స్విచింగ్ పవర్ సప్లైస్ — సాధారణ సూత్రాలు, ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

నేడు, ఏదైనా గృహోపకరణం లేదా విద్యుత్ సరఫరాలో ఇనుప ట్రాన్స్ఫార్మర్ను కనుగొనడం ఇప్పటికే కష్టం. 1990వ దశకంలో, అవి వేగంగా గతంలోకి మారడం ప్రారంభించాయి, కన్వర్టర్‌లను మార్చడానికి లేదా విద్యుత్ సరఫరాలను మార్చడానికి (SMPS అని సంక్షిప్తీకరించబడింది) దారితీసింది.

స్విచింగ్ పవర్ సప్లైలు పరిమాణం, ఫలితంగా వచ్చే DC వోల్టేజ్ యొక్క నాణ్యత పరంగా ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లను అధిగమించాయి, అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్‌ను నియంత్రించడానికి విస్తృత ఎంపికలను కలిగి ఉంటాయి మరియు సాంప్రదాయకంగా అవుట్‌పుట్ ఓవర్‌లోడ్ రక్షణతో అమర్చబడి ఉంటాయి. మరియు స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లైస్ గృహ నెట్‌వర్క్‌లో జోక్యం చేసుకునే ప్రధాన ప్రొవైడర్లుగా నమ్ముతున్నప్పటికీ, వారి విస్తృత వినియోగం రివర్స్ చేయబడదు.

ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ సరఫరా:

మారుతున్న కరెంట్:

స్విచింగ్ పవర్ సప్లైస్ సెమీకండక్టర్ స్విచ్‌లకు సర్వవ్యాప్తి చెందుతాయి- ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్లు మరియు డయోడ్ షాట్కీ… ఇది చౌక్ లేదా ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌తో కలిసి పనిచేసే ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్, ఇది ప్రతి ఆధునిక స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లై యొక్క గుండె: ఇన్వర్టర్‌లు, వెల్డింగ్ మెషీన్‌లు, నిరంతర విద్యుత్ సరఫరాలు, టీవీలు, మానిటర్‌లు మొదలైన వాటికి అంతర్నిర్మిత విద్యుత్ సరఫరా. — ఈ రోజుల్లో పల్స్ కన్వర్షన్ సర్క్యూట్‌లు దాదాపు ప్రతిచోటా వోల్టేజీని ఉపయోగిస్తున్నారు.

పల్స్ కన్వర్టర్ యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క సాధారణ సూత్రం విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ యొక్క చట్టంపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు ఇందులో సమానంగా ఉంటుంది ప్రతి ట్రాన్స్ఫార్మర్తో… ఒకే తేడా ఏమిటంటే, 50 Hz యొక్క మెయిన్స్ ఫ్రీక్వెన్సీతో ఆల్టర్నేటింగ్ వోల్టేజ్ నేరుగా సంప్రదాయ మెయిన్స్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క ప్రాధమిక వైండింగ్‌కు వర్తించబడుతుంది మరియు నేరుగా మార్చబడుతుంది (అవసరమైతే, సరిదిద్దబడింది), మరియు స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లైలో, మెయిన్స్ వోల్టేజ్ ముందుగా సరిదిద్దబడింది మరియు DCగా మార్చబడుతుంది మరియు ప్రత్యేక అధిక పౌనఃపున్యం (50 హెర్ట్జ్ మెయిన్‌లతో పోలిస్తే) సర్క్యూట్‌ని ఉపయోగించి మరింత పెంచడానికి లేదా తగ్గించడానికి పల్స్‌గా మార్చబడుతుంది.

స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లై సర్క్యూట్ అనేక ప్రధాన భాగాలను కలిగి ఉంటుంది: మెయిన్స్ రెక్టిఫైయర్, స్విచ్ (లేదా స్విచ్‌లు), ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ (లేదా చౌక్), అవుట్‌పుట్ రెక్టిఫైయర్, కంట్రోల్ యూనిట్ మరియు స్టెబిలైజేషన్ మరియు ప్రొటెక్షన్ యూనిట్. రెక్టిఫైయర్, స్విచ్ మరియు ట్రాన్స్ఫార్మర్ (చౌక్) SMPS సర్క్యూట్ యొక్క శక్తి భాగం యొక్క ఆధారం, ఎలక్ట్రానిక్ బ్లాక్స్ (PWM కంట్రోలర్తో సహా) డ్రైవర్ అని పిలవబడేవి.

కాబట్టి, మెయిన్స్ వోల్టేజ్ రెక్టిఫైయర్ ద్వారా మెయిన్స్ ఫిల్టర్ యొక్క కెపాసిటర్‌కు అందించబడుతుంది, ఇక్కడ ఈ విధంగా స్థిరమైన వోల్టేజ్ పొందబడుతుంది, మెయిన్స్ వోల్టేజ్ యొక్క ప్రస్తుత సగటు విలువను బట్టి గరిష్టంగా 305 నుండి 340 వోల్ట్ల వరకు ఉంటుంది ( 215 నుండి 240 వోల్ట్ల వరకు) .

పప్పుల రూపంలో ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ (చౌక్) యొక్క ప్రాధమిక వైండింగ్‌కు సరిదిద్దబడిన వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది, దీని పునరావృత ఫ్రీక్వెన్సీ సాధారణంగా కీ కంట్రోల్ సర్క్యూట్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు దీని వ్యవధి సరఫరా చేయబడిన లోడ్ యొక్క సగటు కరెంట్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. .

అనేక పదుల నుండి అనేక వందల కిలోహెర్ట్జ్ల పౌనఃపున్యం కలిగిన స్విచ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ యొక్క ప్రాధమిక వైండింగ్‌ను కలుపుతుంది మరియు డిస్‌కనెక్ట్ చేస్తుంది లేదా ఫిల్టర్ కెపాసిటర్‌కు చౌక్‌ను చేస్తుంది, తద్వారా ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ లేదా చోక్ కోర్ యొక్క అయస్కాంతీకరణను తిప్పికొడుతుంది.

ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ మరియు చౌక్ మధ్య వ్యత్యాసం: చౌక్‌లో, శక్తిని మూలం నుండి కోర్‌కు నిల్వ చేయడం మరియు కోర్ నుండి వైండింగ్ ద్వారా లోడ్‌కు శక్తిని బదిలీ చేయడం వంటి దశలు సమయానికి వేరు చేయబడతాయి, అయితే ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లో ఇది ఏకకాలంలో జరుగుతుంది.

టోపోలాజీల గాల్వానిక్ ఐసోలేషన్ లేకుండా కన్వర్టర్‌లలో చౌక్ ఉపయోగించబడుతుంది: బూస్ట్ - బూస్ట్, స్టెప్ - డౌన్, అలాగే రివర్స్ టోపోలాజీ యొక్క గాల్వానిక్ ఐసోలేషన్‌తో కన్వర్టర్లలో. ట్రాన్స్ఫార్మర్ క్రింది టోపోలాజీల యొక్క గాల్వానిక్ ఐసోలేషన్తో కన్వర్టర్లలో ఉపయోగించబడుతుంది: వంతెన-పూర్తి-వంతెన, సగం-వంతెన-సగం-వంతెన, పుష్-పుల్-పుష్-పుల్, ముందుకు-ముందుకు.

స్విచ్ ఒకే ఒకటి కావచ్చు (బక్-అప్ కన్వర్టర్, ఫార్వర్డ్ కన్వర్టర్, గాల్వానిక్ ఐసోలేషన్ లేకుండా బూస్ట్ లేదా బక్ కన్వర్టర్) లేదా పవర్ విభాగంలో అనేక స్విచ్‌లు (సగం వంతెన, వంతెన, పుష్) ఉండవచ్చు.

స్విచ్(లు) యొక్క కంట్రోల్ సర్క్యూట్ మూలం యొక్క అవుట్‌పుట్ నుండి వోల్టేజ్ కోసం లేదా వోల్టేజ్ మరియు లోడ్ యొక్క కరెంట్ కోసం ఫీడ్‌బ్యాక్ సిగ్నల్‌ను అందుకుంటుంది, ఈ సిగ్నల్ విలువకు అనుగుణంగా, పల్స్ యొక్క వెడల్పు (డ్యూటీ సైకిల్), ఇది స్విచ్ స్వయంచాలకంగా సర్దుబాటు చేయబడిన వాహక స్థితి యొక్క వ్యవధిని నియంత్రిస్తుంది.

అవుట్పుట్ క్రింది విధంగా అమర్చబడింది. ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ లేదా ఇండక్టర్ యొక్క ద్వితీయ వైండింగ్ నుండి లేదా ఇండక్టర్ యొక్క సింగిల్ వైండింగ్ నుండి (మేము గాల్వానిక్ ఐసోలేషన్ లేని కన్వర్టర్ గురించి మాట్లాడుతుంటే), ఫుల్-వేవ్ రెక్టిఫైయర్ యొక్క షాట్కీ డయోడ్‌ల ద్వారా, పల్సెడ్ వోల్టేజ్ ఫిల్టర్‌కు సరఫరా చేయబడుతుంది. కెపాసిటర్.

వోల్టేజ్ ఫీడ్‌బ్యాక్ సిగ్నల్ అందుకున్న వోల్టేజ్ డివైడర్ కూడా ఉంది మరియు కరెంట్ సెన్సార్ కూడా ఉండవచ్చు. అదనపు అవుట్‌పుట్ తక్కువ-పాస్ ఫిల్టర్ ద్వారా లేదా నేరుగా ఫిల్టర్ కెపాసిటర్‌కు లోడ్ కనెక్ట్ చేయబడింది.