സ്വിച്ച് മോഡ് പവർ സപ്ലൈയുടെ ടോപ്പോളജി ഒരു ലേഖനത്തിൽ വിശദീകരിക്കുക.

സർക്യൂട്ട് ടോപ്പോളജി എന്നത് ഒരു സർക്യൂട്ടിലെ പവർ ഉപകരണങ്ങളും വൈദ്യുതകാന്തിക ഘടകങ്ങളും തമ്മിലുള്ള ബന്ധത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, അതേസമയം കാന്തിക ഘടകങ്ങൾ, ക്ലോസ്ഡ്-ലൂപ്പ് നഷ്ടപരിഹാര സർക്യൂട്ടുകൾ, മറ്റ് എല്ലാ സർക്യൂട്ട് ഘടകങ്ങൾ എന്നിവയുടെ രൂപകൽപ്പന ടോപ്പോളജിയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഏറ്റവും അടിസ്ഥാന ടോപ്പോളജികൾ ബക്ക്, ബൂസ്റ്റ്, ബക്ക്/ബൂസ്റ്റ്, സിംഗിൾ എൻഡ് ഫ്ലൈബാക്ക് (ഐസൊലേറ്റഡ് ഫ്ലൈബാക്ക്), ഫോർവേഡ്, പുഷ്-പുൾ, ഹാഫ് ബ്രിഡ്ജ്, ഫുൾ ബ്രിഡ്ജ് കൺവെർട്ടറുകൾ എന്നിവയാണ്. സ്വിച്ച് മോഡ് പവർ സപ്ലൈകൾക്ക് ഏകദേശം 14 പൊതു ടോപ്പോളജികളുണ്ട്, ഓരോന്നിനും അതിന്റേതായ സവിശേഷതകളും ബാധകമായ സാഹചര്യങ്ങളുമുണ്ട്. ഉയർന്ന പവർ അല്ലെങ്കിൽ കുറഞ്ഞ പവർ, ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ഔട്ട്പുട്ട് അല്ലെങ്കിൽ കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജ് ഔട്ട്പുട്ട്, കഴിയുന്നത്ര കുറച്ച് ഘടകങ്ങൾ ആവശ്യമുണ്ടോ എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും തിരഞ്ഞെടുപ്പ് തത്വം. ഉചിതമായ ഒരു ടോപ്പോളജി തിരഞ്ഞെടുക്കുകയും വിവിധ ടോപ്പോളജികളുടെ ഗുണങ്ങൾ, ദോഷങ്ങൾ, പ്രയോഗക്ഷമത എന്നിവയെക്കുറിച്ച് പരിചയപ്പെടുകയും ചെയ്യേണ്ടത് വളരെ പ്രധാനമാണ്. തെറ്റായ തിരഞ്ഞെടുപ്പുകൾ അനിവാര്യമായും തുടക്കം മുതൽ തന്നെ പവർ സപ്ലൈ ഡിസൈൻ പരാജയത്തിലേക്ക് നയിക്കും.

ഈ ലേഖനത്തിൽ, വ്യത്യസ്ത വീക്ഷണകോണുകളിൽ നിന്ന് സ്റ്റെപ്പ്-ഡൗൺ, സ്റ്റെപ്പ്-അപ്പ്, സ്റ്റെപ്പ്-ഡൗൺ സ്റ്റെപ്പ്-അപ്പ് ടോപ്പോളജികളെക്കുറിച്ച് നമ്മൾ പരിശോധിക്കും.

ബക്ക് കൺവെർട്ടർ

ചിത്രം 1 ഒരു അസിൻക്രണസ് ബക്ക് കൺവെർട്ടറിന്റെ ഒരു സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രമാണ്. ബക്ക് കൺവെർട്ടർ അതിന്റെ ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് കുറഞ്ഞ ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജിലേക്ക് കുറയ്ക്കുന്നു. സ്വിച്ച് Q1 ഓണാക്കുമ്പോൾ, ഊർജ്ജം ഔട്ട്പുട്ട് ടെർമിനലിലേക്ക് മാറ്റപ്പെടുന്നു.

ചിത്രം 1: അസിൻക്രണസ് ബക്ക് കൺവെർട്ടറിന്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം

ഫോർമുല 1 ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ കണക്കാക്കുന്നു:

ഒരു ലോഹ ഓക്സൈഡ് സെമികണ്ടക്ടർ ഫീൽഡ്-ഇഫക്റ്റ് ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ (MOSFET) പരമാവധി മർദ്ദം ഫോർമുല 2 കണക്കാക്കുന്നു:

ഫോർമുല 3 പരമാവധി ഡയോഡ് സ്ട്രെസ് നൽകുന്നു:

ഡയോഡിന്റെ ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് Vin ആണ്, ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് Vout ആണ്, ഫോർവേഡ് വോൾട്ടേജ് Vf ആണ്.

ലീനിയർ റെഗുലേറ്ററുകളുമായോ ലോ ഡ്രോപ്പ്ഔട്ട് റെഗുലേറ്ററുകളുമായോ (LDOs) താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജും ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച്, ബക്ക് കൺവെർട്ടറിന്റെ കാര്യക്ഷമതയും വർദ്ധിക്കും.

ബക്ക് കൺവെർട്ടറിന് ഇൻപുട്ടിൽ ഒരു പൾസ് കറന്റ് ഉണ്ടെങ്കിലും, കൺവെർട്ടറിന്റെ ഔട്ട്പുട്ടിൽ ഒരു ഇൻഡക്റ്റർ കപ്പാസിറ്റർ (LC) ഫിൽട്ടറിന്റെ സാന്നിധ്യം കാരണം ഔട്ട്പുട്ട് കറന്റ് തുടർച്ചയായി തുടരുന്നു. തൽഫലമായി, ഇൻപുട്ട് ടെർമിനലിലേക്ക് പ്രതിഫലിക്കുന്ന വോൾട്ടേജ് റിപ്പിൾ ഔട്ട്പുട്ട് ടെർമിനലിലെ റിപ്പിളിനെ അപേക്ഷിച്ച് വലുതായിരിക്കും.

ചെറിയ ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിളുകളും 3A യിൽ കൂടുതലുള്ള ഔട്ട്‌പുട്ട് കറന്റുകളുമുള്ള ബക്ക് കൺവെർട്ടറുകൾക്ക്, സിൻക്രണസ് റക്റ്റിഫയറുകൾ ഉപയോഗിക്കാൻ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു. നിങ്ങളുടെ പവർ സപ്ലൈക്ക് 30A യിൽ കൂടുതലുള്ള ഔട്ട്‌പുട്ട് കറന്റ് ആവശ്യമാണെങ്കിൽ, മൾട്ടി-ഫേസ് അല്ലെങ്കിൽ ഇന്റർലീവ്ഡ് പവർ സ്റ്റേജുകൾ ഉപയോഗിക്കാൻ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു, കാരണം ഇത് ഘടക സമ്മർദ്ദം കുറയ്ക്കുകയും ഒന്നിലധികം പവർ സ്റ്റേജുകൾക്കിടയിൽ ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന താപം വിതരണം ചെയ്യുകയും കൺവെർട്ടറിന്റെ ഇൻപുട്ടിൽ പ്രതിഫലന തരംഗം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും.

N-FET ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഓരോ സ്വിച്ചിംഗ് സൈക്കിളിലും ബൂട്ട്‌സ്‌ട്രാപ്പ് കപ്പാസിറ്റർ റീചാർജ് ചെയ്യേണ്ടതിനാൽ, ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ പരിമിതമാണ്. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, പരമാവധി ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ 95-99% പരിധിക്കുള്ളിലാണ്.

ബക്ക് കൺവെർട്ടറുകൾക്ക് ഫോർവേഡ് ടോപ്പോളജി ഘടന ഉള്ളതിനാൽ സാധാരണയായി നല്ല ഡൈനാമിക് സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഉണ്ട്. നേടാനാകുന്ന ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് പിശക് ആംപ്ലിഫയറിന്റെ ഗുണനിലവാരത്തെയും തിരഞ്ഞെടുത്ത സ്വിച്ചിംഗ് ഫ്രീക്വൻസിയെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

അസിൻക്രണസ് ബക്ക് കൺവെർട്ടറുകളിൽ തുടർച്ചയായ കണ്ടക്ഷൻ മോഡിൽ (CCM) FET, ഡയോഡ്, ഇൻഡക്റ്റർ എന്നിവയുടെ വോൾട്ടേജ്, കറന്റ് തരംഗരൂപങ്ങൾ 2 മുതൽ 7 വരെയുള്ള ചിത്രങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.

ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടർ

ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടർ അതിന്റെ ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് ഒരു വലിയ ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജായി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. സ്വിച്ച് Q1 നോൺ-കണ്ടക്റ്റീവ് ആയിരിക്കുമ്പോൾ, ഊർജ്ജം ഔട്ട്പുട്ട് ടെർമിനലിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ചിത്രം 8 ഒരു അസിൻക്രണസ് ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടറിന്റെ ഒരു സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രമാണ്.

ചിത്രം 8: അസിൻക്രണസ് ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടറിന്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം

ഫോർമുല 4 ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ കണക്കാക്കുന്നു:

ഫോർമുല 5 പരമാവധി MOSFET സ്ട്രെസ് കണക്കാക്കുന്നു:

ഫോർമുല 6 പരമാവധി ഡയോഡ് സ്ട്രെസ് നൽകുന്നു:

ഡയോഡിന്റെ ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് Vin ആണ്, ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് Vout ആണ്, ഫോർവേഡ് വോൾട്ടേജ് Vf ആണ്.

ഒരു ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടർ ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ, പൾസ് ഔട്ട്‌പുട്ട് കറന്റ് കാണാൻ കഴിയും, കാരണം LC ഫിൽറ്റർ ഇൻപുട്ട് അറ്റത്ത് സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, ഇൻപുട്ട് കറന്റ് തുടർച്ചയായിരിക്കും, കൂടാതെ ഔട്ട്‌പുട്ട് വോൾട്ടേജ് റിപ്പിൾ ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് റിപ്പിളിനേക്കാൾ വലുതായിരിക്കും.

ഒരു ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടർ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുമ്പോൾ, കൺവെർട്ടർ മാറുന്നില്ലെങ്കിൽ പോലും ഇൻപുട്ടിൽ നിന്ന് ഔട്ട്പുട്ടിലേക്ക് ഒരു സ്ഥിരമായ കണക്ഷൻ ഉണ്ടായിരിക്കുമെന്ന് അറിയേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്. ഔട്ട്പുട്ട് അറ്റത്ത് സാധ്യതയുള്ള ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് സംഭവങ്ങൾ തടയുന്നതിന് പ്രതിരോധ നടപടികൾ സ്വീകരിക്കണം.

4A-യിൽ കൂടുതലുള്ള ഔട്ട്‌പുട്ട് കറന്റുകൾക്ക്, ഡയോഡുകൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാൻ സിൻക്രണസ് റക്റ്റിഫയറുകൾ ഉപയോഗിക്കണം. പവർ സപ്ലൈ 10A-യിൽ കൂടുതലുള്ള ഔട്ട്‌പുട്ട് കറന്റ് നൽകണമെങ്കിൽ, മൾട്ടി-ഫേസ് അല്ലെങ്കിൽ ഇന്റർലീവ്ഡ് പവർ സ്റ്റേജ് രീതികൾ ഉപയോഗിക്കാൻ ശക്തമായി ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു.

CCM മോഡിൽ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടറിന്റെ ട്രാൻസ്ഫർ ഫംഗ്ഷന്റെ വലത് പകുതി തലം പൂജ്യം പോയിന്റ് (RHPZ) കാരണം അതിന്റെ ഡൈനാമിക് സവിശേഷതകൾ പരിമിതമായിരിക്കും. RHPZ-ന് നഷ്ടപരിഹാരം നൽകാൻ കഴിയാത്തതിനാൽ, നേടാവുന്ന ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് സാധാരണയായി RHPZ ആവൃത്തിയുടെ അഞ്ചിലൊന്ന് മുതൽ പത്തിലൊന്ന് വരെ കുറവായിരിക്കും.

ദയവായി ഫോർമുല 7 പരിശോധിക്കുക:

അവയിൽ, Vout എന്നത് ഔട്ട്‌പുട്ട് വോൾട്ടേജാണ്, D എന്നത് ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിളാണ്, Iout എന്നത് ഔട്ട്‌പുട്ട് കറന്റാണ്, L1 എന്നത് ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടറിന്റെ ഇൻഡക്‌ടൻസാണ്.

അസിൻക്രണസ് ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടറുകളിൽ CCM മോഡിൽ FET, ഡയോഡ്, ഇൻഡക്റ്റർ എന്നിവയുടെ വോൾട്ടേജ്, കറന്റ് തരംഗരൂപങ്ങൾ 9 മുതൽ 14 വരെയുള്ള ചിത്രങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു.

ബക്ക് ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടർ

ഒരേ ഇൻഡക്റ്റർ പങ്കിടുന്ന ബക്ക്, ബൂസ്റ്റ് പവർ സ്റ്റേജുകളുടെ സംയോജനമാണ് ബക്ക് ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടർ.

ചിത്രം 15 കാണുക.

ചിത്രം 15: ഡ്യുവൽ സ്വിച്ച് ബക്ക് ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടറിന്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം

ബക്ക് ബൂസ്റ്റ് ടോപ്പോളജി വളരെ പ്രായോഗികമാണ്, കാരണം ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് ചെറുതോ വലുതോ ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജിന് തുല്യമോ ആകാം, കൂടാതെ 50W-ൽ കൂടുതൽ ഔട്ട്പുട്ട് പവർ ആവശ്യമാണ്.

50W-ൽ താഴെയുള്ള ഔട്ട്‌പുട്ട് പവറിന്, കുറച്ച് ഘടകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനാൽ, സിംഗിൾ എൻഡഡ് പ്രൈമറി ഇൻഡക്‌ടർ കൺവെർട്ടർ (SEPIC) കൂടുതൽ ചെലവ് കുറഞ്ഞ തിരഞ്ഞെടുപ്പാണ്.

ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജിനേക്കാൾ കൂടുതലായിരിക്കുമ്പോൾ, ബക്ക് ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടർ ബക്ക് മോഡിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു; ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജിനേക്കാൾ കുറവായിരിക്കുമ്പോൾ, അത് ബൂസ്റ്റ് മോഡിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് പരിധിക്കുള്ളിൽ ഉള്ള ട്രാൻസ്മിഷൻ മേഖലയിൽ ഒരു കൺവെർട്ടർ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, ഈ സാഹചര്യങ്ങൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിന് രണ്ട് ആശയങ്ങളുണ്ട്: ബക്ക്, ബൂസ്റ്റ് ഘട്ടങ്ങൾ ഒരേസമയം സജീവമാണ്, അല്ലെങ്കിൽ സ്വിച്ചിംഗ് സൈക്കിൾ ബക്ക്, ബൂസ്റ്റ് ഘട്ടങ്ങൾക്കിടയിൽ മാറിമാറി വരുന്നു, ഓരോന്നും സാധാരണയായി സാധാരണ സ്വിച്ചിംഗ് ഫ്രീക്വൻസിയുടെ പകുതിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. രണ്ടാമത്തെ ആശയം ഔട്ട്പുട്ടിൽ സബ്ഹാർമോണിക് ശബ്ദത്തിന് കാരണമാകും, പരമ്പരാഗത ബക്ക് അല്ലെങ്കിൽ ബൂസ്റ്റ് പ്രവർത്തനങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് കൃത്യത അത്ര കൃത്യമായിരിക്കില്ല, പക്ഷേ ആദ്യ ആശയവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, കൺവെർട്ടർ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായിരിക്കും.

രണ്ട് ദിശകളിലും എൽസി ഫിൽട്ടർ ഇല്ലാത്തതിനാൽ, ബക്ക് ബൂസ്റ്റ് ടോപ്പോളജിക്ക് ഇൻപുട്ട്, ഔട്ട്പുട്ട് അറ്റങ്ങളിൽ പൾസ് കറന്റുകൾ ഉണ്ട്.

ബക്ക് ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടറുകൾക്ക്, കണക്കുകൂട്ടലിനായി ബക്ക്, ബൂസ്റ്റ് പവർ സ്റ്റേജുകൾ വെവ്വേറെ ഉപയോഗിക്കാം.

രണ്ട് സ്വിച്ചുകളുള്ള ബക്ക് ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടർ 50W നും 100W നും ഇടയിലുള്ള പവർ ശ്രേണിക്ക് അനുയോജ്യമാണ് (ഉദാഹരണത്തിന് LM5118), കൂടാതെ സിൻക്രണസ് റെക്റ്റിഫിക്കേഷൻ പവർ 400W വരെ എത്താം (LM5175 ന് സമാനം). അൺകൺജഗേറ്റഡ് ബക്ക്, ബൂസ്റ്റ് പവർ സ്റ്റേജുകളുടെ അതേ കറന്റ് ലിമിറ്റേഷനുള്ള ഒരു സിൻക്രണസ് റെക്റ്റിഫയർ ഉപയോഗിക്കാൻ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു.

RHPZ റെഗുലേറ്ററിന്റെ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നതിനാൽ, ബൂസ്റ്റ് ഘട്ടത്തിനായി ബക്ക് ബൂസ്റ്റ് കൺവെർട്ടറിനായി നിങ്ങൾ ഒരു നഷ്ടപരിഹാര ശൃംഖല രൂപകൽപ്പന ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്.

പൊതുവായ അടിസ്ഥാന ടോപ്പോളജിക്കൽ ഘടനകൾ

■ബക്ക് വോൾട്ടേജ് കുറവ്

■ബൂസ്റ്റ് ബൂസ്റ്റ്

■ബക്ക് ബൂസ്റ്റ് വോൾട്ടേജ് റിഡക്ഷൻ ബൂസ്റ്റ്

■ഫ്ലൈബാക്ക്ഫ്ലൈബാക്ക്

മുന്നോട്ട് മുന്നോട്ട്

■ രണ്ട് ട്രാൻസ്‌ഫോർമർ ഫോർവേഡ് ഡ്യുവൽ ട്രാൻസിസ്റ്റർ ഫോർവേഡ്

പുഷ് പുൾ

■ഹാഫ് ബ്രിഡ്ജ്ഹാഫ് ബ്രിഡ്ജ്

■പൂർണ്ണ പാലം

■ രഹസ്യം

■ കുക്ക്

1、 അടിസ്ഥാന പൾസ് വീതി മോഡുലേഷൻ തരംഗരൂപം

ഈ ടോപ്പോളജിക്കൽ ഘടനകളെല്ലാം സ്വിച്ച് മോഡ് സർക്യൂട്ടുകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ അടിസ്ഥാന പൾസ് വീതി മോഡുലേഷൻ തരംഗരൂപം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നു:

2, ബക്ക്

സ്വഭാവം:

■ഇൻപുട്ട് കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജിലേക്ക് കുറയ്ക്കുക.

■ഇത് ഏറ്റവും ലളിതമായ സർക്യൂട്ടായിരിക്കാം.

■ഇൻഡക്റ്റർ/കപ്പാസിറ്റർ ഫിൽട്ടർ സ്വിച്ചിംഗിന് ശേഷം ചതുര തരംഗത്തെ പരത്തുന്നു.

■ ഔട്ട്പുട്ട് എപ്പോഴും ഇൻപുട്ടിനേക്കാൾ കുറവോ തുല്യമോ ആയിരിക്കും.

■ ഇൻപുട്ട് കറന്റ് തുടർച്ചയായി (ചൊപ്പിംഗ്) ആണ്.

സുഗമമായ ഔട്ട്പുട്ട് കറന്റ്.

3, ബൂസ്റ്റ്

സ്വഭാവം:

■ ഇൻപുട്ട് ഉയർന്ന വോൾട്ടേജിലേക്ക് ഉയർത്തുക.

■ വോൾട്ടേജ് റിഡക്ഷന് സമാനമാണ്, പക്ഷേ പുനഃക്രമീകരിച്ച ഇൻഡക്ടറുകൾ, സ്വിച്ചുകൾ, ഡയോഡുകൾ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച്.

■ഡയോഡിന്റെ ഫോർവേഡ് വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ് അവഗണിച്ചുകൊണ്ട് ഔട്ട്പുട്ട് എല്ലായ്പ്പോഴും ഇൻപുട്ടിനേക്കാൾ വലുതോ തുല്യമോ ആയിരിക്കും.

■ സുഗമമായ ഇൻപുട്ട് കറന്റ്.

■ തുടർച്ചയായ ഔട്ട്പുട്ട് കറന്റ് (ചൊപ്പിംഗ്).

4, ബക്ക്-ബൂസ്റ്റ്

സ്വഭാവം:

■ഇൻഡക്ടറുകൾ, സ്വിച്ചുകൾ, ഡയോഡുകൾ എന്നിവയ്ക്കുള്ള മറ്റൊരു ക്രമീകരണ രീതി.

■സ്റ്റെപ്പ്-ഡൗൺ, സ്റ്റെപ്പ്-അപ്പ് സർക്യൂട്ടുകളുടെ പോരായ്മകൾ സംയോജിപ്പിക്കൽ.

■ ഇൻപുട്ട് കറന്റ് തുടർച്ചയായി (ചൊപ്പിംഗ്) ആണ്.

■ഔട്ട്പുട്ട് കറന്റും തുടർച്ചയായി (ചൊപ്പിംഗ്) ആണ്.

■ ഔട്ട്‌പുട്ട് എപ്പോഴും ഇൻപുട്ടിന് വിപരീതമായിരിക്കും (കപ്പാസിറ്ററിന്റെ പോളാരിറ്റി ശ്രദ്ധിക്കുക), എന്നാൽ ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് ഇൻപുട്ടിനേക്കാൾ ചെറുതോ വലുതോ ആകാം.

■"ഫ്ലൈബാക്ക്" കൺവെർട്ടർ യഥാർത്ഥത്തിൽ ഒരു സ്റ്റെപ്പ്-ഡൗൺ സ്റ്റെപ്പ്-അപ്പ് സർക്യൂട്ട് ഐസൊലേഷൻ (ട്രാൻസ്ഫോർമർ കപ്ലിംഗ്) രൂപത്തിലാണ്.

5, ഫ്ലൈബാക്ക്

സ്വഭാവം:

■ഇത് ഒരു ബക്ക് ബൂസ്റ്റ് സർക്യൂട്ട് പോലെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്, എന്നാൽ ഇൻഡക്ടറിന് ട്രാൻസ്‌ഫോർമറായും ഇൻഡക്ടറായും പ്രവർത്തിക്കുന്ന രണ്ട് വിൻഡിംഗുകൾ ഉണ്ട്.

■ ഔട്ട്പുട്ട് പോസിറ്റീവ് അല്ലെങ്കിൽ നെഗറ്റീവ് ആകാം, കോയിലിന്റെയും ഡയോഡിന്റെയും ധ്രുവതയാൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു.

■ ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജിനേക്കാൾ കൂടുതലോ കുറവോ ആകാം, ഇത് ട്രാൻസ്ഫോർമറിന്റെ ടേൺസ് അനുപാതത്താൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു.

■ഇതാണ് ഏറ്റവും ലളിതമായ ഒറ്റപ്പെട്ട ടോപ്പോളജി ഘടന.

■സെക്കൻഡറി വൈൻഡിംഗുകളും സർക്യൂട്ടുകളും ചേർക്കുന്നത് ഒന്നിലധികം ഔട്ട്‌പുട്ടുകൾക്ക് കാരണമാകും.

6, മുന്നോട്ട്

സ്വഭാവം:

■സ്റ്റെപ്പ്-ഡൗൺ സർക്യൂട്ടിന്റെ ട്രാൻസ്ഫോർമർ കപ്ലിംഗ് രൂപം.

■തുടർച്ചയില്ലാത്ത ഇൻപുട്ട് കറന്റ്, സുഗമമായ ഔട്ട്പുട്ട് കറന്റ്.

■ ട്രാൻസ്ഫോർമറുകളുടെ ഉപയോഗം കാരണം, ഔട്ട്പുട്ട് ഇൻപുട്ടിനേക്കാൾ കൂടുതലോ കുറവോ ആകാം, കൂടാതെ ഏത് ധ്രുവീയതയിലും ആകാം.

■സെക്കൻഡറി വൈൻഡിംഗുകളും സർക്യൂട്ടുകളും ചേർക്കുന്നതിലൂടെ ഒന്നിലധികം ഔട്ട്പുട്ടുകൾ ലഭിക്കും.

■ഓരോ സ്വിച്ചിംഗ് സൈക്കിളിലും ട്രാൻസ്‌ഫോർമർ കോർ ഡീമാഗ്നറ്റൈസ് ചെയ്യണം. പ്രൈമറി വൈൻഡിംഗിന് തുല്യമായ തിരിവുകളുള്ള ഒരു വൈൻഡിംഗ് ചേർക്കുക എന്നതാണ് സാധാരണ രീതി.

■സ്വിച്ച് ഓൺ ഫേസിൽ പ്രൈമറി ഇൻഡക്ടറിൽ സംഭരിക്കപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജം സ്വിച്ച് ഓഫ് ഫേസിൽ അധിക വൈൻഡിംഗുകളിലൂടെയും ഡയോഡുകളിലൂടെയും പുറത്തുവിടുന്നു.

7, രണ്ട്-ട്രാൻസിസ്റ്റർ ഫോർവേഡ്

സ്വഭാവം:

■രണ്ട് സ്വിച്ചുകൾ ഒരേസമയം പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

■സ്വിച്ച് വിച്ഛേദിക്കപ്പെടുമ്പോൾ, ട്രാൻസ്‌ഫോർമറിൽ സംഭരിക്കപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജം പ്രൈമറിയുടെ ധ്രുവതയെ വിപരീതമാക്കുന്നു, ഇത് ഡയോഡിനെ വൈദ്യുതചാലകമാക്കാൻ കാരണമാകുന്നു.

പ്രധാന ഗുണങ്ങൾ:

■ഓരോ സ്വിച്ചിലെയും വോൾട്ടേജ് ഒരിക്കലും ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജിനെ കവിയരുത്.

■വൈൻഡിംഗ് ട്രാക്ക് പുനഃസജ്ജമാക്കേണ്ടതില്ല.

8, പുഷ്-പുൾ

സ്വഭാവം:

■ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് സ്വിച്ച് (FET) വ്യത്യസ്ത ഘട്ടങ്ങൾ നയിക്കുകയും പൾസ് വിഡ്ത്ത് മോഡുലേഷൻ (PWM) നടത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

■ ട്രാൻസ്‌ഫോർമർ മാഗ്നറ്റിക് കോറുകളുടെ നല്ല ഉപയോഗ നിരക്ക് - രണ്ട് അർദ്ധ ചക്രങ്ങളിലും പവർ ട്രാൻസ്മിറ്റ് ചെയ്യുന്നു.

■പൂർണ്ണ തരംഗ ടോപ്പോളജി ഘടന, അതിനാൽ ഔട്ട്പുട്ട് റിപ്പിൾ ഫ്രീക്വൻസി ട്രാൻസ്ഫോർമറിന്റെ ഇരട്ടി ഫ്രീക്വൻസിയാണ്.

■FET-യിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന വോൾട്ടേജ് ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജിന്റെ ഇരട്ടിയാണ്.

9, പകുതി പാലം

സ്വഭാവം:

■ഉയർന്ന പവർ കൺവെർട്ടറുകളിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു ടോപ്പോളജി ഘടന.

■ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് സ്വിച്ച് (FET) വ്യത്യസ്ത ഘട്ടങ്ങൾ നയിക്കുകയും പൾസ് വിഡ്ത്ത് മോഡുലേഷൻ (PWM) നടത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

■ ട്രാൻസ്‌ഫോർമർ മാഗ്നറ്റിക് കോറുകളുടെ നല്ല ഉപയോഗ നിരക്ക് - രണ്ട് അർദ്ധ ചക്രങ്ങളിലും പവർ ട്രാൻസ്മിറ്റ് ചെയ്യുന്നു. ■കൂടാതെ, പ്രൈമറി വൈൻഡിംഗിന്റെ ഉപയോഗ നിരക്ക് പുഷ്-പുൾ സർക്യൂട്ടിനേക്കാൾ മികച്ചതാണ്.

■പൂർണ്ണ തരംഗ ടോപ്പോളജി ഘടന, അതിനാൽ ഔട്ട്പുട്ട് റിപ്പിൾ ഫ്രീക്വൻസി ട്രാൻസ്ഫോർമറിന്റെ ഇരട്ടി ഫ്രീക്വൻസിയാണ്.

■FET-യിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന വോൾട്ടേജ് ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജിന് തുല്യമാണ്.

10, മുഴുവൻ പാലം

സ്വഭാവം:

■ഉയർന്ന പവർ കൺവെർട്ടറുകൾക്ക് ഏറ്റവും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ടോപ്പോളജി ഘടന.

■സ്വിച്ചുകൾ (FET-കൾ) ഡയഗണൽ ജോഡികളായി പ്രവർത്തിപ്പിക്കുകയും ഔട്ട്‌പുട്ട് വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് പൾസ് വിഡ്ത്ത് മോഡുലേഷൻ (PWM) നടത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

■ ട്രാൻസ്‌ഫോർമർ മാഗ്നറ്റിക് കോറുകളുടെ നല്ല ഉപയോഗ നിരക്ക് - രണ്ട് അർദ്ധ ചക്രങ്ങളിലും പവർ ട്രാൻസ്മിറ്റ് ചെയ്യുന്നു.

■പൂർണ്ണ തരംഗ ടോപ്പോളജി ഘടന, അതിനാൽ ഔട്ട്പുട്ട് റിപ്പിൾ ഫ്രീക്വൻസി ട്രാൻസ്ഫോർമറിന്റെ ഇരട്ടി ഫ്രീക്വൻസിയാണ്.

■FET-കളിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന വോൾട്ടേജ് ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജിന് തുല്യമാണ്.

■ഒരു നിശ്ചിത പവറിൽ, പ്രൈമറി കറന്റ് ഹാഫ് ബ്രിഡ്ജിന്റെ പകുതിയായിരിക്കും.

11, SEPIC സിംഗിൾ-എൻഡ് പ്രൈമറി ഇൻഡക്റ്റർ കൺവെർട്ടർ (SEPIC)

സ്വഭാവം:

■ ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജിനേക്കാൾ കൂടുതലോ കുറവോ ആകാം.

■ഒരു ബൂസ്റ്റ് സർക്യൂട്ട് പോലെ, ഇൻപുട്ട് കറന്റ് സുഗമമാണ്, എന്നാൽ ഔട്ട്പുട്ട് കറന്റ് തുടർച്ചയായിരിക്കില്ല.

■ഇൻപുട്ടിൽ നിന്ന് ഔട്ട്പുട്ടിലേക്ക് കപ്പാസിറ്ററുകൾ വഴിയാണ് ഊർജ്ജം കൈമാറുന്നത്.

■രണ്ട് ഇൻഡക്ടറുകൾ ആവശ്യമാണ്.

12, C'uk(സ്ലോബോഡാൻ C'uk പേറ്റന്റ്)

സ്വഭാവം:

■റിവേഴ്സ് ഫേസിൽ ഔട്ട്പുട്ട്.

■ ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജിന്റെ വ്യാപ്തി ഇൻപുട്ടിനേക്കാൾ കൂടുതലോ കുറവോ ആകാം.

■ഇൻപുട്ട് കറന്റും ഔട്ട്പുട്ട് കറന്റും രണ്ടും സുഗമമാണ്.

■ഇൻപുട്ടിൽ നിന്ന് ഔട്ട്പുട്ടിലേക്ക് കപ്പാസിറ്ററുകൾ വഴിയാണ് ഊർജ്ജം കൈമാറുന്നത്.

■രണ്ട് ഇൻഡക്ടറുകൾ ആവശ്യമാണ്.

■ഇൻഡക്‌ടൻസ് ഉപയോഗിച്ച് സീറോ റിപ്പിൾ ഇൻഡക്‌ടർ കറന്റ് ലഭിക്കും.

13, സർക്യൂട്ട് പ്രവർത്തനത്തിന്റെ വിശദാംശങ്ങൾ

■നിരവധി ടോപ്പോളജി ഘടനകളുടെ പ്രവർത്തന വിശദാംശങ്ങൾ താഴെപ്പറയുന്നവ വിശദീകരിക്കുന്നു:

■ വോൾട്ടേജ് റെഗുലേറ്റർ: തുടർച്ചയായ ചാലകം, നിർണായക ചാലകം, തുടർച്ചയില്ലാത്ത ചാലകം.

■ബൂസ്റ്റ് റെഗുലേറ്റർ (തുടർച്ചയായ ചാലകം).

■ട്രാൻസ്ഫോർമർ പ്രവർത്തനം.

■ ഫ്ലൈബാക്ക് ട്രാൻസ്ഫോർമർ.

■ ഫോർവേഡ് ട്രാൻസ്ഫോർമർ.

14、 ബക്ക് വോൾട്ടേജ് റെഗുലേറ്റർ തുടർച്ചയായ ചാലകം

സ്വഭാവം:

■ഇൻഡക്റ്റർ കറന്റ് തുടർച്ചയായതാണ്.

■Vout എന്നത് അതിന്റെ ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജിന്റെ (V1) ശരാശരിയാണ്.

■സ്വിച്ചിന്റെ (D) ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജിന്റെയും ലോഡ് അനുപാതത്തിന്റെയും ഗുണനഫലമാണ് ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ്.

■ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, ബാറ്ററിയിൽ നിന്ന് ഇൻഡക്റ്റർ കറന്റ് പുറത്തേക്ക് ഒഴുകുന്നു.

■സ്വിച്ച് ഓഫ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ഡയോഡിലൂടെ കറന്റ് പ്രവഹിക്കുന്നു.

■ സ്വിച്ചുകളിലും ഇൻഡക്ടറുകളിലും നഷ്ടങ്ങൾ അവഗണിക്കുന്നത്, D ലോഡ് കറന്റിനെ ആശ്രയിക്കുന്നില്ല.

■ വോൾട്ടേജ് റെഗുലേറ്ററിന്റെയും അതിന്റെ ഡെറിവേറ്റീവ് സർക്യൂട്ടുകളുടെയും സവിശേഷതകൾ ഇവയാണ്:

■ഇൻപുട്ട് കറന്റ് തുടർച്ചയായി (ചോപ്പിംഗ്), ഔട്ട്പുട്ട് കറന്റ് തുടർച്ചയായി (സ്മൂത്തിംഗ്).

15、 ബക്ക് വോൾട്ടേജ് റെഗുലേറ്റർ ക്രിട്ടിക്കൽ കണ്ടക്ടിവിറ്റി

■ ഇൻഡക്റ്റർ കറന്റ് ഇപ്പോഴും തുടർച്ചയായി തുടരുന്നു, പക്ഷേ സ്വിച്ച് വീണ്ടും ഓണാക്കുമ്പോൾ പൂജ്യത്തിലെത്തുന്നു, ഇതിനെ "ക്രിട്ടിക്കൽ കണ്ടക്ഷൻ" എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് ഇപ്പോഴും ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് D കൊണ്ട് ഗുണിച്ചതിന് തുല്യമാണ്.

16、 ബക്ക് വോൾട്ടേജ് റെഗുലേറ്റർ തുടർച്ചയായ ചാലകം

■ ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ഓരോ ചക്രത്തിലും ഒരു നിശ്ചിത സമയത്തേക്ക് ഇൻഡക്ടറിലെ വൈദ്യുതധാര പൂജ്യമായിരിക്കും.

■ ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് (എല്ലായ്പ്പോഴും) v1 ന്റെ ശരാശരി മൂല്യമായി തുടരുന്നു.

■ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് എന്നത് ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജിന്റെയും സ്വിച്ചിന്റെ (D) ലോഡ് അനുപാതത്തിന്റെയും ഉൽപ്പന്നമല്ല.

■ ലോഡ് കറന്റ് ക്രിട്ടിക്കൽ മൂല്യത്തിന് താഴെയാകുമ്പോൾ, ലോഡ് കറന്റിനൊപ്പം D മാറുന്നു (അതേസമയം Vout സ്ഥിരമായി തുടരുന്നു).

17, ബൂസ്റ്റ് റെഗുലേറ്റർ

■ ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് എപ്പോഴും ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജിനേക്കാൾ (അല്ലെങ്കിൽ തുല്യമാണ്) കൂടുതലാണ്.

■തുടർച്ചയായ ഇൻപുട്ട് കറന്റ്, തുടർച്ചയായ ഔട്ട്പുട്ട് കറന്റ് (വോൾട്ടേജ് റെഗുലേറ്ററിന് എതിർവശത്ത്).

■ ഔട്ട്‌പുട്ട് വോൾട്ടേജും ലോഡ് അനുപാതവും (D) തമ്മിലുള്ള ബന്ധം ഒരു വോൾട്ടേജ് റെഗുലേറ്ററിലെ പോലെ ലളിതമല്ല. തുടർച്ചയായ ചാലകതയുടെ കാര്യത്തിൽ:

ഈ ഉദാഹരണത്തിൽ, Vin = 5, Vout = 15, D = 2/3. Vout = 15, D = 2/3.

18, ട്രാൻസ്ഫോർമർ പ്രവർത്തനം (പ്രാഥമിക ഇൻഡക്റ്റൻസിന്റെ പങ്ക് ഉൾപ്പെടെ)

■ ഒരു ട്രാൻസ്‌ഫോർമറിനെ ഒരു ആദർശ ട്രാൻസ്‌ഫോർമറായി കണക്കാക്കുന്നു, അതിന്റെ പ്രൈമറി (കാന്തിക) ഇൻഡക്‌ടൻസ് പ്രൈമറിക്ക് സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.

19, ഫ്ലൈബാക്ക് ട്രാൻസ്ഫോർമർ

■ ഇവിടെ പ്രൈമറി ഇൻഡക്റ്റൻസ് വളരെ കുറവാണ്, പീക്ക് കറന്റും സംഭരിച്ച ഊർജ്ജവും നിർണ്ണയിക്കാൻ ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു. പ്രൈമറി സ്വിച്ച് ഓഫ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ഊർജ്ജം ദ്വിതീയത്തിലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.

20, ഫോർവേഡ് കൺവെർട്ടർ ട്രാൻസ്ഫോർമർ

■ ഊർജ്ജം സംഭരിക്കേണ്ട ആവശ്യമില്ലാത്തതിനാൽ പ്രാഥമിക ഇൻഡക്റ്റൻസ് കൂടുതലാണ്.

മാഗ്നറ്റൈസിംഗ് കറന്റ് (i1) "മാഗ്നറ്റൈസിംഗ് ഇൻഡക്റ്ററിലേക്ക്" ഒഴുകുന്നു, ഇത് പ്രൈമറി സ്വിച്ച് ഓഫ് ചെയ്തതിനുശേഷം മാഗ്നറ്റിക് കോർ ഡീമാഗ്നറ്റൈസ് (റിവേഴ്സ് വോൾട്ടേജ്) ചെയ്യുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു.

സംഗ്രഹം

■ കറന്റ് സ്വിച്ച് മോഡ് പവർ കൺവേർഷനിലെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ സർക്യൂട്ട് ടോപ്പോളജികൾ ഈ ലേഖനം അവലോകനം ചെയ്യുന്നു.

■ മറ്റു പല ടോപ്പോളജിക്കൽ ഘടനകളും ഉണ്ട്, എന്നാൽ അവയിൽ മിക്കതും ഇവിടെ വിവരിച്ചിരിക്കുന്ന ടോപ്പോളജിയുടെ സംയോജനങ്ങളോ വ്യതിയാനങ്ങളോ ആണ്.

■ ഓരോ ടോപ്പോളജി ഘടനയിലും സവിശേഷമായ ഡിസൈൻ ട്രേഡ്-ഓഫുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു:

1) സ്വിച്ചിൽ വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കുന്നു

2) ഇൻപുട്ട്, ഔട്ട്പുട്ട് വൈദ്യുതധാരകൾ മുറിക്കലും സുഗമമാക്കലും

3) വൈൻഡിങ്ങിന്റെ ഉപയോഗ നിരക്ക്

■ ഒപ്റ്റിമൽ ടോപ്പോളജി തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിന് ഇനിപ്പറയുന്നവയെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം ആവശ്യമാണ്:

1) ഇൻപുട്ട്, ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് ശ്രേണി

2) നിലവിലെ ശ്രേണി

3) ചെലവും പ്രകടനവും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം, വലുപ്പവും ഭാരവും