સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય કમ્પોઝિશન સિદ્ધાંત + સર્કિટ ડાયાગ્રામ વિશ્લેષણ (ભાગ 2)

(A) સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાયનો રચના સિદ્ધાંત

1.1 ઇનપુટ સર્કિટ

લીનિયર ફિલ્ટર સર્કિટ, સર્જ કરંટ સપ્રેશન સર્કિટ, રેક્ટિફાયર સર્કિટ.
કાર્ય: ઇનપુટ ગ્રીડ એસી પાવર સપ્લાયને સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાયના ડીસી ઇનપુટ પાવર સપ્લાયમાં કન્વર્ટ કરો જે જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે.
1.1.1 લીનિયર ફિલ્ટર સર્કિટ
હાર્મોનિક્સ અને અવાજને દબાવો
1.1.2 સર્જ ફિલ્ટર સર્કિટ
ગ્રીડમાંથી સર્જાતા પ્રવાહને દબાવો
1.1.3 રેક્ટિફાયર સર્કિટ
AC ને DC માં કન્વર્ટ કરો
ત્યાં બે પ્રકાર છે: કેપેસિટર ઇનપુટ પ્રકાર અને ચોક કોઇલ ઇનપુટ પ્રકાર. મોટાભાગના સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય ભૂતપૂર્વ છે

1.2 કન્વર્ઝન સર્કિટ

સ્વિચિંગ સર્કિટ, આઉટપુટ આઇસોલેશન (કન્વર્ટર) સર્કિટ વગેરે સમાવે છે. તે માટેની મુખ્ય ચેનલ છેસ્વિચિંગ પાવર સપ્લાયરૂપાંતરણ, અને પાવર સાથે પાવર સપ્લાય વેવફોર્મના કટીંગ મોડ્યુલેશન અને આઉટપુટને પૂર્ણ કરે છે.
આ સ્તર પર સ્વિચિંગ પાવર ટ્યુબ તેનું મુખ્ય ઉપકરણ છે.

1.2.1 સ્વિચિંગ સર્કિટ
ડ્રાઇવ મોડ: સ્વ-ઉત્તેજિત, બાહ્ય રીતે ઉત્સાહિત
રૂપાંતર સર્કિટ: અલગ, બિન-અલગ, રેઝોનન્ટ
પાવર ઉપકરણો: સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા GTR, MOSFET, IGBT છે
મોડ્યુલેશન મોડ: PWM, PFM અને હાઇબ્રિડ. PWM સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે.
1.2.2 કન્વર્ટર આઉટપુટ
શાફ્ટ-ફ્રી અને શાફ્ટ-સાથે વિભાજિત. અર્ધ-તરંગ સુધારણા અને વર્તમાન-ડબલર સુધારણા માટે કોઈ શાફ્ટની જરૂર નથી. ફુલ-વેવ માટે શાફ્ટ જરૂરી છે.

1.3 નિયંત્રણ સર્કિટ

આઉટપુટ વોલ્ટેજને સમાયોજિત કરવા માટે ડ્રાઇવ સર્કિટમાં મોડ્યુલેટેડ લંબચોરસ કઠોળ પ્રદાન કરો.

સંદર્ભ સર્કિટ: વોલ્ટેજ સંદર્ભ પ્રદાન કરો. જેમ કે સમાંતર સંદર્ભ LM358, AD589, શ્રેણી સંદર્ભ AD581, REF192, વગેરે.

સેમ્પલિંગ સર્કિટ: આઉટપુટ વોલ્ટેજનો તમામ અથવા ભાગ લો.

સરખામણી એમ્પ્લીફિકેશન: પાવર સપ્લાય પીએમ સર્કિટને નિયંત્રિત કરવા માટે ભૂલ સંકેત જનરેટ કરવા સંદર્ભ સિગ્નલ સાથે નમૂના સિગ્નલની તુલના કરો.

V/F કન્વર્ઝન: એરર વોલ્ટેજ સિગ્નલને ફ્રીક્વન્સી સિગ્નલમાં કન્વર્ટ કરો.

ઓસીલેટર: ઉચ્ચ-આવર્તન ઓસિલેશન વેવ બનાવો

બેઝ ડ્રાઇવ સર્કિટ: સ્વીચ ટ્યુબના આધારને ચલાવવા માટે મોડ્યુલેટેડ ઓસિલેશન સિગ્નલને યોગ્ય નિયંત્રણ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરો.

1.4 આઉટપુટ સર્કિટ

સુધારણા અને ફિલ્ટરિંગ
આઉટપુટ વોલ્ટેજને ધબકતા ડીસીમાં સુધારો અને તેને લો-રિપલ ડીસી વોલ્ટેજમાં સ્મૂથ કરો. આઉટપુટ રેક્ટિફિકેશન ટેક્નોલોજીમાં હવે હાફ-વેવ, ફુલ-વેવ, કોન્સ્ટન્ટ પાવર, કરંટ ડબલિંગ, સિંક્રનસ અને અન્ય રેક્ટિફિકેશન પદ્ધતિઓ છે.

(બી) વિવિધ ટોપોલોજીકલ પાવર સપ્લાયનું વિશ્લેષણ

2.1 બક કન્વર્ટર
બક સર્કિટ: બક ચોપર, ઇનપુટ અને આઉટપુટ પોલેરિટી સમાન છે.
ઇન્ડક્ટર ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જનું વોલ્ટ-સેકન્ડ ઉત્પાદન સ્થિર સ્થિતિમાં સમાન હોવાથી, ઇનપુટ વોલ્ટેજ Ui, આઉટપુટ વોલ્ટેજ Uo; તેથી:
(Ui-Uo)ton=Uotoff
Uiton-Uoton=Uo*toff
Ui*ton=Uo(ટન+ટોફ)
Uo/Ui=ton/(ton+toff)=▲
એટલે કે, ઇનપુટ અને આઉટપુટ વોલ્ટેજ સંબંધ છે:
Uo/Ui=▲ (ડ્યુટી સાયકલ)

બક સર્કિટ ટોપોલોજી

જ્યારે સ્વીચ ચાલુ થાય છે, ત્યારે લોડના અંત સુધી પ્રવાહ પ્રદાન કરવા માટે ઇનપુટ પાવરને L ઇન્ડક્ટર અને C કેપેસિટર દ્વારા ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે; જ્યારે સ્વીચ બંધ કરવામાં આવે છે, ત્યારે લોડ ચાલુ રાખવા માટે L ઇન્ડક્ટર ડાયોડમાંથી વહેતું રહે છે. ફરજ ચક્રને કારણે આઉટપુટ વોલ્ટેજ ઇનપુટ પાવર વોલ્ટેજ કરતાં વધી જશે નહીં.

2.2 બુસ્ટ કન્વર્ટર
બુસ્ટ સર્કિટ: બૂસ્ટ ચોપર, ઇનપુટ અને આઉટપુટ પોલેરિટી સમાન છે.
સમાન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને, સિદ્ધાંત અનુસાર ઇન્ડક્ટર Lનું ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ વોલ્ટ-સેકન્ડ ઉત્પાદન સ્થિર સ્થિતિમાં સમાન છે, વોલ્ટેજ સંબંધ મેળવી શકાય છે: Uo/Ui=1/(1-▲）

બુસ્ટ સર્કિટ ટોપોલોજી

સ્વીચ ટ્યુબ Q1 અને આ સર્કિટનો લોડ સમાંતર રીતે જોડાયેલ છે. જ્યારે સ્વિચ ટ્યુબ ચાલુ થાય છે, ત્યારે તરંગને સરળ બનાવવા માટે પ્રવાહ ઇન્ડક્ટર L1માંથી પસાર થાય છે, અને પાવર સપ્લાય ઇન્ડક્ટર L1 ને ચાર્જ કરે છે. જ્યારે સ્વિચ ટ્યુબ બંધ થાય છે, ત્યારે ઇન્ડક્ટર L લોડ અને પાવર સપ્લાયમાં ડિસ્ચાર્જ થાય છે અને આઉટપુટ વોલ્ટેજ એ ઇનપુટ વોલ્ટેજ Ui+UL હશે, તેથી તેની બુસ્ટ અસર છે.

2.3 ફ્લાયબેક કન્વર્ટર

બક-બૂસ્ટ સર્કિટ: બૂસ્ટ/બક ચોપર, ઇનપુટ અને આઉટપુટ પોલેરિટી વિરુદ્ધ છે, અને ઇન્ડક્ટર ટ્રાન્સમિટ થાય છે.
વોલ્ટેજ સંબંધ: Uo/Ui=-▲/(1-▲）

બક-બૂસ્ટ સર્કિટ ટોપોલોજી

જ્યારે S ચાલુ હોય, ત્યારે લોડ પાવર સપ્લાય માત્ર ઇન્ડક્ટરને ચાર્જ કરે છે. જ્યારે S બંધ હોય, ત્યારે પાવર ટ્રાન્સમિશન પ્રાપ્ત કરવા માટે ઇન્ડક્ટર દ્વારા લોડમાં પાવર સપ્લાય ડિસ્ચાર્જ કરવામાં આવે છે.
તેથી, અહીં એલ ઇન્ડક્ટર એ ઊર્જા પ્રસારિત કરવા માટેનું ઉપકરણ છે.

(C) એપ્લિકેશન ક્ષેત્રો

સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય સર્કિટમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, નાના કદ, હળવા વજન અને સ્થિર આઉટપુટ વોલ્ટેજના ફાયદા છે, તેથી તેનો ઉપયોગ સંચાર, કમ્પ્યુટર્સ, ઔદ્યોગિક ઓટોમેશન, ઘરગથ્થુ ઉપકરણો અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, કમ્પ્યુટર ક્ષેત્રમાં, સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય કમ્પ્યુટર પાવર સપ્લાયનો મુખ્ય પ્રવાહ બની ગયો છે, જે કમ્પ્યુટર સાધનોના સ્થિર સંચાલનને સુનિશ્ચિત કરી શકે છે; નવી ઊર્જાના ક્ષેત્રમાં, સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય પણ એક ઉપકરણ તરીકે મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવી રહ્યું છે જે ઊર્જાને સ્થિર રીતે રૂપાંતરિત કરી શકે છે.

ટૂંકમાં, સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય સર્કિટ એ કાર્યક્ષમ અને વિશ્વસનીય પાવર કન્વર્ઝન સર્કિટ છે. તેનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત મુખ્યત્વે ઉચ્ચ-આવર્તન સ્વિચિંગ રૂપાંતરણ અને સુધારણા ફિલ્ટરિંગ દ્વારા ઇનપુટ વિદ્યુત ઊર્જાને સ્થિર અને વિશ્વસનીય ડીસી પાવર આઉટપુટમાં રૂપાંતરિત કરવાનો છે.