पृथक डीसी / डीसी कनवर्टर वोल्टेज विनियमन को समझना

- Apr 16, 2018-

पृथक डीसी / डीसी कन्वर्टर्स की एक विस्तृत श्रृंखला में बिजली मीटरिंग, औद्योगिक प्रोग्राम करने योग्य तर्क नियंत्रक (पीएलसी), इन्सुलेट-गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (आईजीबीटी) चालक बिजली की आपूर्ति, औद्योगिक क्षेत्रबस, और औद्योगिक स्वचालन शामिल हैं। इन कन्वर्टर्स का उपयोग गैल्वेनिक अलगाव प्रदान करने, सुरक्षा में सुधार करने और शोर प्रतिरक्षा को बढ़ाने के लिए किया जाता है। इसके अलावा, इन्हें दोहरी-ध्रुवीय रेल सहित कई आउटपुट वोल्टेज रेल उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

आउटपुट वोल्टेज विनियमन सटीकता के मामले में, पृथक डीसी / डीसी कन्वर्टर्स आमतौर पर तीन श्रेणियों में आते हैं: विनियमित, अनियमित, और अर्ध-विनियमित। यह लेख विभिन्न विनियामक योजनाओं और संबंधित टोपोलॉजीज पर चर्चा करता है। विनियमन सटीकता को प्रभावित करने वाले कारकों की विस्तार से जांच की जाती है। यह व्यावहारिक डिजाइन में विनियमन सटीकता को बेहतर बनाने के लिए कुछ डिज़ाइन युक्तियों की ओर जाता है। इसके अतिरिक्त, प्रत्येक योजना के पेशेवरों और विपक्ष को एक विशिष्ट आवेदन आवश्यकता के लिए उपयुक्त समाधान चुनने के लिए दिशानिर्देश प्रदान करने के लिए प्रस्तुत किया जाता है।

अलग डीसी / डीसी कन्वर्टर्स की प्रतिक्रिया और नियंत्रण

पृथक डीसी / डीसी कन्वर्टर्स आम तौर पर विद्युत चरण ( चित्रा 1 ) के इनपुट से आउटपुट को अलग करने के लिए एक ट्रांसफॉर्मर का उपयोग करते हैं।


चित्रा 1. एक पृथक डीसी / डीसी कनवर्टर पावर चरण के ब्लॉक आरेख

एक बंद-लूप पृथक डीसी / डीसी कनवर्टर ( चित्रा 2 ) में, फीडबैक सर्किटरी आउटपुट वोल्टेज को महसूस करता है और सेंसर वोल्टेज को अपने लक्ष्य (फीडबैक वोल्टेज संदर्भ) के साथ तुलना करके एक त्रुटि उत्पन्न करता है। तब त्रुटि को विचलन को क्षतिपूर्ति करने के लिए नियंत्रण चर (इस उदाहरण में ड्यूटी चक्र) समायोजित करने के लिए उपयोग किया जाता है। प्राथमिक तरफ और माध्यमिक पक्ष पर नियंत्रण सर्किट्री के बीच गैल्वेनिक अलगाव भी आवश्यक है। इस तरह के अलगाव को ट्रांसफॉर्मर या ऑप्टोकॉप्लर का उपयोग करके हासिल किया जा सकता है। संदर्भ वोल्टेज वी आरईएफ मानते हुए तापमान पर सटीक और स्थिर है, विनियमन सटीकता मुख्य रूप से आउटपुट वोल्टेज सेंसिंग सटीकता पर निर्भर करती है (दूसरे शब्दों में, वी सेंस कितनी अच्छी तरह से वी आउट होता है )।


चित्रा 2. एक बंद-लूप पृथक डीसी / डीसी कनवर्टर की प्रतिक्रिया और नियंत्रण

अनियमित पृथक डीसी / डीसी कन्वर्टर्स

अनियमित पृथक डीसी / डीसी कन्वर्टर्स, जिसे ओपन-लूप पृथक डीसी / डीसी कन्वर्टर्स के रूप में भी जाना जाता है, उन अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं जिन्हें सटीक आउटपुट वोल्टेज की आवश्यकता नहीं होती है। एक विशिष्ट उदाहरण पुश-पुल कनवर्टर निश्चित 50% कर्तव्य चक्र ( चित्रा 3 ) के साथ है। कंट्रोल सर्किटरी में दो गेट ड्राइवरों के साथ केवल एक ऑसीलेटर होता है, जो क्यू 1 और क्यू 2 ड्राइव करने के लिए दो मानार्थ तय 50% कर्तव्य चक्र गेट सिग्नल उत्पन्न करता है। ट्रांसफॉर्मर मोड़ अनुपात वांछित आउटपुट वोल्टेज देने के लिए चुना जाता है। न तो एक फीडबैक सर्किट्री और न ही सिग्नल आइसोलेटर की आवश्यकता होती है, जो लागत और समाधान आकार को कम कर देता है।


चित्रा 3. निश्चित 50% कर्तव्य चक्र के साथ अनियमित पुश-पुल कनवर्टर

एक पुश-पुल कनवर्टर अनिवार्य रूप से एक आगे व्युत्पन्न टोपोलॉजी है। जब यह एक निश्चित 50% कर्तव्य चक्र के साथ संचालित होता है, तो आउटपुट वोल्टेज विनियमन चित्रा 4 में समकक्ष सर्किट का उपयोग करके विस्तारित किया जा सकता है। आर माध्यमिक ट्रांसफार्मर घुमावदार और ट्रेस के बराबर प्रतिरोध है। आउटपुट वोल्टेज द्वारा व्यक्त किया जा सकता है (1):

जहां वी आर प्रतिरोधी आर और वी एफ में वोल्टेज ड्रॉप है, डायोड आगे वोल्टेज ड्रॉप है, जो लोड-वर्तमान-निर्भर दोनों हैं। इसके अलावा, वी आर और वी एफ परिवेश के तापमान के साथ भी भिन्न होते हैं, और वी आउट भी करते हैं समीकरण 1 वी और इंगित करता है, वर्तमान और परिवेश तापमान लोड करने के अलावा, वी आउट का एक कारक भी है। इन कारकों को मुआवजा नहीं दिया जाता है जिसके परिणामस्वरूप महत्वपूर्ण आउटपुट वोल्टेज भिन्नता हो सकती है। यही कारण है कि ऐसे कन्वर्टर्स को अनियमित कहा जाता है।

चित्रा 4. अनियमित पुश-पुल कनवर्टर के बराबर सर्किट

पुश-पुल कनवर्टर के समान, अनियमित पृथक डीसी / डीसी कन्वर्टर्स के लिए आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले अन्य टोपोलॉजीज अर्ध-पुल और पूर्ण-पुल (एच-ब्रिज) कनवर्टर्स होते हैं। कम लागत और सर्किट्री सादगी के कारण, ये अनियमित पृथक डीसी / डीसी कन्वर्टर्स आमतौर पर गैल्वेनिक अलगाव प्रदान करने के लिए डीसी ट्रांसफार्मर के रूप में उपयोग किए जाते हैं। कम शोर और कम लहर बिजली की आपूर्ति प्रदान करने के लिए एक कम ड्रॉपआउट (एलडीओ) नियामक अक्सर पोस्ट नियामक के रूप में उपयोग किया जाता है।


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