საშუალო-მაღალი ძაბვის ელექტრონულ ტრანსფორმატორთა ტოპოლოგიისა და მართვის გამოყენების მიმოხილვა II

2 PET-ის საერთო სტრუქტურის შერჩევა

PET ტოპოლოგიები მნიშვნელოვნად განსხვავდება. ენერგიის გარდაქმნის საფეხურების რაოდენობის მიხედვით, ისინი შეიძლება კლასიფიცირდეს ერთსაფეხურიან, ორსაფეხურიან და სამსაფეხურიან ტიპებად [7]. ორსაფეხურიანი სტრუქტურები მოიცავს მაღალი და დაბალი ძაბვის DC სალტეებით მოწყობილ სტრუქტურებს, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში.

ერთსაფეხურიან პოზიტრონ-ტომოგრაფიებში (სურ. 1(ა)), საშუალო/მაღალი სიხშირის იზოლაციის ტრანსფორმატორი აკავშირებს ცვლად/ცვლად დენის გადამყვანებს ორივე მხარეს. პირველადი მხარის ცვლად/ცვლად დენის გადამყვანი ახდენს შემავალი ხაზის სიხშირის ცვლად ძაბვის მოდულირებას მაღალი სიხშირის ცვლად ძაბვად, რომელიც გადაერთვება ტრანსფორმატორის მეშვეობით და შემდეგ მეორე მხარის ცვლად/ცვლად დენის გადამყვანის მიერ ხელახლა გარდაიქმნება ხაზის სიხშირის ცვლად ძაბვად. ერთსაფეხურიან PET-ებს აქვთ ნაკლები გარდაქმნის საფეხური და ნაკლები კომპონენტი, მაღალი ეფექტურობა და მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივე. თუმცა, DC ავტობუსის არარსებობა მათ ჰიბრიდული ცვლად/ცვლად დენის ქსელებისთვის შეუფერებელს ხდის და სიმძლავრის განცალკევების კონტროლი რთულია.

ორსაფეხურიანი PET-ები აღჭურვილია DC სალტით მაღალი ან დაბალი ძაბვის მხარეს. იზოლაციის ტრანსფორმატორის ერთ მხარეს ტოპოლოგია ერთსაფეხურიანი PET-ის ტოპოლოგიას წააგავს, ხოლო მეორე მხარე DC სალტს AC/DC ან DC/AC წრედების მეშვეობით უერთდება (სურ. 1(გ) და სურ. 1(დ)). მაღალი ან დაბალი ძაბვის DC ბმულებით, ორსაფეხურიანი PET-ები შეიძლება დაუკავშირდნენ საშუალო/მაღალი ძაბვის DC ქსელებს მაღალი ძაბვის მხარეს ან PV/დამზოგავ სისტემებს დაბალი ძაბვის მხარეს. თუმცა, იზოლაციის ტრანსფორმატორის ორივე მხარეს გადამყვანების მიერ გადაცემული აქტიური სიმძლავრე ძალიან მგრძნობიარეა ტრანსფორმატორის გაჟონვის ინდუქციურობის პარამეტრების მიმართ. გარდა ამისა, DC სალტის კონდენსატორი განიცდის მნიშვნელოვან ორხაზოვანი სიხშირის ძაბვის რყევებს და გადამყვანის დენის რყევები დიდია [7], რაც კონტროლს ართულებს.

სამსაფეხურიან PET ტოპოლოგიებს (ნახ. 1(ბ)) აქვთ DC სალტები როგორც მაღალი, ასევე დაბალი ძაბვის მხარეს. შემავალი ხაზის სიხშირის ცვლადი დენის დენი AC/DC გარდაქმნის გზით სწორდება მაღალი ძაბვის DC სალტად, მოდულირდება მაღალი სიხშირის კვადრატულ ტალღებად, უერთდება დაბალი ძაბვის მხარეს საშუალო/მაღალი სიხშირის ტრანსფორმატორის მეშვეობით, სწორდება დაბალი ძაბვის DC სალტად და ბოლოს DC/AC გარდაქმნის გზით ინვერსირდება ხაზის სიხშირის ცვლადი ძაბვად. სამსაფეხურიან PET ტოპოლოგიებს შეუძლიათ როგორც მაღალი, ასევე დაბალი ძაბვის DC სისტემებთან დაკავშირება. თითოეული გარდაქმნის საფეხურის მართვა შედარებით დამოუკიდებელია, რაც ხელს უწყობს განცალკევებას და კომპენსაციის კონტროლს. თუმცა, მრავალი გარდაქმნის საფეხური იწვევს ყველაზე რთულ სტრუქტურას. მრავალსაფეხურიანი დიზაინის გამო, სამსაფეხურიანი PET ტოპოლოგიები უფრო ადვილად აღწევენ კასკადურობას მაღალი ძაბვის მხარეს და პარალელურობას დაბალი ძაბვის მხარეს, რაც აკმაყოფილებს საშუალო/მაღალი ძაბვის გამოყენების საჭიროებებს. ამრიგად, სამსაფეხურიანი ტოპოლოგიები ყველაზე ფართოდ გამოიყენება საშუალო/მაღალი ძაბვის PET კვლევასა და გამოყენებაში.

საშუალო/მაღალი ძაბვის აპლიკაციებში PET-ებისთვის, დაბალი ძაბვის მხარეს აქვს დაბალი ძაბვის დონეები მოწყობილობის მინიმალური ძაბვის შეზღუდვებით. ამის საპირისპიროდ, მაღალი ძაბვის გასწორების საფეხური და შუალედური იზოლაციის საფეხური მაღალი ძაბვის დონეების წინაშე დგას, რაც უფრო მკაცრ მოთხოვნებს აწესებს წრედის ტოპოლოგიებსა და მოწყობილობებზე. არსებული კვლევები ორი მიმართულებით არის ფოკუსირებული: ① ახალი ტოპოლოგიები და მართვის მეთოდები საშუალო/მაღალი ძაბვის PET-ებისთვის, რომლებიც დაფუძნებულია მოწყობილობის არსებული ძაბვის რეიტინგებზე; ② PET ტოპოლოგიები და მართვა ახალი მაღალი ძაბვის მოწყობილობების გამოყენებით, როგორიცაა 10kV SiC მოწყობილობები [8, 9]. თუმცა, მაღალი ძაბვის SiC მოწყობილობები ჯერ კიდევ ლაბორატორიული კვლევისა და განვითარების ფაზაშია და კომერციული მოწყობილობები ჯერ ვერ აკმაყოფილებენ ძაბვის მოთხოვნებს. ამიტომ, მაღალი შეყვანის ძაბვის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად გამოიყენება მრავალმოდულიანი კასკადური ან ერთმოდულიანი მრავალდონიანი ტოპოლოგიები. ტიპიური ტოპოლოგიები ნაჩვენებია ნახაზ 2-ში, რომელიც გაანალიზებულია მე-3 ნაწილში.