बिजली आपूर्ति के प्रकार

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, एक बिजली की आपूर्ति एक उपकरण है जो विद्युत ऊर्जा को एक जुड़े विद्युत उपकरण द्वारा आवश्यक आउटपुट विद्युत वोल्टेज, वर्तमान और आवृत्ति में परिवर्तित करता है। यह प्रत्यावर्ती धारा को प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित करता है और विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों (कंप्यूटर, टीवी, प्रिंटर, राउटर, आदि) को शक्ति प्रदान करता है। दो अलग-अलग प्रकार की बिजली आपूर्ति होती है: एक वोल्टेज स्रोत (निरंतर वोल्टेज प्रदान करता है) और एक वर्तमान स्रोत (निरंतर वर्तमान प्रदान करता है)।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए बिजली की आपूर्ति को मुख्य रूप से रैखिक और स्पंदित में विभाजित किया जा सकता है:

• रैखिक बिजली की आपूर्ति जिसमें संबंधित तत्व एक ट्रांसफार्मर है (ट्रांसफार्मर के बिना भी रैखिक बिजली की आपूर्ति होती है);
• विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम (वोल्टेज कन्वर्टर्स) का उपयोग करके बिजली की आपूर्ति स्विच करना;

रैखिक लोगों के पास अपेक्षाकृत सरल डिज़ाइन होता है जो अधिक जटिल हो सकता है क्योंकि वर्तमान में उन्हें आपूर्ति करने की आवश्यकता होती है, लेकिन उनका वोल्टेज विनियमन उनके लिए बहुत कुशल नहीं है।

शक्ति कई उपकरणों का एक अभिन्न अंग है। कुछ मुख्य प्रकार हैं:

• आवेग बिजली आपूर्ति इकाई। वर्तमान में, अधिकांश बिजली आपूर्ति स्विचिंग बिजली आपूर्ति के रूप में निर्मित होती है। उनका फायदा मुख्य रूप से कम वजन है। जब सॉलिड-स्टेट नियंत्रण और बिजली की आपूर्ति अभी तक उपलब्ध नहीं थी, तो भारी, अधिक टिकाऊ ट्रांसफॉर्मर बिजली की आपूर्ति का उपयोग कम लागत वाली स्विचिंग बिजली आपूर्ति डिजाइनों की अनुमति देने के लिए किया गया था।
• कंप्यूटर बिजली की आपूर्ति। कंप्यूटर में एक स्विचिंग बिजली की आपूर्ति होती है जो कंप्यूटर के विद्युत सर्किट (डीसी 3.3 वी, 5 वी और 12 वी) में उपयोग किए जाने वाले कम वोल्टेज में वितरण नेटवर्क (230 वी, 50 हर्ट्ज) से कम एसी वोल्टेज को परिवर्तित करती है।
• नेटवर्क एडेप्टर। यह 230 वोल्ट की मुख्य आपूर्ति पर उपयोग किए जाने वाले एक मानक विद्युत प्लग (जैसे मोबाइल फोन चार्जर) के आकार और आकार का एक छोटा स्विचिंग पावर स्रोत है जो किसी विशेष विद्युत या इलेक्ट्रॉनिक उपकरण के लिए आवश्यक कम वोल्टेज प्रदान करता है। एसी एडेप्टर आमतौर पर उन उपकरणों और उपकरणों के साथ उपयोग किए जाते हैं जिनकी अपनी आंतरिक बिजली आपूर्ति नहीं होती है।
• वेल्डिंग शक्ति स्रोत। वेल्डिंग स्रोत एक उच्च धारा (आमतौर पर सैकड़ों एम्पीयर) प्रदान करते हैं जो धातु को स्थानीय रूप से पिघलाने और इस प्रकार जुड़ने की अनुमति देता है। पहले, तथाकथित वेल्डिंग ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जाता था (उच्च वेल्डिंग धाराओं के लिए डिज़ाइन किए गए विशेष विद्युत चुम्बकीय ट्रांसफार्मर के साथ), और अधिक आधुनिक हैं इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण के साथ वेल्डिंग इनवर्टर.

बिजली की आपूर्ति का आंतरिक प्रतिरोध

एक वोल्टेज स्रोत के रूप में एक आदर्श बिजली आपूर्ति, कनेक्टेड लोड की परवाह किए बिना हमेशा एक ही वोल्टेज प्रदान करती है (यानी आपूर्ति वोल्टेज अलग-अलग वर्तमान ड्रॉ पर स्थिर है)।

हालाँकि, कोई सही स्रोत नहीं है क्योंकि आंतरिक प्रतिरोध एक वास्तविक स्रोत उस अधिकतम धारा को सीमित करता है जो परिपथ में प्रवाहित हो सकती है।

यह बिजली आपूर्ति एक स्थिर आउटपुट वोल्टेज प्रदान करने के लिए वोल्टेज नियामक का उपयोग कर सकती है, जो वोल्टेज ड्रॉप (नियामक के इनपुट और आउटपुट वोल्टेज के बीच अंतर) द्वारा प्रदान की जाती है। उदाहरण - स्विचिंग वोल्टेज नियामक

तो आउटपुट वोल्टेज की गुणवत्ता के अनुसार, बिजली की आपूर्ति को प्रतिष्ठित किया जाता है:

• स्थिर स्रोत, जिनमें से वोल्टेज को वर्तमान उतार-चढ़ाव की परवाह किए बिना एक स्थिर स्तर पर बनाए रखा जाता है,
• अनियमित स्रोत जहां आउटपुट वोल्टेज वर्तमान उतार-चढ़ाव के साथ भिन्न हो सकते हैं।

ट्रांसफार्मर रैखिक बिजली की आपूर्ति

शास्त्रीय रैखिक स्रोतों में निम्नलिखित तत्व होते हैं: एक ट्रांसफार्मर, एक दिष्टकारी, एक फिल्टर और एक वोल्टेज नियामक।

रैखिक बिजली आपूर्ति योजनाबद्ध आरेख

सबसे पहले, ट्रांसफार्मर मुख्य वोल्टेज को कम वोल्टेज में परिवर्तित करता है और प्रदान करता है विद्युत अपघटन… एक परिपथ जो प्रत्यावर्ती धारा को स्पंदित दिष्ट धारा में परिवर्तित करता है, कहलाता है सही करनेवाला (डायोड ब्रिज सर्किट का उपयोग सुधार के लिए किया जाता है), फिर कैपेसिटर और इंडिकेटर्स वाला एक फिल्टर रिपल को कम करता है। फिल्टर के बारे में अधिक- पावर फिल्टर.

किसी दिए गए मूल्य पर वोल्टेज का विनियमन या स्थिरीकरण तथाकथित का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है जिसके निर्माण में एक वोल्टेज नियामक ट्रांजिस्टर.

सर्किट में ट्रांजिस्टर एक समायोज्य प्रतिरोध के रूप में कार्य करता है।इस चरण के आउटपुट में, तरंग में अधिक स्थिरता प्राप्त करने के लिए, दूसरा फ़िल्टरिंग चरण होता है (हालांकि जरूरी नहीं, यह सब डिजाइन आवश्यकताओं पर निर्भर करता है), यह एक पारंपरिक संधारित्र हो सकता है।

बिजली की आपूर्ति में वे हैं जिनमें लोड को आपूर्ति की जाने वाली बिजली है थायरिस्टर्स द्वारा विनियमितलोड को आवश्यक वोल्टेज और बिजली की आपूर्ति करने के लिए।

जर्मन प्रयोगशाला बिजली की आपूर्ति

आधुनिक रैखिक बिजली की आपूर्ति

बुनियादी प्रकार के रैखिक स्रोतों में वोल्टेज का स्थिरीकरण एक उपयुक्त अवरोधक के माध्यम से उच्च वोल्टेज के एक अनियमित स्रोत द्वारा खिलाए गए सर्किट के साथ समानांतर में एक विशेष तत्व को जोड़कर प्राप्त किया जाता है, जिसकी वर्तमान-वोल्टेज विशेषता आवश्यक पर वर्तमान में तेज वृद्धि दर्शाती है। वोल्टेज। यह एक ऐसा तत्व है ज़ेनर डायोड, जो दहलीज वोल्टेज की एक विस्तृत श्रृंखला पर काम करता है।

जेनर डायोड बिजली की आपूर्ति के नुकसान अपेक्षाकृत कम आउटपुट वोल्टेज स्थिरता, एक अपेक्षाकृत छोटी वर्तमान सीमा और विशेष रूप से कम दक्षता हैं, क्योंकि विद्युत ऊर्जा को श्रृंखला रोकनेवाला और जेनर डायोड में ही गर्मी में परिवर्तित किया जाता है।

आधुनिक रैखिक स्रोत (आमतौर पर एक एकीकृत सर्किट के रूप में) एक परिवर्तनीय प्रतिबाधा तत्व (रैखिक मोड ट्रांजिस्टर) का उपयोग करते हैं जो आउटपुट वोल्टेज और डीसी वोल्टेज के बीच अंतर के आधार पर एक आंतरिक संदर्भ वोल्टेज (डायोड पर आधारित) के आधार पर फीडबैक द्वारा नियंत्रित होता है। सर्किट, लेकिन छोटे प्रत्यक्ष प्रवाह के साथ)।

विशिष्ट रैखिक स्रोत 78xx IC हैं (उदाहरण के लिए 7805 एक 5V वोल्टेज स्रोत है) और उनके डेरिवेटिव।

ऐसी रैखिक बिजली आपूर्ति का नुकसान उनकी कम दक्षता है (और क्योंकि एकीकृत सर्किट में बिजली का अपव्यय गर्मी और शीतलन की आवश्यकता के साथ बदलता रहता है), खासकर जब इनपुट और आउटपुट वोल्टेज और उच्च धाराओं के बीच एक बड़ा अंतर होता है। यह भी कभी-कभी हानिकारक होता है कि आउटपुट वोल्टेज हमेशा इनपुट वोल्टेज से कम होता है।

लाभ उनकी कम लागत, छोटे आकार, उपयोग में आसानी और बाहर से और विद्युत सर्किट में हस्तक्षेप की कमी में निहित है।

एक इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग प्रयोगशाला में निर्मित बिजली की आपूर्ति

स्विचिंग बिजली की आपूर्ति

स्पंदित बिजली की आपूर्ति में, एक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जाता है, जो समय-समय पर अपेक्षाकृत उच्च आवृत्ति (दसियों kHz या अधिक) पर बंद हो जाता है और सर्किट के इनपुट वोल्टेज को बढ़ाता है जिसमें कॉइल, कैपेसिटर और डायोड का संयोजन होता है। इन तत्वों के उपयुक्त संयोजन से, वोल्टेज में कमी और वृद्धि प्राप्त करना संभव है।

एक अन्य प्रकार की स्पंदित बिजली आपूर्ति एक ट्रांसफॉर्मर और बाद में डायोड रेक्टिफायर के साथ एक बिजली की आपूर्ति है, जो उच्च आवृत्तियों पर आधुनिक चुंबकीय सामग्री (फेराइट्स) के लाभकारी गुणों (उच्च धाराओं पर ट्रांसफार्मर का छोटा आकार, कम चुंबकीय नुकसान) का लाभ उठाती है। . आवृत्ति को बदलकर, आप आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तन प्राप्त कर सकते हैं।

इस प्रकार, ऐसी बिजली आपूर्ति में एक सर्किट (आमतौर पर एक एकीकृत सर्किट के रूप में) शामिल होता है जो अलग-अलग लोड के तहत स्थिर आउटपुट वोल्टेज प्रदान करने के लिए आउटपुट वोल्टेज से प्रतिक्रिया के आधार पर आवृत्ति भिन्नता प्रदान करता है।

बिजली की आपूर्ति स्विच करने पर अधिक: बिजली की आपूर्ति स्विच करने के सामान्य सिद्धांत, फायदे और नुकसान

क्योंकि स्विचिंग बिजली की आपूर्ति वर्ग-तरंग वोल्टेज और धाराओं के साथ काम करती है, वे आमतौर पर एक विस्तृत आवृत्ति रेंज पर विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उत्सर्जन करते हैं। इसलिए, उन्हें बनाते और उपयोग करते समय, विद्युत चुम्बकीय संगतता (EMC) के सिद्धांतों का पालन करना आवश्यक है।

प्रयोगशाला के उपकरण

एक कार्यशाला या प्रयोगशाला में, माप, परीक्षण और समस्या निवारण के लिए एक सटीक बिजली आपूर्ति का उपयोग किया जाता है। ये प्रयोगशाला बिजली की आपूर्ति वोल्टेज के साथ-साथ आउटपुट धाराओं को परिवर्तित, सुधार और विनियमित करती है ताकि परीक्षण के तहत उपकरणों को नुकसान पहुंचाए बिना माप किया जा सके।

यह सभी देखें:औद्योगिक स्वचालन उपकरणों के लिए बिजली की आपूर्ति