सिंगल चिप माइक्रो कंप्यूटर के लिए डीसी स्विचिंग बिजली आपूर्ति का डिज़ाइन
स्विच मोड बिजली आपूर्ति की मुख्य नियंत्रण विधि पीडब्लूएम दालों को आउटपुट करने के लिए पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन एकीकृत सर्किट का उपयोग करना है, और पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन के लिए एनालॉग पीआईडी नियामक का उपयोग करना है। इस नियंत्रण विधि में कुछ त्रुटियाँ हैं और सर्किट अपेक्षाकृत जटिल है। यह लेख एसटी कंपनी के उच्च-प्रदर्शन माइक्रोकंट्रोलर μ PSD3354 द्वारा नियंत्रित लगातार समायोज्य आउटपुट वोल्टेज की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ एक पावर स्विचिंग बिजली आपूर्ति प्रस्तुत करता है। माइक्रोकंट्रोलर सीधे पीडब्लूएम तरंगें उत्पन्न करता है और स्विचिंग बिजली आपूर्ति के मुख्य सर्किट पर डिजिटल नियंत्रण करता है। सर्किट सरल और शक्तिशाली है.
पावर डीसी पावर सप्लाई सिस्टम का सिद्धांत और समग्र डिजाइन
1.1 सिस्टम सिद्धांत
इस पावर डीसी बिजली आपूर्ति प्रणाली में दो भाग होते हैं: स्विचिंग बिजली आपूर्ति का मुख्य सर्किट और नियंत्रण सर्किट। मुख्य सर्किट मुख्य रूप से विद्युत ऊर्जा को संसाधित करता है, जबकि नियंत्रण सर्किट मुख्य रूप से विद्युत संकेतों को संसाधित करता है। स्वचालित नियंत्रण प्रणाली बनाने के लिए नकारात्मक प्रतिक्रिया का उपयोग किया जाता है। स्विचिंग बिजली आपूर्ति पीडब्लूएम नियंत्रण विधि को अपनाती है, और दी गई मात्रा और फीडबैक मात्रा की तुलना करके विचलन प्राप्त किया जाता है। स्विचिंग बिजली आपूर्ति के आउटपुट को नियंत्रित करने के लिए पीडब्लूएम आउटपुट को डिजिटल पीआईडी नियामक द्वारा नियंत्रित किया जाता है। उनमें से, पीआईडी विनियमन और पीडब्लूएम आउटपुट दोनों को एक माइक्रोकंट्रोलर सिस्टम का उपयोग करके सॉफ्टवेयर द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
1.2 समग्र सिस्टम डिज़ाइन
सिस्टम के हार्डवेयर भाग में इनपुट और आउटपुट सुधार और फ़िल्टरिंग सर्किट, पावर रूपांतरण भाग, ड्राइव सर्किट, माइक्रोकंट्रोलर सिस्टम और सहायक सर्किट शामिल हैं। चित्र 1 एक माइक्रोकंट्रोलर द्वारा नियंत्रित डीसी बिजली आपूर्ति का संरचनात्मक आरेख दिखाता है।
जैसा कि देखा जा सकता है, ग्रिड से हस्तक्षेप को खत्म करने के लिए ग्रिड फ़िल्टर द्वारा 5 0 हर्ट्ज और 220 वी एसी पावर को फ़िल्टर किया जाता है, और फिर सुधार और फ़िल्टरिंग के लिए इनपुट रेक्टिफायर फ़िल्टर में प्रवेश करता है, इसे डीसी वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित करता है। डीसी सिग्नल को पावर रूपांतरण सर्किट के माध्यम से उच्च आवृत्ति एसी सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है, और उच्च आवृत्ति एसी सिग्नल को आउटपुट रेक्टिफिकेशन और फ़िल्टरिंग सर्किट [1] के माध्यम से डीसी वोल्टेज आउटपुट में परिवर्तित किया जाता है। नियंत्रण सर्किट पीडब्लूएम पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन विधि को अपनाता है, और माइक्रोकंट्रोलर द्वारा उत्पन्न समायोज्य पल्स चौड़ाई के साथ पीडब्लूएम नियंत्रण सिग्नल को पावर रूपांतरण सर्किट को काम करने के लिए ड्राइविंग सर्किट द्वारा संसाधित किया जाता है। नियमित अंतराल पर आउटपुट वोल्टेज एकत्र करने के लिए एक माइक्रोकंट्रोलर के हाई-स्पीड एडीसी रूपांतरण चैनल का उपयोग करना और अपेक्षित मूल्य के साथ इसकी तुलना करना, इसकी त्रुटि के आधार पर पीआईडी समायोजन किया जाता है। वोल्टेज अधिग्रहण सर्किट डीसी वोल्टेज V0 के अधिग्रहण का एहसास करता है और इसे ए/डी कनवर्टर के एनालॉग इनपुट वोल्टेज रेंज से मेल खाता है। स्विचिंग बिजली आपूर्ति में ओवरवॉल्टेज, ओवरकरंट और शॉर्ट सर्किट दोष की स्थिति में, सुरक्षा सर्किट बिजली आपूर्ति और लोड के लिए सुरक्षात्मक भूमिका निभाता है। सहायक बिजली आपूर्ति नियंत्रण सर्किट, ड्राइव सर्किट आदि के लिए डीसी पावर प्रदान करती है।
2. स्विच बिजली आपूर्ति का मुख्य सर्किट डिजाइन
डीसी-एसी-डीसी के रूपांतरण को पूरा करने के लिए स्विचिंग बिजली आपूर्ति के मुख्य सर्किट का उपयोग किया जाता है। सिस्टम मुख्य सर्किट एक पूर्ण ब्रिज DC-DC कनवर्टर को अपनाता है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। इस सिस्टम में उपयोग किया जाने वाला पावर स्विचिंग डिवाइस EUPEC कंपनी का BSM 50GB120DN2 श्रृंखला IGBT मॉड्यूल है। प्रत्येक मॉड्यूल एक आधा पुल संरचना है, इसलिए पूर्ण पुल प्रणाली में दो मॉड्यूल की आवश्यकता होती है। प्रत्येक मॉड्यूल एक तेज़ फ़्रीव्हीलिंग डायोड के साथ एम्बेडेड है।
