फोन चार्जर में निरंतर आउटपुट वोल्टेज के साथ चर इनपुट वोल्टेज कैसे होता है?

Question

मेरी बुनियादी समझ यह है कि एक ट्रांसफार्मर प्राथमिक और माध्यमिक वाइंडिंग के अनुपात से एक वोल्टेज को कम कर सकता है, क्योंकि यह एक अनुपात है जो आउटपुट स्थिर नहीं है।

इस प्रकार मेरा सवाल है, एप्पल 5V आउटपुट बनाने के लिए 100v-240v ~ 50/60 हर्ट्ज का इनपुट लेने के लिए एप्पल फोन चार्जर (एक फ्लाई-बैक स्विच मोड पावर सप्लाई) जैसे चार्जर कैसे हैं?

ऊपर ऐप्पल फोन चार्जर का एक कथित सर्किट आरेख है।

क्या यह निरंतर आउटपुट वोल्टेज फ्लाईबैक ट्रांसफार्मर का एक प्रभाव है? (मुझे एसी से डीसी बिजली की आपूर्ति का बहुत कम अनुभव है) किसी भी मदद की सराहना की जाती है।

Comments

फीडबैक का उपयोग GD गेट ड्राइवर के पीडब्लूएम नियंत्रण की वर्तमान ऊर्जा की मात्रा को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, जो ऊर्जा को वोल्टेज को नियंत्रित करने के लिए जारी किया जाता है

— टोनी स्टीवर्ट सुन्नसिस्की यूई 75

प्रतिक्रिया एक एनालॉग वोल्टेज है जो प्रोग्रामो जेनर मल्टीप्लायर (IC3) का उपयोग करते हुए ऑप्टोकॉप्लर को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, PC1 फिर स्केल (OTP के लिए PC2 में थर्मल फीडबैक के साथ) और प्राथमिक पक्ष स्विचिंग नियामक PWM को नियंत्रित करने के लिए फ़िल्टर किया जाता है।

— टोनी स्टीवर्ट Sunnyskyguy EE75

एसी वोल्टेज को ब्रिज रेक्टिफायर द्वारा ठीक किया जाता है और डीसी वोल्टेज बन जाता है .... कि वोल्टेज IC1 के

— पिन

@DiscreteTomato, "आवृत्ति के माध्यम से वोल्टेज को विनियमित करना" - नहीं, आवृत्ति के माध्यम से नहीं, लेकिन दालों की चौड़ाई के मॉडुलन के माध्यम से, आमतौर पर निरंतर आवृत्ति पर।

— अले..चेन्स्की

TLDR: यह उच्च वोल्टेज को झपकाता है और दालों को एक स्थिर निचले वोल्टेज में औसत करता है।

— dandavis

Answer 1

आधुनिक एसी-डीसी बिजली की आपूर्ति तीन चरणों में वोल्टेज रूपांतरण करती है। मोटे तौर पर, प्रक्रिया इस प्रकार है।

सबसे पहले, वे एसी को डीसी में सुधारते हैं, इसलिए 100 वी एसी लगभग 140 वी डीसी में हो जाता है, और 240 वी एसी के बारे में 340 वी डीसी में परिणाम होता है। यह एक पहला कदम है। यह वोल्टेज की सीमा है जो कनवर्टर के दूसरे चरण के साथ काम कर रही है। और इस वोल्टेज में 100-120 हर्ट्ज पर भयानक लहरें हैं।

दूसरा चरण एक "हेलिकॉप्टर" है जो उच्च-वोल्टेज डीसी को उच्च-आवृत्ति दालों, 100 kHz या कुछ और में संशोधित करता है। एक नियंत्रक आईसी है जो शक्तिशाली MOSFETs की एक जोड़ी को चलाता है, जो अलगाव ट्रांसफार्मर की प्राथमिक घुमावदार के साथ लोड होते हैं। ट्रांसफार्मर, जैसा कि आपने विधिवत उल्लेख किया है, एक निश्चित घुमावदार अनुपात है, इसलिए आउटपुट दालों में चर आयाम आनुपातिक डीसी के लिए आनुपातिक होगा (जो 140 से 340V है, 50/60 हर्ट्ज प्राथमिक सुधार से तरंगों की गिनती नहीं)।

हालांकि, हेलिकॉप्टर भी अलग चौड़ाई के इन दालों को बनाता है, जिसे पीडब्लूएम - पल्स-चौड़ाई-मॉड्यूलेशन कहा जाता है। इस प्रकार ट्रांसफार्मर का आउटपुट, जब "आधा-रास्ता" डायोड रेक्टिफायर द्वारा सुधारा जाता है और एक बड़े आउटपुट कैपेसिटर के साथ चिकना हो जाता है, तो औसतन चर आयाम हो सकते हैं: संकीर्ण दालें औसत औसत आयाम बनाती हैं, और इसके विपरीत। यह AC-DC कनवर्टर का तीसरा चरण है।

इसलिए, जबकि ट्रांसफार्मर का एक निश्चित घुमावदार अनुपात होता है, पीडब्लूएम अभी भी काफी रेंज में रेक्टिफायर के आउटपुट को बदलने की अनुमति देता है, इस प्रकार निश्चित ट्रांसफॉर्मर अनुपात और विशाल इनपुट वोल्टेज रेंज को समायोजित करता है, जिसमें वोल्टेज रिपल्स भी शामिल हैं।

अंतिम नियंत्रण और वोल्टेज स्थिरीकरण रैखिक ऑप्टो-आइसोलेटर्स का उपयोग करके नकारात्मक प्रतिक्रिया तंत्र के माध्यम से किया जाता है। यदि सुधारित वोल्टेज बहुत अधिक हो जाता है, तो प्रतिक्रिया नियंत्रक आईसी को संकरी दालों का उत्पादन करने के लिए बनाता है, इसलिए वोल्टेज नीचे जाता है, और इसके विपरीत। यह प्रतिक्रिया तंत्र न केवल वोल्टेज का ध्यान रखता है, यह पीएसयू भार में वितरित समग्र शक्ति को भी नियंत्रित करता है।

कुछ ठीक विवरण हैं कि ट्रांसफॉर्मर असममित तरंगों को कैसे सहन करते हैं, पर्दे के पीछे कुछ ठीक इंजीनियरिंग ट्रिक्स हैं, लेकिन मूल रूप से यही है।

Answer 2

यदि आप निरंतर आउटपुट वोल्टेज के लिए जिम्मेदार एक 'घटक' की पहचान करना चाहते हैं, तो यह 'फीडबैक' है।

फ़ॉरवर्ड पथ जिसमें फ़्लायबैक ट्रांसफ़ॉर्मर शामिल है, आउटपुट के लिए एक नियंत्रणीय मात्रा को बढ़ाता है। आउटपुट पर वोल्टेज मापा जाता है, और वोल्टेज को स्थिर रखने के लिए फीडबैक पल-पल की छोटी या बड़ी मात्रा में बिजली का अनुरोध करता है।

आगे का रास्ता इनपुट रेंज में किसी भी वोल्टेज से चलाने में सक्षम होने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसे डिज़ाइन के साथ थोड़ी देखभाल की आवश्यकता होती है, लेकिन यह बिल्कुल सीधा है।

फ्लाईबैक कन्वर्टर जिस तरह से काम करता है, वह यह है कि इसका आउटपुट वोल्टेज उस तक पहुंचाने के लिए जो भी वोल्टेज देने की जरूरत है, उसे समायोजित करता है। यह इनपुट और आउटपुट वोल्टेज अनुपात से मेल खाने की अनुमति देने के लिए एक बड़े अनुपात से ऊपर या नीचे जा सकता है।

Answer 3

फोन चार्जर को वोल्टेज को विनियमित करने के अलावा कई काम करने होते हैं। इसे एसी को डीसी में बदलना है, वोल्टेज को पर्याप्त रूप से नीचे ले जाना है और इनपुट और आउटपुट के बीच पर्याप्त अलगाव प्रदान करना है।

चूंकि हम केवल विनियमन से संबंधित हैं, इसके बजाय डीसी "डीसी" कार "चार्जर" पर विचार करें, जो डीसी को आमतौर पर 28V तक की व्यापक वोल्टेज सीमा पर स्वीकार करता है, और इसे 5V में परिवर्तित करता है।

चार्जर शायद एक तेजी से स्विचिंग ट्रांजिस्टर का उपयोग करता है और इनपुट वोल्टेज और जमीन के बीच तेजी से स्विच करने के लिए डायोड, फिर स्विचिंग को सुचारू करने के लिए एक एलसी फिल्टर और औसत वोल्टेज को आउटपुट करता है। परिणामस्वरूप स्थानांतरण फ़ंक्शन Vout = D * Vin है, जहां D एक PWM कर्तव्य चक्र है। उचित इनपुट वोल्टेज के लिए एक "डी" मान होगा जो 5v उपज देता है।

अपने सरलतम रूप में D को एक संदर्भ वोल्टेज के साथ Vout की तुलना करते हुए एक "त्रुटि एम्पलीफायर" नियंत्रित किया जाता है।

अधिक परिष्कृत संस्करणों में पीडब्लूएम सर्किट को विन के प्रभाव को रद्द करने के लिए संशोधित किया गया है, इसके दो उदाहरण "फीडफोर्वर्ड" और "वर्तमान मोड" हैं। वर्तमान मोड में PWM पल्स तब समाप्त होता है जब प्रारंभ करनेवाला चालू मूल्य पर पहुंचता है। यदि इनपुट वोल्टेज अधिक है तो मूल्य जल्द ही पहुंच जाता है लेकिन आउटपुट अपेक्षाकृत अप्रभावित है।

यदि यह डीसी-डीसी डिज़ाइन ट्रांसफार्मर को शामिल करने के लिए "उन्नत" है, तो यह लोकप्रिय "आगे" कॉन्फ़िगरेशन देता है जो फ्लाईबैक से अधिक कॉम्पैक्ट और कुशल हो सकता है क्योंकि ट्रांसफार्मर ट्रांसफार्मर उपयोग (फेराइट), और प्रारंभ करनेवाला के लिए अनुकूलित चुंबकीय भागों का उपयोग कर सकता है। प्रारंभ करनेवाला उपयोग (लोहे के पाउडर) के लिए भागों का उपयोग कर सकते हैं।

Answer 4

फ्लाईबैक कनवर्टर में "ट्रांसफॉर्मर" तकनीकी रूप से ट्रांसफॉर्मर नहीं बल्कि दो कपल इंडिकेटर्स होते हैं। एक ट्रांसफार्मर के विपरीत यह एक एयर गैप में चुंबकीय ऊर्जा को संग्रहीत करता है। ऊर्जा स्टोर को स्कैन के दौरान एक स्विच (ट्रांजिस्टर) के माध्यम से चार्ज किया जाता है और फ्लाईबैक के दौरान डायोड के माध्यम से छुट्टी दी जाती है। स्रोत और लोड कभी भी एक साथ नहीं जुड़े होते हैं, और इस तरह से मोड़ का अनुपात लागू नहीं होता है।

इसके बजाय, कर्तव्य चक्र, या ऑन-ऑफ अनुपात, क्या मायने रखता है, क्योंकि किसी भी प्रारंभ करनेवाला पर औसत वोल्टेज शून्य होना चाहिए। यह अनुपात आसानी से विविध है। आउटपुट वोल्टेज को आमतौर पर सक्रिय रूप से विनियमित किया जाता है, अर्थात फीडबैक के साथ एक नियामक द्वारा लोड विविधताओं के खिलाफ स्थिर किया जाता है।

फ्लाईबैक कनवर्टर एक CRT डिस्प्ले के लिए उच्च वोल्टेज उत्पन्न करता है, जिससे क्षैतिज विक्षेपन के तेज फ्लाईबैक (या पुनरावर्तन) का उपयोग होता है, इसलिए इसका नाम।

संपादित करें: अनुपात भी मायने रखता है, लेकिन उतना नहीं।

Comments

हां, नाम की उत्पत्ति महत्वपूर्ण है। मैंने एक बार पढ़ा था कि 'फ्लाईबैक' चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण से आया था, फिर स्रोत वोल्टेज बंद होने पर "प्रारंभ में वापस उड़ान भरने वाला"। मैंने हमेशा सोचा था कि यह एक संदिग्ध कारण था कि इसे बुलाओ। आपका स्पष्टीकरण बहुत बेहतर है।