स्विचिंग बिजली आपूर्ति का सामान्य मोड प्रारंभ करनेवाला कैसे काम करता है?

सामान्य मोड प्रेरक,सामान्य मोड विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप संकेतों को फ़िल्टर करने के लिए अक्सर कंप्यूटर स्विचिंग बिजली आपूर्ति में उपयोग किया जाता है। बोर्ड डिज़ाइन में, सामान्य मोड प्रारंभकर्ता ईएमआई फ़िल्टरिंग की भूमिका भी निभाता है, जिसका उपयोग उच्च गति सिग्नल लाइनों द्वारा उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय तरंगों के बाहरी विकिरण और उत्सर्जन को दबाने के लिए किया जाता है।

चुंबकीय घटकों के एक महत्वपूर्ण घटक के रूप में, विद्युत इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में इंडक्टर्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह विशेष रूप से पावर सर्किट में एक अनिवार्य हिस्सा है। जैसे कि औद्योगिक नियंत्रण उपकरण में विद्युत चुम्बकीय रिले और बिजली प्रणालियों में विद्युत ऊर्जा मीटर (वाट-घंटा मीटर)। स्विचिंग बिजली आपूर्ति उपकरण के इनपुट और आउटपुट सिरों पर फिल्टर, टीवी प्राप्त करने और संचारित करने वाले सिरों पर ट्यूनर, आदि सभी इंडक्टर्स से अविभाज्य हैं। इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में इंडक्टर्स के मुख्य कार्य हैं: ऊर्जा भंडारण, फ़िल्टरिंग, चोक, अनुनाद, आदि। पावर सर्किट में, चूंकि सर्किट बड़ी धाराओं या उच्च वोल्टेज के ऊर्जा हस्तांतरण से निपटते हैं, इसलिए इंडक्टर्स ज्यादातर "पावर प्रकार" इंडक्टर्स होते हैं।

सटीक रूप से क्योंकि पावर प्रारंभ करनेवाला छोटे सिग्नल प्रोसेसिंग प्रारंभ करनेवाला से भिन्न होता है, डिज़ाइन के दौरान स्विचिंग बिजली आपूर्ति की टोपोलॉजी अलग होती है, और डिज़ाइन विधि की भी अपनी आवश्यकताएं होती हैं, जिससे डिज़ाइन कठिनाइयां होती हैं।कुचालकवर्तमान बिजली आपूर्ति सर्किट में मुख्य रूप से फ़िल्टरिंग, ऊर्जा भंडारण, ऊर्जा हस्तांतरण और पावर फैक्टर सुधार के लिए उपयोग किया जाता है। इंडक्टर डिज़ाइन में ज्ञान के कई पहलू शामिल हैं जैसे विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत, चुंबकीय सामग्री और सुरक्षा नियम। निर्णय लेने के लिए डिजाइनरों को कामकाजी परिस्थितियों और संबंधित पैरामीटर आवश्यकताओं (जैसे वर्तमान, वोल्टेज, आवृत्ति, तापमान वृद्धि, भौतिक गुण इत्यादि) की स्पष्ट समझ होनी चाहिए। सबसे उचित डिज़ाइन.
प्रेरकों का वर्गीकरण:
इंडक्टर्स को उनके अनुप्रयोग वातावरण, उत्पाद संरचना, आकार, उपयोग आदि के आधार पर विभिन्न प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। आमतौर पर, इंडिकेटर्स का डिज़ाइन शुरुआती बिंदु के रूप में उपयोग और एप्लिकेशन वातावरण से शुरू होता है। स्विचिंग बिजली आपूर्ति में, इंडक्टर्स को इसमें विभाजित किया जा सकता है:

सामान्य मोड चोक

सामान्य मोड चोक

पावर फैक्टर सुधार - पीएफसी चोक

क्रॉस-लिंक्ड युग्मित प्रारंभ करनेवाला (युग्मक चोक)

ऊर्जा भंडारण चौरसाई प्रारंभ करनेवाला (चिकना चोक)

चुंबकीय एम्पलीफायर कुंडल (एमएजी एएमपी कुंडल)

सामान्य मोड फिल्टर इंडक्टर्स के लिए दो कॉइल्स में समान इंडक्शन वैल्यू, समान प्रतिबाधा आदि की आवश्यकता होती है, इसलिए इस प्रकार के इंडिकेटर्स सममित डिजाइन अपनाते हैं, और उनके आकार ज्यादातर टोरॉइड, यूयू, ईटी और अन्य आकार होते हैं।
सामान्य मोड इंडक्टर्स कैसे काम करते हैं:
सामान्य मोड फ़िल्टर प्रारंभ करनेवाला को सामान्य मोड चोक कॉइल (इसके बाद सामान्य मोड प्रारंभ करनेवाला या सीएम.एम.चोक के रूप में संदर्भित) या लाइन फ़िल्टर भी कहा जाता है।

सामान्य मोड फिल्टर इंडक्टर्स के लिए दो कॉइल्स में समान इंडक्शन वैल्यू, समान प्रतिबाधा आदि की आवश्यकता होती है, इसलिए इस प्रकार के इंडिकेटर्स सममित डिजाइन अपनाते हैं, और उनके आकार ज्यादातर टोरॉइड, यूयू, ईटी और अन्य आकार होते हैं।
सामान्य मोड इंडक्टर्स कैसे काम करते हैं:
सामान्य मोड फ़िल्टर प्रारंभ करनेवाला को सामान्य मोड चोक कॉइल (इसके बाद सामान्य मोड प्रारंभ करनेवाला या सीएम.एम.चोक के रूप में संदर्भित) या लाइन फ़िल्टर भी कहा जाता है।

मेंबिजली की आपूर्ति बदलनारेक्टिफायर डायोड, फिल्टर कैपेसिटर और इंडक्टर में करंट या वोल्टेज में तेजी से बदलाव के कारण इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफेरेंस सोर्स (शोर) उत्पन्न होता है। साथ ही, इनपुट बिजली आपूर्ति में बिजली आवृत्ति के अलावा उच्च-क्रम वाले हार्मोनिक शोर भी होते हैं। यदि इन हस्तक्षेपों को समाप्त नहीं किया जाता है, तो दमन से लोड उपकरण या स्विचिंग बिजली आपूर्ति को नुकसान होगा। इसलिए, कई देशों में सुरक्षा नियामक एजेंसियों ने विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) उत्सर्जन पर नियम जारी किए हैं।

संगत नियंत्रण नियम। वर्तमान में, स्विचिंग बिजली आपूर्ति की स्विचिंग आवृत्ति तेजी से ऊंची होती जा रही है, और ईएमआई तेजी से गंभीर होती जा रही है। इसलिए, स्विचिंग बिजली आपूर्ति में ईएमआई फ़िल्टर स्थापित किया जाना चाहिए। कुछ आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए ईएमआई फिल्टर को सामान्य मोड और सामान्य मोड शोर दोनों को दबाना होगा। मानक। सामान्य मोड फ़िल्टर इनपुट या आउटपुट छोर पर दो लाइनों के बीच अंतर मोड हस्तक्षेप सिग्नल को फ़िल्टर करने के लिए ज़िम्मेदार है, और सामान्य मोड फ़िल्टर दो इनपुट लाइनों के बीच सामान्य मोड हस्तक्षेप सिग्नल को फ़िल्टर करने के लिए ज़िम्मेदार है। वास्तविक सामान्य मोड इंडक्टर्स को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: एसी सीएम.एम.चोक; अलग-अलग कार्य वातावरण के कारण डीसी सीएम.एम.चोक और सिग्नल सीएम.एम.चोक। डिज़ाइन या चयन करते समय उन्हें अलग किया जाना चाहिए। लेकिन इसका कार्य सिद्धांत बिल्कुल वैसा ही है, जैसा चित्र (1) में दिखाया गया है:

जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, विपरीत दिशाओं वाले कॉइल के दो सेट एक ही चुंबकीय रिंग पर लपेटे गए हैं। दाहिने हाथ के सर्पिल ट्यूब नियम के अनुसार, जब विपरीत ध्रुवता और समान सिग्नल आयाम के साथ एक अंतर मोड वोल्टेज इनपुट टर्मिनल ए और बी पर लागू होता है, जब, ठोस रेखा में एक वर्तमान i2 दिखाया जाता है, और एक चुंबकीय प्रवाह होता है ठोस रेखा में दिखाया गया Φ2 चुंबकीय कोर में उत्पन्न होता है। जब तक दोनों वाइंडिंग पूरी तरह से सममित हैं, चुंबकीय कोर में दो अलग-अलग दिशाओं में चुंबकीय प्रवाह एक दूसरे को रद्द कर देते हैं। कुल चुंबकीय प्रवाह शून्य है, कुंडल अधिष्ठापन लगभग शून्य है, और सामान्य मोड सिग्नल पर कोई प्रतिबाधा प्रभाव नहीं है। यदि समान ध्रुवता और समान आयाम वाला एक सामान्य मोड सिग्नल इनपुट टर्मिनल ए और बी पर लागू किया जाता है, तो बिंदीदार रेखा द्वारा दिखाया गया एक वर्तमान i1 होगा, और बिंदीदार रेखा द्वारा दिखाया गया एक चुंबकीय प्रवाह Φ1 चुंबकीय में उत्पन्न होगा कोर, तो कोर में चुंबकीय प्रवाह उनकी एक ही दिशा होगी और एक-दूसरे को मजबूत करेगी, ताकि प्रत्येक कॉइल का प्रेरकत्व मूल्य अकेले मौजूद होने पर दोगुना हो, और एक्सएल =ωएल। इसलिए, इस वाइंडिंग विधि के कॉइल का सामान्य मोड हस्तक्षेप पर एक मजबूत दमन प्रभाव होता है।

वास्तविक ईएमआई फ़िल्टर एल और सी से बना है। डिजाइन करते समय, अंतर मोड और सामान्य मोड दमन सर्किट अक्सर संयुक्त होते हैं (जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है)। इसलिए, डिज़ाइन फ़िल्टर कैपेसिटर के आकार और आवश्यक सुरक्षा नियमों पर आधारित होना चाहिए। मानक प्रारंभ करनेवाला मूल्यों पर निर्णय लेते हैं।
चित्र में, L1, L2, और C1 एक सामान्य मोड फ़िल्टर बनाते हैं, और L3, C2, और C3 एक सामान्य मोड फ़िल्टर बनाते हैं।

कॉमन मोड इंडक्टर का डिज़ाइन
एक सामान्य मोड प्रारंभ करनेवाला को डिज़ाइन करने से पहले, पहले जांच लें कि कॉइल को निम्नलिखित सिद्धांतों का पालन करना चाहिए:

1 > सामान्य कामकाजी परिस्थितियों में, विद्युत आपूर्ति धारा के कारण चुंबकीय कोर संतृप्त नहीं होगा।

2 > इसमें उच्च-आवृत्ति हस्तक्षेप संकेतों के लिए पर्याप्त बड़ी प्रतिबाधा, एक निश्चित बैंडविड्थ और ऑपरेटिंग आवृत्ति पर सिग्नल वर्तमान के लिए न्यूनतम प्रतिबाधा होनी चाहिए।

3 >प्रारंभकर्ता का तापमान गुणांक छोटा होना चाहिए, और वितरित धारिता छोटी होनी चाहिए।

4>डीसी प्रतिरोध यथासंभव छोटा होना चाहिए।

5> प्रेरण प्रेरण जितना संभव हो उतना बड़ा होना चाहिए, और प्रेरण मूल्य स्थिर होना चाहिए।

6 >वाइंडिंग्स के बीच इन्सुलेशन को सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए।

सामान्य मोड प्रारंभ करनेवाला डिज़ाइन चरण:

चरण 0 विशिष्ट अधिग्रहण: ईएमआई अनुमत स्तर, आवेदन स्थान।

चरण 1 प्रेरकत्व मान निर्धारित करें।

चरण 2 मुख्य सामग्री और विशिष्टताएँ निर्धारित की जाती हैं।

चरण 3 घुमावदार घुमावों की संख्या और तार का व्यास निर्धारित करें।

चरण 4 प्रमाणन

चरण 5 परीक्षण

डिज़ाइन उदाहरण
चरण 0: ईएमआई फ़िल्टर सर्किट जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है

सीएक्स = 1.0 यूएफ साइ = 3300पीएफ ईएमआई स्तर: एफसीसी क्लास बी

प्रकार: एसी कॉमन मोड चोक

चरण 1: प्रेरकत्व निर्धारित करें (एल):

सर्किट आरेख से यह देखा जा सकता है कि सामान्य मोड सिग्नल L3, C2 और C3 से बने सामान्य मोड फ़िल्टर द्वारा दबा दिया जाता है। वास्तव में, L3, C2 और C3 दो LC श्रृंखला सर्किट बनाते हैं, जो क्रमशः L और N लाइनों के शोर को अवशोषित करते हैं। जब तक फ़िल्टर सर्किट की कट-ऑफ आवृत्ति निर्धारित की जाती है और कैपेसिटेंस सी ज्ञात होता है, तब तक इंडक्शन एल को निम्न सूत्र द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।

fo= 1/(2π√LC)L → 1/(2πfo)2C

आमतौर पर ईएमआई परीक्षण बैंडविड्थ इस प्रकार है:

संचालित हस्तक्षेप: 150KHZ → 30MHZ (नोट: VDE मानक 10KHZ - 30M)

विकिरण हस्तक्षेप: 30MHZ 1GHZ

वास्तविक फ़िल्टर आदर्श फ़िल्टर के तीव्र प्रतिबाधा वक्र को प्राप्त नहीं कर सकता है, और कटऑफ़ आवृत्ति आमतौर पर लगभग 50KHZ पर सेट की जा सकती है। यहाँ, यह मानते हुए कि = 50KHZ है

एल =1/(2πfo)2सी = 1/ [(2*3.14*50000)2 *3300*10-12] = 3.07एमएच

L1, L2, और C1 एक (कम-पास) सामान्य मोड फ़िल्टर बनाते हैं। लाइनों के बीच समाई 1.0uF है, इसलिए सामान्य मोड अधिष्ठापन है:

एल = 1/ [(2*3.14*50000)2 *1*10-6] = 10.14uH

इस प्रकार, सैद्धांतिक रूप से आवश्यक प्रेरण मूल्य प्राप्त किया जा सकता है। यदि आप कम कट-ऑफ आवृत्ति प्राप्त करना चाहते हैं, तो आप इंडक्शन वैल्यू को और बढ़ा सकते हैं। कट-ऑफ आवृत्ति आम तौर पर 10KHZ से कम नहीं होती है। सैद्धांतिक रूप से, अधिष्ठापन जितना अधिक होगा, ईएमआई दमन प्रभाव उतना ही बेहतर होगा, लेकिन अत्यधिक उच्च अधिष्ठापन कटऑफ आवृत्ति को कम कर देगा, और वास्तविक फ़िल्टर केवल एक निश्चित ब्रॉडबैंड प्राप्त कर सकता है, जो उच्च आवृत्ति शोर के दमन प्रभाव को बदतर बना देता है (आमतौर पर स्विचिंग बिजली आपूर्ति का शोर घटक लगभग 5~10MHZ है, लेकिन ऐसे मामले भी हैं जहां यह 10MHZ से अधिक है)। इसके अलावा, इंडक्शन जितना अधिक होगा, वाइंडिंग में उतने ही अधिक मोड़ होंगे, या कोर का यूआई उतना ही अधिक होगा, जिससे कम-आवृत्ति प्रतिबाधा बढ़ जाएगी (डीसीआर बड़ा हो जाएगा)। जैसे-जैसे घुमावों की संख्या बढ़ती है, वितरित धारिता भी बढ़ती है (जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है), जिससे सभी उच्च-आवृत्ति धाराएँ इस धारिता के माध्यम से प्रवाहित हो सकती हैं। अत्यधिक उच्च यूआई CORE को आसानी से संतृप्त कर देता है, और इसका उत्पादन करना भी बेहद कठिन और महंगा है।
चरण 2 कोर सामग्री और आकार निर्धारित करें

उपरोक्त डिज़ाइन आवश्यकताओं से, हम जान सकते हैं कि सामान्य मोड प्रारंभ करनेवाला को संतृप्त करना कठिन होना चाहिए, इसलिए कम BH कोण अनुपात वाली सामग्री का चयन करना आवश्यक है। क्योंकि एक उच्च अधिष्ठापन मूल्य की आवश्यकता होती है, चुंबकीय कोर का यूआई मूल्य भी उच्च होना चाहिए, और इसमें कम कोर हानि और उच्च बीएस मूल्य भी होना चाहिए, एमएन-जेडएन फेराइट सामग्री कोर वर्तमान में सबसे उपयुक्त कोर सामग्री है जो मिलती है उपरोक्त आवश्यकताएँ.

डिज़ाइन के दौरान COEE आकार पर कोई निश्चित नियम नहीं हैं। सिद्धांत रूप में, इसे केवल आवश्यक अधिष्ठापन को पूरा करने और स्वीकार्य कम-आवृत्ति हानि सीमा के भीतर डिज़ाइन किए गए उत्पाद के आकार को कम करने की आवश्यकता है।

इसलिए, कोर सामग्री और आकार निष्कर्षण की जांच लागत, स्वीकार्य हानि, स्थापना स्थान आदि के आधार पर की जानी चाहिए। सामान्य मोड इंडक्टर्स का आमतौर पर उपयोग किया जाने वाला कोर मूल्य 2000 और 10000 के बीच है। आयरन पाउडर कोर में भी कम लौह हानि, उच्च बीएस और कम होता है बीएच कोण अनुपात, लेकिन इसका यूआई कम है, इसलिए इसे आम तौर पर सामान्य मोड इंडक्टर्स में उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन इस प्रकार का कोर सामान्य मोड इंडक्टर्स में से एक है। पसंदीदा सामग्री.

चरण 3 घुमावों की संख्या N और तार का व्यास dw निर्धारित करें

सबसे पहले CORE की विशिष्टताएँ निर्धारित करें। उदाहरण के लिए, इस उदाहरण में, T18*10*7, A10, AL = 8230±30%, फिर:

एन = √एल / एएल = √(3.07*106 ) / (8230*70%) = 23 टीएस

तार का व्यास 3 ~ 5A/mm2 के वर्तमान घनत्व पर आधारित है। यदि स्थान अनुमति देता है, तो वर्तमान घनत्व को यथासंभव कम चुना जा सकता है। मान लें कि इस उदाहरण में इनपुट करंट I i = 1.2A है, J = 4 A/mm2 लें

तब Aw = 1.2 / 4 = 0.3 मिमी2 Φ0.70 मिमी

डिज़ाइन की विश्वसनीयता की पुष्टि करने के लिए वास्तविक सामान्य मोड प्रारंभ करनेवाला का वास्तविक नमूनों के माध्यम से परीक्षण किया जाना चाहिए, क्योंकि विनिर्माण प्रक्रियाओं में अंतर से प्रारंभ करनेवाला मापदंडों में भी अंतर होगा और फ़िल्टरिंग प्रभाव प्रभावित होगा। उदाहरण के लिए, वितरित धारिता में वृद्धि से उच्च-आवृत्ति शोर उत्पन्न होगा। संचारित करना आसान. दो वाइंडिंग्स की विषमता दो समूहों के बीच अधिष्ठापन में अंतर को बड़ा बनाती है, जिससे सामान्य मोड सिग्नल के लिए एक निश्चित बाधा बनती है।

संक्षेप करें
1 >सामान्य मोड प्रारंभ करनेवाला का कार्य लाइन में सामान्य मोड शोर को फ़िल्टर करना है। डिज़ाइन के लिए आवश्यक है कि दोनों वाइंडिंग्स में पूरी तरह से सममित संरचना और समान विद्युत पैरामीटर हों।

2 >सामान्य मोड प्रारंभ करनेवाला की वितरित क्षमता उच्च-आवृत्ति शोर को दबाने पर नकारात्मक प्रभाव डालती है और इसे कम किया जाना चाहिए।

3 > सामान्य मोड प्रारंभ करनेवाला का अधिष्ठापन मूल्य शोर आवृत्ति बैंड से संबंधित होता है जिसे फ़िल्टर करने की आवश्यकता होती है और मिलान कैपेसिटेंस होता है। प्रेरण मान आमतौर पर 2mH ~50 mH के बीच होता है।

आलेख स्रोत: इंटरनेट से पुनर्मुद्रित

ज़ुआंगे की स्थापना 2009 में हुई थीउच्च और निम्न आवृत्ति ट्रांसफार्मर, प्रेरक औरएलईडी ड्राइव बिजली की आपूर्तिउत्पादित बिजली का व्यापक रूप से उपभोक्ता बिजली आपूर्ति, औद्योगिक बिजली आपूर्ति, नई ऊर्जा बिजली आपूर्ति, एलईडी बिजली आपूर्ति और अन्य उद्योगों में उपयोग किया जाता है।
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