1:1 ট্রান্সফরমার যা কোন ভোল্টেজ পরিবর্তন করে না: গেট-ড্রাইভ ট্রান্সফরমার

ভূমিকা

গ্রাউন্ড ফ্লোরে একজন শান্ত লাইব্রেরিয়ান হিসেবে পাওয়ার সাপ্লাইতে কন্ট্রোলার চিপকে কল্পনা করুন, এবং পাওয়ার MOSFET কে উপরের ফ্লোরে ভারী সেফ হিসেবে, শুধুমাত্র একটি পাতলা লিফট শ্যাফ্ট দ্বারা সংযুক্ত। তাদের অবশ্যই "কথা বলতে হবে" - চিপটিকে সুইচটি ঠিক কখন খুলতে হবে এবং বন্ধ করতে হবে তা বলতে হবে - তবে তারা একটি একক তার ভাগ করতে পারে না, কারণ সুইচের টার্মিনালটি মাটির উপরে শত শত ভোল্ট সুইং করতে পারে। একটি গেট-ড্রাইভ ট্রান্সফরমার (GDT) হল সেই উত্তাপযুক্ত লিফ্ট: একটি ক্ষুদ্র ট্রান্সফরমার যা দুটি দিককে বৈদ্যুতিকভাবে আলাদা রাখার সময় একটি চৌম্বকীয় পালস হিসাবে চালু/বন্ধ কমান্ড বহন করে।

এটি কিভাবে কাজ করে এবং কেন অনুপাত প্রায়ই 1:1 হয়

এর মূল অংশে একটি GDT হল একটি সাধারণ দুই-ওয়াইন্ডিং ট্রান্সফরমার যা একটি উচ্চ-ব্যপ্তিযোগ্যতা ফেরাইট কোরের উপর নির্মিত। কয়েলক্রাফ্টের ডিজাইন গাইড নোট করে যে এই কোরগুলি চুম্বকীয় আবেশকে সর্বাধিক করার জন্য এবং চুম্বকীয় কারেন্টকে কম করার জন্য বেছে নেওয়া হয়েছে। এর স্বাভাবিক কাজ ভোল্টেজ পরিবর্তন করা নয় — অনেক জিডিটি ঠিক 1:1 হয় — তবে সুইচ নোডে উচ্চ সাধারণ-মোড ভোল্টেজ ব্লক করার সময় একটি MOSFET, IGBT, বা ওয়াইড-ব্যান্ডগ্যাপ SiC/GaN ডিভাইসে একটি বিচ্ছিন্ন, দ্রুত গেট পালস সরবরাহ করা।

একক সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার হল ভোল্ট-সেকেন্ড পণ্য (V·µs, কখনও কখনও ET লেখা)। কয়েলক্রাফ্টের গেট-ড্রাইভ গাইড এবং আইসিই কম্পোনেন্টের মৌলিক বিষয় অনুসারে, এটি প্রথম নির্বাচনের মাপকাঠি: ট্রান্সফরমারের V·µs রেটিং অবশ্যই ≥ প্রয়োগকৃত V × t(on) , বা মূল স্যাচুরেট হতে হবে। পদার্থবিদ্যা হল ফ্যারাডে-র সূত্র — একটি চৌম্বকীয় কোর পরিপূর্ণ হওয়ার আগে শুধুমাত্র এতটাই ফ্লাক্স ধরে রাখতে পারে এবং ঘূর্ণন সংক্ষেপে কাছাকাছি শর্ট সার্কিটে পরিণত হয়। এই কারণেই একটি জিডিটি ডিসি পাস করতে পারে না : যেকোনো সম্পূর্ণ সুইচিং চক্রে উইন্ডিং ভোল্টেজের অবিচ্ছেদ্য শূন্য হতে হবে (ভোল্ট-সেকেন্ড ব্যালেন্স); অন্যথায় ফ্লাক্স উপরের দিকে "হাঁটে" এবং কয়েক চক্রের পরে পরিপূর্ণ হয়, যেমন বোহরিয়াম/ফাইনম্যান পাওয়ার-ইলেক্ট্রনিক্স নোট ব্যাখ্যা করে।

ইঞ্জিনিয়ারের জন্য: পরামিতি এবং সতর্কতা

ভোল্ট-সেকেন্ড রেটিং: V·µs ≥ V_drive × t_on (পুনরাবৃত্ত সংকেতের জন্য সমতুল্য ≥ E_primary / 2f) বেছে নিন। আইসিই এবং কয়েলক্রাফ্ট উভয়ই এটিকে প্রথম ধাপ হিসাবে চাপ দেয়।

ফুটো আবেশ: এটি কম রাখুন। উচ্চ ফুটো গেটের প্রান্তকে ধীর করে দেয় এবং রিং এবং ইএমআই যোগ করে; প্রিমিয়াম পার্টস স্পেক মোটামুটি 0.3-1.5 µH।

বাঁক অনুপাত: বিশুদ্ধ বিচ্ছিন্নতার জন্য 1:1; অন্যান্য অনুপাত (যেমন, 1:2, 2:1) একটি নিম্ন লজিক সরবরাহ থেকে গেট ভোল্টেজকে স্কেল করুন।

বিচ্ছিন্নতা: সবচেয়ে খারাপ ক্ষেত্রে নির্বাচন করুন — অফ-দ্য-শেল্ফ অংশগুলি 1500–3750 Vdc চালিত হয়। রিইনফোর্সড ক্রীপেজ/ক্লিয়ারেন্স সীমা আইইসি 62368-1 (AV/IT সরঞ্জাম) এবং IEC 61558-1 -এর আইসোলেটিং-ট্রান্সফরমারের প্রয়োজনীয়তার মতো পণ্য-নিরাপত্তা মানগুলিতে ফিরে আসে; SMPS ট্রান্সফরমার নিজেই IEC 61558-2-16 দ্বারা আচ্ছাদিত।

ডিউটি ​​চক্র: 50% এর উপরে ইউনিপোলার ড্রাইভের জন্য একটি রিসেট উইন্ডিং বা সক্রিয় রিসেট প্রয়োজন, বা ফ্লাক্স স্যাচুরেশনে চলে যায়।

আবেদনের উদাহরণ

একটি অর্ধ-ব্রিজ ডিসি-ডিসি কনভার্টারে, একটি জিডিটি হাই-সাইড এবং লো-সাইড উভয় MOSFET-কে সম্পূরক, বিচ্ছিন্ন ডাল দিয়ে চালাতে পারে — উচ্চ সাধারণ-মোড ক্ষণস্থায়ী অনাক্রম্যতা, কোনও অপটোকপলার বিলম্ব নয়, কমপ্যাক্ট লেআউট। নবায়নযোগ্য ইনভার্টার, ইভি অনবোর্ড চার্জার এবং GaN ফাস্ট চার্জার সবই এর উপর নির্ভর করে।

ভুল ধারণা এবং মজার ঘটনা

ভুল ধারণা: "একটি ট্রান্সফরমারকে অবশ্যই ভোল্টেজ উপরে বা নিচের দিকে যেতে হবে।" একটি গেট-ড্রাইভ ট্রান্সফরমার প্রায়শই ঠিক 1:1 হয় — এর মান হল বিচ্ছিন্নতা , অনুপাত নয়।

মজার ঘটনা: যেহেতু লিমিটার হল ভোল্ট-সেকেন্ড ইন্টিগ্রাল, টার্ন অনুপাত নয়, একটি ছোট GDT-এর প্রাইমারিতে একটি স্থির 12 V এটিকে মোটামুটি 10 ​​µs-এ পরিপূর্ণ করে — যার কারণে এটি কখনই DC বহন করতে পারে না।