സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈ കോമ്പോസിഷൻ തത്വം + സർക്യൂട്ട് ഡയഗ്രം വിശകലനം (ഭാഗം 2)

(എ) സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈയുടെ കോമ്പോസിഷൻ തത്വം

1.1 ഇൻപുട്ട് സർക്യൂട്ട്

ലീനിയർ ഫിൽട്ടർ സർക്യൂട്ട്, സർജ് കറൻ്റ് സപ്രഷൻ സർക്യൂട്ട്, റക്റ്റിഫയർ സർക്യൂട്ട്.
പ്രവർത്തനം: ഇൻപുട്ട് ഗ്രിഡ് എസി പവർ സപ്ലൈ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്ന സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈയുടെ ഡിസി ഇൻപുട്ട് പവർ സപ്ലൈയിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുക.
1.1.1 ലീനിയർ ഫിൽട്ടർ സർക്യൂട്ട്
ഹാർമോണിക്സും ശബ്ദവും അടിച്ചമർത്തുക
1.1.2 സർജ് ഫിൽട്ടർ സർക്യൂട്ട്
ഗ്രിഡിൽ നിന്നുള്ള സർജ് കറൻ്റ് അടിച്ചമർത്തുക
1.1.3 റക്റ്റിഫയർ സർക്യൂട്ട്
എസിയെ ഡിസിയിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുക
രണ്ട് തരങ്ങളുണ്ട്: കപ്പാസിറ്റർ ഇൻപുട്ട് തരം, ചോക്ക് കോയിൽ ഇൻപുട്ട് തരം. മിക്ക സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈകളും ആദ്യത്തേതാണ്

1.2 പരിവർത്തന സർക്യൂട്ട്

സ്വിച്ചിംഗ് സർക്യൂട്ട്, ഔട്ട്പുട്ട് ഐസൊലേഷൻ (കൺവെർട്ടർ) സർക്യൂട്ട് മുതലായവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഇത് പ്രധാന ചാനലാണ്.വൈദ്യുതി വിതരണം മാറ്റുന്നുപരിവർത്തനം, കൂടാതെ പവർ സപ്ലൈ തരംഗരൂപത്തിൻ്റെ ചോപ്പിംഗ് മോഡുലേഷനും ഔട്ട്പുട്ടും പൂർത്തിയാക്കുന്നു.
ഈ തലത്തിലുള്ള സ്വിച്ചിംഗ് പവർ ട്യൂബ് അതിൻ്റെ പ്രധാന ഉപകരണമാണ്.

1.2.1 സ്വിച്ചിംഗ് സർക്യൂട്ട്
ഡ്രൈവ് മോഡ്: സ്വയം ആവേശം, ബാഹ്യമായി ആവേശം
പരിവർത്തന സർക്യൂട്ട്: ഒറ്റപ്പെട്ട, ഒറ്റപ്പെടാത്ത, അനുരണനം
പവർ ഉപകരണങ്ങൾ: GTR, MOSFET, IGBT എന്നിവയാണ് സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്
മോഡുലേഷൻ മോഡ്: PWM, PFM, ഹൈബ്രിഡ്. PWM ആണ് ഏറ്റവും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്.
1.2.2 കൺവെർട്ടർ ഔട്ട്പുട്ട്
ഷാഫ്റ്റ്-ഫ്രീ, ഷാഫ്റ്റ് വിത്ത് എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഹാഫ്-വേവ് റെക്റ്റിഫിക്കേഷനും കറൻ്റ്-ഇരട്ടി ശരിയാക്കാനും ഷാഫ്റ്റ് ആവശ്യമില്ല. ഫുൾ-വേവിന് ഷാഫ്റ്റ് ആവശ്യമാണ്.

1.3 കൺട്രോൾ സർക്യൂട്ട്

ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് ക്രമീകരിക്കുന്നതിന് ഡ്രൈവ് സർക്യൂട്ടിലേക്ക് മോഡുലേറ്റ് ചെയ്ത ചതുരാകൃതിയിലുള്ള പൾസുകൾ നൽകുക.

റഫറൻസ് സർക്യൂട്ട്: വോൾട്ടേജ് റഫറൻസ് നൽകുക. സമാന്തര റഫറൻസ് LM358, AD589, സീരീസ് റഫറൻസ് AD581, REF192 മുതലായവ.

സാമ്പിൾ സർക്യൂട്ട്: ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജിൻ്റെ മുഴുവൻ അല്ലെങ്കിൽ ഭാഗവും എടുക്കുക.

താരതമ്യ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ: പവർ സപ്ലൈ PM സർക്യൂട്ട് നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് ഒരു പിശക് സിഗ്നൽ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് റഫറൻസ് സിഗ്നലുമായി സാമ്പിൾ സിഗ്നലിനെ താരതമ്യം ചെയ്യുക.

വി/എഫ് പരിവർത്തനം: പിശക് വോൾട്ടേജ് സിഗ്നലിനെ ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നലായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുക.

ഓസിലേറ്റർ: ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള ആന്ദോളനം സൃഷ്ടിക്കുക

ബേസ് ഡ്രൈവ് സർക്യൂട്ട്: സ്വിച്ച് ട്യൂബിൻ്റെ ബേസ് ഡ്രൈവ് ചെയ്യുന്നതിനായി മോഡുലേറ്റ് ചെയ്ത ആന്ദോളന സിഗ്നലിനെ അനുയോജ്യമായ നിയന്ത്രണ സിഗ്നലാക്കി മാറ്റുക.

1.4 ഔട്ട്പുട്ട് സർക്യൂട്ട്

തിരുത്തലും ഫിൽട്ടറിംഗും
ഔട്ട്‌പുട്ട് വോൾട്ടേജ് പൾസേറ്റിംഗ് ഡിസിയിലേക്ക് ശരിയാക്കുകയും ലോ റിപ്പിൾ ഡിസി വോൾട്ടേജിലേക്ക് മിനുസപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുക. ഔട്ട്പുട്ട് റെക്റ്റിഫിക്കേഷൻ ടെക്നോളജിയിൽ ഇപ്പോൾ ഹാഫ്-വേവ്, ഫുൾ-വേവ്, കോൺസ്റ്റൻ്റ് പവർ, കറൻ്റ് ഡബിൾ, സിൻക്രണസ്, മറ്റ് തിരുത്തൽ രീതികൾ എന്നിവയുണ്ട്.

(ബി) വിവിധ ടോപ്പോളജിക്കൽ പവർ സപ്ലൈകളുടെ വിശകലനം

2.1 ബക്ക് കൺവെർട്ടർ
ബക്ക് സർക്യൂട്ട്: ബക്ക് ചോപ്പർ, ഇൻപുട്ട്, ഔട്ട്പുട്ട് പോളാരിറ്റി എന്നിവ സമാനമാണ്.
ഇൻഡക്റ്റർ ചാർജിൻ്റെയും ഡിസ്ചാർജിൻ്റെയും വോൾട്ട്-സെക്കൻഡ് ഉൽപ്പന്നം സ്ഥിരമായ അവസ്ഥയിൽ തുല്യമായതിനാൽ, ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് Ui, ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് Uo; അതുകൊണ്ട്:
(Ui-Uo)ton=Uotoff
Uiton-Uoton=Uo*toff
Ui*ton=Uo(ടൺ+ടോഫ്)
Uo/Ui=ടൺ/(ടൺ+ടോഫ്)=▲
അതായത്, ഇൻപുട്ട്, ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് ബന്ധം ഇതാണ്:
Uo/Ui=▲ (ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ)

ബക്ക് സർക്യൂട്ട് ടോപ്പോളജി

സ്വിച്ച് ഓൺ ചെയ്യുമ്പോൾ, ഇൻപുട്ട് പവർ എൽ ഇൻഡക്‌ടറും സി കപ്പാസിറ്ററും ഉപയോഗിച്ച് ലോഡ് അറ്റത്തേക്ക് കറൻ്റ് നൽകുന്നതിന് ഫിൽട്ടർ ചെയ്യുന്നു; സ്വിച്ച് ഓഫ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ലോഡ് കറൻ്റ് തുടർച്ചയായി നിലനിർത്താൻ എൽ ഇൻഡക്റ്റർ ഡയോഡിലൂടെ ഒഴുകുന്നത് തുടരുന്നു. ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ കാരണം ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് ഇൻപുട്ട് പവർ വോൾട്ടേജിൽ കവിയരുത്.

2.2 ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടർ
ബൂസ്റ്റ് സർക്യൂട്ട്: ബൂസ്റ്റ് ചോപ്പർ, ഇൻപുട്ട്, ഔട്ട്പുട്ട് പോളാരിറ്റി എന്നിവ സമാനമാണ്.
അതേ രീതി ഉപയോഗിച്ച്, ഇൻഡക്റ്റർ L ൻ്റെ ചാർജിംഗും ഡിസ്ചാർജിംഗ് വോൾട്ട്-സെക്കൻഡ് ഉൽപ്പന്നവും സ്ഥിരമായ അവസ്ഥയിൽ തുല്യമാണ് എന്ന തത്വമനുസരിച്ച്, വോൾട്ടേജ് ബന്ധം ഉരുത്തിരിഞ്ഞു: Uo/Ui=1/(1-▲)

ബൂസ്റ്റ് സർക്യൂട്ട് ടോപ്പോളജി

സ്വിച്ച് ട്യൂബ് Q1 ഉം ഈ സർക്യൂട്ടിൻ്റെ ലോഡും സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. സ്വിച്ച് ട്യൂബ് ഓൺ ചെയ്യുമ്പോൾ, തരംഗത്തെ സുഗമമാക്കുന്നതിന് ഇൻഡക്റ്റർ എൽ 1 ലൂടെ കറൻ്റ് കടന്നുപോകുന്നു, കൂടാതെ പവർ സപ്ലൈ ഇൻഡക്റ്റർ എൽ 1 ചാർജ് ചെയ്യുന്നു. സ്വിച്ച് ട്യൂബ് ഓഫ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ഇൻഡക്റ്റർ എൽ ലോഡിലേക്കും വൈദ്യുതി വിതരണത്തിലേക്കും ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് Ui + UL ആയിരിക്കും, അതിനാൽ ഇതിന് ഒരു ബൂസ്റ്റ് ഇഫക്റ്റ് ഉണ്ട്.

2.3 ഫ്ലൈബാക്ക് കൺവെർട്ടർ

ബക്ക്-ബൂസ്റ്റ് സർക്യൂട്ട്: ബൂസ്റ്റ്/ബക്ക് ചോപ്പർ, ഇൻപുട്ട്, ഔട്ട്പുട്ട് പോളാരിറ്റി എന്നിവ വിപരീതമാണ്, കൂടാതെ ഇൻഡക്റ്റർ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.
വോൾട്ടേജ് ബന്ധം: Uo/Ui=-▲/(1-▲)

ബക്ക്-ബൂസ്റ്റ് സർക്യൂട്ട് ടോപ്പോളജി

എസ് ഓണായിരിക്കുമ്പോൾ, ലോഡ് പവർ സപ്ലൈ ഇൻഡക്‌ടറിനെ മാത്രം ചാർജ് ചെയ്യുന്നു. എസ് ഓഫായിരിക്കുമ്പോൾ, പവർ ട്രാൻസ്മിഷൻ നേടുന്നതിന് ഇൻഡക്റ്ററിലൂടെ വൈദ്യുതി വിതരണം ലോഡിലേക്ക് ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു.
അതിനാൽ, ഇവിടെയുള്ള എൽ ഇൻഡക്റ്റർ ഊർജ്ജം കൈമാറുന്നതിനുള്ള ഒരു ഉപകരണമാണ്.

(സി) ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡുകൾ

സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈ സർക്യൂട്ടിന് ഉയർന്ന ദക്ഷത, ചെറിയ വലിപ്പം, ഭാരം, സ്ഥിരതയുള്ള ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, അതിനാൽ ഇത് ആശയവിനിമയങ്ങൾ, കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ, വ്യാവസായിക ഓട്ടോമേഷൻ, വീട്ടുപകരണങ്ങൾ, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, കമ്പ്യൂട്ടർ ഫീൽഡിൽ, സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈ കമ്പ്യൂട്ടർ പവർ സപ്ലൈയുടെ മുഖ്യധാരയായി മാറിയിരിക്കുന്നു, ഇത് കമ്പ്യൂട്ടർ ഉപകരണങ്ങളുടെ സ്ഥിരമായ പ്രവർത്തനം ഉറപ്പാക്കാൻ കഴിയും; പുതിയ ഊർജ്ജ മേഖലയിൽ, ഊർജ്ജത്തെ സ്ഥിരമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ഉപകരണമെന്ന നിലയിൽ സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.

ചുരുക്കത്തിൽ, സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈ സർക്യൂട്ട് കാര്യക്ഷമവും വിശ്വസനീയവുമായ പവർ കൺവേർഷൻ സർക്യൂട്ടാണ്. ഹൈ-ഫ്രീക്വൻസി സ്വിച്ചിംഗ് കൺവേർഷനും റെക്റ്റിഫിക്കേഷൻ ഫിൽട്ടറിംഗും വഴി ഇൻപുട്ട് ഇലക്‌ട്രിക്കൽ എനർജിയെ സ്ഥിരവും വിശ്വസനീയവുമായ ഡിസി പവർ ഔട്ട്‌പുട്ടാക്കി മാറ്റുക എന്നതാണ് ഇതിൻ്റെ പ്രവർത്തന തത്വം.