ຈຸດສຳຄັນໃນການເລືອກຕົວບ່ອນໄຟຟ້າສຳລັບວົງຈອນ Buck-Boost

ດ້ວຍການພັດທະນາຢ່າງໄວວ່າຂອງອຸປະກອນເອເລັກໂທຣນິກທີ່ສາມາດພົວພັນໄດ້, ລະບົບໄຟຟ້າຂອງລົດ, ແລະ ການນຳໃຊ້ BMS ສຳລັບການເກັບຮັກສາພະລັງງານ, ສະຖານະການທີ່ຕ້ອງການຄ່າຄວາມຕົກຕ່ຳແລະຄ່າຄວາມຕົກຕ່ຳທີ່ອອກມາຢູ່ໃນຂອບເຂດກວ້າງຈຶ່ງເກີດຂື້ນຢ່າງເປັນປົກກະຕິ. ໃນບໍລິບົດດັ່ງກ່າວ, ວົງຈອນ Buck-Boost ໄດ້ກາຍເປັນໂຄໂລຍີຫຼັກສຳລັບການປັບຕົວຢ່າງຍືດຫຼຸ່ນຕໍ່ການເຂົ້າ-ອອກ ແລະ ການຖ່າຍໂອນພະລັງງານທີ່ສະຖຽນ, ເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດຂອງມັນທີ່ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ທັງໃນທິດທາງຂຶ້ນແລະລົງ—ດັ່ງນັ້ນຄວາມສຳຄັນຂອງມັນຈຶ່ງເປັນທີ່ຊັດເຈນ. ໃນບ່ອນປະກອບຕ່າງໆຂອງວົງຈອນ Buck-Boost, ຕົວບ່ອນໄຟຟ້າ (power inductor) ແມ່ນອົງປະກອບທີ່ສຳຄັນຢ່າງຍິ່ງ. ມັນບໍ່ພຽງແຕ່ເກັບຮັກສາແລະປ່ອຍພະລັງງານອອກເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງເຮັດໃຫ້ການໄຫຼຂອງປະຈຸລີໄຟຟ້າເປັນປົກກະຕິ ແລະ ລົດຕ້ານການປ່ຽນແປງ (ripple). ວ່າການອອກແບບຄ່າຂອງຕົວບ່ອນໄຟຟ້ານັ້ນເຫມາະສົມຫຼືບໍ່ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການເຮັດວຽກຂອງມັນດີເທົ່າໃດ, ຈະມີຜົນຕໍ່ປະສິດທິພາບທັງໝົດ, ຄວາມສະຖຽນ, ແລະ ຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ໃນໄລຍະຍາວຂອງຕົວປ່ຽນ.

1. ຄຳອະທິບາຍຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງຕົວປ່ຽນ Buck-Boost

ຕົວປ່ຽນແປງ Buck-Boost ສີ່ສະວິດຊ໌ ແມ່ນເປັນໂທລາໂຈີ DC-DC ທີ່ຄຳນິຍາມເປັນພິເສດ ເຊິ່ງປະກອບດ້ວຍຄຸນສົມບັດຂອງຕົວປ່ຽນແປງ Buck (ຫຼຸດໄຟຟ້າ) ແລະ Boost (ເພີ່ມໄຟຟ້າ); ມັນໄດ້ພັດທະນາຕື່ມຈາກໂທລາໂຈີທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນຕໍ່ກັນຂອງຕົວປ່ຽນແປງ Buck ແລະ Boost ໂດຍໃຊ້ຂດລວມພະລັງງານດຽວກັນ.

ສະວິດຊ໌ສີ່ຕົວທີ່ຢູ່ເທິງແຖວຂອງຕົວປ່ຽນແປງແຕ່ລະຕົວຈະມີໜ້າທີ່ຕ່າງກັນ: ສະວິດຊ໌ S1 ແລະ S2 ໃນແຖວດຽວກັນຈະປະກອບເປັນຂັ້ນຕອນ Buck, ໂດຍທີ່ສະວິດຊ໌ດ້ານເທິງ S1 ແມ່ນເປັນສະວິດຊ໌ຄວບຄຸມຫຼັກ ດ້ວຍອັດຕາການເປີດ-ປິດ D1, ໃນຂະນະທີ່ S2 ຈະເຮັດວຽກດ້ວຍອັດຕາການເປີດ-ປິດທີ່ກົງກັນຂ້າມ (1 - D1). ສະວິດຊ໌ S3 ແລະ S4 ໃນແຖວດຽວກັນຈະປະກອບເປັນຂັ້ນຕອນ Boost, ໂດຍທີ່ສະວິດຊ໌ດ້ານລຸ່ມ S3 ແມ່ນເປັນສະວິດຊ໌ຄວບຄຸມຫຼັກ ດ້ວຍອັດຕາການເປີດ-ປິດ D3, ໃນຂະນະທີ່ S4 ຈະເຮັດວຽກດ້ວຍອັດຕາການເປີດ-ປິດທີ່ກົງກັນຂ້າມ (1 - D3). ອັດຕາການເພີ່ມຄ່າໄຟຟ້າທັງໝົດຂອງຕົວປ່ຽນແປງແມ່ນສະແດງເປັນ M = D1 / (1 - D3).

ຕ່າງຈາກເຄື່ອງປ່ຽນແປງ Buck-Boost ທີ່ໃຊ້ສະວິດທ໌ດຽວທຳມະດາ, ເຄື່ອງປ່ຽນແປງ Buck-Boost ສີ່ສະວິດທ໌ທີ່ເຮັດວຽກຮ່ວມກັນແບບເວລາດຽວກັນນີ້ສາມາດໃຫ້ໄດ້ເຖິງຄ່າຄວາມຕ້ານທີ່ອອກທີ່ບໍ່ປ່ຽນຂັ້ວ (ມີຂັ້ວເດີມເທົ່າກັບຄ່າຄວາມຕ້ານທີ່ເຂົ້າ) ໂດຍຜ່ານວິທີການຄວບຄຸມທີ່ສະວິດທ໌ S1 ແລະ S3 ຈະເປີດພ້ອມກັນໃນທາງທີ່ຕັດກັນທາງເສັ້ນທີ່ເວົ້າໄດ້ວ່າເປັນເສັ້ນທີ່ຢູ່ຕ້ານກັນ, ໃນຂະນະທີ່ສະວິດທ໌ S2 ແລະ S4 ຈະເຮັດວຽກເປັນສະວິດທ໌ທີ່ເຮັດວຽກເປັນຕົວຊ່ວຍໃນການເຮັດວຽກຕໍ່ເນື່ອງ. ຮູບແບບນີ້ເຮັດໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງທີ່ລຽບລ້ອຍລະຫວ່າງສາມໂหมดການເຮັດວຽກ: Vin > Vout (ໂหมดຫຼຸດຄ່າຄວາມຕ້ານ), Vin ≈ Vout (ໂหมดການປ່ຽນແປງ Buck-Boost), ແລະ Vin < Vout (ໂหมดເພີ່ມຄ່າຄວາມຕ້ານ). ດັ່ງນັ້ນ, ມັນຈຶ່ງຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການນຳໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການໄຟຟ້າທີ່ມີໄລຍະຄວາມຕ້ານກວ້າງ ໂດຍທີ່ໄລຍະຄວາມຕ້ານທີ່ເຂົ້າ ແລະ ອອກມີການເຮັດວຽກທີ່ເກີດການເທົ້າກັນ.

ຮູບທີ 1 ເຄື່ອງປ່ຽນແປງ Buck-Boost ສີ່ສະວິດທ໌ ຮູບທີ 2 ເຄື່ອງປ່ຽນແປງ Buck-Boost ແບບໂหมดດຽວ

ເຄື່ອງປ່ຽນແປງ Buck-Boost ທີ່ມີສີ່ສະວິດຊ໌ ມີຕົວຂົດທີ່ເປັນຕົວເກັບພະລັງງານ (inductor) ເພີ່ຍງ 1 ຕົວເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຕົວຂົດທີ່ເປັນຕົວເກັບພະລັງງານນີ້ຈະເຮັດວຽກໃນສອງໄລຍະທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ເມື່ອສະວິດຊ໌ຫຼັກຂອງຂົດ Buck (S1) ເປີດ, ລະດັບກະແສຈະໄຫຼຜ່ານວົງຈອນທີ່ເກີດຈາກຂ້າງບວກຂອງສາຍເຂົ້າ → S1 → ຕົວຂົດ L → S4 → ແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານ (load) → ພື້ນດິນ (GND). ກະແສທີ່ໄຫຼຜ່ານຕົວຂົດຈະເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ແລະ ພະລັງງານຈະຖືກເກັບໄວ້ໃນຕົວຂົດເປັນພະລັງງານແມ່ເຫຼັກ. ເມື່ອສະວິດຊ໌ປິດ, ກະແສທີ່ໄຫຼຜ່ານຕົວຂົດຈະບໍ່ສາມາດປ່ຽນແປງທັນທີທັນໃດ, ສະນັ້ນພະລັງງານແມ່ເຫຼັກທີ່ຖືກເກັບໄວ້ຈະຖືກປ່ອຍອອກ. ເມື່ອສະວິດຊ໌ຫຼັກຂອງຂົດ Boost (S3) ເປີດ, ວົງຈອນກະແສທີ່ເຮັດວຽກຕໍ່ເນື່ອງ (freewheeling loop) ຈະເກີດຂຶ້ນ: ຕົວຂົດ L → ແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານ → S2 → ພື້ນດິນ (GND) → S3 → ຕົວຂົດ L. ວົງຈອນນີ້ຈະຮັກສາກະແສທີ່ໄຫຼຜ່ານແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານໃຫ້ຄົງທີ່. ຄວາມສາມາດໃນການ 'ເກັບພະລັງງານ ແລະ ປ່ອຍພະລັງງານ' ນີ້ເປັນຫຼັກການເຮັດວຽກພື້ນຖານຂອງເຄື່ອງຈັກຈ່າຍພະລັງງານທັງໝົດທີ່ໃຊ້ສະວິດຊິ້ງ, ໂດຍວົງຈອນການເກັບ ແລະ ປ່ອຍພະລັງງານຂອງຕົວຂົດຈະປ່ຽນແປງຢ່າງເປັນຈັງຫວะຮ່ວມກັບສະຖານະການເປີດ-ປິດຂອງສະວິດຊ໌ດ້ານເທິງ (high-side) ແລະ ດ້ານລຸ່ມ (low-side).

ໃນໂໝດ Buck, ແຜ່ນຂົດລວມຈະຖືກຊາດຜ່ານເສັ້ນທາງ S1-L-S2, ໃນຂະນະທີ່ໃນໂໝດ Boost, ມັນຈະເກັບພະລັງງານຜ່ານເສັ້ນທາງ S3-L-S4. ເນື່ອງຈາກວ່າຕົວປ່ຽນ Buck-Boost ມັກຈະຮອງຮັບໄດ້ໃນໄລຍະຄວາມຕີ່ນອັນກວ້າງ, ສະນັ້ນແຜ່ນຂົດລວມຈະມີການປ່ຽນແປງຂອງກະແສໄຟຟ້າທີ່ເກີດຈາກການສັ່ນສະເທືອນ (ripple current) ແຕ່ຫຼາຍ. ເນື່ອງຈາກກະແສໄຟຟ້າທີ່ເກີດຈາກການສັ່ນສະເທືອນສູງຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການສູນເສຍພະລັງງານຫຼາຍຂຶ້ນ, ດັ່ງນັ້ນການຫຼຸດຜ່ອນ DCR ຂອງແຜ່ນຂົດລວມ ແລະ ການເພີ່ມຄວາມຖີ່ຂອງການປ່ຽນ (switching frequency) ສາມາດຈັດການກັບການສູນເສຍພະລັງງານໃນສະພາບການທີ່ມີການສັ່ນສະເທືອນຫຼາຍໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.

2. ຜົນກະທົບຂອງແຜ່ນຂົດລວມທີ່ມີຕໍ່ຕົວປ່ຽນ Buck-Boost

ດັ່ງທີ່ໄດ້ອະທິບາຍມາແລ້ວ, ແຜ່ນຂົດລວມໃນຕົວປ່ຽນ Buck-Boost ຈະຖືກສັ່ງໃຫ້ຮັບກະແສໄຟຟ້າທີ່ມີຄວາມເຄັ່ງຕົວສູງກວ່າເທົ່າທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນໂໝດ Buck ຫຼື Boost ທີ່ເຮັດງານດ້ວຍຕົວເອງ. ການເລືອກແຜ່ນຂົດລວມທີ່ເໝາະສົມຈະຕ້ອງມີການວັດແທກຜົນກະທົບຂອງມັນໃນສີ່ດ້ານທີ່ສຳຄັນ: ຄ່າຄວາມຂົດລວມ (L), ກະແສໄຟຟ້າທີ່ເຮັດໃຫ້ແຜ່ນຂົດລວມເຕັມ (Isat), ຄ່າຄວາມຕ້ານທາງ AC/DC (ACR/DCR), ແລະ ຄວາມຖີ່ຂອງການປ່ຽນ (f), ໂດຍປະເມີນກົດເກນການເຮັດວຽກຂອງແຕ່ລະພາລາມິເຕີເຫຼົ່ານີ້ຕໍ່ປະສິດທິພາບທັງໝົດຂອງຕົວປ່ຽນ.

01-ຄ່າຄວາມຂົດລວມ

ຄ່າອິນດັກແຕນສົ່ງຜົນໂດຍກົງຕໍ່ຮູບແບບການເຮັດວຽກຂອງຕົວປ່ຽນ, ຄວາມປ່ຽນແປງຂອງແຮງໄຟຟ້າ, ແລະ ຄວາມໄວໃນການຕອບສະຫນອງຕໍ່ການປ່ຽນແປງ. ຖ້າຄ່າອິນດັກແຕນໃຫຍ່ຂຶ້ນ ຈະເຮັດໃຫ້ຄວາມປ່ຽນແປງຂອງແຮງໄຟຟ້າລົດຕໍ່າລົງ, ສາມາດປັບສະຫຼາດຄ່າຄວາມດັນທີ່ອອກໄດ້ດີຂຶ້ນ, ແລະ ປັບປຸງປະສິດທິພາບ ແລະ ຄວາມສະຖຽນຂອງລະບົບ; ເຖິງຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມັນຈະເຮັດໃຫ້ຄວາມໄວໃນການຕອບສະຫນອງຕໍ່ການປ່ຽນແປງຊ້າລົງ, ເຮັດໃຫ້ບໍ່ສາມາດປັບຄ່າຄວາມດັນທີ່ອອກໄດ້ຢ່າງໄວວາເວລາທີ່ມີການປ່ຽນແປງຂອງໄຟຟ້າຢ່າງທັນທີ. ສ່ວນຖ້າຄ່າອິນດັກແຕນນ້ອຍລົງ ຈະເຮັດໃຫ້ຄວາມໄວໃນການຕອບສະຫນອງເລັກນີ້ເລີກໄວຂຶ້ນ, ແຕ່ຈະເຮັດໃຫ້ຄວາມປ່ຽນແປງຂອງແຮງໄຟຟ້າໃຫຍ່ຂຶ້ນ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ສູນເສຍພະລັງງານໃນອຸປະກອນໄຟຟ້າເພີ່ມຂຶ້ນ, ລົດປະສິດທິພາບລົງ, ແລະ ອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການສັ່ນສະເທືອນໃນວົງຈອນ, ສົ່ງຜົນເສຍຕໍ່ການເຮັດວຽກຂອງລະບົບ. ໃນການອອກແບບທີ່ໃຊ້ງານຈິງ, ຈຳເປັນຕ້ອງໃຊ້ວິທີການທີ່ສົມດຸນ, ໂດຍການເລືອກຄ່າອິນດັກແຕນຢ່າງຖືກຕ້ອງຕາມຮູບແບບການເຮັດວຽກ, ລັກສະນະຂອງໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້, ແລະ ຄວາມຕ້ອງການດ້ານປະສິດທິພາບ.

02-ຄ່າແຮງໄຟຟ້າທີ່ເຕັມທີ

ເມື່ອປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ລວມຢູ່ໃນຂດລວມເພີ່ມຂຶ້ນເກີນເຂດການເຮັດວຽກທີ່ເປັນເສັ້ນຕົງຂອງວັດສະດຸຫຼັກຂອງຂດລວມ ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງຄວາມເຂັ້ມຂອງສາຍແຮງຈະບັນລຸຈຸດອັດຕາສູງສຸດ ເຮັດໃຫ້ຄ່າຂອງຂດລວມຫຼຸດລົງຢ່າງຮຸນແຮງ. ດັ່ງນັ້ນ ຂດລວມຈະສູນເສຍຄວາມສາມາດໃນການເກັບຮັກສາພະລັງງານຢ່າງມີປະສິດທິພາບ ແລະ ຈຳກັດປະຈຸໄຟຟ້າ. ໃນຕົວປ່ຽນ Buck-Boost ເນື່ອງຈາກເສັ້ນທາງທີ່ສົ່ງພະລັງງານເຕັມຮູບແບບອີງໃສ່ຂດລວມດຽວເທົ່ານັ້ນເພື່ອການຖ່າຍໂອນພະລັງງານ ການບັນລຸຈຸດອັດຕາສູງສຸດຂອງຂດລວມຈະເຮັດໃຫ້ປະຈຸໄຟຟ້າເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງບໍ່ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ ແລະ ສ້າງໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງຂອງປະຈຸໄຟຟ້າຢ່າງຮຸນແຮງ. ສິ່ງນີ້ຈະເຮັດໃຫ້ສວິດທ໌ພະລັງງານຖືກເຄື່ອນໄຫວດ້ວຍປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ເກີນຄວາມສາມາດ ແລະ ສຸດທ້າຍຈະເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນເສຍຫາຍຢ່າງຖາວອນ.

ຄວາມຕ້ານທາງ 3-AC/DC (ACR/DCR)

ຄວາມຕ້ານທາງຂອງຕົວບັນທຶກປະກອບດ້ວຍຄວາມຕ້ານທາງ DC (DCR) ແລະ ຄວາມຕ້ານທາງ AC (ACR). DCR ແມ່ນສະແດງເຖິງຄວາມຕ້ານທາງພາຍໃນຂອງຂົດລວມໃນສະພາບການ DC. DCR ທີ່ຕ່ຳລົງຈະຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍພະລັງງານເວລາທີ່ໄຟຟ້າໄຫຼຜ່ານຕົວບັນທຶກ, ເຊິ່ງຊ່ວຍເຮັດໃຫ້ປະສິດທິພາບທັງໝົດສູງຂຶ້ນ. ACR ແມ່ນຄວາມຕ້ານທາງ AC ເທົ່າທຽບຂອງຕົວບັນທຶກທີ່ຄວາມຖີ່ການປ່ຽນແປງທີ່ກຳນົດ, ໂດຍສະທ້ອນເຖິງຜົນຮວມຂອງເຫດຜົນດ້ານຜິວ, ເຫດຜົນດ້ານຄວາມໃກ້ຊິດ, ແລະ ການສູນເສຍໃນຫົວໃຈຂອງຂົດລວມ. ເມື່ອຄວາມຖີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ACR ຈະເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງເດັ່ນຊັດ.

ເວລາເລືອກຕົວບັນທຶກ, ຄວນໃຫ້ຄວາມສຳຄັນກັບຜະລິດຕະພັນທີ່ມີ DCR ຕ່ຳ ແລະ ມີລັກສະນະເຮັດວຽກທີ່ຄວາມຖີ່ສູງທີ່ເຂົ້າກັນໄດ້ກັບລະບົບ, ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍ ແລະ ປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງຕົວປ່ຽນ.

04-ຄວາມຖີ່ການເຮັດວຽກ

ການເພີ່ມຄວາມຖີ່ຂອງການປ່ຽນແປງເປັນວິທີທີ່ມີປະສິດທິຜົນໃນການຫຼຸດຂະໜາດຂອງອຸປະກອນທີ່ບໍ່ຕ້ອງການໃນຕົວປ່ຽນແປງ Buck-Boost, ສົ່ງເສີມຄວາມໜາແໜັ້ນຂອງພະລັງງານ, ແລະ ເຮັດໃຫ້ຄວາມໄວໃນການຕອບສະຫນອງຕໍ່ການປ່ຽນແປງເລີກເຮັດໄດ້ໄວຂຶ້ນ. ແຕ່ການເພີ່ມຄວາມຖີ່ຈະເກີດເຫດຜົນທີ່ບໍ່ຕ້ອງການທີ່ເກີດຂື້ນໃນຊ່ວງຄວາມຖີ່ສູງ. ເມື່ອຄວາມຖີ່ການເຮັດວຽກເພີ່ມຂື້ນ, ອິດທິພົນຜິວ (skin effect) ແລະ ອິດທິພົນຄວາມໃກ້ຄຽງ (proximity effect) ໃນຂດລວມຈະເຂັ້ມຂື້ນ, ສົ່ງຜົນໃຫ້ຄວາມຕ້ານທາງເລືອກ (AC resistance) ຂອງຂດລວມເພີ່ມຂື້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ແລະ ສົ່ງຜົນໃຫ້ເກີດການສູນເສຍພະລັງງານໃນຊ່ວງຄວາມຖີ່ສູງຢ່າງຮຸນແຮງ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ການສູນເສຍພະລັງງານໃນສ່ວນຫົວໃຈ (core losses) ທີ່ເກີດຈາກຄວາມຖີ່ສູງ (hysteresis loss ແລະ eddy current loss) ໃນວັດສະດຸທີ່ມີຄຸນສົມບັດຂອງແມ່ເຫຼັກຈະເພີ່ມຂື້ນ, ເຮັດໃຫ້ບັນຫາການຄວບຄຸມອຸນຫະພູມ ແລະ ການເພີ່ມຂື້ນຂອງອຸນຫະພູມເດັ່ນຊັດເຈັນຂື້ນ.

ເຄື່ອງປ່ຽນແປງການຈັດການພະລັງງານເລີ່ມຕົ້ນໃຊ້ເທັກໂນໂລຢີລຸ້ນໃໝ່ ບໍ່ໄດ້ອີງໃສ່ການເຮັດວຽກທີ່ຄວາມຖີ່ຄົງທີ່ອີກຕໍ່ໄປ; ແທນທີ່ຈະເປັນດັ່ງນັ້ນ ມັນປັບຄວາມຖີ່ການເຮັດວຽກຢ່າງເປັນໄປໄດ້ຕາມການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານທີ່ໃຊ້ ເພື່ອຮັກສາປະສິດທິພາບສູງໃນທຸກໆຊ່ວງຂອງພະລັງງານທີ່ໃຊ້. ສິ່ງນີ້ຕ້ອງການວັດສະດຸທີ່ມີຄຸນສົມບັດແມ່ເຫຼັກເພື່ອຮັກສາການສູນເສຍຕ່ຳໃນທຸກໆຊ່ວງຄວາມຖີ່ຈາກ 200 kHz ຫາ 1 MHz—ແລະສູງກວ່ານີ້—ບໍ່ແມ່ນພຽງແຕ່ເຮັດວຽກໄດ້ດີໃນຈຸດຄວາມຖີ່ທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດຈຸດດຽວເທົ່ານັ້ນ. ດັ່ງນັ້ນ ນັກອອກແບບຄວນເລືອກຕົວຕ້ານທີ່ມີຄຸນສົມບັດດີເລີດໃນການເຮັດວຽກທີ່ຄວາມຖີ່ສູງ—ເຊັ່ນ: ແກນທີ່ເຮັດຈາກຜົງເຫຼັກທີ່ສູນເສຍຕ່ຳ ຫຼື ວັດສະດຸເຟີຣີດ—ແລະຄວນຄົ້ນຫາຈຸດທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດລະຫວ່າງການສູນເສຍພະລັງງານ ແລະ ຂະໜາດທາງກາຍະພາບ ເພື່ອຮັບປະກັນການເຮັດວຽກທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ ແລະ ມີຄວາມສະຖຽນຢູ່ໃນທຸກໆຊ່ວງຄວາມຖີ່.

3. ຕົວຕ້ານທີ່ແນະນຳໃຫ້ໃຊ້ກັບເຄື່ອງປ່ຽນແປງ Buck-Boost

ດັ່ງທີ່ໄດ້ສົນທະນາກັນມາແລ້ວ, ໃນການນຳໃຊ້ທີ່ມີຄວາມເຄັ່ງຕຶງສູງ ແລະ ສະພາບການປະຕິບັດງານທີ່ກວ້າງຂວາງເຊັ່ນ: ເຄື່ອງປ່ຽນແປງ Buck-Boost ທີ່ມີສີ່ສະວິດ, ການນຳໃຊ້ຂດລວມຕົວທີ່ມີລວມເປັນເສັ້ນແຕ່ງທີ່ມີຄວາມເຄັ່ງຕຶງສູງຈະໃຫ້ຄວາມສົມດຸນທີ່ດີເລີດທັງໝົດໃນດ້ານຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ການສູນເສຍ DCR, ການສູນເສຍ ACR ທີ່ຄວາມຖີ່ສູງ, ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການລົ້ມເຫຼວຈາກການອັດຕັນເຕັມ, ແລະ ພື້ນທີ່ທີ່ໃຊ້ຈິງ. ນີ້ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນທາງເລືອກທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດເພື່ອປັບປຸງປະສິດທິພາບທັງໝົດຂອງເຄື່ອງປ່ຽນແປງ ແລະ ຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ໃນໄລຍະຍາວ.

01-ຂດລວມຕົວໄຟຟ້າທີ່ມີຄວາມເຄັ່ງຕຶງສູງແບບຄອມແປັກ CSBA

ຊຸດ CSBA ທີ່ຄອມແປັກ ແລະ ມີຄວາມເຄັ່ງຕຶງສູງນີ້ໃຊ້ ໂຄດາກາ ວັດສະດຸຫຼືການປະດິດສ້າງທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງບໍລິສັດ, ມີຄຸນສົມບັດຂອງການເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຮ້ອນຕ່ຳຢ່າງດີເລີດ ແລະ ຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າ (DCR) ຕ່ຳຫຼາຍ. ການອອກແບບທີ່ມີການປ້ອງກັນດ້ານແຮງຂັບໄຟຟ້າຈະຊ່ວຍໃຫ້ມີຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ດ້ານແຮງຂັບໄຟຟ້າ (EMC) ຢ່າງດີເລີດ, ແລະ ລົດຖຸກການເຮັດໃຫ້ເກີດການຮົ້ວໄຟຟ້າຄວາມຖີ່ສູງ (EMI) ໃນລະດັບທີ່ສຳຄັນ. ຖືກອອກແບບມາດ້ວຍຂະໜາດທີ່ບໍ່ສູງເກີນໄປ ເພື່ອໃຊ້ໃນການຕິດຕັ້ງທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນສູງເທິງເທື່ອງ, ຊຸດ CSBA ແມ່ນເປັນຂົດລວມທີ່ມີຂະໜາດບໍ່ສູງເກີນໄປ ແລະ ເໝາະສົມທີ່ສຸດສຳລັບການອອກແບບວົງຈອນທີ່ໃຊ້ Gallium Nitride (GaN).

ຊຸດ CSBA ສາມາດນຳໃຊ້ໄດ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນບ່ອນທີ່ສຳຄັນເຊັ່ນ: ຕົວປ່ຽນ DC-DC ແລະ ຕົວຄວບຄຸມການປ່ຽນແປງສຳລັບແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານທີ່ໃຊ້ Gallium Nitride (GaN). ໃນການນຳໃຊ້ເຊັ່ນ: ແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານສຳລັບເຊີເວີ AI ແລະ ອຸປະກອນດ້ານພະລັງງານທີ່ມາຈາກທຳມະຊາດ, ຄວາມສາມາດໃນການຮັບປະຈຸບັນທີ່ສູງ ແລະ ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ດີເລີດກັບຄວາມຖີ່ສູງຈະຊ່ວຍສຳຫຼັບການອອກແບບແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານທີ່ມີຄວາມໜາແໜ້ນສູງ ແລະ ຮັບປະກັນການເຮັດວຽກທີ່ສະຖຽນທີ່ຂອງລະບົບໃນໄລຍະຍາວ.

ຂົດລວມພະລັງງານທີ່ມີຂະໜາດນ້ອຍແຕ່ຮັບປະຈຸບັນໄດ້ສູງ CSBA

02-ຂົດລວມພະລັງງານທີ່ຮັບປະຈຸບັນສູງຫຼາຍ CSCFA  

ຊຸດຕົວບ່ອງໄຟຟ້າປະສິດທິພາບສູງເປີກ CFCFA ນຳໃຊ້ວັດຖຸຫຼືຄີມຂອງ Codaca ທີ່ມີການສູນເສຍຕ່ຳ, ມີລັກສະນະເປັນການສູນເສຍພະລັງງານຕ່ຳ, ປະສິດທິພາບສູງ, ຊ່ວງຄວາມຖີ່ການເຮັດວຽກກວ້າງ, ແລະຄວາມຫຼາກຫຼາຍໃນການນຳໃຊ້. ດ້ວຍການອອກແບບເປັນການພັນລວມເສັ້ນລາບ, ຊຸດ CFCFA ມີຄວາມສາມາດໃນການຖ່າຍເທີມະພາບທີ່ດີເລີດ ແລະ ອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນຕ່ຳ. ຄວາມສາມາດໃນການຮັບນ້ຳໜັກ DС ທີ່ດີເລີດຂອງມັນຊ່ວຍໃຫ້ມັນຈັດການກັບການໄຫຼຂອງໄຟຟ້າສູງຢ່າງກະທັນຫັນໄດ້ຢ່າງລຽບງ່າຍ. ນອກຈາກນີ້, ການອອກແບບວົງຈອນແມ່ເຫຼັກທີ່ປິດຢ່າງກວ້າງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການເຮີຍນີ້ງຂອງແສງໄຟຟ້າແລະການຮີດີ້ວທີ່ເກີດຈາກການເຊື່ອມຕໍ່, ເຮັດໃຫ້ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງແສງໄຟຟ້າ (EMC) ດີຂຶ້ນ. ຊຸດນີ້ຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນດ້ານຕ່າງໆເຊັ່ນ: ພະລັງງານທີ່ບໍ່ສິ້ນສຸດ, ການຄວບຄຸມອຸດສາຫະກຳ, ແຫຼ່ງຈ່າຍພະລັງງານທີ່ມີໄຟຟ້າສູງ, ລະບົບຈັດການໆຖ່ານ (BMS), ເຄື່ອງປ່ຽນ DC-DC ທີ່ແຈກຢາຍ, ແລະ ປັນຍາປະດິດທີ່ເຮັດດ້ວຍຕົວເອງ.

ຂົດລວມພະລັງງານທີ່ຮັບປະຈຸບັນສູງຫຼາຍ CSCFA

‌

03-ຕົວບ່ອງໄຟຟ້າປະສິດທິພາບສູງເປີກ CPCFA

ຊຸດຕົວບ່ອນໄຟຟ້າສູງເປີກ ຊຸດ CPCFA ໃຊ້ການອ້ອມດ້ວຍລວມແທນທີ່ເປັນແຜ່ນລຽບ, ມີຄຸນສົມບັດຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າຕ່ຳ, ຄ່າປະຈຸບັນທີ່ເຕັມເຕົ້າສູງ, ແລະ ອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນຕ່ຳ. ການອອກແບບວົງຈອນແມ່ເຫຼັກທີ່ປິດຢ່າງເຕັມທີ່ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການຮັບສົ່ງຄື່ນໄຟຟ້າແລະການຮີດີ້ວທີ່ເກີດຈາກການເຊື່ອມຕໍ່ໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ, ເຮັດໃຫ້ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ດ້ານໄຟຟ້າແມ່ເຫຼັກ (EMC) ດີຂຶ້ນ. ມີຄວາມສະຖຽນທາງດ້ານຄຸນສົມບັດສູງ, ຄ່າອິນດັກແທນ (inductance) ແລະ ຄວາມສາມາດຕ້ານທາງໄຟຟ້າຕົວແທນ (DC bias capability) ຂອງຊຸດນີ້ຈະບໍ່ຖືກຜົນກະທົບຈາກການປ່ຽນແປງອຸນຫະພູມເກືອບເລີຍ. ຊຸດ CPCFA ຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນຕົວປ່ຽນ DC/DC, ຕົວຄວບຄຸມການປ່ຽນໄຟຟ້າທີ່ມີປະຈຸບັນສູງ, ຕົວປ່ຽນໄຟຟ້າຈາກແສງຕາເວັນ (PV inverters), ການອັດຕະໂນມັດດ້ານອຸດສາຫະກຳ, ລະບົບພະລັງງານທີ່ສາມາດເຮັດໃໝ່ໄດ້, ແລະ ສາຂາອື່ນໆ.

ຕົວບ່ອງໄຟຟ້າປະສິດທິພາບສູງເປີກ CPCFA

4.ເຄື່ອງມືເລືອກຕົວບ່ອນໄຟຟ້າສຳລັບຕົວປ່ຽນ DC/DC

ເມື່ອອອກແບບຕົວປ່ຽນແປງ DC-DC, ວິສະວະກອນມັກຈະສັບສົນດ້ວຍຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງປະເພດຂອງຂດລວມ ແລະ ພາລາມິເຕີ. ເຄື່ອງມືເລືອກຕົວປ່ຽນແປງ DC-DC ຂອງ Codaca ປັບປຸງປະສິດທິພາບໃນການເລືອກຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ໂດຍການກຳນົດພາລາມິເຕີຂອງຕົວປ່ຽນແປງເຊັ່ນ: ແຕ່ງຕັ້ງ/ໄຟຟ້າອອກ, ຄວາມຖີ່ການປ່ຽນແປງ, ລະດັບການປ່ຽນແປງຂອງກະແສໄຟຟ້າ, ແລະ ຮູບແບບຂອງວົງຈອນ, ເຄື່ອງມືນີ້ຈະຄຳນວນໄດ້ເຖິງຂອບເຂດຄ່າຂອງຄວາມຕ້ານທາງທີ່ຕ້ອງການ, ສືບຄົ້ນເລກທີ່ຂອງອຸປະກອນ, ແລະ ສະເໜີການວິເຄາະເປີຽບเทີບດ້ານປະສິດທິພາບ. ເຄື່ອງມືນີ້ຍັງສາມາດແນະນຳວັດສະດຸທີ່ເໝາະສົມສຳລັບຂດລວມໃນຕົວປ່ຽນແປງທີ່ເຮັດວຽກແບບເທົ່າທຽນ (synchronous) ແລະ ບໍ່ເທົ່າທຽນ (non-synchronous) ໃນຮູບແບບ step-up/step-down ແລະ ຕົວປ່ຽນແປງ SEPIC.

ເປັນສ່ວນປະກອບທີ່ສຳຄັນຂອງຕົວປ່ຽນແປງ Buck-Boost, ຕົວຕ້ານທາງໄຟຟ້າມີບົດບາດສຳຄັນໃນການເກັບຮັກສາພະລັງງານ, ການປ່ອຍພະລັງງານອອກ, ແລະ ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມປັ່ນປວນຂອງແຮງໄຟຟ້າ. ຄຸນສົມບັດຂອງມັນມີຜົນໂດຍກົງຕໍ່ປະສິດທິພາບ, ຄວາມຖືກຕ້ອງໃນສະຖານະທີ່ຄົງທີ່, ແລະ ຄວາມນ່າເຊື່ອຖືໄດ້ໃນໄລຍະຍາວຂອງຕົວປ່ຽນແປງ. ຕ່າງຈາກໂທໂປໂລຢີ buck ຫຼື boost ແບບເອກະລາດ, ຕົວປ່ຽນແປງ Buck-Boost ຕ້ອງເຮັດວຽກໃນໄລຍະທີ່ກວ້າງຂອງຄ່າຄົງທີ່ເຂົ້າ ແລະ ອອກ. ຕົວຕ້ານທາງໄຟຟ້າຈຶ່ງຕ້ອງປັບຕົວໄດ້ທັງໃນສະຖານະການທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງແຮງໄຟຟ້າ ແລະ ຄວາມປັ່ນປວນໃນທັງສອງໂໝດ buck ແລະ boost, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ມີຄວາມຕ້ອງການທີ່ເຂັ້ມງວດຕໍ່ຄວາມເປັນເສັ້ນຊື່, ລັກສະນະການອັດຕັນ, ແລະ ການສູນເສຍທີ່ຄວາມຖີ່ສູງຂອງຕົວຕ້ານທາງໄຟຟ້າ.

ເນື່ອງຈາກຕົວປ່ຽນ Buck-Boost ຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸປະກອນອີເລັກໂທຣນິກທີ່ສາມາດພາກັບໄປໄດ້ ລະບົບພະລັງງານໃນຍານພາຫະນະ ແລະ ລະບົບເກັບຮັກສາພະລັງງານ (ESS) ດັ່ງນັ້ນ ເຄື່ອງແທກຄ່າອິນດັກແທນຈຶ່ງກຳລັງພັດທະນາໄປສູ່ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນ ຄວາມຖີ່ໃນການເຮັດວຽກທີ່ສູງຂຶ້ນ ແລະ ການບູລະນາການທີ່ດີຂຶ້ນ. ເພື່ອຕອບສະໜອງແນວໂນ້ມເຫຼົ່ານີ້ Codaca Electronic ຍັງຄົງປັບປຸງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງເຖິງຄຸນສົມບັດຂອງການໄຫຼຜ່ານປະຈຸບັນທີ່ເຕັມທີ່ (saturation current) ແລະ ການສູນເສຍຂອງຜະລິດຕະພັນອິນດັກແທນ ໂດຍການພັດທະນາສູດຂອງວັດສະດຸຫົວໃຈ ການເຮັດໃຫ້ໂຄງສ້າງຂອງການຫຸ້ມເປືອກດີຂຶ້ນ ແລະ ການອອກແບບການຈັດການຄວາມຮ້ອນທີ່ດີຂຶ້ນ. ການປັບປຸງເຫຼົ່ານີ້ໃຫ້ການສະໜັບສະໜູນທີ່ແຂງແຮງຕໍ່ການພັດທະນາດ້ານປະສິດທິພາບຂອງຕົວປ່ຽນ Buck-Boost ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ສະຖານະການທີ່ຕ້ອງການໄຟຟ້າໃນໄລຍະທີ່ກວ້າງຂວາງສາມາດບັນລຸປະສິດທິພາບທີ່ສູງຂຶ້ນ ແລະ ຄວາມສະຖຽນທີ່ດີຂຶ້ນໃນລະບົບພະລັງງານແບ່ງຢ່າຍ ແລະ ການເຮັດໃຫ້ຍານພາຫະນະເປັນໄຟຟ້າ.