಳು

• ಪಾರಂಪರಿಕ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್: ಕಾಂಪೋನೆಂಟ್‌ಗಳು ಲೇಪಿತ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಸ್ಟೀಲ್ ಕೋರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ತಾಮ್ರ/ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ವೈಂಡಿಂಗ್‌ಗಳಾಗಿವೆ.

• ಸಾಲಿಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್: ಕಾಂಪೋನೆಂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಅರ್ಧವಾಹಕ ಪವರ್ ಸ್ವಿಚ್‌ಗಳು (ಉದಾ. IGBTs, SiC MOSFETs, GaN HEMTs), ಹೈ-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಮಾಗ್ನೆಟಿಕ್ ಘಟಕಗಳು (ಹೈ-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಐಸೊಲೇಶನ್ ಗಾಗಿ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್ ಅಥವಾ ಇಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳು), ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ನಿಯಂತ್ರಣ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳು ಸೇರಿವೆ.

SST ನ ಮೂಲಭೂತ ರಚನೆ (ಸರಳೀಕೃತ)

ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ SST ಮೂರು ಪ್ರಮುಖ ಪವರ್ ಪರಿವರ್ತನೆ ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ:

• ಇನ್‌ಪುಟ್ ರೆಕ್ಟಿಫಿಕೇಶನ್ ಹಂತ: ಇನ್‌ಪುಟ್ ಲೈನ್-ಆವೃತ್ತಿಯ AC ವೋಲ್ಟೇಜ್ (ಉದಾ. 50 Hz ಅಥವಾ 60 Hz) ಅನ್ನು ಮಧ್ಯವರ್ತಿ DC ಬಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ.

• ಐಸೊಲೇಶನ್ / DC-DC ಪರಿವರ್ತನೆ ಹಂತ: ಪ್ರಮುಖ ಹಂತ. ಮಧ್ಯವರ್ತಿ DC ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಹೈ-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ AC (ಕೆಲವು kHz ನಿಂದ ನೂರಾರು kHz ವರೆಗೆ) ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೈ-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಐಸೊಲೇಶನ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್ (ಲೈನ್-ಆವೃತ್ತಿಯ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್‌ಗಿಂತ ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದು ಮತ್ತು ಹಗುರವಾಗಿರುತ್ತದೆ) ಅನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ದ್ವಿತೀಯ ಬದಿಯು ನಂತರ ಹೈ-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ AC ಅನ್ನು DC ಗೆ ಮರು-ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತವು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪರಿವರ್ತನೆ ಮತ್ತು ಮುಖ್ಯ ಗ್ಯಾಲ್ವಾನಿಕ್ ಐಸೊಲೇಶನ್ ಇವೆರಡನ್ನೂ ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ. ಕೆಲವು ಟಾಪೊಲಜಿಗಳು ಈ ಉದ್ದೇಶಕ್ಕಾಗಿ ಹೈ-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಐಸೊಲೇಟೆಡ್ DC-DC ಕನ್ವರ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.

• ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಇನ್ವರ್ಷನ್ ಹಂತ: ಐಸೊಲೇಟೆಡ್ DC ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಲೋಡ್‌ಗೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಲೈನ್-ಆವೃತ್ತಿಯ (ಅಥವಾ ಇತರ ಆವೃತ್ತಿಯ) AC ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. DC ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ, ಈ ಹಂತವನ್ನು ಸರಳೀಕರಿಸಬಹುದು ಅಥವಾ ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು.

SST ಗಳ ಪ್ರಮುಖ ಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಪ್ರಯೋಜನಗಳು

• ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಹಗುರವಾಗಿರುವುದು: ಹೈ-ಫ್ರೀಕ್ವೆನ್ಸಿ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್‌ಗಳಿಗೆ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ಕೋರ್ ವಸ್ತುವಿನ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ದೊಡ್ಡ ಲೋಹದ ಕೋರ್ ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ. ಸಾಮರ್ಥ್ಯಕ್ಕೆ ತಕ್ಕಂತೆ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಪಾರಂಪರಿಕ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್‌ಗಳ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ತೂಕವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 30%–50% (ಅಥವಾ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ).

• ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಸಾಂದ್ರತೆ: ಸಣ್ಣಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯಿಂದಾಗಿ ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

• ಹೆಚ್ಚಿನ ಪವರ್ ಸಾಂದ್ರತೆ: ಪ್ರತಿ ಘನ ಘಟಕದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪವರ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಬಲ್ಲವು.

• ವ್ಯಾಪಕ ಇನ್‌ಪುಟ್/ಔಟ್‌ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಶ್ರೇಣಿ: ಇನ್‌ಪುಟ್ ಪವರ

  ದೃಢತೆಯ ಚಿಂತನೆಗಳು: ಸೆಮಿಕಾಂಡಕ್ಟರ್ ಉಪಕರಣಗಳು ಶ್ರದ್ಧೇಯ ವಿಫಲವಾಗುವ ಬಿಂದುಗಳಾಗಿರಬಹುದು (ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್ ವೈಂಡಿಂಗ್‌ಗಳ ದೃಢತೆಯನ್ನು ಹೋಲಿಸಿದಾಗ), ಇದು ಸಂಕೀರ್ಣ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆ, ತಾಪ ನಿಯಂತ್ರಣ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿರಕ್ಷಣೆ ಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸುತ್ತದೆ. ಉನ್ನತ ಆವೃತ್ತಿಯ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫರ್ ಸಾಂಭವ್ಯವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಅಥವಾ ಚುಮ್ಬಕೀಯ ವಿಚ್ಛೇದಗಳನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸಬಹುದು.

• ತಾಪ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಚುನಾವಣೆಗಳು: ಉನ್ನತ ಶಕ್ತಿ ಘನತೆಯು ಪ್ರಮಾಣವಾದ ತಾಪ ವಿತರಣೆ ದೋಷಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ದಕ್ಷ ಶೀತಲ ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ಅಗತ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ.

• ಉನ್ನತ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಸಂಕೀರ್ಣತೆ: ಡಿಜೈನ್ ಮತ್ತು ನಿರ್ಮಾಣ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಶಕ್ತಿ, ಇಲೆಕ್ಟ್ರೋಮಾಗ್ನೆಟಿಕ್ಸ್, ಪದಾರ್ಥ ವಿಜ್ಞಾನ, ನಿಯಂತ್ರಣ ಸಿದ್ಧಾಂತ ಮತ್ತು ತಾಪ ನಿಯಂತ್ರಣ ಅನೇಕ ಶಾಸ್ತ್ರಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ—ಇದು ಉನ್ನತ ಪ್ರವೇಶ ಬARRIERಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.

• ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣೀಕರಣ: ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಇನ್ನೂ ವಿಕಸನದಲ್ಲಿದೆ, ಮತ್ತು ಸಂಬಂಧಿತ ಮಾನದಂಡಗಳು ಮತ್ತು ವಿವರಣೆಗಳು ಅನ್ನ್ಯೋನಿ ವಿಕಸಿಸಿಲ್ಲ ಅಥವಾ ಐಕ್ಯವಾಗಿಲ್ಲ.

SSTಗಳ ಅನ್ವಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳು (ಇನ್ನೂ ಮತ್ತು ಭವಿಷ್ಯ)

• ಭವಿಷ್ಯದ ಚತುರ ಗ್ರಿಡ್: ವಿತರಣ ನೆಟ್ವರ್ಕ್ಗಳು (ಪೋಲ್-ಮೌಂಟೆಡ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್‌ಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವುದು), ಮೈಕ್ರೋಗ್ರಿಡ್ಗಳು (AC/DC ಹೈಬ್ರಿಡ್ ಮೈಕ್ರೋಗ್ರಿಡ್ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ಸಾಧ್ಯಗೊಳಿಸುವುದು), ಶಕ್ತಿ ರೂಟರ್ಗಳು.

• ಇಲೆಕ್ಟ್ರಿಫೈಡ್ ಪರಿವಹನ: ಅತ್ಯುತ್ತಮ ವೇಗದ EV ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ಸ್ಥಳಗಳು, ಇಲೆಕ್ಟ್ರಿಫೈಡ್ ರೈಲ್ವೆ ಟ್ರಾಕ್ಷನ್ ಶಕ್ತಿ ಪೂರ್ಣಾಂಕ (ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಮಧ್ಯ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ).

• ನವೀಕರಣೀಯ ಶಕ್ತಿಯ ಸಂಯೋಜನೆ: ವಾಯು ಮತ್ತು ಸೂರ್ಯ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಗ್ರಿಡ್ಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲು ದಕ್ಷ, ಚತುರ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ ಗಳಿಗೆ (ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಮಧ್ಯ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ನ್ಯಾಯಕ್ಕೆ ಅನ್ವಯವಾಗುತ್ತದೆ).

• ಡೇಟಾ ಸೆಂಟರ್ಗಳು: ಸಾಮಾನ್ಯ UPS ಮುಂದಿನ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್‌ಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಕಂಪ್ಯಾಕ್ಟ್, ದಕ್ಷ ಮತ್ತು ಚತುರ ಶಕ್ತಿ ರೂಪಾಂತರ ನೋಡ್ ಗಳಿಗೆ.

• ವಿಶೇಷ ಔದ್ಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು: ಉನ್ನತ ನಿಯಂತ್ರಣ ಆವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ, ಉತ್ತಮ ಗುಣಮಟ್ಟದ ಶಕ್ತಿ, ಅಂತರ ಸೀಮೆಗಳು ಅಥವಾ ಸಾನುಕೂಲ ಶಕ್ತಿ ರೂಪಾಂತರ ಅನ್ವಯಗಳು.

ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ವಿಷಯ

ಸಾಲಿಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್ (SST) ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಕ್ರಾಂತಿಕಾರಿ ದಿಕ್ಕಿನನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಶಕ್ತಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಮತ್ತು ಉನ್ನತ ಆವೃತ್ತಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿದಾಲನ್ನು ಬಳಸಿ, SSTಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್‌ಗಳ ಭೌತಿಕ ಸೀಮೆಗಳನ್ನು ಓದಿಸುತ್ತದೆ, ಕಣಿಷ್ಠ ಆಕಾರ, ಕಣಿಷ್ಠ ತೂಕ, ಚತುರ ಮತ್ತು ಬಹು ಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಪ್ರಾಪ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಅತಿದೊಡ್ಡ ಖರ್ಚು, ದೃಢತೆಯ ಚಿಂತನೆಗಳು, ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಸಂಕೀರ್ಣತೆ ಇಂದ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ವಿತರಣೆಗೆ ಪ್ರತಿರೋಧ ನೀಡುತ್ತದೆ, ಕಿರು ಉತ್ಪಾದನಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳ (ವಿಶೇಷವಾಗಿ SiC ಮತ್ತು GaN ಗಳಾದ ವೈದ್ಯುತ್ ವಿದ್ಯಾಂತರ ಉಪಕರಣಗಳು), ಚುಮ್ಬಕೀಯ ಪದಾರ್ಥಗಳು, ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಣ ಅಲ್ಗಾರಿದಮ್ ಗಳ ನಿರಂತರ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯಿಂದ ಪ್ರೋತ್ಸಾಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. SSTಗಳು ಅನೇಕ ಲಂಬದ ಮತ್ತು ದಕ್ಷ ಮತ್ತು ಚತುರ ಭವಿಷ್ಯದ ಶಕ್ತಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವುದಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲಿದ್ದು, ಉನ್ನತ ಮೌಲ್ಯದ, ವಿಶೇಷ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಫಾರ್ಮರ್‌ಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.