स्विचिंग बिजली आपूर्ति संरचना सिद्धांत + सर्किट आरेख विश्लेषण (भाग 2)

(ए) स्विचिंग बिजली आपूर्ति का संरचना सिद्धांत

1.1 इनपुट सर्किट

रैखिक फ़िल्टर सर्किट, सर्ज करंट दमन सर्किट, रेक्टिफायर सर्किट।
कार्य: आवश्यकताओं को पूरा करने वाली स्विचिंग बिजली आपूर्ति की इनपुट ग्रिड एसी बिजली आपूर्ति को डीसी इनपुट बिजली आपूर्ति में परिवर्तित करें।
1.1.1 रैखिक फ़िल्टर सर्किट
हार्मोनिक्स और शोर को दबाएँ
1.1.2 सर्ज फिल्टर सर्किट
ग्रिड से सर्ज करंट को रोकें
1.1.3 रेक्टिफायर सर्किट
AC को DC में बदलें
दो प्रकार हैं: कैपेसिटर इनपुट प्रकार और चोक कॉइल इनपुट प्रकार। अधिकांश स्विचिंग विद्युत आपूर्तियाँ पूर्व वाली हैं

1.2 रूपांतरण सर्किट

इसमें स्विचिंग सर्किट, आउटपुट आइसोलेशन (कनवर्टर) सर्किट आदि शामिल हैं। यह मुख्य चैनल हैबिजली की आपूर्ति बदलनारूपांतरण, और बिजली आपूर्ति तरंग के चॉपिंग मॉड्यूलेशन और आउटपुट को शक्ति के साथ पूरा करता है।
इस स्तर पर स्विचिंग पावर ट्यूब इसका मुख्य उपकरण है।

1.2.1 स्विचिंग सर्किट
ड्राइव मोड: स्व-उत्साहित, बाह्य रूप से उत्साहित
रूपांतरण सर्किट: पृथक, गैर-पृथक, गुंजयमान
बिजली उपकरण: सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले GTR, MOSFET, IGBT हैं
मॉड्यूलेशन मोड: पीडब्लूएम, पीएफएम और हाइब्रिड। PWM का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।
1.2.2 कनवर्टर आउटपुट
शाफ्ट-मुक्त और शाफ्ट-साथ में विभाजित। हाफ-वेव रेक्टिफिकेशन और करंट-डबलर रेक्टिफिकेशन के लिए किसी शाफ्ट की आवश्यकता नहीं होती है। फुल-वेव के लिए शाफ्ट की आवश्यकता होती है।

1.3 नियंत्रण सर्किट

आउटपुट वोल्टेज को समायोजित करने के लिए ड्राइव सर्किट में मॉड्यूलेटेड आयताकार पल्स प्रदान करें।

संदर्भ सर्किट: वोल्टेज संदर्भ प्रदान करें। जैसे समानांतर संदर्भ LM358, AD589, श्रृंखला संदर्भ AD581, REF192, आदि।

सैंपलिंग सर्किट: आउटपुट वोल्टेज का पूरा या उसका कुछ हिस्सा लें।

तुलना प्रवर्धन: बिजली आपूर्ति पीएम सर्किट को नियंत्रित करने के लिए त्रुटि संकेत उत्पन्न करने के लिए संदर्भ सिग्नल के साथ नमूना सिग्नल की तुलना करें।

वी/एफ रूपांतरण: त्रुटि वोल्टेज सिग्नल को आवृत्ति सिग्नल में परिवर्तित करें।

थरथरानवाला: उच्च आवृत्ति दोलन तरंग उत्पन्न करें

बेस ड्राइव सर्किट: स्विच ट्यूब के बेस को चलाने के लिए मॉड्यूलेटेड ऑसीलेशन सिग्नल को उपयुक्त नियंत्रण सिग्नल में परिवर्तित करें।

1.4 आउटपुट सर्किट

सुधार और फ़िल्टरिंग
आउटपुट वोल्टेज को स्पंदित डीसी में सुधारें और इसे कम-तरंग डीसी वोल्टेज में सुचारू करें। आउटपुट रेक्टिफिकेशन तकनीक में अब हाफ-वेव, फुल-वेव, निरंतर शक्ति, वर्तमान दोहरीकरण, सिंक्रोनस और अन्य सुधार विधियां हैं।

(बी) विभिन्न टोपोलॉजिकल बिजली आपूर्ति का विश्लेषण

2.1 बक कनवर्टर
बक सर्किट: बक चॉपर, इनपुट और आउटपुट ध्रुवता समान हैं।
चूंकि प्रारंभ करनेवाला चार्ज और डिस्चार्ज का वोल्ट-सेकंड उत्पाद स्थिर अवस्था में बराबर होता है, इनपुट वोल्टेज यूआई, आउटपुट वोल्टेज यूओ; इसलिए:
(उइ-उओ)टन=उओटोफ़
उइटन-उओटन=उओ*टॉफ़
उइ*टन=उओ(टन+टॉफ़)
Uo/Ui=ton/(ton+toff)=▲
अर्थात्, इनपुट और आउटपुट वोल्टेज संबंध है:
Uo/Ui=▲ (कर्तव्य चक्र)

बक सर्किट टोपोलॉजी

जब स्विच चालू किया जाता है, तो लोड अंत तक करंट प्रदान करने के लिए इनपुट पावर को एल प्रारंभकर्ता और सी कैपेसिटर द्वारा फ़िल्टर किया जाता है; जब स्विच बंद कर दिया जाता है, तो लोड करंट को निरंतर बनाए रखने के लिए एल प्रारंभकर्ता डायोड के माध्यम से प्रवाहित होता रहता है। कर्तव्य चक्र के कारण आउटपुट वोल्टेज इनपुट पावर वोल्टेज से अधिक नहीं होगा।

2.2 बूस्ट कन्वर्टर
बूस्ट सर्किट: बूस्ट चॉपर, इनपुट और आउटपुट ध्रुवता समान हैं।
उसी विधि का उपयोग करते हुए, इस सिद्धांत के अनुसार कि प्रारंभ करनेवाला एल का चार्जिंग और डिस्चार्जिंग वोल्ट-सेकंड उत्पाद स्थिर अवस्था में बराबर है, वोल्टेज संबंध प्राप्त किया जा सकता है: Uo/Ui=1/(1-▲）

बूस्ट सर्किट टोपोलॉजी

स्विच ट्यूब Q1 और इस सर्किट का लोड समानांतर में जुड़े हुए हैं। जब स्विच ट्यूब चालू होती है, तो तरंग को सुचारू करने के लिए करंट प्रारंभ करनेवाला L1 से होकर गुजरता है, और बिजली आपूर्ति प्रारंभ करनेवाला L1 को चार्ज करती है। जब स्विच ट्यूब बंद हो जाती है, तो प्रारंभ करनेवाला एल लोड और बिजली की आपूर्ति को डिस्चार्ज कर देता है, और आउटपुट वोल्टेज इनपुट वोल्टेज यूआई + यूएल होगा, इसलिए इसका बढ़ावा प्रभाव पड़ता है।

2.3 फ्लाईबैक कन्वर्टर

बक-बूस्ट सर्किट: बूस्ट/बक चॉपर, इनपुट और आउटपुट ध्रुवता विपरीत हैं, और प्रारंभ करनेवाला संचारित होता है।
वोल्टेज संबंध: Uo/Ui=-▲/(1-▲）

बक-बूस्ट सर्किट टोपोलॉजी

जब एस चालू होता है, तो लोड बिजली आपूर्ति केवल प्रारंभ करनेवाला को चार्ज करती है। जब एस बंद होता है, तो पावर ट्रांसमिशन प्राप्त करने के लिए पावर सप्लाई को प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से लोड में डिस्चार्ज किया जाता है।
इसलिए, यहां एल प्रारंभ करनेवाला ऊर्जा संचारित करने के लिए एक उपकरण है।

(सी) आवेदन क्षेत्र

स्विचिंग बिजली आपूर्ति सर्किट में उच्च दक्षता, छोटे आकार, हल्के वजन और स्थिर आउटपुट वोल्टेज के फायदे हैं, इसलिए इसका व्यापक रूप से संचार, कंप्यूटर, औद्योगिक स्वचालन, घरेलू उपकरणों और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, कंप्यूटर क्षेत्र में, स्विचिंग बिजली आपूर्ति कंप्यूटर बिजली आपूर्ति की मुख्यधारा बन गई है, जो कंप्यूटर उपकरणों के स्थिर संचालन को सुनिश्चित कर सकती है; नई ऊर्जा के क्षेत्र में, स्विचिंग बिजली आपूर्ति भी एक उपकरण के रूप में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा रही है जो ऊर्जा को स्थिर रूप से परिवर्तित कर सकती है।

संक्षेप में, स्विचिंग बिजली आपूर्ति सर्किट एक कुशल और विश्वसनीय बिजली रूपांतरण सर्किट है। इसका कार्य सिद्धांत मुख्य रूप से उच्च आवृत्ति स्विचिंग रूपांतरण और सुधार फ़िल्टरिंग के माध्यम से इनपुट विद्युत ऊर्जा को एक स्थिर और विश्वसनीय डीसी पावर आउटपुट में परिवर्तित करना है।