মাঝারি-উচ্চ ভোল্টেজ পাওয়ার ইলেকট্রনিক ট্রান্সফরমারের টপোলজি এবং নিয়ন্ত্রণ প্রয়োগের পর্যালোচনা II

২ পিইটি সামগ্রিক কাঠামো নির্বাচন

PET টপোলজি ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়। শক্তি রূপান্তর স্তরের সংখ্যার উপর ভিত্তি করে, এগুলিকে একক-স্তর, দ্বি-স্তর এবং ত্রি-স্তর প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে [7]। দ্বি-স্তর কাঠামোর মধ্যে উচ্চ-ভোল্টেজ এবং নিম্ন-ভোল্টেজ ডিসি বাস সহ কাঠামো অন্তর্ভুক্ত, যেমনটি চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে।

একক-পর্যায়ের PET-গুলিতে (চিত্র 1(a)), একটি মাঝারি/উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি বিচ্ছিন্নকরণ ট্রান্সফরমার এর উভয় দিকে AC/AC কনভার্টার সংযুক্ত থাকে। প্রাইমারি-সাইডের AC/AC কনভার্টার ইনপুট লাইন-ফ্রিকোয়েন্সির AC ভোল্টেজকে মডুলেট করে হাই-ফ্রিকোয়েন্সির AC ভোল্টেজে পরিণত করে, যা ট্রান্সফরমারের মধ্য দিয়ে কাপলড হয় এবং তারপর সেকেন্ডারি-সাইডের AC/AC কনভার্টার দ্বারা পুনরায় লাইন-ফ্রিকোয়েন্সির AC ভোল্টেজে রূপান্তরিত হয়। সিঙ্গেল-স্টেজের PET-গুলোতে কনভার্সন স্টেজ ও কম্পোনেন্ট কম থাকে, এবং এগুলোর উচ্চ দক্ষতা ও উচ্চ পাওয়ার ডেনসিটি রয়েছে। তবে, ডিসি বাসের অভাবে এগুলো হাইব্রিড AC/DC গ্রিডের জন্য অনুপযুক্ত এবং পাওয়ার ডিকাপলিং নিয়ন্ত্রণ করা জটিল।

দ্বি-পর্যায়ের PET-গুলিতে উচ্চ-ভোল্টেজ বা নিম্ন-ভোল্টেজ দিকে একটি ডিসি বাস থাকে। আইসোলেশন ট্রান্সফরমারের এক পাশের টপোলজি একটি একক-পর্যায়ের PET-এর মতো, যখন অন্য পাশটি AC/DC বা DC/AC সার্কিটের মাধ্যমে ডিসি বাসের সাথে সংযুক্ত থাকে (চিত্র 1(c) এবং চিত্র 1(d))। উচ্চ- বা নিম্ন-ভোল্টেজ ডিসি লিঙ্কের মাধ্যমে, দ্বি-পর্যায়ের PET-গুলি উচ্চ-ভোল্টেজ দিকে মাঝারি/উচ্চ-ভোল্টেজ ডিসি গ্রিডের সাথে অথবা নিম্ন-ভোল্টেজ দিকে PV/স্টোরেজ সিস্টেমের সাথে সংযুক্ত হতে পারে। যাইহোক, আইসোলেশন ট্রান্সফরমারের উভয় পাশের কনভার্টার দ্বারা স্থানান্তরিত সক্রিয় শক্তি ট্রান্সফরমার লিকেজ ইন্ডাকট্যান্স প্যারামিটারের প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল। উপরন্তু, ডিসি বাস ক্যাপাসিটর উল্লেখযোগ্য ডাবল-লাইন-ফ্রিকোয়েন্সি ভোল্টেজ ওঠানামার সম্মুখীন হয়, এবং কনভার্টার কারেন্টের ওঠানামা বড় হয় [7], যা নিয়ন্ত্রণকে চ্যালেঞ্জিং করে তোলে।

তিন-পর্যায়ের PET-তে (চিত্র ১(খ)) উচ্চ- এবং নিম্ন-ভোল্টেজ উভয় দিকেই ডিসি বাস থাকে। ইনপুট লাইন-ফ্রিকোয়েন্সির এসি কারেন্টকে AC/DC কনভার্সনের মাধ্যমে একটি উচ্চ-ভোল্টেজ ডিসি বাসে রেকটিফাই করা হয়, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সির স্কয়ার ওয়েভে মডুলেট করা হয়, একটি মাঝারি/উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সির ট্রান্সফরমারের মাধ্যমে নিম্ন-ভোল্টেজ দিকে কাপল করা হয়, একটি নিম্ন-ভোল্টেজ ডিসি বাসে রেকটিফাই করা হয় এবং সবশেষে DC/AC কনভার্সনের মাধ্যমে লাইন-ফ্রিকোয়েন্সির এসি ভোল্টেজে ইনভার্ট করা হয়। তিন-পর্যায়ের PET উচ্চ- এবং নিম্ন-ভোল্টেজ উভয় ডিসি সিস্টেমের সাথেই সংযুক্ত হতে পারে। প্রতিটি কনভার্সন স্টেজের নিয়ন্ত্রণ তুলনামূলকভাবে স্বাধীন, যা ডিকাপলিং এবং কম্পেনসেশন কন্ট্রোলকে সহজ করে তোলে। তবে, একাধিক কনভার্সন স্টেজের কারণে এর গঠন সবচেয়ে জটিল হয়। বহু-পর্যায়ের ডিজাইনের কারণে, তিন-পর্যায়ের PET টপোলজিতে উচ্চ-ভোল্টেজ দিকে ক্যাসকেডিং এবং নিম্ন-ভোল্টেজ দিকে প্যারালালিং আরও সহজে করা যায়, যা মাঝারি/উচ্চ-ভোল্টেজ অ্যাপ্লিকেশনের চাহিদা পূরণ করে। তাই, মাঝারি/উচ্চ-ভোল্টেজ PET গবেষণা এবং অ্যাপ্লিকেশনে তিন-পর্যায়ের টপোলজিই সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়।

মাঝারি/উচ্চ ভোল্টেজের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত PET-এর ক্ষেত্রে, নিম্ন-ভোল্টেজ প্রান্তে কম ভোল্টেজ স্তর থাকে এবং ডিভাইসের ভোল্টেজের উপর ন্যূনতম সীমাবদ্ধতা থাকে। এর বিপরীতে, উচ্চ-ভোল্টেজ রেকটিফিকেশন পর্যায় এবং মধ্যবর্তী আইসোলেশন পর্যায় উচ্চ ভোল্টেজ স্তরের সম্মুখীন হয়, যা সার্কিট টপোলজি এবং ডিভাইসের উপর কঠোরতর প্রয়োজনীয়তা আরোপ করে। বিদ্যমান গবেষণা দুটি দিকে মনোনিবেশ করে: ① বিদ্যমান ডিভাইস ভোল্টেজ রেটিংয়ের উপর ভিত্তি করে মাঝারি/উচ্চ ভোল্টেজের PET-এর জন্য নতুন টপোলজি এবং নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি; ② নতুন উচ্চ-ভোল্টেজ ডিভাইস, যেমন 10kV SiC ডিভাইস [8, 9] ব্যবহার করে PET টপোলজি এবং নিয়ন্ত্রণ। তবে, উচ্চ-ভোল্টেজ SiC ডিভাইসগুলি এখনও পরীক্ষাগারের গবেষণা ও উন্নয়ন পর্যায়ে রয়েছে এবং বাণিজ্যিক ডিভাইসগুলি এখনও ভোল্টেজের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে না। তাই, উচ্চ ইনপুট ভোল্টেজের প্রয়োজনীয়তা মেটাতে মাল্টি-মডিউল ক্যাসকেডেড বা সিঙ্গেল-মডিউল মাল্টিলেভেল টপোলজি ব্যবহার করা হয়। সাধারণ টপোলজিগুলি চিত্র 2-এ দেখানো হয়েছে, যা বিভাগ 3-এ বিশ্লেষণ করা হয়েছে।