डिजिटलआस्टसीलस्कपका नापस्विचिंग पावर सप्लाई
पावर सप्लाई कई तरह के प्रकार और आकार में आती है, पारंपरिक एनालॉग-टाइप पावर सप्लाई से लेकर अत्यधिक कुशल स्विचिंग पावर सप्लाई तक। वे सभी जटिल, गतिशील ऑपरेटिंग वातावरण का सामना करते हैं। उपकरण लोड और आवश्यकताएं एक पल में नाटकीय रूप से बदल सकती हैं। यहां तक कि "रोजमर्रा की" स्विचिंग पावर सप्लाई को भी अपने औसत ऑपरेटिंग स्तर से कहीं ऊपर तात्कालिक चोटियों का सामना करने में सक्षम होना चाहिए। इंजीनियर ऐसे पावर सप्लाई या सिस्टम डिजाइन करते हैं जोबिजली आपूर्ति का उपयोग करेंयह समझने की आवश्यकता है कि विद्युत आपूर्ति स्थैतिक परिस्थितियों के साथ-साथ सबसे खराब परिस्थितियों में कैसे व्यवहार करेगी।
अतीत में, बिजली आपूर्ति के व्यवहार को चिह्नित करने का मतलब था डिजिटल सिग्नल के साथ निष्क्रिय धाराओं और वोल्टेज को मापना।मल्टीमीटरऔर कैलकुलेटर या पीसी के साथ श्रमसाध्य गणना करना। आजकल, अधिकांश इंजीनियर ऑसिलोस्कोप को अपने पसंदीदा पावर मापन प्लेटफ़ॉर्म के रूप में अपनाते हैं। आधुनिक ऑसिलोस्कोप को एकीकृत पावर मापन और विश्लेषण सॉफ़्टवेयर से सुसज्जित किया जा सकता है, जो सेटअप को सरल बनाता है और गतिशील माप को आसान बनाता है। उपयोगकर्ता मुख्य मापदंडों को अनुकूलित कर सकते हैं, गणनाओं को स्वचालित कर सकते हैं और केवल कच्चे डेटा को ही नहीं, बल्कि कुछ सेकंड में परिणाम देख सकते हैं।
विद्युत आपूर्ति डिज़ाइन संबंधी मुद्दे और उनकी माप संबंधी आवश्यकताएं
आदर्श रूप से, हर बिजली आपूर्ति को उस गणितीय मॉडल के अनुसार काम करना चाहिए जिसके लिए इसे डिज़ाइन किया गया था। लेकिन वास्तविक दुनिया में,अवयवत्रुटिपूर्ण हैं, लोड बदल जाता है, बिजली की आपूर्ति विकृत हो सकती है, और पर्यावरण परिवर्तन प्रदर्शन को बदल सकते हैं। इसके अलावा, प्रदर्शन और लागत आवश्यकताओं में बदलाव बिजली आपूर्ति डिजाइन को जटिल बनाता है। इन मुद्दों पर विचार करें:
पावर सप्लाई अपनी निर्धारित शक्ति से कितने वॉट अधिक बिजली बनाए रख सकती है? यह कितने समय तक चलती है? पावर सप्लाई कितनी गर्मी उत्सर्जित करती है? जब यह ज़्यादा गरम हो जाती है तो क्या होता है? इसे कितने कूलिंग एयरफ़्लो की ज़रूरत होती है? जब लोड करंट नाटकीय रूप से बढ़ जाता है तो क्या होता है? क्या यूनिट अपनी निर्धारित आउटपुट वोल्टेज को बनाए रख सकती है? आउटपुट पर एक पूर्ण शॉर्ट सर्किट होने पर पावर सप्लाई कैसे सामना करेगी? जब पावर सप्लाई के इनपुट वोल्टेज में बदलाव होता है तो क्या होता है?
डिजाइनरों को ऐसी बिजली आपूर्ति विकसित करने की आवश्यकता है जो कम जगह ले, गर्मी कम करे, विनिर्माण लागत कम करे और अधिक सख्त EMI/EMC मानकों को पूरा करे। केवल एक सख्त माप प्रणाली ही इंजीनियरों को इन लक्ष्यों को प्राप्त करने की अनुमति देगी।
ऑसिलोस्कोप और शक्ति मापन
ऑसिलोस्कोप के साथ उच्च-बैंडविड्थ माप के आदी लोगों के लिए, उनकी अपेक्षाकृत कम आवृत्ति के कारण बिजली आपूर्ति माप सरल हो सकती है। वास्तव में, बिजली माप में कई चुनौतियाँ हैं जिनका सामना उच्च गति वाले सर्किट डिज़ाइनरों को कभी नहीं करना पड़ता है।
स्विचिंग डिवाइस में वोल्टेज उच्च और "फ्लोटिंग" हो सकता है, अर्थात, नहींजमीनसिग्नल की पल्स चौड़ाई, अवधि, आवृत्ति और ड्यूटी चक्र भिन्न हो सकते हैं। विसंगतियों का पता लगाने के लिए तरंगों को कैप्चर और विश्लेषण किया जाना चाहिए। ऑसिलोस्कोप के लिए यह एक मांग वाली आवश्यकता है। कई जांच - सिंगल-एंडेड जांच, अंतर जांच और वर्तमान जांच की भी आवश्यकता होती है।यंत्रलंबे, कम आवृत्ति अधिग्रहण से परिणामों को रिकॉर्ड करने के लिए जगह प्रदान करने के लिए एक बड़ी मेमोरी होनी चाहिए। और एक ही अधिग्रहण में व्यापक रूप से भिन्न आयामों के साथ विभिन्न संकेतों को कैप्चर करने के लिए इसकी आवश्यकता हो सकती है।
स्विचिंग पावर सप्लाई की बुनियादी बातें
अधिकांश आधुनिक प्रणालियों में प्रमुख डीसी पावर आर्किटेक्चर स्विचिंग पावर सप्लाई (स्विच्ड-मोड पावर सप्लाई) है, जो अलग-अलग लोड के साथ कुशलता से निपटने की अपनी क्षमता के लिए प्रसिद्ध है। एक विशिष्ट स्विचिंग पावर सप्लाई के विद्युत ऊर्जा सिग्नल पथ में निष्क्रिय डिवाइस, सक्रिय डिवाइस और चुंबकीय घटक शामिल होते हैं। स्विचिंग पावर सप्लाई यथासंभव कम हानि वाले घटकों का उपयोग करती है (जैसे,प्रतिरोधोंऔर रैखिक ट्रांजिस्टर) और मुख्य रूप से (आदर्श रूप से) दोषरहित घटकों का उपयोग करते हैं: स्विचिंग ट्रांजिस्टर,संधारित्र, और चुंबकीय घटक।
स्विचिंग पावर सप्लाई उपकरण में एक नियंत्रण अनुभाग भी होता है, जिसमें पल्स-चौड़ाई मॉड्यूलेशन रेगुलेटर पल्स-फ़्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन रेगुलेटर और एक फीडबैक लूप1 जैसे घटक शामिल होते हैं। नियंत्रण अनुभाग में अपनी स्वयं की पावर सप्लाई हो सकती है। चित्र 1 स्विचिंग पावर सप्लाई का एक सरलीकृत आरेख है जो विद्युत ऊर्जा रूपांतरण अनुभाग को दर्शाता है, जिसमें सक्रिय और निष्क्रिय घटकों के साथ-साथ चुंबकीय घटक भी शामिल हैं।
स्विचिंग पावर सप्लाई तकनीक इंसुलेटेड गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर (IGBT) के साथ मेटल ऑक्साइड फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर (MOSFETs) जैसे पावर सेमीकंडक्टर स्विचिंग डिवाइस का उपयोग करती है। इन डिवाइस में स्विचिंग का समय कम होता है और ये अस्थिर वोल्टेज स्पाइक्स को झेल सकते हैं। समान रूप से महत्वपूर्ण, वे चालू या बंद अवस्था में बहुत कम ऊर्जा की खपत करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उच्च दक्षता और कम गर्मी उत्पादन होता है। स्विचिंग डिवाइस बड़े पैमाने पर स्विचिंग पावर सप्लाई के समग्र प्रदर्शन को निर्धारित करते हैं। स्विचिंग डिवाइस के मुख्य माप में शामिल हैं: स्विचिंग लॉस, औसत पावर लॉस,सुरक्षितपरिचालन क्षेत्र और अन्य।
