एक साधारण बक कन्वर्टर सर्किट बनाएं [स्टेप डाउन कन्वर्टर]

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यहां समझाया गया व्यावहारिक हिरन कनवर्टर सर्किट केवल 3 ट्रांजिस्टर का उपयोग करता है और इसे बनाना बेहद आसान है। सर्किट सरल होने के बावजूद, इसकी उच्च दक्षता है।

सर्किट का उपयोग उच्च इनपुट आपूर्ति जैसे कि 12 वी, या 9 वी आपूर्ति इनपुट से 3.3 वी एल ई डी ड्राइव करने के लिए किया जा सकता है।



हिरन कनवर्टर डिज़ाइन को एलईडी के बजाय उच्च रेटेड लोड संचालित करने के लिए आसानी से अपग्रेड किया जा सकता है।

अंतर्वस्तु



एक बक कनवर्टर टोपोलॉजी का मूल कार्य

आइए नीचे दिए गए चित्र के संदर्भ में समझने की कोशिश करते हैं एक 'हिरन' या 'स्टेप-डाउन' कनवर्टर कैसे काम करता है . हिरन कनवर्टर सर्किट के साथ, एक उच्च इनपुट वोल्टेज को कम आउटपुट वोल्टेज में बदला जा सकता है। इसके संचालन का मूल तरीका इस प्रकार वर्णित है।

  हिरन कनवर्टर कार्यात्मक योजनाबद्ध

जैसे ही स्विच S को दबाया जाता है, प्रारंभ करनेवाला L के आर-पार एक धनात्मक वोल्टेज विकसित हो जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि Uin, Uout से अधिक है। कुंडल शुरू में तात्कालिक धारा प्रवाह का विरोध करने की कोशिश करता है। नतीजतन, कॉइल में करंट रैखिक रूप से बढ़ता है, और कॉइल में ऊर्जा का भंडारण शुरू हो जाता है।

अगला, जैसे ही स्विच S को खोला जाता है, संचित धारा कॉइल के माध्यम से डायोड D के माध्यम से आउटपुट कैपेसिटर में प्रवाहित होती है।

चूँकि कुण्डली के आर-पार वोल्टता UL अब ऋणात्मक है, कुण्डली से प्रवाहित धारा रैखिक रूप से कम हो जाती है। आउटपुट उस ऊर्जा को प्राप्त करता है जिसे कॉइल में कैद और संग्रहीत किया गया था। अब, यदि स्विच S को एक बार फिर से बंद कर दिया जाता है, तो प्रक्रिया नए सिरे से शुरू होती है और स्विच चालू/बंद होने पर दोहराती रहती है।

काम करने का तरीका

आउटपुट पर दिखाई देने वाला वोल्टेज इस बात से निर्धारित होता है कि स्विच S कैसे संचालित होता है। नीचे दिए गए चित्र के अनुसार, वर्तमान प्रवाह के तीन मूल प्रकार हैं।

  हिरन कनवर्टर सीएम डीएम मोड
  • मान लीजिए, स्विच एस एक ऐसे बिंदु पर बंद है जहां कॉइल के अंदर बहने वाली धारा शून्य तक नहीं पहुंची है, तो कॉइल के माध्यम से करंट का प्रवाह हमेशा अनुभव होगा। इसे 'निरंतर मोड' (सीएम) के रूप में जाना जाता है।
  • यदि वर्तमान चक्र के भाग के लिए शून्य तक पहुंचने में सक्षम है, जैसा कि चित्र 2 (बी) में दिखाया गया है, तो सर्किट 'असंतत मोड' (डीएम) में काम कर रहा है।
  • जब कॉइल करंट के शून्य पर पहुंचने पर स्विच को ठीक से बंद किया जा रहा है, तो हम इसे सीएम / डीएम लिमिट ऑपरेशन कहते हैं।

इसका मतलब है, एक हिरन कनवर्टर में स्विच की 'चालू' अवधि को समायोजित करके आउटपुट वोल्टेज और पावर दोनों को बदला जा सकता है। इसे स्थान-चिह्न अनुपात भी कहते हैं।

यह पर्याप्त सिद्धांत है; अब आइए एक सीधे वास्तविक-विश्व सर्किट की जांच करें।

एक व्यावहारिक बक कनवर्टर डिजाइन बनाना

निम्नलिखित आंकड़ा केवल 3 ट्रांजिस्टर और कुछ अन्य निष्क्रिय तत्वों का उपयोग करके एक साधारण व्यावहारिक हिरन कनवर्टर सर्किट दिखाता है।

  सरल हिरन कनवर्टर सर्किट

यह निम्नलिखित तरीके से काम करता है:

इस सर्किट में स्विच S को ट्रांजिस्टर T1 द्वारा दर्शाया जाता है। स्टेप-डाउन कनवर्टर के अन्य घटक डायोड D1 और कॉइल L1 हैं।

जैसे ही सर्किट संचालित होता है, R3 T2 को एक बेस करंट की आपूर्ति करता है (क्योंकि D2 का फॉरवर्ड वोल्टेज स्पेक 0.7 V से बड़ा है) और T2 को चालू किया जाता है।

T2 के संचालन के साथ, T1 को एक आधार पूर्वाग्रह मिलता है और यह संचालन भी शुरू कर देता है। इस स्थिति में, बिंदु P वोल्टेज में वृद्धि का अनुभव करता है, जिसके कारण T2 का संचालन और भी कठिन हो जाता है।

अब जैसे ही बिंदु P का वोल्टेज 9 V तक पहुँचता है, L1 से प्रवाहित होने वाली धारा बढ़ने लगती है। कॉइल के पार वोल्टेज और इसका इंडक्शन दोनों प्रभावित करते हैं कि इसके अंदर की धारा कितनी जल्दी बढ़ती है।

जैसे-जैसे कुण्डली के आर-पार धारा बढ़ती है, R1 के आर-पार वोल्टता घटती जाती है। जैसे ही यह संभावित 0.7 V (लगभग 70 mA) हिट करता है, T3 को चालू कर देता है। यह T1 के बेस करंट को जल्दी से हटा देता है।

चूँकि L1 में करंट अब नहीं बढ़ सकता, इसलिए बिंदु P पर वोल्टेज कम होने लगता है। परिणामस्वरूप T2 को बंद कर दिया जाता है, उसके बाद T1 को बंद कर दिया जाता है।

L1 के माध्यम से धारा अब D1 से होकर शून्य तक गिरती है। इससे T2 पर वोल्टेज फिर से बढ़ जाता है, और प्रक्रिया नए सिरे से दोहराई जाती है।

ट्रांजिस्टर सकारात्मक प्रतिक्रिया के साथ एक थाइरिस्टर के रूप में काम करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक दोलन होता है। T3 सुनिश्चित करता है कि T1 पूर्व निर्धारित धारा पर बंद है और सर्किट CM/DM सीमा मोड में संचालित होता है।

उच्च भार के लिए सर्किट का उन्नयन

एक एलईडी को रोशन करने के बजाय, आप इस सर्किट को उच्च रेटेड लोड संचालित करने के लिए नियोजित कर सकते हैं। लेकिन अधिक भार के साथ आप पाएंगे कि हिरन कनवर्टर दोलन नहीं कर रहा है।

यह लोड के कारण R3 को स्टार्टअप पर T2 को चालू करने से रोकता है।

बिंदु P और T2 के आधार के बीच एक संधारित्र (0.1uF) लगाकर इस समस्या से बचा जा सकता है।

एक और स्मार्ट कदम आउटपुट में 10 एफ इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर को जोड़कर वोल्टेज को सुचारू करना होगा।

हिरन कनवर्टर वोल्टेज स्रोत के बजाय वर्तमान स्रोत के रूप में कार्य करता है और अनियमित है। हालांकि, अधिकांश सरल अनुप्रयोगों के लिए, यह पर्याप्त से अधिक होगा।

कैसे बनाना है

  • चरण # 1: 20 मिमी बाय 20 मिमी सामान्य प्रयोजन पट्टी बोर्ड लें।
  • चरण # 2: कॉपर साइड को सैंड पेपर से साफ करें।
  • चरण # 3: प्रतिरोधों और डायोड को लें और उनके शरीर और लीड के बीच 1 मिमी की दूरी छोड़ते हुए उनके लीड को मोड़ें।
  • चरण # 4: प्रतिरोधों को पीसीबी में डालें और उन्हें मिलाप करें। अतिरिक्त लीड लंबाई काट लें।
  • चरण # 5: ट्रांजिस्टर को उसी लेआउट स्थिति के अनुसार डालें जैसा कि योजनाबद्ध में दर्शाया गया है। उनके लीड को मिलाएं, और विस्तारित लीड को ट्रिम करें।
  • चरण # 6: अब, प्रारंभ करनेवाला डालें, इसे मिलाप करें, और इसके लीड को ट्रिम करें।
  • चरण # 7: अंत में, कैपेसिटर और एलईडी डालें, लीड को मिलाप करें। अतिरिक्त लीड काटें

एक बार उपरोक्त असेंबली हो जाने के बाद योजनाबद्ध आरेख का हवाला देते हुए विभिन्न घटकों के लीड्स को सावधानीपूर्वक इंटरकनेक्ट करें। पहले काटे गए काटे गए लीड तारों के टुकड़ों का उपयोग करके ऐसा करें।

यदि आप तांबे की तरफ से सीधे लीड को जोड़ने में असमर्थ हैं, तो आप पीसीबी के घटक पक्ष से जम्पर तार का उपयोग कर सकते हैं।

परीक्षण कैसे करें

  • शुरुआत में एलईडी को डिस्कनेक्ट करके रखें।
  • सर्किट में 9 वी डीसी लागू करें।
  • उन बिंदुओं पर वोल्टेज को मापें जहां एलईडी को जोड़ा जाना है।
  • यह लगभग 3 V से 4 V तक होना चाहिए।
  • यह पुष्टि करेगा कि आपने हिरन कनवर्टर को सही ढंग से बनाया है, और यह सही तरीके से काम कर रहा है।
  • आप बिजली बंद कर सकते हैं और एलईडी को उसकी स्थिति में वापस जोड़ सकते हैं।
  • अब डीसी को फिर से चालू करें, आप अधिकतम दक्षता के साथ 9 वी डीसी इनपुट से एलईडी को उज्ज्वल रूप से प्रकाशित पाएंगे।

दक्षता को कैसे मापें

दक्षता को मापने के लिए आप 9 वी डीसी की सकारात्मक रेखा के साथ श्रृंखला में एक एमीटर को जोड़ सकते हैं।

फिर आप वर्तमान रीडिंग को वोल्टेज (9 वी) से गुणा कर सकते हैं।

परिणाम एलईडी के वाट विनिर्देश से लगभग 20% अधिक हो सकता है।

यह हिरन कनवर्टर सर्किट के लिए 80% दक्षता साबित हो सकता है, और इसी तरह।