बूस्ट सर्किट एक स्विचिंग डीसी बूस्ट सर्किट है, जो आउटपुट वोल्टेज को इनपुट वोल्टेज से अधिक बना सकता है। यह इलेक्ट्रॉनिक सर्किट डिज़ाइन में एक सामान्य सर्किट डिज़ाइन विधि है। यह लेख बूस्ट के मूल सिद्धांत और सर्किट मापदंडों के डिज़ाइन का परिचय देगा।
सबसे पहले हमें यह जानना होगा:
कैपेसिटर वोल्टेज परिवर्तन को रोकते हैं, उच्च आवृत्ति को पास करते हैं, कम आवृत्ति को रोकते हैं, एसी को पास करते हैं, डीसी को ब्लॉक करते हैं।；
प्रारंभ करनेवाला धारा के परिवर्तन को रोकता है, कम आवृत्ति को प्रवाहित करता है, उच्च आवृत्ति को अवरुद्ध करता है, DC को प्रवाहित करता है, AC को अवरुद्ध करता है।；
चित्र 1 बूस्ट स्विच बूस्ट सर्किट का योजनाबद्ध आरेख
यह मानते हुए कि स्विच (ट्रायोड या एमओएस ट्यूब) लंबे समय से बंद है, सभी घटक आदर्श स्थिति में हैं, और कैपेसिटर वोल्टेज इनपुट वोल्टेज के बराबर है।इस सर्किट को दो भागों में समझाया जाएगा: चार्जिंग और डिस्चार्जिंग।
चार्जिंग के दौरान, स्विच बंद हो जाता है (ट्रायोड चालू हो जाता है), और समतुल्य सर्किट चित्र 2 में दिखाया गया है। स्विच (ट्रायोड) को एक तार से बदल दिया जाता है। इस समय, इनपुट वोल्टेज प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से प्रवाहित होता है। डायोड संधारित्र को जमीन पर गिरने से रोकें। क्योंकि इनपुट प्रत्यक्ष धारा है, प्रारंभ करनेवाला पर धारा एक निश्चित अनुपात में रैखिक रूप से बढ़ती है, जो प्रेरकत्व से संबंधित है। जैसे ही प्रेरक धारा बढ़ती है, कुछ ऊर्जा प्रेरक में जमा हो जाती है।
जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, स्विच बंद होने पर यह समतुल्य सर्किट है (ट्रायोड बंद है)। जब स्विच बंद कर दिया जाता है (ट्रायोड बंद कर दिया जाता है), तो प्रारंभ करनेवाला के माध्यम से बहने वाली धारा तुरंत 0 नहीं हो जाएगी, लेकिन प्रारंभ करनेवाला की वर्तमान होल्डिंग विशेषताओं के कारण, चार्जिंग के अंत में मान से धीरे-धीरे 0 में बदल जाएगी। . मूल सर्किट काट दिया गया है, इसलिए प्रारंभ करनेवाला को केवल नए सर्किट के माध्यम से डिस्चार्ज किया जा सकता है, अर्थात, प्रारंभ करनेवाला संधारित्र को चार्ज करना शुरू कर देता है, और संधारित्र में वोल्टेज बढ़ जाता है। इस समय, वोल्टेज पहले से ही इनपुट वोल्टेज से अधिक है, और बूस्ट समाप्त हो गया है।इसके बारे में बोलते हुए, बूस्टिंग प्रक्रिया एक प्रारंभकर्ता की ऊर्जा हस्तांतरण प्रक्रिया है। चार्ज करते समय, प्रारंभ करनेवाला ऊर्जा को अवशोषित करता है, और डिस्चार्ज करते समय, प्रारंभ करनेवाला ऊर्जा छोड़ता है। यदि धारिता पर्याप्त बड़ी है, तो डिस्चार्ज के दौरान आउटपुट टर्मिनल पर निरंतर धारा बनाए रखी जा सकती है। यदि यह ऑन-ऑफ प्रक्रिया दोहराई जाती है, तो कैपेसिटर पर इनपुट वोल्टेज से अधिक वोल्टेज प्राप्त किया जा सकता है।
बूस्टसर्किट बूस्टिंग प्रक्रिया
कम एए वोल्टेज के साथ, फ्लाईबैक बूस्ट सर्किट की शक्ति और दक्षता की बाधा स्विचिंग ट्यूब, रेक्टिफायर ट्यूब और अन्य नुकसान (इंडक्शन सहित) में निहित है।बहुत छोटे चुम्बकों (उचित ऊर्जा को संग्रहीत करने में असमर्थ) और बहुत पतले तार व्यास (उच्च पल्स करंट के कारण बड़े तार का नुकसान होगा) वाले इंडक्टर्स का उपयोग नहीं किया जा सकता है।अधिकांश रेक्टिफायर शॉट्की का उपयोग करते हैं, जो अन्य सभी के समान ही है। जब आउटपुट वोल्टेज 3.3V होता है, तो रेक्टिफायर हानि लगभग 10% होती है।स्विच, कुंजी यहाँ है, संतृप्ति में पर्याप्त मात्रा में डालें, चालन वोल्टेज ड्रॉप छोटा होना चाहिए, सफलता की कुंजी है। कुल मिलाकर केवल एक वोल्ट है, और यदि ट्यूबों की बहुत अधिक खपत होती है, तो कोई बिजली नहीं निकलेगी। चूँकि अधिकतम धारा का चयन करते समय कुछ ट्यूबों का वोल्टेज ड्रॉप 0.2--0.3V से अधिक नहीं होना चाहिए, यदि केवल एक ट्यूब ऐसा नहीं कर सकता है, तो कई ट्यूब समानांतर में जुड़े होंगे।अधिकतम धारा क्या है? यदि यह सरल है तो आइए इसे 1ए कहें, लेकिन यह उससे कहीं अधिक है। कम दक्षता के कारण, यह 1.5A से अधिक हो जाएगा, जो औसत मूल्य है। अर्ध-चक्र बिजली आपूर्ति के दौरान यह 3A है, और वास्तविक वर्तमान तरंग 0 से 6A है। इसलिए, यह सुझाव दिया गया है कि 5ए और 3ए नामक दो पाइपों को मुश्किल से निपटने के लिए एक साथ जोड़ा जाना चाहिए।कोई भी तैयार चिप्स उपर्युक्त उच्च-वर्तमान ट्यूबों के साथ एकीकृत नहीं है, इसलिए यह सुझाव दिया गया है कि पृथ्वी सर्किट विदेशी सर्किट से निपटने के लिए पर्याप्त है।ये पूरक सामग्री वह ज्ञान है जो पाठ्यपुस्तक में उपलब्ध नहीं है, लेकिन पाठ्यपुस्तक की सामग्री के साथ उनकी तुलना और सत्यापन किया जा सकता है।जब स्विच चालू किया जाता है, तो बिजली की आपूर्ति प्रारंभ करनेवाला-स्विच ट्यूब के माध्यम से एक लूप बनाती है, और वर्तमान प्रारंभकर्ता में चुंबकीय ऊर्जा भंडारण में परिवर्तित हो जाती है; जब स्विच बंद कर दिया जाता है, तो प्रेरक में चुंबकीय ऊर्जा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जो प्रेरक के बाएँ सिरे पर ऋणात्मक और दाएँ सिरे पर धनात्मक होती है। यह वोल्टेज विद्युत आपूर्ति के धनात्मक सिरे पर आरोपित होता है, और बूस्टिंग कार्य को पूरा करने के लिए डायोड-लोड के माध्यम से एक लूप बनता है। इस मामले में, रूपांतरण दक्षता में सुधार करने के लिए, हमें तीन पहलुओं से शुरुआत करनी चाहिए: स्विच ट्यूब चालू होने पर सर्किट की बाधा को जितना संभव हो उतना कम करना, ताकि विद्युत ऊर्जा को यथासंभव चुंबकीय ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सके। ; जितना संभव हो सके लोड सर्किट की प्रतिबाधा को कम करें, ताकि चुंबकीय ऊर्जा को यथासंभव विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सके, और सर्किट का नुकसान सबसे कम हो; जितना संभव हो नियंत्रण सर्किट की खपत कम करें, क्योंकि नियंत्रण सर्किट की खपत रूपांतरण के लिए बर्बाद हो जाती है और इसे लोड पर ऊर्जा में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है।सर्किट पैरामीटर्स का बूस्टडिज़ाइन
बूस्ट सर्किट के लिए, प्रारंभ करनेवाला धारा का निरंतर मोड प्रारंभ करनेवाला धारा के असंतत मोड से बहुत अलग है। असंतत मोड का आउटपुट वोल्टेज इनपुट वोल्टेज, इंडक्शन, लोड प्रतिरोध, कर्तव्य चक्र और स्विचिंग आवृत्ति से संबंधित है। सतत मोड का आउटपुट वोल्टेज केवल इनपुट वोल्टेज और कर्तव्य चक्र पर निर्भर करता है।
आउटपुट फ़िल्टर कैपेसिटर का चयन
स्विचिंग बिजली आपूर्ति में, आउटपुट कैपेसिटर का कार्य ऊर्जा को संग्रहीत करना और एक निरंतर वोल्टेज बनाए रखना है।बूस्ट सर्किट का कैपेसिटर चयन मुख्य रूप से निर्दिष्ट सीमा के भीतर आउटपुट रिपल को नियंत्रित करने के लिए है।बूस्ट सर्किट के लिए, कैपेसिटर की प्रतिबाधा और आउटपुट करंट आउटपुट वोल्टेज तरंग को निर्धारित करते हैं।संधारित्र की प्रतिबाधा में तीन भाग होते हैं, अर्थात् समतुल्य श्रृंखला प्रेरकत्व (ईएसएल), समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध (ईएसआर) और समाई मान (सी)।प्रारंभ करनेवाला वर्तमान निरंतर मोड में, कैपेसिटेंस आउटपुट वर्तमान, स्विचिंग आवृत्ति और अपेक्षित आउटपुट तरंग पर निर्भर करता है। जब MOSFET चालू किया जाता है, तो आउटपुट फिल्टर संधारित्र संपूर्ण लोड धारा प्रदान करता है।
स्विचिंग बिजली आपूर्ति में, प्रारंभ करनेवाला का कार्य ऊर्जा को संग्रहीत करना है।प्रारंभ करनेवाला का कार्य निरंतर धारा बनाए रखना, या प्रारंभ करनेवाला में धारा के परिवर्तन को सीमित करना है।बूस्ट सर्किट में, एक उपयुक्त इंडक्शन का चयन आमतौर पर इसके माध्यम से बहने वाली तरंग धारा को सीमित करने के लिए किया जाता है।प्रेरक की तरंग धारा इनपुट वोल्टेज और MOSFET चालू होने के समय के समानुपाती होती है, तथा प्रेरकत्व के व्युत्क्रमानुपाती होती है। प्रेरकत्व निरंतर मोड और असंतत मोड के कार्य बिंदु को निर्धारित करता है।प्रारंभ करनेवाला के अधिष्ठापन के अलावा, प्रारंभ करनेवाला का चयन करते समय अधिकतम डीसी या पीक करंट और अधिकतम कार्य आवृत्ति पर भी ध्यान दिया जाना चाहिए।यदि प्रारंभ करनेवाला की धारा उसके रेटेड वर्तमान से अधिक हो जाती है या कार्यशील आवृत्ति उसकी अधिकतम कार्यशील आवृत्ति से अधिक हो जाती है, तो इससे प्रारंभ करनेवाला की संतृप्ति और अति ताप हो जाएगा।
कम पावर डीसी/डीसी परिवर्तन में, पावरएमओएसएफईटी सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला पावर स्विच है। MOSFET की लागत अपेक्षाकृत कम है और परिचालन आवृत्ति अपेक्षाकृत अधिक है।डिजाइन में MOSFET का चयन मुख्य रूप से इसके चालन हानि और स्विचिंग हानि को ध्यान में रखकर किया जाता है।MOSFET के लिए पर्याप्त रूप से कम ऑन-प्रतिरोध RDS(ON) और अपेक्षाकृत कम गेट चार्ज Qg होना आवश्यक है।
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