स्विचिंग पॉवर सप्लाय म्हणजे काय आणि ते कुठे वापरले जाते

स्विचिंग पॉवर सप्लायचा वापर इनपुट व्होल्टेजला डिव्हाइसच्या अंतर्गत घटकांद्वारे आवश्यक मूल्यामध्ये रूपांतरित करण्यासाठी केला जातो. स्पंदित स्त्रोतांचे दुसरे नाव, जे व्यापक झाले आहे, ते इन्व्हर्टर आहे.

हे काय आहे?

इन्व्हर्टर हा दुय्यम उर्जा स्त्रोत आहे जो AC इनपुट व्होल्टेजचे दुहेरी रूपांतरण वापरतो. आउटपुट पॅरामीटर्सचे मूल्य डाळींचा कालावधी (रुंदी) बदलून आणि काही प्रकरणांमध्ये, त्यांच्या पुनरावृत्तीची वारंवारता बदलून नियंत्रित केले जाते. या प्रकारच्या मॉड्युलेशनला पल्स विड्थ मॉड्युलेशन म्हणतात.

स्विचिंग पॉवर सप्लायच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत

इन्व्हर्टरचे ऑपरेशन प्राथमिक व्होल्टेजच्या सुधारणेवर आणि उच्च-फ्रिक्वेंसी पल्सच्या अनुक्रमात त्याचे पुढील रूपांतर यावर आधारित आहे. यामध्ये ते पारंपारिक ट्रान्सफॉर्मरपेक्षा वेगळे आहे.ब्लॉकचे आउटपुट व्होल्टेज नकारात्मक अभिप्राय सिग्नल तयार करण्यासाठी वापरले जाते, जे आपल्याला डाळींचे मापदंड समायोजित करण्यास अनुमती देते. डाळींची रुंदी नियंत्रित करून, आउटपुट पॅरामीटर्स, व्होल्टेज किंवा वर्तमान यांचे स्थिरीकरण आणि समायोजन आयोजित करणे सोपे आहे. म्हणजेच, हे व्होल्टेज स्टॅबिलायझर आणि वर्तमान स्टॅबिलायझर दोन्ही असू शकते.

स्विचिंग पॉवर सप्लाय कसे कार्य करते यावर अवलंबून आउटपुट व्हॅल्यूजची संख्या आणि ध्रुवीयता खूप भिन्न असू शकते.

वीज पुरवठा विविध

अनेक प्रकारचे इन्व्हर्टर वापरले गेले आहेत, जे त्यांच्या बांधकाम योजनेत भिन्न आहेत:

• ट्रान्सफॉर्मरलेस;
• रोहीत्र.

पल्स सीक्वेन्स थेट आउटपुट रेक्टिफायर आणि डिव्हाइसच्या स्मूथिंग फिल्टरवर जातो त्यामध्ये प्रथम भिन्न आहेत. अशा योजनेत किमान घटक असतात. एका साध्या इन्व्हर्टरमध्ये एक विशेष एकात्मिक सर्किट समाविष्ट आहे - एक नाडी-रुंदी जनरेटर.

ट्रान्सफॉर्मरलेस उपकरणांच्या तोट्यांपैकी, मुख्य म्हणजे त्यांच्याकडे मुख्यपासून गॅल्व्हॅनिक अलगाव नसतो आणि विद्युत शॉकचा धोका असू शकतो. तसेच, त्यांच्याकडे सामान्यतः कमी शक्ती असते आणि फक्त 1 आउटपुट व्होल्टेज देतात.

ट्रान्सफॉर्मर उपकरणे अधिक सामान्य आहेत ज्यामध्ये ट्रान्सफॉर्मरच्या प्राथमिक विंडिंगला उच्च-फ्रिक्वेंसी पल्स ट्रेन दिली जाते. तुम्हाला आवडेल तितके दुय्यम विंडिंग्स असू शकतात, जे तुम्हाला अनेक आउटपुट व्होल्टेज तयार करण्यास अनुमती देतात. प्रत्येक दुय्यम वळण त्याच्या स्वतःच्या रेक्टिफायर आणि स्मूथिंग फिल्टरसह लोड केले जाते.

कोणत्याही संगणकासाठी एक शक्तिशाली स्विचिंग वीज पुरवठा उच्च विश्वसनीयता आणि सुरक्षितता असलेल्या योजनेनुसार तयार केला जातो. फीडबॅक सिग्नलसाठी, येथे 5 किंवा 12 व्होल्टचा व्होल्टेज वापरला जातो, कारण या मूल्यांना सर्वात अचूक स्थिरीकरण आवश्यक आहे.

उच्च-फ्रिक्वेंसी व्होल्टेज (50 Hz ऐवजी दहापट किलोहर्ट्झ) रूपांतरित करण्यासाठी ट्रान्सफॉर्मरच्या वापरामुळे त्यांची परिमाणे आणि वजन अनेक पटींनी कमी करणे शक्य झाले आणि मुख्य सामग्री म्हणून इलेक्ट्रिकल लोह नाही, परंतु उच्च जबरदस्ती शक्ती असलेल्या फेरोमॅग्नेटिक सामग्रीचा वापर करणे शक्य झाले ( चुंबकीय सर्किट).

डीसी कन्व्हर्टर देखील पल्स-रुंदी मॉड्यूलेशनच्या आधारावर तयार केले जातात. इन्व्हर्टर सर्किट्सचा वापर न करता, रूपांतरण मोठ्या अडचणींशी संबंधित होते.

PSU योजना

पल्स कन्व्हर्टरच्या सर्वात सामान्य कॉन्फिगरेशनच्या सर्किटमध्ये हे समाविष्ट आहे:

• नेटवर्क आवाज सप्रेशन फिल्टर;
• दुरुस्त करणारा;
• गुळगुळीत फिल्टर;
• नाडी-रुंदी कनवर्टर;
• की ट्रान्झिस्टर;
• आउटपुट उच्च-फ्रिक्वेंसी ट्रान्सफॉर्मर;
• आउटपुट रेक्टिफायर्स;
• वैयक्तिक आणि गट फिल्टर आउटपुट.

नॉइज सप्रेशन फिल्टरचा उद्देश यंत्राच्या ऑपरेशनपासून मेनमध्ये व्यत्यय आणण्यास विलंब करणे हा आहे. स्विचिंग पॉवर सेमीकंडक्टर घटक विस्तृत वारंवारता श्रेणीमध्ये अल्पकालीन डाळींच्या निर्मितीसह असू शकतात. म्हणून, येथे फिल्टरिंग युनिट्सच्या फीड-थ्रू कॅपेसिटर म्हणून या उद्देशासाठी विशेषतः डिझाइन केलेले घटक वापरणे आवश्यक आहे.

रेक्टिफायरचा वापर इनपुट एसी व्होल्टेज डीसीमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी केला जातो आणि पुढील स्मूथिंग फिल्टर रेक्टिफाइड व्होल्टेजची लहर काढून टाकते.

डीसी/डीसी कन्व्हर्टर वापरल्यास, रेक्टिफायर आणि फिल्टर अनावश्यक बनतात आणि नॉइज फिल्टर सर्किट्स पास केल्यानंतर इनपुट सिग्नल थेट पल्स-रुंदी कन्व्हर्टर (मॉड्युलेटर) ला दिले जाते, ज्याला PWM असे संक्षिप्त रूप दिले जाते.

PWM स्विचिंग पॉवर सप्लाय सर्किटचा सर्वात जटिल भाग आहे. त्याच्या कार्यामध्ये हे समाविष्ट आहे:

• उच्च-वारंवारता डाळींची निर्मिती;
• ब्लॉकच्या आउटपुट पॅरामीटर्सचे नियंत्रण आणि फीडबॅक सिग्नलनुसार नाडी क्रम सुधारणे;
• नियंत्रण आणि ओव्हरलोड संरक्षण.

PWM सिग्नल ब्रिज किंवा हाफ-ब्रिज सर्किटमध्ये जोडलेल्या शक्तिशाली की ट्रान्झिस्टरच्या कंट्रोल आउटपुटला दिले जाते. ट्रान्झिस्टरचे पॉवर आउटपुट उच्च-फ्रिक्वेंसी आउटपुट ट्रान्सफॉर्मरच्या प्राथमिक विंडिंगवर लोड केले जातात. पारंपारिक द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टरच्या ऐवजी, IGBT किंवा MOSFET ट्रान्झिस्टर वापरले जातात, जे जंक्शन आणि उच्च गती ओलांडून कमी व्होल्टेज ड्रॉप द्वारे दर्शविले जातात. सुधारित ट्रान्झिस्टर पॅरामीटर्स समान परिमाणे आणि तांत्रिक डिझाइन पॅरामीटर्ससह वीज अपव्यय कमी करण्यास मदत करतात.

आउटपुट पल्स ट्रान्सफॉर्मर शास्त्रीय प्रमाणेच रूपांतरण तत्त्व वापरतो. एक अपवाद म्हणजे उच्च वारंवारतेवर काम. परिणामी, समान प्रसारित शक्तीसह उच्च-फ्रिक्वेंसी ट्रान्सफॉर्मरमध्ये लहान परिमाणे असतात.

पॉवर ट्रान्सफॉर्मरच्या दुय्यम विंडिंगमधून व्होल्टेज (अनेक असू शकतात) आउटपुट रेक्टिफायर्सना पुरवले जाते. इनपुट रेक्टिफायरच्या विपरीत, दुय्यम सर्किटच्या रेक्टिफायर डायोड्समध्ये वाढीव ऑपरेटिंग वारंवारता असणे आवश्यक आहे.सर्किटच्या या विभागात Schottky डायोड उत्तम काम करतात. पारंपारिक लोकांपेक्षा त्यांचे फायदे:

• उच्च ऑपरेटिंग वारंवारता;
• कमी कॅपेसिटन्स p-n जंक्शन;
• लहान व्होल्टेज ड्रॉप.

स्विचिंग पॉवर सप्लायच्या आउटपुट फिल्टरचा उद्देश म्हणजे रेक्टिफाइड आउटपुट व्होल्टेजची रिपल आवश्यक किमान कमी करणे. रिपल फ्रिक्वेंसी मेन व्होल्टेजपेक्षा खूप जास्त असल्याने, कॅपेसिटरच्या मोठ्या कॅपॅसिटन्स व्हॅल्यू आणि कॉइलच्या इंडक्टन्सची आवश्यकता नाही.

स्विचिंग पॉवर सप्लायची व्याप्ती

सेमीकंडक्टर स्टॅबिलायझर्ससह पारंपारिक ट्रान्सफॉर्मर्सऐवजी स्विचिंग व्होल्टेज कन्व्हर्टर बहुतेक प्रकरणांमध्ये वापरले जातात. समान शक्तीसह, इनव्हर्टर लहान एकूण परिमाणे आणि वजन, उच्च विश्वसनीयता आणि सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे - उच्च कार्यक्षमता आणि विस्तृत इनपुट व्होल्टेज श्रेणीमध्ये कार्य करण्याची क्षमता. आणि तुलनात्मक परिमाणांसह, जास्तीत जास्त इन्व्हर्टर पॉवर अनेक पटीने जास्त आहे.

डायरेक्ट व्होल्टेज रूपांतरणासारख्या क्षेत्रात, स्पंदित स्त्रोतांना व्यावहारिकरित्या कोणतेही पर्यायी बदल नसतात आणि ते केवळ व्होल्टेज कमी करण्यासाठीच नव्हे तर वाढीव निर्माण करण्यासाठी, ध्रुवीय बदल आयोजित करण्यासाठी देखील कार्य करण्यास सक्षम असतात. उच्च रूपांतरण वारंवारता आउटपुट पॅरामीटर्सचे फिल्टरिंग आणि स्थिरीकरण मोठ्या प्रमाणात सुलभ करते.

विशेष इंटिग्रेटेड सर्किट्सवर आधारित लहान-आकाराचे इन्व्हर्टर सर्व प्रकारच्या गॅझेट्ससाठी चार्जर म्हणून वापरले जातात आणि त्यांची विश्वासार्हता अशी आहे की चार्जिंग युनिटचे सेवा आयुष्य मोबाइल डिव्हाइसच्या ऑपरेटिंग वेळेपेक्षा कित्येक पटीने जास्त असू शकते.

LED प्रकाश स्रोत चालू करण्यासाठी 12 व्होल्ट पॉवर ड्रायव्हर्स देखील स्पंदित सर्किटनुसार तयार केले जातात.

आपल्या स्वत: च्या हातांनी स्विचिंग पॉवर सप्लाय कसा बनवायचा

इन्व्हर्टर, विशेषत: शक्तिशाली, जटिल सर्किटरी असतात आणि ते केवळ अनुभवी रेडिओ शौकीनांसाठी पुनरावृत्तीसाठी उपलब्ध असतात. नेटवर्क पॉवर सप्लायच्या सेल्फ-असेंबलीसाठी, आम्ही विशेष PWM कंट्रोलर चिप्स वापरून साध्या लो-पॉवर सर्किट्सची शिफारस करू शकतो. अशा IC मध्ये स्ट्रॅपिंग घटकांची संख्या कमी असते आणि त्यांनी ठराविक स्विचिंग सर्किट्स सिद्ध केले आहेत ज्यांना व्यावहारिकरित्या समायोजन आणि ट्यूनिंगची आवश्यकता नसते.

घरगुती स्ट्रक्चर्ससह काम करताना किंवा औद्योगिक उपकरणांची दुरुस्ती करताना, हे लक्षात ठेवले पाहिजे की सर्किटचा भाग नेहमी नेटवर्कच्या संभाव्यतेवर असेल, म्हणून, सुरक्षा उपायांचे निरीक्षण करणे आवश्यक आहे.

तत्सम लेख: