আজকের ইলেকট্রনিক জগতে, চিকিৎসা ডিভাইস, ফোন এবং ল্যাপটপ চার্জার থেকে শুরু করে অক্জিলিয়ারী পাওয়ার সাপ্লাই সব কিছুর জন্য পাওয়ার কনভার্টারের প্রয়োজন। ক্রমাগত সঙ্কুচিত হওয়া প্যাকেজিং আকার, তাপ ব্যবস্থাপনা, পরিবর্তনশীল ইনপুট ভোল্টেজ এবং বুদ্ধিমান চার্জিং প্রোটোকলগুলি বিদ্যুত সরবরাহ এবং রূপান্তরকারীর নকশাকে ক্রমবর্ধমান জটিল করে তুলেছে, পাশাপাশি শক্তির দক্ষতার উপর উচ্চ চাহিদাও রাখে।
গত দশকে, গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN) অন-চিপ ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (ICs) ব্যবহার করে নতুন সুইচ প্রযুক্তি আবির্ভূত হয়েছে। গ্যালিয়াম নাইট্রাইড সার্কিটের বৈশিষ্ট্যগুলি পারমাণবিক স্তরে পরিবর্তিত হয়, তাই পাওয়ার কনভার্টার ডিজাইনাররা উভয় চ্যালেঞ্জ এবং সমাধানের মুখোমুখি হন।
GaN অর্ধপরিবাহী একটি বিস্তৃত ব্যান্ডগ্যাপ আছে; 3.4 eV-তে, এর ব্যান্ডগ্যাপ সিলিকন সেমিকন্ডাক্টরের চেয়ে তিনগুণ বেশি। অন্যান্য প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ সামগ্রীর মতো, GaN সেমিকন্ডাক্টরগুলি উচ্চতর ভোল্টেজ এবং +400 ° C পর্যন্ত তাপমাত্রায় কাজ করতে সক্ষম, তাদের উচ্চ শক্তি প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত করে তোলে, সেইসাথে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করে, রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি (RF) এবং 5G অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।
সিলিকন আইসি-এর সাথে তুলনা করে, GaN ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলি পাওয়ার কনভার্টার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ছোট বাহ্যিক মাত্রা সহ সিরিজ ইম্পিডেন্স (RDS (ON)) এবং সমান্তরাল ক্যাপাসিট্যান্স (COSS) এর মতো ট্রানজিস্টর সম্পর্কিত ক্ষতিগুলিকে অপ্টিমাইজ করে। সিলিকন আইসিগুলির মতো একই পদচিহ্নের মধ্যে, GaN ICগুলি কেবল উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি পরিচালনা করতে পারে না তবে কম তাপও তৈরি করতে পারে। এই বৈশিষ্ট্যটি ডিজাইনারদের ভারী তাপ সিঙ্কগুলিকে সঙ্কুচিত বা নির্মূল করতে দেয়।
যাইহোক, GaN ট্রানজিস্টর নিয়ন্ত্রণ চ্যালেঞ্জিং হতে পারে। এই ধরনের ট্রানজিস্টর উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি সহ্য করতে পারে, যার মানে হল যে অপ্রয়োজনীয় ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ (ইএমআই) এড়িয়ে ট্রানজিস্টরের স্যুইচিং গতি কার্যকরভাবে কমাতে এবং বিলম্ব দূর করতে কন্ট্রোল ড্রাইভারকে অবশ্যই ট্রানজিস্টরের কাছাকাছি থাকতে হবে। GaN ব্যবহার করে পাওয়ার কনভার্টারগুলির ডিজাইনাররা প্রাথমিক দিকের (ইনপুট) জন্য একটি উচ্চ-ভোল্টেজ পাওয়ার সুইচ এবং গৌণ দিকের (আউটপুট) জন্য একটি কন্ট্রোল আইসি এবং ফিডব্যাক সার্কিটকে একত্রিত করে এমন একটি ডিভাইস ব্যবহার করে এই চ্যালেঞ্জগুলি দূর করে।
সুইচ অপারেশন বিস্তারিত বৈশিষ্ট্য
পাওয়ার ইন্টিগ্রেশনস ব্যবহার করে PowiGaN™ InnoSwitch 3 প্রযুক্তি এই ধরনের প্যাকেজড ডিভাইসের একাধিক সিরিজ তৈরি করেছে। উদাহরণস্বরূপ, InnoSwitch 3-CP সিরিজের রূপান্তর সুইচ IC (চিত্র 1) একটি ধ্রুবক শক্তি (CP) বক্ররেখা অর্জনের জন্য ধ্রুবক ভোল্টেজ (CV)/ ধ্রুবক বর্তমান (CC) আউটপুট প্রদান করতে একটি কোয়াসি রেজোন্যান্ট (QR) ফ্লাইব্যাক কন্ট্রোলার ব্যবহার করে।
IC-এর প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক দিকগুলি বৈদ্যুতিকভাবে বিচ্ছিন্ন, তবে আউটপুট ভোল্টেজ এবং বর্তমান তথ্যগুলি আউটপুট নিয়ামক থেকে প্রাথমিক নিয়ামকের কাছে প্রবর্তক সংযোগের মাধ্যমে প্রেরণ করা হয়। FluxLink যোগাযোগ প্রযুক্তি দ্রুত লোড ক্ষণস্থায়ী প্রতিক্রিয়া অর্জন করতে এবং 70 kHz পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সি পরিবর্তন করতে দ্রুত সঠিক তথ্য প্রদান করতে পারে।