स्विचिंग बिजली आपूर्ति के शोर को कैसे हल करें
बिजली बंद, छोटा आकार, कम लागत और उच्च दक्षता इसे एक बेहतरीन मूल्य बनाती है।
हालाँकि, इसकी सबसे बड़ी खामी उच्च स्विचिंग क्षणिक के कारण उच्च आउटपुट शोर है। यह वह कमी है जो उन्हें मुख्य रूप से रैखिक नियामकों द्वारा संचालित उच्च-प्रदर्शन एनालॉग सर्किट में उपयोग करने से रोकती है।
हालाँकि, यह साबित हो चुका है कि कई अनुप्रयोगों में एक उचित रूप से फ़िल्टर किया गया स्विचिंग कनवर्टर कम शोर वाली बिजली आपूर्ति उत्पन्न करने के लिए एक रैखिक नियामक को प्रतिस्थापित कर सकता है।
इसलिए, स्विचिंग पावर कनवर्टर के आउटपुट शोर को खत्म करने के लिए एक अनुकूलित और नम मल्टी-स्टेज फ़िल्टर डिज़ाइन करना आवश्यक है।
इस आलेख में उदाहरण सर्किट एक बूस्ट कनवर्टर का उपयोग करेगा, लेकिन परिणाम सीधे किसी भी डीसी-डीसी कनवर्टर पर लागू किए जा सकते हैं। चित्र 1 निरंतर चालू मोड (सीसीएम) में बूस्ट कनवर्टर के मूल तरंग रूपों को दिखाता है।
चित्र 1. बूस्ट कनवर्टर का मूल वोल्टेज और वर्तमान तरंगरूप
आउटपुट फ़िल्टर बूस्ट टोपोलॉजी, या असंतुलित वर्तमान मोड के साथ किसी भी अन्य टोपोलॉजी के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि स्विच बी में करंट के तेजी से बढ़ने और गिरने का समय होता है। इसके परिणामस्वरूप उत्तेजना स्विच, लेआउट और आउटपुट कैपेसिटर में परजीवी प्रेरण होता है। नतीजा यह है कि वास्तविक उपयोग में, आउटपुट तरंगरूप अच्छे लेआउट और सिरेमिक आउटपुट कैपेसिटर के साथ भी, चित्र 1 की तुलना में चित्र 2 जैसा दिखता है।
2. डीसीएम में बूस्ट कनवर्टर के विशिष्ट मापित तरंगरूप
कैपेसिटर चार्ज में परिवर्तन के कारण स्विचिंग तरंग (स्विचिंग आवृत्ति) आउटपुट स्विच की अनडैम्प्ड रिंगिंग की तुलना में बहुत छोटी है, जिसे इसके बाद आउटपुट शोर के रूप में जाना जाता है। आमतौर पर, यह आउटपुट शोर 10 मेगाहर्ट्ज से लेकर 100 मेगाहर्ट्ज से अधिक तक होता है, जो कि अधिकांश सिरेमिक आउटपुट कैपेसिटर की स्व-गुंजयमान आवृत्ति से कहीं अधिक है। इसलिए, अतिरिक्त कैपेसिटेंस जोड़ने से शोर क्षीणन के लिए बहुत कुछ नहीं होता है।
इस आउटपुट को फ़िल्टर करने के लिए उपयुक्त कई प्रकार के फ़िल्टर भी हैं। हम प्रत्येक फ़िल्टर को चरण दर चरण समझाएंगे और एक डिज़ाइन देंगे।
इस पेपर के सूत्र कठोर नहीं हैं, और इन सूत्रों को कुछ हद तक सरल बनाने के लिए कुछ उचित धारणाएँ बनाई गई हैं। कुछ पुनरावृत्तियों की अभी भी आवश्यकता है, क्योंकि प्रत्येक घटक अन्य घटकों के मूल्यों को प्रभावित करता है।
ADIsimPower डिज़ाइन टूल वास्तव में घटकों का चयन करने से पहले अनुकूलन करने के लिए घटक मूल्यों (जैसे लागत या आकार) के लिए एक रैखिककरण सूत्र का उपयोग करके इस समस्या से बचाता है, और फिर हजारों उपकरणों के डेटाबेस से वास्तविक घटकों का चयन करने के बाद आउटपुट को अनुकूलित करता है। लेकिन किसी डिज़ाइन के साथ शुरुआत करते समय जटिलता का यह स्तर अनावश्यक है। प्रदान की गई गणनाओं का उपयोग करके, SIMPLIS सिम्युलेटर का उपयोग करके - जैसे कि मुफ़्त ADIsimPE™ - या लैब बेंच पर कुछ समय बिताकर, आप न्यूनतम प्रयास के साथ एक संतोषजनक डिज़ाइन पर पहुँच सकते हैं।
