आवृत्ति स्विच करने के संबंध में क्या विचार करें

स्विच-मोड बिजली की आपूर्ति एक आवृत्ति के साथ स्विच करती है जो या तो निश्चित, समायोज्य या बाहरी घड़ी के साथ सिंक्रनाइज़ होती है। स्विचिंग आवृत्ति का मान भौतिक आकार और तदनुसार, आपूर्ति के कैपेसिटर और इंडक्टर्स की लागत निर्धारित करता है। कॉम्पैक्ट और कम लागत वाले सर्किट के डिजाइन की अनुमति देने के लिए उच्च स्विचिंग आवृत्तियों की ओर रुझान है। स्विचिंग रेगुलेटर IC में बिल्ट-इन ऑसिलेटर्स आमतौर पर उनके डेटा शीट में बहुत व्यापक फ़्रीक्वेंसी रेंज के लिए निर्दिष्ट होते हैं। उदाहरण के लिए, अखंड ADP2386 हिरन कनवर्टर IC में सेट स्विचिंग आवृत्ति के ± 10% की गारंटी है। अन्य सामान्य स्विचिंग नियामक आईसी ± 20% या उससे भी अधिक के लिए निर्दिष्ट हैं। ADP2386 की स्विचिंग आवृत्ति के लिए RT के साथ ADP600 सेट 540 kHz पर और चरम मामलों में 660 kHz पर स्विच कर सकता है, ADP10 की स्विचिंग आवृत्ति में ± 2386% घटक भिन्नता को देखते हुए। चित्रा 1. एक एडीपी २३८६ हिरन कनवर्टर इसकी स्विचिंग आवृत्ति के साथ प्रतिरोधी आरटी के साथ सेट। सर्किट को डिजाइन करते समय कुल मिलाकर 2386% की इस संभावित स्विचिंग आवृत्ति भिन्नता को ध्यान में रखा जाना चाहिए क्योंकि वास्तविक स्विचिंग आवृत्ति के आधार पर प्रारंभ करनेवाला में शिखर धाराएं भिन्न होती हैं। नतीजतन, प्रारंभ करनेवाला वर्तमान तरंग का आउटपुट वोल्टेज तरंग पर सीधा प्रभाव पड़ता है। चित्रा 20 प्रारंभ करनेवाला वर्तमान तरंग पर स्विचिंग आवृत्ति के प्रभाव को दर्शाता है। ६०० kHz की नाममात्र स्विचिंग आवृत्ति नीले रंग में दिखाई गई है। न्यूनतम (2 kHz) स्विचिंग आवृत्ति बैंगनी रंग में और अधिकतम (600 kHz) हरे रंग में दिखाई गई है। ६०० kHz की नाममात्र सेटिंग पर, हम १.२७ A की एक पीक-टू-पीक करंट रिपल देखते हैं, जब रेगुलेटर ५४० kHz पर स्विच करता है। हालांकि, ६०० kHz की समान आवृत्ति सेटिंग के साथ, एक स्विचिंग नियामक ६६० kHz पर भी स्विच कर सकता है, जो १.०५ ए के वर्तमान तरंग से मेल खाता है। इस उदाहरण में, २२० एमए के एक कॉइल वर्तमान तरंग अंतर में भिन्नता के कारण परिणाम हो सकता है सर्किट में घटक से घटक में आवृत्ति स्विच करना। यह संपूर्ण अनुमेय तापमान सीमा से अधिक है। चित्रा 2. आवृत्ति परिवर्तन स्विचिंग से प्रभावित चोटी के लिए वर्तमान लहर चोटी का तार। एक स्विचिंग नियामक की वर्तमान सीमा की स्थापना को इस आशय से समन्वित किया जाना चाहिए। पीक करंट इतना कम होना चाहिए कि यह सुनिश्चित हो सके कि सामान्य ऑपरेशन के दौरान कोई भी मौजूदा ओवरक्रैक प्रोटेक्शन सक्रिय न हो। ध्यान दें, अन्य सभी भिन्नताएं जो भी हो सकती हैं, जैसे कि प्रारंभ करनेवाला और संधारित्र मूल्यों में भिन्नता, इस उदाहरण में ध्यान में नहीं रखा गया था। आउटपुट वोल्टेज रिपल के लिए, करंट रिपल में संबंधित परिवर्तन से चित्र 3 में दिखाए गए मान प्राप्त होते हैं। सर्किट को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि 4.41 mV का वोल्टेज रिपल 600 kHz की स्विचिंग आवृत्ति पर होता है। 540 kHz की स्विचिंग आवृत्ति के लिए, वोल्टेज तरंग 5.45 mV है; 660 kHz पर, 3.66 mV का वोल्टेज तरंग देखा जा सकता है। चित्रा 3. स्विच मोड नियामक आईसी में आवृत्ति भिन्नता स्विच करने के कारण आउटपुट वोल्टेज तरंग में परिवर्तन। इस उदाहरण के प्रयोजनों के लिए, केवल घटक भिन्नता पर विचार किया गया है कि अनुमेय तापमान सीमा से अधिक आवृत्ति स्विच करना है। व्यवहार में, कई अन्य चर हैं, जैसे कि प्रारंभ करनेवाला और कैपेसिटर के वास्तविक मूल्यों में भिन्नता। ये ऑपरेटिंग तापमान से भी प्रभावित होते हैं। हालांकि, यह भी माना जा सकता है कि, ज्यादातर मामलों में, स्विचिंग आवृत्ति में वास्तविक भिन्नता ± 10% के सीमित मूल्यों तक नहीं पहुंच पाएगी। आम तौर पर, व्यवहार निर्दिष्ट सीमा के मध्य में विशिष्ट मान के आसपास दिखाई देगा। एक बिजली आपूर्ति में सभी गतिशील चर के व्यवस्थित विचार के लिए, मोंटे कार्लो विश्लेषण उत्तर प्रदान करता है। यहां, विभिन्न घटकों और चर मापदंडों की विविधताओं को उनकी घटना की संभावनाओं के अनुसार भारित किया जाता है और एक दूसरे से जुड़ा होता है। मोंटे कार्लो विश्लेषण एनालॉग उपकरणों से मुक्त रूप से उपलब्ध LTspice® सिमुलेशन सॉफ्टवेयर के साथ किया जा सकता है। एलटीस्पाइस सिमुलेशन में मापदंडों को कैसे अलग किया जाए, इस बारे में अधिक जानकारी के लिए, कृपया गैबिनो अलोंसो और जोसेफ स्पेंसर द्वारा "न्यूनतम सिमुलेशन रन के साथ सबसे खराब स्थिति सर्किट विश्लेषण" लेख देखें।

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