तरंग कारक और बिजली की आपूर्ति

तरंग कारक और बिजली की आपूर्ति

बिजली आपूर्ति का मुख्य कार्य इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के लिए विद्युत ऊर्जा प्रदान करना है, लेकिन यह अनिवार्य रूप से बिजली आपूर्ति के दौरान तरंग, शोर आदि का परिचय देगा, जिससे इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली और यहां तक ​​कि पूरे उत्पाद की स्थिरता और विश्वसनीयता कम हो जाएगी।

वोल्टेज तरंग बिजली आपूर्ति के विभिन्न सर्किटों को बहुत प्रभावित कर सकती है, जैसे ए/डी रूपांतरण सर्किट, परिचालन एम्पलीफायर सर्किट, रेक्टिफायर फ़िल्टर सर्किट इत्यादि। सामान्य अनुप्रयोगों में निम्नलिखित खतरे होते हैं:

ओवरवोल्टेज या ओवरकरंट के कारण होने वाली दुर्घटनाओं का कारण बनने के लिए अप्रत्याशित हार्मोनिक्स उत्पन्न होते हैं; अतिरिक्त हानि में वृद्धि और विद्युत उपकरणों की दक्षता और उपयोग में कमी;

उपकरण को असामान्य रूप से चलाना, उम्र बढ़ने में तेजी लाना और सेवा जीवन को छोटा करना; रिले सुरक्षा, स्वचालित उपकरणों, कंप्यूटर सिस्टम और अन्य उपकरणों को असामान्य रूप से चलाना या सामान्य रूप से संचालित करने में विफल करना;

मापने और मापने के उपकरणों को विचलित करें; संचार प्रणालियों में हस्तक्षेप करते हैं, सिग्नल ट्रांसमिशन गुणवत्ता को कम करते हैं, और यहां तक ​​कि संचार उपकरणों को भी नुकसान पहुंचाते हैं।

इसलिए, इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों को डिजाइन करते समय, तरंग को सटीक रूप से मापना और एक निश्चित सीमा के भीतर तरंग को दबाना आवश्यक है।

1 विद्युत आपूर्ति तरंग और तरंग कारक

कड़ाई से बोलते हुए, स्थिर बिजली आपूर्ति में चार भाग शामिल हैं: पावर ट्रांसफार्मर, रेक्टिफायर सर्किट, फिल्टर सर्किट और वोल्टेज स्टेबलाइजर सर्किट। चूंकि डीसी-डीसी को एक स्थिर बिजली आपूर्ति के रूप में भी माना जा सकता है, रेक्टिफायर सर्किट, फिल्टर सर्किट और स्थिर वोल्टेज सर्किट को स्थिर बिजली आपूर्ति के आवश्यक तीन भाग माना जाता है [1]।

रेक्टिफायर सर्किट प्रत्यावर्ती धारा को स्पंदित प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित करने के लिए यूनिडायरेक्शनल प्रवाहकीय उपकरणों का उपयोग करता है। स्पंदित प्रत्यक्ष धारा सुचारू नहीं होती है और इसमें बड़ी मात्रा में प्रत्यावर्ती धारा होती है।

फ़िल्टर सर्किट स्पंदित प्रत्यक्ष धारा को अपेक्षाकृत सपाट प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित करने के लिए ऊर्जा भंडारण तत्व का उपयोग करता है। फ़िल्टर सर्किट के अलग-अलग प्रदर्शन के कारण, हालांकि अधिकांश प्रत्यावर्ती धारा घटकों को फ़िल्टर किया जा सकता है, लेकिन उन्हें पूरी तरह से फ़िल्टर नहीं किया जा सकता है।

सुधार और फ़िल्टरिंग के बाद वोल्टेज स्थिरीकरण सर्किट आउटपुट वोल्टेज को स्थिर करने और एसी घटक को न्यूनतम करने के लिए सर्किट के समायोजन फ़ंक्शन का उपयोग करता है। यह एसी घटक जिसे स्थिर वोल्टेज आउटपुट के साथ पूरी तरह से फ़िल्टर नहीं किया जा सकता है उसे रिपल वोल्टेज कहा जाता है।

डीसी विनियमित बिजली आपूर्ति के फ़िल्टर प्रदर्शन को चिह्नित करने के लिए, तरंग गुणांक की अवधारणा पेश की गई है [2-3]। तरंग गुणांक ψ को तरंग वोल्टेज प्रभावी मान वीआर और डीसी आउटपुट वोल्टेज वीओ के प्रतिशत मान के रूप में परिभाषित करें, अर्थात्:

डीसी बिजली आपूर्ति के स्थिर और शुद्ध आउटपुट का मूल्यांकन करने के लिए रिपल गुणांक एक महत्वपूर्ण सूचकांक है। उपरोक्त सूत्र के अनुसार, यह देखा जा सकता है कि तरंग गुणांक को खोजने के लिए तरंग वोल्टेज को मापने की आवश्यकता है।

2 बिजली आपूर्ति तरंग का मापन

बिजली आपूर्ति तरंग के सटीक माप के लिए आम तौर पर दो उपकरणों की आवश्यकता होती है, अर्थात् इलेक्ट्रॉनिक लोड (इलेक्ट्रॉनिक लोड) और डिजिटल स्टोरेज ऑसिलोस्कोप (डिजिटल स्टोरेज ऑसिलोस्कोप, डीएसओ)।

इलेक्ट्रॉनिक लोड वर्तमान को समायोजित करने के लिए सुविधाजनक है, और इसे आम तौर पर निरंतर प्रतिरोध मोड (सीआर) में सेट किया जाता है; डिजिटल स्टोरेज ऑसिलोस्कोप सीधे संपूर्ण तरंग तरंग को कैप्चर कर सकता है, संग्रहीत कर सकता है और इसे बढ़ा सकता है, और तरंग मान को पढ़ सकता है। तरंग कारक प्राप्त करने के लिए सूत्र में आस्टसीलस्कप रीडिंग को प्रतिस्थापित करें।

मापते समय, आपको निम्नलिखित दो बिंदुओं पर ध्यान देना चाहिए (ये दो बिंदु माप परिणामों की सटीकता के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं):

(1) डिजिटल स्टोरेज ऑसिलोस्कोप के प्रोब ग्राउंड वायर को अनप्लग किया जाना चाहिए और प्रोब असेंबली में ग्राउंड स्प्रिंग पिन से बदला जाना चाहिए। यह ग्राउंड लूप युग्मन को ईएमआई शोर में रोक सकता है और माप परिणाम को गलत बना सकता है।

जांच का ग्राउंड वायर बहुत लंबा है और लूप क्षेत्र बहुत बड़ा है, जिससे एक प्राप्त एंटीना बनता है, उच्च आवृत्ति अव्यवस्था या ईएमआई शोर को मापा सिग्नल में जोड़ा जाएगा।

(2) डिजिटल स्टोरेज ऑसिलोस्कोप को स्वयं सेटिंग्स को समायोजित करने की आवश्यकता होती है।

डिजिटल स्टोरेज ऑसिलोस्कोप को बिजली आपूर्ति से जुड़े अव्यवस्था को और अधिक फ़िल्टर करने के लिए एक अच्छी ग्राउंडिंग की आवश्यकता होती है; डीसी को ब्लॉक करने के लिए डिजिटल स्टोरेज ऑसिलोस्कोप के एसी कपलिंग का उपयोग करें, जिससे रिपल परीक्षण अधिक सहज और सटीक हो जाएगा;

सामान्य तरंग परीक्षण के लिए आवृत्ति को 20 मेगाहर्ट्ज से नीचे सीमित करने की आवश्यकता होती है, इसलिए डिजिटल स्टोरेज ऑसिलोस्कोप को उच्च आवृत्ति शोर को अलग करने के लिए 20 मेगाहर्ट्ज बैंडविड्थ सीमा को खोलना चाहिए।

बिजली आपूर्ति तरंग को दबाने के 3 तरीके

विनियमित बिजली आपूर्ति के आउटपुट वोल्टेज के तरंग को दबाने के लिए, आमतौर पर निम्नलिखित चार तरीकों को अपनाया जाता है: आरएलसी फ़िल्टरिंग विधि, सामान्य मोड फ़िल्टरिंग विधि, फेराइट चुंबकीय रिंग फ़िल्टरिंग विधि और तीन विधियों का संयोजन।

डीसी-डीसी बिजली आपूर्ति तरंग को दबाने के लिए फिल्टर सर्किट को प्रयोगात्मक सत्यापन के माध्यम से प्रदर्शित किया गया है। सत्यापन प्रयोग में, 48V इनपुट और 5V आउटपुट के साथ 100W DC-DC बिजली आपूर्ति का चयन किया जाता है, और मॉडल मीनवेल का SD{5}}C-5 है।

डिजिटल स्टोरेज ऑसिलोस्कोप GWINSTEK के GDS -1072B को चुनता है, बैंडविड्थ 70MHz है, सैंपलिंग दर 1GSa/s है, और प्रत्येक चैनल की स्टोरेज गहराई 10M है।

GWINSTEK से इलेक्ट्रॉनिक लोड PEL{0}} है, वोल्टेज रेंज 1.5V~150V है, वर्तमान रेंज 0~35A है, और पावर 175W है।

इस गणना के अनुसार, सर्किट में करंट 20A है। चित्र 3 पावर रिपल परीक्षण का कनेक्शन ब्लॉक आरेख है।

बिजली आपूर्ति तरंग को दबाने के प्रभाव को अधिक सहज और स्पष्ट बनाने के लिए, SD{0}}C-5 के फ़िल्टर सर्किट को पहले शॉर्ट-सर्किट किया जाता है, और इसके आउटपुट वोल्टेज के तरंग को मापा जाता है। यह प्राप्त किया जा सकता है कि बिजली आपूर्ति तरंग लगभग 85.6mVpp है, और प्रभावी मूल्य 48.2mVrms है।