पावर फ्रीक्वेंसी ट्रांसफार्मर और स्विचिंग पावर सप्लाई का कार्य सिद्धांत
पावर फ्रीक्वेंसी ट्रांसफार्मर का कार्य सिद्धांत अपेक्षाकृत सरल है। प्राथमिक कॉइल द्वारा पावर फ्रीक्वेंसी एसी वोल्टेज इनपुट को एक चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तित किया जाता है, जो वोल्टेज प्रेरित करने के लिए चुंबकीय रूप से प्रवाहकीय सामग्री (आमतौर पर एक सिलिकॉन स्टील शीट) के माध्यम से द्वितीयक कॉइल में प्रेषित होता है। आउटपुट आवृत्ति इनपुट आवृत्ति के समान है, और वोल्टेज प्राथमिक और माध्यमिक कुंडल घुमावों के अनुपात के अनुसार कम हो जाता है (यदि अधिक माध्यमिक मोड़ हैं, तो यह एक बढ़ावा है)। चूंकि ट्रांसफार्मर का आउटपुट प्रत्यावर्ती धारा है, और अधिकांश विद्युत सर्किट प्रत्यक्ष धारा का उपयोग करते हैं, लोड सर्किट के काम करने के लिए ट्रांसफार्मर द्वारा वोल्टेज आउटपुट को अपेक्षाकृत सुचारू और स्थिर वोल्टेज बनने के लिए सुधार, फ़िल्टर, स्थिर और अन्य सर्किट की आवश्यकता होती है।
स्विचिंग बिजली आपूर्ति का मुख्य परिवर्तन तत्व अभी भी एक ट्रांसफार्मर है, और यह इस नियम का भी पालन करता है कि वोल्टेज अनुपात टर्न अनुपात के बराबर है। बिजली आवृत्ति ट्रांसफार्मर से अलग, स्विचिंग बिजली आपूर्ति को ऑपरेटिंग आवृत्ति बढ़ाने की आवश्यकता होती है, यानी, इसे कम आवृत्ति एसी वोल्टेज को उच्च आवृत्ति एसी वोल्टेज में बदलने की आवश्यकता होती है, जिसके लिए अतिरिक्त नियंत्रण सर्किट की प्राप्ति की आवश्यकता होती है। क्योंकि सर्किट के संचालन के लिए प्रत्यक्ष धारा की आवश्यकता होती है, इनपुट एसी वोल्टेज को पहले प्रत्यक्ष धारा वोल्टेज बनने के लिए सुधारा जाना चाहिए, इससे पहले कि इसे बाद के सर्किट द्वारा नियंत्रित किया जा सके। आइए स्विचिंग बिजली आपूर्ति के कार्य सिद्धांत को संक्षेप में समझने के लिए एक उदाहरण के रूप में आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले मोबाइल फोन चार्जर सर्किट को लें।
इनपुट 220V AC वोल्टेज को ठीक करने और फ़िल्टर करने के बाद, यह लगभग 310V का DC वोल्टेज बन जाएगा (अर्थात, 220V AC वोल्टेज का चरम मान)। इसके बाद, इस डीसी वोल्टेज को उच्च-आवृत्ति एसी वोल्टेज में परिवर्तित करने की आवश्यकता है। इस वोल्टेज को उच्च-आवृत्ति प्रत्यावर्ती धारा में बदलने के लिए, स्विच को जल्दी से खोलने और बंद करने के लिए स्विच का उपयोग करना सबसे आसान तरीका है, ताकि प्रत्यक्ष धारा को उच्च गति स्पंदित प्रत्यक्ष धारा वोल्टेज में बदला जा सके। इस स्विच को साकार करने वाला घटक एक ट्रांजिस्टर है। ट्रांजिस्टर, जिसमें आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले ट्रायोड और फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर आदि शामिल हैं, इन दो घटकों का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक स्विच के रूप में किया जा सकता है, यानी, एक पिन के वोल्टेज (ट्रायोड का आधार और फील्ड इफेक्ट ट्रांजिस्टर का गेट) द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। बस अन्य दो पिनों को चालू और बंद नियंत्रित किया जा सकता है।
स्विच के साथ, अगला कदम स्विच को नियंत्रित करने के लिए एक सर्किट बनाना है। इस सर्किट का कार्य स्विच ट्यूब के चालू और बंद को नियंत्रित करने के लिए एक उच्च गति स्विचिंग सिग्नल को आउटपुट करना है। इस सर्किट को दोलन सर्किट कहा जाता है। स्विचिंग बिजली आपूर्ति में कई प्रकार के ऑसिलेटिंग सर्किट होते हैं, चाहे कोई भी हो, कार्य स्विचिंग ट्यूब को नियंत्रण संकेत प्रदान करना है।
नियंत्रण सर्किट के नियंत्रण के बाद, इनपुट वोल्टेज निम्न-आवृत्ति प्रत्यावर्ती धारा से उच्च-आवृत्ति स्पंदित प्रत्यक्ष धारा वोल्टेज में बदल जाता है, जो स्टेप-डाउन के लिए ट्रांसफार्मर में इनपुट होता है, और ट्रांसफार्मर द्वारा वोल्टेज आउटपुट को भी ठीक किया जाएगा और प्रत्यक्ष वर्तमान आउटपुट बनने के लिए फ़िल्टर किया गया, जो लोड कार्य को प्रदान किया जाता है। बिजली आवृत्ति ट्रांसफार्मर से अलग, स्विचिंग बिजली की आपूर्ति में वोल्टेज डिटेक्शन सर्किट का एक हिस्सा भी होता है, जो पता लगाने के बाद वोल्टेज विनियमन के लिए ट्रांसफार्मर के प्राथमिक नियंत्रण सर्किट में आउटपुट वोल्टेज सिग्नल को फीडबैक देगा, ताकि स्विचिंग का आउटपुट वोल्टेज बिजली आपूर्ति स्थिर है. प्रदर्शन में सुधार किया गया है, और इसमें व्यापक इनपुट वोल्टेज रेंज हो सकती है। इसलिए, स्विचिंग बिजली आपूर्ति की कार्य प्रक्रिया वास्तव में एसी-डीसी, डीसी-एसी और फिर एसी-डीसी की कई प्रक्रियाओं द्वारा महसूस की जाती है।
यहां एक सवाल हो सकता है कि क्या ट्रांसफार्मर केवल एसी पावर को पास करने में सक्षम नहीं है, स्विचिंग पावर सप्लाई की डीसी पावर को भी ट्रांसफार्मर के माध्यम से क्यों बदला जा सकता है? यह सच है कि ट्रांसफार्मर केवल प्रत्यावर्ती धारा से गुजर सकता है। विशेष रूप से, इसे चुंबकीय प्रवाह में बदलाव की आवश्यकता है। चूंकि विद्युत आवृत्ति प्रत्यावर्ती धारा एक साइन तरंग है और इसमें सकारात्मक और नकारात्मक आधे चक्र हैं, यह चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन उत्पन्न करेगा। स्विचिंग बिजली की आपूर्ति प्रत्यक्ष धारा को स्पंदित प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित करने के लिए स्विचिंग ट्यूब का उपयोग करती है। स्विचिंग ट्यूब कट-ऑफ से कंडक्शन में और फिर कंडक्शन से कट-ऑफ में बदलती है, जिससे चुंबकीय प्रवाह में भी बदलाव आएगा।
