कार्य और आउटपुट वोल्टेज की दिशा
स्टेप-डाउन रेगुलेटर
स्टेप-डाउन रेगुलेटर का मुख्य कार्य एक उच्च इनपुट वोल्टेज को निम्न स्थिर आउटपुट वोल्टेज में कम करना है। उदाहरण के लिए, सामान्य 12V DC इनपुट वोल्टेज को मोबाइल फोन चार्जर और कंप्यूटर मदरबोर्ड पर कुछ चिप्स जैसे कम वोल्टेज पावर सप्लाई की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए 5V या 3.3V की स्थिर आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तित किया जाता है।
बूस्ट वोल्टेज रेगुलेटर
बूस्ट वोल्टेज रेगुलेटर का कार्य निम्न इनपुट वोल्टेज को उच्च स्थिर आउटपुट वोल्टेज में बढ़ाना है। उदाहरण के लिए, कुछ उपकरणों में जो एक या अधिक ड्राई सेल (1.5V या 3V आदि) का उपयोग पावर सप्लाई के लिए करते हैं, वोल्टेज को बूस्ट रेगुलेटर के माध्यम से 5V, 9V आदि तक बढ़ाया जा सकता है, ताकि उच्च वोल्टेज आवश्यक करने वाले सर्किट या उपकरण, जैसे पोर्टेबल स्पीकर और कुछ हैंडहेल्ड मेजरिंग इंस्ट्रूमेंट्स, को पावर सप्लाई किया जा सके।
सर्किट संरचना और कार्य सिद्धांत
स्टेप-डाउन रेगुलेटर
मूल सर्किट संरचना: सामान्य बक रेगुलेटर बक कन्वर्टर संरचना का उपयोग करता है। यह मुख्य रूप से पावर स्विचिंग ट्यूब (जैसे MOSFET), इंडक्टर, कैपेसिटर, डायोड और कंट्रोल सर्किट से बना होता है।
कार्य सिद्धांत: जब पावर स्विचिंग ट्यूब ऑन होता है, तो इनपुट वोल्टेज इंडक्टर को चार्ज करता है, इंडक्टर करंट रेखीय रूप से बढ़ता है, इस समय डायोड रिवर्स ऑफ हो जाता है, और लोड को कैपेसिटर द्वारा पावर सप्लाई की जाती है; जब स्विचिंग ट्यूब ऑफ होता है, तो इंडक्टर रिवर्स इलेक्ट्रोमोटिव फोर्स उत्पन्न करता है, जो कैपेसिटर और लोड को डायोड के माध्यम से पावर सप्लाई करता है, और इंडक्टर करंट रेखीय रूप से घटता है। स्विचिंग ट्यूब के ऑन-ऑफ और कट-ऑफ समय (ड्यूटी साइकल) को नियंत्रित करके, आउटपुट वोल्टेज को स्थिर रखने के लिए समायोजित किया जाता है।
बूस्ट वोल्टेज रेगुलेटर
मूल सर्किट संरचना: आमतौर पर बूस्ट कन्वर्टर संरचना का उपयोग किया जाता है, जिसमें पावर स्विचिंग ट्यूब, इंडक्टर, कैपेसिटर, डायोड और कंट्रोल सर्किट शामिल होते हैं।
कार्य सिद्धांत: जब पावर स्विचिंग ट्यूब ऑन होता है, तो इनपुट वोल्टेज इंडक्टर के दोनों सिरों पर जुड़ता है, इंडक्टर करंट रेखीय रूप से बढ़ता है, इस समय डायोड कट-ऑफ हो जाता है, और कैपेसिटर लोड को आउटपुट वोल्टेज को बनाए रखने के लिए डिस्चार्ज करता है; जब स्विचिंग ट्यूब ऑफ होता है, तो इंडक्टेंस द्वारा उत्पन्न रिवर्स इलेक्ट्रोमोटिव फोर्स इनपुट वोल्टेज के साथ जुड़ता है, कैपेसिटर को डायोड के माध्यम से चार्ज करता है और लोड को पावर सप्लाई करता है। स्विचिंग ट्यूब के ऑन-ऑफ और कट-ऑफ समय (ड्यूटी साइकल) को नियंत्रित करके, आउटपुट वोल्टेज को बढ़ाया और स्थिर किया जा सकता है।
अनुप्रयोग स्थिति
स्टेप-डाउन रेगुलेटर
उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक उपकरण: मोबाइल फोन, टैबलेट, लैपटॉप आदि उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इन उपकरणों के अंदर के अधिकांश चिप्स और सर्किट मॉड्यूल विभिन्न कम-वोल्टेज स्तरों की पावर सप्लाई की आवश्यकता रखते हैं, और उपकरण की पावर इनपुट (जैसे लिथियम बैटरी वोल्टेज या बाहरी एडाप्टर वोल्टेज) अपेक्षाकृत ऊँची होती है, इसलिए विभिन्न घटकों की वोल्टेज की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए एक स्टेप-डाउन रेगुलेटर की आवश्यकता होती है।
पावर एडाप्टर: मेन्स पावर को एक निम्न DC वोल्टेज आउटपुट में परिवर्तित करने के लिए उपयोग किया जाता है, जैसे सामान्य 220V AC मेन्स को 5V, 9V, 12V DC वोल्टेज में, मोबाइल फोन, राउटर आदि उपकरणों को चार्ज या पावर सप्लाई करने के लिए।
बूस्ट वोल्टेज रेगुलेटर
पोर्टेबल उपकरण: कम वोल्टेज बैटरी (जैसे ड्राई सेल, बटन सेल) द्वारा पावर सप्लाई किए जाने वाले पोर्टेबल उपकरणों के लिए, जब उपकरण के कुछ घटकों को उच्च वोल्टेज की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, एक 1.5V ड्राई सेल द्वारा संचालित कुछ टॉर्च बूस्ट रेगुलेटर का उपयोग करके वोल्टेज को 3V या उससे अधिक तक बढ़ाते हैं ताकि उज्ज्वल रोशनी प्रदान की जा सके।
नवीकरणीय ऊर्जा प्रणाली: सौर फोटोवोल्टाइक विद्युत उत्पादन प्रणाली में, जब सौर फोटोवोल्टाइक सेल का आउटपुट वोल्टेज कम प्रकाश तीव्रता पर कम होता है, तो बूस्ट रेगुलेटर कम वोल्टेज को उन सर्किट (जैसे इनवर्टर) के लिए उचित वोल्टेज स्तर तक बढ़ा सकता है जिससे सौर ऊर्जा का उपयोग की दक्षता बढ़ती है।
दक्षता विशेषता
स्टेप-डाउन रेगुलेटर
बक की प्रक्रिया में, स्टेप-डाउन रेगुलेटर की दक्षता इनपुट और आउटपुट वोल्टेज के अंतर, लोड करंट, सर्किट घटकों की प्रदर्शन और अन्य कारकों से संबंधित होती है। सामान्य रूप से, जब इनपुट और आउटपुट वोल्टेज के बीच का अंतर कम होता है, तो हल्के लोड (कम लोड करंट) की स्थिति में दक्षता अपेक्षाकृत कम होती है, और लोड करंट के बढ़ने के साथ दक्षता में सुधार होता है। हालांकि, अगर इनपुट और आउटपुट वोल्टेज के बीच का अंतर बहुत बड़ा होता है, तो पावर लोस (मुख्य रूप से स्विचिंग ट्यूब और इंडक्टर जैसे घटकों का लोस) के प्रभाव से दक्षता भी कम हो जाती है।
बूस्ट वोल्टेज रेगुलेटर
बूस्ट रेगुलेटर की दक्षता भी कई कारकों से प्रभावित होती है। क्योंकि बूस्ट की प्रक्रिया में, इंडक्टर को वोल्टेज बढ़ाने के लिए अधिक ऊर्जा संचित करनी होती है, और डायोड को रिवर्स कट-ऑफ के दौरान निश्चित ऊर्जा लोस होता है, इसलिए कम इनपुट वोल्टेज, उच्च आउटपुट वोल्टेज और भारी लोड (बड़ा लोड करंट) की स्थिति में दक्षता बहुत प्रभावित हो सकती है, लेकिन तकनीकी विकास के साथ, नए बूस्ट रेगुलेटर दक्षता में लगातार सुधार कर रहे हैं।
