ડીસી વોલ્ટેજ કન્વર્ટર

વિદ્યુત ઊર્જાના રૂપાંતરણ વિશે બોલતા, તમે વિવિધ ટ્રાન્સફોર્મર્સ, જનરેટર, વિવિધ ઘરગથ્થુ ઉપકરણો માટે પાવર સપ્લાય, ઇલેક્ટ્રોનિક ગેજેટ્સ માટેના ચાર્જર, વેલ્ડિંગ ઇન્વર્ટર અને અણુ પાવર પ્લાન્ટ્સને યાદ કરી શકો છો. તમામ કિસ્સાઓમાં, વિદ્યુત ઊર્જાનું પરિવર્તન એક અથવા બીજા સ્વરૂપમાં થાય છે. આપણે કહી શકીએ કે રોજિંદા જીવનમાં આપણે વિવિધ પ્રકારના ઇલેક્ટ્રિકલ કન્વર્ટરથી ઘેરાયેલા છીએ અને આધુનિક વિશ્વમાં તેમની સંપૂર્ણ ગેરહાજરીની કલ્પના કરવી મુશ્કેલ છે.

ડીસી/ડીસી કન્વર્ટર છેલ્લા વીસ વર્ષોમાં ખાસ કરીને સામાન્ય બની ગયા છે. આ સામાન્ય રીતે સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગ અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સના ઝડપી વિકાસને કારણે છે.

ઓછી-આવર્તન ટ્રાન્સફોર્મર પાવર સપ્લાય દ્વારા ઉચ્ચ-આવર્તન પલ્સ કન્વર્ટર્સને લગભગ બજારમાંથી બહાર ધકેલી દેવામાં આવ્યા છે, જે હવે ફક્ત જૂના ટેલિવિઝન અને અન્ય એન્ટીક ઉપકરણો અથવા કેટલાક આધુનિક ઑડિઓ એમ્પ્લીફાયર્સમાં જ મળી શકે છે.

ઉચ્ચ-આવર્તન ટ્રાન્સફોર્મર (અથવા ચોક) 50-60 હર્ટ્ઝ નેટવર્કથી કામ કરવા માટે રચાયેલ લો-ફ્રિકવન્સી આયર્ન ટ્રાન્સફોર્મર કરતાં ઘણું નાનું કદ ધરાવે છે, તેથી જ સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય ખૂબ કોમ્પેક્ટ છે.એક રીતે અથવા બીજી રીતે, ડીસી / ડીસી કન્વર્ટર્સમાં હજી પણ તેમની ડિઝાઇનમાં ટ્રાન્સફોર્મર (અથવા ચોક) હોય છે, પરંતુ તે આવા ભારે અને ઘોંઘાટીયા ટ્રાન્સફોર્મર નથી.

આધુનિક ડીસી-ડીસી કન્વર્ટરની શ્રેણી (એટલે ​​​​કે, કહેવાતા ડીસી-ટુ-ડીસી વોલ્ટેજ કન્વર્ટર) તદ્દન વિશાળ છે. ચાલો DC-DC કન્વર્ટર બરાબર શું છે તેના પર નજીકથી નજર કરીએ.

1. લઘુચિત્ર એડજસ્ટેબલ ટ્રાન્સડ્યુસર

આ નાનું 43mm x 21mm કન્વર્ટર અને તેના જેવા મોડલની કિંમત ચાઇનીઝ બજારોમાં $1 કે તેથી વધુ છે. આ ઉદાહરણ LM2596 ચિપ ચલાવે છે, અને તેના આઉટપુટ પરિમાણો એડજસ્ટ કરી શકાય છે. ઇનપુટ પર 4.5 થી 40 વોલ્ટની રેન્જમાં ડીસી વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે, અને આઉટપુટ પર 1.3 થી 35 વોલ્ટનો ડીસી વોલ્ટેજ મેળવવામાં આવે છે.

આ કન્વર્ટરમાંથી મહત્તમ કરંટ મેળવી શકાય છે તે 3 amps છે, પરંતુ આ કિસ્સામાં હીટસિંક જરૂરી છે, જો કન્વર્ટરનો ઉપયોગ હીટસિંક વિના કરવામાં આવે, તો સરેરાશ કરંટ 2 amps કરતાં વધુ ન હોવો જોઈએ. આવા કન્વર્ટરની કાર્યક્ષમતા 92% સુધી પહોંચી શકે છે.

આ કન્વર્ટરને બક કન્વર્ટર ટોપોલોજી અનુસાર એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે અને તેના તમામ મુખ્ય ઘટકો બોર્ડ પર દેખાય છે: ઇનપુટ અને આઉટપુટ કેપેસિટર્સ, ગૂંગળામણ, સ્કોટકી ડાયોડ, TO-263-5 પેકેજમાં રેઝિસ્ટર અને માઇક્રોસિર્કિટનું નિયમન કરે છે. ઉપરોક્ત યોજનાકીય ટ્રીમ રેઝિસ્ટર બતાવતું નથી, પરંતુ બોર્ડ પર એક છે.

આ રેઝિસ્ટર વિના, સર્કિટ આઉટપુટ પર 5 વોલ્ટથી વધુ આપશે નહીં, પરંતુ જો ફિલ્ટરના આઉટપુટ કેપેસિટરમાંથી ફીડબેક સીધો દૂર કરવામાં ન આવે, પરંતુ આ રેગ્યુલેટીંગ રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ કરીને હમણાં જ અહીં એસેમ્બલ કરાયેલા વોલ્ટેજ વિભાજક દ્વારા, તમે આ બોર્ડ પર અમલમાં મૂક્યા મુજબ આઉટપુટ વોલ્ટેજ શ્રેણીને નોંધપાત્ર રીતે વિસ્તારી શકે છે.

આ કન્વર્ટરનો અવકાશ ફક્ત વિકાસકર્તાની કલ્પના દ્વારા મર્યાદિત છે. અહીં તમે LED ને પાવર કરી શકો છો અને વિવિધ પોર્ટેબલ ઉપકરણો અને ઘણું બધું ચાર્જ કરી શકો છો.

આ પ્રકારના બુસ્ટ કન્વર્ટર પણ છે, જે વધતા (એમ્પ્લીફાઈંગ) કન્વર્ટરની ટોપોલોજી અનુસાર બનાવવામાં આવે છે.

ઉપરની છબીમાં (લાલ બોર્ડ) 150 વોટ સુધીની મહત્તમ શક્તિ સાથે એડજસ્ટેબલ બૂસ્ટ કન્વર્ટર છે (વધારાની ઠંડક આવશ્યક છે), જેનું ઇનપુટ 10 થી 30 વોલ્ટ સુધી અને આઉટપુટ પર 12 થી 35 વોલ્ટ સુધી સંચાલિત થઈ શકે છે.

અગાઉના ઉદાહરણની જેમ, આ કન્વર્ટરમાં આઉટપુટ પર એક નિયમનકારી રેઝિસ્ટર છે, જે આઉટપુટ વોલ્ટેજનું ઇચ્છિત મૂલ્ય મેળવવા માટે જવાબદાર છે. કંટ્રોલ ચિપ બોર્ડની પાછળ સ્થિત છે. બોર્ડ પોતે 65mm x 35mm માપે છે. આવા કન્વર્ટરની કિંમત અગાઉના ઉદાહરણ કરતાં 3 ગણી વધારે છે.

2. વોટરપ્રૂફ પાવર સપ્લાય

આ વીજ પુરવઠામાં ઇપોક્સીથી ભરેલા ખરબચડા, વોટરપ્રૂફ, ડાઇ-કાસ્ટ હાઉસિંગ છે, જે તેને પરિવહન અને વિશ્વસનીયતા અને સલામતી જરૂરી હોય તેવા કોઈપણ અન્ય સાધનો બંનેમાં ઉપયોગમાં લેવાની મંજૂરી આપે છે. ઇન્વર્ટરમાં ઓવરવોલ્ટેજ, ઓવરવોલ્ટેજ, શોર્ટ સર્કિટ અને ઓવરલોડ પ્રોટેક્શન છે.

વિવિધ મોડેલોની ઇનપુટ વોલ્ટેજ શ્રેણી ખૂબ જ વિશાળ છે અને આ ઉદાહરણમાં 9 થી 24 વોલ્ટ છે, જ્યારે આઉટપુટ મહત્તમ 5 amps (આ ઉદાહરણમાં) ની મહત્તમ વર્તમાન સાથે 24 વોલ્ટ છે. ફોટામાં બોક્સનું કદ 75mm x 75mm છે, ઊંચાઈ 31mm છે. ક્ષમતાના આધારે આવા કન્વર્ટરની કિંમત લગભગ 10 - 50 ડોલર છે.

આ પ્રકારના કન્વર્ટર 15 થી 360 વોટ સુધીના પાવર માટે, 60 વોલ્ટ સુધીના ઇનપુટ વોલ્ટેજ માટે અને 5 થી 48 વોલ્ટ સુધીના આઉટપુટ વોલ્ટેજ માટે બનાવવામાં આવે છે. તેઓ ઘણા બજારોમાં પણ સામાન્ય છે.

3. ડીસી પાવરને એન્ક્લોઝરમાં સ્વિચ કરો

સામાન્ય રીતે, આ પાવર સપ્લાય ફ્લાયબેક, પુશ-પુલ અથવા હાફ-બ્રિજ સ્વિચિંગ સર્કિટ અનુસાર બનાવવામાં આવે છે. તેઓ 19 થી 72 વોલ્ટ અને તેનાથી ઉપરના ઇનપુટ વોલ્ટેજ માટે ઉપલબ્ધ છે, અને આઉટપુટ સામાન્ય રીતે 5 થી 24 વોલ્ટ હોય છે. આ પ્રકારના કન્વર્ટરની શક્તિ 1000 વોટ સુધી પહોંચી શકે છે. કેસનું કદ 78mm x 51mm x 28mm થી 295mm x 127mm x 41mm.

આ પાવર સપ્લાય ઘણા ઉત્પાદકો પાસેથી ઉપલબ્ધ છે અને તેની કિંમત કેટલાંક સો ડોલર સુધી હોઈ શકે છે. ઘણી વાર આવા ઉપકરણોનો ઉપયોગ એલઇડી સ્ટ્રીપ્સને પાવર કરવા માટે થાય છે. તેઓ આઉટપુટ વોલ્ટેજને ફાઇન-ટ્યુન કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે અને ઓવરલોડ પ્રોટેક્શન ધરાવે છે.

બજારમાં કન્વર્ટરના સમાન મોડલ છે જે વૈકલ્પિક વર્તમાન નેટવર્કથી સીધા સંચાલિત થાય છે, કહેવાતા એસી-ડીસી કન્વર્ટર, પરંતુ ત્યાં, જોકે, નેટવર્ક વોલ્ટેજને પ્રથમ સુધારેલ, ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે, એટલે કે, સતત બનાવવામાં આવે છે, અને માત્ર પ્રમાણભૂત ઉચ્ચ-આવર્તન રૂપાંતર અને સુધારણા દ્વારા તેને બીજા સ્તરે સતત વોલ્ટેજમાં રૂપાંતરિત કર્યા પછી, નીચું એટલે કે, ફરીથી ડીસી-ડીસી કન્વર્ટર મોડ્યુલનો ઉપયોગ થાય છે.

અન્ય કન્વર્ટરથી વિપરીત, વૈકલ્પિક વર્તમાન નેટવર્ક દ્વારા સંચાલિત કન્વર્ટરમાં પ્રાથમિકથી ઉચ્ચ-આવર્તન પલ્સ ટ્રાન્સફોર્મરના સેકન્ડરી વિન્ડિંગનું ગેલ્વેનિક આઇસોલેશન હોવું આવશ્યક છે... નિયમ પ્રમાણે, આવા એકમોમાં ફીડબેક લૂપનો ઉપયોગ કરીને અલગ કરવામાં આવે છે. optocouplers… વાજબીતામાં, એ નોંધવું જોઈએ કે આ પ્રકારના લો-પાવર યુનિટ્સ ફ્રેમલેસ ડિઝાઇનમાં પણ ઉપલબ્ધ છે.

4. PCB માઉન્ટ કરવા માટે DC-DC કન્વર્ટર

આ લઘુચિત્ર વીજ પુરવઠો 0.25 થી 100 વોટ સુધીની શક્તિમાં છે. તેઓ ઇનપુટ વોલ્ટેજની શ્રેણીને મંજૂરી આપે છે: 3-3.6V, 4.5-9V, 9-18V, 13-16.6V, 9-36V, 18-36V, 18-72V, 36-72V અને 36-75V.ઉત્પાદક પર આધાર રાખીને, સપ્લાય વોલ્ટેજ રેન્જ અલગ હોઈ શકે છે. કેટલાક કન્વર્ટર આઉટપુટ વોલ્ટેજને ગોઠવવા અને ઉપકરણને સ્ટેન્ડબાય મોડમાં મૂકવાની મંજૂરી આપે છે. બ્લોક્સની પ્રમાણભૂત આઉટપુટ વોલ્ટેજ શ્રેણી: 5V, 12V, 15V.

PCB માઉન્ટ કરવા માટે DC-DC કન્વર્ટર ઇલેક્ટ્રિકલી અલગ (1500V) છે, અને મહત્તમ સ્વીકાર્ય તાપમાન 90 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી પહોંચી શકે છે. વિકાસકર્તાઓ માટે સૌથી વધુ રસ એ 3 વોટની શક્તિવાળા કન્વર્ટર છે. આવા કન્વર્ટરની કિંમત એકમોથી દસ ડોલર સુધી બદલાય છે.

તમામ આધુનિક ઔદ્યોગિક સ્વિચિંગ DC-DC કન્વર્ટર ઓપરેટિંગ ફ્રીક્વન્સી 50kHz થી ઉપર છે અને 300kHz સુધી પહોંચે છે. આ વિધાન પલ્સ ટ્રાન્સફોર્મર્સ અને ફેરાઈટ ચોક્સ માટે સાચું છે, કારણ કે વર્ણવેલ કન્વર્ટરમાં વપરાતા ટ્રાન્સફોર્મર્સ અને ચોક્સ માટે ફેરાઈટ કોરો દરેક જગ્યાએ વપરાય છે.

ઔદ્યોગિક સમર્પિત કન્વર્ટર સ્વિચિંગ IC માં ઘણી વાર સખત રીતે સેટ ફ્રીક્વન્સી હોય છે જે હંમેશા 50 kHz થી ઉપર હોય છે. જો PWM નિયંત્રકનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, તો અનુરૂપ આવર્તન બાહ્ય ઘટકો દ્વારા સેટ કરવામાં આવે છે.