विद्युत आपूर्ति स्विच करने का कार्य सिद्धांत

का मुख्य लाभ बिजली की आपूर्ति स्विच करना रैखिक (गैर-स्विचिंग) वाले से अधिक यह है कि बिजली रूपांतरण उच्च दक्षता और छोटे रूप कारक के साथ किया जा सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि स्विचिंग ट्रांजिस्टर में बिजली अपव्यय न्यूनतम है। यह, बदले में, रैखिक नियामकों की तुलना में कम वोल्टेज पर उच्च वर्तमान आउटपुट की अनुमति देता है।

उच्च ऊर्जा दक्षता के अलावा, स्विचिंग बिजली आपूर्ति अपने रैखिक समकक्षों की तुलना में इनपुट विविधताओं के प्रति अधिक प्रतिरोधी होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि उनमें लोड आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए आउटपुट करंट को विनियमित करने के लिए आउटपुट वोल्टेज को ऊपर या नीचे करने की क्षमता होती है।

इन आपूर्तियों का उपयोग कंप्यूटर और टेलीविज़न जैसे घरेलू उपकरणों के लिए किया जाता है, लेकिन इन्हें औद्योगिक सेटिंग्स में भी पाया जा सकता है। औद्योगिक सेटिंग्स में, उनका उपयोग कम डीसी वोल्टेज पर थोक बिजली वितरण के लिए किया जाता है और अलग-अलग उपकरण वस्तुओं में विभिन्न वोल्टेज के बीच परिवर्तित करने के लिए स्विच-मोड कनवर्टर हो सकते हैं।

प्रत्यावर्ती धारा को प्रत्यक्ष धारा में बदलने की प्रक्रिया एक एसी इनपुट सिग्नल से शुरू होती है, जिसे सुधारा और फ़िल्टर किया जाता है। यह बिजली आपूर्ति के एक केंद्रीय स्विचिंग अनुभाग को दिया जाता है, जो बदले में एक नियंत्रण सर्किट को आउटपुट देता है। फिर नियंत्रण सर्किट आउटपुट को वांछित वोल्टेज देता है।

इस वोल्टेज को फिर पल्स चौड़ाई मॉड्यूलेशन (पीडब्लूएम) का उपयोग करके स्विचिंग तत्व द्वारा नियंत्रित किया जाता है। पीडब्लूएम प्रक्रिया कुछ उच्च आवृत्ति शोर उत्पन्न करती है लेकिन यह स्विचिंग बिजली आपूर्ति को अत्यधिक कुशल और आकार में छोटा बनाने में सक्षम बनाती है।

बिजली आपूर्ति स्विच करने का एक अन्य महत्वपूर्ण लाभ यह है कि उन्हें हार्मोनिक्स पर नियमों का अनुपालन करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि वे इन अवांछित हार्मोनिक्स को फ़िल्टर करने के लिए एक अतिरिक्त सर्किट का उपयोग कर सकते हैं।

एक सामान्य उदाहरण हिरन-बूस्ट कनवर्टर है। यह एक सरल प्रकार का गैर-पृथक कनवर्टर है जो एक प्रारंभकर्ता और एक सक्रिय स्विच का उपयोग करता है।

स्विचिंग ट्रांजिस्टर के कर्तव्य चक्र को अलग-अलग करके आवश्यक आउटपुट वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए इसे ऊपर या नीचे किया जा सकता है। इस प्रकार के कनवर्टर को ट्रांसफार्मर की तुलना में अधिक आसानी से एकीकृत किया जा सकता है क्योंकि केवल एक प्रारंभ करनेवाला की आवश्यकता होती है, और यह ट्रांसफार्मर की तुलना में वोल्टेज को बहुत अधिक दक्षता तक कम कर सकता है।

इन कन्वर्टर्स को स्विचिंग ट्रांजिस्टर के ऑन-प्रतिरोध को कम करके और एक सक्रिय पावर फैक्टर सुधार सर्किट का उपयोग करके उनकी दक्षता बढ़ाने के लिए और अधिक अनुकूलित किया जा सकता है। सबसे उन्नत स्विचिंग बिजली आपूर्ति में दक्षता स्तर 96% तक हो सकता है।

इसके अलावा, स्विचिंग बिजली आपूर्ति को उनके रैखिक समकक्षों की तुलना में तापमान भिन्नता को बेहतर ढंग से संभालने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि त्वचा के प्रभाव (कंडक्टर के सतह क्षेत्र में परिवर्तन के कारण प्रतिरोध की मात्रा) को कम आवृत्तियों पर नजरअंदाज किया जा सकता है, लेकिन उच्च आवृत्तियों पर ऊर्जा की बड़ी हानि हो सकती है।

इसका मतलब यह है कि एक अच्छे डिज़ाइन वाली बिजली आपूर्ति किसी भी लोड पर महत्वपूर्ण विकृति पैदा किए बिना वोल्टेज को विनियमित करने में सक्षम होगी। यह सुनिश्चित करने के लिए उनके पास सुरक्षा सर्किट भी होंगे कि आउटपुट वोल्टेज ओवरलोड स्थितियों या अन्य पर्यावरणीय कारकों से प्रभावित न हो।