डीसी वोल्टेज कन्वर्टर्स

विद्युत ऊर्जा के रूपांतरण के बारे में बोलते हुए, विभिन्न ट्रांसफार्मर, जनरेटर, विभिन्न घरेलू उपकरणों के लिए बिजली की आपूर्ति, इलेक्ट्रॉनिक गैजेट्स के लिए चार्जर, वेल्डिंग इनवर्टर और यहां तक ​​कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र भी याद कर सकते हैं। सभी मामलों में, विद्युत ऊर्जा का रूपांतरण किसी न किसी रूप में होता है। हम कह सकते हैं कि रोजमर्रा की जिंदगी में हम विभिन्न प्रकार के विद्युत कन्वर्टर्स से घिरे हुए हैं और आधुनिक दुनिया में उनकी पूर्ण अनुपस्थिति की कल्पना करना मुश्किल है।

डीसी/डीसी कन्वर्टर्स पिछले बीस वर्षों में विशेष रूप से आम हो गए हैं। यह सामान्य रूप से सेमीकंडक्टर उद्योग और इलेक्ट्रॉनिक्स के तेजी से विकास के कारण है।

उच्च-आवृत्ति पल्स कन्वर्टर्स को कम-आवृत्ति ट्रांसफार्मर बिजली की आपूर्ति से लगभग बाजार से बाहर कर दिया गया है, जो अब केवल पुराने टीवी और अन्य प्राचीन उपकरणों या कुछ आधुनिक ऑडियो एम्पलीफायरों में पाया जा सकता है।

उच्च-आवृत्ति ट्रांसफार्मर (या चोक) का आकार 50-60 हर्ट्ज नेटवर्क से संचालित करने के लिए डिज़ाइन किए गए कम-आवृत्ति वाले लोहे के ट्रांसफार्मर की तुलना में बहुत छोटा है, यही वजह है कि स्विचिंग बिजली की आपूर्ति इतनी कॉम्पैक्ट है।एक तरह से या किसी अन्य, डीसी / डीसी कन्वर्टर्स में अभी भी उनके डिजाइन में एक ट्रांसफार्मर (या चोक) होता है, लेकिन यह इतना भारी और शोर वाला ट्रांसफार्मर नहीं है।

आधुनिक डीसी-डीसी कन्वर्टर्स (अर्थात्, तथाकथित डीसी-टू-डीसी वोल्टेज कन्वर्टर्स) की सीमा काफी विस्तृत है। आइए देखें कि डीसी-डीसी कन्वर्टर्स वास्तव में क्या हैं।

1. लघु समायोज्य ट्रांसड्यूसर

यह छोटा 43 मिमी x 21 मिमी कनवर्टर और इसी तरह के मॉडल की कीमत चीनी बाजारों में $ 1 या अधिक है। यह उदाहरण LM2596 चिप चलाता है, और इसके आउटपुट पैरामीटर समायोजित किए जा सकते हैं। 4.5 से 40 वोल्ट की सीमा में एक डीसी वोल्टेज इनपुट पर लागू होता है, और आउटपुट पर 1.3 से 35 वोल्ट का डीसी वोल्टेज प्राप्त होता है।

इस कन्वर्टर से प्राप्त किया जा सकने वाला अधिकतम करंट 3 एम्पीयर है, लेकिन इस मामले में एक हीटसिंक की आवश्यकता होती है, यदि कन्वर्टर को बिना हीटसिंक के उपयोग किया जाता है, तो औसत करंट 2 एम्पियर से अधिक नहीं होना चाहिए। ऐसे कनवर्टर की दक्षता 92% तक पहुंच सकती है।

इस कन्वर्टर को हिरन कन्वर्टर टोपोलॉजी के अनुसार असेंबल किया जाता है और इसके सभी मुख्य घटक बोर्ड पर दिखाई देते हैं: इनपुट और आउटपुट कैपेसिटर, घुटन, स्कॉटकी डायोड, TO-263-5 पैकेज में रोकनेवाला और microcircuit को विनियमित करना। ऊपर दिए गए योजनाबद्ध में ट्रिम रेसिस्टर नहीं दिखाया गया है, लेकिन बोर्ड पर एक है।

इस रोकनेवाला के बिना, सर्किट आउटपुट पर 5 वोल्ट से अधिक नहीं देगा, लेकिन अगर फ़िल्टर के आउटपुट कैपेसिटर से फीडबैक सीधे नहीं हटाया जाता है, लेकिन एक वोल्टेज डिवाइडर के माध्यम से जो इस नियामक अवरोधक का उपयोग करके यहां इकट्ठा किया गया है, तो आप इस बोर्ड पर लागू किए गए आउटपुट वोल्टेज रेंज को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ा सकते हैं।

इन कन्वर्टर्स का दायरा केवल डेवलपर की कल्पना से ही सीमित है। यहां आप एलईडी को बिजली दे सकते हैं और विभिन्न पोर्टेबल उपकरणों को चार्ज कर सकते हैं और बहुत कुछ।

इस प्रकार के बूस्ट कन्वर्टर्स भी हैं, जो बढ़ते हुए (एम्प्लीफाइंग) कन्वर्टर की टोपोलॉजी के अनुसार बनाए गए हैं।

उपरोक्त छवि में (लाल बोर्ड) 150 वाट (अतिरिक्त शीतलन की आवश्यकता) की अधिकतम शक्ति के साथ एक समायोज्य बूस्ट कनवर्टर है, जिसका इनपुट 10 से 30 वोल्ट तक और आउटपुट पर 12 से 35 वोल्ट तक संचालित किया जा सकता है।

जैसा कि पिछले उदाहरण में, इस कनवर्टर के आउटपुट पर एक नियामक अवरोधक है, जो आउटपुट वोल्टेज के वांछित मूल्य को प्राप्त करने के लिए जिम्मेदार है। नियंत्रण चिप बोर्ड के पीछे स्थित है। बोर्ड स्वयं 65 मिमी x 35 मिमी मापता है। ऐसे कन्वर्टर की कीमत पिछले उदाहरण की तुलना में 3 गुना अधिक है।

2. पनरोक बिजली की आपूर्ति

इस बिजली की आपूर्ति में एपॉक्सी से भरा एक कठोर, जलरोधी, डाई-कास्ट हाउसिंग है, जो इसे परिवहन और किसी भी अन्य उपकरण में उपयोग करने की अनुमति देता है जहां विश्वसनीयता और सुरक्षा की आवश्यकता होती है। इन्वर्टर में ओवरवॉल्टेज, ओवरवॉल्टेज, शॉर्ट सर्किट और ओवरलोड प्रोटेक्शन है।

विभिन्न मॉडलों की इनपुट वोल्टेज रेंज बहुत विस्तृत है और इस उदाहरण में 9 से 24 वोल्ट तक है, जबकि आउटपुट 24 वोल्ट है जिसमें अधिकतम 5 एम्पियर (इस उदाहरण में) है। फोटो में बॉक्स का आकार 75 मिमी x 75 मिमी है, ऊंचाई 31 मिमी है। क्षमता के आधार पर ऐसे कन्वर्टर्स की कीमत लगभग 10 - 50 डॉलर है।

इस प्रकार के कन्वर्टर्स 15 से 360 वाट की शक्ति के लिए, 60 वोल्ट तक के इनपुट वोल्टेज के लिए और 5 से 48 वोल्ट के आउटपुट वोल्टेज के लिए निर्मित होते हैं। वे कई बाजारों में भी काफी आम हैं।

3. डीसी पावर को बाड़े में स्विच करें

आमतौर पर, ये बिजली आपूर्ति फ्लाईबैक, पुश-पुल या हाफ-ब्रिज स्विचिंग सर्किट के अनुसार की जाती है। वे 19 से 72 वोल्ट और उससे अधिक के इनपुट वोल्टेज के लिए उपलब्ध हैं, और आउटपुट आमतौर पर 5 से 24 वोल्ट है। इस प्रकार के कन्वर्टर्स की शक्ति 1000 वाट तक पहुँच सकती है। केस का आकार 78 मिमी x 51 मिमी x 28 मिमी से 295 मिमी x 127 मिमी x 41 मिमी।

ये बिजली आपूर्ति कई निर्माताओं से उपलब्ध हैं और कई सौ डॉलर तक खर्च कर सकते हैं। एलईडी स्ट्रिप्स को पावर देने के लिए अक्सर ऐसे उपकरणों का उपयोग किया जाता है। उनके पास आउटपुट वोल्टेज को ठीक करने की क्षमता है और अधिभार संरक्षण है।

बाजार पर कन्वर्टर्स के समान मॉडल हैं जो सीधे वैकल्पिक चालू नेटवर्क, तथाकथित एसी-डीसी कन्वर्टर्स से संचालित होते हैं, लेकिन वहां, हालांकि, नेटवर्क वोल्टेज को पहले ठीक किया जाता है, फ़िल्टर किया जाता है, अर्थात स्थिर बनाया जाता है, और केवल इसे एक मानक उच्च-आवृत्ति रूपांतरण के माध्यम से परिवर्तित करने और दूसरे स्तर पर निरंतर वोल्टेज में सुधार करने के बाद, डीसी-डीसी कनवर्टर मॉड्यूल फिर से उपयोग किया जाता है।

अन्य कन्वर्टर्स के विपरीत, एक वैकल्पिक चालू नेटवर्क द्वारा संचालित कन्वर्टर्स में आवश्यक रूप से प्राथमिक से उच्च-आवृत्ति पल्स ट्रांसफॉर्मर की द्वितीयक वाइंडिंग का गैल्वेनिक अलगाव होता है... एक नियम के रूप में, ऐसी इकाइयों में फीडबैक लूप का उपयोग करके अलग किया जाता है ऑप्टोकॉप्लर्स... निष्पक्षता में, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस प्रकार की कम-बिजली इकाइयां भी फ्रेमलेस डिजाइन में उपलब्ध हैं।

4. पीसीबी बढ़ते के लिए डीसी-डीसी कनवर्टर

ये लघु बिजली आपूर्ति 0.25 से 100 वाट तक की शक्ति में होती है। वे इनपुट वोल्टेज की एक श्रृंखला की अनुमति देते हैं: 3-3.6V, 4.5-9V, 9-18V, 13-16.6V, 9-36V, 18-36V, 18-72V, 36-72V और 36-75V।निर्माता के आधार पर, आपूर्ति वोल्टेज पर्वतमाला भिन्न हो सकती है। कुछ कन्वर्टर्स आउटपुट वोल्टेज के समायोजन और डिवाइस को स्टैंडबाय मोड में रखने की अनुमति देते हैं। ब्लॉकों की मानक आउटपुट वोल्टेज रेंज: 5V, 12V, 15V।

पीसीबी माउंटिंग के लिए डीसी-डीसी कन्वर्टर्स विद्युत रूप से पृथक (1500V) हैं, और अधिकतम स्वीकार्य तापमान 90 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है। डेवलपर्स के लिए सबसे बड़ी दिलचस्पी 3 वाट की शक्ति वाले कन्वर्टर्स हैं। ऐसे कन्वर्टर्स की लागत इकाइयों से लेकर दसियों डॉलर तक भिन्न होती है।

सभी आधुनिक औद्योगिक स्विचिंग DC-DC कन्वर्टर्स की ऑपरेटिंग आवृत्ति 50kHz से ऊपर है और 300kHz तक पहुँचती है। यह कथन पल्स ट्रांसफॉर्मर और फेराइट चोक के लिए सही है, क्योंकि ट्रांसफॉर्मर के लिए हर जगह फेराइट कोर का उपयोग किया जाता है और कन्वर्टर्स में इस्तेमाल होने वाले चोक का उपयोग किया जाता है।

औद्योगिक समर्पित कनवर्टर स्विचिंग IC में अक्सर एक सख्त सेट आवृत्ति होती है जो हमेशा 50 kHz से ऊपर होती है। यदि एक PWM नियंत्रक का उपयोग किया जाता है, तो संबंधित आवृत्ति बाहरी घटकों द्वारा निर्धारित की जाती है।