ट्रांसफार्मर रहित डीसी-एसी कनवर्टर। ट्रांसफार्मर रहित एसी से निम्न डीसी वोल्टेज कनवर्टर

उपयोग: डीसी-डीसी कनवर्टर्स में, जहां प्राथमिक वोल्टेज 220 वी या उससे अधिक का औद्योगिक आवृत्ति नेटवर्क है। आविष्कार का सार: डिवाइस में डायोड-कैपेसिटर कोशिकाओं से युक्त एक कैस्केड वोल्टेज विभक्त होता है। श्रृंखला में जुड़े कैपेसिटर को बसबारों पर एसी वोल्टेज साइन तरंग के सकारात्मक मूल्य के अधिकतम आयाम के दौरान चार्ज किया जाता है। पावर पल्स कैस्केड के आपूर्ति इनपुट में उनका निर्वहन वैकल्पिक वोल्टेज साइनसॉइड के नकारात्मक मूल्य पर किया जाता है और जब ये कैपेसिटर समानांतर में जुड़े होते हैं। सहायक ट्रांजिस्टर आउटपुट ट्रांजिस्टर को चलाने के लिए आवश्यक शक्ति को कम करता है और इसके द्वारा नष्ट होने वाली शक्ति को कम करता है। 3 वेतन एफ-ली, 3 बीमार।

आविष्कार इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग से संबंधित है, अर्थात् स्वचालित वोल्टेज की विद्युत ऊर्जा को परिवर्तित करने के लिए उपकरणों में कनवर्टर तकनीक, उदाहरण के लिए औद्योगिक नेटवर्क, स्वचालन प्रणाली या रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स को बिजली देने के लिए प्रत्यक्ष वोल्टेज में। ट्रांसफार्मर रहित वोल्टेज कनवर्टर ज्ञात होते हैं, जिसमें वैकल्पिक प्राथमिक वोल्टेज को ब्रिज रेक्टिफायर द्वारा ठीक किया जाता है, और फिर डीसी वोल्टेज को स्पंदित उच्च-आवृत्ति ट्रांजिस्टर पावर चरण द्वारा गैल्वेनिक अलगाव के साथ आवश्यक आउटपुट में परिवर्तित किया जाता है। ऐसे कनवर्टर्स का नुकसान यह है कम परिचालन विश्वसनीयता और अपर्याप्त ऊर्जा दक्षता। यह पावर पल्स चरणों में उपयोग किए जाने वाले आधुनिक उच्च-वोल्टेज पावर ट्रांजिस्टर के सुरक्षित संचालन की उप-इष्टतम सीमा के साथ-साथ इन ट्रांजिस्टर के कम लाभ कारकों के कारण है। ट्रांसफार्मर रहित वोल्टेज कनवर्टर का भी उपयोग किया जाता है, जिसमें पावर पल्स चरण की आपूर्ति वोल्टेज को पल्स या रैखिक स्टेबलाइज़र का उपयोग करके कम किया जाता है, ऐसे कनवर्टर का नुकसान सर्किट की जटिलता और संचालन की कम विश्वसनीयता है, क्योंकि इसमें पर्याप्त उच्च रूपांतरण आवृत्ति होती है पल्स स्टेबलाइजर को इस स्टेबलाइजर के पावर ट्रांजिस्टर के सुरक्षित संचालन के मानकों के अनुपालन के मुद्दों को हल करने की आवश्यकता है। रैखिक स्टेबलाइज़र का उपयोग करने के मामले में, ऐसे तकनीकी समाधान की ऊर्जा दक्षता कम है। सर्किट डिजाइन और होने वाली प्रक्रियाओं के सार में प्रस्तावित एक के सबसे करीब एक कनवर्टर है जिसमें आउटपुट ट्रांजिस्टर का उपयोग करके श्रृंखला या समानांतर में जुड़े कैस्केड डायोड-कैपेसिटर कोशिकाएं होती हैं और जो प्राथमिक वोल्टेज को काफी कम मानों तक कम कर देती हैं यह कनवर्टर आउटपुट ट्रांजिस्टर और ब्रिज नेटवर्क रेक्टिफायर के लिए एक विशेष नियंत्रण सर्किट की उपस्थिति के साथ-साथ उच्च स्विचिंग आवृत्ति के उपयोग के कारण कम परिचालन विश्वसनीयता के कारण जटिलता है। आविष्कार का उद्देश्य सर्किट को सरल बनाकर और तत्वों के ऑपरेटिंग मोड को सुविधाजनक बनाकर परिचालन विश्वसनीयता बढ़ाना है। लक्ष्य इस तथ्य से प्राप्त होता है कि आउटपुट ट्रांजिस्टर, जो डायोड-कैपेसिटर कोशिकाओं को स्विच करता है, एक सहायक ट्रांजिस्टर का उपयोग करके मुख्य प्राथमिक वोल्टेज द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इसके अलावा, सेल कैपेसिटर के डिस्चार्ज करंट के शॉर्ट स्विचिंग पल्स के आयाम को सीमित करने के लिए, एक अवरुद्ध डायोड के साथ एक चोक पेश किया जाता है। कनवर्टर की ऊर्जा दक्षता को और बढ़ाने के लिए, एक फोर्सिंग ट्रांजिस्टर और कैपेसिटर को सर्किट में पेश किया जाता है, जो आउटपुट ट्रांजिस्टर के प्रारंभिक उद्घाटन को तेज करता है। अंजीर में. 1-3 ट्रांसफार्मर रहित वोल्टेज कनवर्टर्स के आरेख दिखाते हैं जो इनके अनुरूप हैं: चित्र 1, दावों का दावा 1; चित्र 2, दावा 2 और 3; चित्र 3 पृष्ठ 4. चित्र 1 के आरेख के अनुसार ट्रांसफार्मर रहित वोल्टेज कनवर्टर में एन डायोड-कैपेसिटर कोशिकाएं होती हैं, जहां पहले से (एन -1) तक की कोशिकाओं में चार्जिंग डायोड 1.1,1.(एन-1), डिस्चार्ज डायोड 2.1,2 होते हैं। N-1) डायोड, आउटपुट 3.1,3.(N-1) डायोड और कैपेसिटर 4.1,4.(N-1), और Nth सेल में एक चार्जिंग 1.N डायोड और एक 4.N कैपेसिटर होता है। पहले सेल के चार्जिंग डायोड 1.1 का एनोड पहले नेटवर्क बस 5 और ओपनिंग रेसिस्टर 6 के पहले टर्मिनल से जुड़ा है। डिस्चार्ज डायोड 2.1,2.(एन-1) के एनोड दूसरे नेटवर्क से जुड़े हैं। बस 7 और पावर पल्स चरण 9 का नकारात्मक आपूर्ति इनपुट 8। आउटपुट डायोड 3.1,3.(एन-1) के कैथोड पीएनपी चालकता प्रकार के आउटपुट ट्रांजिस्टर 10 के उत्सर्जक और के पहले टर्मिनल से जुड़े हुए हैं। अवरोधक रोकनेवाला 11. चार्जिंग 1.1,1.(N-1) डायोड के कैथोड संबंधित आउटपुट 3.1, 3.(N-1) डायोड के एनोड और कैपेसिटर 4.1,4 के पहले टर्मिनलों से जुड़े होते हैं। (एन-1), क्रमशः, जिसके दूसरे टर्मिनल क्रमशः डिस्चार्ज डायोड 2.1,2.(एन-1) के कैथोड से जुड़े होते हैं। इसके अलावा, डिस्चार्ज डायोड 2.1, 2. (एन-1) के कैथोड क्रमशः बाद की कोशिकाओं के चार्जिंग डायोड 1.2,1.एन के एनोड से जुड़े होते हैं, और चार्जिंग डायोड 1.एन के कैथोड होते हैं। कैपेसिटर 4.N के पहले टर्मिनल, आउटपुट ट्रांजिस्टर 10 के कलेक्टर, ब्लॉकिंग रेसिस्टर 11 के दूसरे टर्मिनल और पावर पल्स स्टेज 9 के पॉजिटिव सप्लाई इनपुट 12 से जुड़ा है। कैपेसिटर 4 का दूसरा टर्मिनल। एन दूसरे नेटवर्क बस 7 से जुड़ा है। डायोड 2.(एन-1) के कैथोड और डायोड 1.एन के एनोड के बीच कनेक्शन बिंदु एक कलेक्टर प्रतिरोधी 13 के माध्यम से पीएनपी के सहायक ट्रांजिस्टर 14 के कलेक्टर से जुड़ा हुआ है चालकता प्रकार, जिसका उत्सर्जक आउटपुट ट्रांजिस्टर 10 के आधार से जुड़ा है, और आधार उद्घाटन अवरोधक के दूसरे टर्मिनल से जुड़ा है। प्रस्तुति की स्पष्टता के लिए, पावर पल्स चरण 9 को एक ट्रांजिस्टर सिंगल के रूप में दर्शाया गया है -एंडेड डीसी-डीसी कनवर्टर, जहां नियंत्रण इकाई 16 द्वारा नियंत्रित पावर ट्रांजिस्टर 15, सकारात्मक 12 और नकारात्मक 8 आपूर्ति इनपुट के साथ पावर ट्रांसफार्मर 18 की प्राथमिक वाइंडिंग 17 के माध्यम से जुड़ा हुआ है। सामान्य तौर पर, पावर पल्स कैस्केड का प्रकार ट्रांसफार्मर रहित वोल्टेज कनवर्टर के संचालन की मानी जाने वाली प्रक्रियाओं को प्रभावित नहीं करता है। चित्र 2 का ट्रांसफार्मर रहित वोल्टेज कनवर्टर सर्किट इस मायने में भिन्न है कि आउटपुट ट्रांजिस्टर 10 का कलेक्टर प्रारंभ करनेवाला 19 के पहले आउटपुट और अवरुद्ध डायोड 20 के कैथोड से जुड़ा है, जिसका एनोड दूसरे नेटवर्क बस से जुड़ा है। 7, और प्रारंभ करनेवाला 19 का दूसरा आउटपुट पावर पल्स चरण 9 के सकारात्मक आपूर्ति इनपुट 12 से जुड़ा है, उद्घाटन अवरोधक 11 का दूसरा टर्मिनल और चार्जिंग डायोड 1.N के कैथोड और पहले के बीच कनेक्शन बिंदु है संधारित्र का टर्मिनल 4.N. चित्र 3 के ट्रांसफार्मर रहित वोल्टेज कनवर्टर सर्किट में, वर्णित कनेक्शन और तत्वों के अलावा, ट्रांजिस्टर 14 का कलेक्टर एक कलेक्टर प्रतिरोधी 13 के माध्यम से फोर्सिंग कैपेसिटर 21 के पहले टर्मिनल और फोर्सिंग ट्रांजिस्टर 22 के उत्सर्जक से जुड़ा हुआ है। पीएनपी चालकता प्रकार का, जिसका संग्राहक डायोड 2.(एन-1) के कैथोड, डायोड 1.एन के एनोड और कैपेसिटर 4.(एन-1) के दूसरे टर्मिनल और कनेक्शन बिंदु से जुड़ा है। बेस को बेस रेसिस्टर 23 के माध्यम से डायोड 1.N के कैथोड से जोड़ा जाता है। कैपेसिटर 21 का दूसरा टर्मिनल डायोड 3.(N-1) के एनोड से जुड़ा है। चित्र 1 में आरेख के अनुसार ट्रांसफार्मर रहित कनवर्टर निम्नानुसार संचालित होता है। आइए स्थापित कार्य प्रक्रियाओं पर विचार करें। प्रारंभिक अवस्था में, यदि आप डीसी वोल्टेज तरंगों को ध्यान में नहीं रखते हैं, तो कैपेसिटर 4.1,4.N को लगभग उसी वोल्टेज पर चार्ज किया जाता है, जो कैस्केड वोल्टेज डिवाइडर के आउटपुट वोल्टेज के बराबर होता है, आयाम तात्कालिक वोल्टेज को विभाजित करके संख्यात्मक रूप से अनुमान लगाया जाता है। कैस्केड डिवाइडर एन की कोशिकाओं की संख्या से नेटवर्क बसें 5 और 7 जब नेटवर्क बसों 5 और 7 पर तात्कालिक वोल्टेज मान अधिकतम (आयाम) के बराबर होता है, तो कैपेसिटर 4.1,4.एन को चार्जिंग के माध्यम से अधिकतम वोल्टेज मान पर चार्ज किया जाता है। डायोड 1.1,1.एन. इस मामले में, कैस्केड डिवाइडर की कोशिकाएं एक दूसरे के साथ श्रृंखला में जुड़ी हुई हैं। आयाम मान से वोल्टेज कम होने के बाद, डायोड लॉक हो जाते हैं, क्योंकि श्रृंखला से जुड़े कैपेसिटर 4.1,4.N पर कुल वोल्टेज नेटवर्क बस 5 और 7 पर वर्तमान वोल्टेज मान से अधिक हो जाता है। ट्रांजिस्टर 10 और 14 लॉक हो जाते हैं , चूंकि बेस एमिटर जंक्शनों पर लागू वोल्टेज में एक अवरुद्ध ध्रुवता होती है। रोकनेवाला 11 के माध्यम से बहने वाली धारा ट्रांजिस्टर 10 के बेस-एमिटर जंक्शन पर एक अवरुद्ध वोल्टेज बनाती है। श्रृंखला में जुड़े डायोड 3. (एन -1) की संख्या का चयन करके, आप अवरुद्ध वोल्टेज के मूल्य को बदल सकते हैं। इसके बाद, बसों 5 और 7 पर मुख्य वोल्टेज कम हो जाता है और इसकी ध्रुवता उलट जाती है। हालाँकि, ट्रांजिस्टर 10 और 14 बंद रहते हैं, क्योंकि ट्रांजिस्टर 14 के आधार पर वोल्टेज की ध्रुवीयता तब तक अवरुद्ध रहती है जब तक कि नेटवर्क बसों 5 और 7 पर वोल्टेज कैपेसिटर 4 पर वोल्टेज के बराबर न हो जाए। एन, यानी, पावर पल्स चरण 9 के आपूर्ति इनपुट 12 और 8 पर वोल्टेज के साथ। जब वोल्टेज बराबर होते हैं, तो ट्रांजिस्टर 14 और 10 के बेस एमिटर जंक्शन खुल जाते हैं और ट्रांजिस्टर 10 का बेस करंट खुले ट्रांजिस्टर के माध्यम से प्रवाहित होता है। संधारित्र पर वोल्टेज से 14.4.(एन-1). करंट का परिमाण अवरोधक 13 द्वारा निर्धारित किया जाता है। इस प्रकार, ट्रांजिस्टर 10 का बेस करंट नेटवर्क बस 5 और 7 पर वोल्टेज द्वारा नहीं बनाया जाता है, बल्कि कैपेसिटर 4 (एन -1) पर वोल्टेज द्वारा एन गुना कम किया जाता है। चूंकि इस संधारित्र पर वोल्टेज में एक चिकनी साइनसॉइडल आकार नहीं होता है, लेकिन स्थिर होता है, ट्रांजिस्टर 10 के बेस करंट को बनाने वाले वोल्टेज का अग्र भाग इस तथ्य के कारण बहुत तेज हो सकता है कि ट्रांजिस्टर 10 और 14 की सर्किटरी के अनुसार जुड़ा हुआ है एक मिश्रित ट्रांजिस्टर का सर्किट. यह ट्रांजिस्टर 10 के कम टर्न-ऑन समय को निर्धारित करता है, और इसलिए, स्विचिंग चरणों के दौरान यह कम बिजली खर्च करता है। ट्रांजिस्टर 10 खोलने के बाद, कैपेसिटर 4.1,4.N आउटपुट डायोड 3.1,3.(N-1), ट्रांजिस्टर 10 के कलेक्टर-एमिटर जंक्शन और डिस्चार्ज डायोड 2.1,2.(N) के माध्यम से समानांतर में जुड़े हुए हैं। -1). चूंकि कैपेसिटर 4.एन, कैपेसिटर के सीरियल कनेक्शन के दौरान, पावर पल्स चरण 9 के आपूर्ति इनपुट 12 और 8 पर डिस्चार्ज किया जाता है, फिर शेष कैपेसिटर 4.1,4 पर। (एन-1) जब तक उन्हें डिस्चार्ज किया जाता है तब तक एक उच्च वोल्टेज होगा और उन्हें रिचार्ज कैपेसिटर 4.एन और लोड पर डिस्चार्ज कर दिया जाता है। विचाराधीन समयावधि के दौरान, मुख्य साइनसॉइडल वोल्टेज कम होता रहता है, न्यूनतम (अर्थात, साइन तरंग की नकारात्मक अर्ध-तरंग के अधिकतम से होकर) गुजरता है। न्यूनतम पार करने के बाद, नेटवर्क बसों 5 और 7 का वोल्टेज बढ़ना शुरू हो जाता है, फिर भी नकारात्मक ध्रुवता बनी रहती है। जब नकारात्मक नेटवर्क वोल्टेज, बढ़ता हुआ, पावर चरण 9 के इनपुट 12 और 8 पर वोल्टेज मान तक पहुंचता है, तो ट्रांजिस्टर 14 और 10 बंद हो जाएंगे, क्योंकि रिवर्स वोल्टेज उनके बेस-एमिटर जंक्शनों पर लागू किया जाएगा। कैपेसिटर 4.1,4.(एन-1) पावर पल्स चरण 9 से डिस्कनेक्ट हो गए हैं, और कैपेसिटर 4.एन पावर पल्स चरण 9 के आपूर्ति इनपुट 12 और 8 पर एक स्थिर वोल्टेज बनाए रखेगा। इस मामले में, आउटपुट 3.1 ,3.(एन-1) डायोड और बिट 2.1,2.(एन-1) डायोड लॉक हैं। यह स्थिति तब तक अपरिवर्तित बनी रहती है जब तक कि मुख्य वोल्टेज श्रृंखला से जुड़े कैपेसिटर 4.1.4.N पर वोल्टेज के योग के बराबर सकारात्मक वोल्टेज स्तर तक नहीं पहुंच जाता। नेटवर्क वोल्टेज निर्दिष्ट कुल वोल्टेज से अधिक होने के बाद, चार्जिंग डायोड 1.1,1.(एन-1) और कैपेसिटर 4 खुल जाते हैं। 1,4.एन उस समय अवधि के दौरान मुख्य वोल्टेज से चार्ज होना शुरू हो जाता है जब मुख्य वोल्टेज का अधिकतम सकारात्मक मान पहुंच जाता है। इसके अलावा, कैपेसिटर को चार्ज करने और डिस्चार्ज करने की प्रक्रिया उसी तरह जारी रहती है। ऑपरेशन के एक चक्र के दौरान, यानी नेटवर्क के वैकल्पिक वोल्टेज की आवृत्ति की एक अवधि के दौरान, कैपेसिटर 4.N की चार्जिंग दो बार होती है। अर्थात्, कैपेसिटर 4.1,4.(N-1) के आधे-तरंग ऑपरेटिंग मोड के बावजूद, कैपेसिटर 4.N एक अर्ध-पूर्ण-तरंग ऑपरेटिंग मोड में काम करता है: इसकी चार्जिंग का पहला चरण चार्जिंग के दौरान किया जाता है श्रृंखला से जुड़े कैपेसिटर का एक समूह, और दूसरा कैपेसिटर 4.1,4 .(N-1) के पावर पल्स चरण 9 और कैपेसिटर 4.N के डिस्चार्ज के दौरान। यह आपूर्ति इनपुट 12 और 8 पर वोल्टेज तरंग को कम करने में मदद करता है और छोटे कैपेसिटर का उपयोग करना संभव बनाता है। आपूर्ति इनपुट 12 और 8 पर एक निरंतर वोल्टेज की उपस्थिति पावर पल्स चरण 9 के संचालन को सुनिश्चित करती है। नियंत्रण इकाई 16 द्वारा नियंत्रित ट्रांजिस्टर 15, प्रत्यक्ष वोल्टेज को स्पंदित कलेक्टर करंट में परिवर्तित करता है, जो ट्रांसफार्मर द्वारा परिवर्तित होता है। 18 एक भार में. इस प्रकार, विचाराधीन डिवाइस में, आउटपुट ट्रांजिस्टर को मुख्य वोल्टेज से कम वोल्टेज से और तेज स्विचिंग किनारों के साथ नियंत्रित किया जाता है। इससे डिवाइस की ऊर्जा दक्षता बढ़ाना, बिजली की खपत कम करना और कनवर्टर की विश्वसनीयता बढ़ाना संभव हो जाता है। चित्र 2 में आरेख के अनुसार ट्रांसफार्मर रहित कनवर्टर निम्नानुसार संचालित होता है। आउटपुट ट्रांजिस्टर के माध्यम से बहने वाली धारा का अधिकतम आयाम तब होता है जब इसे चालू किया जाता है, जब कैपेसिटर 4.1,4.(N-1) को आंशिक रूप से डिस्चार्ज किए गए कैपेसिटर 4.N पर डिस्चार्ज किया जाता है। इस धारा की पल्स अवधि आम तौर पर ट्रांजिस्टर 10 के चालू चक्र का 2-5% होती है। आयाम प्रारंभ करनेवाला 19 द्वारा सीमित होता है, जिसका प्रेरण व्यावहारिक रूप से छोटा होना चाहिए। लोड करंट को चालू, बंद या स्विच करने के क्षणिक मोड में निरंतर प्रारंभ करनेवाला धाराओं के मोड को बाहर करने के लिए, एक अवरुद्ध डायोड 20 का उपयोग किया जाता है, जो प्रारंभ करनेवाला 19 के अधिष्ठापन में संचित वर्तमान का निर्वहन प्रदान करता है। इस प्रकार, की शुरूआत प्रारंभ करनेवाला 19 और डायोड 20 ट्रांजिस्टर 10 के माध्यम से वर्तमान को सीमित करना संभव बनाता है और प्रारंभ करनेवाला 19 का निरंतर वर्तमान मोड होने पर इस ट्रांजिस्टर पर स्विचिंग ओवरवॉल्टेज की अनुपस्थिति सुनिश्चित करता है, जो ट्रांजिस्टर 10 के कलेक्टर पर स्विचिंग ओवरवॉल्टेज का कारण बन सकता है। चित्र के सर्किट के अनुसार ट्रांसफार्मर रहित वोल्टेज कनवर्टर। 3 इस प्रकार कार्य करता है। कैपेसिटर 4.1,4.(एन-1) के डिस्चार्ज समय को कम करने के लिए ट्रांजिस्टर 10 के बेस करंट को मजबूर करना, कैपेसिटर 4.एन को चार्ज करना और विचाराधीन समय चरण में इस ट्रांजिस्टर द्वारा नष्ट की गई शक्ति को कम करना अपेक्षाकृत कम अवधि में आवश्यक है। समय का, जैसा कि ऊपर बताया गया है। शेष बहुत लंबे समय अंतराल के लिए ट्रांजिस्टर 10 के बड़े बेस करंट की आवश्यकता नहीं होती है। इसलिए, एक मजबूर बेस करंट पल्स का निर्माण एक चार्ज किए गए कैपेसिटर 21 से किया जाता है, जिसकी कैपेसिटेंस कैपेसिटर 4 की कैपेसिटेंस से काफी कम है। .(एन-1). ट्रांजिस्टर 14 खुले होने पर, जब ट्रांजिस्टर 10 खुलता है, तो कैपेसिटर 21 का प्रारंभिक डिस्चार्ज करंट ट्रांजिस्टर 10 के बेस करंट को बढ़ावा देता है, जो तब कैपेसिटर 21 डिस्चार्ज के रूप में घटता है, ऑन स्टेट के समय अंतराल के अंत में घटकर शून्य हो जाता है। ट्रांजिस्टर 10. कैपेसिटर 21 को श्रृंखला से जुड़े कैपेसिटर 4.1,4.N को बसों 5 और 7 पर मुख्य वोल्टेज से चार्ज करने के दौरान चार्ज किया जाता है। सर्किट की शेष प्रक्रियाएं ऊपर चर्चा की गई प्रक्रियाओं से भिन्न नहीं होती हैं। इस प्रकार, ट्रांजिस्टर 10 के बेस करंट को मजबूर करने की शुरूआत कैपेसिटर 4.N की चार्जिंग प्रक्रिया को तेज करना और स्विचिंग प्रक्रियाओं के दौरान इस ट्रांजिस्टर द्वारा नष्ट होने वाली बिजली को कम करना संभव बनाती है। नतीजतन, प्रस्तावित उपकरण सर्किट को सरल बनाकर और तत्वों द्वारा नष्ट होने वाली बिजली को कम करके ट्रांसफार्मर रहित वोल्टेज कनवर्टर की विश्वसनीयता को बढ़ाना संभव बनाता है।

आविष्कार का सूत्र

1. ट्रांसफार्मर रहित वोल्टेज कनवर्टर जिसमें एन डायोड-कैपेसिटर कोशिकाएं होती हैं, जिनमें से प्रत्येक, एन-वें को छोड़कर, चार्जिंग, डिस्चार्जिंग और आउटपुट डायोड और एक कैपेसिटर से युक्त होता है, चार्जिंग डायोड का कैथोड आउटपुट डायोड के एनोड से जुड़ा होता है और संधारित्र के पहले टर्मिनल से, जिसका दूसरा टर्मिनल डिस्चार्ज डायोड के कैथोड से जुड़ा है, और कोशिकाओं के आउटपुट डायोड के कैथोड, एनवें को छोड़कर, पी-एन-पी-प्रकार आउटपुट के उत्सर्जक से जुड़े हुए हैं ट्रांजिस्टर और ब्लॉकिंग रेसिस्टर के पहले टर्मिनल से, पहले सेल के चार्जिंग डायोड के एनोड को पहले नेटवर्क बस से जोड़ा जाता है और ओपनिंग रेसिस्टर के पहले टर्मिनल से, बाद के सेल के चार्जिंग डायोड के एनोड को जोड़ा जाता है। पिछली कोशिकाओं के डिस्चार्ज डायोड के कैथोड क्रमशः पहली से (एन-1)वीं कोशिकाओं तक, जिनमें से एनोड दूसरे नेटवर्क बस से जुड़े होते हैं, पावर पल्स चरण के नकारात्मक आपूर्ति इनपुट से और दूसरे से एनएच सेल के संधारित्र का टर्मिनल, पहला टर्मिनल जो पावर पल्स चरण के सकारात्मक आपूर्ति इनपुट और आउटपुट ट्रांजिस्टर के कलेक्टर से जुड़ा है, इसकी विशेषता यह है कि अवरुद्ध अवरोधक का दूसरा टर्मिनल कलेक्टर से जुड़ा है आउटपुट ट्रांजिस्टर पावर पल्स चरण के सकारात्मक आपूर्ति इनपुट से जुड़ा हुआ है, उद्घाटन प्रतिरोधी का दूसरा टर्मिनल पेश किए गए सहायक ट्रांजिस्टर पी-एन-पी-चालकता प्रकार के आधार से जुड़ा हुआ है, जिसका उत्सर्जक आउटपुट ट्रांजिस्टर के आधार से जुड़ा हुआ है , और कलेक्टर एक कलेक्टर अवरोधक के माध्यम से एनथ सेल के चार्जिंग डायोड के एनोड तक जाता है। 2. दावे 1 के अनुसार वोल्टेज कनवर्टर, इसकी विशेषता यह है कि पावर पल्स चरण के सकारात्मक आपूर्ति इनपुट के साथ आउटपुट ट्रांजिस्टर के कलेक्टर का निर्दिष्ट कनेक्शन एक प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से किया जाता है, जिसका कनेक्शन बिंदु निर्दिष्ट इनपुट के साथ होता है संधारित्र के पहले टर्मिनल और एनएच सेल के कैथोड के कनेक्शन बिंदु से जुड़ा हुआ है। 3. दावों के मुताबिक वोल्टेज कनवर्टर. 1 और 2, इसकी विशेषता यह है कि एक अवरुद्ध डायोड क्रमशः आउटपुट ट्रांजिस्टर के कलेक्टर और पावर पल्स कैस्केड, कैथोड और एनोड के नकारात्मक आपूर्ति इनपुट के बीच जुड़ा हुआ है। 4. दावों के मुताबिक वोल्टेज कनवर्टर. 1 3, इसकी विशेषता यह है कि एन-वें सेल के चार्जिंग डायोड के एनोड के लिए कलेक्टर अवरोधक के माध्यम से सहायक ट्रांजिस्टर के कलेक्टर का निर्दिष्ट कनेक्शन संबंधित पी-एन-पी-प्रकार बनाने वाले ट्रांजिस्टर के एमिटर-कलेक्टर के माध्यम से किया जाता है। , जिसका आधार बेस रेसिस्टर के माध्यम से आउटपुट ट्रांजिस्टर के कलेक्टर से जुड़ा होता है, और एमिटर इंट्रोड्यूस्ड फोर्सिंग कैपेसिटर के माध्यम से एन-1st सेल के आउटपुट डायोड के एनोड से जुड़ा होता है।

इस अध्याय में, हम मुख्य रूप से ट्रांसफार्मर रहित वोल्टेज कनवर्टर्स पर विचार करेंगे, जिसमें आमतौर पर एक वर्ग पल्स जनरेटर और एक वोल्टेज गुणक शामिल होता है। आमतौर पर इस तरह से ध्यान देने योग्य नुकसान के बिना वोल्टेज को कई गुना से अधिक बढ़ाना संभव है, और कनवर्टर के आउटपुट पर एक अलग संकेत का वोल्टेज भी प्राप्त करना संभव है। ऐसे कन्वर्टर्स का लोड करंट बेहद छोटा होता है - आमतौर पर इकाइयाँ, कम अक्सर दसियों mA।

ट्रांसफार्मर रहित वोल्टेज कन्वर्टर्स का मास्टर ऑसिलेटर एक मानक सर्किट के अनुसार बनाया जा सकता है, जिसका मूल तत्व 1 (छवि 1.1) एक सममित मल्टीवाइब्रेटर के आधार पर बनाया गया है। उदाहरण के तौर पर, ब्लॉक तत्वों में निम्नलिखित पैरामीटर हो सकते हैं: R1=R4=1 kOhm; R2=R3=10 kOhm; C1=C2=0.01 µF. ट्रांजिस्टर कम-शक्ति वाले होते हैं, उदाहरण के लिए, KT315। आउटपुट सिग्नल की शक्ति बढ़ाने के लिए, एक मानक एम्पलीफायर ब्लॉक 2 का उपयोग किया गया था।

चावल। 1.1. ट्रांसफार्मर रहित कन्वर्टर्स के मूल तत्वों की योजनाएँ: 1 - मास्टर ऑसिलेटर; 2 - विशिष्ट एम्पलीफायर ब्लॉक

एक ट्रांसफार्मर रहित वोल्टेज कनवर्टर में दो विशिष्ट तत्व होते हैं (चित्र 1.2): एक मास्टर ऑसिलेटर 1 और एक पुश-पुल एम्पलीफायर स्विच 2, साथ ही एक वोल्टेज गुणक (चित्र 1.1, 1.2)। कनवर्टर 400 हर्ट्ज की आवृत्ति पर काम करता है और 12.5 वी का आउटपुट वोल्टेज प्रदान करता है

100 mA तक के लोड करंट पर वोल्टेज 22 V (तत्व पैरामीटर: R1=R4=390 ओम, R2=R3=5.6 kOhm, C1=C2=0.47 μF)। ब्लॉक 1 में, ट्रांजिस्टर KT603A - B का उपयोग किया जाता है; ब्लॉक 2 में - GT402V(G) और GT404V(G)।

वोल्टेज दोहरीकरण के साथ ट्रांसफार्मर रहित कनवर्टर का आरेख

एक मानक ब्लॉक पर आधारित वोल्टेज कनवर्टर सर्किट

ऊपर वर्णित मानक ब्लॉक (चित्र 1.1) के आधार पर निर्मित वोल्टेज कनवर्टर का उपयोग विभिन्न ध्रुवों के आउटपुट वोल्टेज प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 1.3.

पहले विकल्प के लिए, आउटपुट पर -1-10 बी और -10 बी के वोल्टेज उत्पन्न होते हैं; दूसरे के लिए - -1-20 बी और -10 बी जब डिवाइस 12 बी स्रोत से संचालित होता है।

लगभग 90 बी के वोल्टेज के साथ थायरट्रॉन को बिजली देने के लिए, चित्र के अनुसार एक वोल्टेज कनवर्टर सर्किट। 1.4 मास्टर ऑसिलेटर 1 और तत्व मापदंडों के साथ: R1=R4=1 kOhm,

R2=R3=10 kOhm, C1=C2=0.01 μF. यहां व्यापक रूप से उपलब्ध कम-शक्ति वाले ट्रांजिस्टर का उपयोग किया जा सकता है। गुणक में 12 का गुणन कारक होता है और उपलब्ध आपूर्ति वोल्टेज के साथ लगभग 200 वी के आउटपुट की उम्मीद की जा सकती है, लेकिन वास्तव में नुकसान के कारण यह वोल्टेज केवल 90 वी है, और बढ़ते लोड करंट के साथ इसका मूल्य तेजी से गिरता है।

चावल। 1.4. मल्टीस्टेज मल्टीप्लायर के साथ वोल्टेज कनवर्टर सर्किट

चावल। 1.5. वोल्टेज इन्वर्टर सर्किट

उल्टे आउटपुट वोल्टेज प्राप्त करने के लिए, एक मानक इकाई पर आधारित कनवर्टर का भी उपयोग किया जा सकता है (चित्र 1.1)। डिवाइस के आउटपुट पर (चित्र 1.5), एक वोल्टेज उत्पन्न होता है जो आपूर्ति वोल्टेज के संकेत के विपरीत होता है। निरपेक्ष मान में, यह वोल्टेज आपूर्ति वोल्टेज से थोड़ा कम है, जो अर्धचालक तत्वों पर वोल्टेज ड्रॉप (वोल्टेज हानि) के कारण होता है। सर्किट सप्लाई वोल्टेज जितना कम होगा और लोड करंट जितना अधिक होगा, यह अंतर उतना ही अधिक होगा।

वोल्टेज कनवर्टर (डबलर) (चित्र 1.6) में एक मास्टर ऑसिलेटर 1 (चित्र 1.1 में 1), दो एम्पलीफायर 2 (चित्र 1.1 में 2) और एक ब्रिज रेक्टिफायर (VD1 -VD4) शामिल है।

ब्लॉक 1: आर1=आर4=100 ओम; R2=R3=10 kOhm; C1=C2=0.015 µF, ट्रांजिस्टर KT315।

यह ज्ञात है कि प्राथमिक सर्किट से माध्यमिक तक प्रेषित शक्ति रूपांतरण की ऑपरेटिंग आवृत्ति के समानुपाती होती है, इसलिए, इसकी वृद्धि के साथ-साथ, कैपेसिटर की कैपेसिटेंस और, परिणामस्वरूप, डिवाइस के आयाम और लागत कम हो जाती है।

यह कनवर्टर 12 बी (बिना लोड के) का आउटपुट वोल्टेज प्रदान करता है। 100 ओम के लोड प्रतिरोध के साथ, आउटपुट वोल्टेज 11 बी तक गिर जाता है; 50 ओम पर - 10 बी तक; और 10 ओम पर - 7 बी तक।

चावल। 1.6. हाई पावर वोल्टेज डबलर सर्किट

बहुध्रुवीय आउटपुट वोल्टेज प्राप्त करने के लिए कनवर्टर सर्किट

वोल्टेज कनवर्टर (चित्र 1.7) आपको आउटपुट पर एक सामान्य मध्य बिंदु के साथ दो विपरीत ध्रुवीकृत वोल्टेज प्राप्त करने की अनुमति देता है। ऐसे वोल्टेज का उपयोग अक्सर परिचालन एम्पलीफायरों को बिजली देने के लिए किया जाता है। आउटपुट वोल्टेज डिवाइस की आपूर्ति वोल्टेज के निरपेक्ष मान के करीब होते हैं और जब इसका मान बदलता है, तो वे एक साथ बदलते हैं।

ट्रांजिस्टर VT1 - KT315, डायोड VD1 और U02-D226।

ब्लॉक 1: R1=R4=1.2 kOhm; R2=R3=22 kOhm; C1=C2=0.022 μF, ट्रांजिस्टर KT315।

ब्लॉक 2: ट्रांजिस्टर GT402, GT404।

डबललर का आउटपुट प्रतिबाधा 10 ओम है। निष्क्रिय मोड में, कैपेसिटर C1 और C2 पर कुल आउटपुट वोल्टेज 33 mA की वर्तमान खपत के साथ 19.25 V है। जब लोड करंट 100 से 200 mA तक बढ़ जाता है, तो यह वोल्टेज 18.25 से घटकर 17.25 B हो जाता है।

वोल्टेज कनवर्टर का मास्टर ऑसिलेटर (चित्र 1.8) दो /एसएचओ/7-तत्वों पर बना है। ट्रांजिस्टर VT1 और VT2 का उपयोग करके एक प्रवर्धन चरण इसके आउटपुट से जुड़ा है। डिवाइस के आउटपुट पर उलटा वोल्टेज, रूपांतरण हानियों को ध्यान में रखते हुए, इनपुट से कई प्रतिशत (या कम वोल्टेज आपूर्ति के साथ दसियों प्रतिशत) कम है।

चावल। 1.8. सीएमओएस तत्वों पर आधारित एक मास्टर ऑसिलेटर के साथ वोल्टेज कनवर्टर-इन्वर्टर का सर्किट

एक समान कनवर्टर सर्किट निम्नलिखित चित्र (चित्र 1.9) में दिखाया गया है। कनवर्टर में /SMO/7-चिप पर एक मास्टर ऑसिलेटर, ट्रांजिस्टर VT1 और VT2 पर एक प्रवर्धन चरण, आउटपुट पल्स वोल्टेज को दोगुना करने के लिए सर्किट, कैपेसिटर फिल्टर और जेनर डायोड की एक जोड़ी के आधार पर एक कृत्रिम मध्यबिंदु बनाने के लिए एक सर्किट होता है। कनवर्टर के आउटपुट पर निम्नलिखित वोल्टेज उत्पन्न होते हैं: -i-15 B 13...15 mL के लोड करंट पर और -15 B 5 mA के लोड करंट पर।

चित्र में. चित्र 1.10 एक ट्रांसफार्मर रहित वोल्टेज कनवर्टर के आउटपुट नोड का आरेख दिखाता है। यह नोड वास्तव में है

सीएमओएस तत्वों पर आधारित मास्टर ऑसिलेटर के साथ बहुध्रुवीय वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए वोल्टेज कनवर्टर सर्किट

चावल। 1.10. ट्रांसफार्मर रहित वोल्टेज कनवर्टर के आउटपुट चरण का आरेख

एक शक्ति प्रवर्धक है. इसे नियंत्रित करने के लिए, आप ^0 kHz की आवृत्ति पर चलने वाले पल्स जनरेटर का उपयोग कर सकते हैं।

लोड के बिना, ऐसे पावर एम्पलीफायर वाला एक कनवर्टर लगभग 5 एमए की वर्तमान खपत करता है। आउटपुट वोल्टेज 18 बी (आपूर्ति वोल्टेज से दोगुना) तक पहुंचता है। 120 mA के लोड करंट के साथ, आउटपुट वोल्टेज 20 mV के तरंग स्तर पर घटकर 16 B हो जाता है। डिवाइस की दक्षता लगभग 85% है, आउटपुट प्रतिबाधा लगभग 10 ओम है।

जब नोड सीएमओएस तत्वों का उपयोग करके एक मास्टर ऑसिलेटर से संचालित होता है, तो प्रतिरोधक आर 1 और आर 2 की स्थापना आवश्यक नहीं है, लेकिन माइक्रोक्रिकिट के आउटपुट करंट को सीमित करने के लिए, इसके आउटपुट को एक प्रतिरोधक के माध्यम से एक ट्रांजिस्टर पावर एम्पलीफायर से जोड़ने की सलाह दी जाती है। कई kOhms का प्रतिरोध।

वैरिकैप को नियंत्रित करने के लिए एक सरल वोल्टेज कनवर्टर सर्किट को विभिन्न पत्रिकाओं में कई बार पुन: प्रस्तुत किया गया है। 9 बी से आपूर्ति होने पर कनवर्टर 20 वी का उत्पादन करता है, और ऐसा सर्किट चित्र में दिखाया गया है। 1.11. आयताकार के करीब एक पल्स जनरेटर ट्रांजिस्टर VT1 और VT2 पर इकट्ठा किया गया है। डायोड VD1 - VD4 और कैपेसिटर C2 - C5 एक वोल्टेज गुणक बनाते हैं, और रोकनेवाला R5 और जेनर डायोड VD5, VD6 एक पैरामीट्रिक वोल्टेज स्टेबलाइजर बनाते हैं।

चावल। 1.11. वैरिकैप के लिए वोल्टेज कनवर्टर सर्किट

चावल। 1.12. CMOS चिप पर वोल्टेज कनवर्टर सर्किट

न्यूनतम संख्या में अनुलग्नकों के साथ केवल एक K561LN2 माइक्रोक्रिकिट का उपयोग करके एक साधारण वोल्टेज कनवर्टर को चित्र में दिए गए आरेख के अनुसार इकट्ठा किया जा सकता है। 1.12.

विभिन्न आपूर्ति वोल्टेज और लोड धाराओं पर कनवर्टर के मुख्य पैरामीटर तालिका 1.1 में दिए गए हैं।

तालिका 1.1. वोल्टेज कनवर्टर पैरामीटर (चित्र 1.12)

द्विध्रुवी वोल्टेज ड्राइवर के आउटपुट चरण का आरेख

एक स्तर के वोल्टेज को द्विध्रुवी आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तित करने के लिए, आउटपुट चरण वाले कनवर्टर का उपयोग चित्र में सर्किट के अनुसार किया जा सकता है। 1.13. 5 बी के कनवर्टर के इनपुट वोल्टेज के साथ, 30 एमए के लोड करंट पर आउटपुट वोल्टेज -आई-8 बी और -8 बी हैं। कनवर्टर की दक्षता 75% थी. वोल्टेज गुणक रेक्टिफायर में शोट्की डायोड का उपयोग करके दक्षता मूल्य और आउटपुट वोल्टेज को बढ़ाया जा सकता है। जब आपूर्ति वोल्टेज 9 बी तक बढ़ जाता है, तो आउटपुट वोल्टेज 15 बी तक बढ़ जाता है।

2N5447 ट्रांजिस्टर का अनुमानित एनालॉग KT345B है; 2एन5449 - केटी340बी। आप सर्किट में अधिक सामान्य तत्वों का भी उपयोग कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, KT315, KT361 जैसे ट्रांजिस्टर।

पल्स वोल्टेज मल्टीप्लायरों के सिद्धांत पर निर्मित वोल्टेज कनवर्टर सर्किट के लिए, विभिन्न प्रकार के आयताकार सिग्नल जनरेटर का उपयोग किया जा सकता है। ऐसे जनरेटर अक्सर KR1006VI1 माइक्रोक्रिकिट (चित्र 1.14) पर बनाए जाते हैं। इस माइक्रोक्रिकिट का आउटपुट करंट काफी बड़ा (100 एमए) है और अतिरिक्त प्रवर्धन चरणों के बिना ऐसा करना अक्सर संभव होता है। DA1 चिप (KR1006VI1) पर जनरेटर आयताकार दालों का उत्पादन करता है, जिसकी पुनरावृत्ति दर तत्वों R1, R2, C2 द्वारा निर्धारित की जाती है। माइक्रोसर्किट के पिन 3 से इन दालों को वोल्टेज गुणक को खिलाया जाता है। एक प्रतिरोधक विभक्त R3, R4 वोल्टेज गुणक के आउटपुट से जुड़ा होता है, जिससे वोल्टेज DA1 माइक्रोक्रिकिट के "रीसेट" इनपुट (पिन 4) को आपूर्ति की जाती है। इस डिवाइडर के मापदंडों को इस तरह से चुना जाता है कि यदि आउटपुट वोल्टेज पूर्ण मूल्य में इनपुट वोल्टेज (आपूर्ति वोल्टेज) से अधिक हो जाता है, तो उत्पादन बंद हो जाता है। आउटपुट वोल्टेज का सटीक मान प्रतिरोधों R3 और R4 के प्रतिरोधों का चयन करके समायोजित किया जा सकता है।

KR1006VI1 माइक्रोक्रिकिट पर एक मास्टर ऑसिलेटर के साथ वोल्टेज कनवर्टर-इन्वर्टर का आरेख

कनवर्टर-वोल्टेज इन्वर्टर की विशेषताएं (चित्र 1^14) तालिका में दी गई हैं। 1.2.

निम्नलिखित आंकड़ा KR1006VI1 माइक्रोक्रिकिट (चित्र 1.15) पर आधारित एक और वोल्टेज कनवर्टर सर्किट दिखाता है। मास्टर ऑसिलेटर की ऑपरेटिंग आवृत्ति 8 kHz है। इसके आउटपुट पर एक ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर और एक रेक्टिफायर होता है जो वोल्टेज दोहरीकरण सर्किट के अनुसार इकट्ठा होता है। 12 बी की बिजली आपूर्ति वोल्टेज के साथ, कनवर्टर का आउटपुट 20 बी है। कनवर्टर का नुकसान वोल्टेज डबलर रेक्टिफायर के डायोड में वोल्टेज ड्रॉप के कारण होता है।

तालिका 1.2. वोल्टेज कनवर्टर-इन्वर्टर के लक्षण (चित्र 1.14)

KR1006VI1 माइक्रोसर्किट और पावर एम्पलीफायर के साथ वोल्टेज कनवर्टर सर्किट

उसी माइक्रोक्रिकिट (चित्र 1.16) के आधार पर, एक वोल्टेज इन्वर्टर बनाया जा सकता है। रूपांतरण की ऑपरेटिंग आवृत्ति 18 kHz है, कर्तव्य चक्र 1.2 है।

अन्य समान उपकरणों की तरह, कनवर्टर का आउटपुट वोल्टेज लोड करंट पर काफी निर्भर करता है।

टीटीएल और /एसएमओजी/माइक्रोसर्किट का उपयोग करंट को ठीक करने के लिए किया जा सकता है। विषय को विकसित करते हुए, इस विचार के लेखक, डी. कथबर्ट ने जीजी//-माइक्रोसर्किट पर आधारित एक ट्रांसफार्मर रहित वोल्टेज कनवर्टर-इन्वर्टर का प्रस्ताव रखा (चित्र 1.17)।

डिवाइस में दो माइक्रो सर्किट होते हैं: DDI और DD2। उनमें से पहला 7 kHz (तत्व DDI .1 और DDI .2) की आवृत्ति के साथ एक वर्ग पल्स जनरेटर के रूप में काम करता है, जिसके आउटपुट से इन्वर्टर DD1.3 - DDI.6 जुड़ा हुआ है। दूसरी चिप (DD2) असामान्य तरीके से जुड़ी हुई है (आरेख देखें): यह कार्य करती है

नकारात्मक ध्रुवता वोल्टेज ड्राइवर सर्किट

चावल। 1.17. वोल्टेज इन्वर्टर सर्किट दो माइक्रो सर्किट पर आधारित है

डायोड. कनवर्टर की भार क्षमता बढ़ाने के लिए इसके सभी इन्वर्टर तत्व समानांतर में जुड़े हुए हैं।

इस समावेशन के परिणामस्वरूप, डिवाइस के आउटपुट पर एक उलटा वोल्टेज-यू प्राप्त होता है, जो आपूर्ति वोल्टेज के लगभग बराबर (निरपेक्ष मूल्य में) होता है। 74NS04 वाले डिवाइस की आपूर्ति वोल्टेज 2 से 7 V तक हो सकती है। एक अनुमानित घरेलू एनालॉग K555LN1 प्रकार का GG//-चिप है (आपूर्ति वोल्टेज की एक संकीर्ण सीमा में संचालित होता है) या /SMOS/-चिप्स और KR1564LN1 है।

कनवर्टर का अधिकतम आउटपुट करंट 10 mA तक पहुँच जाता है। जब लोड बंद हो जाता है, तो डिवाइस वस्तुतः कोई करंट नहीं खपत करता है।

/SL//0/7-तत्वों के इनपुट और आउटपुट पर उपलब्ध सुरक्षात्मक डायोड /C/WO/7-चिप्स का उपयोग करने के ऊपर चर्चा किए गए विचार के विकास में, आइए हम दो DDI और पर बने वोल्टेज कनवर्टर के संचालन पर विचार करें K561LA7 प्रकार के DD2 माइक्रो सर्किट (रडार .1.18)। उनमें से पहला 60 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति पर चलने वाले जनरेटर को इकट्ठा करता है। दूसरा माइक्रोक्रिकिट ब्रिज हाई-फ़्रीक्वेंसी रेक्टिफायर का कार्य करता है।

चावल। 1.18. दो K561LA7 माइक्रोसर्किट पर एक सटीक ध्रुवता कनवर्टर की योजना

CMOS चिप पर छोटे आकार का करंट स्विच

यह स्विच CMOS इनवर्टर पर आधारित एक मास्टर ऑसिलेटर के साथ बनाया गया है। सेल्फ-ऑसिलेटर की आवृत्ति C2-R1 की रेटिंग पर निर्भर करती है। चूंकि इंसुलेटेड गेट फील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर स्थिर चार्ज द्वारा संचालित होता है और इसमें अधिक करंट की आवश्यकता नहीं होती है…….

तुलनित्र पर वोल्टेज स्टेबलाइज़र मुख्य तकनीकी विशेषताएं: आउटपुट वोल्टेज, वी …………………………………………………। 5 लोड करंट, ए ………………………………………………………… 2 रिपल वोल्टेज, एमवी ………………………………… …… ……..50 स्थिरीकरण गुणांक……………………………………………………………….100 स्विचिंग आवृत्ति, kHz …………………………… ………………………………..25 वोल्टेज स्टेबलाइजर निम्नानुसार काम करता है। तुलनित्र सॉटूथ संदर्भ वोल्टेज की तुलना करता है…….

प्रकाश नेटवर्क से लोड को आपूर्ति किए गए वोल्टेज को कम करने के लिए कैपेसिटर के उपयोग का एक लंबा इतिहास रहा है। 50 के दशक में, रेडियो शौकीनों ने रेडियो के लिए ट्रांसफार्मर रहित बिजली आपूर्ति में कैपेसिटर का व्यापक रूप से उपयोग किया, जो श्रृंखला में जुड़े हुए थे…….

फ़्रीक्वेंसी कनवर्टर में तीन-स्तरीय इन्वर्टर का उपयोग आपको सिस्टम वोल्टेज को बढ़ाने की अनुमति देता है। यदि आपूर्ति नेटवर्क में ऊर्जा पुनर्प्राप्ति की आवश्यकता नहीं है, तो तीन-चरण पुलों के श्रृंखला कनेक्शन के साथ 12-पल्स डायोड रेक्टिफायर का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। अगर……।

कभी-कभी कैपेसिटर या पावर हाई-वोल्टेज सर्किट को चार्ज करने के लिए वोल्टेज बढ़ाना आवश्यक हो जाता है। इस वोल्टेज का उपयोग कम-शक्ति वाली गॉस गन आदि के लिए किया जा सकता है। कनवर्टर में पल्स ट्रांसफार्मर नहीं होता है, जो मुद्रित सर्किट बोर्ड के आकार को नाटकीय रूप से कम कर देता है।

इनपुट वोल्टेज में वृद्धि प्रयुक्त प्रारंभकर्ता के कारण होती है। स्टोरेज चोक में 1000 माइक्रोहेनरी का इंडक्शन होता है; कनवर्टर की दक्षता समग्र रूप से चोक के गुणवत्ता कारक पर निर्भर करती है।

पल्स जनरेटर को 14 kHz की आवृत्ति पर सेट किया गया है, लेकिन आप ऑपरेटिंग आवृत्ति को बढ़ा सकते हैं, जिससे प्रारंभ करनेवाला के घुमाव कम हो सकते हैं। प्रारंभ करनेवाला स्वयं डब्ल्यू-आकार के कोर पर या चरम मामलों में, रॉड पर घाव हो सकता है; आयाम महत्वपूर्ण नहीं हैं;

प्रारंभ करनेवाला को घुमाने के लिए उपयोग किए जाने वाले तार का व्यास 0.2 मिमी हो सकता है, क्योंकि कनवर्टर का आउटपुट करंट 7-8 mA से अधिक नहीं होता है।

क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर - वस्तुतः कोई भी जो 400 वोल्ट से अधिक के वोल्टेज पर काम कर सकता है, मैंने द्विध्रुवी भी स्थापित किया है, लेकिन क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर निश्चित रूप से बेहतर हैं। कनवर्टर की शक्ति को कई तरीकों से बढ़ाया जा सकता है, जो आपस में जुड़े हुए हैं।

1) आपूर्ति वोल्टेज बढ़ाएँ।
2) अधिक शक्तिशाली ट्रांजिस्टर का उपयोग।
3) माइक्रोक्रिकिट के आउटपुट पर एक अतिरिक्त ड्राइवर का उपयोग करना।
4) प्रारंभ करनेवाला को घुमाने के लिए मोटे तार का उपयोग करना।

लेकिन ये सभी विधियां डिवाइस के आउटपुट करंट को केवल कुछ मिलीमीटर तक बढ़ा सकती हैं। यह नगण्य आउटपुट पावर (2 वाट से अधिक नहीं) के कारण ही है कि सर्किट को व्यापक अनुप्रयोग नहीं मिला है, लेकिन कभी-कभी यह बस अपूरणीय होता है। NE555 चिप के बजाय, आप एक मल्टीवाइब्रेटर का उपयोग कर सकते हैं, जिसे समान आवृत्ति (14 kHz) पर ट्यून किया जाएगा।

क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर को हीट सिंक की आवश्यकता नहीं होती है क्योंकि बिजली अपव्यय बहुत नगण्य है।

1000 यूएफ के हाई-वोल्टेज कैपेसिटर को पूरी तरह से चार्ज करने के लिए, डिवाइस को लगभग 5 मिनट की आवश्यकता होगी, इसलिए यदि आप ऐसे कनवर्टर का उपयोग करने की योजना बना रहे हैं, तो आपको इंतजार करना होगा, लेकिन डिवाइस बहुत सरल, कॉम्पैक्ट और किफायती है।

ट्रांसफार्मर रहित (और प्रेरक रहित) के आधार के लिए उपलब्ध माइक्रो सर्किट चुनते समय, हम दो सबसे लोकप्रिय पर ध्यान केंद्रित करेंगे - ये हैं एनई555टाइमर और ऑडियो एम्पलीफायर ऑप amp एलएम386. इस लेख में, हम इन कार्यों में उनमें से प्रत्येक की क्षमताओं को निर्धारित करने के लिए प्रयोग करेंगे। NE555 द्विध्रुवी टाइमर व्यापक रूप से विभिन्न डीसी-डीसी कनवर्टर्स के जेनरेटर में और अक्सर इन्वर्टर सर्किट में उपयोग किए जाते हैं। हालाँकि, एक और बहुत लोकप्रिय चिप, LM386, इस डिवाइस में एक अच्छा समाधान हो सकता है। यह तुरंत ध्यान दिया जाना चाहिए कि परिणाम इन चिप्स के विशिष्ट निर्माता और साथ के घटकों की गुणवत्ता पर भी निर्भर करते हैं। वोल्टेज हानि को न्यूनतम रखने के लिए हम केवल शोट्की डायोड का उपयोग करेंगे।

NE555 और LM386 की बुनियादी तुलना

1. आपूर्ति वोल्टेज रेंज NE555 का विस्तार 4.5 से 16 V तक है, लेकिन उच्च आवृत्तियों पर अधिकतम मूल्यों के निकट इसका उपयोग करने से समस्याएँ पैदा हो सकती हैं। LM386N1 की पूर्ण आपूर्ति वोल्टेज रेंज 4 से 15 V है, और LM386N4 की पूर्ण आपूर्ति वोल्टेज रेंज 4 से 22 V है। इस प्रकार, LM386N4 का NE555 पर एक फायदा है कि यह उच्च इनपुट आपूर्ति वोल्टेज को संभाल सकता है। NE555 का वर्तमान ड्रा आम तौर पर 3-6 mA है, जबकि LM386 का आम तौर पर 4 - 8 mA है - यहां NE555 को थोड़ा फायदा है।
2. अधिकतम आउटपुट करंट NE555 को 200 mA पर रेट किया गया है, और आउटपुट ट्रांजिस्टर में वोल्टेज ड्रॉप ±100 mA पर लगभग 2 V है, जो उच्च धाराओं पर इसका उपयोग अप्रभावी बनाता है। इसकी तुलना में, LM386 का अधिकतम आउटपुट करंट NE555 की तुलना में बहुत अधिक है, क्योंकि LM386N1 में 9V और 8 ओम पर 0.7W आउटपुट है, और LM386N4 में 16V पर 1W है। ये परिणाम क्लास एबी एम्पलीफायरों के लिए क्लासिक फॉर्मूला पर आधारित हैं अधिकतम आउटपुट वोल्टेज स्विंग और पीक आउटपुट करंट का उपयोग करने के साथ।
3. अधिकतम बिजली अपव्ययडिप8 पैकेज में NE555 केवल 600MW है, जबकि LM386 1.25W है। यहीं पर एक ऑप एम्प का टाइमर की तुलना में महत्वपूर्ण लाभ होता है।

व्यावहारिक प्रयोग

हमारे परीक्षणों के लिए, हम इनपुट आपूर्ति वोल्टेज को 10 वोल्ट तक लेंगे। DC-DC कन्वर्टर्स की आवृत्ति लगभग 25 kHz (T = 40 μs) पर सेट की जाएगी, जो उनकी अधिकतम संभव ऑपरेटिंग आवृत्तियों से काफी कम है। LM386 सर्किट में बिंदु A और B का उपयोग उत्पादन को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है। सर्किट में, सभी प्रतिरोधक 0.25 W, ±5% हैं, और सभी गैर-इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर 30 V, ±10%, सिरेमिक हैं।

विभिन्न सर्किटों में कन्वर्टर्स की तुलना

बिजली आपूर्ति प्लस पर वोल्टेज को दोगुना करना

दोहरीकरण सर्किट एक श्मिट ट्रिगर के साथ एक साधारण थरथरानवाला के रूप में एक NE555 कनवर्टर का उपयोग करते हैं। लोड करंट पर थोड़ी निर्भरता के साथ, आवृत्ति R1 और C1 द्वारा निर्धारित की जाती है। नीचे दी गई तस्वीर में कनवर्टर LM386 पर आधारित है।

तालिका 1 कई अलग-अलग लोड प्रतिरोधों पर कन्वर्टर्स के आउटपुट वोल्टेज की तुलना करती है। यह देखा जा सकता है कि LM386 उच्च लोड धाराओं पर उच्च वोल्टेज प्रदान करता है। यह अपेक्षित है क्योंकि LM386 आउटपुट चरण उच्च अधिकतम आउटपुट करंट प्रदान करता है और इसमें कम वोल्टेज ड्रॉपआउट होता है।

शक्ति को सकारात्मक में परिवर्तित करना

तालिका 2 NE555 और LM386 पॉजिटिव-इनवर्टिंग बिजली आपूर्ति के लिए कई अलग-अलग लोड प्रतिरोधों में आउटपुट वोल्टेज की तुलना करती है। एक बार फिर LM386 ऑडियो एम्पलीफायर लोड को अधिक शक्ति प्रदान करने में सक्षम था।

दोहरीकरण और शक्ति सकारात्मक में उलटना

हम पिछले कनवर्टर सर्किट को जोड़ सकते हैं और एक डिज़ाइन विकसित कर सकते हैं जो दो आउटपुट वोल्टेज उत्पन्न करता है। NE555 सर्किट LM386 ऑप amp का उपयोग करने वाले सर्किट की तुलना में कम कुल आउटपुट करंट और पावर प्रदान करता है। निष्कर्ष - NE555 की तुलना में LM386 के उल्लेखनीय लाभ हैं।

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