स्विचिंग पॉवर सप्लाय + सर्किट डायग्राम विश्लेषणाचे कार्य सिद्धांत

1. स्विचिंग पॉवर सप्लायचे विहंगावलोकन

वीज पुरवठा स्विच करणेहे एक उच्च-वारंवारता विद्युत ऊर्जा रूपांतरण उपकरण आहे, ज्याला स्विचिंग पॉवर सप्लाय किंवा स्विचिंग कन्व्हर्टर असेही म्हणतात. हे इनपुट व्होल्टेजला हाय-स्पीड स्विचिंग ट्यूबद्वारे उच्च-फ्रिक्वेंसी पल्स सिग्नलमध्ये स्विच करते आणि नंतर प्रक्रियेद्वारे विद्युत उर्जेचे एका स्वरूपातून दुसऱ्या स्वरूपात रूपांतर करते.ट्रान्सफॉर्मर, रेक्टिफायर सर्किट आणि फिल्टरिंग सर्किट, आणि शेवटी वीज पुरवठ्यासाठी स्थिर लो रिपल डीसी व्होल्टेज प्राप्त करते.

स्विचिंग पॉवर सप्लायमध्ये उच्च कार्यक्षमता, चांगली स्थिरता, लहान आकार, हलके वजन, उच्च विश्वासार्हता असे फायदे आहेत आणि विविध उपकरणांच्या उर्जेच्या गरजेनुसार अनुकूल केले जाऊ शकतात.

औद्योगिक ऑटोमेशन, कम्युनिकेशन्स आणि नवीन ऊर्जा यासह विविध क्षेत्रांमध्ये स्विचिंग पॉवर सप्लाय मोठ्या प्रमाणावर वापरले गेले आहे. औद्योगिक ऑटोमेशनच्या क्षेत्रात, स्विचिंग पॉवर सप्लाय उपकरणांचे कार्यक्षम आणि स्थिर ऑपरेशन सुनिश्चित करण्यासाठी विविध ऑटोमेशन उपकरणांसाठी स्थिर उर्जा समर्थन प्रदान करते.

संप्रेषणाच्या क्षेत्रात, वायरलेस बेस स्टेशन, नेटवर्क उपकरणे इत्यादींमध्ये स्विचिंग पॉवर सप्लायचा वापर मोठ्या प्रमाणावर केला जातो, ज्यामुळे संप्रेषण प्रणालीची सिग्नल ट्रान्समिशन स्थिरता सुनिश्चित होते आणि संप्रेषण गुणवत्ता सुधारते. नवीन ऊर्जेच्या क्षेत्रात, सौर आणि पवन ऊर्जा प्रणालींमध्ये वीज पुरवठा स्विच करणे ही महत्त्वाची भूमिका बजावते, ज्यामुळे अक्षय ऊर्जेचा प्रभावी वापर करण्यात मदत होते.

स्विचिंग पॉवर सप्लाय साधारणपणे चार मुख्य घटकांनी बनलेला असतो: इनपुट सर्किट, कन्व्हर्टर, कंट्रोल सर्किट आणि आउटपुट सर्किट. खाली एक सामान्य स्विचिंग पॉवर सप्लाय योजनाबद्ध ब्लॉक आकृती आहे, स्विचिंग पॉवर सप्लाय समजून घेणे आपल्यासाठी महत्वाचे आहे.

2. स्विचिंग पॉवर सप्लायचे वर्गीकरण

स्विचिंग पॉवर सप्लाय वेगवेगळ्या वर्गीकरण मानकांनुसार वर्गीकृत केले जाऊ शकते. खालील अनेक सामान्य वर्गीकरण पद्धती आहेत:

1. इनपुट पॉवर प्रकारानुसार वर्गीकरण:
एसी-डीसी स्विचिंग पॉवर सप्लाय: एसी पॉवरचे डीसी पॉवरमध्ये रूपांतर करते.
DC-DC स्विचिंग पॉवर सप्लाय: DC पॉवरला दुसऱ्या DC व्होल्टेजमध्ये रूपांतरित करते.

2. कार्यपद्धतीनुसार वर्गीकरण:
सिंगल-एंडेड स्विचिंग पॉवर सप्लाय: कमी पॉवर ऍप्लिकेशन्ससाठी योग्य असलेली फक्त एक स्विच ट्यूब आहे.
ड्युअल-एंडेड स्विचिंग पॉवर सप्लाय: दोन स्विच ट्यूब आहेत, उच्च-पॉवर अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहेत.

3. टोपोलॉजीनुसार वर्गीकरण:
टोपोलॉजीनुसार, त्याचे ढोबळमानाने बक, बूस्ट, बक-बूस्ट, फ्लायबॅक, फॉरवर्ड, टू-ट्रांझिस्टर फॉरवर्ड, पुश-पुल, हाफ ब्रिज, फुल ब्रिज, इत्यादींमध्ये विभागले जाऊ शकते. या वर्गीकरण पद्धती त्यांचाच भाग आहेत. इतर विशिष्ट आवश्यकता आणि अनुप्रयोगांनुसार स्विचिंग पॉवर सप्लाय देखील अधिक तपशीलवार वर्गीकृत केले जाऊ शकते.

पुढे, आम्ही सामान्यतः वापरले जाणारे फ्लायबॅक आणि फॉरवर्ड सादर करू. फॉरवर्ड आणि फ्लायबॅक हे दोन भिन्न स्विचिंग पॉवर सप्लाय तंत्रज्ञान आहेत. फॉरवर्ड स्विचिंग पॉवर सप्लाय म्हणजे स्विचिंग पॉवर सप्लाय जो जोडलेल्या उर्जेला वेगळे करण्यासाठी फॉरवर्ड हाय-फ्रिक्वेंसी ट्रान्सफॉर्मर वापरतो आणि संबंधित फ्लायबॅक स्विचिंग पॉवर सप्लाय हा फ्लायबॅक स्विचिंग पॉवर सप्लाय आहे.

2.1 फॉरवर्ड स्विचिंग पॉवर सप्लाय

संरचनेत फॉरवर्ड स्विचिंग पॉवर सप्लाय अधिक क्लिष्ट आहे, परंतु आउटपुट पॉवर खूप जास्त आहे, 100W-300W स्विचिंग पॉवर सप्लायसाठी योग्य आहे, सामान्यतः कमी-व्होल्टेज, उच्च-वर्तमान स्विचिंग पॉवर सप्लायमध्ये वापरली जाते, अधिक प्रमाणात वापरली जाते.

खालील आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे, फॉरवर्ड स्विचिंग पॉवर सप्लायसाठी विशेषत: स्विचिंग ट्यूब चालू असताना, आउटपुट ट्रान्सफॉर्मर थेट चुंबकीय क्षेत्र उर्जेशी जोडलेले माध्यम म्हणून कार्य करते, विद्युत ऊर्जा आणि चुंबकीय ऊर्जा एकमेकांमध्ये रूपांतरित होते, जेणेकरून एकाच वेळी इनपुट आणि आउटपुट.

दैनंदिन ऍप्लिकेशनमध्ये देखील उणीवा आहेत: जसे की रिव्हर्स संभाव्य विंडिंग वाढवण्याची गरज (रिव्हर्स पोटेंशिअलद्वारे व्युत्पन्न होणारी ट्रान्सफॉर्मर प्राथमिक कॉइल स्विचिंग ट्यूब ब्रेकडाउनला रोखण्यासाठी), ऊर्जा साठवण फिल्टरिंगसाठी दुय्यम एकापेक्षा जास्त प्रेरक, त्यामुळे फ्लायबॅक स्विचिंग पॉवर सप्लायच्या तुलनेत, त्याची किंमत जास्त आहे आणि फ्लायबॅक स्विचिंग पॉवर सप्लाय ट्रान्सफॉर्मरच्या व्हॉल्यूमपेक्षा फॉरवर्ड स्विचिंग पॉवर सप्लाय ट्रान्सफॉर्मर व्हॉल्यूम मोठा आहे.

फॉरवर्ड स्विचिंग पॉवर सप्लाय

2.2 फ्लायबॅक स्विचिंग पॉवर सप्लाय

खालील चित्रात दाखवल्याप्रमाणे, फ्लायबॅक स्विचिंग पॉवर सप्लाय म्हणजे स्विच पॉवर सप्लायचा संदर्भ आहे जो इनपुट आणि आउटपुट सर्किट्स वेगळे करण्यासाठी फ्लायबॅक हाय-फ्रिक्वेंसी ट्रान्सफॉर्मर वापरतो. त्याचा ट्रान्सफॉर्मर केवळ ऊर्जा प्रसारित करण्यासाठी व्होल्टेज रूपांतरित करण्याची भूमिका बजावत नाही तर ऊर्जा संचयन इंडक्टरची भूमिका देखील बजावतो. म्हणून, फ्लायबॅक ट्रान्सफॉर्मर इंडक्टरच्या डिझाइनसारखेच आहे. सर्व सर्किट तुलनेने सोपे आणि नियंत्रित करणे सोपे आहे. फ्लायबॅक 5W-100W च्या लो-पॉवर ऍप्लिकेशन्समध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

फ्लायबॅक स्विचिंग पॉवर सप्लायसाठी, जेव्हा स्विच ट्यूब चालू केली जाते, तेव्हा ट्रान्सफॉर्मरच्या प्राथमिक इंडक्टरचा प्रवाह वाढतो. फ्लायबॅक सर्किटच्या आउटपुट कॉइलला विरुद्ध टोके असल्याने, आउटपुट डायोड बंद केला जातो, ट्रान्सफॉर्मर ऊर्जा साठवतो आणि आउटपुट कॅपेसिटरद्वारे लोड उर्जेसह पुरवला जातो. जेव्हा स्विच ट्यूब बंद केली जाते, तेव्हा ट्रान्सफॉर्मरच्या प्राथमिक इंडक्टरचे प्रेरक व्होल्टेज उलट होते. यावेळी, आउटपुट डायोड चालू केला जातो आणि कॅपेसिटर चार्ज करताना ट्रान्सफॉर्मरची उर्जा डायोडद्वारे लोडला पुरविली जाते.

फ्लायबॅक स्विचिंग पॉवर सप्लाय

तुलनेवरून, हे दिसून येते की फॉरवर्ड एक्सिटेशनच्या ट्रान्सफॉर्मरमध्ये फक्त ट्रान्सफॉर्मरचे कार्य असते आणि संपूर्ण ट्रान्सफॉर्मरसह बक सर्किट म्हणून ओळखले जाऊ शकते. फ्लायबॅक ट्रान्सफॉर्मरला ट्रान्सफॉर्मर फंक्शनसह इंडक्टर म्हणून ओळखले जाऊ शकते, हे बक-बूस्ट सर्किट आहे. सर्वसाधारणपणे, फॉरवर्ड फ्लायबॅक कार्य करण्याचे सिद्धांत वेगळे असते, फॉरवर्ड हे प्राथमिक कार्य दुय्यम कार्य आहे, दुय्यम वर्तमान, सामान्यतः CCM मोडचे नूतनीकरण करण्यासाठी वर्तमान इंडक्टरसह कार्य करत नाही.

पॉवर फॅक्टर सामान्यतः जास्त नसतो आणि इनपुट आणि आउटपुट आणि व्हेरिएबल ड्यूटी सायकल प्रमाणानुसार असते. फ्लायबॅक हे प्राथमिक काम आहे, दुय्यम काम करत नाही, दोन बाजू स्वतंत्रपणे, सामान्यतः डीसीएम मोड, परंतु ट्रान्सफॉर्मरचे इंडक्टन्स तुलनेने लहान असेल, आणि हवेतील अंतर जोडण्याची गरज आहे, त्यामुळे सामान्यतः लहान आणि मध्यम शक्तीसाठी योग्य.

फॉरवर्ड ट्रान्सफॉर्मर आदर्श आहे, ऊर्जा संचय नाही, परंतु उत्तेजित इंडक्टन्स एक मर्यादित मूल्य असल्यामुळे, उत्तेजित प्रवाह कोर मोठा असेल, फ्लक्स संपृक्तता टाळण्यासाठी, फ्लक्स रीसेट करण्यासाठी ट्रान्सफॉर्मरला सहायक वळण आवश्यक आहे.

फ्लायबॅक ट्रान्सफॉर्मरला जोडलेल्या इंडक्टन्सचे स्वरूप म्हणून पाहिले जाऊ शकते, इंडक्टन्स प्रथम ऊर्जा संचयन आणि नंतर डिस्चार्ज केले जाते, फ्लायबॅक ट्रान्सफॉर्मरच्या इनपुट आणि आउटपुट व्होल्टेजमुळे ध्रुवीयतेच्या विरुद्ध आहे, म्हणून जेव्हा स्विचिंग ट्यूब डिस्कनेक्ट केली जाते, तेव्हा दुय्यम ऊर्जा प्रदान करू शकते.चुंबकीय कोररिसेट व्होल्टेजसह, आणि अशा प्रकारे फ्लायबॅक ट्रान्सफॉर्मरला अतिरिक्त फ्लक्स रीसेट वाइंडिंग जोडण्याची आवश्यकता नाही.