कंपनी ब्लॉग के बारे में AC-DC पावर कन्वर्शन पर रीसायकल करें:ऑफलाइन कंट्रोलर/रेगुलेटर,PFC कंट्रोलर,सेकेंडरी साइड कंट्रोलर

AC-DC पावर कन्वर्शन पर रीसायकल करें:ऑफलाइन कंट्रोलर/रेगुलेटर,PFC कंट्रोलर,सेकेंडरी साइड कंट्रोलर

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I. ऑफलाइन नियंत्रक/नियामक

ऑफ़लाइन नियंत्रक अलग-अलग एसी-डीसी बिजली की आपूर्ति में प्राथमिक कोर नियंत्रण चिप है। यह उच्च वोल्टेज मुख्य बिजली की शक्ति के सुधार के बाद बस वोल्टेज वातावरण के भीतर सीधे काम करता है,बिना पूर्ववर्ती निम्न वोल्टेज बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता केयह मुख्यधारा के ऑफ़लाइन स्विचिंग टोपोलॉजी के लिए कोर ड्राइव यूनिट के रूप में कार्य करता है, जैसे कि फ्लाईबैक,आगे और सक्रिय-क्लैम्प फ्लाईबैक और बिजली प्रणाली के प्रारंभ और बंद करने के लिए केंद्रीय नियंत्रण केंद्र के रूप में कार्य करता है, शक्ति विनियमन और बुनियादी सुरक्षा। इसका प्राथमिक कार्य प्राथमिक पक्ष की शक्ति स्विचिंग उपकरणों के संचरण और बंद करने को नियंत्रित करना है,इस प्रकार एसी ऊर्जा का पृथक रूपांतरण और शक्ति संचरण के विनियमन को प्राप्त करना.

1. मुख्य संचालन सिद्धांत

ऑफ़लाइन नियंत्रक पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (PWM) का उपयोग करता है,पल्स फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन (पीएफएम) या हाइब्रिड मॉड्यूलेशन मोड वास्तविक समय में पावर स्विचिंग उपकरणों के कार्य चक्र और स्विचिंग आवृत्ति को समायोजित करने के लिए, जिससे ट्रांसफार्मर के प्राथमिक वाइंडिंग में ऊर्जा भंडारण और रिहाई प्रक्रियाओं को नियंत्रित किया जाता है।प्राथमिक पक्ष वर्तमान नमूनाकरण संकेत और सहायक घुमाव प्रतिक्रिया वोल्टेज संकेत प्राप्त करके, और लोड भिन्नताओं को ध्यान में रखते हुए, चिप गतिशील रूप से स्विचिंग मापदंडों को समायोजित करता हैः स्विचिंग आवृत्ति को कम करना और हल्के भार के तहत नुकसान को कम करना,जबकि भारी भार के तहत बिजली उत्पादन में वृद्धि, इस प्रकार बंद-लूप फीडबैक के साथ संयोजन में स्थिर प्राथमिक पक्ष शक्ति नियंत्रण प्राप्त करना।कुछ उच्च-प्रदर्शन वाले ऑफ़लाइन नियंत्रक क्वासी-रेज़ोनेंट (QR) के बीच बहु-मोड अनुकूली स्विचिंग का समर्थन करते हैं, डिस्कंटीन कंडक्शन मोड (डीसीएम) और सतत कंडक्शन मोड (सीसीएम), प्रभावी रूप से स्विचिंग नुकसान को कम करने और पूरे भार सीमा में रूपांतरण दक्षता में सुधार।

2मुख्य कार्य और विशेषताएं

ऑफलाइन नियंत्रक प्राथमिक पक्ष बिजली की आपूर्ति नियंत्रण के लिए मुख्य कार्यों का पूरा सूट एकीकृत करते हैं, स्थिर बिजली की आपूर्ति संचालन के लिए नींव बनाते हैं।निरंतर वोल्टेज/निरंतर धारा (सीवी/सीसी) नियंत्रण एक प्राथमिक पक्ष प्रतिक्रिया (पीएसआर) वास्तुकला का समर्थन करता है, एक माध्यमिक पक्ष ऑप्टोकपलर की आवश्यकता के बिना सटीक आउटपुट वोल्टेज और वर्तमान को सीमित करने में सक्षम, इस प्रकार सर्किट संरचना को सरल बनाने और प्रणाली की विश्वसनीयता में वृद्धि; multi-mode energy efficiency optimisation accommodates a wide input voltage range and supports adaptive frequency and duty cycle adjustment to meet energy-saving standards such as Energy Efficiency Class 6; तीसरा, अंतर्निहित ओवर-वोल्टेज, अंडर-वोल्टेज, ओवर-करंट, ओवर-टेम्परेचर और शॉर्ट सर्किट सुरक्षा के साथ व्यापक सुरक्षा तंत्र,जो बिजली उपकरणों के विनाश को रोकने के लिए चिप के आउटपुट को तेजी से लॉक कर सकता हैचौथा, एक न्यूनतम परिधीय वास्तुकला, जिसमें एक उच्च वोल्टेज स्टार्ट-अप सर्किट और पावर सप्लाई मॉड्यूल शामिल है,अतिरिक्त सहायक बिजली आपूर्ति की आवश्यकता को समाप्त करना और पीसीबी क्षेत्र और सामग्री लागत को काफी कम करना.

3मुख्यधारा के टोपोलॉजी और अनुप्रयोग परिदृश्य

ऑफलाइन नियंत्रक मुख्य रूप से छोटे से मध्यम शक्ति के अलग-अलग एसी-डीसी टोपोलॉजी के लिए उपयुक्त हैं; मुख्यधारा अनुप्रयोग फ्लाईबैक टोपोलॉजी है,जबकि वे उन्नत आर्किटेक्चर जैसे सक्रिय-क्लैम्प्ड फ्लाईबैक और क्वासी-रेज़ोनेंट फ्लाईबैक के साथ भी संगत हैंसामान्य चिप्स, जैसे कि FSL206MR, UCC28740 और STACF01B, का व्यापक रूप से छोटे से मध्यम बिजली अनुप्रयोगों जैसे मोबाइल फोन एडाप्टर, चार्जर,छोटे घरेलू उपकरणों के लिए बिजली आपूर्ति, औद्योगिक निम्न वोल्टेज बिजली आपूर्ति मॉड्यूल और एलईडी ड्राइवर बिजली आपूर्ति। इनमें से अर्ध-संवेदी ऑफलाइन नियंत्रक घाटी स्विचिंग को सक्षम करते हैं,विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) और स्विचिंग हानि को काफी कम करना, उन्हें मध्यम से उच्च अंत ऑफलाइन बिजली आपूर्ति के लिए मुख्यधारा का विकल्प बनाते हैं।

II. पावर फैक्टर सुधार (पीएफसी) नियंत्रक

पीएफसी के बिना पारंपरिक एसी-डीसी बिजली आपूर्ति में, सुधार और फ़िल्टरिंग सर्किट इनपुट करंट तरंग रूप के गंभीर विकृति का कारण बनता है, बड़ी मात्रा में हार्मोनिक उत्पन्न करता है।यह न केवल ग्रिड बिजली के उपयोग की दक्षता को कम करता है बल्कि ग्रिड को प्रदूषित करता है और आसपास के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में हस्तक्षेप करता हैएसी-डीसी बिजली आपूर्ति के सामने के लिए एक समर्पित नियंत्रण चिप के रूप में, पावर फैक्टर सुधार (पीएफसी) नियंत्रक का मुख्य कार्य इनपुट वर्तमान तरंग रूप को सही करना है,यह सुनिश्चित करना कि इनपुट करंट इनपुट वोल्टेज के साथ चरण और तरंग दोनों के संदर्भ में अत्यधिक सिंक्रनाइज़ होयह पावर फैक्टर में सुधार करता है, कुल सामंजस्य विकृति (THD) को कम करता है और विभिन्न देशों के ग्रिड अनुपालन मानकों को पूरा करता है।

1. मुख्य संचालन सिद्धांत

पीएफसी नियंत्रक मुख्य रूप से एक बूस्ट टोपोलॉजी के साथ संयोजन में काम करते हैं, दोहरे बंद-लूप नियंत्रण तर्क के माध्यम से तरंग-रूप सुधार प्राप्त करते हैंःवोल्टेज क्लोज्ड-लूप फ्रंट-एंड स्टेज के डीसी आउटपुट वोल्टेज को स्थिर करने के लिए वास्तविक समय में आउटपुट बस वोल्टेज की निगरानी करता है; वर्तमान बंद-लूप लगातार इनपुट धारा का नमूना लेता है,गतिशील रूप से बिजली स्विचिंग ट्रांजिस्टरों के संवाहक समय को समायोजित करने के लिए इनपुट करंट को मुख्य आवृत्ति सिन्यूसोइडल वोल्टेज वेवफॉर्म के परिवर्तनों का पालन करने के लिए मजबूर करनाइस नियंत्रण विधि से बिजली की आपूर्ति के शक्ति कारक को 0 से अधिक तक बढ़ाया जा सकता है।95, हार्मोनिक हस्तक्षेप को काफी कम करता है और ग्रिड ऊर्जा उपयोग की दक्षता में सुधार करता है।

2मुख्य कार्य मोड का वर्गीकरण

प्रवाह मोड में अंतर के आधार पर, पीएफसी नियंत्रकों को मुख्य रूप से दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है, जो विभिन्न शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैंः

पहला क्रिटिकल कंडक्शन मोड (सीआरएम/टीएम) पीएफसी है, जिसे एलडी7597 श्रृंखला द्वारा दर्शाया गया है। स्विचिंग डिवाइस उस क्षण चालू हो जाता है जब प्रेरक धारा शून्य तक पहुंच जाती है, जिसके परिणामस्वरूप कोई फ्लाईबैक नुकसान नहीं होता है,एक सरल सर्किट संरचना और उत्कृष्ट THD प्रदर्शनयह मुख्य रूप से 100W तक की छोटी और मध्यम शक्ति वाली बिजली आपूर्ति के लिए उपयुक्त है और इसका उपयोग एलईडी प्रकाश व्यवस्था और छोटे घरेलू उपकरणों जैसे अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से किया जाता है।

दूसरा, निरंतर प्रवाह मोड (CCM) PFC, जहां प्रेरक धारा निरंतर प्रवाहक बनी रहती है, जिसके परिणामस्वरूप कम लहर और स्थिर आउटपुट शक्ति होती है।यह 200W और अधिक के मध्यम से उच्च शक्ति वाले एसी-डीसी बिजली आपूर्ति के लिए उपयुक्त है, और आमतौर पर औद्योगिक बिजली आपूर्ति, चार्जिंग पॉइंट और सर्वर बिजली आपूर्ति में उपयोग किया जाता है, जो अधिक भार स्थिरता और कम सामंजस्य हस्तक्षेप प्रदान करता है।

3मूल मूल्य और अनुप्रयोग आवश्यकताएं

पीएफसी नियंत्रक उच्च शक्ति वाले एसी-डीसी बिजली आपूर्ति में आवश्यक घटक हैं।अधिकांश देशों में सुरक्षा और ऊर्जा दक्षता मानकों में स्पष्ट रूप से यह निर्धारित किया गया है कि 100W या उससे अधिक के नामित एसी-संचालित उपकरणों को एक पावर फैक्टर सुधार सर्किट से लैस किया जाना चाहिएग्रिड की गुणवत्ता को अनुकूलित करने के अलावा, पीएफसी नियंत्रक प्राथमिक बस पर वोल्टेज को स्थिर करते हैं, जिससे डाउनस्ट्रीम रूपांतरण सर्किट पर नेटवर्क वोल्टेज उतार-चढ़ाव का प्रभाव कम होता है।इससे विद्युत आपूर्ति की समग्र प्रतिरक्षा और आउटपुट स्थिरता में वृद्धि होती है।, जबकि डाउनस्ट्रीम कंट्रोलर और पावर डिवाइस पर परिचालन भार को कम करता है।

III. द्वितीयक पक्ष नियंत्रक

माध्यमिक-पक्ष नियंत्रक उच्च आवृत्ति ट्रांसफार्मर के अलग-थलग माध्यमिक पक्ष पर स्थापित किया जाता है और एक एसी-डीसी बिजली की आपूर्ति के आउटपुट चरण में सटीक नियंत्रण के लिए कोर के रूप में कार्य करता है।प्राथमिक-साइड ऑफ़लाइन नियंत्रक के मोटे-ट्यूनिंग नियंत्रण के विपरीत, द्वितीयक पक्ष नियंत्रक उच्च परिशुद्धता वोल्टेज विनियमन, उच्च दक्षता सुधार और लोड क्षणिक प्रतिक्रिया के अनुकूलन पर केंद्रित है।यह पूरी तरह से अपर्याप्त प्रतिक्रिया विनियमन सटीकता और प्राथमिक पक्ष पर प्रतिक्रिया देरी के मुद्दों को हल करता है, जिससे यह उच्च अंत, उच्च परिशुद्धता और उच्च दक्षता वाले एसी-डीसी बिजली आपूर्ति का एक मुख्य घटक बन जाता है।

1मूल वर्गीकरण और संचालन सिद्धांत

माध्यमिक पक्ष नियंत्रकों मुख्य रूप से दो श्रेणियों में विभाजित कर रहे हैंः माध्यमिक वोल्टेज नियामकों और सिंक्रोनस rectification नियंत्रकों,जो एक दूसरे के कार्यों को पूरक करते हैं और एक साथ काम करते हैं:

माध्यमिक वोल्टेज नियामक सीधे आउटपुट वोल्टेज और वर्तमान संकेतों का नमूना लेता है; त्रुटि प्रवर्धन और मुआवजे की गणना के बाद,सिग्नल ऑप्टोकपलर अलगाव के माध्यम से प्राथमिक पक्ष के ऑफ़लाइन नियंत्रक को वापस खिलाया जाता है, प्राथमिक पक्ष स्विचिंग मापदंडों को गतिशील रूप से समायोजित करने के लिए सटीक बंद-लूप वोल्टेज विनियमन प्राप्त करने के लिए।माध्यमिक पक्ष प्रतिक्रिया (एसएसआर) अधिक प्रत्यक्ष नमूनाकरण और तेज प्रतिक्रिया समय प्रदान करता है, आउटपुट वोल्टेज लहर और विनियमन विचलन को कम करते हुए भार क्षणिक प्रतिक्रिया विशेषताओं को महत्वपूर्ण रूप से अनुकूलित करता है।

सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन कंट्रोलर (प्रतिनिधि मॉडलः NCP4305) विशेष रूप से सेकेंडरी साइड रेक्टिफायर MOSFET को चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, पारंपरिक,अक्षम स्कोट्की डायोड सुधारट्रांसफार्मर के सेकेंडरी वाइंडिंग के वोल्टेज थ्रेशोल्ड का सटीक पता लगाकर, चिप एमओएसएफईटी के अनुकूलन स्विचिंग को सक्षम करती है। यह विभिन्न प्रकार की टोपोलॉजी के साथ संगत है,डीसीएम सहित, सीसीएम, क्यूआर फ्लाईबैक और एलएलसी, जो माध्यमिक सुधार के नुकसान को काफी कम करते हैं और बिजली आपूर्ति की समग्र रूपांतरण दक्षता में काफी सुधार करते हैं,विशेष रूप से उच्च धारा आउटपुट अनुप्रयोगों में.

2मुख्य फायदे और तकनीकी विशेषताएं

सबसे पहले, यह अत्यधिक उच्च विनियमन सटीकता प्रदान करता है। सीधे आउटपुट सिग्नल के नमूने लेने से, यह प्राथमिक पक्ष सहायक घुमाव प्रतिक्रिया से जुड़ी त्रुटियों से बचता है;वोल्टेज विनियमन और भार विनियमन ± 1% के भीतर बनाए रखा जा सकता है, सटीक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की बिजली आपूर्ति आवश्यकताओं को पूरा करता है।सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन आर्किटेक्चर द्वितीयक रेक्टिफिकेशन के नुकसान को 60 प्रतिशत से अधिक कम करता हैउच्च शक्ति, उच्च दक्षता वाले बिजली आपूर्ति के लिए यह एक महत्वपूर्ण तकनीक है।आउटपुट वोल्टेज स्पाइक्स और रिपल को दबाते हुए अचानक लोड परिवर्तनों और वोल्टेज उतार-चढ़ाव पर तेजी से प्रतिक्रिया करने में सक्षमचौथा, इसमें उच्च स्तर की कार्यात्मक एकीकरण विशेषता है, जिसमें आउटपुट ओवरवोल्टेज, ओवरकंट्रेंट, शॉर्ट सर्किट और ओवरहीटिंग के खिलाफ अंतर्निहित सुरक्षा है,आउटपुट पर स्वतंत्र दोष सुरक्षा की अनुमति देता है और प्राथमिक पक्ष सुरक्षा के साथ संयोजन में एक दोहरी सुरक्षा प्रणाली बनाता है.

3उपयुक्त अनुप्रयोग और वास्तुशिल्प जोड़े

माध्यमिक पक्ष नियंत्रकों मुख्य रूप से मध्य से उच्च अंत, उच्च परिशुद्धता, उच्च वर्तमान एसी-डीसी बिजली की आपूर्ति अनुप्रयोगों में इस्तेमाल कर रहे हैं, तेजी से चार्ज एडेप्टर सहित, सर्वर बिजली की आपूर्ति,सटीक औद्योगिक बिजली आपूर्ति, और नई ऊर्जा वाहन बिजली की आपूर्ति पारंपरिक, कम शक्ति, सरल बिजली की आपूर्ति एक माध्यमिक पक्ष नियंत्रक की आवश्यकता को समाप्त करने के लिए एक प्राथमिक पक्ष PSR वास्तुकला को अपनाने के लिए कर सकते हैं,इस प्रकार लागत में कमीचूंकि आउटपुट सटीकता के लिए उच्च आवश्यकताओं के साथ बिजली की आपूर्ति,दक्षता और अस्थायी प्रदर्शन आम तौर पर एक तीन-चरण आर्किटेक्चर को अपनाते हैं जिसमें शामिल होते हैं ️फ्रंट-एंड पीएफसी + प्राथमिक-साइड ऑफलाइन मुख्य नियंत्रक + माध्यमिक-साइड सटीक नियंत्रण ️, ग्रिड अनुपालन, रूपांतरण दक्षता और उत्पादन स्थिरता को संतुलित करना।

IV. तीन नियंत्रक प्रकारों की सहयोगात्मक वास्तुकला और चयन तुलना

एक पूर्ण, उच्च-प्रदर्शन वाली एसी-डीसी बिजली आपूर्ति प्रणाली एक समन्वित नियंत्रण तर्क का पालन करती है ₹ पीएफसी पूर्व-चरण अनुकूलन + प्राथमिक ऑफलाइन रूपांतरण + माध्यमिक पक्ष सटीक वोल्टेज विनियमन ₹,तीन प्रकार के नियंत्रकों के साथ प्रत्येक अपनी संबंधित भूमिकाओं को पूरा करने और हर चरण में प्रदर्शन में सुधार: पीएफसी नियंत्रक इनपुट पावर क्वालिटी को अनुकूलित करने, सामंजस्य विकृति और पावर फैक्टर मुद्दों को संबोधित करने के लिए जिम्मेदार है;ऑफ़लाइन नियंत्रक प्राथमिक ऊर्जा रूपांतरण और शक्ति संचरण को संभालता है, बुनियादी पावर सप्लाई स्टार्ट/स्टॉप फंक्शन और मोटे वोल्टेज विनियमन को सक्षम करता है; माध्यमिक पक्ष नियंत्रक आउटपुट पर सटीक सुधार और दक्षता वृद्धि के लिए जिम्मेदार है,अंतिम बिजली आपूर्ति की गुणवत्ता सुनिश्चित करना.

चयन और अनुकूलन के संदर्भ में: कम शक्ति वाले, कम लागत वाले अनुप्रयोगों (≤30W) के लिए, सर्किट और नियंत्रण लागत को सरल बनाने के लिए अकेले एक ऑफ़लाइन नियंत्रक का उपयोग किया जा सकता है।मध्यम से निम्न शक्ति अनुपालन परिदृश्यों के लिए (30W~100W), एक "ऑफलाइन नियंत्रक + सरलीकृत पीएफसी नियंत्रक" वास्तुकला का उपयोग बुनियादी ऊर्जा दक्षता और ग्रिड मानकों को पूरा करने के लिए किया जाता है; मध्यम से उच्च अंत, उच्च परिशुद्धता परिदृश्यों (≥100W) के लिए,उच्च दक्षता प्राप्त करने के लिए एक पूर्ण ¢PFC नियंत्रक + ऑफ़लाइन मुख्य नियंत्रक + द्वितीयक पक्ष नियंत्रक ¢ वास्तुकला का उपयोग किया जाता है, उच्च परिशुद्धता और अत्यधिक स्थिर बिजली आपूर्ति उत्पादन।