ডিজিটাল পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট প্রযুক্তি এবং অ্যাপ্লিকেশন
এই নিবন্ধটি ডিজিটাল পাওয়ার সাপ্লাইয়ের মৌলিক বৈশিষ্ট্য, অ্যানালগ পাওয়ার সাপ্লাইয়ের তুলনায় ডিজিটাল পাওয়ার সাপ্লাইয়ের সুবিধা এবং ডিজিটাল পাওয়ার ম্যানেজমেন্টের প্রধান বিষয়বস্তু এবং ডিজিটাল পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট প্রযুক্তির প্রয়োগের সাথে পরিচয় করিয়ে দেয়।
নতুন প্রজন্মের ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের জন্য 3.3V, 1.8V বা তারও কম পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজ প্রয়োজন। একটি একক ডিভাইসের বিদ্যুৎ সরবরাহের জন্য একাধিক ভোল্টেজের প্রয়োজন, এবং বর্তমান চাহিদা বড়, এবং সঠিক সময়ে ডিভাইসে ভোল্টেজ প্রয়োগ করতে হবে। ভোল্টেজ ড্রপ কমাতে এবং ভোল্টেজ স্থিতিশীল করার জন্য এই ডিভাইসগুলিকে শক্তি প্রদানকারী ভোল্টেজগুলি অবশ্যই বোর্ডে তৈরি করা উচিত (বিশেষত ডিভাইসগুলির কাছাকাছি)। উচ্চ-পারফরম্যান্স ডিসি/ডিসি কনভার্টারগুলি বিস্তৃত-পরিসরের ইনপুটের জন্য উপযুক্ত এবং বিচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ বা অ-বিচ্ছিন্ন পয়েন্ট-অফ-লোড রূপান্তরকারী হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। অতএব, বেশিরভাগ অনবোর্ড পাওয়ার সাপ্লাই সিস্টেমগুলি DC/DC রূপান্তর মডিউলগুলিকে পাওয়ার সাপ্লাইয়ের প্রধান অংশ হিসাবে গ্রহণ করেছে। যাইহোক, পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট সার্কিট ছাড়া একটি সম্পূর্ণ এবং সুস্থ পাওয়ার সিস্টেম তৈরি করা যায় না। পাওয়ার ম্যানেজমেন্টের বিষয়বস্তু অন্তর্ভুক্ত: পাওয়ার সিস্টেম মনিটরিং, সিকোয়েন্সিং এবং ট্র্যাকিং, মনিটরিং এবং ব্যর্থ-নিরাপদ। পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট ডিভাইসগুলি সাধারণ-মোড প্রত্যাখ্যান, স্টার্ট-আপ লিমিটিং, স্টার্ট-আপ এবং শাটডাউন নিয়ন্ত্রণ এবং এমনকি ইনপুটে পাওয়ার ফ্যাক্টর সংশোধনের মতো ফাংশনগুলি পরিচালনা করে। আউটপুট সাইডে কনফিগার করা পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট ডিভাইস স্টার্টআপ সিকোয়েন্স এবং আউটপুট ভোল্টেজ রেগুলেশন নিয়ন্ত্রণ করে এবং ওভার-আন্ডারভোল্টেজ এবং ওভার-কারেন্ট অবস্থার জন্য সংশ্লিষ্ট ব্যর্থতা সুরক্ষা প্রদান করে। চিত্র 1 বিচ্ছিন্ন এসি/ডিসি পাওয়ার সিস্টেমে পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট ডিভাইসগুলির অ্যাপ্লিকেশন সুরক্ষা। সমস্ত প্রাসঙ্গিক কার্যকরী সার্কিট প্রধান সার্কিট থেকে বিচ্ছিন্ন করা প্রয়োজন।
ডিজিটাল পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট প্রযুক্তি এবং প্রয়োগের বিস্তারিত ব্যাখ্যা
দ্য
সাধারণত ব্যবহৃত অ্যানালগ সার্কিট বা মাইক্রোকন্ট্রোলার, প্রোগ্রামেবল লজিক ডিভাইস এবং অন্যান্য পদ্ধতির তুলনায় ডেডিকেটেড ডিজিটাল পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট ডিভাইসগুলির খরচ, উন্নয়ন চক্র এবং নির্ভরযোগ্যতার ক্ষেত্রে বেশি সুবিধা রয়েছে। ডিজিটাল পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট ডিভাইসগুলির একটি নতুন প্রজন্ম একটি দ্রুত ADC সংহত করে যা রিয়েল-টাইম মনিটরিং প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে, এটি একটি সাধারণ-উদ্দেশ্য মাইক্রোকন্ট্রোলারের অফ-চিপ ADC থেকে দ্রুত ব্যর্থতা প্রতিফলিত করতে সক্ষম করে। সুনির্দিষ্ট ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ সেটিংস, ত্রুটি সুরক্ষা এবং অন্যান্য ফাংশনগুলি অর্জনের জন্য I2C বা PMBus বাসের মাধ্যমে পর্যবেক্ষণ ডেটা পাওয়ার সাপ্লাইয়ের প্রধান নিয়ামকের কাছে প্রেরণ করা হয়। একটি অভ্যন্তরীণ ঘড়ি ফল্ট লগিং সক্ষম করে। মাল্টি-আউটপুট পাওয়ার সিস্টেমের জন্য, ডিজিটাল পাওয়ার প্রধান নিয়ামক প্রতিটি আউটপুট টার্মিনালের ব্যবস্থাপনা ডিভাইস থেকে প্রতিটি আউটপুটের মনিটরিং ডেটা রিয়েল টাইমে বাস ইন্টারফেসের মাধ্যমে পড়ে, পাওয়ার সিস্টেমের ব্যাপক পর্যবেক্ষণ উপলব্ধি করে। একবার সফ্টওয়্যার ডিজাইন অনুমোদিত হলে, একই সোর্স ফাইল এবং কনফিগারেশন ফাইলগুলি ডিজাইনের সমস্ত পণ্যের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, এবং কার্যক্ষমতা একক থেকে ইউনিটে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যখন উপাদানগুলির মধ্যে পার্থক্যের কারণে অ্যানালগ সার্কিটগুলির কার্যক্ষমতা ভিন্ন হবে৷
প্রথাগত পাওয়ার সিস্টেম ম্যানেজমেন্ট সার্কিটগুলি যেগুলি পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট বাস্তবায়নের জন্য অ্যানালগ সার্কিটের উপর নির্ভর করে এবং অ্যামপ্লিফায়ার, কম্প্যারেটর এবং আরসি টাইম বিলম্বের মাধ্যমে বিভিন্ন প্যারামিটার সেট করে সেগুলি আর ডিজিটাল পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট ডিভাইসের মতো উন্নত নয়। ডিজাইনের গভীরতার সাথে, উপাদানগুলি আর পরামিতিগুলির পরিবর্তনের সাথে পরিবর্তিত হবে না এবং সার্কিট বোর্ডকে আর বারবার পুনরায় প্রক্রিয়া করার প্রয়োজন হবে না। একটি বিশেষ ডিজিটাল পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট ডিভাইস ব্যবহার করে, কনফিগারেশন সফ্টওয়্যারকে অপারেটিং প্যারামিটার সেট করার অনুমতি দেয়। ডিজাইনের সময় পরিবর্তনগুলি হার্ডওয়্যার পরিবর্তন ছাড়াই সফ্টওয়্যারে সহজেই প্রয়োগ করা যেতে পারে। কনফিগারেশন সফ্টওয়্যারটির জন্য শুধুমাত্র ডিজাইনারকে কয়েকটি পরামিতি সামঞ্জস্য করতে হবে। সমস্ত পরামিতি সেট করার পরে, সেগুলি প্রোগ্রামিং ডাউনলোড লাইনের সাথে I2C পোর্টের মাধ্যমে ডিজিটাল পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট ডিভাইসে ডাউনলোড করা যেতে পারে। চিত্র 2 হল একটি সাধারণ পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট ডিভাইসের অভ্যন্তরীণ কার্যকরী ইউনিটগুলির একটি ব্লক ডায়াগ্রাম।
ডিজিটাল পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট প্রযুক্তি এবং প্রয়োগের বিস্তারিত ব্যাখ্যা
পাওয়ার সিস্টেমের নিরীক্ষণের ক্ষেত্রে বিশেষ পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলির প্রয়োগের পাশাপাশি, নতুন প্রজন্মের ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলি তার নিজস্ব ডিজাইনে বিদ্যুৎ খরচ এবং আংশিক পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট কমাতে ফাংশন যুক্ত করেছে, ডিজিটাল পাওয়ার এবং ডিজিটাল পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট প্রদান করে। ডিভাইস যোগাযোগ ইন্টারফেস। এটি উচ্চতর ডিজিটাল প্রসেসরগুলিতে প্রতিফলিত হয়েছে। ডিজিটাল প্রসেসর, ডিসি/ডিসি কনভার্টার এবং ডিজিটাল পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট ইউনিটের মধ্যে যোগাযোগের মাধ্যমে, প্রসেসর স্বয়ংক্রিয়ভাবে প্রয়োজনীয় পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজকে তার বর্তমান প্রক্রিয়াকরণের গতি এবং কাজের তীব্রতা অনুযায়ী সামঞ্জস্য করতে পারে। ডিজিটাল পাওয়ার সাপ্লাই এবং পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট ইউনিটে বেশ কয়েকটি রেজিস্টার রয়েছে। যখন প্রসেসরের প্রয়োজনীয় ভোল্টেজ পরিবর্তন হয়, তখন প্রাসঙ্গিক রেজিস্টার কনফিগার করার জন্য এটি বাসের মাধ্যমে নতুন ডেটা গ্রহণ করে বা ডিজিটাল পাওয়ার সাপ্লাইয়ের অভ্যন্তরীণ প্রোগ্রামের লুকআপ টেবিলে প্রাসঙ্গিক সেটিং মানগুলি খুঁজে পায়। এই ধরনের স্কিম কঠোর শক্তি খরচ প্রয়োজনীয়তা সঙ্গে ক্ষেত্রের মূলধারার অ্যাপ্লিকেশন হয়ে উঠছে. অভ্যন্তরীণ অংশগুলির জন্য পৃথক পাওয়ার সাপ্লাই সহ প্রসেসরগুলির জন্য, স্ট্যান্ডবাই বা স্লিপ স্টেটে কার্যকরী ইউনিটগুলি সম্পূর্ণরূপে বন্ধ করা যেতে পারে, যা বিদ্যুৎ খরচকে আরও কমিয়ে দেবে, তবে পাওয়ার সাপ্লাই পরিচালনার জন্য উচ্চতর প্রয়োজনীয়তাগুলি সামনে রাখবে। শুধুমাত্র আউটপুট পোর্ট বৃদ্ধিই নয়, বিভিন্ন পোর্টের সেটিং এবং পর্যবেক্ষণ ডিজিটাল পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট ইউনিটে প্রোগ্রামের জটিলতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করবে। প্রসেসরের ভিতরে থাকা হার্ডওয়্যার পারফরম্যান্স মনিটর একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে সর্বনিম্ন সরবরাহ ভোল্টেজ প্রদান করতে পারে। মনিটরের তথ্য সরাসরি প্রসেসরের ভিতর থেকে আসে, তাই মনিটরিং সিস্টেমের বন্ধ লুপ সম্পূর্ণরূপে প্রসেসর চিপের ভিতরে থাকে, পাওয়ার ম্যানেজমেন্টের SOC ডিজাইন উপলব্ধি করে।
