పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ అంటే ఏమిటి

ఈ వ్యాసంలో మనం పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ గురించి మాట్లాడుతాము. పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ అంటే ఏమిటి, ఇది దేనిపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ప్రయోజనాలు ఏమిటి మరియు దాని అవకాశాలు ఏమిటి? పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క భాగాలపై నివసిద్దాం, అవి ఏమిటో క్లుప్తంగా పరిశీలిద్దాం, అవి ఒకదానికొకటి ఎలా భిన్నంగా ఉంటాయి మరియు ఈ లేదా ఆ రకమైన సెమీకండక్టర్ స్విచ్‌లు ఏ అనువర్తనాలకు అనుకూలంగా ఉంటాయి. రోజువారీ జీవితంలో, తయారీలో మరియు రోజువారీ జీవితంలో ఉపయోగించే పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ పరికరాల ఉదాహరణలు ఇక్కడ ఉన్నాయి.

ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ పరికరాలు శక్తి పరిరక్షణలో ప్రధాన సాంకేతిక పురోగతిని సాధించాయి. పవర్ సెమీకండక్టర్ పరికరాలు, వాటి ఫ్లెక్సిబుల్ కంట్రోలబిలిటీ కారణంగా, ఎలక్ట్రిసిటీ యొక్క సమర్థవంతమైన మార్పిడిని ప్రారంభిస్తాయి. నేటి బరువు మరియు పరిమాణం మరియు సమర్థత కొలమానాలు ఇప్పటికే కన్వర్టర్‌లను గుణాత్మకంగా కొత్త స్థాయికి తీసుకువచ్చాయి.

అనేక పరిశ్రమలు సాఫ్ట్ స్టార్టర్లు, స్పీడ్ కంట్రోలర్లు, నిరంతర విద్యుత్ సరఫరాలను ఉపయోగిస్తాయి, ఆధునిక సెమీకండక్టర్ ఆధారంగా పనిచేస్తాయి మరియు అధిక సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి. అదంతా పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్.

పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో విద్యుత్ శక్తి ప్రవాహాన్ని నియంత్రించడం అనేది సెమీకండక్టర్ స్విచ్‌ల సహాయంతో నిర్వహించబడుతుంది, ఇవి మెకానికల్ స్విచ్‌లను భర్తీ చేస్తాయి మరియు అవసరమైన సగటు శక్తిని మరియు ఈ లేదా దాని పని శరీరం యొక్క ఖచ్చితమైన చర్యను పొందడానికి అవసరమైన అల్గోరిథం ప్రకారం నియంత్రించబడతాయి. పరికరాలు.

కాబట్టి, పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ రవాణాలో, మైనింగ్ పరిశ్రమలో, కమ్యూనికేషన్ల రంగంలో, అనేక పరిశ్రమలలో ఉపయోగించబడుతుంది మరియు నేడు దాని రూపకల్పనలో చేర్చబడిన పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ యూనిట్లు లేకుండా ఒక్క శక్తివంతమైన గృహోపకరణం కూడా చేయలేము.

పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క ప్రాథమిక బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లు ఖచ్చితంగా సెమీకండక్టర్ కీ భాగాలు, ఇవి మెగాహెర్ట్జ్ వరకు వివిధ వేగంతో సర్క్యూట్‌ను తెరవగలవు మరియు మూసివేయగలవు. ఆన్ స్టేట్‌లో, స్విచ్ యొక్క నిరోధం ఓమ్‌ల యూనిట్లు మరియు భిన్నాలు మరియు ఆఫ్ స్టేట్‌లో మెగోమ్‌లు.

కీ నిర్వహణకు ఎక్కువ శక్తి అవసరం లేదు మరియు స్విచ్చింగ్ ప్రక్రియలో కీపై నష్టాలు సంభవించాయి, బాగా రూపొందించిన డ్రైవర్‌తో, ఒక శాతం మించకూడదు. ఈ కారణంగా, ఐరన్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు మరియు సాంప్రదాయిక రిలేల వంటి మెకానికల్ స్విచ్‌ల లాస్సీ పొజిషన్‌లతో పోలిస్తే పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క సామర్థ్యం ఎక్కువగా ఉంటుంది.

పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు అంటే ప్రభావవంతమైన కరెంట్ 10 ఆంపియర్‌ల కంటే ఎక్కువ లేదా సమానంగా ఉండే పరికరాలు. ఈ సందర్భంలో, కీ సెమీకండక్టర్ మూలకాలు కావచ్చు: బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు, ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు, IGBT ట్రాన్సిస్టర్‌లు, థైరిస్టర్‌లు, ట్రయాక్‌లు, లాక్-ఇన్ థైరిస్టర్‌లు మరియు లాక్-ఇన్ థైరిస్టర్‌లు ఇంటిగ్రేటెడ్ కంట్రోల్‌తో.

తక్కువ నియంత్రణ శక్తి కూడా పవర్ మైక్రో సర్క్యూట్‌లను సృష్టించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది, దీనిలో ఒకేసారి అనేక బ్లాక్‌లు మిళితం చేయబడతాయి: స్విచ్ కూడా, కంట్రోల్ సర్క్యూట్ మరియు కంట్రోల్ సర్క్యూట్, ఇవి స్మార్ట్ సర్క్యూట్‌లు అని పిలవబడేవి.

ఈ ఎలక్ట్రానిక్ బిల్డింగ్ బ్లాక్‌లు అధిక శక్తి గల పారిశ్రామిక సంస్థాపనలు మరియు గృహ విద్యుత్ ఉపకరణాలు రెండింటిలోనూ ఉపయోగించబడతాయి. కొన్ని మెగావాట్‌లకు ఇండక్షన్ ఓవెన్ లేదా కొన్ని కిలోవాట్‌లకు హోమ్ స్టీమర్-రెండూ వేర్వేరు వాటేజీల వద్ద పనిచేసే సాలిడ్-స్టేట్ పవర్ స్విచ్‌లను కలిగి ఉంటాయి.

అందువల్ల, పవర్ థైరిస్టర్లు 1 MVA కంటే ఎక్కువ సామర్థ్యంతో కన్వర్టర్లలో పనిచేస్తాయి, డైరెక్ట్ కరెంట్ మరియు ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ డ్రైవ్‌లతో అధిక వోల్టేజ్ ఉన్న ఎలక్ట్రిక్ డ్రైవ్‌ల సర్క్యూట్‌లలో, రియాక్టివ్ పవర్ పరిహారం కోసం ఇన్‌స్టాలేషన్‌లలో, ఇండక్షన్ మెల్టింగ్ కోసం ఇన్‌స్టాలేషన్‌లలో ఉపయోగిస్తారు.

లాకింగ్ థైరిస్టర్‌లు మరింత సరళంగా నియంత్రించబడతాయి, అవి కంప్రెషర్‌లు, ఫ్యాన్‌లు, వందల కెవిఎ సామర్థ్యం కలిగిన పంపులను నియంత్రించడానికి ఉపయోగించబడతాయి మరియు సంభావ్య స్విచ్చింగ్ పవర్ 3 MVAని మించిపోయింది. IGBT ట్రాన్సిస్టర్లు మోటారు నియంత్రణ కోసం మరియు అనేక స్టాటిక్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌లలో నిరంతర విద్యుత్ సరఫరా మరియు అధిక ప్రవాహాలను మార్చడం కోసం వివిధ ప్రయోజనాల కోసం MVA యూనిట్ల వరకు సామర్థ్యం కలిగిన కన్వర్టర్‌ల విస్తరణను ప్రారంభించండి.

MOSFETలు వందల కిలోహెర్ట్జ్ పౌనఃపున్యాల వద్ద అద్భుతమైన నియంత్రణను కలిగి ఉంటాయి, ఇది IGBTలతో పోలిస్తే వాటి వర్తించే పరిధిని బాగా విస్తరిస్తుంది.

AC మోటార్‌లను ప్రారంభించడానికి మరియు నియంత్రించడానికి ట్రైయాక్‌లు సరైనవి, అవి 50 kHz వరకు పౌనఃపున్యాల వద్ద పనిచేయగలవు మరియు IGBT ట్రాన్సిస్టర్‌ల కంటే నియంత్రించడానికి తక్కువ శక్తి అవసరం.

నేడు, IGBTలు గరిష్టంగా 3500 వోల్ట్‌లు మరియు 7000 వోల్ట్‌ల గరిష్ట స్విచ్చింగ్ వోల్టేజీని కలిగి ఉన్నాయి.ఈ భాగాలు రాబోయే సంవత్సరాల్లో బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్‌లను భర్తీ చేయవచ్చు మరియు MVA యూనిట్‌ల వరకు పరికరాలపై ఉపయోగించబడతాయి. తక్కువ-పవర్ కన్వర్టర్‌ల కోసం, MOSFETలు మరింత ఆమోదయోగ్యంగా ఉంటాయి మరియు 3 MVA కంటే ఎక్కువ - లాక్-ఇన్ థైరిస్టర్‌లు.

విశ్లేషకుల అంచనాల ప్రకారం, భవిష్యత్తులో చాలా సెమీకండక్టర్లు మాడ్యులర్ డిజైన్‌ను కలిగి ఉంటాయి, ఇక్కడ రెండు నుండి ఆరు కీలక అంశాలు ఒక ప్యాకేజీలో ఉంటాయి. మాడ్యూల్స్ యొక్క ఉపయోగం వారు ఉపయోగించే పరికరాల బరువు, పరిమాణం మరియు ధరను తగ్గించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.

IGBT ట్రాన్సిస్టర్‌ల కోసం, 3.5 kV వరకు వోల్టేజీల వద్ద 2 kA వరకు కరెంట్‌ల పెరుగుదల మరియు సరళీకృత నియంత్రణ పథకాలతో 70 kHz వరకు ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీల పెరుగుదల పురోగతి. మాడ్యూల్‌లో స్విచ్‌లు మరియు రెక్టిఫైయర్ మాత్రమే కాకుండా డ్రైవర్ మరియు యాక్టివ్ ప్రొటెక్షన్ సర్క్యూట్‌లు కూడా ఉంటాయి.

ఇటీవలి సంవత్సరాలలో తయారు చేయబడిన ట్రాన్సిస్టర్‌లు, డయోడ్‌లు, థైరిస్టర్‌లు కరెంట్, వోల్టేజ్, వేగం వంటి వాటి పారామితులను ఇప్పటికే గణనీయంగా మెరుగుపరిచాయి మరియు పురోగతి ఇప్పటికీ నిలబడదు.

ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌ను డైరెక్ట్ కరెంట్‌గా మార్చడం కోసం, నియంత్రిత రెక్టిఫైయర్‌లు ఉపయోగించబడతాయి, ఇవి సున్నా నుండి నామమాత్రపు పరిధిలో సరిదిద్దబడిన వోల్టేజ్ యొక్క మృదువైన మార్పును అనుమతిస్తుంది.

నేడు, DC ఎలక్ట్రిక్ డ్రైవ్ ఉత్తేజిత వ్యవస్థలలో, థైరిస్టర్లు ప్రధానంగా సింక్రోనస్ మోటార్లలో ఉపయోగించబడతాయి. డబుల్ థైరిస్టర్‌లు - ట్రైయాక్‌లు - రెండు కనెక్ట్ చేయబడిన యాంటీపరలల్ థైరిస్టర్‌ల కోసం ఒకే గేట్ ఎలక్ట్రోడ్‌ను కలిగి ఉంటాయి, ఇది నియంత్రణను మరింత సులభతరం చేస్తుంది.

రివర్స్ ప్రక్రియను నిర్వహించడానికి, ప్రత్యక్ష వోల్టేజీని ప్రత్యామ్నాయ వోల్టేజ్‌గా మార్చడం ఉపయోగించబడుతుంది ఇన్వర్టర్లు… స్వతంత్ర సెమీకండక్టర్ స్విచ్ ఇన్వర్టర్‌లు నెట్‌వర్క్ ద్వారా కాకుండా ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్ ద్వారా నిర్ణయించబడిన అవుట్‌పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ, ఆకృతి మరియు వ్యాప్తిని అందిస్తాయి. ఇన్వర్టర్లు వివిధ రకాలైన కీలక అంశాల ఆధారంగా తయారు చేయబడతాయి, కానీ పెద్ద శక్తుల కోసం, 1 MVA కంటే ఎక్కువ, మళ్ళీ, IGBT ట్రాన్సిస్టర్ ఇన్వర్టర్లు పైకి వస్తాయి.

థైరిస్టర్‌ల వలె కాకుండా, IGBTలు అవుట్‌పుట్ కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ యొక్క విస్తృత మరియు మరింత ఖచ్చితమైన ఆకృతిని అందిస్తాయి. తక్కువ-పవర్ కార్ ఇన్వర్టర్‌లు తమ పనిలో ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్‌లను ఉపయోగిస్తాయి, ఇది 3 kW వరకు పవర్‌ల వద్ద 12-వోల్ట్ బ్యాటరీ యొక్క డైరెక్ట్ కరెంట్‌ను మొదట డైరెక్ట్ కరెంట్‌గా, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ పల్స్ కన్వర్టర్ ఆపరేటింగ్ ద్వారా మార్చడంలో అద్భుతమైన పని చేస్తుంది. 50 kHz నుండి వందల కిలోహెర్ట్జ్ వరకు ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద, తర్వాత 50 లేదా 60 Hz ప్రత్యామ్నాయంలో.

ఒక ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క కరెంట్‌ను మరొక ఫ్రీక్వెన్సీకి మార్చడానికి, ఉపయోగించండి సెమీకండక్టర్ ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్లు… ఇంతకు ముందు, ఇది పూర్తిగా థైరిస్టర్ల ఆధారంగా జరిగింది, ఇది పూర్తి నియంత్రణను కలిగి ఉండదు; థైరిస్టర్లను బలవంతంగా లాక్ చేయడానికి సంక్లిష్ట పథకాలను అభివృద్ధి చేయడం అవసరం.

ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ MOSFETలు మరియు IGBTలు వంటి స్విచ్‌ల ఉపయోగం ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్‌ల రూపకల్పన మరియు అమలును సులభతరం చేస్తుంది మరియు భవిష్యత్తులో ట్రాన్సిస్టర్‌లకు అనుకూలంగా థైరిస్టర్‌లు, ముఖ్యంగా తక్కువ-పవర్ పరికరాలలో వదిలివేయబడతాయని అంచనా వేయవచ్చు.

ఎలక్ట్రిక్ డ్రైవ్‌లను రివర్స్ చేయడానికి థైరిస్టర్‌లు ఇప్పటికీ ఉపయోగించబడుతున్నాయి; మారడం అవసరం లేకుండా రెండు వేర్వేరు ప్రస్తుత దిశలను అందించడానికి రెండు సెట్ల థైరిస్టర్ కన్వర్టర్‌లను కలిగి ఉంటే సరిపోతుంది. ఆధునిక నాన్-కాంటాక్ట్ రివర్సిబుల్ స్టార్టర్‌లు ఈ విధంగా పని చేస్తాయి.

మా చిన్న కథనం మీకు ఉపయోగకరంగా ఉంటుందని మేము ఆశిస్తున్నాము మరియు పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ అంటే ఏమిటో, పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ మూలకాలు ఏవి ఉపయోగించబడుతున్నాయి మరియు మన భవిష్యత్తు కోసం పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క సంభావ్యత ఎంత గొప్పదో ఇప్పుడు మీకు తెలుసు.