সুইচিং পাওয়ার রিপল অনিবার্য। আমাদের চূড়ান্ত উদ্দেশ্য হল আউটপুট রিপলকে সহনীয় পর্যায়ে কমিয়ে আনা। এই উদ্দেশ্য অর্জনের সবচেয়ে মৌলিক সমাধান হল রিপল তৈরি এড়ানো। প্রথমত এবং কারণ।
SWITCH এর সুইচের সাথে, ইন্ডাক্ট্যান্স L এর কারেন্টও আউটপুট কারেন্টের বৈধ মানের উপর এবং নীচে ওঠানামা করে। অতএব, আউটপুট প্রান্তে সুইচের মতো একই ফ্রিকোয়েন্সির একটি রিপলও থাকবে। সাধারণত, রাইবারের রিপলগুলি এটিকে বোঝায়, যা আউটপুট ক্যাপাসিটরের ক্ষমতা এবং ESR এর সাথে সম্পর্কিত। এই রিপলের ফ্রিকোয়েন্সি সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাইয়ের মতোই, যার পরিসর দশ থেকে শত শত kHz।
এছাড়াও, সুইচ সাধারণত বাইপোলার ট্রানজিস্টর বা MOSFET ব্যবহার করে। যেটিই হোক না কেন, এটি চালু এবং বন্ধ করার সময় উত্থান এবং হ্রাসের সময় থাকবে। এই সময়ে, সার্কিটে কোনও শব্দ থাকবে না যা সুইচের উত্থান হ্রাসের সময়ের বৃদ্ধির সময়ের মতো বা কয়েকবার হবে এবং সাধারণত দশ মেগাহার্টজ হবে। একইভাবে, ডায়োড D বিপরীত পুনরুদ্ধারে রয়েছে। সমতুল্য সার্কিট হল রেজিস্ট্যান্স ক্যাপাসিটর এবং ইন্ডাক্টরের সিরিজ, যা অনুরণন সৃষ্টি করবে এবং শব্দের ফ্রিকোয়েন্সি দশ মেগাহার্টজ। এই দুটি শব্দকে সাধারণত উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ বলা হয় এবং প্রশস্ততা সাধারণত লহরের চেয়ে অনেক বড় হয়।
যদি এটি একটি AC/DC কনভার্টার হয়, তাহলে উপরের দুটি তরঙ্গ (গোলমাল) ছাড়াও, AC শব্দও থাকে। ফ্রিকোয়েন্সি হল ইনপুট AC পাওয়ার সাপ্লাইয়ের ফ্রিকোয়েন্সি, প্রায় 50-60Hz। একটি কো-মোড শব্দও থাকে, কারণ অনেক সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাইয়ের পাওয়ার ডিভাইস শেলটিকে রেডিয়েটর হিসাবে ব্যবহার করে, যা সমতুল্য ক্যাপাসিট্যান্স তৈরি করে।
সুইচিং পাওয়ার রিপলের পরিমাপ
মৌলিক প্রয়োজনীয়তা:
একটি অসিলোস্কোপ এসির সাথে সংযোগ স্থাপন
২০ মেগাহার্টজ ব্যান্ডউইথ সীমা
প্রোবের গ্রাউন্ড ওয়্যারটি খুলে দিন।
১.এসি কাপলিং হল সুপারপজিশন ডিসি ভোল্টেজ অপসারণ করা এবং একটি সঠিক তরঙ্গরূপ প্রাপ্ত করা।
2. উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দের হস্তক্ষেপ রোধ করতে এবং ত্রুটি রোধ করতে 20MHz ব্যান্ডউইথ সীমা খোলা হচ্ছে। যেহেতু উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি রচনার প্রশস্ততা বড়, তাই পরিমাপের সময় এটি অপসারণ করা উচিত।
৩. অসিলোস্কোপ প্রোবের গ্রাউন্ড ক্লিপটি খুলে ফেলুন এবং হস্তক্ষেপ কমাতে গ্রাউন্ড পরিমাপ পরিমাপ ব্যবহার করুন। অনেক বিভাগে গ্রাউন্ড রিং থাকে না। তবে এটি যোগ্য কিনা তা বিচার করার সময় এই বিষয়টি বিবেচনা করুন।
আরেকটি বিষয় হলো ৫০Ω টার্মিনাল ব্যবহার করা। অসিলোস্কোপের তথ্য অনুযায়ী, ৫০Ω মডিউল হলো ডিসি কম্পোনেন্ট অপসারণ করা এবং এসি কম্পোনেন্ট সঠিকভাবে পরিমাপ করা। তবে, এই ধরনের বিশেষ প্রোব সহ খুব কম অসিলোস্কোপই আছে। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, ১০০kΩ থেকে ১০MΩ পর্যন্ত প্রোব ব্যবহার করা হয়, যা সাময়িকভাবে অস্পষ্ট।
সুইচিং রিপল পরিমাপ করার সময় উপরেরটি হল মৌলিক সতর্কতা। যদি অসিলোস্কোপ প্রোবটি সরাসরি আউটপুট পয়েন্টের সংস্পর্শে না আসে, তাহলে এটি বাঁকানো লাইন বা 50Ω কোঅক্সিয়াল কেবল দ্বারা পরিমাপ করা উচিত।
উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ পরিমাপ করার সময়, অসিলোস্কোপের পূর্ণ ব্যান্ড সাধারণত শত শত মেগা থেকে গিগাহার্টজ স্তরের হয়। অন্যগুলি উপরের মতোই। সম্ভবত বিভিন্ন কোম্পানির বিভিন্ন পরীক্ষার পদ্ধতি রয়েছে। চূড়ান্ত বিশ্লেষণে, আপনার অবশ্যই আপনার পরীক্ষার ফলাফলগুলি জানতে হবে।
অসিলোস্কোপ সম্পর্কে:
কিছু ডিজিটাল অসিলোস্কোপ হস্তক্ষেপ এবং স্টোরেজ গভীরতার কারণে সঠিকভাবে তরঙ্গ পরিমাপ করতে পারে না। এই সময়ে, অসিলোস্কোপটি প্রতিস্থাপন করা উচিত। কখনও কখনও যদিও পুরানো সিমুলেশন অসিলোস্কোপ ব্যান্ডউইথ মাত্র দশ মেগা, তবুও এর কর্মক্ষমতা ডিজিটাল অসিলোস্কোপের চেয়ে ভালো।
সুইচিং পাওয়ার রিপলের বাধা
তরঙ্গ পরিবর্তনের জন্য, তাত্ত্বিকভাবে এবং বাস্তবে বিদ্যমান। এটি দমন বা হ্রাস করার তিনটি উপায় রয়েছে:
১. ইন্ডাক্ট্যান্স এবং আউটপুট ক্যাপাসিটরের ফিল্টারিং বৃদ্ধি করুন
সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাইয়ের সূত্র অনুসারে, ইন্ডাক্টিভ ইন্ডাক্ট্যান্সের বর্তমান ওঠানামার আকার এবং ইন্ডাক্ট্যান্স মান বিপরীতভাবে সমানুপাতিক হয়ে যায় এবং আউটপুট রিপল এবং আউটপুট ক্যাপাসিটারগুলি বিপরীতভাবে সমানুপাতিক হয়। অতএব, বৈদ্যুতিক এবং আউটপুট ক্যাপাসিটার বৃদ্ধি করলে রিপল হ্রাস পেতে পারে।
উপরের ছবিটি সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই ইন্ডাক্টর L-এর কারেন্ট ওয়েভফর্ম। এর রিপল কারেন্ট △ i নিম্নলিখিত সূত্র থেকে গণনা করা যেতে পারে:
এটা দেখা যায় যে L মান বাড়ানো বা সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ানো ইন্ডাক্ট্যান্সে কারেন্টের ওঠানামা কমাতে পারে।
একইভাবে, আউটপুট রিপল এবং আউটপুট ক্যাপাসিটরের মধ্যে সম্পর্ক: VRIPPLE = IMAX/(CO × F)। দেখা যায় যে আউটপুট ক্যাপাসিটরের মান বাড়ালে রিপল কমানো যায়।
সাধারণ পদ্ধতি হল বৃহৎ ক্ষমতার উদ্দেশ্য অর্জনের জন্য আউটপুট ক্যাপাসিট্যান্সের জন্য অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর ব্যবহার করা। তবে, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ দমনে ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটর খুব কার্যকর নয়, এবং ESR তুলনামূলকভাবে বড়, তাই এটি অ্যালুমিনিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের অভাব পূরণ করার জন্য এর পাশে একটি সিরামিক ক্যাপাসিটর সংযুক্ত করবে।
একই সময়ে, যখন পাওয়ার সাপ্লাই কাজ করছে, তখন ইনপুট টার্মিনালের ভোল্টেজ VIN অপরিবর্তিত থাকে, কিন্তু সুইচের সাথে কারেন্ট পরিবর্তিত হয়। এই সময়ে, ইনপুট পাওয়ার সাপ্লাই কারেন্ট ওয়েল সরবরাহ করে না, সাধারণত কারেন্ট ইনপুট টার্মিনালের কাছাকাছি (উদাহরণস্বরূপ, বাক টাইপটি সুইচের কাছাকাছি থাকে), এবং কারেন্ট সরবরাহ করার জন্য ক্যাপাসিট্যান্সকে সংযুক্ত করে।
এই পাল্টা ব্যবস্থা প্রয়োগ করার পর, বাক সুইচ পাওয়ার সাপ্লাই নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে:
উপরের পদ্ধতিটি তরঙ্গ হ্রাস করার মধ্যেই সীমাবদ্ধ। ভলিউম সীমার কারণে, আবেশ খুব বেশি হবে না; আউটপুট ক্যাপাসিটর একটি নির্দিষ্ট মাত্রায় বৃদ্ধি পায় এবং তরঙ্গ হ্রাসের উপর কোনও স্পষ্ট প্রভাব পড়ে না; স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধির ফলে সুইচ ক্ষতি বৃদ্ধি পাবে। তাই যখন প্রয়োজনীয়তা কঠোর হয়, তখন এই পদ্ধতিটি খুব একটা ভালো নয়।
সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাইয়ের নীতিগুলির জন্য, আপনি বিভিন্ন ধরণের সুইচিং পাওয়ার ডিজাইন ম্যানুয়ালগুলি উল্লেখ করতে পারেন।
২. দ্বি-স্তরের ফিল্টারিং হল প্রথম-স্তরের এলসি ফিল্টার যোগ করা
শব্দের লহরীতে LC ফিল্টারের বাধাদানকারী প্রভাব তুলনামূলকভাবে স্পষ্ট। অপসারণ করা লহরী ফ্রিকোয়েন্সি অনুসারে, ফিল্টার সার্কিট তৈরির জন্য উপযুক্ত ইন্ডাক্টর ক্যাপাসিটর নির্বাচন করুন। সাধারণত, এটি লহরীগুলিকে ভালভাবে কমাতে পারে। এই ক্ষেত্রে, আপনাকে প্রতিক্রিয়া ভোল্টেজের নমুনা বিন্দু বিবেচনা করতে হবে। (নীচে দেখানো হয়েছে)
LC ফিল্টার (PA) এর আগে স্যাম্পলিং পয়েন্ট নির্বাচন করা হয়, এবং আউটপুট ভোল্টেজ হ্রাস পাবে। যেহেতু যেকোনো ইন্ডাক্ট্যান্সের একটি DC রেজিস্ট্যান্স থাকে, তাই যখন কারেন্ট আউটপুট থাকে, তখন ইন্ডাক্ট্যান্সে ভোল্টেজ ড্রপ হবে, যার ফলে পাওয়ার সাপ্লাইয়ের আউটপুট ভোল্টেজ হ্রাস পাবে। এবং এই ভোল্টেজ ড্রপ আউটপুট কারেন্টের সাথে পরিবর্তিত হয়।
LC ফিল্টার (PB) এর পরে স্যাম্পলিং পয়েন্ট নির্বাচন করা হয়, যাতে আউটপুট ভোল্টেজটি আমাদের কাঙ্ক্ষিত ভোল্টেজ হয়। যাইহোক, পাওয়ার সিস্টেমের ভিতরে একটি ইন্ডাক্ট্যান্স এবং একটি ক্যাপাসিটর প্রবর্তন করা হয়, যা সিস্টেমের অস্থিরতার কারণ হতে পারে।
৩. সুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই আউটপুট হওয়ার পর, LDO ফিল্টারিং সংযুক্ত করুন
এটি তরঙ্গ এবং শব্দ কমানোর সবচেয়ে কার্যকর উপায়। আউটপুট ভোল্টেজ স্থির থাকে এবং মূল প্রতিক্রিয়া সিস্টেম পরিবর্তন করার প্রয়োজন হয় না, তবে এটি সবচেয়ে সাশ্রয়ী এবং সর্বোচ্চ বিদ্যুৎ খরচও করে।
যেকোনো LDO-এর একটি নির্দেশক থাকে: শব্দ দমন অনুপাত। এটি একটি ফ্রিকোয়েন্সি-ডিবি বক্ররেখা, যেমনটি নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে LT3024 LT3024 এর বক্ররেখা।
LDO-এর পরে, সুইচিং রিপল সাধারণত 10mV-এর নিচে থাকে। নিচের চিত্রটি LDO-এর আগে এবং পরে রিপলের তুলনা:
উপরের চিত্রের বক্ররেখা এবং বাম দিকের তরঙ্গরূপের সাথে তুলনা করলে দেখা যায় যে LDO-এর বাধামূলক প্রভাব শত শত KHz-এর সুইচিং রিপলের জন্য খুবই ভালো। কিন্তু উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জের মধ্যে, LDO-এর প্রভাব এতটা আদর্শ নয়।
তরঙ্গ হ্রাস করুন। স্যুইচিং পাওয়ার সাপ্লাইয়ের পিসিবি ওয়্যারিংও গুরুত্বপূর্ণ। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দের জন্য, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সির উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির কারণে, যদিও পোস্ট-স্টেজ ফিল্টারিংয়ের একটি নির্দিষ্ট প্রভাব রয়েছে, প্রভাবটি স্পষ্ট নয়। এই বিষয়ে বিশেষ গবেষণা রয়েছে। সহজ পদ্ধতি হল ডায়োড এবং ক্যাপাসিট্যান্স সি বা আরসি-তে থাকা, অথবা সিরিজে ইন্ডাক্ট্যান্স সংযুক্ত করা।
উপরের চিত্রটি প্রকৃত ডায়োডের একটি সমতুল্য সার্কিট। যখন ডায়োডটি উচ্চ-গতির হয়, তখন পরজীবী পরামিতিগুলি বিবেচনা করা আবশ্যক। ডায়োডের বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময়, সমতুল্য ইন্ডাক্ট্যান্স এবং সমতুল্য ক্যাপাসিট্যান্স একটি RC অসিলেটরে পরিণত হয়, যা উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি দোলন তৈরি করে। এই উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি দোলন দমন করার জন্য, ডায়োডের উভয় প্রান্তে ক্যাপাসিট্যান্স C বা RC বাফার নেটওয়ার্ক সংযোগ করা প্রয়োজন। প্রতিরোধ সাধারণত 10Ω-100 ω হয় এবং ক্যাপাসিট্যান্স 4.7PF-2.2NF হয়।
ডায়োড সি বা আরসি-তে ক্যাপাসিট্যান্স সি বা আরসি বারবার পরীক্ষার মাধ্যমে নির্ধারণ করা যেতে পারে। যদি এটি সঠিকভাবে নির্বাচন না করা হয়, তাহলে এটি আরও তীব্র দোলন সৃষ্টি করবে।
পোস্টের সময়: জুলাই-০৮-২০২৩
