क्यों वोल्टेज बुस्ट सर्किटमा स्टोरेज कैपासिटरहरू आवश्यक छन्?
बूस्ट कन्भर्टरमा ऊर्जा संचयन क्षमताहरूको आवश्यकता
बूस्ट कन्भर्टर (अपस्टेप कन्भर्टर) मा, ऊर्जा संचयन क्षमताहरू (प्रायः निर्गम क्षमताहरू भनिन्छ) एक महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्। उनीहरूको प्रमुख कार्य निर्गम वोल्टेजलाई चिकनो बनाउने र लोडलाई स्थिर र निरन्तर शक्ति सप्लाइ प्रदान गर्ने हो। तल बूस्ट कन्भर्टरमा ऊर्जा संचयन क्षमताहरूको आवश्यकता को विस्तृत विवरण छ:
१. निर्गम वोल्टेजलाई चिकनो बनाउने
बूस्ट कन्भर्टरको कार्य नियम एक स्विचिङ डिभाइस (जस्तै MOSFET वा BJT) को अवधारणामा आधारित छ जसले वोल्टेज अपस्टेप गर्ने लागि अवधिक रूपमा चालु र बन्द गर्छ। विशेषतया:
जब स्विच चालु छ, त्यसमा धारा इन्डक्टरद्वारा प्रवाहित हुन्छ, जसले ऊर्जा संचय गर्छ।
जब स्विच बन्द छ, त्यसमा इन्डक्टर भण्डारित ऊर्जा फिर्ता दिन्छ, यसले इनपुट वोल्टेजमा थप गरेर लोडलाई उच्च निर्गम वोल्टेज प्रदान गर्छ।
अवधिक स्विचिङ कार्यक्रमको कारण निर्गम वोल्टेज झन्झलालाई गर्छ। ऊर्जा संचयन क्षमता छैन भएको अवस्थामा, प्रत्येक स्विचिङ चक्रमा निर्गम वोल्टेज महत्त्वपूर्ण रूपमा फरक हुन्छ, जसले लोडमा अस्थिर वोल्टेज उत्पन्न गर्छ। ऊर्जा संचयन क्षमता स्विच-बन्द अवधिमा ऊर्जा संचय गर्दछ र स्विच-चालु अवधिमा त्यसलाई फिर्ता दिन्छ, यसरी निर्गम वोल्टेज चिकनो बनाइ र लोडलाई स्थिर वोल्टेज प्रदान गर्छ।
२. लोड धारा बनाए राख्ने
स्विच-चालु अवधिमा, इन्डक्टर ऊर्जा संचय गर्छ र क्षमता लोडलाई धारा प्रदान गर्छ। स्विच-बन्द अवधिमा, इन्डक्टर भण्डारित ऊर्जा फिर्ता दिन्छ र क्षमता चार्ज हुन्छ। ऊर्जा संचयन क्षमता यी दुई अवधिहरू बीचमा एक बफर कार्य गर्छ, जसले लोड धारा अवरोधित हुन सक्छ भने त्यसलाई बनाए राख्छ।
स्विच-चालु अवधिमा: क्षमता डिस्चार्ज हुन्छ, लोडलाई धारा प्रदान गर्छ।
स्विच-बन्द अवधिमा: क्षमता चार्ज हुन्छ, इन्डक्टरद्वारा फिर्ता दिइएको ऊर्जा अवशोषण गर्छ।
यो बारीक चार्ज-डिस्चार्ज प्रक्रिया लोडलाई सदैव निरन्तर धारा सप्लाइ दिने र स्विचिङ कार्यक्रमले उत्पन्न गर्ने अवरोधित गर्ने गर्छ।
३. उच्च फ्रिक्वेन्सी रिपल फिल्टर गर्ने
निर्गम वोल्टेज चिकनो बनाउने अलावा, ऊर्जा संचयन क्षमता उच्च फ्रिक्वेन्सी रिपल पनि फिल्टर गर्छ। उच्च स्विचिङ फ्रिक्वेन्सी (सामान्यतया दहाँको र सयको किलोहर्ट्ज) कारण निर्गम वोल्टेजमा उच्च फ्रिक्वेन्सी घटकहरू (यानी रिपल) रहन सक्छ। यी उच्च फ्रिक्वेन्सी घटकहरू फिल्टर गरिएको छैन भएको अवस्थामा, लोडसँग जोडिएको संवेदनशील इलेक्ट्रोनिक डिभाइसहरूलाई नकारात्मक प्रभाव पार्न सक्छ।
ऊर्जा संचयन क्षमताको निम्न इम्पिडेन्स विशेषताले यी उच्च फ्रिक्वेन्सी रिपलहरूलाई प्रभावी रूपमा फिल्टर गर्न सक्छ, जसले निर्गम वोल्टेज शुद्ध र स्थिर रहने गर्छ।
४. प्रणालीको दक्षता सुधार गर्ने
ऊर्जा संचयन क्षमताको उपस्थितिले निर्गम वोल्टेजमा झन्झलालाई कम गर्छ, जसले अन्तिम वोल्टेज नियन्त्रण सर्किटहरूको बोझ घटाउँछ। यदि निर्गम वोल्टेज महत्त्वपूर्ण रूपमा झन्झलालाई गर्छ, भने वोल्टेज नियन्त्रण सर्किटले स्थिर निर्गम वोल्टेज बनाए राख्न सक्ले अक्सर फेरी समायोजन गर्नुपर्छ, यसले शक्ति उपभोग बढाउँछ र सम्पूर्ण प्रणालीको दक्षता घटाउँछ। ऊर्जा संचयन क्षमता प्रयोग गर्दा, यी वोल्टेज झन्झलालाई कम गर्न सकिन्छ, जसले सम्पूर्ण प्रणालीको दक्षता सुधार गर्छ।
५. ट्रान्झिएन्ट प्रतिक्रिया सञ्चालन गर्ने
जब लोडमा अचानक परिवर्तन (जस्तै लोडमा अचानक वृद्धि वा कमी) भएको छ, त्यसपछि ऊर्जा संचयन क्षमता अतिरिक्त ऊर्जा प्रदान गर्दै वा अतिरिक्त ऊर्जा अवशोषण गर्दै त्वरित प्रतिक्रिया दिन सक्छ, जसले निर्गम वोल्टेजमा ठूलो झन्झलालाई रोक्न सक्छ। यी ट्रान्झिएन्ट प्रतिक्रिया क्षमता निर्गम वोल्टेजको स्थिरता बनाए राख्न महत्त्वपूर्ण छ।
सारांश
बूस्ट कन्भर्टरमा, ऊर्जा संचयन क्षमताहरूको प्रमुख भूमिकाहरू यस्ता छन्:
निर्गम वोल्टेजलाई चिकनो बनाउने: स्विचिङ चक्रहरूले उत्पन्न गरेको वोल्टेज झन्झलालाई उन्मूलन गर्ने।
लोड धारा बनाए राख्ने: स्विचिङ चक्रहरू दौराले लोडलाई स्थिर धारा सप्लाइ दिने।
उच्च फ्रिक्वेन्सी रिपल फिल्टर गर्ने: निर्गम वोल्टेजमा उच्च फ्रिक्वेन्सी शोर घटाउने।
प्रणालीको दक्षता सुधार गर्ने: वोल्टेज नियन्त्रण सर्किटहरूको बोझ घटाउँदै र सम्पूर्ण दक्षता सुधार गर्ने।
ट्रान्झिएन्ट प्रतिक्रिया सञ्चालन गर्ने: लोड र फेरी परिवर्तनलाई त्वरित प्रतिक्रिया दिने र निर्गम वोल्टेजलाई स्थिर राख्ने।
त्यसैले, ऊर्जा संचयन क्षमता बूस्ट कन्भर्टरमा एक अनिवार्य घटक छ, जसले निर्गम वोल्टेजको स्थिरता र विश्वसनीयता सुनिश्चित गर्छ।
