एक स्विचिंग बिजली की आपूर्ति क्या है और इसका उपयोग कहां किया जाता है

स्विचिंग बिजली की आपूर्ति का उपयोग इनपुट वोल्टेज को डिवाइस के आंतरिक तत्वों द्वारा आवश्यक मान में बदलने के लिए किया जाता है। स्पंदित स्रोतों का दूसरा नाम, जो व्यापक हो गया है, इनवर्टर है।

यह क्या है?

इन्वर्टर एक द्वितीयक शक्ति स्रोत है जो एसी इनपुट वोल्टेज के दोहरे रूपांतरण का उपयोग करता है। आउटपुट मापदंडों के मूल्य को दालों की अवधि (चौड़ाई) और कुछ मामलों में, उनके दोहराव की आवृत्ति को बदलकर नियंत्रित किया जाता है। इस प्रकार के मॉडुलन को पल्स चौड़ाई मॉडुलन कहा जाता है।

एक स्विचिंग बिजली की आपूर्ति के संचालन का सिद्धांत

इन्वर्टर का संचालन प्राथमिक वोल्टेज के सुधार और उच्च आवृत्ति दालों के अनुक्रम में इसके आगे के परिवर्तन पर आधारित है। इसमें यह एक पारंपरिक ट्रांसफार्मर से अलग है।ब्लॉक के आउटपुट वोल्टेज का उपयोग नकारात्मक प्रतिक्रिया संकेत बनाने के लिए किया जाता है, जो आपको दालों के मापदंडों को समायोजित करने की अनुमति देता है। दालों की चौड़ाई को नियंत्रित करके, आउटपुट मापदंडों, वोल्टेज या करंट के स्थिरीकरण और समायोजन को व्यवस्थित करना आसान है। यानी यह वोल्टेज स्टेबलाइजर और करंट स्टेबलाइजर दोनों हो सकता है।

स्विचिंग बिजली की आपूर्ति कैसे काम करती है, इसके आधार पर आउटपुट मानों की संख्या और ध्रुवता बहुत भिन्न हो सकती है।

बिजली की आपूर्ति की किस्में

कई प्रकार के इनवर्टर का उपयोग किया गया है, जो उनकी निर्माण योजना में भिन्न हैं:

• ट्रांसफॉर्मर रहित;
• ट्रांसफार्मर

पहले वाले इस मायने में भिन्न हैं कि पल्स सीक्वेंस सीधे आउटपुट रेक्टिफायर और डिवाइस के स्मूथिंग फिल्टर में जाता है। ऐसी योजना में न्यूनतम घटक होते हैं। एक साधारण इन्वर्टर में एक विशेष एकीकृत सर्किट शामिल होता है - एक पल्स-चौड़ाई जनरेटर।

ट्रांसफॉर्मर रहित उपकरणों के नुकसान में, मुख्य यह है कि उनके पास मुख्य से गैल्वेनिक अलगाव नहीं है और बिजली के झटके का खतरा पैदा कर सकता है। इसके अलावा, उनके पास आमतौर पर कम शक्ति होती है और केवल 1 आउटपुट वोल्टेज देते हैं।

अधिक सामान्य ट्रांसफॉर्मर डिवाइस होते हैं जिनमें ट्रांसफॉर्मर की प्राथमिक घुमाव को उच्च आवृत्ति पल्स ट्रेन को खिलाया जाता है। आप जितने चाहें उतने सेकेंडरी वाइंडिंग हो सकते हैं, जो आपको कई आउटपुट वोल्टेज उत्पन्न करने की अनुमति देता है। प्रत्येक सेकेंडरी वाइंडिंग अपने स्वयं के रेक्टिफायर और स्मूथिंग फिल्टर से भरी हुई है।

किसी भी कंप्यूटर के लिए एक शक्तिशाली स्विचिंग बिजली की आपूर्ति एक योजना के अनुसार बनाई गई है जिसमें उच्च विश्वसनीयता और सुरक्षा है। फीडबैक सिग्नल के लिए, यहां 5 या 12 वोल्ट के वोल्टेज का उपयोग किया जाता है, क्योंकि इन मूल्यों के लिए सबसे सटीक स्थिरीकरण की आवश्यकता होती है।

उच्च-आवृत्ति वोल्टेज (50 हर्ट्ज के बजाय दसियों किलोहर्ट्ज़) को परिवर्तित करने के लिए ट्रांसफार्मर के उपयोग ने उनके आयामों और वजन को कई बार कम करना और विद्युत लोहे का उपयोग करना संभव नहीं बनाया, लेकिन उच्च बल के साथ लौह-चुंबकीय सामग्री कोर सामग्री के रूप में ( चुंबकीय सर्किट)।

डीसी कन्वर्टर्स भी पल्स-चौड़ाई मॉडुलन के आधार पर बनाए जाते हैं। इन्वर्टर सर्किट के उपयोग के बिना, रूपांतरण बड़ी कठिनाइयों से जुड़ा था।

पीएसयू योजना

पल्स कनवर्टर के सबसे सामान्य विन्यास के सर्किट में शामिल हैं:

• नेटवर्क शोर दमन फिल्टर;
• दिष्टकारी;
• चौरसाई फिल्टर;
• पल्स-चौड़ाई कनवर्टर;
• प्रमुख ट्रांजिस्टर;
• आउटपुट उच्च आवृत्ति ट्रांसफार्मर;
• आउटपुट रेक्टिफायर;
• आउटपुट व्यक्तिगत और समूह फ़िल्टर।

शोर दमन फिल्टर का उद्देश्य डिवाइस के संचालन से मुख्य में हस्तक्षेप में देरी करना है। स्विचिंग पावर सेमीकंडक्टर तत्व एक विस्तृत आवृत्ति रेंज में अल्पकालिक दालों के निर्माण के साथ हो सकते हैं। इसलिए, यहां विशेष रूप से इस उद्देश्य के लिए डिज़ाइन किए गए तत्वों को फ़िल्टरिंग इकाइयों के फीड-थ्रू कैपेसिटर के रूप में उपयोग करना आवश्यक है।

रेक्टिफायर का उपयोग इनपुट एसी वोल्टेज को डीसी में बदलने के लिए किया जाता है, और अगला स्मूथिंग फिल्टर रेक्टिफाइड वोल्टेज के तरंग को समाप्त करता है।

मामले में जब एक डीसी / डीसी कनवर्टर का उपयोग किया जाता है, तो रेक्टिफायर और फिल्टर अनावश्यक हो जाते हैं, और इनपुट सिग्नल, शोर फिल्टर सर्किट को पारित करने के बाद, सीधे पल्स-चौड़ाई कनवर्टर (मॉड्यूलेटर) को खिलाया जाता है, जिसे पीडब्लूएम के रूप में संक्षिप्त किया जाता है।

PWM स्विचिंग पावर सप्लाई सर्किट का सबसे जटिल हिस्सा है। इसके कार्य में शामिल हैं:

• उच्च आवृत्ति दालों की पीढ़ी;
• प्रतिक्रिया संकेत के अनुसार ब्लॉक के आउटपुट मापदंडों का नियंत्रण और पल्स अनुक्रम का सुधार;
• नियंत्रण और अधिभार संरक्षण।

PWM सिग्नल को ब्रिज या हाफ-ब्रिज सर्किट में जुड़े शक्तिशाली कुंजी ट्रांजिस्टर के नियंत्रण आउटपुट को खिलाया जाता है। ट्रांजिस्टर के पावर आउटपुट को हाई-फ़्रीक्वेंसी आउटपुट ट्रांसफ़ॉर्मर की प्राइमरी वाइंडिंग पर लोड किया जाता है। पारंपरिक द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के बजाय, IGBT या MOSFET ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है, जो जंक्शनों पर कम वोल्टेज ड्रॉप और उच्च गति की विशेषता है। बेहतर ट्रांजिस्टर पैरामीटर समान आयामों और तकनीकी डिजाइन मापदंडों के साथ बिजली अपव्यय को कम करने में मदद करते हैं।

आउटपुट पल्स ट्रांसफॉर्मर क्लासिकल के समान रूपांतरण सिद्धांत का उपयोग करता है। एक अपवाद उच्च आवृत्ति पर काम करना है। नतीजतन, समान संचरित शक्ति वाले उच्च-आवृत्ति वाले ट्रांसफार्मर के छोटे आयाम होते हैं।

पावर ट्रांसफॉर्मर की सेकेंडरी वाइंडिंग से वोल्टेज (कई हो सकता है) आउटपुट रेक्टिफायर को सप्लाई किया जाता है। इनपुट रेक्टिफायर के विपरीत, सेकेंडरी सर्किट के रेक्टिफायर डायोड में एक बढ़ी हुई ऑपरेटिंग आवृत्ति होनी चाहिए।Schottky डायोड सर्किट के इस खंड में सबसे अच्छा काम करते हैं। पारंपरिक लोगों पर उनके फायदे:

• उच्च परिचालन आवृत्ति;
• कम समाई पी-एन जंक्शन;
• छोटे वोल्टेज ड्रॉप।

स्विचिंग पावर सप्लाई के आउटपुट फिल्टर का उद्देश्य रेक्टिफाइड आउटपुट वोल्टेज के रिपल को आवश्यक न्यूनतम तक कम करना है। चूंकि तरंग आवृत्ति मुख्य वोल्टेज की तुलना में बहुत अधिक है, इसलिए कैपेसिटर के बड़े कैपेसिटेंस मूल्यों और कॉइल्स के अधिष्ठापन की कोई आवश्यकता नहीं है।

बिजली की आपूर्ति स्विच करने का दायरा

स्विचिंग वोल्टेज कन्वर्टर्स का उपयोग ज्यादातर मामलों में सेमीकंडक्टर स्टेबलाइजर्स वाले पारंपरिक ट्रांसफार्मर के बजाय किया जाता है। एक ही शक्ति के साथ, इनवर्टर छोटे समग्र आयाम और वजन, उच्च विश्वसनीयता, और सबसे महत्वपूर्ण - उच्च दक्षता और एक विस्तृत इनपुट वोल्टेज रेंज में काम करने की क्षमता है। और तुलनीय आयामों के साथ, अधिकतम इन्वर्टर शक्ति कई गुना अधिक है।

प्रत्यक्ष वोल्टेज रूपांतरण के रूप में ऐसे क्षेत्र में, स्पंदित स्रोतों का व्यावहारिक रूप से कोई वैकल्पिक प्रतिस्थापन नहीं होता है और वे न केवल वोल्टेज को कम करने के लिए काम करने में सक्षम होते हैं, बल्कि एक ध्रुवीय परिवर्तन को व्यवस्थित करने के लिए एक बढ़ा हुआ उत्पन्न करने के लिए भी काम करते हैं। उच्च रूपांतरण आवृत्ति आउटपुट मापदंडों के फ़िल्टरिंग और स्थिरीकरण की सुविधा प्रदान करती है।

विशेष एकीकृत परिपथों पर आधारित छोटे आकार के इनवर्टर सभी प्रकार के गैजेट्स के लिए चार्जर के रूप में उपयोग किए जाते हैं, और उनकी विश्वसनीयता ऐसी होती है कि चार्जिंग यूनिट का सेवा जीवन मोबाइल डिवाइस के ऑपरेटिंग समय से कई गुना अधिक हो सकता है।

एलईडी प्रकाश स्रोतों को चालू करने के लिए 12 वोल्ट पावर ड्राइवर भी स्पंदित सर्किट के अनुसार बनाए जाते हैं।

अपने हाथों से स्विचिंग बिजली की आपूर्ति कैसे करें

इनवर्टर, विशेष रूप से शक्तिशाली वाले, में जटिल सर्किटरी होती है और केवल अनुभवी रेडियो शौकिया द्वारा पुनरावृत्ति के लिए उपलब्ध हैं। नेटवर्क बिजली आपूर्ति की स्व-संयोजन के लिए, हम विशेष पीडब्लूएम नियंत्रक चिप्स का उपयोग करके सरल कम-शक्ति सर्किट की सिफारिश कर सकते हैं। इस तरह के आईसी में कम संख्या में स्ट्रैपिंग तत्व होते हैं और विशिष्ट स्विचिंग सर्किट साबित होते हैं जिन्हें व्यावहारिक रूप से समायोजन और ट्यूनिंग की आवश्यकता नहीं होती है।

घर-निर्मित संरचनाओं के साथ काम करते समय या औद्योगिक उपकरणों की मरम्मत करते समय, यह याद रखना चाहिए कि सर्किट का हिस्सा हमेशा नेटवर्क की क्षमता पर होगा, इसलिए सुरक्षा उपायों का पालन किया जाना चाहिए।

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