आधुनिक पावर-इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों में, गेट ड्राइवर एक द्वितीयक विवरण नहीं है। यह सिग्नल पथ का हिस्सा है जो सीधे स्विचिंग सटीकता, सिस्टम स्थिरता और परिचालन सुरक्षा को प्रभावित करता है।उच्च वोल्टेज चर आवृत्ति ड्राइव जैसे अनुप्रयोगों में, एसवीजी/एसटीएटीसीओएम प्रणाली, ऊर्जा भंडारण पीसीएस, लचीला डीसी ट्रांसमिशन और नवीकरणीय ऊर्जा कन्वर्टर्स,नियंत्रण पक्ष और शक्ति पक्ष के बीच अलगाव कड़ी कठोर विद्युत तनाव के तहत स्थिर रहना चाहिए.
इन वातावरणों को तेजी से वोल्टेज संक्रमण, मजबूत विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप, डोमेन के बीच बड़े संभावित अंतर, जमीन-संभावित उतार-चढ़ाव,और दीर्घकालिक विश्वसनीयता आवश्यकताएंइन परिस्थितियों में सवाल यह नहीं है कि सिग्नल को एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर कैसे ले जाया जाए। असली सवाल यह है कि समय की त्रुटियों को पेश किए बिना इसे अलगाव बाधा से कैसे स्थानांतरित किया जाए।,शोर की संवेदनशीलता, या रखरखाव की जटिलता।
एक आईजीबीटी गेट ड्राइवर में फाइबर अलगाव एक ऑप्टिकल सिग्नल पथ को संदर्भित करता है जो कम वोल्टेज नियंत्रण डोमेन से उच्च वोल्टेज पावर डोमेन में नियंत्रण कमांड को स्थानांतरित करता है,ऑप्टिकल फाइबर के साथ प्राथमिक अलगाव बाधा के रूप में सेवा.
एक विशिष्ट फाइबर-पृथक गेट ड्राइवर वास्तुकला एक सीधा श्रृंखला का पालन करती हैः
नियंत्रण डीएसपी / एफपीजीए → ऑप्टिकल ट्रांसमीटर → ऑप्टिकल फाइबर → ऑप्टिकल रिसीवर → गेट ड्राइवर सर्किट → आईजीबीटी पावर मॉड्यूल
इस संरचना में, फाइबर सिर्फ एक ट्रांसमिशन केबल नहीं है. यह माध्यम है कि नियंत्रक और स्विचिंग चरण के बीच भौतिक विद्युत अलगाव बनाता है. क्योंकि,फाइबर का चयन सिग्नल अखंडता को सीधे प्रभावित करता है, समय स्थिरता, ईएमआई प्रतिरक्षा और दीर्घकालिक क्षेत्र विश्वसनीयता।
एक बार जब सिग्नल ऑप्टिकली बाधा को पार कर जाता है, तो फाइबर लिंक का प्रदर्शन ड्राइवर-सिस्टम डिजाइन का हिस्सा बन जाता है।या इंटरफ़ेस के आसपास विद्युत गड़बड़ी, अलगाव कार्य अभी भी सिद्धांत रूप में मौजूद हो सकता है, लेकिन गेट-ड्राइव सिग्नल की व्यावहारिक स्थिरता पीड़ित हो सकती है।यही कारण है कि इस आवेदन में फाइबर चयन एक इंजीनियरिंग निर्णय के रूप में माना जाना चाहिए, एक सामान्य इंटरकनेक्ट विकल्प के रूप में नहीं।
विशिष्ट फाइबर-पृथक आईजीबीटी गेट ड्राइवर आर्किटेक्चर
उच्च-शक्ति कनवर्टर सिस्टम सिग्नल इंटरफेस पर असामान्य तनाव डालते हैं। पावर स्टेज बहुत उच्च डीवी / डीटी, मजबूत ईएमआई और महत्वपूर्ण सामान्य-मोड गड़बड़ी के साथ एक वातावरण में स्विच कर सकता है।उसी समय, नियंत्रण सर्किट को संकेत की सटीकता और अनुमानित समय को संरक्षित करना चाहिए।
इस संदर्भ में, पारंपरिक विद्युत अलगाव दृष्टिकोण जैसे कि ऑप्टोकैपलर या अलगाव ड्राइवर आईसी हमेशा मध्यम और उच्च वोल्टेज स्थितियों के लिए सबसे मजबूत उत्तर नहीं हो सकते हैं।इसलिए ऑप्टिकल फाइबर अलगाव उन डिजाइनों में एक सिद्ध दृष्टिकोण बन गया है जो भौतिक विद्युत अलगाव को प्राथमिकता देते हैं, मजबूत शोर प्रतिरोध, और समय के साथ विश्वसनीय संचालन।
डिजाइन लक्ष्य न केवल अलगाव वोल्टेज है. यह भी ग्राउंड-लूप व्यवहार, हस्तक्षेप युग्मन से बचते हुए स्विच स्थिरता बनाए रखने की क्षमता है,और स्थापना की स्थितियों के लिए अनावश्यक संवेदनशीलता.
नियंत्रण पक्ष और शक्ति पक्ष के बीच ऑप्टिकल अलगाव सिद्धांत
फाइबर-अलगाव वाले गेट-ड्राइवर लिंक की अवधारणा सरल है, लेकिन प्रत्येक चरण की एक अलग भूमिका है।
नियंत्रण डीएसपी या एफपीजीए स्विचिंग कमांड उत्पन्न करता है। ऑप्टिकल ट्रांसमीटर उस विद्युत संकेत को ऑप्टिकल रूप में परिवर्तित करता है। ऑप्टिकल फाइबर सिग्नल को अलगाव सीमा के पार ले जाता है।ऑप्टिकल रिसीवर ऑप्टिकल सिग्नल को वापस विद्युत आउटपुट में परिवर्तित करता है, जो फिर गेट ड्राइवर सर्किट को खिलाता है और अंततः आईजीबीटी पावर मॉड्यूल को नियंत्रित करता है।
यह वास्तुकला ऑप्टिकल लिंक को कार्यात्मक नियंत्रण श्रृंखला का हिस्सा बनाती है, न कि केवल एक सहायक अलगाव परत।फाइबर माध्यम को आवेदन की वास्तविक आवश्यकताओं के अनुरूप होना चाहिए: छोटी दूरी के नियंत्रण सिग्नलिंग, मजबूत विद्युत अलगाव, स्थिर समय व्यवहार, और व्यावहारिक औद्योगिक असेंबली।
आईजीबीटी गेट-ड्राइविंग अनुप्रयोगों में, संकेत आमतौर पर छोटी दूरी पर प्रेषित होता है और आमतौर पर केएचजेड से कम मेगाहर्ट्ज रेंज में पड़ता है।जो संचार-ग्रेड बैंडविड्थ से दूर डिजाइन प्राथमिकता को स्थानांतरित करता है और अधिक अनुप्रयोग विशिष्ट प्रश्न की ओर जाता हैक्या ऑप्टिकल माध्यम स्थिर, मजबूत और आवश्यक नियंत्रण संकेत के लिए पर्याप्त है?
इस कारण से,प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर (पीओएफ)प्रकाशित औद्योगिक पीओएफ लिंक डेटा कम बैंडविड्थ-लंबाई क्षमता सहित कम गेट-ड्राइवर नियंत्रण लिंक की जरूरतों से काफी ऊपर प्रदर्शन दिखाते हैं10 मेगाहर्ट्ज × 100 मीटरपर650 एनएम, साथ ही स्थापित शॉर्ट-डिस्टेंस लिंक परिवार जोडीसी से 12 एमबीडीऊपर तक50 मीटरके साथ1 मिमी पीओएफप्रकाशित आपूर्तिकर्ता लिंक डेटा से यह भी पता चलता है कि तेजी से परिवारों के साथ काम कर सकते हैं1 मिमी पीओएफकम दूरी पर, जो एक ही इंजीनियरिंग निष्कर्ष को मजबूत करता हैः एक विशिष्ट आईजीबीटी गेट-ड्राइवर लिंक की बैंडविड्थ आवश्यकता आमतौर पर इस अनुप्रयोग में पीओएफ को सीमित नहीं करती है।
इस उपयोग के मामले में जो अधिक महत्वपूर्ण है वह है पृथक्करण बाधा के माध्यम से स्थिर सिग्नल हस्तांतरण, विद्युत शोर के लिए मजबूत प्रतिरक्षा, और एक क्षमाशील स्थापना खिड़की। दूसरे शब्दों में,ऑप्टिकल माध्यम को दूरसंचार रीढ़ की हड्डी की तरह व्यवहार करने की आवश्यकता नहीं हैइसे एक विश्वसनीय औद्योगिक नियंत्रण कड़ी की तरह व्यवहार करने की आवश्यकता है।
यही वह जगह है जहाँ POF आकर्षक हो जाता है। इसका चयन तर्क विद्युत अलगाव, छोटी दूरी के लिए उपयुक्तता, यांत्रिक सहिष्णुता,और अधिकतम पहुंच या उच्चतम संभव डेटा दर के बजाय व्यावहारिक विधानसभा.
पीओएफ एक पूरी तरह से डाइलेक्ट्रिक संचरण माध्यम है, इसलिए यह अलगाव सीमा के पार एक प्रवाहकीय पथ का परिचय नहीं देता है।जो सिग्नल माध्यम के माध्यम से ग्राउंड-लूप कंडक्शन को समाप्त करने में मदद करता है और उच्च वोल्टेज कनवर्टर सिस्टम में पाए जाने वाले ईएमआई-भारी वातावरण के प्रतिरोध को बेहतर बनाता है.
गेट-ड्राइवर अलगाव के लिए, यह एक सैद्धांतिक लाभ नहीं है। यह सीधे उन प्रणालियों में स्वच्छ सिग्नल हस्तांतरण का समर्थन करता है जहां सामान्य मोड शोर, क्षणिक तनाव,और विद्युत-क्षेत्र पृथक्करण केंद्रीय डिजाइन मुद्दे हैं.
पीओएफ के सबसे महत्वपूर्ण व्यावहारिक लाभों में से एक इसका बड़ा ऑप्टिकल कोर है।0.5 से 1.0 मिमीडेटा-स्टाइल लिंक में ग्लास आधारित फाइबर के साथ सामान्य रूप से जुड़े कोर आकारों से कहीं अधिक।यह बड़ा ऑप्टिकल पथ संरेखण संवेदनशीलता को आराम देता है और वास्तविक औद्योगिक हार्डवेयर में स्थापना स्थिरता में सुधार करता है.
सामान्य औद्योगिक1 मिमी वर्ग का पीओएफडिजाइन भी एक उच्च संख्यात्मक एपर्चर के साथ बड़े ऑप्टिकल पथ को जोड़ती है, जो युग्मन सहिष्णुता में और सुधार करती है।कंपन और हैंडलिंग भिन्नता को बेहतर सहन करने में सक्षम, और सटीक ऑप्टिकल संरेखण को विनिर्माण बोझ में बदलने की संभावना कम है।
बड़े कोर पीओएफ और उच्च संरेखण सहिष्णुता
आईजीबीटी गेट सिग्नल आमतौर पर उपकरण के अंदर या पास के नियंत्रण और बिजली खंडों के बीच छोटी दूरी पर प्रेषित होते हैं। यह उपयोग मामला स्वाभाविक रूप से पीओएफ के साथ संरेखित होता है।माध्यम पर्याप्त बैंडविड्थ प्रदान करता है, स्थिर विलंबता व्यवहार, और कम स्थापना संवेदनशीलता संचार-ग्रेड ऑप्टिक्स या जटिल मुआवजे की आवश्यकता के बिना।
यही कारण है कि गेट-ड्राइवर अलगाव लिंक में पीओएफ का चयन एक समझौता नहीं माना जाना चाहिए।यह अक्सर अनुप्रयोग अनुकूलित विकल्प होता है क्योंकि यह मुख्य रूप से लंबी पहुंच या बहुत अधिक डेटा थ्रूपुट के लिए चयनित मीडिया की तुलना में वास्तविक सिग्नल प्रोफ़ाइल से अधिक निकटता से मेल खाता है.
औद्योगिक ग्रेड का पीओएफ विद्युत रूप से शोर और यांत्रिक रूप से मांग वाले वातावरण के लिए उपयुक्त है। इस आवेदन में अनुशंसित पैरामीटर विंडो में ऑपरेशन शामिल है-40°C से +85°C, आर्द्रता, तेल और धूल के प्रतिरोध, और दीर्घकालिक ऑप्टिकल स्थिरता।
कन्वर्टर कैबिनेट, ड्राइव सिस्टम और अन्य औद्योगिक प्रतिष्ठानों के लिए, इस तरह की मजबूती उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि नाममात्र संकेत संचरण क्षमता।एक लिंक जो सैद्धांतिक रूप से तेज़ है लेकिन यांत्रिक रूप से नाजुक है, एक लिंक की तुलना में जीवन चक्र में अधिक जोखिम पैदा कर सकता है जो मामूली गति में है लेकिन व्यवहार में बहुत स्थिर है.
पीओएफ का लागत लाभ केवल केबल की कीमत के बारे में नहीं है। मूल्य का एक बड़ा हिस्सा सरल प्रसंस्करण, आसान समापन और कम असेंबली संवेदनशीलता से आता है। व्यावहारिक इंजीनियरिंग के संदर्भ में,जो स्थापना के प्रयास को कम कर सकता है, असंतुलन से संबंधित विफलता के जोखिम को कम करता है, और प्रतिस्थापन या फील्ड सर्विसिंग को आसान बनाता है।1 मिमी पीओएफकम लागत वाले, आसानी से समाप्त होने वाले कम दूरी के लिंक के साथ।
इसीलिए लागत तर्क का मूल्यांकन सिस्टम स्तर पर किया जाना चाहिए। जब संयोजन दक्षता, रखरखाव बोझ और जीवन चक्र विश्वसनीयता को एक साथ माना जाता है,पीओएफ केवल कच्चे केबल की लागत पर आधारित एक संकीर्ण तुलना की तुलना में अधिक किफायती हो सकता है.
इस आवेदन में पीओएफ और ग्लास फाइबर के बीच तुलना इंजीनियरिंग फिट पर आधारित होनी चाहिए, न कि एक सामान्य धारणा पर कि उच्च प्रदर्शन वाला माध्यम हमेशा बेहतर विकल्प होता है।
| तुलना बिंदु | पीओएफ | ग्लास/एचसीएस |
|---|---|---|
| कोर का आकार | बड़े, आम तौर पर 0.5 से 1.0 मिमी वर्ग | बहुत छोटा |
| संरेखण सहिष्णुता | उच्च | निचला |
| स्थापना की मजबूती | कठोर असेंबली स्थितियों में मजबूत | अधिक संवेदनशील |
| सबसे उपयुक्त दूरी प्रोफ़ाइल | संक्षिप्त नियंत्रण लिंक | लम्बे लिंक |
| चयन तर्क | अलगाव, मजबूती, इकट्ठा करने में आसानी | पहुंच और निचला क्षीणन |
छोटे, अलगाव-केंद्रित गेट-ड्राइवर लिंक के लिए, पीओएफ में आमतौर पर अधिक व्यावहारिक फिट होता है क्योंकि यह अधिक सहिष्णुता, सरल हैंडलिंग प्रदान करता है,और संकेत की आवश्यकता के लिए पहले से ही पर्याप्त प्रदर्शन.
साथ ही, चयन तर्क को अतिरंजित नहीं किया जाना चाहिए। प्रकाशित आपूर्तिकर्ता लिंक डेटा एक स्पष्ट पैटर्न दिखाता हैः1 मिमी पीओएफलघु लिंक में अत्यधिक प्रभावी है, जबकिएचसीएस/सिलिकापहुंच और डेटा दर की मांगों में वृद्धि के साथ विस्तार होता है क्योंकि मंदी अधिक महत्वपूर्ण हो जाती है। यह गेट-ड्राइवर अलगाव में पीओएफ के लिए इंजीनियरिंग मामले को कमजोर नहीं करता है।यह केवल सिफारिश की सीमा को स्पष्ट रूप से परिभाषित करता है।.
आईजीबीटी गेट ड्राइवर अलगाव के लिए पीओएफ बनाम ग्लास / एचसीएस
सबसे प्रासंगिक अनुप्रयोग परिदृश्य वे हैं जो पहले से ही कठोर विद्युत तनाव और मजबूत अलगाव आवश्यकताओं द्वारा परिभाषित किए गए हैं, जिनमें शामिल हैंः
उच्च वोल्टेज एसवीजी/एसटीएटीसीओएम प्रणाली
उच्च वोल्टेज वीएफडी और नरम स्टार्टर
ऊर्जा भंडारण पीसीएस और नवीकरणीय ऊर्जा परिवर्तक
लचीला डीसी ट्रांसमिशन और ग्रिड से जुड़े पावर इलेक्ट्रॉनिक्स
इन प्रणालियों में एक समान टोपोलॉजी नहीं है, बल्कि इंजीनियरिंग दबावों का एक सामान्य सेट हैः विद्युत-क्षेत्र पृथक्करण, मजबूत ईएमआई जोखिम, लघु लेकिन महत्वपूर्ण नियंत्रण लिंक,और दीर्घकालिक विश्वसनीयता अपेक्षाएं.
पीओएफ गेट ड्राइवर लिंक के लिए अनुशंसित तकनीकी पैरामीटर
इस अनुप्रयोग श्रेणी के लिए अनुशंसित तकनीकी खिड़की को इस प्रकार संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता हैः
| पैरामीटर | अनुशंसित मूल्य |
|---|---|
| फाइबर का प्रकार | औद्योगिक ग्रेड प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर (पीओएफ) |
| कोर व्यास | 0.75 मिमी / 1.0 मिमी |
| तरंगदैर्ध्य | 650 एनएम (लाल प्रकाश) |
| संचरण दूरी | 1 ̊50 मीटर |
| परिचालन तापमान | -40°C से +85°C |
| सेवा जीवन | ≥ 20 वर्ष |
द650 एनएमयह इस डिजाइन स्पेस का प्राकृतिक केंद्र है क्योंकि प्रकाशित औद्योगिक पीओएफ केबल और लिंक-घटक डेटा लगातार६५०६६६० एनएमलाल बत्ती खिड़की।650 एनएमइस प्रकार के लघु औद्योगिक पीओएफ नियंत्रण लिंक के लिए सबसे स्वाभाविक संचालन विकल्प।
जहां पीओएफ फिट बैठता है और जहां ग्लास / एचसीएस अधिक आकर्षक हो जाता है
पीओएफ विशेष रूप से मजबूत होता है जब डिजाइन का लक्ष्य विद्युत शोर वातावरण में एक छोटी दूरी पर एक अलगाव बाधा के माध्यम से एक नियंत्रण संकेत को स्वच्छ रूप से ले जाना है।यह विशेष रूप से अच्छी तरह से काम करता है जब परियोजना मूल्य:
मजबूत विद्युत अलगाव
उच्च ईएमआई प्रतिरक्षा
स्थिर लघु दूरी का समय व्यवहार
उदार स्थापना सहिष्णुता
व्यावहारिक औद्योगिक संयोजन
यह संयोजन कई आईजीबीटी गेट-ड्राइवर लिंक की वास्तविक आवश्यकताओं से निकटता से मेल खाता है।
इस लेख में पीओएफ के लिए सिफारिश को एकछोटी दूरी, अलगाव-केंद्रित, मजबूती-उन्मुख इंजीनियरिंग विकल्प, एक सार्वभौमिक ऑप्टिकल-लिंक नियम के रूप में नहीं।
जब लिंक की दूरी बढ़ जाती है या डेटा दर की अपेक्षाएं काफी बढ़ जाती हैं, तो समझौता बदल जाता है। प्रकाशित आपूर्तिकर्ता लिंक डेटा से पता चलता है कि ग्लास आधारित विकल्प जैसे किएचसीएस/सिलिकाआमतौर पर पहुंच बढ़ने के साथ अधिक आकर्षक हो जाते हैं, क्योंकि डिजाइन स्थान के उस हिस्से में कम क्षीणन अधिक मायने रखता है।कि सीमा स्थितियों में बदलाव POF के मूल्य को कम नहीं करता हैयह केवल पुष्टि करता है कि पीओएफ उस परिधि के भीतर सबसे मजबूत है जिसके लिए यह स्वाभाविक रूप से उपयुक्त है।
चयन करनापीओएफके लिएआईजीबीटी गेट ड्राइवर अलगावयह एक इंजीनियरिंग विकल्प है जो आवेदन की वास्तविक प्राथमिकताओं के आसपास बनाया गया हैः विद्युत अलगाव, ईएमआई प्रतिरोध, स्थिर छोटी दूरी के संकेत हस्तांतरण,यांत्रिक सहिष्णुता, विनिर्माण क्षमता और दीर्घकालिक विश्वसनीयता।
आधुनिक पावर-इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों में, ये प्राथमिकताएं अक्सर अनावश्यक बैंडविड्थ का पीछा करने से अधिक मायने रखती हैं। जब लिंक छोटा होता है, तो वातावरण कठोर होता है,और अलगाव बाधा समय के साथ विश्वसनीय रहना होगा, POF केवल स्वीकार्य नहीं है। यह अक्सर अधिक प्राकृतिक इंजीनियरिंग समाधान है।
हां. विशिष्ट गेट-ड्राइवर अलगाव लिंक में, सिग्नल की मांग पहले से प्रकाशित औद्योगिक पीओएफ डेटा द्वारा प्रदर्शित क्षमता से बहुत नीचे है.लघु दूरी के पीओएफ लिंक इस एप्लिकेशन से जुड़े केएचजेड से कम मेगाहर्ट्ज सिग्नलिंग प्रोफ़ाइल को संभाल सकते हैं.
क्योंकि निर्णय केवल ऑप्टिकल प्रदर्शन के बारे में नहीं है। छोटे अलगाव लिंक में, पीओएफ अक्सर बेहतर असेंबली सहिष्णुता, सरल हैंडलिंग और अधिक व्यावहारिक संतुलन प्रदान करता है।.ग्लास आधारित विकल्प अधिक आकर्षक हो जाते हैं जब लंबी पहुंच या उच्च गति हस्तांतरण मुख्य डिजाइन ड्राइवर बन जाता है।
एक व्यावहारिक डिजाइन खिड़की आमतौर पर1 से 50 मीटर, जो अधिकांश गेट-ड्राइवर अलगाव पथों की शॉर्ट-लिंक प्रकृति और प्रकाशित औद्योगिक1 मिमी पीओएफलिंक डेटा।
आम विकल्प है650 एनएमप्रकाशित औद्योगिक पीओएफ केबल और घटक डेटा लगातार६५०६६६० एनएमखिड़की.
यह उच्च वोल्टेज ड्राइव, एसवीजी/एसटीएटीसीओएम उपकरण, ऊर्जा भंडारण पीसीएस, नवीकरणीय ऊर्जा कन्वर्टर्स,और लचीला डीसी या अन्य ग्रिड-कनेक्टेड पावर-इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम जहां अलगाव की गुणवत्ता और शोर प्रतिरोध महत्वपूर्ण हैं.
POF मदद करता है क्योंकि यह एक dielectric माध्यम है और अलगाव सीमा के पार एक प्रवाहकीय संकेत पथ नहीं बनाता है।और विद्युत पृथक्करण प्रमुख डिजाइन चिंताओं हैं.
आधुनिक पावर-इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों में, गेट ड्राइवर एक द्वितीयक विवरण नहीं है। यह सिग्नल पथ का हिस्सा है जो सीधे स्विचिंग सटीकता, सिस्टम स्थिरता और परिचालन सुरक्षा को प्रभावित करता है।उच्च वोल्टेज चर आवृत्ति ड्राइव जैसे अनुप्रयोगों में, एसवीजी/एसटीएटीसीओएम प्रणाली, ऊर्जा भंडारण पीसीएस, लचीला डीसी ट्रांसमिशन और नवीकरणीय ऊर्जा कन्वर्टर्स,नियंत्रण पक्ष और शक्ति पक्ष के बीच अलगाव कड़ी कठोर विद्युत तनाव के तहत स्थिर रहना चाहिए.
इन वातावरणों को तेजी से वोल्टेज संक्रमण, मजबूत विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप, डोमेन के बीच बड़े संभावित अंतर, जमीन-संभावित उतार-चढ़ाव,और दीर्घकालिक विश्वसनीयता आवश्यकताएंइन परिस्थितियों में सवाल यह नहीं है कि सिग्नल को एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर कैसे ले जाया जाए। असली सवाल यह है कि समय की त्रुटियों को पेश किए बिना इसे अलगाव बाधा से कैसे स्थानांतरित किया जाए।,शोर की संवेदनशीलता, या रखरखाव की जटिलता।
एक आईजीबीटी गेट ड्राइवर में फाइबर अलगाव एक ऑप्टिकल सिग्नल पथ को संदर्भित करता है जो कम वोल्टेज नियंत्रण डोमेन से उच्च वोल्टेज पावर डोमेन में नियंत्रण कमांड को स्थानांतरित करता है,ऑप्टिकल फाइबर के साथ प्राथमिक अलगाव बाधा के रूप में सेवा.
एक विशिष्ट फाइबर-पृथक गेट ड्राइवर वास्तुकला एक सीधा श्रृंखला का पालन करती हैः
नियंत्रण डीएसपी / एफपीजीए → ऑप्टिकल ट्रांसमीटर → ऑप्टिकल फाइबर → ऑप्टिकल रिसीवर → गेट ड्राइवर सर्किट → आईजीबीटी पावर मॉड्यूल
इस संरचना में, फाइबर सिर्फ एक ट्रांसमिशन केबल नहीं है. यह माध्यम है कि नियंत्रक और स्विचिंग चरण के बीच भौतिक विद्युत अलगाव बनाता है. क्योंकि,फाइबर का चयन सिग्नल अखंडता को सीधे प्रभावित करता है, समय स्थिरता, ईएमआई प्रतिरक्षा और दीर्घकालिक क्षेत्र विश्वसनीयता।
एक बार जब सिग्नल ऑप्टिकली बाधा को पार कर जाता है, तो फाइबर लिंक का प्रदर्शन ड्राइवर-सिस्टम डिजाइन का हिस्सा बन जाता है।या इंटरफ़ेस के आसपास विद्युत गड़बड़ी, अलगाव कार्य अभी भी सिद्धांत रूप में मौजूद हो सकता है, लेकिन गेट-ड्राइव सिग्नल की व्यावहारिक स्थिरता पीड़ित हो सकती है।यही कारण है कि इस आवेदन में फाइबर चयन एक इंजीनियरिंग निर्णय के रूप में माना जाना चाहिए, एक सामान्य इंटरकनेक्ट विकल्प के रूप में नहीं।
विशिष्ट फाइबर-पृथक आईजीबीटी गेट ड्राइवर आर्किटेक्चर
उच्च-शक्ति कनवर्टर सिस्टम सिग्नल इंटरफेस पर असामान्य तनाव डालते हैं। पावर स्टेज बहुत उच्च डीवी / डीटी, मजबूत ईएमआई और महत्वपूर्ण सामान्य-मोड गड़बड़ी के साथ एक वातावरण में स्विच कर सकता है।उसी समय, नियंत्रण सर्किट को संकेत की सटीकता और अनुमानित समय को संरक्षित करना चाहिए।
इस संदर्भ में, पारंपरिक विद्युत अलगाव दृष्टिकोण जैसे कि ऑप्टोकैपलर या अलगाव ड्राइवर आईसी हमेशा मध्यम और उच्च वोल्टेज स्थितियों के लिए सबसे मजबूत उत्तर नहीं हो सकते हैं।इसलिए ऑप्टिकल फाइबर अलगाव उन डिजाइनों में एक सिद्ध दृष्टिकोण बन गया है जो भौतिक विद्युत अलगाव को प्राथमिकता देते हैं, मजबूत शोर प्रतिरोध, और समय के साथ विश्वसनीय संचालन।
डिजाइन लक्ष्य न केवल अलगाव वोल्टेज है. यह भी ग्राउंड-लूप व्यवहार, हस्तक्षेप युग्मन से बचते हुए स्विच स्थिरता बनाए रखने की क्षमता है,और स्थापना की स्थितियों के लिए अनावश्यक संवेदनशीलता.
नियंत्रण पक्ष और शक्ति पक्ष के बीच ऑप्टिकल अलगाव सिद्धांत
फाइबर-अलगाव वाले गेट-ड्राइवर लिंक की अवधारणा सरल है, लेकिन प्रत्येक चरण की एक अलग भूमिका है।
नियंत्रण डीएसपी या एफपीजीए स्विचिंग कमांड उत्पन्न करता है। ऑप्टिकल ट्रांसमीटर उस विद्युत संकेत को ऑप्टिकल रूप में परिवर्तित करता है। ऑप्टिकल फाइबर सिग्नल को अलगाव सीमा के पार ले जाता है।ऑप्टिकल रिसीवर ऑप्टिकल सिग्नल को वापस विद्युत आउटपुट में परिवर्तित करता है, जो फिर गेट ड्राइवर सर्किट को खिलाता है और अंततः आईजीबीटी पावर मॉड्यूल को नियंत्रित करता है।
यह वास्तुकला ऑप्टिकल लिंक को कार्यात्मक नियंत्रण श्रृंखला का हिस्सा बनाती है, न कि केवल एक सहायक अलगाव परत।फाइबर माध्यम को आवेदन की वास्तविक आवश्यकताओं के अनुरूप होना चाहिए: छोटी दूरी के नियंत्रण सिग्नलिंग, मजबूत विद्युत अलगाव, स्थिर समय व्यवहार, और व्यावहारिक औद्योगिक असेंबली।
आईजीबीटी गेट-ड्राइविंग अनुप्रयोगों में, संकेत आमतौर पर छोटी दूरी पर प्रेषित होता है और आमतौर पर केएचजेड से कम मेगाहर्ट्ज रेंज में पड़ता है।जो संचार-ग्रेड बैंडविड्थ से दूर डिजाइन प्राथमिकता को स्थानांतरित करता है और अधिक अनुप्रयोग विशिष्ट प्रश्न की ओर जाता हैक्या ऑप्टिकल माध्यम स्थिर, मजबूत और आवश्यक नियंत्रण संकेत के लिए पर्याप्त है?
इस कारण से,प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर (पीओएफ)प्रकाशित औद्योगिक पीओएफ लिंक डेटा कम बैंडविड्थ-लंबाई क्षमता सहित कम गेट-ड्राइवर नियंत्रण लिंक की जरूरतों से काफी ऊपर प्रदर्शन दिखाते हैं10 मेगाहर्ट्ज × 100 मीटरपर650 एनएम, साथ ही स्थापित शॉर्ट-डिस्टेंस लिंक परिवार जोडीसी से 12 एमबीडीऊपर तक50 मीटरके साथ1 मिमी पीओएफप्रकाशित आपूर्तिकर्ता लिंक डेटा से यह भी पता चलता है कि तेजी से परिवारों के साथ काम कर सकते हैं1 मिमी पीओएफकम दूरी पर, जो एक ही इंजीनियरिंग निष्कर्ष को मजबूत करता हैः एक विशिष्ट आईजीबीटी गेट-ड्राइवर लिंक की बैंडविड्थ आवश्यकता आमतौर पर इस अनुप्रयोग में पीओएफ को सीमित नहीं करती है।
इस उपयोग के मामले में जो अधिक महत्वपूर्ण है वह है पृथक्करण बाधा के माध्यम से स्थिर सिग्नल हस्तांतरण, विद्युत शोर के लिए मजबूत प्रतिरक्षा, और एक क्षमाशील स्थापना खिड़की। दूसरे शब्दों में,ऑप्टिकल माध्यम को दूरसंचार रीढ़ की हड्डी की तरह व्यवहार करने की आवश्यकता नहीं हैइसे एक विश्वसनीय औद्योगिक नियंत्रण कड़ी की तरह व्यवहार करने की आवश्यकता है।
यही वह जगह है जहाँ POF आकर्षक हो जाता है। इसका चयन तर्क विद्युत अलगाव, छोटी दूरी के लिए उपयुक्तता, यांत्रिक सहिष्णुता,और अधिकतम पहुंच या उच्चतम संभव डेटा दर के बजाय व्यावहारिक विधानसभा.
पीओएफ एक पूरी तरह से डाइलेक्ट्रिक संचरण माध्यम है, इसलिए यह अलगाव सीमा के पार एक प्रवाहकीय पथ का परिचय नहीं देता है।जो सिग्नल माध्यम के माध्यम से ग्राउंड-लूप कंडक्शन को समाप्त करने में मदद करता है और उच्च वोल्टेज कनवर्टर सिस्टम में पाए जाने वाले ईएमआई-भारी वातावरण के प्रतिरोध को बेहतर बनाता है.
गेट-ड्राइवर अलगाव के लिए, यह एक सैद्धांतिक लाभ नहीं है। यह सीधे उन प्रणालियों में स्वच्छ सिग्नल हस्तांतरण का समर्थन करता है जहां सामान्य मोड शोर, क्षणिक तनाव,और विद्युत-क्षेत्र पृथक्करण केंद्रीय डिजाइन मुद्दे हैं.
पीओएफ के सबसे महत्वपूर्ण व्यावहारिक लाभों में से एक इसका बड़ा ऑप्टिकल कोर है।0.5 से 1.0 मिमीडेटा-स्टाइल लिंक में ग्लास आधारित फाइबर के साथ सामान्य रूप से जुड़े कोर आकारों से कहीं अधिक।यह बड़ा ऑप्टिकल पथ संरेखण संवेदनशीलता को आराम देता है और वास्तविक औद्योगिक हार्डवेयर में स्थापना स्थिरता में सुधार करता है.
सामान्य औद्योगिक1 मिमी वर्ग का पीओएफडिजाइन भी एक उच्च संख्यात्मक एपर्चर के साथ बड़े ऑप्टिकल पथ को जोड़ती है, जो युग्मन सहिष्णुता में और सुधार करती है।कंपन और हैंडलिंग भिन्नता को बेहतर सहन करने में सक्षम, और सटीक ऑप्टिकल संरेखण को विनिर्माण बोझ में बदलने की संभावना कम है।
बड़े कोर पीओएफ और उच्च संरेखण सहिष्णुता
आईजीबीटी गेट सिग्नल आमतौर पर उपकरण के अंदर या पास के नियंत्रण और बिजली खंडों के बीच छोटी दूरी पर प्रेषित होते हैं। यह उपयोग मामला स्वाभाविक रूप से पीओएफ के साथ संरेखित होता है।माध्यम पर्याप्त बैंडविड्थ प्रदान करता है, स्थिर विलंबता व्यवहार, और कम स्थापना संवेदनशीलता संचार-ग्रेड ऑप्टिक्स या जटिल मुआवजे की आवश्यकता के बिना।
यही कारण है कि गेट-ड्राइवर अलगाव लिंक में पीओएफ का चयन एक समझौता नहीं माना जाना चाहिए।यह अक्सर अनुप्रयोग अनुकूलित विकल्प होता है क्योंकि यह मुख्य रूप से लंबी पहुंच या बहुत अधिक डेटा थ्रूपुट के लिए चयनित मीडिया की तुलना में वास्तविक सिग्नल प्रोफ़ाइल से अधिक निकटता से मेल खाता है.
औद्योगिक ग्रेड का पीओएफ विद्युत रूप से शोर और यांत्रिक रूप से मांग वाले वातावरण के लिए उपयुक्त है। इस आवेदन में अनुशंसित पैरामीटर विंडो में ऑपरेशन शामिल है-40°C से +85°C, आर्द्रता, तेल और धूल के प्रतिरोध, और दीर्घकालिक ऑप्टिकल स्थिरता।
कन्वर्टर कैबिनेट, ड्राइव सिस्टम और अन्य औद्योगिक प्रतिष्ठानों के लिए, इस तरह की मजबूती उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि नाममात्र संकेत संचरण क्षमता।एक लिंक जो सैद्धांतिक रूप से तेज़ है लेकिन यांत्रिक रूप से नाजुक है, एक लिंक की तुलना में जीवन चक्र में अधिक जोखिम पैदा कर सकता है जो मामूली गति में है लेकिन व्यवहार में बहुत स्थिर है.
पीओएफ का लागत लाभ केवल केबल की कीमत के बारे में नहीं है। मूल्य का एक बड़ा हिस्सा सरल प्रसंस्करण, आसान समापन और कम असेंबली संवेदनशीलता से आता है। व्यावहारिक इंजीनियरिंग के संदर्भ में,जो स्थापना के प्रयास को कम कर सकता है, असंतुलन से संबंधित विफलता के जोखिम को कम करता है, और प्रतिस्थापन या फील्ड सर्विसिंग को आसान बनाता है।1 मिमी पीओएफकम लागत वाले, आसानी से समाप्त होने वाले कम दूरी के लिंक के साथ।
इसीलिए लागत तर्क का मूल्यांकन सिस्टम स्तर पर किया जाना चाहिए। जब संयोजन दक्षता, रखरखाव बोझ और जीवन चक्र विश्वसनीयता को एक साथ माना जाता है,पीओएफ केवल कच्चे केबल की लागत पर आधारित एक संकीर्ण तुलना की तुलना में अधिक किफायती हो सकता है.
इस आवेदन में पीओएफ और ग्लास फाइबर के बीच तुलना इंजीनियरिंग फिट पर आधारित होनी चाहिए, न कि एक सामान्य धारणा पर कि उच्च प्रदर्शन वाला माध्यम हमेशा बेहतर विकल्प होता है।
| तुलना बिंदु | पीओएफ | ग्लास/एचसीएस |
|---|---|---|
| कोर का आकार | बड़े, आम तौर पर 0.5 से 1.0 मिमी वर्ग | बहुत छोटा |
| संरेखण सहिष्णुता | उच्च | निचला |
| स्थापना की मजबूती | कठोर असेंबली स्थितियों में मजबूत | अधिक संवेदनशील |
| सबसे उपयुक्त दूरी प्रोफ़ाइल | संक्षिप्त नियंत्रण लिंक | लम्बे लिंक |
| चयन तर्क | अलगाव, मजबूती, इकट्ठा करने में आसानी | पहुंच और निचला क्षीणन |
छोटे, अलगाव-केंद्रित गेट-ड्राइवर लिंक के लिए, पीओएफ में आमतौर पर अधिक व्यावहारिक फिट होता है क्योंकि यह अधिक सहिष्णुता, सरल हैंडलिंग प्रदान करता है,और संकेत की आवश्यकता के लिए पहले से ही पर्याप्त प्रदर्शन.
साथ ही, चयन तर्क को अतिरंजित नहीं किया जाना चाहिए। प्रकाशित आपूर्तिकर्ता लिंक डेटा एक स्पष्ट पैटर्न दिखाता हैः1 मिमी पीओएफलघु लिंक में अत्यधिक प्रभावी है, जबकिएचसीएस/सिलिकापहुंच और डेटा दर की मांगों में वृद्धि के साथ विस्तार होता है क्योंकि मंदी अधिक महत्वपूर्ण हो जाती है। यह गेट-ड्राइवर अलगाव में पीओएफ के लिए इंजीनियरिंग मामले को कमजोर नहीं करता है।यह केवल सिफारिश की सीमा को स्पष्ट रूप से परिभाषित करता है।.
आईजीबीटी गेट ड्राइवर अलगाव के लिए पीओएफ बनाम ग्लास / एचसीएस
सबसे प्रासंगिक अनुप्रयोग परिदृश्य वे हैं जो पहले से ही कठोर विद्युत तनाव और मजबूत अलगाव आवश्यकताओं द्वारा परिभाषित किए गए हैं, जिनमें शामिल हैंः
उच्च वोल्टेज एसवीजी/एसटीएटीसीओएम प्रणाली
उच्च वोल्टेज वीएफडी और नरम स्टार्टर
ऊर्जा भंडारण पीसीएस और नवीकरणीय ऊर्जा परिवर्तक
लचीला डीसी ट्रांसमिशन और ग्रिड से जुड़े पावर इलेक्ट्रॉनिक्स
इन प्रणालियों में एक समान टोपोलॉजी नहीं है, बल्कि इंजीनियरिंग दबावों का एक सामान्य सेट हैः विद्युत-क्षेत्र पृथक्करण, मजबूत ईएमआई जोखिम, लघु लेकिन महत्वपूर्ण नियंत्रण लिंक,और दीर्घकालिक विश्वसनीयता अपेक्षाएं.
पीओएफ गेट ड्राइवर लिंक के लिए अनुशंसित तकनीकी पैरामीटर
इस अनुप्रयोग श्रेणी के लिए अनुशंसित तकनीकी खिड़की को इस प्रकार संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता हैः
| पैरामीटर | अनुशंसित मूल्य |
|---|---|
| फाइबर का प्रकार | औद्योगिक ग्रेड प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर (पीओएफ) |
| कोर व्यास | 0.75 मिमी / 1.0 मिमी |
| तरंगदैर्ध्य | 650 एनएम (लाल प्रकाश) |
| संचरण दूरी | 1 ̊50 मीटर |
| परिचालन तापमान | -40°C से +85°C |
| सेवा जीवन | ≥ 20 वर्ष |
द650 एनएमयह इस डिजाइन स्पेस का प्राकृतिक केंद्र है क्योंकि प्रकाशित औद्योगिक पीओएफ केबल और लिंक-घटक डेटा लगातार६५०६६६० एनएमलाल बत्ती खिड़की।650 एनएमइस प्रकार के लघु औद्योगिक पीओएफ नियंत्रण लिंक के लिए सबसे स्वाभाविक संचालन विकल्प।
जहां पीओएफ फिट बैठता है और जहां ग्लास / एचसीएस अधिक आकर्षक हो जाता है
पीओएफ विशेष रूप से मजबूत होता है जब डिजाइन का लक्ष्य विद्युत शोर वातावरण में एक छोटी दूरी पर एक अलगाव बाधा के माध्यम से एक नियंत्रण संकेत को स्वच्छ रूप से ले जाना है।यह विशेष रूप से अच्छी तरह से काम करता है जब परियोजना मूल्य:
मजबूत विद्युत अलगाव
उच्च ईएमआई प्रतिरक्षा
स्थिर लघु दूरी का समय व्यवहार
उदार स्थापना सहिष्णुता
व्यावहारिक औद्योगिक संयोजन
यह संयोजन कई आईजीबीटी गेट-ड्राइवर लिंक की वास्तविक आवश्यकताओं से निकटता से मेल खाता है।
इस लेख में पीओएफ के लिए सिफारिश को एकछोटी दूरी, अलगाव-केंद्रित, मजबूती-उन्मुख इंजीनियरिंग विकल्प, एक सार्वभौमिक ऑप्टिकल-लिंक नियम के रूप में नहीं।
जब लिंक की दूरी बढ़ जाती है या डेटा दर की अपेक्षाएं काफी बढ़ जाती हैं, तो समझौता बदल जाता है। प्रकाशित आपूर्तिकर्ता लिंक डेटा से पता चलता है कि ग्लास आधारित विकल्प जैसे किएचसीएस/सिलिकाआमतौर पर पहुंच बढ़ने के साथ अधिक आकर्षक हो जाते हैं, क्योंकि डिजाइन स्थान के उस हिस्से में कम क्षीणन अधिक मायने रखता है।कि सीमा स्थितियों में बदलाव POF के मूल्य को कम नहीं करता हैयह केवल पुष्टि करता है कि पीओएफ उस परिधि के भीतर सबसे मजबूत है जिसके लिए यह स्वाभाविक रूप से उपयुक्त है।
चयन करनापीओएफके लिएआईजीबीटी गेट ड्राइवर अलगावयह एक इंजीनियरिंग विकल्प है जो आवेदन की वास्तविक प्राथमिकताओं के आसपास बनाया गया हैः विद्युत अलगाव, ईएमआई प्रतिरोध, स्थिर छोटी दूरी के संकेत हस्तांतरण,यांत्रिक सहिष्णुता, विनिर्माण क्षमता और दीर्घकालिक विश्वसनीयता।
आधुनिक पावर-इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों में, ये प्राथमिकताएं अक्सर अनावश्यक बैंडविड्थ का पीछा करने से अधिक मायने रखती हैं। जब लिंक छोटा होता है, तो वातावरण कठोर होता है,और अलगाव बाधा समय के साथ विश्वसनीय रहना होगा, POF केवल स्वीकार्य नहीं है। यह अक्सर अधिक प्राकृतिक इंजीनियरिंग समाधान है।
हां. विशिष्ट गेट-ड्राइवर अलगाव लिंक में, सिग्नल की मांग पहले से प्रकाशित औद्योगिक पीओएफ डेटा द्वारा प्रदर्शित क्षमता से बहुत नीचे है.लघु दूरी के पीओएफ लिंक इस एप्लिकेशन से जुड़े केएचजेड से कम मेगाहर्ट्ज सिग्नलिंग प्रोफ़ाइल को संभाल सकते हैं.
क्योंकि निर्णय केवल ऑप्टिकल प्रदर्शन के बारे में नहीं है। छोटे अलगाव लिंक में, पीओएफ अक्सर बेहतर असेंबली सहिष्णुता, सरल हैंडलिंग और अधिक व्यावहारिक संतुलन प्रदान करता है।.ग्लास आधारित विकल्प अधिक आकर्षक हो जाते हैं जब लंबी पहुंच या उच्च गति हस्तांतरण मुख्य डिजाइन ड्राइवर बन जाता है।
एक व्यावहारिक डिजाइन खिड़की आमतौर पर1 से 50 मीटर, जो अधिकांश गेट-ड्राइवर अलगाव पथों की शॉर्ट-लिंक प्रकृति और प्रकाशित औद्योगिक1 मिमी पीओएफलिंक डेटा।
आम विकल्प है650 एनएमप्रकाशित औद्योगिक पीओएफ केबल और घटक डेटा लगातार६५०६६६० एनएमखिड़की.
यह उच्च वोल्टेज ड्राइव, एसवीजी/एसटीएटीसीओएम उपकरण, ऊर्जा भंडारण पीसीएस, नवीकरणीय ऊर्जा कन्वर्टर्स,और लचीला डीसी या अन्य ग्रिड-कनेक्टेड पावर-इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम जहां अलगाव की गुणवत्ता और शोर प्रतिरोध महत्वपूर्ण हैं.
POF मदद करता है क्योंकि यह एक dielectric माध्यम है और अलगाव सीमा के पार एक प्रवाहकीय संकेत पथ नहीं बनाता है।और विद्युत पृथक्करण प्रमुख डिजाइन चिंताओं हैं.
