डीसी व्होल्टेज कन्व्हर्टर

विद्युत उर्जेच्या रूपांतरणाबद्दल बोलताना, विविध ट्रान्सफॉर्मर, जनरेटर, विविध घरगुती उपकरणांसाठी वीज पुरवठा, इलेक्ट्रॉनिक गॅझेट्ससाठी चार्जर, वेल्डिंग इन्व्हर्टर आणि अगदी अणुऊर्जा संयंत्रे आठवू शकतात. सर्व प्रकरणांमध्ये, विद्युत उर्जेचे परिवर्तन एका किंवा दुसर्या स्वरूपात होते. आपण असे म्हणू शकतो की दैनंदिन जीवनात आपण विविध प्रकारच्या इलेक्ट्रिकल कन्व्हर्टरने वेढलेले असतो आणि आधुनिक जगात त्यांच्या संपूर्ण अनुपस्थितीची कल्पना करणे कठीण आहे.

डीसी/डीसी कन्व्हर्टर्स गेल्या वीस वर्षांत विशेषतः सामान्य झाले आहेत. हे सेमीकंडक्टर उद्योग आणि सर्वसाधारणपणे इलेक्ट्रॉनिक्सच्या जलद विकासामुळे आहे.

कमी-फ्रिक्वेंसी ट्रान्सफॉर्मर पॉवर सप्लायद्वारे उच्च-फ्रिक्वेंसी पल्स कन्व्हर्टर्स जवळजवळ बाहेर ढकलले गेले आहेत, जे आता फक्त जुन्या टेलिव्हिजन आणि इतर प्राचीन उपकरणांमध्ये किंवा काही आधुनिक ऑडिओ अॅम्प्लिफायरमध्ये आढळू शकतात.

उच्च-फ्रिक्वेंसी ट्रान्सफॉर्मर (किंवा चोक) 50-60 हर्ट्झ नेटवर्कवरून ऑपरेट करण्यासाठी डिझाइन केलेल्या लो-फ्रिक्वेंसी लोह ट्रान्सफॉर्मरपेक्षा खूपच लहान आहे, म्हणूनच स्विचिंग पॉवर सप्लाय इतके कॉम्पॅक्ट आहे.एक मार्ग किंवा दुसरा, DC / DC कन्व्हर्टरमध्ये त्यांच्या डिझाइनमध्ये अद्याप ट्रान्सफॉर्मर (किंवा चोक) असतो, परंतु तो इतका जड आणि गोंगाट करणारा ट्रान्सफॉर्मर नाही.

आधुनिक डीसी-डीसी कन्व्हर्टरची श्रेणी (म्हणजे, तथाकथित डीसी-टू-डीसी व्होल्टेज कन्व्हर्टर) बरीच विस्तृत आहे. डीसी-डीसी कन्व्हर्टर्स नेमके काय आहेत ते जवळून पाहू.

1. सूक्ष्म समायोज्य ट्रान्सड्यूसर

हे छोटे 43mm x 21mm कनवर्टर आणि तत्सम मॉडेल्सची किंमत चिनी बाजारात $1 किंवा त्याहून अधिक आहे. हे उदाहरण LM2596 चिप चालवते, आणि त्याचे आउटपुट पॅरामीटर्स समायोजित केले जाऊ शकतात. 4.5 ते 40 व्होल्ट्सच्या श्रेणीतील डीसी व्होल्टेज इनपुटवर लागू केले जाते आणि आउटपुटवर 1.3 ते 35 व्होल्ट्सचे डीसी व्होल्टेज प्राप्त होते.

या कन्व्हर्टरमधून मिळू शकणारा कमाल करंट 3 amps आहे, परंतु या प्रकरणात हीटसिंक आवश्यक आहे, जर कनवर्टर हीटसिंकशिवाय वापरला गेला असेल, तर सरासरी करंट 2 amps पेक्षा जास्त नसावा. अशा कन्व्हर्टरची कार्यक्षमता 92% पर्यंत पोहोचू शकते.

हा कन्व्हर्टर बक कन्व्हर्टर टोपोलॉजीनुसार एकत्र केला जातो आणि त्याचे सर्व मुख्य घटक बोर्डवर दिसतात: इनपुट आणि आउटपुट कॅपेसिटर, गुदमरणे, स्कॉटकी डायोड, TO-263-5 पॅकेजमध्ये रेझिस्टर आणि मायक्रोसर्कीटचे नियमन करणे. वरील योजनाबद्ध ट्रिम रेझिस्टर दर्शवत नाही, परंतु बोर्डवर एक आहे.

या रेझिस्टरशिवाय, सर्किट आउटपुटवर 5 व्होल्टपेक्षा जास्त देणार नाही, परंतु जर फीडबॅक थेट फिल्टरच्या आउटपुट कॅपेसिटरमधून काढला गेला नाही, परंतु या रेग्युलेटिंग रेझिस्टरचा वापर करून येथे नुकतेच एकत्र केलेल्या व्होल्टेज डिव्हायडरद्वारे, आपण या बोर्डवर लागू केल्याप्रमाणे आउटपुट व्होल्टेज श्रेणी लक्षणीय वाढवू शकते.

या कन्व्हर्टरची व्याप्ती केवळ विकसकाच्या कल्पनेने मर्यादित आहे. येथे तुम्ही LEDs पॉवर करू शकता आणि विविध पोर्टेबल डिव्हाइसेस चार्ज करू शकता आणि बरेच काही करू शकता.

या प्रकारचे बूस्ट कन्व्हर्टर देखील आहेत, वाढत्या (अ‍ॅम्प्लीफायिंग) कन्व्हर्टरच्या टोपोलॉजीनुसार बनविलेले आहेत.

वरील प्रतिमेमध्ये (लाल बोर्ड) 150 वॅट्सपर्यंत कमाल पॉवरसह (अतिरिक्त कूलिंग आवश्यक आहे) एक समायोज्य बूस्ट कन्व्हर्टर आहे, ज्याचा इनपुट 10 ते 30 व्होल्टपर्यंत आणि आउटपुटमध्ये 12 ते 35 व्होल्ट्सपर्यंत चालविला जाऊ शकतो.

मागील उदाहरणाप्रमाणे, या कन्व्हर्टरमध्ये आउटपुटवर एक रेग्युलेटिंग रेझिस्टर आहे, जो आउटपुट व्होल्टेजचे इच्छित मूल्य मिळविण्यासाठी जबाबदार आहे. नियंत्रण चिप बोर्डच्या मागील बाजूस स्थित आहे. बोर्ड स्वतः 65 मिमी x 35 मिमी मोजतो. अशा कन्व्हर्टरची किंमत मागील उदाहरणापेक्षा 3 पट जास्त आहे.

2. जलरोधक वीज पुरवठा

या वीज पुरवठ्यामध्ये इपॉक्सीने भरलेले खडबडीत, जलरोधक, डाय-कास्ट हाउसिंग आहे, ज्यामुळे ते वाहतूक आणि विश्वासार्हता आणि सुरक्षितता आवश्यक असलेल्या इतर कोणत्याही उपकरणांमध्ये वापरता येते. इन्व्हर्टरमध्ये ओव्हरव्होल्टेज, ओव्हरव्होल्टेज, शॉर्ट सर्किट आणि ओव्हरलोड संरक्षण आहे.

वेगवेगळ्या मॉडेल्सची इनपुट व्होल्टेज श्रेणी खूप विस्तृत आहे आणि या उदाहरणात 9 ते 24 व्होल्ट्स पर्यंत आहे, तर आउटपुट 24 व्होल्ट आहे ज्यामध्ये कमाल 5 amps (या उदाहरणात) आहे. फोटोमधील बॉक्सचा आकार 75 मिमी x 75 मिमी आहे, उंची 31 मिमी आहे. क्षमतेनुसार अशा कन्व्हर्टरची किंमत सुमारे 10 - 50 डॉलर्स आहे.

या प्रकारचे कन्व्हर्टर 15 ते 360 वॅट्सच्या पॉवरसाठी, 60 व्होल्टपर्यंतच्या इनपुट व्होल्टेजसाठी आणि 5 ते 48 व्होल्टपर्यंतच्या आउटपुट व्होल्टेजसाठी तयार केले जातात. ते बर्‍याच बाजारपेठांमध्ये देखील सामान्य आहेत.

3. एनक्लोजरवर डीसी पॉवर स्विच करा

सामान्यतः, हे वीज पुरवठा फ्लायबॅक, पुश-पुल किंवा हाफ-ब्रिज स्विचिंग सर्किटनुसार केले जातात. ते 19 ते 72 व्होल्ट आणि त्यावरील इनपुट व्होल्टेजसाठी उपलब्ध आहेत आणि आउटपुट सहसा 5 ते 24 व्होल्ट्सचे असते. या प्रकारच्या कन्व्हर्टरची शक्ती 1000 वॅट्सपर्यंत पोहोचू शकते. केस आकार 78mm x 51mm x 28mm ते 295mm x 127mm x 41mm.

हे वीज पुरवठा अनेक उत्पादकांकडून उपलब्ध आहेत आणि त्यांची किंमत कित्येक शंभर डॉलर्सपर्यंत असू शकते. बर्याचदा अशा उपकरणांचा वापर एलईडी स्ट्रिप्सला शक्ती देण्यासाठी केला जातो. त्यांच्याकडे आउटपुट व्होल्टेज फाइन-ट्यून करण्याची क्षमता आहे आणि ओव्हरलोड संरक्षण आहे.

बाजारात कन्व्हर्टर्सची अशीच मॉडेल्स आहेत जी थेट पर्यायी करंट नेटवर्कवरून चालविली जातात, तथाकथित एसी-डीसी कन्व्हर्टर, परंतु तेथे, तथापि, नेटवर्क व्होल्टेज प्रथम सुधारित केले जाते, फिल्टर केले जाते, म्हणजेच स्थिर केले जाते आणि केवळ मानक उच्च-फ्रिक्वेंसी रूपांतरणाद्वारे रूपांतरित केल्यानंतर आणि दुस-या स्तरावर स्थिर व्होल्टेजमध्ये सुधारणा केल्यानंतर, कमी म्हणजे, पुन्हा डीसी-डीसी कनवर्टर मॉड्यूल वापरले जाते.

इतर कन्व्हर्टर्सच्या विपरीत, पर्यायी करंट नेटवर्कद्वारे समर्थित कन्व्हर्टरमध्ये प्राथमिक पासून उच्च-फ्रिक्वेंसी पल्स ट्रान्सफॉर्मरच्या दुय्यम विंडिंगचे गॅल्व्हॅनिक पृथक्करण असणे आवश्यक आहे... नियमानुसार, अशा युनिट्समधील फीडबॅक लूप वापरून वेगळे केले जाते ऑप्टोकपलर… निष्पक्षतेने, हे लक्षात घेतले पाहिजे की या प्रकारच्या कमी-पॉवर युनिट्स फ्रेमलेस डिझाइनमध्ये देखील उपलब्ध आहेत.

4. PCB माउंटिंगसाठी DC-DC कनवर्टर

या लघु ऊर्जा पुरवठा 0.25 ते 100 वॅट्स पर्यंतच्या पॉवरमध्ये असतात. ते इनपुट व्होल्टेजच्या श्रेणीला परवानगी देतात: 3-3.6V, 4.5-9V, 9-18V, 13-16.6V, 9-36V, 18-36V, 18-72V, 36-72V आणि 36-75V.निर्मात्यावर अवलंबून, पुरवठा व्होल्टेज श्रेणी भिन्न असू शकतात. काही कन्व्हर्टर आउटपुट व्होल्टेजचे समायोजन आणि डिव्हाइसला स्टँडबाय मोडमध्ये ठेवण्याची परवानगी देतात. ब्लॉक्सची मानक आउटपुट व्होल्टेज श्रेणी: 5V, 12V, 15V.

PCB माउंटिंगसाठी DC-DC कन्व्हर्टर्स इलेक्ट्रिकली पृथक (1500V) आहेत आणि कमाल स्वीकार्य तापमान 90 अंश सेल्सिअसपर्यंत पोहोचू शकते. डेव्हलपरसाठी सर्वात जास्त स्वारस्य म्हणजे 3 वॅट्सची शक्ती असलेले कन्व्हर्टर. अशा कन्व्हर्टरची किंमत युनिट्सपासून ते दहापट डॉलर्सपर्यंत बदलते.

सर्व आधुनिक औद्योगिक स्विचिंग डीसी-डीसी कन्व्हर्टर ऑपरेटिंग वारंवारता 50kHz पेक्षा जास्त आहे आणि 300kHz पर्यंत पोहोचते. हे विधान पल्स ट्रान्सफॉर्मर आणि फेराइट चोकसाठी खरे आहे, कारण वर्णन केलेल्या कन्व्हर्टरमध्ये वापरलेले ट्रान्सफॉर्मर आणि चोकसाठी फेराइट कोर सर्वत्र वापरले जातात.

औद्योगिक समर्पित कनव्हर्टर स्विचिंग IC मध्ये बर्‍याचदा काटेकोरपणे सेट केलेली वारंवारता असते जी नेहमी 50 kHz पेक्षा जास्त असते. जर PWM कंट्रोलर वापरला असेल, तर संबंधित वारंवारता बाह्य घटकांद्वारे सेट केली जाते.