एक रिच-सोर्स, उच्च-ट्यूनिंग अनुपात एलएलसी अनुनाद कनवर्टर में कम-टर्न-अनुपात प्लानर ट्रांसफार्मर डिजाइन

वर्तमान में, बड़े डेटा सेंटर [1] एक बड़ा चलन बन गया है। बड़े डेटा सेंटर के मुख्य घटक के रूप में एलएलसी गुंजयमान कनवर्टर का बड़े डेटा सेंटर के निर्माण का समर्थन करने, उच्च ऊर्जा खपत की समस्या को हल करने के लिए महान सैद्धांतिक और व्यावहारिक महत्व है। कार्बन उत्सर्जन और हरित विकास बड़ा डेटा सेंटर। वर्तमान में उपयोग की जाने वाली दूसरी पीढ़ी के डेटा सेंटर बिजली आपूर्ति प्रणाली के लिए, वोल्टेज नियामक (वीआर, एलएलसी अनुनाद कनवर्टर) का वोल्टेज अनुपात 48V: 1V है, और भविष्य की तीसरी पीढ़ी के डेटा सेंटर और हरित इंटरनेट बिजली आपूर्ति प्रणाली के लिए, वोल्टेज अनुपात का डीसी/डीसी कनवर्टर भाग (एलएलसी अनुनाद कनवर्टर का उपयोग करके) 400 वी:12 या 380 वी:12 [2] होगा। एलएलसी अनुनाद कनवर्टर डेटा केंद्रों के लिए दूसरी पीढ़ी की बिजली आपूर्ति प्रणाली, जिसका आज व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और तीसरी पीढ़ी की बिजली आपूर्ति प्रणाली और इंटरनेट हरित ऊर्जा, दोनों में उच्च वोल्टेज अनुपात संरचना को संदर्भित करता है, जिसका उपयोग भविष्य में किया जाएगा। इसके अलावा, ब्लेड सर्वर के विकास की प्रवृत्ति को पूरा करने के लिए, ट्रांसफार्मर और एलएलसी इंडक्टर्स जैसे थोक घटकों में कम ऊंचाई वाली प्लानर संरचनाएं और प्लेनर चुंबकीय अभिन्न संरचनाएं होनी चाहिए।

अनुनाद एलएलसी कन्वर्टर्स में उच्च परिवर्तन अनुपात प्राप्त करने की वर्तमान विधि एकल-चरण टोपोलॉजी में कम मोड़ वाले कई ट्रांसफार्मर को चुंबकीय रूप से एकीकृत करना है।^[3]. पारंपरिक ट्रांसफार्मर के घुमावों की कुल संख्या 40 मोड़ या उससे भी अधिक तक पहुँच जाती है^[4-5], और यदि पीसीबी वाइंडिंग का उपयोग किया जाता है, तो इससे पीसीबी वाइंडिंग की परतों की संख्या में वृद्धि होती है, जो न केवल वाइंडिंग डिजाइन को जटिल बनाती है और इसकी विश्वसनीयता को कम करती है, बल्कि कनवर्टर के बीच निकटता के प्रभाव का विश्लेषण करना भी अधिक कठिन बना देती है। वाइंडिंग और वाइंडिंग नुकसान। इसके अलावा, बड़ी संख्या में परतों वाली पीसीबी वाइंडिंग संरचना का उपयोग करने से न केवल उच्च पीसीबी निर्माण लागत आती है, बल्कि बड़ी धारा प्रवाहित करने पर कनवर्टर वाइंडिंग कंडक्टर में बड़ा नुकसान भी होता है, और नुकसान से उत्पन्न गर्मी को नष्ट करना मुश्किल होता है। जिसके परिणामस्वरूप उच्च पीसीबी तापमान होता है, कनवर्टर की विश्वसनीयता और जीवन कम हो जाता है, और कंडक्टर में वर्तमान घनत्व सीमित हो जाता है, जिससे सीपीयू और जीपीयू सर्वर की कम-वर्तमान मांगों को पूरा करने के लिए लंबे समय तक बड़ी धाराओं को ले जाना मुश्किल हो जाता है। कंडक्टर में वर्तमान घनत्व बहुत सीमित है, जिससे सीपीयू और जीपीयू के लिए कम-वोल्टेज, उच्च-वर्तमान कनवर्टर बिजली आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए लंबे समय तक बड़ी धाराओं को ले जाना मुश्किल हो जाता है।

मौजूदा समस्याओं को हल करने के लिए, यह पेपर एक कम अनुपात वाले प्लानर ट्रांसफार्मर का प्रस्ताव करता है, जो अनुनाद एलएलसी कनवर्टर के उच्च चर अनुपात को सुनिश्चित करते हुए एक प्लेनर ट्रांसफार्मर के घुमावदार घुमावों की संख्या को कम कर सकता है, और मुख्य घटकों की संख्या को भी कम कर सकता है। कुल आयतन, जिससे ट्रांसफार्मर की दक्षता बढ़ जाती है।

सबसे पहले, एक उच्च परिवर्तन अनुपात के साथ एक गुंजयमान एलएलसी कनवर्टर के मुख्य सर्किट के ऑपरेटिंग सिद्धांत और प्रवर्धन विशेषताओं का विश्लेषण किया जाता है, गुंजयमान कनवर्टर के खांचे के मापदंडों की गणना की जाती है, फिर एक कम के साथ एक समतल ट्रांसफार्मर के कोर की संरचना एक मुद्रित सर्किट बोर्ड पर परिवर्तन अनुपात और उसके वाइंडिंग सर्किट दिए गए हैं, नुकसान और दक्षता की गणना करने के लिए ट्रांसफार्मर की एक पैरामीट्रिक गणना की जाती है, ट्रांसफार्मर का एक 3 डी मॉडल बनाया जाता है और चुंबकीय परिमित तत्व मॉडलिंग किया जाता है, जो साबित करता है कि यह समतलीय ट्रांसफार्मर व्यवहार्य है और समतलीय ट्रांसफार्मर की दक्षता।