ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్‌ని పరికరం యొక్క అంతర్గత మూలకాలకు అవసరమైన విలువకు మార్చడానికి స్విచింగ్ పవర్ సప్లైలు ఉపయోగించబడతాయి. విద్యుత్ సరఫరాలను మార్చడానికి విస్తృతంగా ఉపయోగించే మరొక పేరు ఇన్వర్టర్లు.
కంటెంట్‌లు
మారే విద్యుత్ సరఫరా అంటే ఏమిటి?
ఇన్వర్టర్ అనేది ఇన్‌పుట్ AC వోల్టేజ్ యొక్క డబుల్ మార్పిడిని ఉపయోగించే ద్వితీయ విద్యుత్ సరఫరా. అవుట్పుట్ విలువలు పప్పుల వ్యవధి (వెడల్పు) మరియు కొన్ని సందర్భాల్లో, వాటి పునరావృతం యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని మార్చడం ద్వారా సర్దుబాటు చేయబడతాయి. ఈ రకమైన మాడ్యులేషన్‌ను పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్ అంటారు.
స్విచ్చింగ్ విద్యుత్ సరఫరా యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం
ఇన్వర్టర్ యొక్క ప్రాథమిక సూత్రం ప్రాథమిక వోల్టేజ్‌ను సరిదిద్దడం మరియు దానిని అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ పప్పుల రైలుగా మార్చడం. ఇది సాంప్రదాయ ట్రాన్స్ఫార్మర్ నుండి వేరు చేస్తుంది. యూనిట్ యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ ప్రతికూల ఫీడ్‌బ్యాక్ సిగ్నల్‌ను రూపొందించడానికి ఉపయోగపడుతుంది, ఇది పల్స్ పారామితులను నియంత్రించడానికి అనుమతిస్తుంది. పల్స్ వెడల్పును నియంత్రించడం ద్వారా, అవుట్పుట్ పారామితులు, వోల్టేజ్ లేదా కరెంట్ యొక్క స్థిరీకరణ మరియు నియంత్రణను ఏర్పాటు చేయడం సులభం. అంటే, ఇది వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ అలాగే కరెంట్ రెగ్యులేటర్ కావచ్చు.
స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లై ఎలా పనిచేస్తుందనే దానిపై ఆధారపడి, అవుట్పుట్ విలువల సంఖ్య మరియు ధ్రువణత చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది.
విద్యుత్ సరఫరా రకాలు
అనేక రకాలైన ఇన్వర్టర్లు ఉపయోగాన్ని కనుగొన్నాయి, ఇవి సర్క్యూట్ రూపకల్పనలో విభిన్నంగా ఉంటాయి:
- ట్రాన్స్ఫార్మర్ లేని;
- ట్రాన్స్ఫార్మర్.
పల్స్ సీక్వెన్స్ నేరుగా అవుట్పుట్ రెక్టిఫైయర్‌కి మరియు పరికరం యొక్క స్మూత్టింగ్ ఫిల్టర్‌కు వెళుతుందనే వాస్తవం ద్వారా మొదటిది ప్రత్యేకించబడింది. ఇటువంటి సర్క్యూట్లో కనీస భాగాలు ఉంటాయి. ఒక సాధారణ ఇన్వర్టర్‌లో ప్రత్యేకమైన ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ ఉంటుంది - పల్స్-వెడల్పు ఓసిలేటర్.
ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లెస్ పరికరాల యొక్క ప్రధాన ప్రతికూలత ఏమిటంటే అవి విద్యుత్ సరఫరా నెట్వర్క్ నుండి గాల్వానిక్ ఐసోలేషన్‌ను కలిగి ఉండవు మరియు విద్యుత్ షాక్ ప్రమాదాన్ని కలిగిస్తాయి. అవి సాధారణంగా తక్కువ శక్తిని కలిగి ఉంటాయి మరియు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క 1 విలువను మాత్రమే అందిస్తాయి.
ట్రాన్స్ఫార్మర్ పరికరాలు చాలా సాధారణమైనవి, దీనిలో అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ పల్స్ సీక్వెన్స్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ప్రాధమిక వైండింగ్కు వెళుతుంది. మీకు కావలసినన్ని ద్వితీయ వైండింగ్‌లు ఉండవచ్చు, అనేక అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌లు ఏర్పడటానికి వీలు కల్పిస్తుంది. ప్రతి ద్వితీయ వైండింగ్ దాని స్వంత రెక్టిఫైయర్ మరియు మృదువైన ఫిల్టర్‌తో లోడ్ చేయబడుతుంది.
ఏదైనా కంప్యూటర్ యొక్క శక్తివంతమైన స్విచింగ్-మోడ్ విద్యుత్ సరఫరా అటువంటి సర్క్యూట్ ప్రకారం నిర్మించబడింది, ఇది అధిక విశ్వసనీయత మరియు భద్రతను కలిగి ఉంటుంది. ఫీడ్‌బ్యాక్ సిగ్నల్ కోసం ఇక్కడ 5 లేదా 12 వోల్ట్ల వోల్టేజ్ ఉపయోగించబడుతుంది, ఎందుకంటే ఈ విలువలకు అత్యంత ఖచ్చితమైన స్థిరీకరణ అవసరం.
అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ వోల్టేజ్ మార్పిడి కోసం ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లను ఉపయోగించడం (50 Hzకి బదులుగా పదుల కిలోహెర్ట్జ్) వాటి పరిమాణాన్ని మరియు బరువును చాలాసార్లు తగ్గించడానికి మరియు విద్యుత్ ఇనుముకు బదులుగా అధిక బలవంతపు శక్తితో ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాలను ప్రధాన పదార్థంగా (మాగ్నెటిక్ వైర్) ఉపయోగించడానికి అనుమతించింది.
DC-DC కన్వర్టర్లు కూడా పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్ ఆధారంగా ఉంటాయి. ఇన్వర్టర్ సర్క్యూట్లను ఉపయోగించకుండా, మార్పిడి చాలా ఇబ్బందులతో ముడిపడి ఉంది.
విద్యుత్ సరఫరా స్కీమాటిక్
అత్యంత సాధారణ పల్స్ కన్వర్టర్ కాన్ఫిగరేషన్ యొక్క సర్క్యూట్రీలో ఇవి ఉన్నాయి:
- మెయిన్స్ నాయిస్ ఫిల్టర్;
- రెక్టిఫైయర్
- ఒక మృదువైన వడపోత;
- పల్స్-వెడల్పు కన్వర్టర్;
- కీ ట్రాన్సిస్టర్లు;
- అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ అవుట్పుట్ ట్రాన్స్ఫార్మర్;
- అవుట్పుట్ రెక్టిఫైయర్లు;
- వ్యక్తిగత మరియు సమూహ అవుట్పుట్ ఫిల్టర్‌లు.
జోక్యం అణిచివేత ఫిల్టర్ యొక్క ఉద్దేశ్యం పరికరం యొక్క ఆపరేషన్ నుండి సరఫరా నెట్‌వర్క్‌లో జోక్యాన్ని ట్రాప్ చేయడం. శక్తివంతమైన సెమీకండక్టర్ మూలకాల మార్పిడి విస్తృత ఫ్రీక్వెన్సీ స్పెక్ట్రంలో స్వల్పకాలిక పప్పుల సృష్టితో కూడి ఉంటుంది. అందువల్ల ఫిల్టరింగ్ లింక్‌ల పాస్-త్రూ కెపాసిటర్‌లుగా ప్రత్యేకంగా రూపొందించిన మూలకాలను ఉపయోగించడం ఇక్కడ అవసరం.
ఇన్‌పుట్ AC వోల్టేజ్‌ను DCకి మార్చడానికి రెక్టిఫైయర్ ఉపయోగించబడుతుంది మరియు దిగువ స్మూత్టింగ్ ఫిల్టర్ సరిదిద్దబడిన వోల్టేజ్‌లోని అలలను తొలగిస్తుంది.
DC కన్వర్టర్‌ను ఉపయోగించినప్పుడు, రెక్టిఫైయర్ మరియు ఫిల్టర్ అనవసరం, మరియు ఇన్‌పుట్ సిగ్నల్, నాయిస్ ఫిల్టర్ సర్క్యూట్‌ను దాటిన తర్వాత, నేరుగా పల్స్-వెడల్పు కన్వర్టర్ (మాడ్యులేటర్)కి అందించబడుతుంది, సంక్షిప్త PWM.
PWM అనేది స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లై సర్క్యూట్లో అత్యంత క్లిష్టమైన భాగం. దీని విధిలో ఇవి ఉన్నాయి:
- అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ పప్పుల ఉత్పత్తి;
- ఫీడ్‌బ్యాక్ సిగ్నల్‌కు అనుగుణంగా యూనిట్ అవుట్పుట్ పారామితుల నియంత్రణ మరియు పల్స్ రైలు దిద్దుబాటు;
- ఓవర్‌లోడ్‌లకు వ్యతిరేకంగా పర్యవేక్షణ మరియు రక్షణ.
PWM సిగ్నల్ వంతెన లేదా సగం వంతెన సర్క్యూట్‌లోని పవర్ కీ ట్రాన్సిస్టర్‌ల నియంత్రణ పిన్‌లకు అందించబడుతుంది. ట్రాన్సిస్టర్‌ల పవర్ లీడ్స్ హై-ఫ్రీక్వెన్సీ అవుట్పుట్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ప్రైమరీ వైండింగ్‌లోకి లోడ్ చేయబడతాయి. సాంప్రదాయ బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్లు IGBT లేదా MOSFET ట్రాన్సిస్టర్‌లతో భర్తీ చేయబడతాయి, ఇవి తక్కువ జంక్షన్ వోల్టేజ్ డ్రాప్ మరియు అధిక వేగం పనితీరును కలిగి ఉంటాయి. ట్రాన్సిస్టర్‌ల యొక్క మెరుగైన పారామితులు అదే పరిమాణం మరియు సాంకేతిక రూపకల్పన పారామితులను కొనసాగిస్తూ విద్యుత్ వెదజల్లడాన్ని తగ్గించడంలో సహాయపడతాయి.
అవుట్పుట్ పల్స్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ క్లాసికల్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ వలె అదే మార్పిడి సూత్రాన్ని ఉపయోగిస్తుంది. మినహాయింపు పెరిగిన ఫ్రీక్వెన్సీలో ఆపరేషన్. పర్యవసానంగా, అదే ప్రసార శక్తితో అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు చిన్న కొలతలు కలిగి ఉంటాయి.
పవర్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ద్వితీయ వైండింగ్ నుండి వోల్టేజ్ (అనేక ఉండవచ్చు) అవుట్పుట్ రెక్టిఫైయర్లకు వెళుతుంది. ఇన్‌పుట్ రెక్టిఫైయర్ కాకుండా, సెకండరీ సర్క్యూట్ యొక్క రెక్టిఫైయర్ డయోడ్లు తప్పనిసరిగా అధిక ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీని కలిగి ఉండాలి. సర్క్యూట్ యొక్క ఈ విభాగంలో షాట్కీ డయోడ్లు ఉత్తమంగా పని చేస్తాయి. సాంప్రదాయ డయోడ్‌ల కంటే వాటి ప్రయోజనాలు:
- అధిక ఆపరేటింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ;
- p-n జంక్షన్ యొక్క తక్కువ కెపాసిటెన్స్;
- తక్కువ వోల్టేజ్ డ్రాప్.
స్విచింగ్-మోడ్ పవర్ సప్లై యొక్క అవుట్పుట్ ఫిల్టర్ యొక్క ఉద్దేశ్యం సరిదిద్దబడిన అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క అలలను అవసరమైన కనిష్ట స్థాయికి తగ్గించడం. లైన్ వోల్టేజ్ కంటే అలల ఫ్రీక్వెన్సీ చాలా ఎక్కువగా ఉన్నందున, కాయిల్స్‌లో అధిక కెపాసిటెన్స్ మరియు ఇండక్టెన్స్ అవసరం లేదు.
స్విచ్డ్-మోడ్ విద్యుత్ సరఫరా యొక్క అప్లికేషన్ యొక్క పరిధి
పల్స్ వోల్టేజ్ కన్వర్టర్లు సెమీకండక్టర్ స్టెబిలైజర్లతో సాంప్రదాయ ట్రాన్స్ఫార్మర్ వాటికి బదులుగా చాలా సందర్భాలలో ఉపయోగించబడతాయి. అదే శక్తితో, ఇన్వర్టర్లు చిన్న మొత్తం కొలతలు మరియు బరువు, అధిక విశ్వసనీయత, మరియు ముఖ్యంగా - అధిక సామర్థ్యం మరియు ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్‌ల విస్తృత శ్రేణిలో పని చేసే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. మరియు పోల్చదగిన పరిమాణాలతో, ఇన్వర్టర్ యొక్క గరిష్ట శక్తి అనేక రెట్లు ఎక్కువ.
DC వోల్టేజ్ మార్పిడి వంటి ప్రాంతంలో, పల్స్ మూలాలకు దాదాపు ప్రత్యామ్నాయం లేదు మరియు వోల్టేజ్‌ను తగ్గించడానికి మాత్రమే కాకుండా, అధిక వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి, ధ్రువణత రివర్సల్‌ను నిర్వహించడానికి కూడా పని చేయగలదు. అధిక మార్పిడి పౌనఃపున్యం అవుట్పుట్ పారామితుల యొక్క వడపోత మరియు స్థిరీకరణను బాగా సులభతరం చేస్తుంది.
ప్రత్యేకమైన ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లలోని చిన్న-పరిమాణ ఇన్వర్టర్లు అన్ని రకాల గాడ్జెట్‌లకు ఛార్జర్‌లుగా ఉపయోగించబడతాయి మరియు వాటి విశ్వసనీయత ఏమిటంటే ఛార్జింగ్ యూనిట్ యొక్క సేవా జీవితం మొబైల్ పరికరం యొక్క సేవా జీవితాన్ని అనేక సార్లు అధిగమించగలదు.
LED లైట్ సోర్సెస్ ఆన్ చేయడానికి 12 వోల్ట్ పవర్ డ్రైవర్లు కూడా పల్స్ సర్క్యూట్ ఆధారంగా ఉంటాయి.
మీ స్వంత చేతులతో స్విచ్చింగ్ విద్యుత్ సరఫరాను ఎలా తయారు చేయాలి
ఇన్వర్టర్లు, ముఖ్యంగా శక్తివంతమైనవి, సంక్లిష్టమైన సర్క్యూట్‌ని కలిగి ఉంటాయి మరియు అనుభవజ్ఞులైన రేడియో ఔత్సాహికులకు మాత్రమే ప్రతిరూపణకు అందుబాటులో ఉంటాయి. మెయిన్స్ విద్యుత్ సరఫరాల స్వీయ-అసెంబ్లీ కోసం ప్రత్యేకమైన PWM కంట్రోలర్ చిప్‌లతో కూడిన సాధారణ తక్కువ-పవర్ సర్క్యూట్లను మేము సిఫార్సు చేయవచ్చు. ఇటువంటి ICలు పైపింగ్ యొక్క చిన్న సంఖ్యలో మూలకాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు బాగా పరీక్షించిన సాధారణ స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్లను కలిగి ఉంటాయి, ఆచరణాత్మకంగా సర్దుబాటు మరియు ట్యూనింగ్ అవసరం లేదు.
ఇంట్లో తయారుచేసిన డిజైన్లతో పని చేస్తున్నప్పుడు లేదా పారిశ్రామిక పరికరాలను మరమ్మతు చేసేటప్పుడు, సర్క్యూట్ యొక్క భాగం ఎల్లప్పుడూ నెట్వర్క్ యొక్క సంభావ్యత కింద ఉంటుందని గుర్తుంచుకోండి, కాబట్టి భద్రతా జాగ్రత్తలు గమనించాలి.
సంబంధిత కథనాలు:
