चीजों के इंटरनेट के लिए शोधकर्ताओं ने कुशल पावर कन्वर्टर का विकास किया

- Apr 08, 2018-

"चीजों का इंटरनेट" यह विचार है कि वाहनों, उपकरणों, सिविल संरचनाएं, निर्माण उपकरण, और यहां तक कि पशुधन के पास जल्द ही सेंसर होंगे जो नेटवर्क सर्वर से सीधे सूचनाओं की रिपोर्ट करेंगे, रखरखाव के साथ सहयोग करेंगे और कार्यों का समन्वय करेंगे।

उन सेंसरों को बहुत कम शक्तियों पर संचालित करना होगा, ताकि महीनों के लिए बैटरी जीवन का विस्तार हो सके या पर्यावरण से पैदा होने वाली ऊर्जा के साथ हो सके। लेकिन इसका मतलब है कि उन्हें विद्युत धाराओं की एक विस्तृत श्रृंखला खींचना होगा। उदाहरण के लिए, एक संवेदक, हर बार इतनी जल्दी जागृत हो सकता है, माप लेता है, और यह देखने के लिए एक छोटी गणना करता है कि क्या यह माप कुछ थ्रेशोल्ड से पार हो गई है या नहीं। उन कार्रवाइयों को अपेक्षाकृत थोड़ा सा वर्तमान की आवश्यकता होती है, लेकिन कभी-कभी सेंसर को एक दूरदराज के रेडियो रिसीवर के लिए एक चेतावनी संचारित करने की आवश्यकता हो सकती है। इसके लिए बहुत बड़ी धाराओं की आवश्यकता होती है

आम तौर पर, पावर कन्वर्टर्स, जो एक इनपुट वोल्टेज लेते हैं और इसे एक स्थिर आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तित करते हैं, केवल एक संकीर्ण धाराओं के भीतर कुशल होते हैं। लेकिन पिछले हफ्ते इंटरनेशनल सॉलिड-स्टेट सर्किट कॉन्फ्रेंस में एमआईटी की माइक्रोसिस्टम्स टेक्नोलॉजीज लेबोरेटरीज (एमटीएल) के शोधकर्ताओं ने एक नई शक्ति कनवर्टर प्रस्तुत किया है जो 500 पिकोम्प्स से 1 मिलीयन तक की धाराओं में अपनी दक्षता बनाए रखता है, जो कि 2,000,000 गुना वृद्धि में शामिल है।

आम तौर पर, कन्वर्टर्स के पास एक सांस की शक्ति होती है, जो कि वह शक्ति होती है, जब वे लोड करने के लिए कोई भी वर्तमान प्रदान नहीं करते हैं, "अरुण पायिमारीरी कहते हैं, जो एमटीएल में एक पोस्टडॉक था जब काम किया गया था और अब आईबीएम में है अनुसंधान। "इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि मौन शक्ति एक सूक्ष्म मुंह है, तो भले ही लोड केवल एक नैनोम खींचती है, फिर भी यह वर्तमान के एक माइक्रोपैम का उपभोग करने वाला है मेरे कनवर्टर कुछ ऐसा है जो धाराओं की एक विस्तृत श्रृंखला पर दक्षता बनाए रख सकता है। "

Paidimarri, जो भी एमआईटी से डॉक्टरेट और मास्टर डिग्री अर्जित, सम्मेलन पत्र पर पहले लेखक है। वह अपने शोध सलाहकार अनंत चन्द्रकसन, एमआईटी में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और कम्प्यूटर साइंस के वन्निवार बुश प्रोफेसर से जुड़ गए हैं।

पैकेट परिप्रेक्ष्य

शोधकर्ताओं का कनवर्टर एक कदम-डाउन कनवर्टर है, जिसका अर्थ है कि इसका आउटपुट वोल्टेज अपने इनपुट वोल्टेज से कम है। विशेष रूप से, यह 1.2 से 3.3 वोल्ट तक के इनपुट वोल्टेज लेता है और उन्हें 0.7 और 0.9 वोल्ट के बीच कम कर देता है।

पयदीमरी कहते हैं, "कम-बिजली व्यवस्था में, इन विद्युत कन्वर्टर्स के काम के तरीके, यह ऊर्जा के निरंतर प्रवाह पर आधारित नहीं है।" "यह ऊर्जा के इन पैकेटों पर आधारित है आपके पास इन स्विच, और एक प्रारंभ करनेवाला और पावर कनवर्टर में एक संधारित्र है, और आप मूल रूप से इन स्विच को चालू और बंद कर देते हैं। "

स्विच के लिए नियंत्रण सर्किट में एक सर्किट शामिल है जो कनवर्टर के आउटपुट वोल्टेज को मापता है। यदि आउटपुट वोल्टेज कुछ सीमा से नीचे है - इस मामले में, 0.9 वोल्ट - नियंत्रक एक स्विच फेंक देते हैं और ऊर्जा का एक पैकेट जारी करते हैं। फिर वे एक और माप करते हैं और, यदि आवश्यक हो, तो एक और पैकेट जारी करें।

अगर कोई डिवाइस कन्वर्टर से वर्तमान नहीं आ रहा है, या यदि वर्तमान केवल एक सरल, स्थानीय सर्किट के लिए जा रहा है, तो नियंत्रक 1 और दो सौ पकेट प्रति सेकंड के बीच जारी हो सकते हैं। लेकिन अगर कनवर्टर एक रेडियो को बिजली खिला रहा है, तो उसे एक लाख पैकेट जारी करना पड़ सकता है।

आउटपुट की उस श्रेणी को समायोजित करने के लिए, एक विशिष्ट कनवर्टर - यहां तक कि कम-पावर वाले - केवल 1 मिलियन वोल्टेज माप को एक दूसरा प्रदर्शन करेगा; उस आधार पर, यह कहीं भी 1 से 1 मिलियन पैकेट जारी करेगा प्रत्येक माप ऊर्जा की खपत करता है, लेकिन अधिकांश मौजूदा अनुप्रयोगों के लिए, बिजली नाली नगण्य है। इंटरनेट के लिए, हालांकि, यह असहनीय है

नीचे आना

पयदीमारी और चंद्रकसन के कनवर्टर में एक परिवर्तनीय घड़ी की सुविधा है, जो दरों की एक विस्तृत श्रृंखला में स्विच नियंत्रक चला सकते हैं। कि, हालांकि, अधिक जटिल नियंत्रण सर्किट की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, कनवर्टर के आउटपुट वोल्टेज पर नज़र रखता सर्किट में वोल्टेज डिवाइडर नामक एक तत्व होता है, जो कि माप के लिए आउटपुट से थोड़ी सी चालू होता है। एक विशिष्ट कनवर्टर में, वोल्टेज विभक्त सर्किट पथ में सिर्फ एक और तत्व है; यह वास्तव में, हमेशा पर है

लेकिन वर्तमान में साइप्रोनिंग कनवर्टर की दक्षता कम कर देता है, इसलिए एमआईटी शोधकर्ताओं के चिप में, विभक्त अतिरिक्त सर्किट तत्वों के एक ब्लॉक से घिरा हुआ है, जो केवल एक अंश के अंश के लिए विभक्त करने के लिए प्रदान करता है जो माप की आवश्यकता है। नतीजा यह है कि सबसे अच्छा पहले दर्जे की कम-शक्ति, कदम-डाउन कनवर्टर और वर्तमान-हैंडलिंग रेंज के दस गुना विस्तार पर भी 50% की कमी हुई।

चंद्रक्यासन कहते हैं, "यह नए प्रकार के ऊर्जा-कटाई स्रोतों से संचालित इन नए सर्किटों को संचालित करने के लिए रोमांचक नए अवसरों को खोलता है, जैसे शरीर-संचालित इलेक्ट्रॉनिक्स।"

"यह काम कम-शक्ति वाले डीसी-डीसी कन्वर्टर्स में कला की स्थिति की सीमाओं को धक्का देती है, आप कम-से-कम मौजूदा स्तरों के संदर्भ में कैसे जा सकते हैं, और इन कम मौजूदा स्तरों पर आप क्या हासिल कर सकते हैं," योगेश रामदास कहते हैं , टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स 'केबी लैब्स में पावर प्रबंधन अनुसंधान के निदेशक "आप अपने कनवर्टर को जो कुछ वितरित किया जा रहा है उससे अधिक जला नहीं करना चाहते हैं, इसलिए कनवर्टर के लिए बहुत कम मौन शक्ति राज्य होना आवश्यक है।"

काम शैल और टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स द्वारा वित्त पोषित किया गया था, और प्रोटोटाइप चिप्स ताइवान सेमीकंडक्टर मैन्युफैक्चरिंग कारपोरेशन द्वारा अपने विश्वविद्यालय शटल कार्यक्रम के माध्यम से बनाया गया था।


चीन-के मुख्य उत्पादों में पनरोक डीसी-डीसी बूस्ट-बक कनवर्टर , उच्च आवृत्ति स्विचिंग पावर सप्लाई, डीसी-एसी पावर इन्वर्टर, ऑन / ऑफ-ग्रिड इन्वर्टर और सार्वजनिक स्वास्थ्य श्रृंखला उत्पाद शामिल हैं, जो ऑटोमोबाइल, जहाज, दूरसंचार, सौर प्रणाली, सैन्य और एयरोस्पेस, चिकित्सा और अन्य औद्योगिक उपकरणों।

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