सेवा हॉटलाइन
पर्सनल कंप्यूटर द्वारा उपयोग की जाने वाली बिजली आपूर्ति सभी "स्विचिंग मोड" नामक तकनीक पर आधारित होती है, इसलिए हम अक्सर व्यक्तिगत पीसी बिजली आपूर्ति-स्विचिंग मोड पावर सप्लाई (एसएमपीएस) कहते हैं, और इसका एक उपनाम-डीसी-डीसी कनवर्टर भी है। यह आलेख स्विचिंग बिजली आपूर्ति के कार्य मोड और सिद्धांत, स्विचिंग बिजली आपूर्ति के आंतरिक घटकों की शुरूआत और इन घटकों के कार्यों की व्याख्या करेगा।
● आप रैखिक विद्युत आपूर्ति के बारे में कितना जानते हैं?
वर्तमान में, बिजली आपूर्ति दो प्रकार की होती है: रैखिक बिजली आपूर्ति और स्विचिंग बिजली आपूर्ति। रैखिक बिजली आपूर्ति का कार्य सिद्धांत पहले 127 वी या 220 वी वाणिज्यिक बिजली को ट्रांसफार्मर के माध्यम से कम वोल्टेज बिजली, जैसे 12 वी में परिवर्तित करना है, और परिवर्तित कम वोल्टेज अभी भी एसी प्रत्यावर्ती धारा है;
फिर इसे डायोड की एक श्रृंखला द्वारा संशोधित और संशोधित किया जाता है, और कम वोल्टेज एसी प्रत्यावर्ती धारा को स्पंदित वोल्टेज में परिवर्तित किया जाता है (चित्र 3 और 1 में "2" के साथ);अगला चरण संधारित्र के माध्यम से स्पंदित वोल्टेज को फ़िल्टर करना है, और फिर फ़िल्टर किए गए कम-वोल्टेज प्रत्यावर्ती धारा को डीसी प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित करना है (आंकड़े 4 और 1 में "2" के साथ); इस समय, प्राप्त कम वोल्टेज प्रत्यक्ष धारा अभी भी पर्याप्त शुद्ध नहीं है, और इसमें कुछ उतार-चढ़ाव होंगे (इस तरह के वोल्टेज में उतार-चढ़ाव को हम अक्सर तरंग कहते हैं), इसलिए इसे जेनर डायोड या वोल्टेज रेक्टिफायर सर्किट के साथ सही करना आवश्यक है। अंत में, हम शुद्ध लो-वोल्टेज डीसी डीसी आउटपुट (आंकड़े 5 और 1 में "2" के साथ) प्राप्त कर सकते हैं।
चित्र 1: मानक रैखिक विद्युत आपूर्ति डिज़ाइन आरेख
चित्र 2: रैखिक विद्युत आपूर्ति का तरंगरूप
यद्यपि कम-शक्ति वाले उपकरणों, जैसे कॉर्डलेस फोन, PlayStation/Wii/Xbox और अन्य गेम कंसोल को बिजली की आपूर्ति के लिए रैखिक बिजली की आपूर्ति बहुत उपयुक्त है, उच्च-शक्ति वाले उपकरणों के लिए, रैखिक बिजली की आपूर्ति अपर्याप्त होगी।
रैखिक बिजली आपूर्ति के लिए, इसके आंतरिक कैपेसिटेंस और ट्रांसफार्मर का आकार एसी मेन की आवृत्ति के व्युत्क्रमानुपाती होता है: यानी, यदि इनपुट मेन की आवृत्ति कम है, तो रैखिक बिजली आपूर्ति के लिए बड़ी कैपेसिटेंस और ट्रांसफार्मर की आवश्यकता होती है, और विपरीतता से। वर्तमान में, हमेशा 60Hz (कुछ देशों में 50Hz) की आवृत्ति वाले AC मेन का उपयोग किया जाता है, जो अपेक्षाकृत कम आवृत्ति है, इसलिए इसके ट्रांसफार्मर और कैपेसिटर का आकार अक्सर अपेक्षाकृत बड़ा होता है। इसके अलावा, एसी मेन का उछाल जितना बड़ा होगा, रैखिक बिजली आपूर्ति का ट्रांसफार्मर उतना ही बड़ा होगा।
इसलिए, व्यक्तिगत पीसी के क्षेत्र के लिए, एक रैखिक बिजली आपूर्ति का निर्माण एक पागलपन भरा कदम होगा, क्योंकि इसकी मात्रा बहुत बड़ी होगी और इसका वजन बहुत भारी होगा। इसलिए, व्यक्तिगत पीसी उपयोगकर्ता रैखिक बिजली आपूर्ति साझा करने के लिए उपयुक्त नहीं हैं।
● आप स्विचिंग पावर सप्लाई के बारे में कितना जानते हैं?
स्विचिंग बिजली की आपूर्ति उच्च-आवृत्ति स्विचिंग मोड के माध्यम से इस समस्या को अच्छी तरह से हल कर सकती है। उच्च-आवृत्ति स्विचिंग बिजली आपूर्ति के लिए, एसी इनपुट वोल्टेज को ट्रांसफार्मर में प्रवेश करने से पहले बढ़ाया जा सकता है (आमतौर पर बूस्ट करने से पहले 50-60 किलोहर्ट्ज़)।इनपुट वोल्टेज में वृद्धि के साथ, ट्रांसफार्मर और कैपेसिटर जैसे घटकों का आकार रैखिक बिजली आपूर्ति जितना बड़ा नहीं होना चाहिए।
यह उच्च-आवृत्ति स्विचिंग बिजली आपूर्ति बिल्कुल वैसी ही है जैसी हमारे व्यक्तिगत पीसी और वीसीआर जैसे उपकरणों को चाहिए।यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जिसे हम अक्सर "स्विचिंग पावर सप्लाई" कहते हैं, वह वास्तव में "हाई-फ़्रीक्वेंसी स्विचिंग पावर सप्लाई" का संक्षिप्त रूप है, जिसका बिजली आपूर्ति के टर्न-ऑफ और टर्न-ऑन से कोई लेना-देना नहीं है।वास्तव में, अंतिम उपयोगकर्ता के पीसी की बिजली आपूर्ति एक अधिक अनुकूलित योजना को अपनाती है: बंद लूप सिस्टम-स्विचिंग ट्यूब को नियंत्रित करने, बिजली आपूर्ति के आउटपुट से फीडबैक सिग्नल प्राप्त करने और फिर आवृत्ति को बढ़ाने या घटाने के लिए जिम्मेदार सर्किट पीसी की बिजली खपत के अनुसार एक निश्चित अवधि में वोल्टेज ताकि बिजली आपूर्ति के ट्रांसफार्मर को अनुकूलित किया जा सके (इस विधि को पीडब्लूएम, पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन, पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन कहा जाता है)।इसलिए, स्विचिंग बिजली की आपूर्ति को कनेक्टेड बिजली की खपत करने वाले उपकरणों की बिजली खपत के अनुसार स्व-समायोजित किया जा सकता है, ताकि ट्रांसफार्मर और अन्य घटक कम ऊर्जा ले सकें और कैलोरी मान को कम कर सकें।
दूसरी ओर, रैखिक बिजली आपूर्ति की डिजाइन अवधारणा यह है कि बिजली सर्वोपरि है, भले ही लोड सर्किट को बड़े करंट की आवश्यकता न हो। इसका परिणाम यह होता है कि सभी घटक आवश्यक न होने पर भी पूरे लोड पर काम करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बहुत अधिक गर्मी होती है।
निम्नलिखित आंकड़े 3 और 4 स्विचिंग बिजली आपूर्ति के पीडब्लूएम फीडबैक तंत्र का वर्णन करते हैं। चित्र 3 पीएफसी (पावर फैक्टर करेक्शन) सर्किट के बिना कम लागत वाली बिजली आपूर्ति को दर्शाता है, और चित्र। 4 सक्रिय पीएफसी डिज़ाइन के साथ मध्य से उच्च अंत बिजली आपूर्ति को दर्शाता है।
चित्र 4: पीएफसी सर्किट के साथ बिजली की आपूर्ति
चित्र 3 की तुलना चित्र 4 से करके, हम उनके बीच अंतर देख सकते हैं: एक में सक्रिय पीएफसी सर्किट है और दूसरे में सक्रिय पीएफसी सर्किट नहीं है। पहले वाले में कोई 110/220 V कनवर्टर और कोई वोल्टेज दोहरीकरण सर्किट नहीं है। निम्नलिखित सक्रिय पीएफसी बिजली आपूर्ति की व्याख्या पर ध्यान केंद्रित करेगा।पाठकों को बिजली आपूर्ति के कार्य सिद्धांत को बेहतर ढंग से समझने के लिए, उपरोक्त एक बहुत ही बुनियादी आरेख है, जिसमें शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा, स्टैंडबाय सर्किट और पीजी सिग्नल जनरेटर जैसे अन्य अतिरिक्त सर्किट शामिल नहीं हैं। निःसंदेह, यदि आप अधिक विस्तृत आरेख जानना चाहते हैं, तो कृपया चित्र 5 देखें। अगर आप इसे समझ नहीं पाते तो कोई बात नहीं, क्योंकि यह तस्वीर मूल रूप से उन पेशेवर पावर डिजाइनरों के लिए है।
चित्र 5: लो-एंड एटीएक्स बिजली आपूर्ति का विशिष्ट डिज़ाइन आरेख (चित्र स्पष्ट नहीं हो सकता है, इसलिए मेरा सुझाव है कि आप इसे देखने के लिए इसे बाहर खींचें)
आप पूछ सकते हैं कि चित्र 5 के डिज़ाइन आरेख में कोई वोल्टेज सुधार सर्किट क्यों नहीं है? वास्तव में, पीडब्लूएम सर्किट ने पहले ही वोल्टेज सुधार का काम अपने कंधों पर ले लिया है। स्विच ट्यूब से गुजरने से पहले इनपुट वोल्टेज को फिर से ठीक किया जाएगा, और ट्रांसफार्मर में प्रवेश करने वाला वोल्टेज एक वर्ग तरंग बन गया है। इसलिए, ट्रांसफार्मर आउटपुट का तरंगरूप भी एक वर्ग तरंग है, साइन तरंग नहीं। इस समय, तरंगरूप वर्गाकार होता है, इसलिए ट्रांसफार्मर द्वारा वोल्टेज को आसानी से डीसी वोल्टेज में परिवर्तित किया जा सकता है।
कहने का तात्पर्य यह है कि ट्रांसफार्मर द्वारा वोल्टेज को पुन: अंशांकित करने के बाद, आउटपुट वोल्टेज डीसी डीसी वोल्टेज बन जाता है। इसीलिए स्विचिंग बिजली आपूर्ति को अक्सर डीसी-डीसी कनवर्टर कहा जाता है।पीडब्लूएम नियंत्रण सर्किट का लूप सभी आवश्यक विनियमन कार्यों के लिए जिम्मेदार है। यदि आउटपुट वोल्टेज गलत है, तो PWM नियंत्रण सर्किट ट्रांसफार्मर के अनुकूल होने के लिए कर्तव्य चक्र के नियंत्रण सिग्नल को बदल देगा, और अंततः आउटपुट वोल्टेज को सही कर देगा। ऐसा अक्सर तब होता है जब पीसी बिजली की खपत बढ़ जाती है, और आउटपुट वोल्टेज कम हो जाता है, या जब पीसी बिजली की खपत कम हो जाती है, तो आउटपुट वोल्टेज बढ़ जाता है।अगले पृष्ठ को देखते समय, हमारे लिए निम्नलिखित जानकारी जानना आवश्यक है:
★ ट्रांसफार्मर से पहले के सभी सर्किट और मॉड्यूल को "प्राथमिक पक्ष" कहा जाता है, और ट्रांसफार्मर के बाद के सभी सर्किट और मॉड्यूल को "द्वितीयक पक्ष" कहा जाता है;
★ सक्रिय पीएफसी के साथ डिज़ाइन की गई बिजली आपूर्ति में 110 वी/220 वी कनवर्टर और वोल्टेज डबललर नहीं है;★ पीएफसी सर्किट के बिना बिजली आपूर्ति के लिए, यदि 110 वी/220 वी को 110 वी पर सेट किया गया है, तो रेक्टिफायर ब्रिज में करंट प्रवेश करने से पहले, बिजली आपूर्ति स्वयं 110 वी को लगभग 220 वी तक बढ़ाने के लिए वोल्टेज डबललर का उपयोग करेगी;
★ पीसी बिजली की आपूर्ति पर स्विच ट्यूब में बिजली MOSFET ट्यूबों की एक जोड़ी होती है, ज़ाहिर है, अन्य संयोजन भी हैं, जिन्हें हम बाद में विस्तार से बताएंगे;
★ ट्रांसफार्मर का आवश्यक तरंगरूप वर्गाकार तरंग है, इसलिए ट्रांसफार्मर से गुजरने के बाद वोल्टेज तरंगरूप वर्गाकार तरंग है, साइन तरंग नहीं;
★पीडब्लूएम नियंत्रण धारा अक्सर एक एकीकृत सर्किट होता है, जिसे आमतौर पर एक छोटे ट्रांसफार्मर द्वारा प्राथमिक पक्ष से अलग किया जाता है, लेकिन कभी-कभी इसे युग्मन चिप (एलईडी और फोटोट्रांसिस्टर के साथ एक छोटा आईसी चिप) द्वारा प्राथमिक पक्ष से अलग किया जा सकता है;
★PWM नियंत्रण सर्किट बिजली आपूर्ति के आउटपुट लोड के अनुसार बिजली आपूर्ति के स्विच ट्यूब के बंद होने को नियंत्रित करता है। यदि आउटपुट वोल्टेज बहुत अधिक या बहुत कम है, तो पीडब्लूएम नियंत्रण सर्किट स्विचिंग ट्यूब के अनुकूल होने के लिए वोल्टेज तरंग को बदल देगा, ताकि सकारात्मक आउटपुट वोल्टेज को सही करने के उद्देश्य को प्राप्त किया जा सके;
अगले पृष्ठ पर, हम चित्रों के माध्यम से बिजली आपूर्ति के प्रत्येक मॉड्यूल और सर्किट का अध्ययन करेंगे, और भौतिक चित्रों के माध्यम से आपको दृश्य रूप से बताएंगे कि उन्हें बिजली आपूर्ति में कहां पाया जाए।
सामान्यतया, यदि आप एक (सक्रिय पीएफसी सर्किट के साथ बिजली की आपूर्ति) या दो (पीएफसी सर्किट के बिना बिजली की आपूर्ति) बड़े फिल्टर कैपेसिटर देखते हैं, तो वह पक्ष प्राथमिक पक्ष है।आम तौर पर, बिजली आपूर्ति के दो हीट सिंक के बीच तीन ट्रांसफार्मर की व्यवस्था की जाती है। उदाहरण के लिए, जैसा कि चित्र 7 में दिखाया गया है, मुख्य ट्रांसफार्मर सबसे बड़ा है; मध्यम "आकार" वाला अक्सर +5VSB के आउटपुट के लिए जिम्मेदार होता है, जबकि सबसे छोटा वाला आमतौर पर PWM नियंत्रण सर्किट के लिए उपयोग किया जाता है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से प्राथमिक पक्ष और द्वितीयक पक्ष को अलग करने के लिए किया जाता है (यही कारण है कि "आइसोलेटर" लेबल उपरोक्त चित्र 3 और 4 में ट्रांसफार्मर से जुड़ा हुआ है)। कुछ बिजली आपूर्तियाँ ट्रांसफार्मर को "आइसोलेटर्स" के रूप में उपयोग नहीं करती हैं, बल्कि एक या अधिक ऑप्टोकॉप्लर्स (जो आईसी एकीकृत चिप्स की तरह दिखती हैं) का उपयोग करती हैं।
कहने का तात्पर्य यह है कि, इस डिज़ाइन योजना वाली बिजली आपूर्ति में केवल दो ट्रांसफार्मर हैं- मुख्य ट्रांसफार्मर और सहायक ट्रांसफार्मर।बिजली आपूर्ति में आमतौर पर दो हीट सिंक होते हैं, एक प्राथमिक पक्ष से संबंधित होता है और दूसरा द्वितीयक पक्ष से संबंधित होता है। यदि यह एक सक्रिय पीएफसी विद्युत आपूर्ति है, तो यह प्राथमिक पक्ष के हीट सिंक पर है, और आप स्विच ट्यूब, पीएफसी ट्रांजिस्टर और डायोड देख सकते हैं। यह पूर्ण नहीं है, क्योंकि कुछ निर्माता सक्रिय पीएफसी घटकों को अलग-अलग हीट सिंक पर स्थापित करना चुन सकते हैं, इस स्थिति में प्राथमिक तरफ दो हीट सिंक होंगे।सेकेंडरी साइड के हीट सिंक पर आपको कुछ रेक्टिफायर मिलेंगे।
वे कुछ हद तक ट्रायोड जैसे दिखते हैं, लेकिन वास्तव में, वे सभी दो पावर डायोड से बने होते हैं।सेकेंडरी साइड पर हीट सिंक के बगल में, आपको कई कैपेसिटर और इंडक्टर्स भी दिखाई देंगे, जो मिलकर एक लो-वोल्टेज फिल्टर मॉड्यूल बनाते हैं-उन्हें ढूंढें और आपको सेकेंडरी साइड मिलेगा।प्राथमिक पक्ष को द्वितीयक पक्ष से अलग करने का सरल तरीका बिजली आपूर्ति लाइन का अनुसरण करना है। सामान्यतया, आउटपुट लाइन अक्सर द्वितीयक पक्ष से जुड़ी होती है, जबकि इनपुट लाइन प्राथमिक पक्ष (मुख्य से जुड़ी इनपुट लाइन) से जुड़ी होती है। जैसा कि चित्र 7 में दिखाया गया है।
प्राथमिक पक्ष को द्वितीयक पक्ष से अलग करें।
ऊपर, हमने वृहद परिप्रेक्ष्य से बिजली आपूर्ति के अंदर प्रत्येक मॉड्यूल को मोटे तौर पर पेश किया है। आइए इसे परिष्कृत करें और विषय को बिजली आपूर्ति के प्रत्येक मॉड्यूल के घटकों की ओर मोड़ें...
04
क्षणिक फ़िल्टर सर्किट का विश्लेषण
पीसी स्विचिंग बिजली आपूर्ति से कनेक्ट होने के बाद, वाणिज्यिक बिजली सबसे पहले ट्रांसिएंट फ़िल्टरिंग सर्किट में प्रवेश करती है, जिसे आमतौर पर ईएमआई सर्किट के रूप में जाना जाता है। निम्नलिखित चित्र एक पीसी बिजली आपूर्ति के "अनुशंसित" क्षणिक फ़िल्टर सर्किट के सर्किट आरेख का वर्णन करता है।
क्षणिक फ़िल्टर सर्किट का सर्किट आरेख
हमें इस बात पर ज़ोर क्यों देना चाहिए कि यह "अनुशंसित" है? क्योंकि बाजार में कई बिजली आपूर्ति, विशेष रूप से कम-अंत बिजली आपूर्ति, अक्सर चित्र 8 में कुछ घटकों को छोड़ देते हैं। तो आप यह जांच कर अपनी बिजली आपूर्ति की गुणवत्ता का अंदाजा लगा सकते हैं कि ईएमआई सर्किट सिकुड़ गया है या नहीं।
ईएमआई सर्किट का मुख्य घटक MOV (मेटल ऑक्साइड वैरिस्टर), या वैरिस्टर (चित्र 1 में RV8) है, जो वाणिज्यिक शक्ति के क्षणिक में शिखर को दबाने के लिए जिम्मेदार है। MOV तत्व का उपयोग सर्ज सप्रेसर्स में भी किया जाता है। हालाँकि, कई कम-अंत बिजली आपूर्तियाँ लागत बचाने के लिए अक्सर महत्वपूर्ण MOV घटकों को काट देती हैं। एमओवी तत्वों से सुसज्जित बिजली आपूर्ति के लिए, यह महत्वपूर्ण नहीं है कि कोई सर्ज सप्रेसर है या नहीं, क्योंकि बिजली आपूर्ति में पहले से ही सर्ज को दबाने का कार्य है।
अंजीर में L1 और L2। 8 फेराइट कॉइल हैं; C1 और C2 डिस्क कैपेसिटर हैं, जो आमतौर पर नीले होते हैं, और इन कैपेसिटर को आमतौर पर "Y" कैपेसिटर कहा जाता है; C3 एक धातुयुक्त पॉलिएस्टर संधारित्र है, जिसकी क्षमता आमतौर पर 100nF, 470nF या 680nF होती है, जिसे "X" संधारित्र भी कहा जाता है; कुछ बिजली आपूर्ति दो एक्स कैपेसिटर से सुसज्जित हैं, जो मुख्य के साथ समानांतर में जुड़े हुए हैं, जैसा चित्र 8 आरवी1 में दिखाया गया है।
एक्स कैपेसिटर मेन के साथ समानांतर में जुड़ा कोई भी कैपेसिटर हो सकता है; वाई कैपेसिटर आमतौर पर जोड़े में जोड़े जाते हैं, जिन्हें आग और शून्य के बीच श्रृंखला में जोड़ने की आवश्यकता होती है और दो कैपेसिटर के मध्य बिंदु को चेसिस के माध्यम से ग्राउंड किया जाना चाहिए। कहने का तात्पर्य यह है कि वे मुख्य धारा के समानांतर जुड़े हुए हैं।
क्षणिक फ़िल्टर सर्किट न केवल वाणिज्यिक शक्ति को फ़िल्टर कर सकता है, बल्कि स्विचिंग ट्यूब द्वारा उत्पन्न शोर को उसी वाणिज्यिक शक्ति पर अन्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के साथ हस्तक्षेप करने से भी रोक सकता है।
आइए कुछ व्यावहारिक उदाहरण देखें। जैसा कि चित्र 9 में दिखाया गया है, क्या आप कुछ अजीब चीज़ें देख सकते हैं? इस बिजली आपूर्ति में कोई क्षणिक फ़िल्टर सर्किट नहीं है! यह एक सस्ती "कॉटेज" बिजली आपूर्ति है। कृपया ध्यान दें, सर्किट बोर्ड पर निशान को देखें। क्षणिक फिल्टर सर्किट होना चाहिए था, लेकिन इसे हृदयहीन जेएस द्वारा बाजार में लाया गया।
इस सस्ते "कॉटेज" बिजली आपूर्ति में कोई क्षणिक फ़िल्टर सर्किट नहीं है।
जैसा कि चित्र 10 में दिखाया गया है, यह क्षणिक फिल्टर सर्किट के साथ एक कम-अंत बिजली की आपूर्ति है, लेकिन जैसा कि हम देख सकते हैं, इस बिजली आपूर्ति का क्षणिक फिल्टर सर्किट महत्वपूर्ण एमओवी वैरिस्टर को छोड़ देता है और केवल फेराइट कॉइल होता है; हालाँकि, यह बिजली आपूर्ति एक अतिरिक्त एक्स कैपेसिटर से सुसज्जित है।
लो-एंड बिजली आपूर्ति का ईएमआई सर्किट
क्षणिक फ़िल्टर सर्किट को प्राथमिक ईएमआई और द्वितीयक ईएमआई में विभाजित किया गया है। कई बिजली आपूर्तियों की प्राथमिक ईएमआई को अक्सर मुख्य इंटरफ़ेस के करीब एक स्वतंत्र पीसीबी पर रखा जाता है, जबकि द्वितीयक ईएमआई को बिजली आपूर्ति के मुख्य पीसीबी पर रखा जाता है, जैसा कि निम्नलिखित आंकड़े 11 और 12 में दिखाया गया है।कक्षा I ईएमआई एक एक्स कैपेसिटर और एक फेराइट प्रारंभ करनेवाला से सुसज्जित है।
इस बिजली आपूर्ति की द्वितीयक ईएमआई को देखें। यहां हम MOV वेरिस्टर देख सकते हैं, हालांकि इसका स्थान दूसरे फेराइट के पीछे थोड़ा अजीब है। कुल मिलाकर, यह कहा जाना चाहिए कि इस बिजली आपूर्ति का ईएमआई सर्किट बहुत पूर्ण है।
द्वितीयक ईएमआई पूरी करें
उल्लेखनीय है कि उपरोक्त बिजली आपूर्ति का MOV वेरिस्टर पीला है, लेकिन वास्तव में अधिकांश MOV गहरे नीले रंग के हैं।
इसके अलावा, इस बिजली आपूर्ति का क्षणिक फ़िल्टर सर्किट एक फ़्यूज़ से सुसज्जित है (चित्र 1 में F8 के रूप में दिखाया गया है)। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यदि आप पाते हैं कि फ़्यूज़ ट्यूब में फ़्यूज़ उड़ गया है, तो यह निश्चित है कि बिजली आपूर्ति के अंदर एक या कुछ घटक ख़राब हैं। इस समय फ़्यूज़ को बदलना बेकार है, और इसे चालू करने के बाद संभवतः यह फिर से जल जाएगा।
05
वोल्टेज डबललर और प्राथमिक सुधार सर्किट
● वोल्टेज डबललर और प्राथमिक सुधार सर्किट
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, स्विचिंग बिजली आपूर्ति में मुख्य रूप से सक्रिय पीएफसी बिजली आपूर्ति और निष्क्रिय पीएफसी बिजली आपूर्ति शामिल है। उत्तरार्द्ध में कोई पीएफसी सर्किट नहीं है लेकिन यह वोल्टेज डबललर से सुसज्जित है। वोल्टेज डबलर दो विशाल इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर का उपयोग करता है, यानी, यदि आप बिजली आपूर्ति के अंदर दो बड़े कैपेसिटर देखते हैं, तो मूल रूप से यह अनुमान लगाया जा सकता है कि यह बिजली आपूर्ति का वोल्टेज डबलर है। जैसा कि हमने पहले बताया, वोल्टेज डबललर केवल 127V वोल्टेज वाले क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है।
दो विशाल इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर से बना एक वोल्टेज डबललर
इसे नीचे उतारकर देखो
रेक्टिफायर ब्रिज को वोल्टेज डबललर के एक तरफ देखा जा सकता है। रेक्टिफायर ब्रिज चार डायोड या एक एकल घटक से बना हो सकता है, जैसा कि चित्र 15 में दिखाया गया है। हाई-एंड बिजली आपूर्ति का रेक्टिफायर ब्रिज आमतौर पर एक विशेष हीट सिंक पर रखा जाता है।
सुधारक पुल
प्राथमिक भाग में, आमतौर पर एक एनटीसी थर्मिस्टर होता है, जो तापमान के परिवर्तन के अनुसार प्रतिरोध मान को बदल सकता है। एनटीसी थर्मिस्टर नकारात्मक तापमान गुणांक का संक्षिप्त रूप है। इसका कार्य मुख्य रूप से तापमान बहुत कम या बहुत अधिक होने पर बिजली की आपूर्ति को फिर से मेल करना है, जो सिरेमिक डिस्क कैपेसिटर, आमतौर पर जैतून के समान है।
06सक्रिय पीएफसी सर्किट
● सक्रिय पीएफसी सर्किटनिस्संदेह, इस प्रकार का सर्किट केवल सक्रिय पीएफसी सर्किट से सुसज्जित बिजली आपूर्ति में ही देखा जा सकता है।
चित्र 16 एक विशिष्ट पीएफसी सर्किट दिखाता है:
सक्रिय पीएफसी सर्किट आरेख
सक्रिय PFC सर्किट आमतौर पर दो पावर MOSFET स्विच का उपयोग करता है। ये स्विच ट्यूब आमतौर पर प्राथमिक पक्ष के हीट सिंक पर रखे जाते हैं। आसान समझ के लिए, हमने प्रत्येक MOSFET स्विच ट्यूब को अक्षरों से चिह्नित किया है: S का अर्थ है स्रोत, D का अर्थ है ड्रेन, और G का अर्थ है गेट।
पीएफसी डायोड एक पावर डायोड है, जो आमतौर पर पावर ट्रांजिस्टर जैसी ही पैकेजिंग तकनीक अपनाता है। ये लंबाई में समान होते हैं और प्राइमरी साइड के हीट सिंक पर भी स्थित होते हैं, लेकिन पीएफसी डायोड में केवल दो पिन होते हैं।
पीएफसी सर्किट में इंडक्शन बिजली आपूर्ति में सबसे बड़ा इंडक्शन है; प्राथमिक पक्ष पर फ़िल्टर कैपेसिटर सक्रिय पीएफसी बिजली आपूर्ति के प्राथमिक पक्ष पर सबसे बड़ा इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर है। अंजीर में रोकनेवाला। 16 एक एनटीसी थर्मिस्टर है, जो तापमान के परिवर्तन के साथ प्रतिरोध मान को बदल सकता है, और इसका कार्य द्वितीयक ईएमआई के एनटीसी थर्मिस्टर के समान है।सक्रिय पीएफसी नियंत्रण सर्किट आमतौर पर आईसी एकीकृत सर्किट पर आधारित होता है, और कभी-कभी यह एकीकृत सर्किट पीडब्लूएम सर्किट को नियंत्रित करने के लिए भी जिम्मेदार होता है (स्विच ट्यूब के समापन को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है)। इस प्रकार के एकीकृत सर्किट को आमतौर पर "पीएफसी/पीडब्लूएम कॉम्बो" कहा जाता है।
हमेशा की तरह, पहले कुछ उदाहरण देखें। चित्र 17 में, हम प्राथमिक पक्ष पर हीट सिंक को हटाने के बाद घटकों को बेहतर ढंग से देख सकते हैं। यह बाईं ओर क्षणिक फ़िल्टर सर्किट का द्वितीयक ईएमआई सर्किट है, जिसे ऊपर विस्तार से पेश किया गया है; बाईं ओर देखें, ये सभी सक्रिय पीएफसी सर्किट के घटक हैं।
चूंकि हमने हीट सिंक हटा दिया है, इसलिए चित्र में PFC ट्रांजिस्टर और PFC डायोड दिखाई नहीं दे रहे हैं। इसके अलावा, यदि आप थोड़ा ध्यान दें, तो आप देख सकते हैं कि रेक्टिफायर ब्रिज और सक्रिय पीएफसी सर्किट के बीच एक एक्स कैपेसिटर (रेक्टिफायर ब्रिज के हीट सिंक के नीचे भूरा तत्व) है। आमतौर पर, ऑलिव थर्मिस्टर, जो सिरेमिक डिस्क कैपेसिटर जैसा दिखता है, रबर से ढका होता है।
सक्रिय पीएफसी घटक
चित्र 18 प्राथमिक साइड हीट सिंक पर एक तत्व है। यह विद्युत आपूर्ति दो MOSFET स्विच और सक्रिय PFC सर्किट के पावर डायोड से सुसज्जित है:
स्विच, पावर डायोड
आगे, हम स्विच ट्यूब पर ध्यान केंद्रित करेंगे...
07
स्विच ट्यूब
● स्विच ट्यूबबिजली आपूर्ति के स्विचिंग इन्वर्टर में कई मोड हो सकते हैं। हमने निम्नलिखित स्थितियों का सारांश दिया है:
| मोड | 开关管数量 | मेरे पास कोई विकल्प नहीं है | 电容数量 | 变压器针脚 |
| 单端正激 | 1 | 1 | 1 | 4 |
| 双管正激 | 2 | 2 | 0 | 2 |
| 半桥 | 2 | 0 | 2 | 2 |
| ठीक है | 4 | 0 | 0 | 2 |
| हाँ | 2 | 0 | 0 | 3 |
बेशक, हम केवल यह विश्लेषण करते हैं कि एक निश्चित मोड में कितने घटकों की आवश्यकता है। वास्तव में, कौन सा मोड अपनाना है, इस पर विचार करते समय इंजीनियरों को कई कारकों द्वारा प्रतिबंधित किया जाएगा।
वर्तमान में, दो सबसे लोकप्रिय मोड दो-ट्रांजिस्टर फॉरवर्ड डिज़ाइन और पुश-पुल डिज़ाइन हैं, जिनमें से दोनों दो लाइट स्विच का उपयोग करते हैं। हमने पहले ही इन प्रकाश उत्सर्जक ट्यूबों को पेश किया है जो पिछले पृष्ठ पर प्राथमिक साइड हीट सिंक पर व्यवस्थित हैं, इसलिए मैं उन्हें यहां नहीं दोहराऊंगा।
यहां इन पांच मोडों के डिज़ाइन चित्र दिए गए हैं:
(एकल-ट्रांजिस्टर आगे विन्यास)
(दो-ट्रांजिस्टर आगे विन्यास)
(आधा पुल विन्यास)
(पूर्ण पुल विन्यास)
(पुश-पुल कॉन्फ़िगरेशन)
8,और एक ट्रांसफार्मर पीडब्लूएम नियंत्रण सर्किट।
● ट्रांसफार्मर और पीडब्लूएम नियंत्रण सर्किट
जैसा कि हमने पहले उल्लेख किया है, पीसी बिजली आपूर्ति आम तौर पर तीन ट्रांसफार्मर से सुसज्जित होती है: सबसे बड़ा ट्रांसफार्मर पिछले चित्र 3, 4 और 19-23 में चिह्नित मुख्य ट्रांसफार्मर है। इसका प्राथमिक पक्ष स्विच ट्यूब से जुड़ा है, और इसका द्वितीयक पक्ष रेक्टिफायर सर्किट और फिल्टर सर्किट से जुड़ा है, जो कम वोल्टेज डीसी आउटपुट (+12V, +5V, +3.3V, -12V, -5V) प्रदान कर सकता है। पावर सप्लाय।
सबसे छोटे ट्रांसफार्मर में +5VSB आउटपुट का लोड होता है, जो आमतौर पर एक स्टैंडबाय ट्रांसफार्मर बन जाता है, और हमेशा "स्टैंडबाय स्थिति" में होता है क्योंकि आउटपुट का यह हिस्सा हमेशा चालू रहता है, भले ही पीसी पावर बंद हो।तीसरा ट्रांसफार्मर एक आइसोलेटर है, जो पीडब्लूएम कंट्रोल सर्किट को स्विच ट्यूब से जोड़ता है। सभी बिजली आपूर्ति इस ट्रांसफार्मर से सुसज्जित नहीं होंगी, क्योंकि कुछ बिजली आपूर्ति अक्सर समान फ़ंक्शन वाले ऑप्टोकॉप्लर एकीकृत सर्किट से सुसज्जित होती हैं।
ट्रांसफार्मर
यह बिजली आपूर्ति ट्रांसफार्मर के बजाय ऑप्टोकॉप्लर एकीकृत सर्किट का उपयोग करती है।
PWM नियंत्रण सर्किट एक एकीकृत सर्किट पर आधारित है। आम तौर पर, सक्रिय पीएफसी के बिना बिजली आपूर्ति टीएल494 एकीकृत सर्किट को अपनाएगी (संगत डीबीएल494 एकीकृत चिप नीचे चित्र 26 में अपनाई गई है)। सक्रिय पीएफसी सर्किट वाली बिजली आपूर्ति में, कभी-कभी पीडब्लूएम चिप और पीएफसी नियंत्रण सर्किट को बदलने के लिए उपयोग की जाने वाली चिप का उपयोग किया जाता है। CM6800 चिप एक अच्छा उदाहरण है, जो PWM चिप और PFC नियंत्रण सर्किट के सभी कार्यों को एकीकृत कर सकता है।
पीडब्लूएम नियंत्रण सर्किट
08द्वितीयक पक्ष (1)
● द्वितीयक पक्ष
अंत में, द्वितीयक पक्ष का परिचय दिया गया है। द्वितीयक पक्ष पर, मुख्य ट्रांसफार्मर के आउटपुट को ठीक किया जाएगा और फ़िल्टर किया जाएगा, और फिर पीसी द्वारा आवश्यक वोल्टेज आउटपुट होगा। -5 V और -12 V का दिष्टकरण केवल साधारण डायोड से ही किया जा सकता है, क्योंकि उन्हें उच्च शक्ति और बड़ी धारा की आवश्यकता नहीं होती।
हालाँकि, +3.3 वी, +5 वी और +12 वी जैसे सकारात्मक वोल्टेज के सुधार कार्यों के लिए एक उच्च-शक्ति शोट्की रेक्टिफायर ब्रिज की आवश्यकता होती है। इस शॉटकी में तीन पिन हैं, जो दिखने में पावर डायोड के समान हैं, लेकिन इनके अंदर दो उच्च-शक्ति डायोड एकीकृत हैं। क्या द्वितीयक पक्ष सुधार पूरा किया जा सकता है यह पावर सर्किट संरचना द्वारा निर्धारित किया जाता है। आम तौर पर, दो प्रकार की सुधार सर्किट संरचनाएं हो सकती हैं, जैसा चित्र 27 में दिखाया गया है:
सुधार मोड
मोड ए का उपयोग लो-एंड एंट्री-लेवल बिजली आपूर्ति में अधिक किया जाएगा। इस मोड के लिए ट्रांसफार्मर से तीन पिन की आवश्यकता होती है। मोड बी का उपयोग ज्यादातर हाई-एंड बिजली आपूर्ति में किया जाता है। आम तौर पर, इस मोड को केवल दो ट्रांसफार्मर से लैस करने की आवश्यकता होती है, लेकिन फेराइट इंडक्शन काफी बड़ा होना चाहिए, इसलिए इस मोड की लागत अधिक होती है, यही मुख्य कारण है कि लो-एंड बिजली आपूर्ति इस मोड को नहीं अपनाती है।
इसके अलावा, उच्च-स्तरीय विद्युत आपूर्ति के लिए, अधिकतम वर्तमान आउटपुट क्षमता में सुधार करने के लिए, ये विद्युत आपूर्ति अक्सर दो डायोड को समानांतर में जोड़कर रेक्टिफायर सर्किट के अधिकतम वर्तमान आउटपुट को दोगुना कर देती हैं।
चाहे वह हाई-एंड या लो-एंड बिजली आपूर्ति हो, इसके +12 वी और +5 वी आउटपुट पूर्ण रेक्टिफायर सर्किट और फिल्टर सर्किट से लैस हैं, इसलिए सभी बिजली आपूर्ति को रेक्टिफायर सर्किट के कम से कम दो सेट की आवश्यकता होती है जैसा कि चित्र 27 में दिखाया गया है। .
3.3V आउटपुट के लिए चुनने के लिए तीन विकल्प हैं:
☆ +3.3 V आउटपुट भाग में एक 5V वोल्टेज रेगुलेटर जोड़ें, जिसे कई लो-एंड बिजली आपूर्ति द्वारा अपनाया जाता है;
☆ 27 वी आउटपुट के लिए चित्र 3.3 में दिखाए अनुसार एक पूर्ण रेक्टिफायर सर्किट और फ़िल्टर सर्किट जोड़ें, लेकिन इसके लिए 5 वी रेक्टिफायर सर्किट के साथ एक ट्रांसफार्मर साझा करने की आवश्यकता है। यह हाई-एंड बिजली आपूर्ति की एक सामान्य डिज़ाइन योजना है।
☆ एक पूर्ण और स्वतंत्र 3.3V रेक्टिफायर सर्किट और फिल्टर सर्किट अपनाएं। इस प्रकार की योजना बहुत दुर्लभ है, और यह केवल बुखार स्तर वाले कुछ शीर्ष-स्तरीय बिजली स्रोतों में दिखाई दे सकती है, जैसे कि एनेट का गैलेक्सी 1000W।
क्योंकि 3.3V आउटपुट आमतौर पर पूरी तरह से साझा 5V रेक्टिफायर सर्किट (लो-एंड पावर सप्लाई में आम) या आंशिक रूप से साझा (हाई-एंड पावर सप्लाई में आम) होता है, ऐसा कहा जाता है कि 3.3V आउटपुट अक्सर 5V आउटपुट द्वारा सीमित होता है। इसीलिए कई बिजली आपूर्तियों का नाम नेमप्लेट पर "3.3V और 5V संयुक्त आउटपुट" रखा जाना चाहिए।नीचे चित्र 28 निम्न-अंत बिजली आपूर्ति का द्वितीयक पक्ष दिखाता है। यहां हम पीजी सिग्नल उत्पन्न करने के लिए जिम्मेदार एकीकृत सर्किट देख सकते हैं। आम तौर पर, LM339 एकीकृत सर्किट का उपयोग कम-अंत बिजली आपूर्ति के लिए किया जाता है।
द्वितीयक पक्ष
इसके अलावा, हम कुछ इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर (इन कैपेसिटर का आकार वोल्टेज डबललर या सक्रिय पीएफसी सर्किट की तुलना में बहुत छोटा है) और इंडक्टर्स भी देख सकते हैं, जो मुख्य रूप से फ़िल्टरिंग फ़ंक्शन के लिए ज़िम्मेदार हैं।
इस बिजली आपूर्ति को अधिक स्पष्ट रूप से देखने के लिए, हमने बिजली आपूर्ति पर सभी उड़ने वाले तारों और फिल्टर कॉइल को हटा दिया है, जैसा कि चित्र 29 में दिखाया गया है। यहां हम कुछ छोटे डायोड देख सकते हैं, जो मुख्य रूप से -12 V और -5 V के दिष्टकरण के लिए उपयोग किए जाते हैं, और इनसे गुजरने वाली धारा बहुत छोटी होती है (इस विद्युत आपूर्ति को केवल 0.5A की आवश्यकता होती है)। अन्य वोल्टेज का आउटपुट करंट कम से कम 1A होना चाहिए, जिसके लिए पावर डायोड को सुधार के लिए जिम्मेदार होना आवश्यक है।
12 V और 5 V ऋणात्मक वोल्टेज सर्किट के लिए रेक्टिफायर डायोड
10. द्वितीयक पक्ष (II)
● द्वितीयक पक्ष
(2)निम्नलिखित चित्र निम्न-अंत बिजली आपूर्ति के द्वितीयक साइड हीट सिंक पर घटकों को दर्शाता है:
सेकेंडरी हीट सिंक पर घटकबाएं से दाएं:
☆ वोल्टेज रेगुलेटर की आईसी चिप-हालांकि इसमें तीन पिन होते हैं और यह ट्रायोड के समान दिखता है, यह एक आईसी चिप है। यह बिजली आपूर्ति 7805 वोल्टेज रेगुलेटर (5V वोल्टेज रेगुलेटर) का उपयोग करती है, जो +5VSB के वोल्टेज स्थिरीकरण के लिए जिम्मेदार है। जैसा कि हमने पहले उल्लेख किया है, +5VSB एक स्वतंत्र आउटपुट सर्किट को अपनाता है, क्योंकि पीसी बंद होने पर भी इसे +5VSB को +5V आउटपुट प्रदान करने की आवश्यकता होती है। इसीलिए +5VSB आउटपुट को आमतौर पर "स्टैंडबाय आउटपुट" भी कहा जाता है। 805IC 1A का अधिकतम करंट आउटपुट प्रदान कर सकता है।
☆ पावर MOSFET ट्रांजिस्टर, मुख्य रूप से 3.3V आउटपुट के लिए जिम्मेदार। इस विद्युत आपूर्ति का MOSFET मॉडल PHP45N03LT है, जो अधिकतम 45A धारा प्रवाहित करने की अनुमति दे सकता है। जैसा कि हमने पिछले पृष्ठ पर उल्लेख किया है, केवल निम्न-अंत बिजली आपूर्ति 3.3V के साथ साझा किए गए 5V नियामक को अपनाएगी।
☆ पावर शॉटकी रेक्टिफायर, जो दो डायोड को एकीकृत करके बनाया जाता है। इस विद्युत आपूर्ति का शॉटकी मॉडल STPR1620CT है, और इस विद्युत आपूर्ति का प्रत्येक डायोड अधिकतम 8A (कुल 16A) धारा की अनुमति दे सकता है। इस प्रकार की पावर शोट्की रेक्टिफायर का उपयोग आमतौर पर 12V आउटपुट के लिए किया जाता है।
☆ एक और पावर शोट्की रेक्टिफायर। इस बिजली आपूर्ति का मॉडल E83-004 है, और अधिकतम स्वीकार्य करंट 60A है। इस पावर रेक्टिफायर का उपयोग अक्सर +5 V और+3.3 V आउटपुट के लिए किया जाता है। क्योंकि +5 V और+3.3 V आउटपुट एक ही रेक्टिफायर का उपयोग करते हैं, उनका योग रेक्टिफायर की वर्तमान सीमा से अधिक नहीं हो सकता है। इसे हम अक्सर संयुक्त आउटपुट की अवधारणा कहते हैं। दूसरे शब्दों में, 3.3V आउटपुट 5V आउटपुट से आता है। अन्य आउटपुट के विपरीत, ट्रांसफार्मर में 3.3V आउटपुट नहीं है। इस डिज़ाइन का उपयोग अक्सर कम-अंत बिजली आपूर्ति के लिए किया जाता है। आम तौर पर, उच्च-स्तरीय बिजली आपूर्ति में स्वतंत्र +3.3 वी और +5 वी आउटपुट का उपयोग किया जाता है।
आइए उच्च-स्तरीय बिजली आपूर्ति के द्वितीयक पक्ष के मुख्य घटकों पर एक नज़र डालें:
उच्च-स्तरीय विद्युत आपूर्ति के द्वितीयक पक्ष के घटक
उच्च-स्तरीय विद्युत आपूर्ति के द्वितीयक पक्ष के घटक
यहाँ हम देख सकते हैं:
12V आउटपुट के लिए दो समानांतर शोट्की रेक्टिफायर। लो-एंड बिजली आपूर्ति में अक्सर केवल एक ही ऐसा रेक्टिफायर होता है। यह डिज़ाइन स्वाभाविक रूप से रेक्टिफायर के अधिकतम वर्तमान आउटपुट को दोगुना कर देता है। यह बिजली आपूर्ति दो STPS6045CW शोट्की रेक्टिफायर का उपयोग करती है, जिनमें से प्रत्येक अधिकतम 60A का करंट चला सकता है।
☆ 5V आउटपुट के लिए जिम्मेदार एक शोट्की रेक्टिफायर। यह बिजली आपूर्ति STPS60L30CW रेक्टिफायर को अपनाती है, जो अधिकतम 60A की धारा को गुजरने की अनुमति दे सकती है।
☆ एक शोट्की रेक्टिफायर 3.3V आउटपुट के लिए जिम्मेदार है, जो हाई-एंड पावर सप्लाई और लो-एंड पावर सप्लाई के बीच मुख्य अंतर है (लो-एंड पावर सप्लाई में अक्सर अलग 3.3V आउटपुट नहीं होता है)। यह बिजली आपूर्ति STPS30L30CT शोट्की को अपनाती है, जो अधिकतम 30A की धारा को गुजरने की अनुमति दे सकती है।
☆ विद्युत सुरक्षा सर्किट का एक वोल्टेज नियामक। यह हाई-एंड पावर सप्लाई का भी प्रतीक है.
मुख्य बात यह है कि ऊपर उल्लिखित अधिकतम वर्तमान आउटपुट केवल एक घटक के सापेक्ष है। किसी बिजली आपूर्ति का अधिकतम वर्तमान आउटपुट वास्तव में उससे जुड़े कई घटकों की गुणवत्ता पर निर्भर करता है, जैसे कॉइल इंडक्शन, ट्रांसफार्मर, तार की मोटाई, पीसीबी की चौड़ाई आदि। हम रेक्टिफायर की अधिकतम धारा और आउटपुट वोल्टेज को गुणा करके बिजली आपूर्ति की सैद्धांतिक अधिकतम शक्ति प्राप्त कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, अंतिम आंकड़े में बिजली आपूर्ति की 12V आउटपुट अधिकतम शक्ति 16A*12V=192W होनी चाहिए।
अस्वीकरण: यह लेख बौद्धिक संपदा अधिकारों की सुरक्षा का समर्थन करने के लिए "पावर आर एंड डी एलीट सर्कल" से पुन: प्रस्तुत किया गया है। कृपया पुनर्मुद्रण का मूल स्रोत और लेखक बताएं। यदि कोई उल्लंघन है, तो कृपया उसे हटाने के लिए हमसे संपर्क करें।




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