பக்-பூஸ்ட் சுற்றுகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன

பக் மற்றும் பூஸ்ட் சுற்றுகள் பற்றி நாம் அனைவரும் அதிகம் கேள்விப்பட்டிருக்கிறோம், மேலும் இந்த சுற்றுகள் SMPS வடிவமைப்புகளில் உள்ளீட்டில் கொடுக்கப்பட்ட மின்னழுத்தத்தை முடுக்கிவிட அல்லது கீழே இறக்குவதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன என்பதை அறிவோம். இந்த தொழில்நுட்பத்தைப் பற்றிய சுவாரஸ்யமான விஷயம் என்னவென்றால், மேலேயுள்ள செயல்பாடுகளை மிகக் குறைவான வெப்ப உற்பத்தியுடன் அனுமதிக்கிறது, இது மிகவும் திறமையான மாற்றங்களுக்கு வழிவகுக்கிறது.

பக்-பூஸ்ட் என்றால் என்ன, அது எவ்வாறு இயங்குகிறது

முதல் தொழில்நுட்பத்தில் அதிக தொழில்நுட்பங்களை ஈடுபடுத்தாமல் கருத்தை கற்றுக்கொள்வோம், இதன்மூலம் ஒரு புதியவருக்கு கூட சரியாக பக் பூஸ்ட் கருத்து என்ன என்பதைப் புரிந்துகொள்வது எளிதாகிறது.

பக், பூஸ்ட் மற்றும் பக்-பூஸ்ட் என பெயரிடப்பட்ட மூன்று அடிப்படை இடவியல்களில், மூன்றாவது ஒன்று மிகவும் பிரபலமானது, ஏனெனில் இது உள்ளீட்டு பருப்புகளை மாற்றுவதன் மூலம் இரண்டு செயல்பாடுகளையும் (பக் பூஸ்ட்) ஒற்றை உள்ளமைவின் மூலம் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது.

பக்-பூஸ்ட் டோபாலஜியில் நாம் முதன்மையாக ஒரு மின்னணு மாறுதல் கூறு உள்ளது, இது ஒரு டிரான்சிஸ்டர் அல்லது மோஸ்ஃபெட் வடிவத்தில் இருக்கலாம். இந்த கூறு ஒருங்கிணைந்த ஆஸிலேட்டர் சுற்றுவட்டத்திலிருந்து துடிக்கும் சமிக்ஞை வழியாக மாற்றப்படுகிறது.

மேலே உள்ள மாறுதல் கூறு தவிர, சுற்றுக்கு ஒரு தூண்டல், ஒரு டையோடு மற்றும் ஒரு மின்தேக்கி ஆகியவை முக்கிய பொருட்களாக உள்ளன.

இந்த பகுதிகள் அனைத்தும் பின்வரும் வரைபடத்தில் காணக்கூடிய வடிவத்தில் அமைக்கப்பட்டுள்ளன:

மேலே உள்ள பக் பூஸ்ட் வரைபடத்தைக் குறிப்பிடுகையில், மோஸ்ஃபெட் என்பது பருப்புகளைப் பெறும் பகுதியாகும், இது இரண்டு நிபந்தனைகளின் கீழ் செயல்பட கட்டாயப்படுத்துகிறது: ஆன் ஸ்டேட் மற்றும் ஆஃப் ஸ்டேட்.

ஆன் மாநிலத்தின் போது உள்ளீட்டு மின்னோட்டம் மோஸ்ஃபெட் வழியாக ஒரு தெளிவான பாதையைப் பெறுகிறது மற்றும் உடனடியாக டையோடு தலைகீழ் சார்புடைய நிலையில் நிலைநிறுத்தப்படுவதால் தூண்டியின் குறுக்கே செல்ல முயற்சிக்கிறது.

அதன் உள்ளார்ந்த சொத்தின் காரணமாக தூண்டல் திடீரென மின்னோட்டத்தை ஏற்படுத்துவதை கட்டுப்படுத்த முயற்சிக்கிறது மற்றும் ஈடுசெய்யும் பதிலில் அதில் ஓரளவு மின்னோட்டத்தை சேமிக்கிறது.

இப்போது மோஸ்ஃபெட் முடக்கப்பட்டவுடன், அது உள்ளீட்டு மின்னோட்டத்தின் எந்தவொரு பத்தியையும் தடுக்கும் ஆஃப் மாநிலத்தின் கீழ் செல்கிறது.

கொடுக்கப்பட்ட அளவிலிருந்து பூஜ்ஜியத்திற்கு இந்த திடீர் மாற்றத்தை மீண்டும் தூண்டியால் சமாளிக்க முடியவில்லை, மேலும் இதை ஈடுசெய்யும் விதமாக, சுற்று அதன் வெளியீடு முழுவதும் டையோடு வழியாக அதன் சேமிக்கப்பட்ட மின்னோட்டத்தை கிக் ஆதரிக்கிறது.

செயல்பாட்டில் மின்னோட்டமும் மின்தேக்கியில் சேமிக்கப்படுகிறது.

மோஸ்ஃபெட்டின் அடுத்த ON நிலையில், தூண்டல் இருந்து மின்னோட்டம் கிடைக்காத நிலையில், சுழற்சி மேலே மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்படுகிறது, மின்தேக்கி சேமிக்கப்பட்ட ஆற்றலை வெளியீட்டில் வெளியேற்றுகிறது, இது வெளியீட்டை உகந்த அளவிற்கு நிலையானதாக வைத்திருக்க உதவுகிறது.

வெளியீட்டில் BUCK அல்லது BOOST முடிவுகளை எந்த காரணி தீர்மானிக்கிறது என்று நீங்கள் யோசிக்கிறீர்களா? இது மிகவும் எளிது, இது மோஸ்ஃபெட் ஆன் மாநிலத்தில் அல்லது ஆஃப் மாநிலத்தில் எவ்வளவு காலம் தங்க அனுமதிக்கப்படுகிறது என்பதைப் பொறுத்தது.

சரியான நேரத்தில் மொஸ்ஃபெட்களின் அதிகரிப்புடன், சுற்று ஒரு பூஸ்ட் மாற்றியாக மாற்றத் தொடங்குகிறது, அதே நேரத்தில் மொஸ்ஃபெட்டுகள் OFF நேரத்தை அதன் நேரத்தைத் தாண்டினால், பக் மாற்றி போல செயல்படுகிறது.

இதனால் ஒரே சுற்று முழுவதும் தேவையான மாற்றங்களைப் பெறுவதற்கு உகந்த PWM சுற்று மூலம் மோஸ்ஃபெட்டுக்கான உள்ளீட்டை உருவாக்க முடியும்.

SMPS சுற்றுகளில் பக் / பூஸ்ட் டோபாலஜியை ஆராய்வது தொழில்நுட்ப ரீதியாக:

மேலே உள்ள பிரிவில் விவாதிக்கப்பட்டபடி, சுவிட்ச் பயன்முறை மின்சாரம் மூலம் பிரபலமாகப் பயன்படுத்தப்படும் மூன்று அடிப்படை இடவியல் பக், பூஸ்ட் மற்றும் பக் பூஸ்ட் ஆகும்.

இவை அடிப்படையில் தனிமைப்படுத்தப்படாதவை, இதில் உள்ளீட்டு சக்தி நிலை வெளியீட்டு சக்தி பிரிவுடன் பொதுவான தளத்தைப் பகிர்ந்து கொள்கிறது. நிச்சயமாக நாம் மிகவும் அரிதாக இருந்தாலும் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட பதிப்புகளைக் காணலாம்.

மேலே வெளிப்படுத்தப்பட்ட மூன்று இடவியல் அவற்றின் பிரத்யேக பண்புகளைப் பொறுத்து தனித்தனியாக வேறுபடுத்தப்படலாம். பண்புகள் நிலையான நிலை மின்னழுத்த மாற்று விகிதங்கள், உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டு நீரோட்டங்களின் தன்மை மற்றும் வெளியீட்டு மின்னழுத்த சிற்றலை ஆகியவற்றின் தன்மை என அடையாளம் காணப்படலாம்.

கூடுதலாக, வெளியீட்டு மின்னழுத்த செயலாக்கத்திற்கான கடமை சுழற்சியின் அதிர்வெண் பதிலை முக்கியமான பண்புகளில் ஒன்றாகக் கருதலாம்.

மேலே குறிப்பிடப்பட்ட மூன்று இடவியல்களில், பக்-பூஸ்ட் டோபாலஜி மிகவும் விரும்பத்தக்கது, ஏனெனில் இது வெளியீடு உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தை (பக் பயன்முறை) விட குறைவாக மின்னழுத்தங்களை வேலை செய்ய அனுமதிக்கிறது மற்றும் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்திற்கு (மின்னழுத்த முறை) மேலே மின்னழுத்தங்களை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது.

இருப்பினும் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை உள்ளீட்டிலிருந்து எதிர் துருவமுனைப்புடன் எப்போதும் பெறலாம், இது எந்தவொரு சிக்கலையும் உருவாக்காது.

பக் பூஸ்ட் மாற்றிக்கு பயன்படுத்தப்படும் உள்ளீட்டு மின்னோட்டம் தொடர்புடைய சக்தி சுவிட்ச் (Q1) மாறுவதால் ஒரு துடிக்கும் மின்னோட்டத்தின் வடிவமாகும்.

ஒவ்வொரு துடிப்பு சுழற்சியின் போதும் தற்போதைய மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியத்திலிருந்து எல் வரை மாறுகிறது. வெளியீட்டிற்கும் இதுவே பொருந்தும், மேலும் ஒரு திசையில் மட்டுமே செயல்படும் தொடர்புடைய டையோடு காரணமாக ஒரு துடிப்பு மின்னோட்டத்தைப் பெறுகிறோம், இது மாறுதல் சுழற்சியின் போது ஆன் மற்றும் ஆஃப் துடிக்கும் சூழ்நிலையை ஏற்படுத்துகிறது .

சுவிட்ச் சுழற்சிகளின் போது டையோடு சுவிட்ச் ஆஃப் அல்லது தலைகீழ் சார்புடைய நிலையில் இருக்கும்போது ஈடுசெய்யும் மின்னோட்டத்தை வழங்க மின்தேக்கி பொறுப்பாகும்.

இந்த கட்டுரை தொடர்ச்சியான பயன்முறையில் பக்-பூஸ்ட் மாற்றியின் நிலையான நிலை செயல்பாட்டை விளக்குகிறது மற்றும் முன்மாதிரியான அலைவடிவங்களுடன் இடைவிடாத-பயன்முறை செயல்பாட்டை விளக்குகிறது.

PWM சுவிட்ச் வடிவமைப்பை அறிமுகப்படுத்திய பின்னர் கடமை-சுழற்சி-க்கு-வெளியீடு மின்னழுத்த பரிமாற்ற செயல்பாடு வழங்கப்படுகிறது.

படம் 1 ஒரு டிரைவ் சர்க்யூட் பிளாக் சேர்க்கப்பட்ட பக்-பூஸ்ட் பவர் ஸ்டேஜின் எளிமையான திட்டமாகும். சக்தி சுவிட்ச், Q1, ஒரு n- சேனல் MOSFET ஆகும். வெளியீட்டு டையோடு CR1 ஆகும்.

தூண்டல், எல் மற்றும் மின்தேக்கி, சி, திறமையான வெளியீட்டு வடிகட்டலை உருவாக்குகின்றன. மின்தேக்கி ESR, RC, (சமமான தொடர் எதிர்ப்பு) மற்றும் தூண்டல் DC எதிர்ப்பு, RL ஆகியவை அனைத்தும் பகுப்பாய்வு செய்யப்படுகின்றன. மின்தடை, ஆர், சக்தி நிலை வெளியீட்டால் அடையாளம் காணப்பட்ட சுமைக்கு ஒத்திருக்கிறது.

பக்-பூஸ்ட் பவர் கட்டத்தின் வழக்கமான செயல்பாட்டின் போது, ​​க்யூ 1 தொடர்ந்து கட்டுப்பாட்டு சுற்று மூலம் நிர்வகிக்கப்படும் மற்றும் ஆஃப்-டைம்களுடன் தொடர்ந்து இயக்கப்படுகிறது மற்றும் அணைக்கப்படுகிறது.

இந்த மாறுதல் நடத்தை Q1, CR1 மற்றும் L சந்திப்பில் உள்ள பருப்புச் சங்கிலியை அனுமதிக்கிறது.

தூண்டல், எல், வெளியீட்டு மின்தேக்கியுடன் இணைக்கப்பட்டிருந்தாலும், சி, சிஆர் 1 மட்டுமே நடத்தினால், வெற்றிகரமான எல் / சி வெளியீட்டு வடிகட்டி நிறுவப்படுகிறது. இது டி.சி வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை விளைவிக்க பருப்புகளின் அடுத்தடுத்து சுத்தம் செய்கிறது.

பக்-பூஸ்ட் நிலை நிலையான-மாநில பகுப்பாய்வு

ஒரு சக்தி நிலை தொடர்ச்சியான அல்லது இடைவிடாத தூண்டல் தற்போதைய அமைப்பில் செயல்படலாம். தொடர்ச்சியான தூண்டல் நடப்பு பயன்முறை நிலையான-நிலை செயல்பாட்டில் மாறுதல் வரிசைக்கு மேல் தூண்டியில் தொடர்ச்சியாக மின்னோட்டத்தால் அடையாளம் காணப்படுகிறது.

மாறுதல் சுழற்சியின் ஒரு பகுதிக்கு தூண்டல் மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியமாக இருப்பதன் மூலம் இடைவிடாத தூண்டல் தற்போதைய பயன்முறை அடையாளம் காணப்படுகிறது. இது பூஜ்ஜியத்தில் தொடங்குகிறது, அதிகபட்ச மதிப்புக்கு நீட்டிக்கப்படுகிறது, மேலும் ஒவ்வொரு மாறுதல் முறையின் போதும் பூஜ்ஜியத்திற்கு மீண்டும் வருகிறது.

இரண்டு தனித்துவமான முறைகள் பின்னர் மிகப் பெரிய விவரங்களில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளன மற்றும் மதிப்பிடப்பட்ட சுமைகளின் திறன் வழங்கப்படுவதால் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட செயல்பாட்டு முறையைத் தக்கவைக்க தூண்டல் மதிப்பிற்கான மாதிரி பரிந்துரைகள். ஆற்றல் நிலை அதிர்வெண் மறுமொழி இரண்டு தனித்துவமான செயல்பாட்டு நுட்பங்களுக்கிடையில் கணிசமாக மாற்றப்படுவதால், ஒரு மாற்றி அதன் முன்னறிவிக்கப்பட்ட செயல்பாட்டு சூழ்நிலைகளில் மட்டுமே ஒற்றை வடிவத்தில் இருப்பது சாதகமானது.

இந்த மதிப்பீட்டின் மூலம், ஒரு n- சேனல் சக்தி MOSFET பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் FET ஐ மாற்ற கட்டுப்பாட்டு சுற்று மூலம் Q1 இன் மூல முனையங்களுக்கு VGS (ON) என்ற நேர்மறை மின்னழுத்தம் வழங்கப்படுகிறது. ஒரு n- சேனல் FET ஐப் பயன்படுத்துவதன் நன்மை அதன் குறைந்த RDS (ஆன்) ஆகும், இருப்பினும் கட்டுப்பாட்டு சுற்று தந்திரமானது, ஏனெனில் இடைநிறுத்தப்பட்ட இயக்கி அவசியமாகிறது. ஒரே மாதிரியான தொகுப்பு பரிமாணங்களுக்கு, ஒரு பி-சேனல் FET அதிக RDS (ஆன்) ஐக் கொண்டுள்ளது, இருப்பினும் பொதுவாக மிதக்கும் இயக்கி சுற்று தேவையில்லை.

டிரான்சிஸ்டர் Q1 மற்றும் டையோடு CR1 ஆகியவை a, p, மற்றும் c எனக் குறிக்கப்பட்ட டெர்மினல்களுடன் ஒரு கோடு கோடு அவுட்லைன் உள்ளே விளக்கப்பட்டுள்ளன. இது பக்-பூஸ்ட் பவர் ஸ்டேஜ் மாடலிங் பகுதியில் முழுமையாக விவாதிக்கப்படுகிறது.

பக்-பூஸ்ட் நிலையான-நிலை தொடர்ச்சியான கடத்தல் முறை பகுப்பாய்வு

தொடர்ச்சியான கடத்தல் முறையில் நிலையான-நிலை செயல்பாட்டில் பணிபுரியும் பக் பூஸ்ட் பற்றிய விளக்கம் பின்வருகிறது. தொடர்ச்சியான கடத்தல் முறை பக்-பூஸ்ட் சக்தி நிலைக்கு மின்னழுத்த உருமாற்ற உறவின் வழித்தோன்றலை முன்வைப்பதே இந்த பிரிவின் முதன்மை நோக்கமாகும்.

வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் கடமை சுழற்சி மற்றும் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தால் தீர்மானிக்கப்படுவதை இது குறிக்கிறது என்பதால், இது மாறாக, உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் மற்றும் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தைப் பொறுத்து கடமை சுழற்சியை எவ்வாறு தீர்மானிக்க முடியும் என்பதைக் குறிக்கிறது.

நிலையான நிலை என்றால் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம், வெளியீட்டு மின்னழுத்தம், வெளியீட்டு சுமை மின்னோட்டம் மற்றும் கடமை-சுழற்சி ஆகியவை மாறுபடுவதற்கு மாறாக நிலையானவை. நிலையான-நிலை அளவைக் குறிக்க மாறி எழுத்துக்கள் வழக்கமாக மாறி லேபிள்களுக்கு வழங்கப்படுகின்றன. தொடர்ச்சியான கடத்தல் பயன்முறையில், பக்-பூஸ்ட் மாற்றி ஒரு மாறுதல் சுழற்சிக்கு இரண்டு மாநிலங்களை எடுக்கும்.

ஒவ்வொரு முறையும் Q1 இயக்கத்தில் இருக்கும்போது CR1 முடக்கத்தில் உள்ளது. Q1 OFF மற்றும் CR1 இயக்கத்தில் இருக்கும் ஒவ்வொரு முறையும் OFF மாநிலம். ஒரு சுலபமான நேரியல் சுற்று ஒவ்வொரு மாநிலத்தின் போதும் சுற்றுக்குள்ள சுவிட்சுகள் அவற்றின் பொருந்தும் சுற்றுக்கு மாற்றாக இருக்கும் இரண்டு மாநிலங்களில் ஒவ்வொன்றையும் குறிக்கும். இரண்டு நிபந்தனைகளுக்கான சுற்று வரைபடம் படம் 2 இல் வழங்கப்பட்டுள்ளது.

ON நிபந்தனையின் காலம் D × TS = TON ஆகும், இதில் D என்பது கடமை சுழற்சி ஆகும், இது டிரைவ் சர்க்யூட் மூலம் நிர்ணயிக்கப்படுகிறது, இது சுவிட்ச் ON காலத்தின் விகிதத்தின் வடிவத்தில் ஒற்றை முழு மாறுதல் வரிசையின் காலத்திற்கு சித்தரிக்கப்படுகிறது, Ts.

OFF மாநிலத்தின் நீளம் TOFF என அழைக்கப்படுகிறது. தொடர்ச்சியான கடத்தல் பயன்முறையில் ஒரு மாறுதல் சுழற்சிக்கு ஒரு சில நிபந்தனைகளை ஒருவர் காணலாம் என்பதால், TOFF (1 - D) × TS க்கு சமம். அளவு (1 - D) எப்போதாவது டி ’என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த காலங்கள் படம் 3 இல் உள்ள அலைவடிவங்களுடன் ஒன்றாக வழங்கப்படுகின்றன.

படம் 2 ஐப் பார்க்கும்போது, ​​ON மாநிலத்தின் போக்கில், Q1 அதன் வடிகால் முதல் மூலத்திற்கு RDS (on) குறைக்கப்பட்ட எதிர்ப்பை வழங்குகிறது மற்றும் VDS = IL × RDS (on) இன் சிறிய மின்னழுத்த வீழ்ச்சியை வெளிப்படுத்துகிறது.

கூடுதலாக, IL × RL க்கு சமமான தூண்டியின் dc எதிர்ப்பில் ஒரு சிறிய மின்னழுத்த வீழ்ச்சி உள்ளது.

இதன்மூலம், உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம், VI, கழித்தல் பற்றாக்குறைகள், (VDS + IL × RL), தூண்டியின் குறுக்கே வைக்கப்படுகின்றன, L. CR1 இந்த காலகட்டத்தில் முடக்கப்பட்டுள்ளது, ஏனெனில் இது தலைகீழ் சார்புடையதாக இருக்கும்.

தூண்டல் மின்னோட்டம், IL, உள்ளீட்டு விநியோகத்திலிருந்து VI, Q1 வழியாகவும் தரையில் செல்கிறது. ON மாநிலத்தின் போக்கில், தூண்டியின் குறுக்கே வைக்கப்படும் மின்னழுத்தம் நிலையானது மற்றும் VI - VDS - IL × RL போன்றது.

படம் 2 இல் வழங்கப்பட்ட தற்போதைய IL க்கான துருவமுனைப்பு விதிமுறையைப் பின்பற்றி, செயல்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தத்தின் காரணமாக தூண்டல் மின்னோட்டம் அதிகரிக்கிறது. மேலும், பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தம் அடிப்படையில் சீரானது என்பதால், தூண்டல் மின்னோட்டம் நேர்கோட்டுடன் உயர்கிறது. TON இன் போக்கில் தூண்டல் மின்னோட்டத்தின் இந்த ஊக்கமானது படம் 3 இல் வரையப்பட்டுள்ளது.

நன்கு அறியப்பட்ட சூத்திரத்தின் ஒரு வடிவத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் தூண்டல் மின்னோட்டம் அதிகரிக்கும் நிலை பொதுவாக தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

ON நிலையின் போக்கில் தூண்டல் தற்போதைய உயர்வு பின்வருமாறு வழங்கப்படுகிறது:

இந்த அளவு, ΔIL (+), தூண்டல் சிற்றலை மின்னோட்டம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த இடைவெளியின் மூலம், வெளியீட்டு சுமை மின்னோட்டத்தின் ஒவ்வொரு பிட்டும் வெளியீட்டு மின்தேக்கி, சி.

படம் 2 ஐக் கொண்டு, Q1 முடக்கத்தில் இருக்கும்போது, ​​அதன் வடிகால் முதல் மூலத்திற்கு அதிகரித்த மின்மறுப்பை இது வழங்குகிறது.

இதன் விளைவாக, தூண்டல் L இல் இயங்கும் மின்னோட்டத்தை உடனடியாக சரிசெய்ய முடியாததால், தற்போதைய Q1 இலிருந்து CR1 க்கு மாறுகிறது. குறைக்கும் தூண்டல் மின்னோட்டத்தின் விளைவாக, திருத்தி CR1 முன்னோக்கி சார்புடையதாக மாறி, இயக்கப்படும் வரை தூண்டியின் குறுக்கே உள்ள மின்னழுத்தம் துருவமுனைப்பை மாற்றுகிறது.

எல் முழுவதும் இணைக்கப்பட்ட மின்னழுத்தம் (VO - Vd - IL × RL) ஆக மாறுகிறது, இதில் அளவு, Vd, CR1 இன் முன்னோக்கி மின்னழுத்த வீழ்ச்சி ஆகும். தூண்டல் மின்னோட்டம், IL, இந்த கட்டத்தில் வெளியீட்டு மின்தேக்கி மற்றும் சுமை மின்தடை ஏற்பாட்டிலிருந்து CR1 வழியாகவும் எதிர்மறை கோட்டிலும் செல்கிறது.

CR1 இன் சீரமைப்பு மற்றும் தூண்டியில் தற்போதைய சுழற்சியின் பாதை ஆகியவை வெளியீட்டு மின்தேக்கி மற்றும் சுமை மின்தடையக் குழுவில் தற்போதைய இயக்கம் VO ஐ ஒரு மைனஸ் மின்னழுத்தமாக வழிநடத்துகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. OFF நிலையின் போக்கில், தூண்டியின் குறுக்கே இணைக்கப்பட்ட மின்னழுத்தம் நிலையானது மற்றும் (VO - Vd - IL × RL) போன்றது.

இதேபோல் எங்கள் துருவமுனைப்பு மாநாட்டைப் பாதுகாத்து, இந்த இணைக்கப்பட்ட மின்னழுத்தம் கழித்தல் (அல்லது ஒரு நேரத்தின் போது இணைக்கப்பட்ட மின்னழுத்தத்திலிருந்து துருவமுனைப்பில் தலைகீழ்), வெளியீட்டு மின்னழுத்த VO எதிர்மறையாக இருப்பதால்.

ஆகையால், தூண்டல் மின்னோட்டம் OFF நேரம் முழுவதும் குறைகிறது. மேலும், இணைக்கப்பட்ட மின்னழுத்தம் அடிப்படையில் நிலையானது என்பதால், தூண்டல் மின்னோட்டம் நேர்கோட்டுடன் குறைகிறது. TOFF இன் போக்கில் தூண்டல் மின்னோட்டத்தின் இந்த குறைப்பு படம் 3 இல் கோடிட்டுக் காட்டப்பட்டுள்ளது.

OFF நிலைமை மூலம் தூண்டல் தற்போதைய குறைப்பு வழங்குவது:

இந்த அளவு, ΔIL (-), தூண்டல் சிற்றலை மின்னோட்டம் என்று அழைக்கப்படலாம். நிலையான நிலை சூழ்நிலைகளில், தற்போதைய உயர்வு, ΔIL (+), ON நேரத்தின் போக்கில் மற்றும் OFF நேரத்தின் மூலம் தற்போதைய குறைப்பு, ΔIL (-), ஒரே மாதிரியாக இருக்க வேண்டும்.

இல்லையெனில், தூண்டல் மின்னோட்டமானது சுழற்சியிலிருந்து சுழற்சிக்கு ஒட்டுமொத்த ஊக்கத்தையோ அல்லது குறைப்பையோ வழங்கக்கூடும், அது ஒரு நிலையான நிலை சூழ்நிலையாக இருக்காது.

எனவே, இந்த இரண்டு சமன்பாடுகளும் சமன்படுத்தப்படலாம் மற்றும் தொடர்ச்சியான கடத்தல் வடிவத்தை பக்-பூஸ்ட் மின்னழுத்த மாற்றம்-ஓவர் இணைப்பைப் பெறுவதற்கு VO க்கு வேலை செய்யலாம்:

VO க்காக தீர்மானித்தல்:

அத்துடன், TON + TOFF க்கு TS ஐ மாற்றுதல், மற்றும் D = TON / TS மற்றும் (1 - D) = TOFF / TS ஐப் பயன்படுத்துதல், VO க்கான நிலையான-நிலை சமன்பாடு:

மேலே உள்ளவற்றை எளிதாக்குவதில், TON + TOFF TS ஐ ஒத்ததாக இருக்க வேண்டும் என்பதைக் கவனியுங்கள். தொடர்ச்சியான கடத்தல் பயன்முறையில் மட்டுமே இது உண்மையானதாக இருக்க முடியும், ஏனெனில் இடைவிடாத கடத்தல் முறை மதிப்பீட்டில் நாம் கண்டறியப் போகிறோம். இந்த கட்டத்தில் ஒரு அத்தியாவசிய ஆய்வு செய்யப்பட வேண்டும்:

ΔIL இன் இரண்டு மதிப்புகளை ஒருவருக்கொருவர் சமமாக சரிசெய்வது தூண்டியின் வோல்ட்-விநாடிகளை சமன் செய்வதற்கு சமம். தூண்டியில் பயன்படுத்தப்படும் வோல்ட்-விநாடிகள் பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தத்தின் தயாரிப்பு மற்றும் மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும் காலம்.

பொதுவான சுற்று அளவுருக்கள் தொடர்பாக அடையாளம் காணப்படாத அளவுகளை மதிப்பிடுவதற்கு இது மிகவும் பயனுள்ள வழியாகும், மேலும் இந்த அணுகுமுறை இந்த கட்டுரையில் அடிக்கடி பயன்படுத்தப்பட உள்ளது. தூண்டியின் மீது வோல்ட்-வினாடி உறுதிப்படுத்தல் என்பது இயற்கையான தேவை, மேலும் ஓம்ஸ் சட்டமாக குறைந்தபட்சம் கூடுதலாக உணரப்பட வேண்டும்.

ΔIL (+) மற்றும் ΔIL (-) க்கான மேலேயுள்ள சமன்பாடுகளில், வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் ஒரு ஏசி சிற்றலை மின்னழுத்தம் இல்லாமல் ON நேரம் மற்றும் OFF காலம் முழுவதும் சீரானதாக இருக்க வேண்டும்.

இது ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட எளிமைப்படுத்தல் மற்றும் இரண்டு தனிப்பட்ட விளைவுகளை ஏற்படுத்துகிறது. முதலாவதாக, வெளியீட்டு மின்தேக்கி அதன் மின்னழுத்த மாற்றம் மிகக் குறைவானது என்று போதுமானதாக இருக்கும் என்று நம்பப்படுகிறது.

இரண்டாவதாக, மின்தேக்கி ஈ.எஸ்.ஆர் மின்னழுத்தம் கூடுதலாகக் கருதப்படுகிறது. ஏசி சிற்றலை மின்னழுத்தம் நிச்சயமாக வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தின் டிசி பகுதியை விட கணிசமாகக் குறைவாக இருக்கும் என்பதால் இத்தகைய அனுமானங்கள் முறையானவை.

VO க்கான மேற்கண்ட மின்னழுத்த மாற்றமானது, கடமை சுழற்சியை நன்றாகச் சரிசெய்வதன் மூலம் VO ஐ மாற்றியமைக்க முடியும் என்ற உண்மையை நிரூபிக்கிறது, D.

டி பூஜ்ஜியத்திற்கு அருகில் வந்து, டி 1 க்கு அருகில் வரும்போது விதிக்கப்படாமல் உயரும் என்பதால் இந்த இணைப்பு பூஜ்ஜியத்திற்கு அருகில் ஈர்க்கிறது. ஒரு பொதுவான எளிமைப்படுத்தல் வி.டி.எஸ், வி.டி மற்றும் ஆர்.எல். VDS, Vd, மற்றும் RL ஐ பூஜ்ஜியமாக நிறுவுதல், மேலே உள்ள சூத்திரம் கவனிக்கத்தக்கது:

சுற்று செயல்பாட்டைக் காண்பிப்பதற்கான குறைவான சிக்கலான, தரமான முறையானது தூண்டியை ஒரு சக்தி சேமிப்பக பகுதியாக சிந்திக்க வேண்டும். Q1 இயங்கும் ஒவ்வொரு முறையும், தூண்டியின் மீது ஆற்றல் ஊற்றப்படுகிறது.

Q1 முடக்கத்தில் இருக்கும்போது, ​​தூண்டல் அதன் ஆற்றலின் ஒரு பகுதியை வெளியீட்டு மின்தேக்கி மற்றும் சுமைக்கு வழங்குகிறது. Q1 இன் நேரத்தை நிறுவுவதன் மூலம் வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. உதாரணமாக, Q1 இன் நேரத்தை உயர்த்துவதன் மூலம், தூண்டிக்கு அனுப்பப்படும் சக்தியின் அளவு பெருக்கப்படுகிறது.

கூடுதல் ஆற்றல் பின்னர் Q1 இன் இனிய நேரத்தின் போது வெளியீட்டிற்கு அனுப்பப்படுகிறது, இதனால் வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் அதிகரிக்கும். பக் சக்தி நிலைக்கு மாறாக, தூண்டல் மின்னோட்டத்தின் வழக்கமான அளவு வெளியீட்டு மின்னோட்டத்திற்கு சமமாக இருக்காது.

தூண்டல் மின்னோட்டத்தை வெளியீட்டு மின்னோட்டத்துடன் இணைக்க, புள்ளிவிவரங்கள் 2 மற்றும் 3 ஐப் பார்க்கும்போது, ​​மின் கட்டத்தின் ஆஃப் நிலையில் இருக்கும்போது மட்டுமே வெளியீட்டிற்கான தூண்டல் மின்னோட்டத்தைக் கவனியுங்கள்.

வெளியீட்டு மின்தேக்கியில் தோராயமான மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியத்திற்கு சமமாக இருக்க வேண்டும் என்பதால் முழு மாறுதல் வரிசையில் சராசரியாக இந்த மின்னோட்டம் வெளியீட்டு மின்னோட்டத்திற்கு சமம்.

தொடர்ச்சியான பயன்முறை பக்-பூஸ்ட் பவர் ஸ்டேஜிற்கான சராசரி தூண்டல் மின்னோட்டத்திற்கும் வெளியீட்டு மின்னோட்டத்திற்கும் இடையிலான இணைப்பு வழங்கப்படுகிறது:

மற்றொரு குறிப்பிடத்தக்க கண்ணோட்டம் என்னவென்றால், வழக்கமான தூண்டல் மின்னோட்டம் வெளியீட்டு மின்னோட்டத்திற்கு விகிதாசாரமாகும், மேலும் தூண்டல் சிற்றலை மின்னோட்டம், ΔIL, வெளியீட்டு சுமை மின்னோட்டத்துடன் தொடர்பில்லாததால், தூண்டல் மின்னோட்டத்தின் குறைந்தபட்ச மற்றும் மிக உயர்ந்த மதிப்புகள் சராசரி தூண்டல் மின்னோட்டத்தை துல்லியமாக பின்பற்றுகின்றன.

ஒரு எடுத்துக்காட்டுக்கு, சுமை மின்னோட்டக் குறைப்பு காரணமாக சராசரி தூண்டல் மின்னோட்டம் 2A ஆகக் குறைந்துவிட்டால், அந்த விஷயத்தில் தூண்டல் மின்னோட்டத்தின் மிகக் குறைந்த மற்றும் உயர்ந்த மதிப்புகள் 2A ஆல் குறைகின்றன (தொடர்ச்சியான கடத்தல் பயன்முறையைப் பாதுகாத்து).

தொடர்ச்சியான தூண்டல் தற்போதைய பயன்முறையில் பக்-பூஸ்ட் பவர் ஸ்டேஜ் செயல்பாட்டிற்காக தற்போதைய மதிப்பீடு இருந்தது. பின்வரும் பிரிவு இடைவிடாத கடத்தல் பயன்முறையில் நிலையான-நிலை செயல்பாட்டின் விளக்கமாகும். முதன்மை விளைவு என்பது இடைவிடாத கடத்தல் முறை பக்-பூஸ்ட் சக்தி நிலைக்கு மின்னழுத்த மாற்று உறவின் வழித்தோன்றல் ஆகும்.

பக்-பூஸ்ட் நிலையான-நிலை இடைவிடாத கடத்தல் முறை மதிப்பீடு

சுமை மின்னோட்டம் குறைக்கப்பட்டு, கடத்தல் முறை தொடர்ச்சியாக இருந்து இடைவிடாமல் மாறும்போது என்ன நிகழ்கிறது என்பதை இந்த கட்டத்தில் ஆராய்வோம்.

தொடர்ச்சியான கடத்தல் பயன்முறையை நினைவில் கொள்ளுங்கள், சராசரி தூண்டல் மின்னோட்டம் வெளியீட்டு மின்னோட்டத்தை பின் தொடர்கிறது, அதாவது வெளியீட்டு மின்னோட்டம் குறைந்துவிட்டால், அந்த விஷயத்தில் சராசரி தூண்டல் மின்னோட்டம் இருக்கும்.

தவிர, தூண்டல் மின்னோட்டத்தின் மிகக் குறைந்த மற்றும் மிக உயர்ந்த சிகரங்கள் சராசரி தூண்டல் மின்னோட்டத்தை துல்லியமாகப் பின்தொடர்கின்றன. வெளியீட்டு சுமை மின்னோட்டம் அடிப்படை நடப்பு மட்டத்திற்கு கீழே குறைந்துவிட்டால், மாறுதல் வரிசையின் ஒரு பகுதிக்கு தூண்டல் மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியமாக இருக்கும்.

படம் 3 இல் வழங்கப்பட்ட அலைவடிவங்களிலிருந்து இது தெளிவாகத் தெரியும், ஏனெனில் சிற்றலை மின்னோட்டத்தின் உச்சநிலை முதல் உச்ச நிலை வரை வெளியீட்டு சுமை மின்னோட்டத்துடன் மாற்ற முடியாது.

ஒரு பக்-பூஸ்ட் பவர் கட்டத்தில், தூண்டல் மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியத்திற்குக் கீழே முயற்சித்தால், அது வெறுமனே பூஜ்ஜியத்தில் நிறுத்தப்படும் (சிஆர் 1 இல் ஒருதலைப்பட்ச நடப்பு இயக்கம் காரணமாக) மற்றும் அடுத்தடுத்த மாறுதல் செயலின் ஆரம்பம் வரை அங்கேயே தொடர்கிறது. இந்த வேலை முறை இடைவிடாத கடத்தல் முறை என அழைக்கப்படுகிறது.

தொடர்ச்சியான கடத்தல் வடிவமைப்பில் 2 மாநிலங்களுக்கு மாறாக ஒவ்வொரு சுவிட்ச் சுழற்சியின் மூலமும் பக் பூஸ்ட் சர்க்யூட்டின் ஒரு சக்தி நிலை வேலை மூன்று தனித்துவமான மாநிலங்களைக் கொண்டுள்ளது.

தொடர்ச்சியான மற்றும் இடைவிடாத அமைப்புகளுக்கு இடையில் சுற்றளவில் சக்தி நிலை இருக்கும் தூண்டல் தற்போதைய நிலை படம் 4 இல் வழங்கப்பட்டுள்ளது.

இதில் தூண்டல் மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியமாக சரிகிறது, அதே நேரத்தில் பின்வரும் மாறுதல் சுழற்சி மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியத்தை அடைந்தவுடன் தொடங்குகிறது. IO மற்றும் IL இன் மதிப்புகள் படம் 4 இல் அமைக்கப்பட்டிருப்பதைக் கவனியுங்கள், ஏனெனில் IO மற்றும் IL ஆகியவை எதிர்க்கும் துருவமுனைப்புகளைக் கொண்டுள்ளன.

வெளியீட்டு சுமை மின்னோட்டத்தை தொலைவில் குறைப்பது சக்தி கட்டத்தை இடைவிடாத கடத்தல் வடிவமாக அமைக்கிறது. இந்த நிலை படம் 5 இல் வரையப்பட்டுள்ளது.

பக்-பூஸ்ட் பவர் ஸ்டேஜ் மாடலிங் பிரிவில் வழங்கப்படும் தொடர்ச்சியான பயன்முறை அதிர்வெண் பதிலில் இருந்து இடைவிடாத பயன்முறை நிலை நிலை அதிர்வெண் பதில் மிகவும் வேறுபட்டது. கூடுதலாக, இந்த பக்க வழித்தோன்றலில் வழங்கப்பட்டபடி வெளியீட்டு இணைப்பிற்கான உள்ளீடு மிகவும் மாறுபட்டது:

இடைவிடாத கடத்தல் பயன்முறையின் பக்-பூஸ்ட் பவர் ஸ்டேஜ் மின்னழுத்த மாற்றம்-ஓவர் விகிதத்தின் வழித்தோன்றலைத் தொடங்க, இடைவிடாத கடத்தல் முறை செயல்பாட்டின் மூலம் மாற்றி கருதும் மூன்று தனித்துவமான நிலைகள் உங்களிடம் உள்ளன என்பதை நினைவில் கொள்க.

Q1 இயக்கத்தில் இருக்கும்போது மற்றும் CR1 முடக்கப்பட்டிருக்கும் போது ON மாநிலம். Q1 OFF மற்றும் CR1 இயக்கத்தில் இருக்கும்போது OFF மாநிலம். ஒவ்வொரு Q1 மற்றும் CR1 முடக்கத்தில் இருக்கும்போது IDLE நிபந்தனை. ஆரம்ப இரண்டு நிபந்தனைகள் தொடர்ச்சியான பயன்முறை நிலைமை போன்றவை மற்றும் படம் 2 இன் சுற்றுகள் அந்த TOFF ≠ (1 - D) × TS ஐத் தவிர பொருத்தமானவை. மீதமுள்ள மாறுதல் வரிசை IDLE நிலை.

கூடுதலாக, வெளியீட்டு தூண்டியின் டி.சி எதிர்ப்பு, வெளியீட்டு டையோடு முன்னோக்கி மின்னழுத்த வீழ்ச்சி, அத்துடன் சக்தி MOSFET ON-state மின்னழுத்த வீழ்ச்சி பொதுவாக கவனிக்க போதுமானதாக இருக்க வேண்டும்.

ON மாநிலத்தின் கால அளவு TON = D × TS ஆகும், இங்கு D என்பது கடமை சுழற்சி, கட்டுப்பாட்டு சுற்று மூலம் சரி செய்யப்படுகிறது, இது ஒரு முழு மாறுதல் வரிசையின் நேரத்திற்கான நேரத்தின் விகிதமாக குறிக்கப்படுகிறது, Ts. OFF நிலையின் நீளம் TOFF = D2 × TS. IDLE காலம் என்பது சுவிட்ச் வடிவத்தின் மீதமுள்ள TS - TON - TOFF = D3 × TS என வழங்கப்படுகிறது. இந்த காலங்கள் படம் 6 இல் உள்ள அலைவடிவங்களுடன் வைக்கப்பட்டுள்ளன.

விரிவான விளக்கத்தை சரிபார்க்காமல், தூண்டல் தற்போதைய உயர்வு மற்றும் வீழ்ச்சிக்கான சமன்பாடுகள் கீழே குறிப்பிடப்பட்டுள்ளன. ON மாநிலத்தின் போக்கில் தூண்டல் தற்போதைய உயர்வு பின்வருமாறு வழங்கப்படுகிறது:

சிற்றலை மின்னோட்ட அளவு, ΔIL (+), அதேபோல் உச்ச தூண்டல் மின்னோட்டம், ஐபிகே இடைவிடாத பயன்முறையில் இருந்து, மின்னோட்டம் ஒவ்வொரு சுழற்சியிலும் 0 இல் தொடங்குகிறது. OFF மாநிலத்தின் போக்கில் தூண்டல் மின்னோட்டக் குறைப்பு வழங்கப்படுகிறது:

தொடர்ச்சியான கடத்தல் பயன்முறையைப் போலவே, தற்போதைய உயர்வு, ΔIL (+), ON நேரத்தின் போக்கில் மற்றும் தற்போதைய குறைப்பு OFF நேரத்தில், ,IL (-), ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். எனவே, இந்த இரண்டு சமன்பாடுகளையும் சமன்படுத்தலாம் மற்றும் மின்னழுத்த மாற்று விகிதத்தைத் தீர்க்க இரண்டு சமன்பாடுகளின் தொடக்கத்தைப் பெறுவதற்கு VO க்கு தீர்வு காண முடியும்:

அடுத்து வெளியீட்டு மின்னோட்டத்தை தீர்மானிக்கிறோம் (வெளியீட்டு மின்னழுத்த VO வெளியீட்டு சுமை R ஆல் வகுக்கப்படுகிறது). CR1 கடத்தும் (D2 × TS) ஆக மாறும் அந்த நேரத்தில் தூண்டல் மின்னோட்டத்தின் ஒரு மாறுதல் வரிசையின் சராசரி இது.

இங்கே, ஐபிகே (ΔIL (+)) க்கான இணைப்பை மேலே உள்ள சமன்பாட்டிற்கு மாற்றவும்:

ஆகையால், நமக்கு இரண்டு சமன்பாடுகள் உள்ளன, ஒன்று வெளியீட்டு மின்னோட்டத்திற்கான (VO ஐ R ஆல் வகுக்கப்படுகிறது) மற்றும் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்திற்கான ஒன்று, இவை இரண்டும் VI, D மற்றும் D2 ஐப் பொறுத்தவரை. இந்த கட்டத்தில் நாம் டி 2 க்கான ஒவ்வொரு சூத்திரத்தையும் அவிழ்த்து விடுகிறோம், அத்துடன் இரண்டு சமன்பாடுகளையும் ஒன்றோடு ஒன்று சமமாக சரிசெய்கிறோம்.

இதன் விளைவாக சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி, வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்திற்கான ஒரு எடுத்துக்காட்டு, VO ஐ வாங்க முடியும். இடைவிடாத கடத்தல் முறை பக்-பூஸ்ட் மின்னழுத்த உருமாற்றம் இணைப்பு எழுதியவர்:

மேலே உள்ள இணைப்பு இரண்டு கடத்தல் முறைகளுக்கிடையேயான முக்கிய ஒற்றுமையைக் காட்டுகிறது. இடைவிடாத கடத்தல் பயன்முறையில், மின்னழுத்த மாற்ற உறவு என்பது உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம், கடமை சுழற்சி, சக்தி நிலை தூண்டல், மாறுதல் அதிர்வெண் மற்றும் வெளியீட்டு சுமை எதிர்ப்பு ஆகியவற்றின் செயல்பாடாகும்.

தொடர்ச்சியான கடத்தல் பயன்முறையில், மின்னழுத்த மாற்றம்-மேல் இணைப்பு உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம் மற்றும் கடமை சுழற்சியால் பாதிக்கப்படுகிறது. பாரம்பரிய பயன்பாடுகளில், பக்-பூஸ்ட் சக்தி நிலை தொடர்ச்சியான கடத்தல் முறை அல்லது இடைவிடாத கடத்தல் பயன்முறைக்கு இடையில் ஒரு தேர்வில் இயக்கப்படுகிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டிற்கு, ஒரே மாதிரியான பயன்முறையைத் தக்கவைக்க சக்தி நிலை உருவாக்கப்பட்டபோது ஒரு கடத்தல் முறை தேர்வு செய்யப்படுகிறது.