वोल्टेज स्रोतमा निरन्तर वोल्टेज बनाए राख्ने कुन कस्ता प्रयोग गरिन्छ?
वोल्टेज स्रोतमा निरन्तर वोल्टेज बनाए राख्ने विधिहरू
वोल्टेज स्रोतमा निरन्तर वोल्टेज बनाए राख्न वोल्टेज रेगुलेटरहरूको प्रयोग गरिन्छ। वोल्टेज रेगुलेटरहरूले लोडमा परिवर्तन, इनपुट वोल्टेजको दोलाहरू, वा पर्यावरणीय स्थितिहरू बाट बाँधे आउटपुट वोल्टेज निरन्तर राख्छन्। तल निरन्तर वोल्टेज बनाए राख्ने केही सामान्य विधिहरू र उनीहरूको कामकाजी सिद्धान्तहरू छन्:
1. लिनियर रेगुलेटर
कामकाजी सिद्धान्त: लिनियर रेगुलेटरले अपनाको आंतरिक ट्रान्झिस्टरको चालना स्तर फेराउँदै अतिरिक्त वोल्टेजलाई गर्मीको रूपमा गुमाउँछ, जसले निरन्तर आउटपुट वोल्टेज बनाए राख्छ। यो एउटा विज्ञानी प्रतिरोधक जस्तै काम गर्छ, जो लोडमा परिवर्तन अनुसार आफ्नो प्रतिरोध आफैं फेराउँदै आउटपुट वोल्टेजलाई स्थिर राख्छ।
लाभ:
सरल विपण्याको साथ एक सरल सर्किट डिजाइन।
बहुत सुचारु र निश्चित आउटपुट वोल्टेज प्रदान गर्छ।
हानिहरू:
थुप्रो दक्षता, विशेष गरी जब इनपुट वोल्टेज आउटपुट वोल्टेजभन्दा धेरै उच्च हुन्छ, किनभने धेरै ऊर्जा गर्मीको रूपमा गुमाउँछ।
गर्मी उत्पादनको कारण अच्छो थर्मल प्रबन्धन आवश्यक छ।
प्रतिपादनीय उपयोग: ऑडियो उपकरण र परिमाण अनुसार उपकरण जस्ता शोर संवेदनशील सर्किटका लागि उपयुक्त छ।
2. स्विचिङ रेगुलेटर
कामकाजी सिद्धान्त: स्विचिङ रेगुलेटरले तीव्र स्विचिङ (सामान्यतया MOSFETs वा BJTs) प्रयोग गरेर विद्युत धाराको प्रवाह नियन्त्रण गर्छ, जसले इनपुट वोल्टेजलाई पल्स तरंगमा परिवर्तन गर्छ। यो तरंग त्यसपछि एक फिल्टर द्वारा निरन्तर DC आउटपुट बनाउँदै राख्छ। स्विचिङ रेगुलेटरले जरुरी अनुसार वोल्टेजलाई बढाउन (Boost), घटाउन (Buck), वा दुवै (Buck-Boost) गर्न सक्छ।
लाभ:
उच्च दक्षता, सामान्यतया 80% देखि 95% मा रहन्छ, विशेष गरी जब इनपुट र आउटपुट वोल्टेजमा ठूलो फरक छ।
विस्तृत शक्ति स्तरहरू सँग सक्षम, उच्च शक्ति उपयोगका लागि उपयुक्त छ।
हानिहरू:
जटिल सर्किट डिजाइन, जसले लागू गर्न र डिबग गर्न थप कठिन बनाउँछ।
आउटपुट वोल्टेजमा केही रिपल र शोर हुन सक्छ, जसको लागि अतिरिक्त फिल्टरिङ आवश्यक छ।
उच्च स्विचिङ फ्रिक्वेन्सी विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (EMI) उत्पन्न गर्छ।
प्रतिपादनीय उपयोग: लैपटप विद्युत अनुवादक र विद्युत वाहन चार्जिङ सिस्टम जस्ता उच्च दक्षता, उच्च शक्ति उपयोगका लागि उपयुक्त छ।
3. शन्ट रेगुलेटर
कामकाजी सिद्धान्त: शन्ट रेगुलेटरले एक घटक (जस्तै जेनर डायोड वा वोल्टेज रेगुलेटर) लाई रेफरन्स वोल्टेज र आउटपुट वोल्टेज बीच पारालेल जोड्दै अतिरिक्त धारा अवशोषण गर्छ, जसले निरन्तर आउटपुट वोल्टेज बनाए राख्छ। यो सामान्यतया साधारण निम्न वोल्टेज नियन्त्रण सर्किटमा प्रयोग गरिन्छ।
लाभ:
सरल र सस्तो सर्किट डिजाइन।
निम्न शक्ति, छोटो धारा उपयोगका लागि उपयुक्त छ।
हानिहरू:
थुप्रो दक्षता, किनभने अतिरिक्त धारा गर्मीको रूपमा गुमाउँछ।
सीमित लोड विकारको लागि।
प्रतिपादनीय उपयोग: साधारण रेफरन्स वोल्टेज स्रोत वा निम्न शक्ति सर्किटका लागि उपयुक्त छ।
4. प्रतिक्रिया नियन्त्रण सर्किट
कामकाजी सिद्धान्त: धेरै वोल्टेज रेगुलेटरहरूले प्रतिक्रिया नियन्त्रण लूप प्रयोग गरेर आउटपुट वोल्टेजलाई निरीक्षण गर्छ र कुनै विकारको आधारमा रेगुलेटरको व्यवहार फेराउँछ। प्रतिक्रिया सर्किटले आउटपुट वोल्टेजलाई रेफरन्स वोल्टेजसँग तुलना गर्छ, जसले एउटा त्रुटि सिग्नल उत्पन्न गर्छ जो रेगुलेटरको आउटपुटलाई फेराउँछ। यो बन्द लूप सिस्टम रेगुलेटरको योग्यता र प्रतिक्रिया समय बढाउँछ।
लाभ:
रेगुलेटरको योग्यता र स्थिरता बढाउँछ।
लोड विकार र इनपुट वोल्टेज दोलाहरूमा तेजीले प्रतिक्रिया गर्छ।
हानिहरू:
जटिल सर्किट डिजाइन, जसले लागू गर्न र डिबग गर्न थप कठिन बनाउँछ।
दोलन वा अस्थिरतालाई बाँध्न अतिसावधानीपूर्वक डिजाइन गर्नुपर्छ।
प्रतिपादनीय उपयोग: विभिन्न प्रकारका रेगुलेटरहरूमा उत्कृष्ट प्रदर्शन र विश्वसनीयता बढाउनका लागि व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
5. बैटरी प्रबन्धन सिस्टम (BMS)
कामकाजी सिद्धान्त: बैटरी आधारित सिस्टमहरूका लागि, बैटरी प्रबन्धन सिस्टम (BMS) बैटरी वोल्टेज, धारा, र तापमान जस्ता पैरामिटरहरूलाई निरीक्षण गर्छ र बैटरी वोल्टेजलाई सुरक्षित सीमा भित्र राख्न लागि चार्जिङ र डिस्चार्जिङ प्रक्रियाहरूलाई बुद्धिमत्तापूर्वक नियन्त्रण गर्छ। BMSले ओवरचार्जिङ, ओवरडिस्चार्जिङ, र ओवरहीटिङ रोक्न र बैटरी जीवनकाल बढाउन गर्छ।
लाभ:
बैटरीलाई सुरक्षा दिन्छ र त्यसको जीवनकाल बढाउँछ।
बैटरीको चार्जिङ र डिस्चार्जिङ प्रक्रियाहरूलाई नियन्त्रण गर्दै स्थिर वोल्टेज बनाए राख्छ।
हानिहरू:
मुख्यतया बैटरी आधारित सिस्टमहरूमा लागू हुन्छ, अन्य प्रकारका शक्ति स्रोतहरूमा नहुन्छ।
प्रतिपादनीय उपयोग: लिथियम-आयन बैटरी र लेड-एसिड बैटरी जस्ता पुनरावस्थापनीय बैटरी सिस्टमहरूमा उपयुक्त छ, जसलाई विद्युत वाहन र पोर्टेबल इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूमा पाइन्छ।
6. वोल्टेज रेफरन्स
कामकाजी सिद्धान्त: वोल्टेज रेफरन्स एक सर्किट हो जो बैंडगैप रेफरन्स प्रौद्योगिकी प्रयोग गरेर एक अत्यधिक स्थिर रेफरन्स वोल्टेज प्रदान गर्छ। यो विस्तृत तापमान र इनपुट वोल्टेज सीमामा उच्च योग्यता र स्थिरता बनाए राख्छ।
लाभ:
थुप्रो योग्यता, निम्न तापमान गुणांक र उत्कृष्ट लामो अवधिक स्थिरता सहित।
उच्च-योग्यता वोल्टेज रेफरन्स आवश्यक उपयोगका लागि उपयुक्त छ।
हानिहरू:
सामान्यतया छोटो धारा प्रदान गर्छ, उच्च शक्ति उपयोगका लागि उपयुक्त छैन।
प्रतिपादनीय उपयोग: ADC/DAC अनुवादक र योग्यता अनुसार मापन उपकरणहरू जस्ता उच्च-योग्यता वोल्टेज रेफरन्स आवश्यक उपयोगका लागि उपयुक्त छ।
7. ट्रान्सफार्मर र रेक्टिफायर
कामकाजी सिद्धान्त: AC विद्युत सिस्टमहरूमा, ट्रान्सफार्मरले इनपुट वोल्टेजलाई आवश्यक आउटपुट वोल्टेजमा परिवर्तन गर्छ, र रेक्टिफायरले AC वोल्टेजलाई DC वोल्टेजमा परिवर्तन गर्छ। निरन्तर DC आउटपुट वोल्टेज बनाए राख्न रेक्टिफायरको बाटो अन्त्यमा फिल्टर र रेगुलेटर अक्सर थपिन्छ।
लाभ:
AC विद्युत सिस्टमहरूमा वोल्टेज परिवर्तनका लागि उपयुक्त छ।
सरल र सस्तो डिजाइन।
हानिहरू:
आउटपुट वोल्टेज इनपुट वोल्टेजको दोलाहरूमा संवेदनशील, जसको लागि अतिरिक्त नियन्त्रण आवश्यक छ।
ठूलो आकार, पोर्टेबल उपकरणहरूका लागि उपयुक्त छैन।
प्रतिपादनीय उपयोग: AC विद्युत सिस्टममा घरेलू उपकरणहरू र औद्योगिक उपकरणहरूका लागि उपयुक्त छ।
सारांश
उपयुक्त वोल्टेज नियन्त्रण विधिलाई चुन्ने विशिष्ट उपयोगका आवश्यकताहरू जस्ता शक्ति आवश्यकता, दक्षता, योग्यता, खर्च, र पर्यावरणीय स्थितिहरू बाट निर्धारण गरिन्छ। लिनियर रेगुलेटरहरू निम्न शोर, निम्न शक्ति उपयोगका लागि उपयुक्त छन्; स्विचिङ रेगुलेटरहरू उच्च दक्षता, उच्च शक्ति उपयोगका लागि उपयुक्त छन्; शन्ट रेगुलेटरहरू साधारण, निम्न शक्ति उपयोगका लागि उपयुक्त छन्; प्रतिक्रिया नियन्त्रण सर्किटहरू रेगुलेटरको योग्यता र प्रतिक्रिया गति बढाउँछन्; बैटरी प्रबन्धन सिस्टमहरू बैटरी आधारित सिस्टमहरूका लागि डिजाइन गरिएका छन्; वोल्टेज रेफरन्सहरू उच्च-योग्यता वोल्टेज रेफरन्स उपयोगका लागि उपयुक्त छन्; र ट्रान्सफार्मर र रेक्टिफायरहरू AC विद्युत सिस्टमहरूमा वोल्टेज परिवर्तनका लागि उपयुक्त छन्।
