आज की इलेक्ट्रॉनिक दुनिया में, बिजली परिवर्तक की आवश्यकता है चिकित्सा उपकरणों से, सेल फोन और लैपटॉप चार्जर से सहायक बिजली की आपूर्ति करने के लिए।परिवर्तनीय इनपुट वोल्टेज, और स्मार्ट चार्जिंग प्रोटोकॉल सभी बिजली और कनवर्टर डिजाइनों को जटिल करते हैं और उच्च ऊर्जा दक्षता की आवश्यकता होती है।
पिछले दशक में गैलियम नाइट्राइड (GaN) ऑन-चिप एकीकृत सर्किट (IC) का उपयोग करने वाली नई स्विचिंग प्रौद्योगिकियां उभरी हैं। गैलियम नाइट्राइड सर्किट परमाणु स्तर की विशेषताओं में भिन्न होते हैं,इसलिए पावर कन्वर्टर डिजाइनरों को चुनौतियों और समाधानों दोनों का सामना करना पड़ता है.
GaN सेमीकंडक्टर में बहुत व्यापक बैंडगैप होता है; 3.4 eV पर, बैंडगैप सिलिकॉन सेमीकंडक्टर की तुलना में तीन गुना से अधिक होता है।GaN अर्धचालक उच्च वोल्टेज और तापमान पर +400 °C तक काम कर सकते हैं, उन्हें उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है, उच्च आवृत्तियों पर, और रेडियो आवृत्ति (आरएफ) और 5 जी अनुप्रयोगों में।
पावर कन्वर्टर अनुप्रयोगों में, GaN आईसी सिलिकॉन आईसी की तुलना में एक छोटे समग्र आयाम में श्रृंखला प्रतिबाधा (आरडीएस (ओएन) और समानांतर क्षमता (सीओएसएस) जैसे ट्रांजिस्टर से संबंधित नुकसान को अनुकूलित करता है।सिलिकॉन आईसी के समान पदचिह्न के भीतर, GaN IC न केवल उच्च आवृत्तियों को संभाल सकता है, बल्कि कम गर्मी को भी संभाल सकता है। यह सुविधा डिजाइनरों को भारी रेडिएटर को सिकुड़ने या समाप्त करने की अनुमति देती है।
हालांकि, GaN ट्रांजिस्टरों का नियंत्रण बोझिल हो सकता है। The ability of this type of transistor to withstand high frequencies means that the control driver must be physically close to this transistor in order to eliminate delays and effectively reduce the switching speed of this transistor to avoid unnecessary electromagnetic interference (EMI). Power converter designers using GaN eliminate these challenges by using a single device that combines a high voltage power switch for the primary side (input) with a control IC for the secondary side (output) and a feedback circuit.
स्विच ऑपरेशन की विस्तृत विशेषताएं
पॉवर इंटीग्रेशन ने अपने पॉपविगैन TM तकनीकी इनोस्विच3 उत्पादों का उपयोग करते हुए इस तरह के पैकेजिंग उपकरणों की कई श्रृंखलाएं विकसित की हैं। InnoSwitch3-CP series transfer switch IC (Figure 1) uses a quasi-resonant (QR) anti-excitation controller to provide a constant voltage (CV)/constant current (CC) output to achieve a constant power (CP) curve.
इस आईसी के प्राथमिक और द्वितीयक पक्ष विद्युत पृथक हैं,लेकिन आउटपुट वोल्टेज और वर्तमान जानकारी प्रेरक युग्मन के माध्यम से प्राथमिक नियंत्रक के लिए माध्यमिक नियंत्रक से प्रेषित किया जाता हैफ्लक्सलिंक संचार प्रौद्योगिकी तेजी से लोड क्षणिक प्रतिक्रिया और 70 kHz तक की आवृत्तियों को स्विच करने के लिए तेज, सटीक जानकारी प्रदान करती है।
पावर इनोवेशन InnoSwitch3-CP सीरीज स्विच-ओवर स्विच आईसी
चित्र 1: InnoSwitch3-CP श्रृंखला हस्तांतरण स्विच आईसी के प्राथमिक और माध्यमिक नियंत्रक विद्युत रूप से अलग हैं, लेकिन प्रतिक्रिया को एक प्रवाह लिंक (डैश लाइन) के माध्यम से साझा किया जा सकता है। छवि स्रोतःऊर्जा नवाचार)
InnoSwitch3-CP श्रृंखला के एकीकृत सर्किट हीट सिंक की आवश्यकता के बिना 50W से 100W तक की शक्ति को संभालते हैं, जिससे बिजली की आपूर्ति की कुल मात्रा कम हो जाती है।इन घटकों का नाममात्र निरंतर संचालन वोल्टेज 650 वी है लेकिन 750 वी तक के सर्ज का सामना कर सकते हैं.
InnoSwitch3-CP सीरीज IC का उपयोग करने वाली बिजली आपूर्ति के लिए, 94% ऊर्जा दक्षता अनुमेय भार सीमा के भीतर प्राप्त की जाती है, जबकि सिलिकॉन-आधारित स्विच लगभग 90% ऊर्जा दक्ष हैं।InnoSwitch3-CP श्रृंखला न केवल ऊर्जा कुशल है बल्कि बिजली की खपत में भी बेहद कम है (30 mW से कम), जो वैश्विक ऊर्जा दक्षता नियमों को पूरा करने में मदद करता है।
सुरक्षा सुनिश्चित करने और घटक जीवन को बढ़ाने के लिए, InnoSwitch3-CP सीरीज आईसी प्राथमिक और द्वितीयक पक्षों के बीच 4000 VAC गैल्वानिक अलगाव प्रदान करता है,अंडरराइटर्स लैबोरेटरीज (UL) 1577 के अनुरूप है।, और प्रत्येक इकाई HIPOT परीक्षण पास करती है। अन्य सुरक्षा कार्यों में सिंक्रोनस रेक्टिफायर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (SR FET) गेट ओपन सर्किट का पता लगाना और प्रतिक्रिया करना शामिल है,इनपुट लाइन का कम वोल्टेज या ओवरवोल्टेज, और आउटपुट ओवरवोल्टेज। आईसी नियंत्रक ओवर करंट को भी सीमित करता है और ओवरहीटिंग होने से पहले बंद हो जाता है।
InnoSwitch3-EP श्रृंखला IC (चित्र 2) InnoSwitch3-CP श्रृंखला IC के समान है। ये IC एक एकल स्थिर बिजली उत्पादन के लिए अनुकूलित नहीं हैं,लेकिन नियंत्रण संकेतों में कई चैनलों के आउटपुट वोल्टेज का औसत करने के लिए भारित माध्यमिक पक्ष विनियमन (एसएसआर) तकनीक का उपयोग करें.