स्विचिंग बिजली आपूर्ति या रैखिक: किसे चुनना है? डू-इट-खुद रैखिक प्रयोगशाला बिजली आपूर्ति पल्स बिजली आपूर्ति में वोल्टेज को कैसे स्थिर किया जाता है।

रैखिक और स्विचिंग बिजली की आपूर्ति

आइए बुनियादी बातों से शुरू करें। कंप्यूटर में बिजली की आपूर्ति तीन कार्य करती है। सबसे पहले, घरेलू बिजली आपूर्ति से प्रत्यावर्ती धारा को प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित किया जाना चाहिए। पीएसयू का दूसरा कार्य 110-230 वी के वोल्टेज को कम करना है, जो कंप्यूटर इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए अनावश्यक है, व्यक्तिगत पीसी घटकों के लिए पावर कन्वर्टर्स द्वारा आवश्यक मानक मूल्यों तक - 12 वी, 5 वी और 3.3 वी (जैसे साथ ही नकारात्मक वोल्टेज, जिसके बारे में हम थोड़ी देर बाद बात करेंगे)। अंत में, पीएसयू वोल्टेज स्टेबलाइज़र की भूमिका निभाता है।

दो मुख्य प्रकार की बिजली आपूर्तियाँ हैं जो ये कार्य करती हैं - रैखिक और स्विचिंग। सबसे सरल रैखिक पीएसयू एक ट्रांसफार्मर पर आधारित है, जिस पर एसी वोल्टेज को आवश्यक मूल्य तक कम किया जाता है, और फिर डायोड ब्रिज द्वारा करंट को ठीक किया जाता है।

हालाँकि, पीएसयू को आउटपुट वोल्टेज को स्थिर करने की भी आवश्यकता होती है, जो घरेलू नेटवर्क में वोल्टेज की अस्थिरता और लोड में करंट में वृद्धि के जवाब में वोल्टेज में गिरावट दोनों के कारण होता है।

वोल्टेज ड्रॉप की भरपाई के लिए, एक रैखिक बिजली आपूर्ति में, ट्रांसफार्मर को अतिरिक्त बिजली प्रदान करने के लिए आयामित किया जाता है। फिर, लोड में उच्च धारा पर, आवश्यक वोल्टेज देखा जाएगा। हालाँकि, पेलोड में कम करंट पर मुआवजे के किसी भी साधन के बिना होने वाला ओवरवॉल्टेज भी अस्वीकार्य है। सर्किट में गैर-उपयोगी लोड को शामिल करके अत्यधिक वोल्टेज को समाप्त किया जाता है। सबसे सरल मामले में, यह जेनर डायोड के माध्यम से जुड़ा एक अवरोधक या ट्रांजिस्टर है। अधिक उन्नत में, ट्रांजिस्टर को एक तुलनित्र के साथ एक माइक्रोक्रिकिट द्वारा नियंत्रित किया जाता है। जैसा भी हो, अतिरिक्त बिजली केवल गर्मी के रूप में नष्ट हो जाती है, जो डिवाइस की दक्षता को नकारात्मक रूप से प्रभावित करती है।

स्विचिंग बिजली आपूर्ति सर्किट में, एक और चर दिखाई देता है, जिस पर आउटपुट वोल्टेज निर्भर करता है, पहले से ही उपलब्ध दो के अलावा: इनपुट वोल्टेज और लोड प्रतिरोध। लोड के साथ श्रृंखला में एक कुंजी होती है (जो हमारे लिए रुचि के मामले में एक ट्रांजिस्टर है), पल्स-चौड़ाई मॉड्यूलेशन (पीडब्लूएम) मोड में एक माइक्रोकंट्रोलर द्वारा नियंत्रित होती है। उनकी अवधि के संबंध में ट्रांजिस्टर के खुले राज्यों की अवधि जितनी अधिक होगी (इस पैरामीटर को कर्तव्य चक्र कहा जाता है, रूसी शब्दावली में व्युत्क्रम मान का उपयोग किया जाता है - कर्तव्य चक्र), आउटपुट वोल्टेज जितना अधिक होगा। एक कुंजी की उपस्थिति के कारण, स्विचिंग बिजली आपूर्ति को स्विच्ड-मोड पावर सप्लाई (एसएमपीएस) भी कहा जाता है।

बंद ट्रांजिस्टर से कोई धारा प्रवाहित नहीं होती है और खुले ट्रांजिस्टर का प्रतिरोध आदर्श रूप से नगण्य होता है। वास्तव में, एक खुले ट्रांजिस्टर में प्रतिरोध होता है और गर्मी के रूप में कुछ शक्ति नष्ट हो जाती है। साथ ही, ट्रांजिस्टर अवस्थाओं के बीच संक्रमण पूरी तरह से अलग नहीं है। और फिर भी, एक स्पंदित वर्तमान स्रोत की दक्षता 90% से अधिक हो सकती है, जबकि स्टेबलाइजर के साथ एक रैखिक पीएसयू की दक्षता सर्वोत्तम रूप से 50% तक पहुंच जाती है।

स्विचिंग बिजली आपूर्ति का एक अन्य लाभ समान शक्ति की रैखिक बिजली आपूर्ति की तुलना में ट्रांसफार्मर के आकार और वजन में आमूल-चूल कमी है। यह ज्ञात है कि ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग में प्रत्यावर्ती धारा की आवृत्ति जितनी अधिक होगी, आवश्यक कोर आकार और वाइंडिंग के घुमावों की संख्या उतनी ही छोटी होगी। इसलिए, सर्किट में कुंजी ट्रांजिस्टर को बाद में नहीं, बल्कि ट्रांसफार्मर से पहले रखा जाता है और, वोल्टेज स्थिरीकरण के अलावा, इसका उपयोग उच्च-आवृत्ति प्रत्यावर्ती धारा प्राप्त करने के लिए किया जाता है (कंप्यूटर पीएसयू के लिए, यह 30 से 100 किलोहर्ट्ज़ और उच्चतर है, और एक नियम के रूप में - लगभग 60 किलोहर्ट्ज़)। एक मानक कंप्यूटर के लिए आवश्यक शक्ति के लिए 50-60 हर्ट्ज़ की मुख्य आवृत्ति पर चलने वाला ट्रांसफार्मर दस गुना अधिक विशाल होगा।

रैखिक पीएसयू का उपयोग आज मुख्य रूप से कम बिजली वाले उपकरणों के मामले में किया जाता है, जब स्विचिंग बिजली आपूर्ति के लिए आवश्यक अपेक्षाकृत जटिल इलेक्ट्रॉनिक्स ट्रांसफार्मर की तुलना में अधिक संवेदनशील लागत आइटम होता है। उदाहरण के लिए, ये 9 वी बिजली की आपूर्ति हैं, जिनका उपयोग गिटार प्रभाव पैडल के लिए किया जाता है, और एक बार - गेम कंसोल आदि के लिए, लेकिन स्मार्टफोन के लिए चार्जर पहले से ही पूरी तरह से स्पंदित होते हैं - यहां लागत उचित है। आउटपुट पर वोल्टेज तरंग के काफी कम आयाम के कारण, रैखिक बिजली आपूर्ति का उपयोग उन क्षेत्रों में भी किया जाता है जहां इस गुणवत्ता की मांग है।

⇡ एटीएक्स मानक बिजली आपूर्ति की सामान्य योजना

डेस्कटॉप कंप्यूटर पीएसयू एक स्विचिंग बिजली की आपूर्ति है, जिसके इनपुट को 110/230 वी, 50-60 हर्ट्ज के पैरामीटर के साथ घरेलू विद्युत नेटवर्क के वोल्टेज के साथ आपूर्ति की जाती है, और आउटपुट पर कई डीसी लाइनें होती हैं, जिनमें से मुख्य की रेटिंग 12, 5 और 3.3 V है। इसके अलावा, PSU -12V और, एक समय में, ISA बस के लिए आवश्यक -5V प्रदान करता है। लेकिन बाद वाले को कुछ बिंदु पर आईएसए के लिए समर्थन की समाप्ति के कारण एटीएक्स मानक से बाहर रखा गया था।

ऊपर प्रस्तुत मानक स्विचिंग बिजली आपूर्ति के सरलीकृत आरेख में, चार मुख्य चरणों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है। उसी क्रम में, हम समीक्षाओं में बिजली आपूर्ति के घटकों पर विचार करते हैं, अर्थात्:

1. ईएमआई फ़िल्टर - विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (आरएफआई फ़िल्टर);
2. प्राथमिक सर्किट - इनपुट रेक्टिफायर (रेक्टिफायर), कुंजी ट्रांजिस्टर (स्विचर) जो ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग पर उच्च-आवृत्ति प्रत्यावर्ती धारा बनाते हैं;
3. मुख्य ट्रांसफार्मर;
4. सेकेंडरी सर्किट - ट्रांसफार्मर (रेक्टिफायर) की सेकेंडरी वाइंडिंग से करंट रेक्टिफायर, आउटपुट पर फिल्टर को स्मूथ करना (फिल्टरिंग)।

⇡ ईएमआई फ़िल्टर

पीएसयू इनपुट पर फिल्टर दो प्रकार के विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को दबाने का कार्य करता है: अंतर (डिफरेंशियल-मोड) - जब विद्युत लाइनों में हस्तक्षेप धारा अलग-अलग दिशाओं में बहती है, और सामान्य-मोड (सामान्य-मोड) - जब धारा प्रवाहित होती है एक ही दिशा में।

विभेदक शोर को लोड के समानांतर जुड़े सीएक्स कैपेसिटर (ऊपर फोटो में बड़ा पीला फिल्म कैपेसिटर) द्वारा दबा दिया जाता है। कभी-कभी प्रत्येक तार पर एक चोक अतिरिक्त रूप से लटका दिया जाता है, जो समान कार्य करता है (आरेख में नहीं)।

सामान्य मोड फ़िल्टर CY कैपेसिटर (फोटो में नीले अश्रु के आकार के सिरेमिक कैपेसिटर) द्वारा बनाया जाता है, जो बिजली लाइनों को जमीन से जोड़ने वाले एक सामान्य बिंदु पर होता है, और तथाकथित। सामान्य मोड चोक (सामान्य-मोड चोक, आरेख में LF1), जिसकी दो वाइंडिंग्स में धारा एक ही दिशा में बहती है, जो सामान्य मोड शोर के लिए प्रतिरोध पैदा करती है।

सस्ते मॉडल में, फ़िल्टर भागों का एक न्यूनतम सेट स्थापित किया जाता है; अधिक महंगे में, वर्णित योजनाएं दोहराई जाने वाली (संपूर्ण या आंशिक रूप से) लिंक बनाती हैं। अतीत में, पीएसयू को ईएमआई फ़िल्टर के बिना देखना असामान्य नहीं था। अब यह एक विचित्र अपवाद है, हालाँकि बहुत सस्ता पीएसयू खरीदते समय भी आपको ऐसे आश्चर्य का सामना करना पड़ सकता है। नतीजतन, न केवल कंप्यूटर को ही नुकसान होगा, बल्कि घरेलू नेटवर्क में शामिल अन्य उपकरण - स्पंदित बिजली आपूर्ति हस्तक्षेप का एक शक्तिशाली स्रोत हैं।

एक अच्छे पीएसयू के फ़िल्टर के क्षेत्र में, आप कई विवरण पा सकते हैं जो डिवाइस को या उसके मालिक को क्षति से बचाते हैं। शॉर्ट सर्किट सुरक्षा के लिए लगभग हमेशा एक साधारण फ़्यूज़ होता है (आरेख में F1)। ध्यान दें कि जब फ़्यूज़ उड़ जाता है, तो संरक्षित वस्तु बिजली की आपूर्ति नहीं रह जाती है। यदि शॉर्ट सर्किट हुआ है, तो इसका मतलब है कि कुंजी ट्रांजिस्टर पहले ही टूट चुके हैं, और कम से कम विद्युत तारों के प्रज्वलन को रोकना महत्वपूर्ण है। यदि पीएसयू में अचानक कोई फ्यूज उड़ जाए, तो उसे नए में बदलना संभवतः व्यर्थ है।

अलग से, के खिलाफ सुरक्षा लघु अवधिएक वैरिस्टर (MOV - मेटल ऑक्साइड वैरिस्टर) का उपयोग करके वोल्टेज बढ़ता है। लेकिन कंप्यूटर बिजली आपूर्ति में वोल्टेज में लंबे समय तक वृद्धि के खिलाफ सुरक्षा के कोई साधन नहीं हैं। यह कार्य बाहरी स्टेबलाइजर्स द्वारा अपने स्वयं के ट्रांसफार्मर के साथ किया जाता है।

रेक्टिफायर के बाद पीएफसी सर्किट में कैपेसिटर बिजली की आपूर्ति से डिस्कनेक्ट होने के बाद एक महत्वपूर्ण चार्ज बनाए रख सकता है। बिजली कनेक्टर में उंगली डालने वाले लापरवाह व्यक्ति को झटका न लगे, इसके लिए तारों के बीच एक हाई वैल्यू डिस्चार्ज रेसिस्टर (ब्लीडर रेसिस्टर) लगाया जाता है। अधिक परिष्कृत संस्करण में - एक नियंत्रण सर्किट के साथ जो डिवाइस चालू होने पर चार्ज को लीक होने से रोकता है।

वैसे, पीसी बिजली आपूर्ति में एक फिल्टर की उपस्थिति (और यह मॉनिटर और लगभग किसी भी कंप्यूटर उपकरण के पीएसयू में भी है) का मतलब है कि पारंपरिक एक्सटेंशन कॉर्ड के बजाय एक अलग "सर्ज फिल्टर" खरीदना, सामान्य तौर पर है , बेकार। उसके अंदर भी वैसा ही है. किसी भी मामले में एकमात्र शर्त ग्राउंडिंग के साथ सामान्य तीन-पिन वायरिंग है। अन्यथा, जमीन से जुड़े CY कैपेसिटर अपना कार्य करने में सक्षम नहीं होंगे।

⇡ इनपुट रेक्टिफायर

फ़िल्टर के बाद, प्रत्यावर्ती धारा को डायोड ब्रिज का उपयोग करके प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित किया जाता है - आमतौर पर एक सामान्य आवास में एक असेंबली के रूप में। पुल को ठंडा करने के लिए एक अलग रेडिएटर का जोरदार स्वागत किया गया है। चार अलग-अलग डायोड से बना एक पुल सस्ती बिजली आपूर्ति का एक गुण है। आप यह भी पूछ सकते हैं कि पुल को किस धारा के लिए डिज़ाइन किया गया है ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि यह पीएसयू की शक्ति से मेल खाता है या नहीं। यद्यपि इस पैरामीटर में, एक नियम के रूप में, एक अच्छा मार्जिन है।

⇡ सक्रिय पीएफसी ब्लॉक

एक रैखिक भार वाले एसी सर्किट में (जैसे कि गरमागरम लैंप या इलेक्ट्रिक स्टोव), प्रवाहित धारा वोल्टेज के समान साइनसॉइड का अनुसरण करती है। लेकिन यह उन उपकरणों के मामले में नहीं है जिनमें इनपुट रेक्टिफायर होता है, जैसे स्विचिंग बिजली की आपूर्ति। जब रेक्टिफायर स्मूथिंग कैपेसिटर को रिचार्ज किया जाता है, तो बिजली की आपूर्ति कम पल्स में करंट प्रवाहित करती है, जो लगभग वोल्टेज साइन वेव (यानी, अधिकतम तात्कालिक वोल्टेज) की चोटियों के साथ मेल खाती है।

विकृत वर्तमान संकेत किसी दिए गए आयाम के साइनसॉइड (एक आदर्श संकेत जो एक रैखिक भार के साथ घटित होगा) के साथ कुल मिलाकर कई हार्मोनिक दोलनों में विघटित हो जाता है।

उपयोगी कार्य करने के लिए उपयोग की जाने वाली शक्ति (जो वास्तव में, पीसी घटकों का ताप है) पीएसयू की विशेषताओं में इंगित की जाती है और सक्रिय कहलाती है। हार्मोनिक धारा दोलनों द्वारा उत्पन्न शेष शक्ति को प्रतिक्रियाशील शक्ति कहा जाता है। यह कोई उपयोगी कार्य नहीं करता है, लेकिन तारों को गर्म कर देता है और ट्रांसफार्मर और अन्य बिजली उपकरणों पर दबाव डालता है।

प्रतिक्रियाशील और सक्रिय शक्ति के सदिश योग को स्पष्ट शक्ति कहा जाता है। और सक्रिय शक्ति और पूर्ण शक्ति के अनुपात को पावर फैक्टर (शक्ति कारक) कहा जाता है - दक्षता के साथ भ्रमित न हों!

एक स्विचिंग पीएसयू में शुरू में काफी कम पावर फैक्टर होता है - लगभग 0.7। एक निजी उपभोक्ता के लिए, प्रतिक्रियाशील बिजली कोई समस्या नहीं है (सौभाग्य से, इसे बिजली मीटर द्वारा ध्यान में नहीं रखा जाता है), जब तक कि वह यूपीएस का उपयोग नहीं करता है। निर्बाध विद्युत आपूर्ति केवल भार की पूरी शक्ति वहन करती है। किसी कार्यालय या शहर नेटवर्क के पैमाने पर, बिजली आपूर्ति स्विच करने से उत्पन्न अतिरिक्त प्रतिक्रियाशील बिजली पहले से ही बिजली आपूर्ति की गुणवत्ता को काफी कम कर देती है और लागत का कारण बनती है, इसलिए इसका सक्रिय रूप से मुकाबला किया जा रहा है।

विशेष रूप से, अधिकांश कंप्यूटर पीएसयू सक्रिय पावर फैक्टर करेक्शन (एक्टिव पीएफसी) सर्किट से लैस हैं। सक्रिय पीएफसी वाली इकाई को रेक्टिफायर के बाद स्थापित एकल बड़े कैपेसिटर और प्रारंभ करनेवाला द्वारा आसानी से पहचाना जाता है। संक्षेप में, एक्टिव पीएफसी एक अन्य स्विचिंग कनवर्टर है जो कैपेसिटर पर लगभग 400 V का निरंतर चार्ज बनाए रखता है। इस मामले में, मेन से करंट की खपत छोटी दालों द्वारा की जाती है, जिसकी चौड़ाई चुनी जाती है ताकि सिग्नल का अनुमान लगाया जा सके एक साइनसॉइड - जो एक रैखिक भार का अनुकरण करने के लिए आवश्यक है। वर्तमान मांग सिग्नल को वोल्टेज साइन तरंग के साथ सिंक्रनाइज़ करने के लिए, पीएफसी नियंत्रक के पास विशेष तर्क है।

सक्रिय पीएफसी सर्किट में एक या दो कुंजी ट्रांजिस्टर और एक शक्तिशाली डायोड होता है, जो मुख्य बिजली आपूर्ति कनवर्टर के कुंजी ट्रांजिस्टर के साथ एक ही रेडिएटर पर रखा जाता है। एक नियम के रूप में, मुख्य कनवर्टर कुंजी का पीडब्लूएम नियंत्रक और सक्रिय पीएफसी कुंजी एक चिप (पीडब्लूएम/पीएफसी कॉम्बो) हैं।

सक्रिय पीएफसी के साथ बिजली आपूर्ति स्विच करने का पावर फैक्टर 0.95 और उच्चतर तक पहुंच जाता है। इसके अलावा, उनका एक अतिरिक्त लाभ है - उन्हें पीएसयू के अंदर 110/230 वी मेन स्विच और संबंधित वोल्टेज डबललर की आवश्यकता नहीं होती है। अधिकांश पीएफसी सर्किट 85 से 265 वी तक वोल्टेज को पचाते हैं। इसके अलावा, अल्पकालिक वोल्टेज डिप्स के प्रति पीएसयू की संवेदनशीलता कम हो जाती है।

वैसे, सक्रिय पीएफसी सुधार के अलावा, एक निष्क्रिय भी है, जिसमें लोड के साथ श्रृंखला में एक उच्च अधिष्ठापन प्रारंभ करनेवाला स्थापित करना शामिल है। इसकी प्रभावशीलता कम है, और आपको इसे आधुनिक पीएसयू में मिलने की संभावना नहीं है।

⇡ मुख्य ट्रांसड्यूसर

एक पृथक टोपोलॉजी (एक ट्रांसफार्मर के साथ) की सभी स्पंदित बिजली आपूर्ति के लिए संचालन का सामान्य सिद्धांत समान है: कुंजी ट्रांजिस्टर (या ट्रांजिस्टर) ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग पर एक प्रत्यावर्ती धारा बनाता है, और पीडब्लूएम नियंत्रक कर्तव्य चक्र को नियंत्रित करता है उनके स्विचिंग का. हालाँकि, विशिष्ट सर्किट, प्रमुख ट्रांजिस्टर और अन्य तत्वों की संख्या और गुणात्मक विशेषताओं में भिन्न होते हैं: दक्षता, सिग्नल आकार, हस्तक्षेप, आदि। लेकिन यहां ध्यान केंद्रित करने लायक विशिष्ट कार्यान्वयन पर बहुत कुछ निर्भर करता है। रुचि रखने वालों के लिए, हम आरेखों का एक सेट और एक तालिका प्रस्तुत करते हैं जो उन्हें भागों की संरचना द्वारा विशिष्ट उपकरणों में पहचानने की अनुमति देगा।

	ट्रांजिस्टर	डायोड	संधारित्र	ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग के पैर
एकल ट्रांजिस्टर आगे	1	1	1	4
	2	2	0	2
	2	0	2	2
	4	0	0	2
	2	0	0	3

उपरोक्त टोपोलॉजी के अलावा, महंगे पीएसयू में हाफ ब्रिज के गुंजयमान (गुंजयमान) संस्करण होते हैं, जिन्हें एक अतिरिक्त बड़े प्रारंभकर्ता (या दो) और एक ऑसिलेटरी सर्किट बनाने वाले कैपेसिटर द्वारा पहचानना आसान होता है।

एकल ट्रांजिस्टर आगे

⇡ सेकेंडरी सर्किट

सेकेंडरी सर्किट वह सब कुछ है जो ट्रांसफार्मर की सेकेंडरी वाइंडिंग के बाद होता है। अधिकांश आधुनिक बिजली आपूर्ति में, ट्रांसफार्मर में दो वाइंडिंग होती हैं: उनमें से एक से 12 वी हटा दिया जाता है, और दूसरे से 5 वी हटा दिया जाता है। करंट को पहले दो शोट्की डायोड की एक असेंबली का उपयोग करके ठीक किया जाता है - एक या अधिक प्रति बस (पर) सबसे भारी भरी हुई बस - 12 वी - शक्तिशाली बिजली आपूर्ति में चार असेंबली हैं)। दक्षता की दृष्टि से अधिक कुशल सिंक्रोनस रेक्टिफायर हैं, जो डायोड के बजाय क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर का उपयोग करते हैं। लेकिन यह वास्तव में उन्नत और महंगे पीएसयू का विशेषाधिकार है जो 80 प्लस प्लैटिनम प्रमाणपत्र का दावा करते हैं।

3.3V रेल आमतौर पर 5V रेल के समान वाइंडिंग से प्राप्त होती है, केवल वोल्टेज को एक संतृप्त चोक (मैग एम्प) के साथ नीचे ले जाया जाता है। 3.3 V ट्रांसफार्मर पर एक विशेष वाइंडिंग एक आकर्षक विकल्प है। वर्तमान एटीएक्स मानक में नकारात्मक वोल्टेज में से, केवल -12 वी रहता है, जिसे अलग-अलग कम-वर्तमान डायोड के माध्यम से 12 वी बस के तहत द्वितीयक वाइंडिंग से हटा दिया जाता है।

कनवर्टर का पीडब्लूएम कुंजी नियंत्रण ट्रांसफार्मर की प्राथमिक वाइंडिंग पर वोल्टेज को बदलता है, और इसलिए सभी माध्यमिक वाइंडिंग पर एक ही बार में। साथ ही, कंप्यूटर द्वारा वर्तमान खपत किसी भी तरह से पीएसयू बसों के बीच समान रूप से वितरित नहीं होती है। आधुनिक हार्डवेयर में, सबसे भरी हुई बस 12-V है।

विभिन्न बसों पर अलग-अलग वोल्टेज स्थिरीकरण के लिए अतिरिक्त उपायों की आवश्यकता होती है। क्लासिक विधि में समूह स्थिरीकरण चोक का उपयोग शामिल है। तीन मुख्य टायरों को इसकी वाइंडिंग से गुजारा जाता है, और परिणामस्वरूप, यदि एक बस में करंट बढ़ता है, तो अन्य पर वोल्टेज गिर जाता है। मान लीजिए कि 12 वी बस में करंट बढ़ गया, और वोल्टेज ड्रॉप को रोकने के लिए, पीडब्लूएम नियंत्रक ने कुंजी ट्रांजिस्टर के कर्तव्य चक्र को कम कर दिया। परिणामस्वरूप, 5 वी बस पर वोल्टेज अनुमेय सीमा से अधिक हो सकता है, लेकिन समूह स्थिरीकरण प्रारंभकर्ता द्वारा दबा दिया गया था।

3.3V रेल वोल्टेज को अतिरिक्त रूप से एक अन्य संतृप्त चोक द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

अधिक उन्नत संस्करण में, संतृप्त चोक के कारण 5 और 12 वी बसों का अलग स्थिरीकरण प्रदान किया जाता है, लेकिन अब महंगे उच्च गुणवत्ता वाले पीएसयू में इस डिजाइन ने डीसी-डीसी कन्वर्टर्स को रास्ता दे दिया है। बाद के मामले में, ट्रांसफार्मर में 12 वी के वोल्टेज के साथ एक एकल माध्यमिक वाइंडिंग होती है, और 5 वी और 3.3 वी के वोल्टेज डीसी कनवर्टर्स के लिए धन्यवाद प्राप्त होते हैं। यह विधि वोल्टेज स्थिरता के लिए सबसे अनुकूल है।

आउटपुट फ़िल्टर

प्रत्येक बस पर अंतिम चरण एक फिल्टर है जो कुंजी ट्रांजिस्टर के कारण होने वाले वोल्टेज तरंग को सुचारू करता है। इसके अलावा, इनपुट रेक्टिफायर का स्पंदन, जिसकी आवृत्ति मुख्य की आवृत्ति के दोगुने के बराबर होती है, पीएसयू के द्वितीयक सर्किट में एक डिग्री या किसी अन्य तक टूट जाती है।

रिपल फिल्टर में एक चोक और बड़े कैपेसिटर शामिल हैं। उच्च गुणवत्ता वाली बिजली आपूर्ति की विशेषता कम से कम 2,000 माइक्रोफ़ारड की कैपेसिटेंस होती है, लेकिन सस्ते मॉडल के निर्माताओं के पास बचत के लिए एक रिजर्व होता है जब वे कैपेसिटर स्थापित करते हैं, उदाहरण के लिए, आधे मूल्य का, जो अनिवार्य रूप से तरंग आयाम को प्रभावित करता है।

⇡ स्टैंडबाय बिजली आपूर्ति +5VSB

बिजली आपूर्ति के घटकों का विवरण 5 वी के स्टैंडबाय वोल्टेज का उल्लेख किए बिना अधूरा होगा, जो पीसी को स्लीप करना संभव बनाता है और उन सभी उपकरणों के संचालन को सुनिश्चित करता है जिन्हें हर समय चालू रहना चाहिए। "ड्यूटी रूम" कम-शक्ति ट्रांसफार्मर के साथ एक अलग पल्स कनवर्टर द्वारा संचालित होता है। कुछ बिजली आपूर्ति में, मुख्य कनवर्टर के प्राथमिक सर्किट से पीडब्लूएम नियंत्रक को अलग करने के लिए फीडबैक सर्किट में एक तीसरा ट्रांसफार्मर भी उपयोग किया जाता है। अन्य मामलों में, यह कार्य ऑप्टोकॉप्लर्स (एक पैकेज में एलईडी और फोटोट्रांसिस्टर) द्वारा किया जाता है।

⇡ विद्युत आपूर्ति परीक्षण पद्धति

पीएसयू के मुख्य मापदंडों में से एक वोल्टेज स्थिरता है, जो तथाकथित में परिलक्षित होता है। क्रॉस-लोड विशेषता. केएनकेएच एक आरेख है जिसमें 12 वी बस पर वर्तमान या शक्ति को एक अक्ष पर प्लॉट किया जाता है, और 3.3 और 5 वी बसों पर कुल वर्तमान या शक्ति को दूसरे पर प्लॉट किया जाता है। चौराहे बिंदुओं पर, विभिन्न मूल्यों के लिए दोनों चरों में, एक टायर या दूसरे द्वारा नाममात्र से वोल्टेज विचलन। तदनुसार, हम दो अलग-अलग KNX प्रकाशित करते हैं - 12 वी बस के लिए और 5/3.3 वी बस के लिए।

बिंदु का रंग विचलन प्रतिशत का मतलब है:

• हरा: ≤ 1%;
• हल्का हरा: ≤ 2%;
• पीला: ≤ 3%;
• नारंगी: ≤ 4%;
• लाल: ≤ 5%.
• सफ़ेद: > 5% (एटीएक्स मानक द्वारा अनुमत नहीं)।

सीएनसी प्राप्त करने के लिए, एक कस्टम-निर्मित बिजली आपूर्ति परीक्षण बेंच का उपयोग किया जाता है, जो शक्तिशाली क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर पर गर्मी अपव्यय के कारण भार बनाता है।

एक और समान रूप से महत्वपूर्ण परीक्षण पीएसयू आउटपुट पर तरंगों की सीमा निर्धारित करना है। एटीएक्स मानक 12 वी बस के लिए 120 एमवी और 5 वी बस के लिए 50 एमवी के भीतर तरंगों की अनुमति देता है। उच्च आवृत्ति तरंगें (मुख्य कनवर्टर कुंजी की दोगुनी आवृत्ति पर) और कम आवृत्ति तरंगें (मुख्य आवृत्ति से दोगुनी पर) होती हैं ).

हम विनिर्देशों द्वारा निर्दिष्ट बिजली आपूर्ति इकाई पर अधिकतम लोड पर हेंटेक डीएसओ-6022बीई यूएसबी ऑसिलोस्कोप का उपयोग करके इस पैरामीटर को मापते हैं। नीचे दिए गए ऑसिलोग्राम में, हरा ग्राफ 12 वी बस से मेल खाता है, पीला - 5 वी। यह देखा जा सकता है कि तरंगें सामान्य सीमा के भीतर हैं, और यहां तक ​​कि एक मार्जिन के साथ भी।

तुलना के लिए, यहां एक पुराने कंप्यूटर के पीएसयू के आउटपुट पर तरंगों की एक तस्वीर है। यह ब्लॉक शुरू में अच्छा नहीं था, लेकिन स्पष्ट रूप से समय के साथ इसमें कोई सुधार नहीं हुआ। कम-आवृत्ति तरंगों की सीमा को देखते हुए (ध्यान दें कि स्क्रीन पर दोलनों को फिट करने के लिए वोल्टेज बेस डिवीजन को 50 एमवी तक बढ़ाया जाता है), इनपुट पर स्मूथिंग कैपेसिटर पहले से ही अनुपयोगी हो गया है। 5 V बस पर उच्च-आवृत्ति तरंग स्वीकार्य 50 mV के कगार पर है।

निम्नलिखित परीक्षण 10 से 100% रेटेड पावर तक लोड होने पर यूनिट की दक्षता निर्धारित करता है (घरेलू वाटमीटर से मापी गई इनपुट पावर के साथ आउटपुट पावर की तुलना करके)। तुलना के लिए, ग्राफ़ 80 प्लस की विभिन्न श्रेणियों के लिए मानदंड दिखाता है। हालाँकि, आजकल इसमें ज्यादा दिलचस्पी नहीं है। ग्राफ़ बहुत सस्ते एंटेक की तुलना में शीर्ष कॉर्सेर पीएसयू के परिणाम दिखाता है, और अंतर इतना बड़ा नहीं है।

उपयोगकर्ता के लिए एक अधिक गंभीर समस्या अंतर्निर्मित पंखे से आने वाला शोर है। गर्जन बिजली आपूर्ति परीक्षण स्टैंड के पास इसे सीधे मापना असंभव है, इसलिए हम लेजर टैकोमीटर के साथ प्ररित करनेवाला के घूर्णन की गति को मापते हैं - 10 से 100% तक की शक्ति पर भी। नीचे दिए गए ग्राफ़ में, आप देख सकते हैं कि इस पीएसयू पर कम लोड पर, 135 मिमी पंखा कम आरपीएम बनाए रखता है और मुश्किल से ही सुनाई देता है। अधिकतम लोड पर, शोर को पहले से ही पहचाना जा सकता है, लेकिन स्तर अभी भी काफी स्वीकार्य है।

बिजली की आपूर्ति या रैखिक स्विचिंग. पृष्ठभूमि

यह शायद किसी के लिए कोई रहस्य नहीं है कि अधिकांश विशेषज्ञ, रेडियो शौकीन और बिजली आपूर्ति के तकनीकी रूप से साक्षर खरीदार बिजली आपूर्ति को बदलने से सावधान रहते हैं, रैखिक आपूर्ति को प्राथमिकता देते हैं।

कारण सरल एवं स्पष्ट है। स्विचिंग बिजली आपूर्ति की प्रतिष्ठा को 80 के दशक में गंभीर रूप से कम कर दिया गया था, घरेलू रंगीन टीवी की भारी विफलताओं के समय, पहली स्विचिंग बिजली आपूर्ति से लैस कम गुणवत्ता वाले आयातित वीडियो उपकरण।

आज हमारे पास क्या है? लगभग सभी आधुनिक टीवी, वीडियो उपकरण, घरेलू उपकरण, कंप्यूटर का उपयोग करते हैं आवेगब्लाकोंपोषण. रैखिक (एनालॉग, पैरामीट्रिक) स्रोतों के अनुप्रयोग के क्षेत्र कम और कम होते जा रहे हैं। आज आपको घरेलू उपकरणों में रैखिक विद्युत आपूर्ति शायद ही मिलेगी। लेकिन रूढ़ि बनी रही. और यह रूढ़िवादिता नहीं है, इलेक्ट्रॉनिक्स की तीव्र प्रगति के बावजूद, रूढ़िवादिता पर काबू पाना बहुत धीमा है।

आइए वर्तमान स्थिति को निष्पक्ष रूप से देखने का प्रयास करें और विशेषज्ञों की राय को बदलने का प्रयास करें। "रूढ़िवादी" और अंतर्निहित स्विचिंग बिजली आपूर्ति पर विचार करें नुकसान: जटिलता, अविश्वसनीयता, हस्तक्षेप।

आवेग शक्ति ब्लॉक. स्टीरियोटाइप "कठिनाई"

हाँ, बिजली की आपूर्ति स्विच करनाजटिल, सटीक रूप से एनालॉग से अधिक कठिन, लेकिन कंप्यूटर या टीवी से कहीं अधिक सरल। आपको उनकी सर्किटरी, साथ ही रंगीन टीवी की सर्किटरी को समझने की आवश्यकता नहीं है। इसे पेशेवरों पर छोड़ दें. पेशेवरों के लिए कुछ भी जटिल नहीं है।

आवेग शक्ति ब्लॉक. स्टीरियोटाइप "असुरक्षित"

स्विचिंग बिजली आपूर्ति का तत्व आधार स्थिर नहीं रहता है। बिजली आपूर्ति स्विच करने में उपयोग किए जाने वाले आधुनिक उपकरण आज हमें विश्वास के साथ कहने की अनुमति देते हैं: अविश्वसनीयता एक मिथक है। मूल रूप से, किसी भी अन्य उपकरण की तरह, स्विचिंग बिजली आपूर्ति की विश्वसनीयता, उपयोग किए गए तत्व आधार की गुणवत्ता पर निर्भर करती है। स्विचिंग बिजली आपूर्ति जितनी महंगी होगी, उसमें तत्व आधार उतना ही महंगा होगा। उच्च एकीकरण आपको बड़ी संख्या में अंतर्निहित सुरक्षा लागू करने की अनुमति देता है जो कभी-कभी रैखिक स्रोतों में उपलब्ध नहीं होती हैं।

आवेग शक्ति ब्लॉक. स्टीरियोटाइप "हस्तक्षेप"

और स्विचिंग बिजली आपूर्ति के क्या फायदे हैं?

आवेग शक्ति ब्लॉक. उच्च दक्षता

स्विचिंग बिजली आपूर्ति की उच्च दक्षता (98% तक) सर्किटरी की एक विशेषता से जुड़ी है। एनालॉग स्रोत में मुख्य नुकसान नेटवर्क ट्रांसफार्मर और एनालॉग स्टेबलाइज़र (नियामक) हैं। एक स्विचिंग बिजली आपूर्ति में, न तो कोई होता है और न ही दूसरा। नेटवर्क ट्रांसफार्मर के बजाय, एक उच्च आवृत्ति वाले का उपयोग किया जाता है, और एक स्टेबलाइजर के बजाय, एक मुख्य तत्व का उपयोग किया जाता है। चूँकि मुख्य तत्व अधिकांश समय या तो चालू या बंद रहते हैं, स्विचिंग बिजली आपूर्ति में ऊर्जा हानि न्यूनतम होती है। एक एनालॉग स्रोत की दक्षता लगभग 50% हो सकती है, अर्थात, इसकी आधी ऊर्जा (और आपका पैसा) आसपास की हवा को गर्म करने पर खर्च होती है, दूसरे शब्दों में, वे हवा में उड़ जाते हैं।

आवेग शक्ति ब्लॉक. हल्का वजन

स्विचिंग बिजली आपूर्ति का वजन इस तथ्य के कारण कम है कि बढ़ती आवृत्ति के साथ, समान संचारित शक्ति के लिए छोटे ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जा सकता है। एक स्विचिंग बिजली आपूर्ति का द्रव्यमान एनालॉग से कई गुना कम है।

आवेग शक्ति ब्लॉक. कम दाम

मांग आपूर्ति बनाती है. एकीकृत तत्व आधार के बड़े पैमाने पर उत्पादन और प्रमुख उच्च-शक्ति ट्रांजिस्टर के विकास के लिए धन्यवाद, आज हमारे पास स्विचिंग बिजली आपूर्ति के पावर बेस के लिए कम कीमतें हैं। आउटपुट पावर जितनी अधिक होगी, समान रैखिक स्रोत की लागत की तुलना में स्रोत उतना ही सस्ता होगा। इसके अलावा, एनालॉग स्रोत के मुख्य घटक (तांबा, ट्रांसफार्मर लोहा, एल्यूमीनियम हीटसिंक) लगातार महंगे होते जा रहे हैं।

आवेग शक्ति ब्लॉक. विश्वसनीयता

आपने सही सुना, विश्वसनीयता। फिलहाल, विभिन्न अप्रत्याशित स्थितियों से आधुनिक बिजली आपूर्ति में अंतर्निहित सुरक्षा सर्किट की उपस्थिति के कारण स्विचिंग बिजली की आपूर्ति रैखिक की तुलना में अधिक विश्वसनीय है, उदाहरण के लिए, शॉर्ट सर्किट, ओवरलोड, पावर सर्ज, आउटपुट सर्किट की रिवर्स पोलरिटी से। उच्च दक्षता से गर्मी का कम नुकसान होता है, जिसके परिणामस्वरूप स्विचिंग बिजली आपूर्ति के तत्व आधार का कम ताप होता है, जो विश्वसनीयता का संकेतक भी है।

आवेग शक्ति ब्लॉक. मुख्य वोल्टेज आवश्यकताएँ

घरेलू बिजली ग्रिडों में क्या चल रहा है, आप शायद प्रत्यक्ष रूप से जानते हैं। आउटलेट में 220 वोल्ट मानक से अधिक दुर्लभ है। और स्विचिंग बिजली की आपूर्ति आपूर्ति वोल्टेज की व्यापक रेंज की अनुमति देती है, जो रैखिक के लिए अप्राप्य है। एक स्विचिंग बिजली आपूर्ति के लिए मुख्य वोल्टेज की सामान्य निचली सीमा 90 ... 110 V है, इस वोल्टेज पर कोई भी एनालॉग स्रोत सबसे अच्छा "तरंग" करेगा या बस बंद हो जाएगा।

तो, पल्स या रैखिक? किसी भी मामले में, चुनाव आपका है, हम सिर्फ आपको बिजली आपूर्ति स्विच करने पर एक उद्देश्यपूर्ण नज़र डालने और सही विकल्प चुनने में मदद करना चाहते थे। बस यह न भूलें कि उच्च-गुणवत्ता वाला स्रोत उच्च-गुणवत्ता वाले घटकों के आधार पर पेशेवर रूप से बनाया गया स्रोत है। और गुणवत्ता हमेशा एक कीमत होती है। मुफ़्त पनीर केवल चूहेदानी में। हालाँकि, अंतिम वाक्यांश किसी भी स्रोत, स्पंदित और एनालॉग दोनों पर समान रूप से लागू होता है।

द्वितीयक ऊर्जा स्रोत किसी भी इलेक्ट्रॉनिक उपकरण के डिज़ाइन का एक अभिन्न अंग हैं। इन्हें डिवाइस के संचालन के लिए आवश्यक मुख्य या बैटरी से वैकल्पिक या प्रत्यक्ष वोल्टेज को प्रत्यक्ष या वैकल्पिक वोल्टेज में परिवर्तित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, ये बिजली की आपूर्ति हैं।

प्रकार

बिजली की आपूर्ति न केवल किसी भी उपकरण के सर्किट में शामिल होती है, बल्कि एक अलग इकाई के रूप में भी की जा सकती है और यहां तक ​​कि पूरी बिजली आपूर्ति कार्यशालाओं पर भी कब्जा कर सकती है।

बिजली आपूर्ति के लिए कई आवश्यकताएँ हैं। उनमें से: उच्च दक्षता, आउटपुट वोल्टेज की उच्च गुणवत्ता, सुरक्षा की उपस्थिति, नेटवर्क अनुकूलता, छोटे आकार और वजन, आदि।

बिजली आपूर्ति के कार्यों में सूचीबद्ध किया जा सकता है:

• न्यूनतम हानि के साथ विद्युत शक्ति का संचरण;
• एक प्रकार के वोल्टेज का दूसरे प्रकार में परिवर्तन;
• स्रोत वर्तमान आवृत्ति से भिन्न आवृत्ति का निर्माण;
• वोल्टेज मान में परिवर्तन;
• स्थिरीकरण. बिजली आपूर्ति को स्थिर धारा और वोल्टेज का उत्पादन करना चाहिए। ये पैरामीटर एक निश्चित सीमा से अधिक या नीचे नहीं होने चाहिए;
• बिजली आपूर्ति में शॉर्ट सर्किट और अन्य दोषों से सुरक्षा, जिससे बिजली आपूर्ति प्रदान करने वाले उपकरण को नुकसान हो सकता है;
• विद्युत अपघटन। लेवलिंग एवं अन्य धाराओं के प्रवाह से सुरक्षा की विधि। ऐसी धाराएं उपकरण को नुकसान पहुंचा सकती हैं और लोगों को घायल कर सकती हैं।

लेकिन अक्सर, घरेलू उपकरणों में बिजली आपूर्ति के केवल दो कार्य होते हैं - प्रत्यावर्ती विद्युत वोल्टेज को प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित करना और मुख्य धारा की आवृत्ति को परिवर्तित करना।

दो प्रकार की बिजली आपूर्तियाँ सबसे आम हैं। वे डिज़ाइन में भिन्न हैं। ये रैखिक (ट्रांसफार्मर) और स्विचिंग बिजली आपूर्ति हैं।

रैखिक विद्युत आपूर्ति

प्रारंभ में, बिजली आपूर्ति केवल इसी रूप में की जाती थी। उनमें वोल्टेज को पावर ट्रांसफार्मर द्वारा परिवर्तित किया जाता है। साइनसॉइडल हार्मोनिक के आयाम को कम करता है, जिसे फिर डायोड ब्रिज द्वारा ठीक किया जाता है (एकल डायोड वाले सर्किट होते हैं)। धारा को स्पंदन में परिवर्तित करें। और फिर संधारित्र पर एक फिल्टर का उपयोग करके स्पंदित धारा को सुचारू किया जाता है। अंत में, धारा को स्थिर कर दिया जाता है।

बस यह समझने के लिए कि क्या हो रहा है, एक साइन तरंग की कल्पना करें - यह हमारी बिजली आपूर्ति में प्रवेश करने वाले वोल्टेज का आकार जैसा दिखता है। ट्रांसफार्मर, मानो इस साइनसॉइड को समतल कर देता है। डायोड ब्रिज क्षैतिज रूप से इसे आधे में काटता है और साइनसॉइड के निचले हिस्से को ऊपर की ओर फ़्लिप करता है। पहले से ही एक स्थिर, लेकिन फिर भी स्पंदित वोल्टेज प्राप्त होता है। कैपेसिटर फ़िल्टर अपना काम पूरा कर लेता है और इस साइनसॉइड को इस हद तक "दबाता" है कि यह लगभग एक सीधी रेखा बन जाती है, और यह प्रत्यक्ष धारा है। लगभग इसी तरह, शायद बहुत सरलता से और मोटे तौर पर, आप एक रैखिक बिजली आपूर्ति के संचालन का वर्णन कर सकते हैं।

रैखिक विद्युत आपूर्ति के पक्ष और विपक्ष

फायदे में डिवाइस की सादगी, इसकी विश्वसनीयता और पल्स एनालॉग्स के विपरीत उच्च आवृत्ति हस्तक्षेप की अनुपस्थिति शामिल है।

नुकसान में बड़ा वजन और आकार शामिल है, जो डिवाइस की शक्ति के अनुपात में बढ़ता है। इसके अलावा, ट्रायोड जो सर्किट के अंत में जाते हैं और वोल्टेज को स्थिर करते हैं, डिवाइस की दक्षता को कम कर देते हैं। वोल्टेज जितना अधिक स्थिर होगा, आउटपुट पर उसका नुकसान उतना ही अधिक होगा।

बिजली की आपूर्ति स्विच करना

इस डिज़ाइन की स्विचिंग बिजली आपूर्ति पिछली शताब्दी के 60 के दशक में दिखाई दी। ये इन्वर्टर के सिद्धांत पर काम करते हैं। अर्थात्, वे न केवल एक स्थिर वोल्टेज को एक प्रत्यावर्ती वोल्टेज में परिवर्तित करते हैं, बल्कि उसका मान भी बदलते हैं। डिवाइस में प्रवेश करने वाले मेन से वोल्टेज को इनपुट रेक्टिफायर द्वारा ठीक किया जाता है। फिर इनपुट कैपेसिटर द्वारा आयाम को सुचारू किया जाता है। एक निश्चित पुनरावृत्ति और पल्स अवधि के साथ उच्च आवृत्ति वाले आयताकार पल्स प्राप्त होते हैं।

दालों का आगे का मार्ग बिजली आपूर्ति के डिजाइन पर निर्भर करता है:

• गैल्वेनिक अलगाव वाली इकाइयों में, पल्स ट्रांसफार्मर में प्रवेश करती है।
• डिकूपलिंग के बिना पीएसयू में, पल्स सीधे आउटपुट फ़िल्टर पर जाता है, जो कम आवृत्तियों को काट देता है।

गैल्वेनिक अलगाव के साथ पल्स पीएसयू

कैपेसिटर से उच्च-आवृत्ति दालें ट्रांसफार्मर में प्रवेश करती हैं, जो एक विद्युत सर्किट को दूसरे से अलग करती है। यही वह बिंदु है। सिग्नल की उच्च आवृत्ति के कारण ट्रांसफार्मर की दक्षता बढ़ जाती है। यह आपको पल्स बिजली आपूर्ति में ट्रांसफार्मर और उसके आयामों के वजन को कम करने की अनुमति देता है, और परिणामस्वरूप, पूरे डिवाइस को। लौहचुंबकीय यौगिकों का उपयोग कोर के रूप में किया जाता है। इससे डिवाइस का आकार भी कम हो जाता है।

इस प्रकार के डिज़ाइन में तीन चरणों में करंट का रूपांतरण शामिल होता है:

1. पल्स चौड़ाई न्यूनाधिक;
2. ट्रांजिस्टर कैस्केड;
3. पल्स ट्रांसफार्मर.

पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेटर क्या है?

दूसरे तरीके से इस कनवर्टर को PWM कंट्रोलर कहा जाता है। इसका कार्य उस समय को बदलना है जिसके दौरान एक आयताकार नाड़ी लागू की जाएगी। नाड़ी चालू रहने का समय बदल देता है। यह उस समय को बदल देता है जिस पर आवेग नहीं दिया जाता है। लेकिन फ़ीड आवृत्ति वही रहती है.

स्विचिंग बिजली आपूर्ति में वोल्टेज कैसे स्थिर होता है

सभी स्विचिंग बिजली आपूर्ति में, एक प्रकार का फीडबैक लागू किया जाता है, जिसमें आउटपुट वोल्टेज के एक हिस्से की मदद से सिस्टम पर इनपुट वोल्टेज के प्रभाव की भरपाई की जाती है। यह आपको यादृच्छिक इनपुट और आउटपुट वोल्टेज परिवर्तनों को स्थिर करने की अनुमति देता है।

गैल्वेनिक अलगाव वाले सिस्टम में, उनका उपयोग नकारात्मक प्रतिक्रिया बनाने के लिए किया जाता है। डिकूपलिंग के बिना एक पीएसयू में, फीडबैक को वोल्टेज डिवाइडर द्वारा कार्यान्वित किया जाता है।

बिजली आपूर्ति बदलने के फायदे और नुकसान

प्लसस में से, एक छोटे द्रव्यमान और आकार को अलग किया जा सकता है। विद्युत परिपथों में संक्रमण प्रक्रियाओं से जुड़े नुकसान को कम करके उच्च दक्षता। रैखिक पीएसयू की तुलना में कम कीमत। दुनिया के विभिन्न देशों में एक ही पीएसयू का उपयोग करने की क्षमता, जहां पावर ग्रिड के पैरामीटर एक दूसरे से भिन्न होते हैं। शॉर्ट सर्किट से सुरक्षा की उपस्थिति।

स्विचिंग बिजली आपूर्ति का नुकसान बहुत अधिक या बहुत कम भार पर काम करने में असमर्थता है। कुछ प्रकार के सटीक उपकरणों के लिए उपयुक्त नहीं है, क्योंकि वे रेडियो हस्तक्षेप पैदा करते हैं।

आवेदन

रैखिक बिजली आपूर्ति को उनके स्विचिंग समकक्षों द्वारा सक्रिय रूप से प्रतिस्थापित किया जा रहा है। अब रैखिक बिजली की आपूर्ति वॉशिंग मशीन, माइक्रोवेव ओवन और हीटिंग सिस्टम में पाई जा सकती है।

स्विचिंग बिजली आपूर्ति का उपयोग लगभग हर जगह किया जाता है: कंप्यूटर प्रौद्योगिकी और टेलीविजन में, चिकित्सा उपकरणों में, अधिकांश घरेलू उपकरणों में, कार्यालय उपकरणों में।

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यदि आप एक सरल और विश्वसनीय रैखिक बिजली आपूर्ति सर्किट की तलाश में हैं, तो यह लेख आपके लिए है। यहां आपको संपूर्ण असेंबली निर्देश मिलेंगे, साथ ही इस बिजली आपूर्ति की स्थापना भी होगी। इस घरेलू उत्पाद के लेखक रोमन (यूट्यूब चैनल "ओपन फ्राइम टीवी") हैं।

आरंभ करने के लिए, थोड़ी पृष्ठभूमि। अभी हाल ही में, लेखक अपने कार्यस्थल का पुनर्निर्माण कर रहा था और तीसरी बिजली आपूर्ति के रूप में एक रैखिक इकाई स्थापित करना चाहता था, क्योंकि कभी-कभी उसे ऐसे सर्किट इकट्ठा करने पड़ते थे जो वोल्टेज तरंगों को सहन नहीं कर सकते थे। और जैसा कि हम जानते हैं, एक रैखिक ब्लॉक के आउटपुट पर, वोल्टेज तरंग लगभग पूरी तरह से अनुपस्थित है।

इस बिंदु तक, लेखक को रैखिक ब्लॉकों में बहुत दिलचस्पी नहीं थी, और किसी तरह उसने वास्तव में इस विषय पर ध्यान नहीं दिया। जब ऐसा ब्लॉक बनाने का विचार आया, तो रोमन ने तुरंत प्रिय और व्यापक रूप से ज्ञात YouTube वीडियो होस्टिंग खोली। परिणामस्वरूप, एक लंबी खोज के बाद, लेखक अपने लिए 2 योजनाओं की पहचान करने में सक्षम हुआ। पहले के लेखक AKA KASYAN (उसी नाम के YouTube चैनल के लेखक) हैं, और दूसरा सर्किट opamps पर आधारित है।

लेकिन चूँकि ओपैम्प्स 32V तक के वोल्टेज पर काम कर सकते हैं, आउटपुट वोल्टेज, क्रमशः, इस सीमा से अधिक नहीं हो सकता है, जिसका अर्थ है कि इस सर्किट की अब आवश्यकता नहीं है।

ठीक है, आप कसान से एक सर्किट इकट्ठा कर सकते हैं, लेकिन यहां भी हमें निराशा हुई। यह योजना सांख्यिकी से डरती है. यदि आप आउटपुट संपर्कों को लेते हैं तो यह ट्रांजिस्टर के विस्फोट से प्रकट हुआ था।

ऐसा कई बार हुआ. और फिर लेखक ने इस योजना को अकेले छोड़ने का फैसला किया। आप कहेंगे कि इंटरनेट रैखिक बिजली आपूर्ति सर्किट से भरा है।

हां, बिल्कुल ऐसा है, लेकिन ऊपर उल्लिखित केवल इन दो योजनाओं में सामान्य रूप से मुहरें लगाई गई थीं, जिन्हें आसानी से डाउनलोड किया जा सकता था। बाकी सब कुछ, या तो बिना सील के, या लटकाकर इकट्ठा किया गया। और हम (रेडियो के शौकीन) इस तथ्य के आदी हैं कि सब कुछ चांदी की थाली में परोसा जाता है।

लेखक ने एक सामान्य सिग्नेट का प्रजनन करने का निर्णय लिया। बोर्ड काफी कॉम्पैक्ट निकला। इस योजना का परीक्षण करने पर आश्चर्यजनक रूप से यह उत्कृष्ट सिद्ध हुई।

इतनी सरलता लेखक को इतनी पसंद आई कि उन्होंने इस बोर्ड से एक किट-सेट बनाने का फैसला भी कर लिया। ऐसा करने के लिए, सिग्नेट को गेरबर फ़ाइल (.gbr एक्सटेंशन वाली एक फ़ाइल, जो विभिन्न उपकरणों पर फोटोमास्क के बाद के उत्पादन के लिए एक मुद्रित सर्किट बोर्ड डिज़ाइन है) में परिवर्तित करना आवश्यक है। फिर आपको बोर्डों को विनिर्माण के लिए भेजना होगा।

और अब, ऑर्डर के कुछ हफ़्ते बाद, हमें हमारे लंबे समय से प्रतीक्षित बोर्ड प्राप्त होते हैं। पैकेज खोलने और बोर्डों की बारीकी से जांच करने के बाद, हम यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि सब कुछ बहुत उच्च गुणवत्ता और खूबसूरती से निकला।

तो, आइए पहले से ही इस बोर्ड को सोल्डर करें और इसके संचालन की जांच करें। स्थापना के लिए इतने सारे घटक नहीं हैं, सोल्डर करने में लगभग 20 मिनट लगते हैं, और नहीं।

टांका लगाने का काम पूरा हो गया। हम पहला समावेशन करते हैं। और यहां हमें थोड़ी निराशा हाथ लगी है। यह बोर्ड बिना जाम के नहीं था। उन्होंने खुद को इस तथ्य में प्रकट किया कि जब पोटेंशियोमीटर नॉब को बाईं ओर घुमाया जाता है, तो वोल्टेज और करंट बढ़ता है, और जब पोटेंशियोमीटर नॉब को दाईं ओर घुमाया जाता है, तो कमी आती है।

ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि लेखक ने इस बोर्ड के लिए प्रतिरोधों को तारों पर (केस पर बाद की स्थापना के लिए) लगाया था और वहां केवल साइड संपर्कों को बदलकर बिना किसी समस्या के रोटेशन की दिशा बदलना संभव था। ठीक है, लेकिन बाकी सब कुछ उम्मीद के मुताबिक काम करता है।

लेकिन फिर भी, लेखक ने सिग्नेट को सही कर दिया, अब जब पोटेंशियोमीटर को दाईं ओर घुमाया जाता है तो वोल्टेज में वृद्धि होती है, सब कुछ वैसा ही है जैसा होना चाहिए। तो आप इस डिज़ाइन को सुरक्षित रूप से डाउनलोड कर सकते हैं और दोहरा सकते हैं (इस मुद्रित सर्किट बोर्ड के साथ संग्रह लेखक के मूल वीडियो के तहत विवरण में है, आपको लेख के अंत में स्रोत लिंक का पालन करना होगा)।

और अब आइए सर्किट और बोर्ड की विस्तृत जांच के लिए आगे बढ़ें। आप इस योजना को अपनी स्क्रीन पर देख सकते हैं।

यह बिजली आपूर्ति वोल्टेज और करंट नियामक के साथ-साथ शॉर्ट सर्किट सुरक्षा प्रणाली से सुसज्जित है, जो ऐसे ब्लॉकों में बस आवश्यक है।

एक पल के लिए कल्पना करें कि शॉर्ट सर्किट के दौरान क्या होता है जब इनपुट वोल्टेज 36V होता है। यह पता चला है कि सारा वोल्टेज पावर ट्रांजिस्टर पर खर्च हो गया है, जो निश्चित रूप से इस तरह के मजाक का सामना करने की संभावना नहीं है।

सुरक्षा को यहां कॉन्फ़िगर किया जा सकता है. इस ट्रिमिंग रेसिस्टर की मदद से हम किसी भी ट्रिप करंट को सेट करते हैं।

यहां एक 12V सुरक्षा रिले स्थापित किया गया है, और इनपुट वोल्टेज 40V तक पहुंच सकता है। इसलिए, 12V का वोल्टेज प्राप्त करना आवश्यक था।

इसे ट्रांजिस्टर और जेनर डायोड पर पैरामीट्रिक स्टेबलाइज़र का उपयोग करके कार्यान्वित किया जा सकता है। एक 13V जेनर डायोड, क्योंकि दो ट्रांजिस्टर के कलेक्टर-एमिटर जंक्शनों पर वोल्टेज ड्रॉप होता है।

तो, अब आप इस रैखिक बिजली आपूर्ति का परीक्षण शुरू कर सकते हैं। हम प्रयोगशाला विद्युत आपूर्ति से 40V का वोल्टेज आपूर्ति करते हैं। लोड पर हम 100W की शक्ति के साथ 36V के वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया गया एक प्रकाश बल्ब लटकाते हैं।

फिर हम वेरिएबल रेसिस्टर को धीरे-धीरे घुमाना शुरू करते हैं।

जैसा कि आप देख सकते हैं, वोल्टेज विनियमन ठीक से काम करता है। आइए अब धारा को नियंत्रित करने का प्रयास करें।

जैसा कि आप देख सकते हैं, जब दूसरा अवरोधक घूमता है, तो करंट कम हो जाता है, जिसका अर्थ है कि सर्किट सामान्य रूप से काम कर रहा है।
चूँकि यह एक रैखिक इकाई है और सभी "अतिरिक्त" वोल्टेज को ऊष्मा में परिवर्तित किया जाता है, इसलिए इसे एक बड़े रेडिएटर की आवश्यकता होती है। इन उद्देश्यों के लिए, कंप्यूटर प्रोसेसर से हीटसिंक उत्कृष्ट साबित हुए हैं। ऐसे रेडिएटर्स में एक बड़ा अपव्यय क्षेत्र होता है, और यदि वे पंखे से भी सुसज्जित हैं, तो आप, सिद्धांत रूप में, ट्रांजिस्टर के ओवरहीटिंग के बारे में पूरी तरह से भूल सकते हैं।

कौन सी बिजली आपूर्ति चुनें: स्विचिंग या रैखिक?

बेशक, चुनाव आपका है, लेकिन हम आपके साथ रोचक और उपयोगी जानकारी साझा करना चाहते हैं!

अनुभव वाले अधिकांश तकनीकी विशेषज्ञ और खरीदार स्विचिंग बिजली आपूर्ति से सावधान रहेंगे, 80 के दशक में, उनकी प्रतिष्ठा को गंभीर रूप से कम कर दिया गया था, यह काम की बड़े पैमाने पर विफलताओं, घरेलू रंगीन टीवी और स्विचिंग बिजली आपूर्ति से सुसज्जित आयातित वीडियो उपकरण से शुरू हुआ था।

और हमारा अंत क्या होगा?लगभग सभी घरेलू उपकरण, वीडियो उपकरण, टेलीविजन, कंप्यूटर स्विचिंग बिजली आपूर्ति से सुसज्जित हैं और यही है, आप रैखिक बिजली आपूर्ति का उपयोग कम देख सकते हैं। आइए स्विचिंग बिजली आपूर्ति के फायदे, विश्वसनीयता, नुकसान को परिभाषित करें।

कथित तौर पर बिजली आपूर्ति स्विच करने की जटिलता क्या है?तथ्य यह है कि वे एनालॉग्स की तुलना में अधिक जटिल हैं, लेकिन कंप्यूटर और टीवी की तुलना में सरल हैं। और निश्चित रूप से, मुझे लगता है कि आपको इसे समझने की ज़रूरत नहीं है, इसे पेशेवरों को करने दें।

आइए आवेग ब्लॉकों की विश्वसनीयता निर्धारित करें?स्विचिंग बिजली आपूर्ति और आधुनिक उपकरणों के तत्व आधार का निरंतर आधुनिकीकरण विश्वसनीय नहीं है। और यह कहना अधिक सही होगा कि स्विचिंग बिजली आपूर्ति की विश्वसनीयता तत्व आधार के सही उपयोग पर निर्भर करती है। एकीकरण आपको बड़ी संख्या में अंतर्निहित सुरक्षा लागू करने की अनुमति देता है जो रैखिक स्रोतों में उपलब्ध नहीं हैं।

स्विचिंग बिजली की आपूर्ति, निश्चित रूप से, विभिन्न स्थितियों से अंतर्निहित सुरक्षा सर्किट की आधुनिक बिजली आपूर्ति में उपस्थिति के कारण रैखिक की तुलना में अधिक विश्वसनीय है, उदाहरण के लिए, ओवरलोड, पावर सर्ज, शॉर्ट सर्किट, आउटपुट सर्किट की रिवर्स पोलरिटी से। और उच्च दक्षता कम गर्मी के नुकसान की गारंटी देती है, जो बदले में स्विचिंग बिजली आपूर्ति के तत्व आधार को कम गर्म करती है, जो विश्वसनीयता का संकेतक है।

स्विचिंग विद्युत आपूर्ति की दक्षता.दक्षता दक्षता का एक गुणांक है, इस पैरामीटर का पदनाम यह निर्धारित करता है कि बिजली आपूर्ति घटकों के लिए ऊर्जा को कितनी कुशलता से परिवर्तित कर सकती है। माप प्रतिशत में है, और यह जितना अधिक 100% होगा, दक्षता उतनी ही अधिक होगी। बिजली आपूर्ति स्विच करने की दक्षता 98% तक अधिक है। एक एनालॉग बिजली आपूर्ति में, मुख्य नुकसान एक ट्रांसफार्मर और एक एनालॉग स्टेबलाइज़र हैं, जो बिजली की आपूर्ति को स्विच करने में नहीं है, एक मुख्य ट्रांसफार्मर के बजाय एक उच्च आवृत्ति ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जाता है, और एक स्टेबलाइज़र के बजाय एक मुख्य तत्व का उपयोग किया जाता है। और जब तक अधिकांश समय मुख्य तत्व चालू या बंद रहते हैं, तब तक पल्स इकाई में ऊर्जा हानि न्यूनतम होती है। लगभग 50% एनालॉग बिजली आपूर्ति की दक्षता केवल आसपास की हवा को गर्म करने पर खर्च की जाती है, सामान्य तौर पर, आप उन्हें खो देते हैं।

स्विचिंग बिजली आपूर्ति का द्रव्यमान एनालॉग की तुलना में बहुत कम है।और स्विचिंग बिजली आपूर्ति का छोटा वजन इस तथ्य के कारण है कि बढ़ती आवृत्ति के साथ, समान संचारित शक्ति के साथ छोटे ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जा सकता है।

और एकीकृत तत्व आधार के बड़े पैमाने पर उत्पादन और प्रमुख उच्च-शक्ति ट्रांजिस्टर के विकास के लिए धन्यवाद, आज हमारे पास स्विचिंग बिजली आपूर्ति के पावर बेस के लिए कम कीमतें हैं। आउटपुट पावर जितनी अधिक होगी, समान रैखिक बिजली आपूर्ति की तुलना में स्विचिंग बिजली आपूर्ति उतनी ही सस्ती होगी।

विद्युत आपूर्ति स्विच करने के लिए मुख्य वोल्टेज आवश्यकताएँ क्या हैं?हमारे लिए, जैसा कि आप जानते हैं, आउटलेट में 220 वोल्ट, यह संभवतः मानक से दुर्लभ है। स्विचिंग बिजली आपूर्ति में, आपूर्ति वोल्टेज की एक बड़ी श्रृंखला की अनुमति होती है, जिसे रैखिक ब्लॉकों के बारे में नहीं कहा जा सकता है।

और इसलिए, बिजली आपूर्ति चुनते समय क्या रुकना चाहिए? मुझे लगता है कि आप सही चुनाव करेंगे और हमें उम्मीद है कि लेख आपके लिए उपयोगी और दिलचस्प होगा। पेशेवरों पर भरोसा करें और उच्च गुणवत्ता वाली बिजली आपूर्ति चुनें, जो उच्च गुणवत्ता वाले घटकों के आधार पर बनाई गई हो!

आप प्रसिद्ध निर्माताओं की बिजली आपूर्ति से परिचित हो सकते हैं