ကြိမ်နှုန်းမြင့် အင်ဗာတာ နည်းပညာ- ခေတ်မီ ပါဝါ ပြောင်းလဲခြင်း နည်းလမ်းများကို နက်ရှိုင်းစွာ လေ့လာခြင်း

နိဒါန်း

အင်ဗာတာသည် မည်သည့်ဆိုလာပါဝါစနစ်၏ နှလုံးသားဖြစ်ပြီး၊ ဆိုလာပြားများမှ DC လျှပ်စစ်ကို အိမ်သုံး သို့မဟုတ် ဂရစ်အသုံးပြုမှုအတွက် AC ပါဝါအဖြစ် ပြောင်းလဲပေးသည်။ လွန်ခဲ့သော ဆယ်စုနှစ်အတွင်း၊ ကြိမ်နှုန်းမြင့် (HF) အင်ဗာတာနည်းပညာသည် စက်မှုလုပ်ငန်း၏ စံနှုန်းဖြစ်လာပြီး၊ အသုံးပြုမှုအများစုတွင် ကြိမ်နှုန်းနိမ့် (LF) ဒီဇိုင်းများကို အစားထိုးခဲ့သည်။ သို့သော် အင်ဗာတာတစ်လုံးကို 'ကြိမ်နှုန်းမြင့်' ဟု အတိအကျ ဘာက သတ်မှတ်သနည်း။ စနစ်၏ စွမ်းဆောင်ရည်၊ ယုံကြည်စိတ်ချရမှုနှင့် ကုန်ကျစရိတ်အတွက် ၎င်းသည် အဘယ်ကြောင့် အရေးကြီးသနည်း။ ဤဆောင်းပါးသည် HF အင်ဗာတာ၏ ဗိသုကာလက်ရာ၊ ၎င်း၏ အားသာချက်များနှင့် ကန့်သတ်ချက်များ၊ နှင့် ခေတ်မီဆိုလာတပ်ဆင်မှုများကို မည်သို့ပုံဖော်သည်ကို နည်းပညာပိုင်းဆိုင်ရာ အသေးစိတ်လေ့လာမှုကို ပေးပါသည်။

ကြိမ်နှုန်းမြင့် အင်ဗာတာဆိုသည်မှာ အဘယ်နည်း

ကြိမ်နှုန်းမြင့် အင်ဗာတာသည် LF အင်ဗာတာများတွင် တွေ့ရသော ကြီးမားသော 50/60 Hz လိုင်းကြိမ်နှုန်း ထရန်စဖော်မာအစား ကြိမ်နှုန်းမြင့် ခလုတ်ခုံထရန်စဖော်မာ (ပုံမှန်အားဖြင့် 20 kHz မှ 100 kHz တွင် လည်ပတ်သည်) ကို အသုံးပြုသည်။ ၎င်းသည် ထရန်စဖော်မာ၏ အရွယ်အစားနှင့် အလေးချိန်ကို သိသိသာသာ လျှော့ချနိုင်စေပြီး၊ ပိုမိုကျစ်လစ်ပြီး ပေါ့ပါးသော ယူနစ်များကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ အဓိကဗိသုကာလက်ရာတွင် အဆင့်နှစ်ဆင့် ပြောင်းလဲခြင်းလုပ်ငန်းစဉ် ပါဝင်သည်-

1. DC-DC မြှင့်တင်သည့်အဆင့်: ထည့်သွင်း DC ဗို့အား (ဥပမာ၊ 48V ဘက်ထရီဘဏ်မှ) ကို မြင့်မားသော DC ဘတ်စ် (ပုံမှန်အားဖြင့် 350-400V) အထိ မြှင့်တင်ရန် ထရန်စဖော်မာမှတစ်ဆင့် ကြိမ်နှုန်းမြင့်ဖြင့် ခလုတ်ခုံပြုလုပ်သည်။
2. DC-AC ပြောင်းပြန်လှန်သည့်အဆင့်: ထို့နောက် မြင့်မားသော DC ကို PWM (pulse-width modulation) နည်းပညာများကို အသုံးပြု၍ သန့်ရှင်းသော AC sine wave အဖြစ် ပြောင်းလဲသည်။

ဤ topology ကို အထီးကျန် ကြိမ်နှုန်းမြင့် converter ဟုခေါ်သည်။ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ထရန်စဖော်မာသည် ထည့်သွင်းမှုနှင့် ထွက်ရှိမှုကြားတွင် galvanic isolation ကို ပေးစွမ်းသောကြောင့်ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းသည် ဘေးကင်းရေးနှင့် လျှပ်စစ်ကုဒ်များကို လိုက်နာရန်အတွက် အရေးကြီးပါသည်။

အဓိကအစိတ်အပိုင်းများနှင့် ၎င်းတို့၏ အခန်းကဏ္ဍများ

ကြိမ်နှုန်းမြင့် ထရန်စဖော်မာ

လိုင်းကြိမ်နှုန်းတွင် လည်ပတ်သော LF ထရန်စဖော်မာများနှင့် မတူဘဲ၊ HF ထရန်စဖော်မာများသည် ကြိမ်နှုန်းမြင့်တွင် core losses နည်းပါးသော ferrite cores (ဥပမာ၊ MnZn) ကို အသုံးပြုသည်။ ၎င်းသည် ပိုမိုသေးငယ်သော core နှင့် ဝိုင်ယာကြိုးအကွေ့နည်းပါးစေပြီး၊ ကြေးနီဆုံးရှုံးမှုများကိုလည်း လျှော့ချပေးသည်။ ရလဒ်မှာ တူညီသော ပါဝါအဆင့်သတ်မှတ်ချက်အတွက် ၎င်း၏ LF နှင့်ညီမျှသော အရွယ်အစားထက် 10-20 ဆ ပိုမိုသေးငယ်ပြီး ပေါ့ပါးသော ထရန်စဖော်မာဖြစ်သည်။

ခလုတ်ခုံပြုလုပ်သည့် ကိရိယာများ

ခေတ်မီ HF အင်ဗာတာများသည် Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs) သို့မဟုတ် ပိုမိုများပြားလာသော Silicon Carbide (SiC) MOSFETs များကို အသုံးပြုသည်။ ဤကိရိယာများသည် အနည်းဆုံး ခလုတ်ခုံဆုံးရှုံးမှုများဖြင့် ကြိမ်နှုန်းမြင့်တွင် ခလုတ်ခုံပြုလုပ်နိုင်သည်။ အထူးသဖြင့် SiC ကိရိယာများသည် ပိုမိုနိမ့်သော conduction နှင့် switching losses များကို ပေးစွမ်းပြီး၊ ပိုမိုမြင့်မားသော ထိရောက်မှုနှင့် ပိုမိုမြင့်မားသော ခလုတ်ခုံကြိမ်နှုန်းများ (ရာနှင့်ချီသော kHz အထိ) ကို ရရှိစေသည်။

Pulse-Width Modulation (PWM) ထိန်းချုပ်ကိရိယာ

ဒစ်ဂျစ်တယ် signal processor (DSP) သို့မဟုတ် microcontroller သည် ခလုတ်ခုံပြုလုပ်သည့် ကိရိယာများကို ထိန်းချုပ်ရန် PWM signal များကို ထုတ်ပေးသည်။ sinusoidal PWM (SPWM) သို့မဟုတ် space-vector modulation (SVM) ကဲ့သို့သော အဆင့်မြင့် algorithms များသည် harmonic distortion နည်းပါးပြီး ထွက်ရှိ waveform အရည်အသွေး မြင့်မားကြောင်း သေချာစေသည်။

ထွက်ရှိ Filter

ခလုတ်ခုံကြိမ်နှုန်းသည် မြင့်မားသောကြောင့်၊ ထွက်ရှိ filter အစိတ်အပိုင်းများ (inductors နှင့် capacitors) သည် ပိုမိုသေးငယ်နိုင်သည်။ ရိုးရှင်းသော LC filter သည် PWM ထွက်ရှိမှုကို သန့်ရှင်းသော sine wave အဖြစ် ချောမွေ့စေရန် လုံလောက်ပြီး၊ အရွယ်အစားနှင့် ကုန်ကျစရိတ်ကို ပိုမိုလျှော့ချပေးသည်။

ကြိမ်နှုန်းမြင့် နှင့် ကြိမ်နှုန်းနိမ့် အင်ဗာတာများ- နှိုင်းယှဉ်ချက်

အောက်ပါဇယားသည် HF နှင့် LF အင်ဗာတာများကြား အဓိကကွာခြားချက်များကို အကျဉ်းချုပ်ဖော်ပြသည်-

HF အင်ဗာတာများ၏ အားသာချက်များ

• မြင့်မားသော ထိရောက်မှု: လျှော့ချထားသော ထရန်စဖော်မာနှင့် ကြေးနီဆုံးရှုံးမှုများသည် 97% အထက် အထွတ်အထိပ် ထိရောက်မှုကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။
• ကျစ်လစ်သော ဒီဇိုင်း: သေးငယ်သော အရွယ်အစားနှင့် အလေးချိန်သည် တပ်ဆင်မှုကို ရိုးရှင်းစေပြီး ပို့ဆောင်မှုကုန်ကျစရိတ်ကို လျှော့ချပေးသည်။
• ကုန်ကျစရိတ် နိမ့်သည်: ပစ္စည်းနည်းပါးပြီး အစိတ်အပိုင်းများ သေးငယ်သောကြောင့် HF အင်ဗာတာများကို ထုတ်လုပ်ရန် စျေးသက်သာစေသည်။
• အဆင့်မြင့် အင်္ဂါရပ်များ: DSP-based control သည် smart grid အင်္ဂါရပ်များ၊ စောင့်ကြည့်ခြင်းနှင့် လျင်မြန်သော တုံ့ပြန်မှုကို ရရှိစေသည်။

ကန့်သတ်ချက်များ

• Surge ကိုင်တွယ်မှု: သေးငယ်သော ထရန်စဖော်မ