የመካከለኛ-ከፍተኛ ቮልቴጅ ኃይል ኤሌክትሮኒክ ትራንስፎርመሮች II ቶፖሎጂ እና የቁጥጥር አፕሊኬሽኖች ግምገማ

2 የቤት እንስሳ አጠቃላይ መዋቅር ምርጫ

የፒኢቲ ቶፖሎጂዎች በስፋት ይለያያሉ። በኢነርጂ ልወጣ ደረጃዎች ብዛት ላይ በመመስረት፣ በአንድ ደረጃ፣ በሁለት ደረጃ እና በሶስት ደረጃ ዓይነቶች ሊመደቡ ይችላሉ [7]። ባለ ሁለት ደረጃ መዋቅሮች በምስል 1 ላይ እንደሚታየው ከፍተኛ ቮልቴጅ እና ዝቅተኛ ቮልቴጅ ያላቸው የዲሲ አውቶቡሶችን ያካትታሉ።

በነጠላ-ደረጃ የቤት እንስሳት (ምስል 1(a))፣ መካከለኛ/ከፍተኛ-ድግግሞሽ የመለየት ትራንስፎርመር በሁለቱም በኩል የኤሲ/ኤሲ መቀየሪያዎችን ያገናኛል። የዋናው ጎን የኤሲ/ኤሲ መቀየሪያ የግቤት መስመር-ፍሪኩዌንሲ የኤሲ ቮልቴጅን ወደ ከፍተኛ-ፍሪኩዌንሲ የኤሲ ቮልቴጅ ያስተካክላል፣ ይህም በትራንስፎርመር በኩል ተጣምሮ ከዚያም በሁለተኛ ወገን የኤሲ/ኤሲ መቀየሪያ ወደ መስመር-ፍሪኩዌንሲ የኤሲ ቮልቴጅ ይመለሳል። ነጠላ-ደረጃ PETዎች አነስተኛ የመቀየሪያ ደረጃዎች እና ጥቂት ክፍሎች፣ ከፍተኛ ቅልጥፍና እና ከፍተኛ የኃይል ጥግግት አላቸው። ሆኖም፣ የዲሲ አውቶቡስ አለመኖር ለሃይብሪድ ኤሲ/ዲሲ ግሪዶች ተስማሚ ያደርጋቸዋል፣ እና የኃይል መቆራረጥ ቁጥጥር ውስብስብ ነው።

ባለ ሁለት ደረጃ PETs በከፍተኛ ወይም ዝቅተኛ ቮልቴጅ ጎን ላይ የዲሲ አውቶቡስ አላቸው። በገለልተኛ ትራንስፎርመር በአንድ በኩል ያለው ቶፖሎጂ ከአንድ ደረጃ PET ጋር ይመሳሰላል፣ ሌላኛው ጎን ደግሞ በAC/DC ወይም DC/AC ወረዳዎች በኩል ከዲሲ አውቶቡስ ጋር ይገናኛል (ምስል 1(ሐ) እና ምስል 1(መ))። በከፍተኛ ወይም ዝቅተኛ ቮልቴጅ ዲሲ አገናኞች፣ ባለ ሁለት ደረጃ PETs በከፍተኛ ቮልቴጅ በኩል ካለው መካከለኛ/ከፍተኛ ቮልቴጅ ዲሲ ግሪዶች ወይም በዝቅተኛ ቮልቴጅ በኩል ካለው የPV/ማከማቻ ስርዓቶች ጋር መገናኘት ይችላሉ። ሆኖም፣ በገለልተኛ ትራንስፎርመር በሁለቱም በኩል ባለው መቀየሪያዎች የሚተላለፈው ንቁ ኃይል ለትራንስፎርመር መፍሰስ ኢንዳክታንስ መለኪያዎች በጣም ስሜታዊ ነው። በተጨማሪም፣ የዲሲ አውቶቡስ መያዣ ከፍተኛ ድርብ-መስመር-ድግግሞሽ ቮልቴጅ መለዋወጥ ያጋጥመዋል፣ እና የመቀየሪያ የአሁኑ መለዋወጥ ትልቅ ነው [7]፣ ይህም ቁጥጥርን ፈታኝ ያደርገዋል።

ባለ ሶስት ደረጃ PETs (ምስል 1(ለ)) በከፍተኛ እና ዝቅተኛ ቮልቴጅ ጎኖች ላይ የዲሲ አውቶቡሶች አሏቸው። የግቤት መስመር-ድግግሞሽ AC ጅረት በኤሲ/ዲሲ ልወጣ በኩል ወደ ከፍተኛ ቮልቴጅ ዲሲ አውቶቡስ ይስተካከላል፣ ወደ ከፍተኛ ድግግሞሽ ካሬ ሞገዶች ይቀየራል፣ ከዝቅተኛ ቮልቴጅ ጎን ጋር በመካከለኛ/ከፍተኛ ድግግሞሽ ትራንስፎርመር በኩል ይጣመራል፣ ወደ ዝቅተኛ ቮልቴጅ ዲሲ አውቶቡስ ይስተካከላል፣ እና በመጨረሻም በዲሲ/ኤሲ ልወጣ በኩል ወደ መስመር-ድግግሞሽ AC ቮልቴጅ ይቀየራል። ባለ ሶስት ደረጃ PETs ከከፍተኛ እና ዝቅተኛ ቮልቴጅ ዲሲ ስርዓቶች ጋር መገናኘት ይችላሉ። የእያንዳንዱን የመቀየሪያ ደረጃ ቁጥጥር በአንጻራዊነት ገለልተኛ ነው፣ መቆራረጥን እና የካሳ ቁጥጥርን ያመቻቻል። ሆኖም፣ በርካታ የመቀየሪያ ደረጃዎች በጣም ውስብስብ መዋቅር ያስገኛሉ። በብዙ ደረጃ ዲዛይን ምክንያት፣ ባለ ሶስት ደረጃ PET ቶፖሎጂዎች በከፍተኛ ቮልቴጅ ጎን ላይ መወርወር እና በዝቅተኛ ቮልቴጅ ጎን ላይ ትይዩ ማድረግን በቀላሉ ያስገኛሉ፣ የመካከለኛ/ከፍተኛ ቮልቴጅ አፕሊኬሽን ፍላጎቶችን ያሟላሉ። ስለዚህ፣ ባለ ሶስት ደረጃ ቶፖሎጂዎች በመካከለኛ/ከፍተኛ ቮልቴጅ PET ምርምር እና አፕሊኬሽኖች ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላሉ።

በመካከለኛ/ከፍተኛ ቮልቴጅ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ላሉ PETs፣ ዝቅተኛ-ቮልቴጅ ጎን ዝቅተኛ የቮልቴጅ ደረጃዎች ያሉት ሲሆን አነስተኛ የመሳሪያ ቮልቴጅ ገደቦችም አሉት። በተቃራኒው፣ ከፍተኛ-ቮልቴጅ ማስተካከያ ደረጃ እና መካከለኛ የማግለል ደረጃ ከፍተኛ የቮልቴጅ ደረጃዎችን ይጋፈጣሉ፣ ይህም በወረዳ ቶፖሎጂዎች እና መሳሪያዎች ላይ ጥብቅ መስፈርቶችን ያስገድዳል። አሁን ያለው ጥናት በሁለት አቅጣጫዎች ላይ ያተኩራል፡ ① ለመካከለኛ/ከፍተኛ ቮልቴጅ PETs አዲስ ቶፖሎጂዎች እና የቁጥጥር ዘዴዎች አሁን ባለው የመሣሪያ ቮልቴጅ ደረጃዎች ላይ የተመሰረቱ፤ ② እንደ 10kV SiC መሳሪያዎች ያሉ አዳዲስ ከፍተኛ-ቮልቴጅ መሳሪያዎችን በመጠቀም የPET ቶፖሎጂዎች እና መቆጣጠሪያዎች [8፣ 9]። ሆኖም፣ ከፍተኛ-ቮልቴጅ SiC መሳሪያዎች አሁንም በላብራቶሪ የምርምር እና የልማት ደረጃ ላይ ይገኛሉ፣ እና የንግድ መሳሪያዎች የቮልቴጅ መስፈርቶችን ገና ማሟላት አይችሉም። ስለዚህ፣ ባለብዙ-ሞዱል የተጣመሩ ወይም ነጠላ-ሞዱል ባለብዙ-ደረጃ ቶፖሎጂዎች ከፍተኛ የግብዓት ቮልቴጅ መስፈርቶችን ለማሟላት ያገለግላሉ። የተለመዱ ቶፖሎጂዎች በምስል 2 ላይ ይታያሉ፣ በክፍል 3 ውስጥ ተተነተኑ።