ट्रांसफार्मर रहित विद्युत आपूर्ति की गणना कैसे करें

यह पोस्ट बताती है कि ओम के कानून जैसे सरल सूत्रों का उपयोग करके ट्रांसफार्मर रहित बिजली आपूर्ति सर्किट में रोकनेवाला और संधारित्र मूल्यों की गणना कैसे करें

एक Capactive विद्युत आपूर्ति का विश्लेषण

इससे पहले कि हम ट्रांसफॉर्मर पावर सप्लाई में रेसिस्टर और कैपेसिटर मानों की गणना और अनुकूलन के लिए फॉर्मूला सीखें, पहले एक मानक को संक्षेप में प्रस्तुत करना महत्वपूर्ण होगा। ट्रांसफार्मर रहित बिजली की आपूर्ति डिजाइन ।

आरेख का जिक्र करते हुए, इसमें शामिल विभिन्न घटकों को निम्नलिखित विशिष्ट कार्यों के साथ सौंपा गया है:

C1 नॉनपोलर हाई वोल्टेज कैपेसिटर है, जो लोड स्पेसिफिकेशन्स के अनुसार वांछित सीमा को करंट के लिए निर्धारित किया जाता है। इस प्रकार यह घटक असाइन किए गए मुख्य वर्तमान सीमित फ़ंक्शन के कारण अत्यंत महत्वपूर्ण हो जाता है।

D1 से D4 को एक के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है ब्रिज रेक्टिफायर नेटवर्क किसी भी इच्छित डीसी लोड के लिए आउटपुट को उपयुक्त बनाने के लिए, C1 से AC को नीचे ले जाने के लिए सुधारने के लिए।

Z1 आउटपुट को आवश्यक सुरक्षित वोल्टेज सीमाओं को स्थिर करने के लिए तैनात किया गया है।

C2 को स्थापित किया गया है किसी भी लहर को छान लें डीसी में और जुड़े भार के लिए एक पूरी तरह से साफ डीसी बनाने के लिए।

आर 2 वैकल्पिक हो सकता है लेकिन मुख्य से स्विच पर एक स्विच से निपटने के लिए सिफारिश की जाती है, हालांकि अधिमानतः इस घटक को एनटीआर थर्मिस्टर के साथ प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए।

ओम का नियम का उपयोग करना

हम सभी जानते हैं कि ओम के नियम कैसे काम करते हैं और अन्य दो ज्ञात होने पर अज्ञात पैरामीटर खोजने के लिए इसका उपयोग कैसे करें। हालांकि, एक विशिष्ट प्रकार की बिजली की आपूर्ति के साथ अजीबोगरीब विशेषताएं हैं और एलईडी से जुड़े होने के साथ, वर्तमान, वोल्टेज ड्रॉप और एलईडी रोकनेवाला की गणना करना थोड़ा भ्रमित हो जाता है।

कैसे करें ट्रांसफॉर्मरलेस पावर सप्लाई में करंट, वोल्टेज पैरामीटर्स की गणना और डेडिकेट।

प्रासंगिक पैटर्नों का सावधानीपूर्वक अध्ययन करने के बाद, मैंने उपरोक्त मुद्दों को हल करने का एक सरल और प्रभावी तरीका तैयार किया, खासकर जब बिजली की आपूर्ति एक ट्रांसफॉर्मर रहित होती है या वर्तमान को नियंत्रित करने के लिए पीपीसी कैपेसिटर या प्रतिक्रिया को शामिल करती है।

कैपेसिटिव पावर सप्लाई में करंट का मूल्यांकन

आमतौर पर, ए ट्रांसफार्मर रहित बिजली की आपूर्ति बहुत कम वर्तमान मूल्यों के साथ एक आउटपुट का उत्पादन करेगा, लेकिन लागू एसी मेन के बराबर वोल्टेज के साथ (जब तक यह लोड नहीं होता है)।

उदाहरण के लिए, एक 1 ,F, 400 V (ब्रेकडाउन वोल्टेज) जब 220 V x 1.4 = 308V (पुल के बाद) से जुड़ा होता है, तो मुख्य आपूर्ति से अधिकतम 70 mA का करंट और 308 वोल्ट का एक प्रारंभिक वोल्टेज रीडिंग प्राप्त होगा।

हालाँकि यह वोल्टेज बहुत ही रैखिक गिरावट दिखाएगा क्योंकि आउटपुट लोड हो जाता है और '70 mA' जलाशय से खींचा जाता है।

हम जानते हैं कि यदि भार पूरे 70 mA का होगा तो इसका मतलब होगा कि वोल्टेज लगभग शून्य हो जाएगा।

अब चूंकि यह ड्रॉप रैखिक है, इसलिए हम प्रारंभिक आउटपुट वोल्टेज को अधिकतम करंट के साथ विभाजित कर सकते हैं ताकि लोड ड्रॉप्स के विभिन्न परिमाण के लिए होने वाली वोल्टेज ड्रॉप्स का पता लगाया जा सके।

इसलिए 308 वोल्ट को 70 एमए से विभाजित करने पर 4.4 वी मिलता है। यह वह दर है जिस पर वोल्टेज लोड के साथ वर्तमान के प्रत्येक 1 एमए के लिए छोड़ देगा।

तात्पर्य यह है कि यदि भार 20 mA करंट की खपत करता है, तो वोल्टेज में गिरावट 20 × 4.4 = 88 वोल्ट होगी, इसलिए अब आउटपुट 308 - 62.8 = 220 वोल्ट DC (पुल के बाद) का वोल्टेज दिखाएगा।

उदाहरण के लिए ए के साथ 1 वाट एलईडी बिना किसी प्रतिरोधक के सीधे इस सर्किट से जुड़े होने से एलईडी (3.3V) के आगे वोल्टेज ड्रॉप के बराबर वोल्टेज दिखाई देगा, यह इसलिए है क्योंकि एलईडी संधारित्र से उपलब्ध लगभग सभी वर्तमान को डूब रहा है। हालाँकि एलईडी में वोल्टेज शून्य पर नहीं गिर रहा है क्योंकि आगे का वोल्टेज अधिकतम निर्दिष्ट वोल्टेज है जो इसे भर में छोड़ सकता है।

उपरोक्त चर्चा और विश्लेषण से, यह स्पष्ट हो जाता है कि किसी भी बिजली आपूर्ति इकाई में वोल्टेज अपरिवर्तित है यदि बिजली आपूर्ति की वर्तमान वितरण क्षमता 'अपेक्षाकृत' कम है।

उदाहरण के लिए यदि हम एक एलईडी पर विचार करते हैं, तो यह 'फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप' के करीब वोल्टेज पर 30 से 40 एमए वर्तमान का सामना कर सकती है, हालांकि उच्च वोल्टेज पर यह वर्तमान एलईडी के लिए खतरनाक हो सकता है, इसलिए यह सभी अधिकतम वर्तमान को बराबर रखने के बारे में है। लोड की अधिकतम सुरक्षित सहनीय सीमा।

रोकनेवाला मान की गणना

लोड के लिए रोकनेवाला : जब एक एलईडी का उपयोग लोड के रूप में किया जाता है, तो एक संधारित्र चुनने की सिफारिश की जाती है, जिसका प्रतिक्रिया मूल्य केवल एलईडी के लिए अधिकतम सहनीय वर्तमान की अनुमति देता है, उस स्थिति में एक रोकनेवाला पूरी तरह से बचा जा सकता है।

अगर द संधारित्र मान उच्च वर्तमान आउटपुट के साथ बड़ा है, तो संभवतः ऊपर चर्चा के रूप में हम वर्तमान को सहन करने योग्य सीमाओं को कम करने के लिए एक अवरोधक को शामिल कर सकते हैं।

सर्ज लिमिट रेजिस्टर की गणना : उपरोक्त आरेख रूपों में रोकनेवाला आर 2 को स्विच-ऑन सर्ज लिमिटर रेसिस्टर के रूप में शामिल किया गया है। यह मूल रूप से शुरुआती उछाल से कमजोर भार को बचाता है।

पीरियड्स के शुरुआती स्विच के दौरान, कैपेसिटर C1 एक पूर्ण शॉर्ट सर्किट की तरह काम करता है, हालांकि कुछ मिलीसेकंड के लिए, और पूरे 220V को आउटपुट के लिए अनुमति दे सकता है।

यह आपूर्ति से जुड़े संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक सर्किट या एल ई डी को उड़ाने के लिए पर्याप्त हो सकता है, जिसमें स्थिर ज़ेनर डायोड भी शामिल है।

चूंकि जेनर डायोड लाइन में पहला इलेक्ट्रॉनिक उपकरण बनाता है जिसे शुरुआती उछाल से सुरक्षित रखने की आवश्यकता होती है, इसलिए जेनर डायोड विनिर्देशों के अनुसार आर 2 की गणना की जा सकती है, और अधिकतम जेनर करंट , या ज़ेनर अपव्यय।

हमारे उदाहरण के लिए जेनर द्वारा अधिकतम सहनीय वर्तमान 1 वाट / 12 वी = 0.083 एम्प्स होगा।

इसलिए R2 = 12 / 0.083 = 144 ओम होना चाहिए

हालाँकि, चूंकि वृद्धि धारा केवल एक मिलीसेकंड के लिए है, इसलिए यह मूल्य इससे बहुत कम हो सकता है।

यहाँ। हम जेनर गणना के लिए 310 वी इनपुट पर विचार नहीं कर रहे हैं, क्योंकि वर्तमान सी 1 द्वारा 70 एमए तक सीमित है।

चूंकि आर 2 सामान्य संचालन के दौरान लोड के लिए अनावश्यक रूप से कीमती करंट को प्रतिबंधित कर सकता है, इसलिए इसे आदर्श रूप से होना चाहिए एनटीसी रोकनेवाला का प्रकार। एक एनटीसी यह सुनिश्चित करेगा कि वर्तमान केवल प्रारंभिक स्विच ऑन अवधि के दौरान प्रतिबंधित है, और फिर पूर्ण 70 एमए को लोड के लिए अप्रतिबंधित पास करने की अनुमति है।

डिस्चार्ज रिसिस्टर की गणना : जब भी सर्किट मुख्य से अनप्लग होता है, तो C1 के अंदर संग्रहीत उच्च वोल्टेज चार्ज को डिस्चार्ज करने के लिए रिसिस्टर R1 का उपयोग किया जाता है।

R1 मूल्य C1 के तेजी से निर्वहन के लिए जितना संभव हो उतना कम होना चाहिए, फिर भी मुख्य AC के साथ जुड़ा होने के दौरान न्यूनतम गर्मी को भंग कर देना चाहिए।

चूंकि R1 1/4 वाट अवरोधक हो सकता है, इसलिए इसका अपव्यय 0.25 / 310 = 0.0008 amps या 0.8 mA से कम होना चाहिए।

इसलिए R1 = 310 / 0.0008 = 387500 ओम या 390 k लगभग।

20 mA एलईडी रेजिस्टर की गणना

उदाहरण: दिखाए गए आरेख में, संधारित्र का मान अधिकतम 70 mA पैदा करता है। वर्तमान जो किसी भी एलईडी को झेलने के लिए काफी अधिक है। मानक एलईडी / अवरोधक सूत्र का उपयोग करना:

आर = (आपूर्ति वोल्टेज वीएस - एलईडी आगे वोल्टेज वीएफ) / एलईडी वर्तमान आईएल,
= (220 - 3.3)/0.02 = 10.83K,

हालाँकि, 10.83K मान बहुत बड़ा दिखता है, और इससे एलईडी पर रोशनी कम होती है .... कोई भी कम-से-कम गणना पूरी तरह से वैध लगता है .... तो क्या हम यहाँ कुछ याद कर रहे हैं ??

मुझे लगता है कि यहां वोल्टेज '220' सही नहीं हो सकता है क्योंकि अंततः एलईडी को सिर्फ 3.3V की आवश्यकता होगी .... तो क्यों न इस मूल्य को उपरोक्त सूत्र में लागू करें और परिणामों की जांच करें? यदि आपने ज़ेनर डायोड का उपयोग किया है, तो इसके बजाय ज़ेनर मूल्य को यहां लागू किया जा सकता है।

ठीक है, यहाँ हम फिर से चलते हैं।

आर = 3.3 / 0.02 = 165 ओम

अब यह काफी बेहतर लग रहा है।

यदि आपने उपयोग किया है, तो एलईडी से पहले 12V जेनर डायोड कहते हैं, सूत्र की गणना नीचे दी गई है:

आर = (आपूर्ति वोल्टेज वीएस - एलईडी आगे वोल्टेज वीएफ) / एलईडी वर्तमान आईएल,
= (12 - 3.3) / 0.02 = 435 ओम,

इसलिए एक को नियंत्रित करने के लिए रोकनेवाला का मूल्य लाल एलईडी सुरक्षित रूप से लगभग 400 ओम होगा।

संधारित्र का पता लगाना वर्तमान

ऊपर चर्चा की गई पूरी ट्रांसफ़ॉर्मलेस डिज़ाइन में, C1 एक महत्वपूर्ण घटक है जिसे सही ढंग से आयामित किया जाना चाहिए ताकि इसमें से वर्तमान आउटपुट लोड विनिर्देश के अनुसार अनुकूलित रूप से अनुकूलित हो।

अपेक्षाकृत छोटे भार के लिए एक उच्च मूल्य संधारित्र का चयन करने से लोड में प्रवेश करने और अत्यधिक नुकसान होने की संभावना बढ़ सकती है।

इसके विपरीत एक अच्छी तरह से गणना की गई संधारित्र जुड़ा लोड के लिए पर्याप्त सुरक्षा बनाए रखने के लिए एक नियंत्रित उछाल और नाममात्र का अपव्यय सुनिश्चित करता है।

ओम का नियम का उपयोग करना

वर्तमान की वह परिमाण जो एक विशेष भार के लिए एक ट्रांसफॉर्मलेस बिजली की आपूर्ति के माध्यम से स्पष्ट रूप से स्वीकार्य हो सकती है, ओहियो के समय का उपयोग करके गणना की जा सकती है:

मैं = वी / आर

जहां मैं = वर्तमान, वी = वोल्टेज, आर = प्रतिरोध

हालांकि जैसा कि हम देख सकते हैं, उपरोक्त सूत्र में आर एक विषम पैरामीटर है क्योंकि हम एक संधारित्र के साथ वर्तमान सीमित सदस्य के रूप में काम कर रहे हैं।

इसे क्रैक करने के लिए हमें एक ऐसी विधि निकालने की आवश्यकता है जो कैपेसिटर के वर्तमान सीमित मूल्य को ओम या प्रतिरोध इकाई के संदर्भ में अनुवाद करेगी, ताकि ओम के कानून सूत्र को हल किया जा सके।

संधारित्र अभिक्रिया की गणना

ऐसा करने के लिए, हम पहले संधारित्र की प्रतिक्रिया का पता लगाते हैं जिसे प्रतिरोधक के प्रतिरोध के रूप में माना जा सकता है।

प्रतिक्रिया के लिए सूत्र है:

Xc = 1/2 (pi) fC

जहां Xc = प्रतिक्रिया,

pi = 22/7

च = आवृत्ति

फराड्स में C = संधारित्र मान

उपरोक्त सूत्र से प्राप्त परिणाम ओह्स में है जिसे सीधे हमारे पहले उल्लिखित ओम के नियम में प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

आइए उपरोक्त सूत्रों के कार्यान्वयन को समझने के लिए एक उदाहरण को हल करें:

आइए देखें कि 1uF संधारित्र एक विशेष भार को कितना करंट लगा सकता है:

हमारे हाथ में निम्नलिखित डेटा है:

पीआई = 22/7 = 3.14

f = 50 हर्ट्ज (साधन एसी आवृत्ति)

और सी = 1uF या 0.000001F

उपरोक्त डेटा का उपयोग करके प्रतिक्रिया समीकरण को हल करना:

Xc = 1 / (2 x 3.14 x 50 x 0.000001)

= 3184 ओम लगभग

हमारे ओम के कानून सूत्र में इस समतुल्य प्रतिरोध मूल्य को प्रतिस्थापित करते हुए, हमें यह मिलता है:

आर = वी / आई

या I = V / R

वी = 220 वी (चूंकि संधारित्र को साधन वोल्टेज के साथ काम करने का इरादा है) मान लिया गया है।)

हम पाते हैं:

I = 220/3184

= 0.069 एम्प्स या 69 एमएए लगभग

इसी तरह अन्य कैपेसिटर की गणना उनकी अधिकतम वर्तमान डिलीवरी क्षमता या रेटिंग जानने के लिए की जा सकती है।

उपरोक्त चर्चा बड़े पैमाने पर बताती है कि कैसे किसी संधारित्र की धारा की गणना किसी भी प्रासंगिक सर्किट में की जा सकती है, विशेष रूप से ट्रांसफार्मर रहित कैपेसिटिव पावर सप्लाई में।

चेतावनी: मनोकामना पूर्ण नहीं होती है, जो किसी भी तरह से उपलब्ध नहीं है, जो कि पूर्ण रूप से प्रवेश के समय, मुख्य कारागार में प्रवेश करने के साथ-साथ पूरे रास्ते में स्थित हैं।