इनवर्टर में बैटरी चार्ज करने के लिए MOSFET बॉडी डायोड का उपयोग करना

इस पोस्ट में हम यह समझने की कोशिश करते हैं कि कैसे एक ही ट्रांसफार्मर के माध्यम से बैटरी की चार्जिंग को सक्षम करने के लिए MOSFETs के आंतरिक बॉडी डायोड का उपयोग किया जा सकता है जो इन्वर्टर ट्रांसफार्मर के रूप में उपयोग किया जा रहा है।

इस लेख में हम एक पूर्ण पुल इन्वर्टर अवधारणा की जांच करेंगे और सीखेंगे कि एक संलग्न बैटरी चार्ज करने के लिए इसके 4 MOSFETs के इन-बिल्ट डायोड को कैसे लागू किया जा सकता है।

एक पूर्ण पुल या एच-ब्रिज इन्वर्टर क्या है

मेरे पहले के कुछ पोस्ट में हमने चर्चा की है पूर्ण पुल इन्वर्टर सर्किट और उनके कार्य सिद्धांत के बारे में।

जैसा कि ऊपर की छवि में दिखाया गया है, मूल रूप से, एक पूर्ण-पुल इन्वर्टर में हमारे पास आउटपुट लोड से जुड़े 4 MOSFETs का एक सेट है। तिरछे जुड़े MOSFET जोड़े वैकल्पिक रूप से एक बाहरी के माध्यम से स्विच किए जाते हैं थरथरानवाला , जिससे बैटरी से इनपुट डीसी लोड के लिए एक प्रत्यावर्ती धारा या एसी में बदल जाता है।

लोड आम तौर पर एक के रूप में है ट्रांसफार्मर , जिसका निम्न वोल्टेज प्राथमिक, इच्छित डीसी से एसी व्युत्क्रम के लिए MOSFET पुल से जुड़ा है।

आमतौर पर, 4 एन-चैनल MOSFET आधारित एच-ब्रिज टोपोलॉजी पूर्ण पुल इनवर्टर में लागू होती है, क्योंकि यह टोपोलॉजी बिजली उत्पादन अनुपात में कॉम्पैक्टनेस के मामले में सबसे कुशल काम करती है।

हालांकि 4 एन चैनल इनवर्टर का उपयोग करना विशेष पर निर्भर करता है ड्राइवर आईसी साथ से बूटस्ट्रैपिंग , फिर भी दक्षता जटिलता से अधिक है, इसलिए ये प्रकार सभी आधुनिक रूप से लोकप्रिय हैं पूर्ण पुल इनवर्टर ।

MOSFET आंतरिक शरीर डायोड का उद्देश्य

लगभग सभी आधुनिक दिन MOSFETs में मौजूद आंतरिक बॉडी डायोड मुख्य रूप से पेश किए जाते हैं डिवाइस को सुरक्षित रखें एक जुड़े से उत्पन्न रिवर्स EMF स्पाइक्स से आगमनात्मक भार , जैसे कि एक ट्रांसफार्मर, मोटर, सोलनॉइड आदि।

जब एक आगमनात्मक लोड को MOSFET नाली के माध्यम से चालू किया जाता है, तो विद्युत ऊर्जा भार के अंदर तुरंत जमा हो जाती है, और अगले पल के दौरान MOSFET बंद हो जाता है , इस संग्रहित EMF को MOSFET स्रोत से नाली तक रिवर्स पोलरिटी में वापस किक किया जाता है, जिससे MFFET को स्थायी नुकसान होता है।

डिवाइस के ड्रेन / सोर्स के अंदर एक आंतरिक बॉडी डायोड की मौजूदगी इस बैक ईएमएफ स्पाइक को डायोड के माध्यम से सीधा रास्ता बताकर खतरे को नाकाम कर देती है, इस प्रकार संभावित ब्रेकडाउन से MOSFET की सुरक्षा होती है।

इन्वर्टर बैटरी चार्ज करने के लिए MOSFET बॉडी डायोड का उपयोग करना

हम जानते हैं कि एक इन्वर्टर बैटरी के बिना अधूरा है, और इन्वर्टर बैटरी को अनिवार्य रूप से इन्वर्टर आउटपुट को टॉप-अप और स्टैंडबाय स्थिति में रखने के लिए अक्सर चार्जिंग की आवश्यकता होती है।

हालांकि, बैटरी चार्ज करने के लिए एक ट्रांसफार्मर की आवश्यकता होती है, जिसे इष्टतम सुनिश्चित करने के लिए एक उच्च वाट क्षमता का प्रकार होना चाहिए बैटरी के लिए वर्तमान ।

इन्वर्टर ट्रांसफार्मर के साथ संयोजन में एक अतिरिक्त ट्रांसफार्मर का उपयोग करना काफी भारी और महंगा भी हो सकता है। इसलिए एक ऐसी तकनीक खोजना जिसमें चार्जिंग के लिए एक ही इन्वर्टर ट्रांसफार्मर लगाया जाता है बैटरी बेहद फायदेमंद लगती है।

MOSFETs में आंतरिक बॉडी डायोड की उपस्थिति सौभाग्य से ट्रांसफार्मर को इन्वर्टर मोड में और बैटरी चार्जर मोड में स्विच करना संभव बनाती है, कुछ आसान के माध्यम से रिले चेंजओवर क्रम।

बेसिक वर्किंग कॉन्सेप्ट

नीचे दिए गए आरेख में हम देख सकते हैं कि, प्रत्येक MOSFET एक आंतरिक बॉडी डायोड के साथ है, जो उनके नाली / स्रोत पिन से जुड़ा हुआ है।

डायोड का एनोड सोर्स पिन से जुड़ा होता है, जबकि कैथोड पिन डिवाइस के ड्रेन पिन से जुड़ा होता है। हम यह भी देख सकते हैं कि चूंकि MOSFETs एक ब्रिड्ड नेटवर्क में कॉन्फ़िगर किए गए हैं, डायोड भी एक बेसिक में कॉन्फ़िगर हो जाते हैं पूर्ण-पुल सुधारक नेटवर्क प्रारूप।

कुछ जोड़े कार्यरत हैं जो कुछ को लागू करते हैं त्वरित बदलाव MOSFET बॉडी डायोड के माध्यम से बैटरी को चार्ज करने के लिए ग्रिड एसी को सक्षम करने के लिए।

इस पुल सुधारक MOSFET आंतरिक डायोड का नेटवर्क गठन वास्तव में एक ट्रांसफार्मर और चार्जर ट्रांसफार्मर के रूप में एक एकल ट्रांसफार्मर का उपयोग करने की प्रक्रिया को बहुत सरल बनाता है।

MOSFET बॉडी डायोड के माध्यम से वर्तमान प्रवाह दिशा

निम्न छवि ट्रांसफॉर्मर एसी को डीसी चार्ज वोल्टेज में सुधारने के लिए बॉडी डायोड के माध्यम से वर्तमान प्रवाह की दिशा दिखाती है

एक एसी आपूर्ति के साथ, ट्रांसफार्मर के तार अपनी ध्रुवीयता को वैकल्पिक रूप से बदलते हैं। जैसा कि बाईं छवि में दिखाया गया है, स्टार्ट को सकारात्मक तार मानकर, नारंगी तीर D1, बैटरी, डी 3 और फ़िनिश के पीछे या ट्रांसफार्मर के नकारात्मक तार के माध्यम से वर्तमान के प्रवाह पैटर्न को दर्शाता है।

अगले एसी चक्र के लिए, ध्रुवीयता उलट जाती है, और शरीर के डायोड डी 4, बैटरी, डी 2, और फ़िनिश या ट्रांसफार्मर वाइंडिंग के नकारात्मक अंत के माध्यम से नीले तीर द्वारा संकेत के रूप में वर्तमान चाल। यह बारी-बारी से दोहराता रहता है, दोनों एसी चक्रों को डीसी में परिवर्तित करता है और बैटरी को चार्ज करता है।

हालाँकि, चूंकि MOSFETs सिस्टम में शामिल हैं, इसलिए यह सुनिश्चित करने के लिए अत्यधिक सावधानी बरती जानी चाहिए कि ये उपकरण प्रक्रिया में क्षतिग्रस्त न हों, और यह एक पूर्ण इन्वर्टर / चार्जर चेंजओवर ऑपरेशंस के लिए कॉल करता है।

व्यावहारिक डिजाइन

निम्नलिखित आरेख MOSFET बॉडी डायोड को एक रेक्टिफायर के रूप में लागू करने के लिए स्थापित एक व्यावहारिक डिजाइन दिखाता है एक इनवर्टर बैटरी चार्ज करना रिले चेंजओवर स्विच के साथ।

चार्जिंग मोड में MOSFETs के लिए 100% सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए और ट्रांसफार्मर एसी के साथ बॉडी डायोड का उपयोग करते समय, MOSFET गेट को जमीन की क्षमता पर आयोजित किया जाना चाहिए, और आपूर्ति डीसी से पूरी तरह से कट-ऑफ होना चाहिए।

इसके लिए हम दो चीजों को लागू करते हैं, सभी MOSFETs के गेट / सोर्स पिन पर 1 k रेसिस्टर्स को कनेक्ट करते हैं, और ड्राइवर IC की Vcc सप्लाई लाइन के साथ श्रृंखला में कट-ऑफ रिले डालते हैं।

कट-ऑफ रिले एक एसपीडीटी रिले संपर्क है, जो चालक आईसी आपूर्ति इनपुट के साथ श्रृंखला में जुड़े एन / सी संपर्कों के साथ है। एसी मेन की अनुपस्थिति में, एन / सी संपर्क सक्रिय रहते हैं, जिससे बैटरी की आपूर्ति MOSFs को शक्ति प्रदान करने के लिए चालक IC तक पहुँच सकती है।

जब मुख्य एसी उपलब्ध है, यह रिले में परिवर्तन पावर स्रोत से IC Vcc को काटने वाले N / O संपर्कों से, इस प्रकार सकारात्मक ड्राइव से MOSFETs के लिए कुल कट ऑफ सुनिश्चित करता है।

हम एक और सेट देख सकते हैं रिले संपर्क ट्रांसफॉर्मर 220 वी मेन साइड से जुड़ा हुआ है। यह वाइंडिंग इन्वर्टर के आउटपुट 220V पक्ष का गठन करता है। घुमावदार छोर एक DPDT रिले के ध्रुवों के साथ जुड़े हुए हैं, जिनके N / O एक N / C संपर्क मुख्य ग्रिड इनपुट एसी और लोड के साथ क्रमशः कॉन्फ़िगर किए गए हैं।

मुख्य ग्रिड एसी की अनुपस्थिति में, सिस्टम इनवर्टर मोड में काम करता है, और पावर आउटपुट को डीपीडीटी के एन / सी संपर्कों के माध्यम से लोड तक पहुंचाया जाता है।

एसी ग्रिड इनपुट की उपस्थिति में, रिले एन / ओ संपर्कों को सक्रिय करता है जो ग्रिड एसी को ट्रांसफार्मर के 220V हिस्से को बिजली देने की अनुमति देता है। यह बदले में ट्रांसफार्मर के इन्वर्टर पक्ष को सक्रिय करता है और वर्तमान को संलग्न बैटरी चार्ज करने के लिए MOSFETs के बॉडी डायोड से गुजरने की अनुमति है।

DPDT रिले को सक्रिय करने में सक्षम होने से पहले, SPDT रिले को आपूर्ति से चालक IC के Vcc को काट देना चाहिए। एसपीडीटी रिले और डीपीडीटी रिले के बीच सक्रियण में थोड़ी देरी को MOSFETs और ध्वनि संचालन के लिए 100% सुरक्षा की गारंटी के लिए सुनिश्चित किया जाना चाहिए। इन्वर्टर / चार्जिंग मोड शरीर के माध्यम से डायोड।

रिले चेंजओवर ऑपरेशंस

जैसा कि ऊपर सुझाव दिया गया है, जब साधन उपलब्ध होता है तो Vcc की ओर SPDT रिले संपर्क को DPDT रिले से पहले कुछ मिलीसेकंड को ट्रांसफार्मर की तरफ सक्रिय कर देना चाहिए। हालाँकि, जब साधन इनपुट विफल हो जाता है, दोनों रिले को लगभग एक साथ बंद होना चाहिए। इन शर्तों को निम्नलिखित सर्किट का उपयोग करके लागू किया जा सकता है।

यहां, रिले कॉइल के लिए परिचालन डीसी आपूर्ति एक मानक से प्राप्त की जाती है एसी से डीसी एडाप्टर , ग्रिड मेन के साथ प्लग किया गया।

इसका मतलब है, जब ग्रिड एसी उपलब्ध है, एसी / डीसी एडॉप्टर पावर रिले पर। एसपीडीटी रिले को डीसी आपूर्ति से सीधे जोड़ा जा रहा है, डीपीडीटी रिले से पहले जल्दी से सक्रिय हो जाता है। डीपीडीटी रिले कुछ मिलीसेकंड बाद में 10 ओम और 470 यूएफ संधारित्र की उपस्थिति के कारण सक्रिय हो जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि ट्रांसफार्मर 220 M साइड पर ग्रिड AC इनपुट पर प्रतिक्रिया देने में सक्षम होने से पहले MOSFET ड्राइवर आईसी अक्षम है।

जब मुख्य एसी विफल हो जाता है, तो दोनों रिले लगभग एक साथ बंद हो जाते हैं, क्योंकि 470uF कैपेसिटर का अब श्रृंखला रिवर्स बायस्ड डायोड के कारण DPDT पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

यह एक सामान्य ट्रांसफार्मर के माध्यम से एक इन्वर्टर बैटरी चार्ज करने के लिए MOSFET बॉडी डायोड का उपयोग करने के बारे में हमारी व्याख्या को समाप्त करता है। उम्मीद है, इस विचार से कई शौकीनों को एक ही सामान्य ट्रांसफार्मर का उपयोग करके निर्मित बैटरी चार्जर के साथ सस्ते, कॉम्पैक्ट स्वचालित इनवर्टर का निर्माण करने की अनुमति मिलेगी।