स्विचिंग पावर सप्लाई में सॉफ्ट स्विचिंग अनुप्रयोग
वर्तमान में, स्विचिंग बिजली की आपूर्ति का उपयोग लगभग सभी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में छोटे आकार, हल्के वजन और उच्च दक्षता की विशेषताओं के साथ व्यापक रूप से किया जाता है, जो आज के इलेक्ट्रॉनिक सूचना उद्योग के तेजी से विकास के लिए एक अपरिहार्य बिजली आपूर्ति विधि है।
स्विचिंग पॉवर सप्लाई में हार्ड स्विचिंग और सॉफ्ट स्विचिंग, स्विचिंग ट्रांजिस्टर के लिए होते हैं। हार्ड स्विचिंग, स्विचिंग ट्रांजिस्टर पर वोल्टेज या करंट की परवाह किए बिना स्विचिंग ट्रांजिस्टर को जबरदस्ती चालू या बंद करना है। जब स्विचिंग ट्यूब (ड्रेन और सोर्स के बीच, या कलेक्टर और एमिटर के बीच) वोल्टेज और करंट बड़ा होता है, तो स्विचिंग ट्यूब को स्विच करने के कारण, स्विचिंग ट्यूब स्टेट स्विचिंग (कंडक्शन से कटऑफ तक, या कटऑफ से कंडक्शन तक) के बीच स्विचिंग में एक निश्चित समय लगता है, जो स्विचिंग ट्यूब स्टेट स्विचिंग के एक निश्चित अवधि के लिए होने का कारण बनेगा, वोल्टेज और करंट का क्षेत्र क्रॉस ओवर होता है, स्विचिंग ट्यूब लॉस (स्विचिंग ट्यूब स्विचिंग लॉस) के कारण स्विचिंग फ्रीक्वेंसी के साथ क्रॉसओवर होता है
प्रेरणिक भार के मामले में, जब स्विचिंग ट्रांजिस्टर को बंद किया जाता है, तो स्पाइक वोल्टेज प्रेरित होता है। स्विचिंग आवृत्ति जितनी अधिक होगी, टर्न-ऑफ उतनी ही तेज़ होगी, और प्रेरित वोल्टेज उतना ही अधिक होगा। यह वोल्टेज स्विचिंग डिवाइस के दोनों सिरों पर जोड़ा जाता है, जिससे डिवाइस आसानी से टूट सकता है।
कैपेसिटिव लोड के मामले में, स्विचिंग ट्रांजिस्टर चालन के समय स्पाइक करंट अधिक होता है। इसलिए, जब स्विचिंग ट्रांजिस्टर को बहुत अधिक वोल्टेज पर चालू किया जाता है, तो स्विचिंग ट्रांजिस्टर के जंक्शन कैपेसिटेंस में संग्रहीत सभी ऊर्जा करंट के रूप में डिवाइस में नष्ट हो जाएगी। आवृत्ति जितनी अधिक होगी, चालू करंट स्पाइक उतना ही बड़ा होगा, जो स्विचिंग ट्यूब को ओवरहीटिंग क्षति पहुंचा सकता है।
इसके अलावा, माध्यमिक उच्च आवृत्ति वाले रेक्टिफायर सर्किट में डायोड, चालन से कट-ऑफ तक, एक रिवर्स रिकवरी अवधि होती है, इस अवधि में स्विचिंग ट्रांजिस्टर पर, एक बड़ा इनरश करंट उत्पन्न करना आसान होता है। जाहिर है, जितनी अधिक आवृत्ति होती है, उतना ही बड़ा इनरश करंट होता है, जो स्विचिंग ट्रांजिस्टर के सुरक्षित संचालन के लिए हानिकारक है।
अंत में, हार्ड स्विचिंग के लिए उपयोग की जाने वाली स्विचिंग पावर सप्लाई में, स्विचिंग ट्रांजिस्टर गंभीर विद्युत चुम्बकीय उपद्रव उत्पन्न करता है। जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है और सर्किट में di/dt और du/dt बढ़ता है, उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय उपद्रव भी बढ़ता है। जैसे-जैसे आवृत्ति बढ़ती है और सर्किट में di/dt और du/dt बढ़ता है, उत्पन्न EMI भी बढ़ती है, जिससे स्विचिंग पावर सप्लाई और आसपास के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का सामान्य संचालन प्रभावित होता है।
उपरोक्त समस्याएं स्विचिंग उपकरणों (स्विचिंग ट्रांजिस्टर और उच्च आवृत्ति वाले रेक्टिफायर डायोड) की ऑपरेटिंग आवृत्ति के सुधार में गंभीर रूप से बाधा डालती हैं। हाल के वर्षों में, सॉफ्ट स्विचिंग तकनीक के अनुसंधान ने उपरोक्त दोषों को दूर करने के लिए एक प्रभावी तरीका प्रदान किया है। हाल के वर्षों में किए गए सॉफ्ट स्विचिंग प्रौद्योगिकी अनुसंधान उपरोक्त दोषों को दूर करने के लिए एक प्रभावी तरीका प्रदान करता है। हार्ड स्विचिंग सिद्धांत के विपरीत, आदर्श सॉफ्ट टर्न-ऑफ प्रक्रिया यह है कि करंट पहले शून्य हो जाता है, और वोल्टेज धीरे-धीरे ऑफ-स्टेट वैल्यू तक बढ़ जाता है, ताकि टर्न-ऑफ लॉस कम हो जाए। टर्न-ऑफ लॉस लगभग शून्य है क्योंकि डिवाइस को बंद करने से पहले करंट पहले ही शून्य हो गया है। चूंकि डिवाइस को बंद करने से पहले करंट पहले ही शून्य हो गया है आदर्श सॉफ्ट टर्न-ऑन प्रक्रिया में वोल्टेज को पहले शून्य पर गिराया जाता है, करंट को धीरे-धीरे ऑन-स्टेट वैल्यू तक बढ़ाया जाता है, इसलिए टर्न-ऑन लॉस लगभग शून्य होता है, डिवाइस जंक्शन कैपेसिटेंस वोल्टेज भी शून्य होता है, जिससे कैपेसिटिव टर्न-ऑन समस्या हल हो जाती है। इसी समय, डायोड रिवर्स रिकवरी प्रक्रिया टर्न-ऑन पर समाप्त हो जाती है, इसलिए डायोड रिवर्स रिकवरी समस्या मौजूद नहीं होती है।
सॉफ्ट-स्विचिंग प्रौद्योगिकी विद्युत चुम्बकीय उपद्रव के स्तर को कम करने में भी योगदान देती है, क्योंकि स्विचिंग ट्रांजिस्टर शून्य वोल्टेज पर संचालित होता है और शून्य धारा पर बंद हो जाता है, जबकि फास्ट रिकवरी डायोड भी सॉफ्ट-ऑफ होता है।
इसके साथ ही फास्ट रिकवरी डायोड को भी सॉफ्ट स्विच ऑफ किया जाता है, जिससे पावर डिवाइस के di/dt और du/dt को काफी हद तक कम किया जा सकता है, और इस प्रकार EMI के स्तर को कम किया जा सकता है।
