हाई पावर डीसी से डीसी कनवर्टर सर्किट - 12 वी से 30 वी वेरिएबल

हाई पावर डीसी से डीसी कनवर्टर सर्किट - 12 वी से 30 वी वेरिएबल

पोस्ट बताता है कि कैसे एक उच्च शक्ति डीसी से डीसी को बढ़ावा देने के लिए कनवर्टर सर्किट है जो 12 वी डीसी को 30 वी अधिकतम तक किसी भी उच्च स्तर तक ले जाएगा, और 3 amp वर्तमान दर पर। इस उच्च वर्तमान आउटपुट को प्रारंभ करनेवाला तार गेज विनिर्देशों के उन्नयन के द्वारा बढ़ाया जा सकता है।

इस कन्वर्टर की एक और बड़ी खासियत यह है कि न्यूनतम संभव सीमा से अधिकतम सीमा तक, एक पोटेंशियोमीटर के माध्यम से आउटपुट को रेखीय रूप से विविध किया जा सकता है।

उत्पादन

डीसी-डीडी कन्वर्टर्स के लिए इरादा कार बैटरी वोल्टेज को ऊपर ले जाना अक्सर ट्रांसफ़ॉर्म मोड पर एक स्विचड मोड प्रकार की बिजली की आपूर्ति (SMPSU) या एक पावर मल्टीविब्रेटर के आसपास कॉन्फ़िगर किया जाता है, एक ट्रांसफॉर्मर ड्राइविंग।



इस आलेख में समझाया गया पावर कन्वर्टर डिवाइस को नियोजित करता है टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स से TL 497A एकीकृत सर्किट । यह विशेष रूप से आईसी कम से कम आउटपुट शोर के साथ उत्कृष्ट वोल्टेज विनियमन को बहुत आसानी से पूरा करने की सुविधा देता है, और इसी तरह उच्च रूपांतरण प्रदर्शन सुनिश्चित करता है।

सर्किट कैसे काम करता है

यहाँ विस्तृत कनवर्टर a का उपयोग करता है फ्लाईबैक टोपोलॉजी । फ्लाईबैक सिद्धांत एक कम प्रत्यक्ष इनपुट वोल्टेज से उत्पन्न होने वाले तत्काल आउटपुट वोल्टेज प्राप्त करने के लिए सबसे उपयुक्त और कार्यात्मक तकनीक प्रतीत होती है।

कनवर्टर में मुख्य स्विचिंग घटक वास्तव में एक शक्ति SIPMOS ट्रांजिस्टर T1 है (चित्र 1 देखें)। अपनी चालन अवधि के दौरान, एल 1 से गुजरने वाला वर्तमान समय के साथ तेजी से बढ़ता है।

स्विचिंग चक्र के समय के दौरान, प्रारंभ करनेवाला प्रेरित चुंबकीय ऊर्जा को संग्रहीत करता है।

3 amp 12 V से 30 V चर कनवर्टर सर्किट

जैसे ही ट्रांजिस्टर बंद हो जाता है, प्रारंभ करनेवाला संग्रहीत चुंबकीय ऊर्जा को पुन: प्राप्त कर लेता है, इसे डी 1 के माध्यम से जुड़े भार में एक विद्युत प्रवाह में परिवर्तित करता है।

इस प्रक्रिया के दौरान, यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि ट्रांजिस्टर को उस अवधि के लिए बंद रखा जाए जबकि प्रारंभ करनेवाला पर चुंबकीय क्षेत्र शून्य हो जाता है।

इस स्थिति को लागू करने में विफल होने पर, प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से वर्तमान संतृप्ति स्तर तक बढ़ जाता है। एक हिमस्खलन प्रभाव बाद में बहुत जल्दी अधिकतम करने के लिए परिणाम है।

रिश्तेदार ट्रांजिस्टर नियंत्रण ट्रिगर समय पर, या कर्तव्य कारक इस प्रकार, एकता स्तर तक पहुंचने की अनुमति नहीं दी जानी चाहिए। अधिकतम स्वीकार्य शुल्क कारक विभिन्न अन्य पहलुओं पर निर्भर करता है, आउटपुट वोल्टेज के आसपास।

ऐसा इसलिए है क्योंकि यह चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की क्षय दर को तय करता है। कनवर्टर से प्राप्त की जा सकने वाली उच्चतम आउटपुट शक्ति, प्रारंभक द्वारा संसाधित उच्चतम स्वीकार्य पीक करेंट और ड्राइविंग सिग्नल की स्विचिंग आवृत्ति द्वारा निर्धारित की जाती है।

यहां प्रतिबंधित तत्व मुख्य रूप से संतृप्ति तत्काल और तांबे के नुकसान के लिए प्रारंभ करनेवाला की अधिकतम सहनीय रेटिंग हैं, साथ ही साथ स्विचिंग ट्रांजिस्टर के माध्यम से चरम वर्तमान (यह मत भूलो कि प्रत्येक स्विचिंग के दौरान एक विशिष्ट विद्युत ऊर्जा स्तर का स्पाइक आउटपुट में आता है) पल्स)।

PWM के लिए IC TL497A का उपयोग करना

इस आईसी का काम काफी गैर-पारंपरिक है, जिसे नीचे दिए गए संक्षिप्त विवरण से समझा जा सकता है। पारंपरिक निश्चित आवृत्ति कार्यान्वयन के विपरीत, चर कर्तव्य कारक SMPSU नियंत्रक आईसीएस, TL497A एक निश्चित समय पर, समायोज्य आवृत्ति डिवाइस के रूप में प्रमाणित है।

इसलिए एक स्थिर आउटपुट वोल्टेज सुनिश्चित करने के लिए आवृत्ति में समायोजन के माध्यम से कर्तव्य कारक को नियंत्रित किया जाता है।

यह दृष्टिकोण वास्तविकता में एक बहुत ही सरल सर्किट लाता है, फिर भी स्विचिंग आवृत्ति के निचले हिस्से को प्राप्त करने की सीमा प्रदान करता है जो निचले प्रवाह के साथ काम करने वाले भार के लिए मानव कान के लिए श्रव्य हो सकता है।

वास्तविकता में, कनवर्टर से लोड हटने के बाद स्विचिंग आवृत्ति 1 हर्ट्ज से कम हो जाती है। एक निश्चित आउटपुट वोल्टेज धारण करने के लिए आउटपुट कैपेसिटर से जुड़े चार्ज दालों के कारण धीमी क्लिक श्रव्य होती है।

जब कोई भार संलग्न नहीं होता है, तो आउटपुट कैपेसिटर प्राप्त होते हैं, जाहिर है, धीरे-धीरे वोल्टेज सेंसिंग रोकनेवाला के माध्यम से छुट्टी दे दी जाती है।

IC TL497A का आंतरिक थरथरानवाला निरंतर है, और C1 द्वारा तय किया गया है। थरथरानवाला तीन तरीकों में निष्क्रिय किया जा सकता है:

  • 1, जब पिन 1 पर वोल्टेज संदर्भ वोल्टेज से परे बढ़ जाता है (1.2 V)
  • 2, जब प्रारंभ करनेवाला वर्तमान एक विशिष्ट उच्चतम मूल्य से आगे निकल जाता है
  • और तीसरा, अवरोध इनपुट के माध्यम से (हालांकि इस सर्किट में उपयोग नहीं किया गया है)।

मानक काम करने की प्रक्रिया में, आंतरिक थरथरानवाला टी 1 को इस तरह से स्विच करने की अनुमति देता है कि प्रारंभ करनेवाला वर्तमान में रैखिक रूप से बढ़ जाता है।

जब T1 को बंद कर दिया जाता है, तो प्रारंभ करनेवाला के अंदर संचित चुंबकीय ऊर्जा को संधारित्र में वापस लात मारी जाती है जो इस ईएमएफ ऊर्जा के माध्यम से चार्ज होती हैं।

आईसी TL497A के पिन 1 वोल्टेज के साथ आउटपुट वोल्टेज, थोड़ा ऊपर जाता है, जिससे थरथरानवाला निष्क्रिय हो जाता है। यह तब तक जारी रहता है जब तक आउटपुट वोल्टेज कुछ काफी निचले स्तर तक गिर नहीं जाता है। इस तकनीक को एक चक्रीय तरीके से निष्पादित किया जाता है, जहां तक ​​सैद्धांतिक धारणा का संबंध है।

हालांकि, वास्तविक घटकों का उपयोग करने की व्यवस्था में, एक एकल थरथरानवाला अंतराल में कैपेसिटर के चार्ज के साथ प्रेरित वोल्टेज में वृद्धि वास्तव में इतनी छोटी है कि जब तक प्रारंभ करनेवाला वर्तमान उच्चतम मूल्य प्राप्त नहीं करता है, तब तक थरथरानवाला सक्रिय रहता है, जैसा कि घटकों द्वारा निर्धारित किया गया है R2 और R3 (R1 और R3 के आसपास वोल्टेज में गिरावट आमतौर पर इस बिंदु पर 0.7 V है)।

वर्तमान में चरण वार वृद्धि अंजीर में दर्शाई गई है। 2 बी ऑसिलेटर सिग्नल ड्यूटी फैक्टर के कारण होता है जो 0.5 से अधिक होता है।

जैसे ही इष्टतम वर्तमान प्राप्त होता है, थरथरानवाला निष्क्रिय हो जाता है, जिससे प्रारंभ करनेवाला को कैपेसिटर में अपनी ऊर्जा स्थानांतरित करने की अनुमति मिलती है।

इस विशेष स्थिति में, आउटपुट वोल्टेज एक परिमाण में चढ़ता है जो यह सुनिश्चित करने के लिए उच्च है कि थरथरानवाला आईसी पिन के माध्यम से बंद है। 1. आउटपुट वोल्टेज अब जल्दी से गिर जाता है, ताकि एक ताजा चार्ज चक्र शुरू करने और दोहराने में सक्षम हो प्रक्रिया।

हालांकि, दुख की बात है कि ऊपर चर्चा की गई स्विचिंग प्रक्रियाओं को तुलनात्मक रूप से बड़े नुकसान के साथ जोड़ा जाएगा।

एक वास्तविक जीवन कार्यान्वयन में, इस मुद्दे को समय पर (सी 1 के माध्यम से) सेट करके उच्च किया जा सकता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से चालू एकल थरथरानवाला अंतराल (छवि 3 देखें) में उच्चतम स्तर तक कभी नहीं फैलता है।

इस तरह के मामलों में उपाय एक वायु वाहिनी प्रारंभ करनेवाला का समावेश हो सकता है, जो एक न्यूनतम न्यूनतम-प्रेरण की विशेषता है।

तरंग चरचरित्र

चित्र 3 में समय चार्ट सर्किट से प्रमुख कारकों पर संकेत तरंग प्रदर्शित करता है। TL497A के अंदर मुख्य थरथरानवाला एक कम आवृत्ति के साथ काम करता है (नीचे I हर्ट्ज जब ते कनवर्टर उत्पादन पर कोई भार नहीं है)।

स्विच-ऑन के दौरान तात्कालिक समय, छवि 3 ए में आयताकार पल्स के रूप में इंगित किया गया है, संधारित्र सी 1 के मूल्य पर निर्भर करता है। स्विच-ऑफ समय लोड वर्तमान द्वारा स्थापित किया गया है। ऑन-टाइम स्विचिंग के दौरान, ट्रांजिस्टर T1 स्विच चालू करने के लिए प्रारंभकर्ता को बढ़ाता है (छवि 3 बी)।

तरंग चित्र

वर्तमान पल्स के बाद समय की स्विच ऑफ अवधि के दौरान, प्रारंभ करनेवाला एक वर्तमान स्रोत की तरह काम करता है।

TL497A 1.2 वी के अपने आंतरिक संदर्भ वोल्टेज के साथ पिन 1 पर एटेन्यूड आउटपुट वोल्टेज का विश्लेषण करता है। अगर मूल्यांकन वोल्टेज संदर्भ वोल्टेज की तुलना में कम है, तो टी 1 कठिन पक्षपाती है ताकि प्रारंभ करनेवाला पर्याप्त रूप से ऊर्जा को संग्रहीत करे।

यह दोहराया चार्ज और डिस्चार्ज चक्र आउटपुट कैपेसिटर (छवि 3 सी) के पार तरंग वोल्टेज का एक निश्चित स्तर चलाता है। प्रतिक्रिया विकल्प लोड वर्तमान की वजह से वोल्टेज की कमी का सबसे अच्छा संभव मुआवजा सुनिश्चित करने के लिए थरथरानवाला आवृत्ति का समायोजन करने की अनुमति देता है।

अंजीर में समय पल्स आरेख 3 डी से पता चलता है कि प्रारंभ करनेवाला के अपेक्षाकृत उच्च क्यू (गुणवत्ता) कारक के कारण नाली वोल्टेज का पर्याप्त संचलन है।

भले ही आवारा लहर दोलन आमतौर पर इस डीसी से डीसी पावर कनवर्टर के नियमित कामकाज को प्रभावित नहीं करते हैं, इन प्रारंभ करनेवाला भर में एक समानांतर 1 k रोकनेवाला का उपयोग करके दबाया जा सकता है।

व्यावहारिक सोच

आम तौर पर, एक एसपीएस सर्किट को अर्ध-आउटपुट वर्तमान के बजाय अधिकतम आउटपुट वर्तमान प्राप्त करने के लिए विकसित किया जाता है।

एक स्थिर आउटपुट वोल्टेज के साथ-साथ न्यूनतम तरंग के साथ उच्च दक्षता इसके अतिरिक्त प्रमुख डिजाइन उद्देश्य बन जाते हैं। कुल मिलाकर, एक फ़्लाईबैक आधारित एसएमपीएस की लोड विनियमन विशेषताएं चिंताओं के लिए शायद ही कोई कारण प्रदान करती हैं।

प्रत्येक स्विचिंग चक्र के दौरान, चालू / बंद अनुपात या कर्तव्य चक्र को लोड वर्तमान के सापेक्ष घुमाया जाता है, ताकि पर्याप्त लोड चालू उतार-चढ़ाव के बावजूद आउटपुट वोल्टेज अपेक्षाकृत स्थिर बना रहे।

सामान्य दक्षता के संदर्भ में परिदृश्य थोड़ा अलग दिखाई देता है। फ्लाईबैक टोपोलॉजी पर आधारित एक स्टेप-अप कनवर्टर आमतौर पर काफी पर्याप्त वर्तमान स्पाइक्स का उत्पादन करता है, जो ऊर्जा के महत्वपूर्ण नुकसान को ट्रिगर कर सकता है (यह मत भूलो कि बिजली वर्तमान में तेजी से बढ़ती है)।

हालांकि, वास्तविक जीवन के संचालन में, अनुशंसित उच्च शक्ति डीसी से डीसी कनवर्टर सर्किट इष्टतम उत्पादन वर्तमान के साथ 70% से बेहतर समग्र दक्षता प्रदान करता है, और यह लेआउट की सादगी के संबंध में बहुत प्रभावशाली दिखता है।

इसके फलस्वरूप, इसे संतृप्ति में संचालित करने की माँग की जाती है, जिससे समय के साथ-साथ समय-समय पर विस्तार होता है। स्वाभाविक रूप से, ट्रांजिस्टर को चालू चालू को काटने के लिए जितना अधिक समय की आवश्यकता होगी, उतनी ही कम डिजाइन की सर्वांगीण दक्षता होगी।

काफी अपरंपरागत तरीके से, MOSFET BUZ10 को आंतरिक आउटपुट ट्रांजिस्टर के बजाय थरथरानवाला परीक्षण आउटपुट के पिन 11 के माध्यम से स्विच किया जाता है।

डायोड डी 1 अभी तक सर्किट के अंदर एक और महत्वपूर्ण घटक है। इस इकाई के लिए आवश्यकताएं उच्च वर्तमान स्पाइक्स को सहन करने की क्षमता है, और आगे की गिरावट को कम करती है। टाइप B5V79 इन सभी आवश्यकताओं को पूरा करता है, और इसे किसी अन्य संस्करण के साथ प्रतिस्थापित नहीं किया जाना चाहिए।

अंजीर के मुख्य सर्किट आरेख 1 पर वापस जा रहे हैं, यह ध्यान से ध्यान दिया जाना चाहिए कि 15-20 ए की वर्तमान उच्चता आमतौर पर सर्किट में असामान्य नहीं होती है। तुलनात्मक रूप से उच्च आंतरिक प्रतिरोध वाली बैटरी के साथ विकसित होने वाले मुद्दों से बचने के लिए, संधारित्र C4 को कनवर्टर के इनपुट पर बफर की तरह पेश किया जाता है।

यह देखते हुए कि आउटपुट कैपेसिटर को कनवर्टर द्वारा त्वरित, दालों जैसे वर्तमान स्पाइक्स के माध्यम से चार्ज किया जाता है, कैपेसिटर के एक जोड़े को समानांतर में झुका दिया जाता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि रन-ए-वे कैपेसिटेंस कम से कम रहता है क्योंकि यह हो सकता है।

डीसी से डीसी पावर कनवर्टर वास्तव में शॉर्ट-सर्किट संरक्षण की सुविधा नहीं देता है। आउटपुट टर्मिनलों को शॉर्ट-सर्कुलेट करना बिल्कुल डी 1 और एल 1 के माध्यम से बैटरी को कम करने की तरह होगा। L1 का स्व-अधिष्ठापन पर्याप्त नहीं हो सकता है ताकि प्रवाह को फ्यूज करने में सक्षम करने के लिए आवश्यक अवधि के लिए वर्तमान को प्रतिबंधित किया जा सके।

प्रेरक रचनात्मक विवरण

एल 1 को तामचीनी तांबे के तार के 33 और आधे मोड़ को घुमावदार करके बनाया गया है। चित्र 5 अनुपात प्रदर्शित करता है। अधिकांश कंपनियां एबीएस रोल पर तामचीनी तांबे के तार प्रदान करती हैं, जो आमतौर पर प्रारंभकर्ता के निर्माण के लिए पूर्व की तरह काम करती हैं।

cconverter 3 amp प्रारंभ करनेवाला बनाना

प्रारंभक तारों को खिसकाने के लिए निचले किनारे में 2 मिमी छिद्रों के एक जोड़े को ड्रिल करें। छेद में से एक सिलेंडर के पास होगा जबकि दूसरा पूर्व के बाहरी परिधि पर।

त्वचा के प्रभाव की घटना के कारण, प्रारंभ करनेवाला के निर्माण के लिए मोटे तार पर विचार करना उपयोगी नहीं हो सकता है, जो तार की बाहरी सतह या तार की त्वचा के साथ आवेश वाहकों को स्थानांतरित करने का कारण बनता है। इसका मूल्यांकन कनवर्टर में नियोजित आवृत्तियों की भयावहता के संबंध में किया जाना चाहिए।

आवश्यक अधिष्ठापन के भीतर एक न्यूनतम प्रतिरोध की गारंटी देने के लिए, 1 मिमी व्यास के तारों के एक जोड़े के साथ काम करने की वकालत की जाती है, या 3 या 4 तारों में 0.8 मिमी व्यास वाले गुच्छा होते हैं।

लगभग तीन 0.8 मिनट के तारों से हमें कुल आयाम प्राप्त करने की अनुमति मिलेगी जो लगभग दो 1 मिमी तारों के समान हो सकता है, फिर भी प्रभावी 20% उच्च सतह क्षेत्र प्रदान करता है।

प्रारंभ करनेवाला कसकर घाव है और श्रव्य शोर रिसाव को नियंत्रित करने या दबाने के लिए एक उपयुक्त राल या एपॉक्सी आधारित यौगिक का उपयोग करके सील किया जा सकता है (याद रखें कि ऑपरेशन की आवृत्ति श्रव्य सीमा के भीतर है)।

निर्माण और संरेखण

मुद्रित सर्किट बोर्ड या प्रस्तावित उच्च शक्ति डीसी डीसी कनवर्टर सर्किट के लिए इच्छित पीसीबी डिजाइन नीचे प्रस्तुत किया गया है।

कनवर्टर पीसीबी डिजाइन

कई रचनात्मक कारकों को कुछ विचार करने की आवश्यकता है। प्रतिरोधों आर 2 और आर 3 काफी गर्म हो सकते हैं और इसलिए पीसीबी की सतह से ऊपर कुछ मिमी पर स्थापित होना चाहिए।

इन प्रतिरोधों के माध्यम से चलने वाली अधिकतम धारा 15 ए तक पहुंच सकती है।

पावर-एफईटी भी काफी हद तक गर्म हो जाएगा, और एक उचित आकार के हीटसिंक और मानक अभ्रक इन्सुलेट किट की मांग करेगा।

डायोड संभवतः शीतलन के बिना काम कर सकता है, हालांकि यह आदर्श रूप से बिजली एफईटी के लिए उपयोग किए जाने वाले एक आम हीटसिंक पर जकड़ा जा सकता है (उपकरणों को विद्युत रूप से इन्सुलेट करने के लिए याद रखें)। सामान्य कामकाज में, प्रारंभ करनेवाला उचित मात्रा में हीटिंग दिखा सकता है।

इस कन्वर्टर के इनपुट और आउटपुट में हेवी-ड्यूटी कनेक्टर और केबल को शामिल किया जाना चाहिए। बैटरी की आपूर्ति आपूर्ति लाइन के भीतर एक 16 ए विलंबित फ्यूज के साथ की जाती है।

इस तथ्य से सावधान रहें कि फ्यूज आउटपुट शॉर्ट सर्किट के दौरान कनवर्टर को किसी भी प्रकार की सुरक्षा प्रदान नहीं करेगा! सर्किट स्थापित करना आसान है, और निम्नलिखित तरीके से किया जा सकता है:

निर्धारित आउटपुट वोल्टेज को प्राप्त करने के लिए R1 को समायोजित करें जो कि 20 और 30 V के बीच की दूरी पर है। आउटपुट वोल्टेज को इस से कम किया जा सकता है, हालांकि इनपुट वोल्टेज से कम नहीं होना चाहिए।

यह R4 के स्थान पर एक छोटा अवरोधक डालकर किया जा सकता है। उच्चतम उत्पादन वर्तमान लगभग 3 ए होने की उम्मीद की जा सकती है।

हिस्सों की सूची




की एक जोड़ी: ग्रिड डुबकी मीटर सर्किट अगला: ट्रांजिस्टर से सौर सेल कैसे बनाएं