आप दैनिक आधार पर स्मार्टफोन, लैपटॉप या पर्सनल कंप्यूटर का उपयोग करने की संभावना रखते हैं। ये इलेक्ट्रॉनिक उपकरण काम करने के लिए डायरेक्ट करंट (DC) का उपयोग करते हैं। हालाँकि, चूंकि घर सामान्य रूप से उच्च वोल्टेज वैकल्पिक धाराओं (AC) द्वारा संचालित होते हैं, इसलिए आपको इसकी आवश्यकता होगी अपनी पावर ईंट या चार्जर जैसी बिजली की आपूर्ति का उपयोग करके वोल्टेज को कम करने और एसी को डीसी में बदलने के लिए।
आज उपयोग की जाने वाली सबसे आम बिजली आपूर्ति रैखिक और स्विचिंग बिजली की आपूर्ति है। विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए किसका उपयोग करना है, यह जानने से आपका इलेक्ट्रॉनिक्स सुरक्षित रहेगा और बेहतर तरीके से काम करेगा।
लीनियर और स्विचिंग पावर सप्लाई के बीच तुलना के लिए नीचे पढ़ना जारी रखें।
रैखिक और स्विचिंग बिजली आपूर्ति क्या हैं?
रैखिक और स्विचिंग बिजली की आपूर्ति विद्युत उपकरण हैं जिनका उपयोग डीसी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को बिजली और चार्ज करने के लिए किया जाता है। इन उपकरणों को दो काम करने का काम सौंपा गया है: कम वोल्टेज और एसी को डीसी में बदलना। यद्यपि दोनों उपकरण शक्ति को कम और सुधारते हैं, इन कार्यों को प्राप्त करने के तरीके में अंतर उन्हें कुछ अनुप्रयोगों के लिए बेहतर अनुकूल बनाता है।
एक रैखिक बिजली आपूर्ति एक उपकरण है जिसका उपयोग कम-शोर और सटीक संचालन में किया जाता है। भारी ट्रांसफॉर्मर और एनालॉग फिल्टर का उपयोग इस बिजली की आपूर्ति को कम दक्षता, भारी वजन और बड़े आकार की कीमत पर स्वच्छ वोल्टेज का उत्पादन करने की अनुमति देता है। रिकॉर्डिंग उपकरण में रैखिक बिजली की आपूर्ति का सबसे अच्छा उपयोग किया जाता है, बिजली के संगीत वाद्ययंत्र, चिकित्सा उपकरण, और उच्च परिशुद्धता प्रयोगशाला मापने के उपकरण।
उच्च दक्षता और उच्च-वर्तमान संचालन के लिए एक स्विचिंग या स्विच मोड पावर सप्लाई (एसएमपीएस) का उपयोग किया जाता है। रैखिक बिजली आपूर्ति के विपरीत, स्विचिंग बिजली आपूर्ति आने वाले वोल्टेज को संशोधित और विनियमित करने के लिए ठोस-राज्य घटकों के उपयोग को नियोजित करती है। ये बिजली आपूर्ति पावर ट्रांजिस्टर का उपयोग करके उच्च-आवृत्ति स्विचिंग पर निर्भर करती हैं, जिससे वे शोर करते हैं लेकिन अत्यधिक बिजली कुशल, हल्के और कॉम्पैक्ट होते हैं। स्विचिंग बिजली की आपूर्ति का उपयोग अक्सर कंप्यूटर, फोन चार्जर, निर्माण उपकरण और कई कम वोल्टेज वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में किया जाता है।
एक रैखिक विद्युत आपूर्ति कैसे काम करती है
50 के दशक में उपलब्ध विशुद्ध रूप से एनालॉग घटकों का उपयोग करते हुए, रैखिक बिजली आपूर्ति को वोल्टेज को कम करने और सुधारने के लिए भारी बिजली ट्रांसफार्मर और भारी इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर पर निर्भर रहना पड़ता था। हालांकि ट्रांजिस्टर पहले से ही बड़े पैमाने पर उत्पादित किए गए थे, उच्च एसी वोल्टेज ट्रांजिस्टर को संभालने के लिए बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न करते थे।
यहाँ एक रैखिक बिजली आपूर्ति का एक योजनाबद्ध है:
एक रैखिक बिजली आपूर्ति तीन चरणों में काम करती है:
स्टेप 1: एक ट्रांसफॉर्मर के उपयोग के माध्यम से आने वाले उच्च एसी वोल्टेज को कम करें।
चरण दो: निम्न वोल्टेज तब एक पूर्ण-पुल सुधारक के माध्यम से जाता है, जो डीसी वोल्टेज को स्पंदित करने के लिए एसी वोल्टेज को सुधारता है।
चरण 3: स्पंदित डीसी वोल्टेज सिग्नल इंडक्टर्स और कैपेसिटर से बने फ़िल्टर से गुज़रते हैं। यह स्मूथनिंग फिल्टर एक स्पंदित डीसी वोल्टेज के सिग्नल में उतार-चढ़ाव को हटा देता है, जिससे वे नाजुक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयोग करने योग्य हो जाते हैं।
कैसे एक स्विचिंग बिजली की आपूर्ति काम करती है
स्विचिंग बिजली की आपूर्ति जटिल उपकरण हैं जो उच्च-आवृत्ति बिजली स्विचिंग और एक छोटे फेराइट-कोर ट्रांसफार्मर के लिए ठोस-राज्य घटकों का उपयोग करते हैं। इस प्रकार की बिजली आपूर्ति आउटपुट वोल्टेज को नियंत्रित करने के लिए डीसी फीडबैक लूप का उपयोग करके वोल्टेज बढ़ा और कम कर सकती है।
यहां बताया गया है कि वे कैसे काम करते हैं:
स्टेप 1: हाई-वोल्टेज एसी एक फ्यूज और एक ईएमसी फिल्टर से बने सर्किट प्रोटेक्शन मॉड्यूल के माध्यम से बिजली की आपूर्ति में प्रवेश करता है। फ्यूज ओवर-वोल्टेज प्रोटेक्शन के लिए है, और EMC फिल्टर सर्किट को अनफिल्टर्ड AC से आने वाले सिग्नल रिपल्स से बचाता है।
चरण दो: यह सुनिश्चित करने के बाद कि सर्किट अच्छी तरह से सुरक्षित है, हाई-वोल्टेज एसी को एक फुल-ब्रिज रेक्टिफायर और स्मूथनिंग कैपेसिटर से बने दूसरे मॉड्यूल से गुजारा जाता है। फुल-ब्रिज रेक्टिफायर एसी को स्पंदित डीसी में परिवर्तित करता है, जिसे बाद में एक कैपेसिटर द्वारा चिकना किया जाता है।
चरण 3: उच्च-वोल्टेज DC को तब PWM ड्राइवर के माध्यम से भेजा जाता है, जो प्रतिक्रिया लेता है और एक शक्ति MOSFET को नियंत्रित करता है जो उच्च-आवृत्ति स्विचिंग के माध्यम से वोल्टेज को नियंत्रित करता है। स्विचिंग सीधे डीसी करंट को स्क्वायर वेव में भी बनाता है।
चरण 4: डीसी स्क्वायर वेव अब फेराइट-कोर ट्रांसफॉर्मर में प्रवेश करती है, सिग्नल को एसी स्क्वायर तरंगों में बदल देती है।
चरण 5: AC वर्गाकार तरंगें एक ब्रिज रेक्टिफायर से होकर गुजरती हैं, सिग्नल को स्पंदित DC में परिवर्तित करती हैं और फिर इसे स्मूथनिंग फिल्टर से गुजारती हैं। अंतिम आउटपुट का उपयोग PWM ड्राइवर को सिग्नल भेजने के लिए किया जाता है, जो एक फीडबैक लूप बनाता है जो आउटपुट वोल्टेज को नियंत्रित करता है।
रैखिक बनाम। बिजली की आपूर्ति स्विचिंग
विशिष्ट अनुप्रयोगों पर उपयोग करने के लिए बिजली आपूर्ति को क्यों चुना जाता है, इसके अलग-अलग कारण हैं। इनमें अक्सर दक्षता, शोर, विश्वसनीयता और पुन: प्रयोज्यता, आकार और वजन और लागत शामिल होती है। अब जब आपको इस बात का सामान्य ज्ञान हो गया है कि वे कैसे काम करते हैं, तो यहां बताया गया है कि ऊर्जा को संसाधित करने का उनका तरीका कुछ अनुप्रयोगों में उनके प्रदर्शन और उपयोगिता को कैसे प्रभावित करता है।
क्षमता
क्योंकि बिजली को विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक घटकों की एक श्रृंखला से गुजरना पड़ता है, वोल्टेज को सुधारने और विनियमित करने की प्रक्रिया में हमेशा अक्षमता होगी। लेकिन कितना?
उनका मूल्यांकन कैसे किया जाता है, इस पर निर्भर करते हुए, स्विचिंग बिजली की आपूर्ति में 80 - 92% की दक्षता हो सकती है। इसका मतलब है कि आपका डिवाइस आपके द्वारा उनमें डाली गई ऊर्जा का 80 - 92% उत्पादन कर सकता है। इसकी दक्षता छोटे लेकिन कुशल घटकों का उपयोग करने से आती है जो उच्च आवृत्ति कम वोल्टेज स्विचिंग के माध्यम से वोल्टेज को नियंत्रित करते हैं।
इसके विपरीत, बड़े और कम कुशल घटकों के उपयोग के कारण एक रैखिक बिजली आपूर्ति केवल 50 - 60% ऊर्जा कुशल हो सकती है।
सिग्नल शोर और तरंग
हालांकि अक्षम, रैखिक बिजली की आपूर्ति उनके स्थिर, स्वच्छ, कम-शोर सिग्नल आउटपुट के माध्यम से उनकी अक्षमताओं की भरपाई करती है। एक रैखिक बिजली आपूर्ति का एनालॉग घटकों का उपयोग उन्हें बिजली को एक चिकनी और गैर-स्विचिंग तरीके से संसाधित करने की अनुमति देता है, जो उनके आउटपुट को कम-तरंग या कम शोर बनाता है।
दूसरी ओर, स्विचिंग बिजली की आपूर्ति गर्मी को कम करने के लिए कम वोल्टेज की उच्च-आवृत्ति स्विचिंग पर निर्भर करती है, बेहतर दक्षता होती है - और बहुत अधिक शोर पैदा करती है! सिग्नल शोर की मात्रा विशिष्ट स्विच मोड बिजली आपूर्ति के डिजाइन और गुणवत्ता पर निर्भर करती है।
आकार और वजन
बिजली आपूर्ति का आकार और वजन छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों पर इसके अनुप्रयोग को भारी रूप से प्रभावित कर सकता है। चूंकि रैखिक बिजली आपूर्ति भारी और भारी घटकों का उपयोग करती है, जब तक आप चार्जर के रूप में बिजली की आपूर्ति का उपयोग नहीं करते हैं, तब तक विवेकपूर्ण इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों पर उनका उपयोग असंभव है।
बिजली की आपूर्ति स्विच करने के लिए, चूंकि वे छोटे और हल्के घटकों का उपयोग करते हैं, इसलिए उन्हें पहले से छोटे उपकरणों में एकीकृत करने के लिए काफी छोटा बनाया जा सकता है। एक स्विचिंग बिजली की आपूर्ति का कम वजन और इसकी शक्ति दक्षता के साथ संयुक्त छोटे आकार, जो इसे बड़े पैमाने पर हाथ में इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों पर लागू करते हैं।
विश्वसनीयता और मरम्मत योग्यता
कम भागों के साथ जो ऑपरेशन के दौरान टूट सकते हैं, रैखिक बिजली की आपूर्ति लगातार और विश्वसनीय आउटपुट प्रदान करती है। अधिक सामान्य इलेक्ट्रॉनिक घटकों के डिजाइन और उपयोग में सादगी लोगों के लिए पुर्जों को प्राप्त करना और रैखिक आपूर्ति की मरम्मत करना आसान बनाती है।
महत्वपूर्ण रूप से अधिक नाजुक घटकों के होने से, एक रैखिक बिजली आपूर्ति से पहले स्विचिंग बिजली आपूर्ति के टूटने की संभावना अधिक होती है। हालांकि, अच्छी डिजाइन और गुणवत्ता वाले घटकों का उपयोग स्विचिंग बिजली आपूर्ति को बहुत विश्वसनीय बना सकता है, शायद रैखिक बिजली आपूर्ति के रूप में भी विश्वसनीय। बिजली की आपूर्ति स्विच करने के साथ वास्तविक समस्या यह है कि अधिक जटिल उनके डिजाइन की मरम्मत के लिए वे तेजी से कठिन होते जा रहे हैं।
लागत प्रभावशीलता
अतीत में, उनके सरल डिजाइन और कम घटकों के उपयोग के कारण रैखिक बिजली की आपूर्ति अधिक लागत प्रभावी उपकरण थी। इससे यह भी मदद नहीं मिली कि सेमीकंडक्टर घटकों का निर्माण महंगा था। हालाँकि, साथ अर्धचालकों की मांग अधिक है, निर्माता पहले की तुलना में ठोस-राज्य घटकों को तेजी से सस्ता करने और बनाने में सक्षम थे। यह, बदले में, कई स्विचिंग बिजली आपूर्ति डिजाइनों को रैखिक बिजली आपूर्ति की तुलना में अधिक लागत प्रभावी बनाता है।
उपयुक्त विद्युत आपूर्ति का उपयोग करना
इसलिए लीनियर और स्विचिंग पावर सप्लाई के बारे में आपको वह सब कुछ जानना होगा जो आपको जानना चाहिए। यह सुनिश्चित करने के लिए कि आपके इलेक्ट्रॉनिक उपकरण सुरक्षित हैं, हमेशा डिवाइस के साथ आए मूल चार्जर का ही उपयोग करें, लेकिन यदि वे उपलब्ध नहीं हैं, तो आप हमेशा पावर एडॉप्टर खरीद सकते हैं।
खरीदने से पहले, याद रखें कि रैखिक बिजली की आपूर्ति इलेक्ट्रॉनिक संगीत वाद्ययंत्र जैसे सटीक अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए आदर्श है। रेडियो और चिकित्सा उपकरण, बिजली की आपूर्ति स्विच करते समय उच्च दक्षता स्थितियों जैसे कि कंप्यूटर बिजली की आपूर्ति, चार्जर और के लिए उपयोग किया जाता है प्रकाश।
