ಬಕ್ ಪರಿವರ್ತಕ - ಘಟಕಗಳ ಗಾತ್ರ

ಈ ಲೇಖನವು ಗ್ಯಾಲ್ವನಿಕಲಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾದ ಸ್ಟೆಪ್-ಡೌನ್ DC ಪರಿವರ್ತಕ, ಬಕ್ ಪರಿವರ್ತಕ ಟೋಪೋಲಜಿಯ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗವನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುವ ಮತ್ತು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಈ ಟೋಪೋಲಜಿಯ ಪರಿವರ್ತಕಗಳು ಇನ್‌ಪುಟ್‌ನಲ್ಲಿ 50 ವೋಲ್ಟ್‌ಗಳ ಒಳಗೆ ಮತ್ತು 100 ವ್ಯಾಟ್‌ಗಳನ್ನು ಮೀರದ ಲೋಡ್ ಪವರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಟೆಪ್-ಡೌನ್ DC ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ.

ನಿಯಂತ್ರಕ ಮತ್ತು ಡ್ರೈವರ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನ ಆಯ್ಕೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಎಲ್ಲವನ್ನೂ, ಹಾಗೆಯೇ ಫೀಲ್ಡ್-ಎಫೆಕ್ಟ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಪ್ರಕಾರವನ್ನು ಈ ಲೇಖನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಿಂದ ಹೊರಗಿಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ನಾವು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಯೊಂದರ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಮೋಡ್‌ಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ವಿವರವಾಗಿ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುತ್ತೇವೆ. ಈ ಪ್ರಕಾರದ ಪರಿವರ್ತಕಗಳ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಭಾಗದ ಮುಖ್ಯ ಅಂಶಗಳ.

ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿ ನಾಡಿ ಪರಿವರ್ತಕ, ಕೆಳಗಿನ ಆರಂಭಿಕ ಡೇಟಾವನ್ನು ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಿ: ಇನ್ಪುಟ್ ಮತ್ತು ಔಟ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಮೌಲ್ಯಗಳು, ಗರಿಷ್ಠ ಸ್ಥಿರ ಲೋಡ್ ಕರೆಂಟ್, ಪವರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಆವರ್ತನ (ಪರಿವರ್ತಕದ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಆವರ್ತನ), ಹಾಗೆಯೇ ಚಾಕ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರಸ್ತುತ ತರಂಗ ಸಹ, ಆಧರಿಸಿ ಈ ಡೇಟಾ, ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಚಾಕ್ ಇಂಡಕ್ಟನ್ಸ್, ಇದು ಅಗತ್ಯ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಔಟ್ಪುಟ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ, ಹಾಗೆಯೇ ರಿವರ್ಸ್ ಡಯೋಡ್ನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು.

• ಇನ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ - ಯುಯಿನ್, ವಿ

• ಔಟ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ - ಯುಔಟ್, ವಿ

• ಗರಿಷ್ಠ ಲೋಡ್ ಕರೆಂಟ್ - ಐಔಟ್, ಎ

• ಚಾಕ್ ಮೂಲಕ ಏರಿಳಿತದ ಪ್ರವಾಹದ ವ್ಯಾಪ್ತಿ - Idr, A

• ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಆವರ್ತನ - f, kHz

ಪರಿವರ್ತಕವು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಮುಚ್ಚಿದ ಅವಧಿಯ ಮೊದಲ ಭಾಗದಲ್ಲಿ, ಔಟ್ಪುಟ್ ಫಿಲ್ಟರ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗುತ್ತಿರುವಾಗ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಮೂಲದಿಂದ ಇಂಡಕ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ಲೋಡ್ಗೆ ಪ್ರಸ್ತುತವನ್ನು ಸರಬರಾಜು ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ತೆರೆದಾಗ, ಲೋಡ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಚಾರ್ಜ್ ಮತ್ತು ಇಂಡಕ್ಟರ್ ಪ್ರವಾಹದಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅದನ್ನು ತಕ್ಷಣವೇ ಅಡ್ಡಿಪಡಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ರಿವರ್ಸ್ ಡಯೋಡ್ನಿಂದ ಮುಚ್ಚಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಅವಧಿಯ ಎರಡನೇ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಈಗ ತೆರೆದಿರುತ್ತದೆ.

ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ನಾವು 24 ವೋಲ್ಟ್‌ಗಳ ಸ್ಥಿರ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನಿಂದ ಚಾಲಿತವಾಗಿರುವ ಬಕ್ ಪರಿವರ್ತಕದ ಟೋಪೋಲಜಿಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳೋಣ ಮತ್ತು ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ನಲ್ಲಿ ನಾವು 1 amp ನ ದರದ ಲೋಡ್ ಕರೆಂಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ 12 ವೋಲ್ಟ್‌ಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಬೇಕು ಮತ್ತು ಇದರಿಂದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಏರಿಳಿತವಾಗುತ್ತದೆ. ಉತ್ಪಾದನೆಯು 50 mV ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿಲ್ಲ. ಪರಿವರ್ತಕದ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಆವರ್ತನವು 450 kHz ಆಗಿರಲಿ, ಮತ್ತು ಇಂಡಕ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರಸ್ತುತ ಏರಿಳಿತವು ಗರಿಷ್ಠ ಲೋಡ್ ಪ್ರವಾಹದ 30% ಅನ್ನು ಮೀರುವುದಿಲ್ಲ.

ಆರಂಭಿಕ ಡೇಟಾ:

• ಯುಯಿನ್ = 24 ವಿ

• ಯುಔಟ್ = 12 ವಿ

• ಐ ಔಟ್ = 1 ಎ.

• I dr = 0.3 * 1 A = 0.3 A

• f = 450 kHz

ನಾವು ಪಲ್ಸ್ ಪರಿವರ್ತಕದ ಬಗ್ಗೆ ಮಾತನಾಡುತ್ತಿರುವುದರಿಂದ, ಅದರ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಚಾಕ್‌ಗೆ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಅದನ್ನು ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳಿಂದ ನಿಖರವಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅದರ ಸಕಾರಾತ್ಮಕ ಭಾಗಗಳ ಅವಧಿಯನ್ನು ಡಿಟಿ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಆವರ್ತನದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು. ಪರಿವರ್ತಕ ಮತ್ತು ಕೆಳಗಿನ ಸೂತ್ರದ ಪ್ರಕಾರ ಇನ್ಪುಟ್ ಮತ್ತು ಔಟ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನ ಅನುಪಾತ:

dT = Uout / (Uin * f),

ಅಲ್ಲಿ Uout / Uin = DC ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ನಿಯಂತ್ರಣ ಪಲ್ಸ್‌ನ ಕರ್ತವ್ಯ ಚಕ್ರವಾಗಿದೆ.

ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಪಲ್ಸ್ನ ಧನಾತ್ಮಕ ಭಾಗದಲ್ಲಿ, ಮೂಲವು ಪರಿವರ್ತಕ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗೆ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ, ಪಲ್ಸ್ನ ಋಣಾತ್ಮಕ ಭಾಗದಲ್ಲಿ, ಇಂಡಕ್ಟರ್ನಿಂದ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಔಟ್ಪುಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ನಮ್ಮ ಉದಾಹರಣೆಗಾಗಿ, ಇದು ತಿರುಗುತ್ತದೆ: dT = 1.11 μs - ಇನ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನೊಂದಿಗೆ ಇಂಡಕ್ಟರ್ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಸಮಯ ಮತ್ತು ಪಲ್ಸ್ನ ಧನಾತ್ಮಕ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಅದರೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದ ಲೋಡ್.

ಈ ಪ್ರಕಾರ ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ನಿಯಮದೊಂದಿಗೆ, ಇಂಡಕ್ಟರ್ L (ಇದು ಚಾಕ್ ಆಗಿದೆ) ಮೂಲಕ ಪ್ರಸ್ತುತ Idr ನಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯು ಸುರುಳಿಯ ಟರ್ಮಿನಲ್‌ಗಳಿಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ Udr ಮತ್ತು ಅದರ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ dT (ಪಲ್ಸ್‌ನ ಧನಾತ್ಮಕ ಭಾಗದ ಅವಧಿ) ಸಮಯಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ:

Udr = L * Idr / dT

ಚಾಕ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ Udr - ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ವಾಹಕ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿದ್ದಾಗ ಆ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ಇನ್ಪುಟ್ ಮತ್ತು ಔಟ್ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚೇನೂ ಇಲ್ಲ:

Udr = Uin-Uout

ಮತ್ತು ನಮ್ಮ ಉದಾಹರಣೆಗಾಗಿ ಇದು ತಿರುಗುತ್ತದೆ: Udr = 24 - 12 = 12 V - ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಪಲ್ಸ್ನ ಧನಾತ್ಮಕ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಚಾಕ್ಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನ ವೈಶಾಲ್ಯ.

ಥ್ರೊಟಲ್

ಈಗ, ಚಾಕ್ Udr ಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್‌ನ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ತಿಳಿದುಕೊಂಡು, ಚಾಕ್‌ನಲ್ಲಿ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಪಲ್ಸ್ dT ಯ ಸಮಯವನ್ನು ಹೊಂದಿಸಿ, ಹಾಗೆಯೇ ಚಾಕ್ Idr ನ ಗರಿಷ್ಠ ಅನುಮತಿಸುವ ಪ್ರಸ್ತುತ ಏರಿಳಿತದ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನಾವು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡಬಹುದು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಚಾಕ್ ಇಂಡಕ್ಟನ್ಸ್ L :

L = Udr * dT / Idr

ನಮ್ಮ ಉದಾಹರಣೆಗಾಗಿ, ಇದು ತಿರುಗುತ್ತದೆ: L = 44.4 μH - ಕೆಲಸದ ಚಾಕ್ನ ಕನಿಷ್ಠ ಇಂಡಕ್ಟನ್ಸ್, ಅದರೊಂದಿಗೆ, ನಿಯಂತ್ರಣ ಪಲ್ಸ್ dT ಯ ಧನಾತ್ಮಕ ಭಾಗದ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅವಧಿಗೆ, ತರಂಗದ ಸ್ವಿಂಗ್ Idr ಅನ್ನು ಮೀರುವುದಿಲ್ಲ.

ಕಂಡೆನ್ಸರ್

ಚಾಕ್ನ ಇಂಡಕ್ಟನ್ಸ್ನ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿದಾಗ, ಫಿಲ್ಟರ್ನ ಔಟ್ಪುಟ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ನ ಆಯ್ಕೆಗೆ ಮುಂದುವರಿಯಿರಿ. ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಮೂಲಕ ಏರಿಳಿತದ ಪ್ರವಾಹವು ಇಂಡಕ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ಏರಿಳಿತದ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಇಂಡಕ್ಟಿವ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ನ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಇಂಡಕ್ಟನ್ಸ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಲಕ್ಷಿಸಿ, ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಕನಿಷ್ಟ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ನಾವು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಸೂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತೇವೆ:

C = dT * Idr / dU,

ಅಲ್ಲಿ dU ಎಂಬುದು ಕೆಪಾಸಿಟರ್‌ನಾದ್ಯಂತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ತರಂಗವಾಗಿದೆ.

ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನಲ್ಲಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ತರಂಗದ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ dU = 0.050 V ಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ನಮ್ಮ ಉದಾಹರಣೆಗಾಗಿ ನಾವು C = 6.66 μF ಅನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ - ಫಿಲ್ಟರ್ನ ಔಟ್ಪುಟ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ನ ಕನಿಷ್ಠ ಧಾರಣ.

ಡಯೋಡ್

ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಡಯೋಡ್ನ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಇದು ಉಳಿದಿದೆ. ಇಂಡಕ್ಟರ್‌ನಿಂದ ಇನ್‌ಪುಟ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸಂಪರ್ಕ ಕಡಿತಗೊಂಡಾಗ ಡಯೋಡ್ ಮೂಲಕ ಪ್ರವಾಹವು ಹರಿಯುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಪಲ್ಸ್‌ನ ಎರಡನೇ ಭಾಗದಲ್ಲಿ:

Id = (1 -DC) * Iout — ಡಯೋಡ್ ತೆರೆದಾಗ ಮತ್ತು ನಡೆಸುತ್ತಿರುವಾಗ ಅದರ ಮೂಲಕ ಸರಾಸರಿ ಪ್ರಸ್ತುತ.

ನಮ್ಮ ಉದಾಹರಣೆಗಾಗಿ Id = (1 -Uout / Uin) * Iout = 0.5 A — ನೀವು 1 A ನ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕೆ Schottky ಡಯೋಡ್ ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಬಹುದು, ಗರಿಷ್ಠ ರಿವರ್ಸ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಇನ್ಪುಟ್ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನದಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಸುಮಾರು 30 ವೋಲ್ಟ್ಗಳು.