बिजली की आपूर्ति के लिए उच्च डीसी वोल्टेज से कम डीसी वोल्टेज प्राप्त करने का सबसे अच्छा तरीका है?


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मेरे पास 200V डीसी पावर इनपुट है और मुझे इसकी आवश्यकता है कि कोई बाहरी वोल्टेज न हो, नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स को चलाने के लिए लगभग 50mA पर 12V-24V वोल्टेज उत्पन्न करें।

मैंने जेनर डायोड और संभावित डिवाइडर पर विचार किया है, लेकिन वे बहुत अधिक शक्ति बर्बाद करते हैं; शीर्ष पर रोकनेवाला को 0.6W प्रदान करने के लिए 9.4W को फैलाना चाहिए, जो कि एक बेकार अपशिष्ट है और इसे संभालना मुश्किल है। मैंने यह देखने की कोशिश की है कि स्विच मोड वॉल मौसा कैसे करते हैं, लेकिन उन्हें लगता है कि आउटपुट से खुद को पावर देने के कुछ प्रकार के फैंसी तंत्र हैं, जो मुझे वास्तव में समझ में नहीं आते हैं। (न ही मुझे समझ में आया कि वे शुरू में वोल्टेज कैसे प्राप्त करते हैं।)


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क्या आप पूछ रहे हैं कि स्क्रैच से कुछ कैसे बनाया जाए, या शेल्फ से क्या खरीदें? व्यक्तिगत रूप से, मैं उन वोल्टेज स्तरों पर घर के
काढ़े के

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जिसे आप कहते हैं powering themselves from the outputवह संभवतः एक वोल्टेज फीडबैक है, ताकि कंट्रोलर पीडब्लूएम के ट्रांसफॉर्मर को चलाने के कर्तव्य चक्र को अलग करके आउटपुट वोल्टेज को नियंत्रित कर सके।
स्टीवन्वह

जिज्ञासा से बाहर, 200 वी इनपुट प्रदान कर रहा है जहां आपको 12/24 वी, 50 एमए स्रोत की आवश्यकता होती है?
निक टी

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@ निक टी, उच्च वोल्टेज बैटरी की एक सरणी।
थॉमस ओ

इलेक्ट्रिक / हाइब्रिड वाहन?
XTL

जवाबों:


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इस समस्या को बूटस्ट्रैपिंग के रूप में जाना जाता है। लो-वोल्टेज बूस्टर कन्वर्टर्स को डिजाइन करते समय यह और भी अधिक समस्या है। यदि आपको एक .1V 10A स्रोत मिला है, तो निश्चित रूप से, आपको 1W की शक्ति मिली है, और संभवत: 5V से 200mA के करीब उत्पन्न कर सकता है, लेकिन आपको कुछ इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उपयोग करने योग्य वोल्टेज की आवश्यकता है। 5V बिजली की आपूर्ति इस समस्या को हल करने के तुरंत बाद आपके उपकरणों के आउटपुट पर सुविधाजनक और अनिश्चित काल तक उपलब्ध है।

मैं यहां बूस्ट कनवर्टर बूटस्ट्रैपिंग के डिजाइन में नहीं जाऊंगा (क्योंकि मुझे नहीं पता कि कैसे ...) लेकिन मैं आपको सुझाव दूंगा कि आप हिरन कन्वर्टर को डिजाइन करने के बारे में कैसे जा सकते हैं।

हम मानेंगे कि आपके पास एक सर्किट है जो 12V के साथ संचालित होने पर 120V से 12V उत्पन्न कर सकता है। यह इतना कठिन नहीं है, कई डिजाइन हैं जो ऐसा कर सकते हैं। विकिपीडिया में एक सरल है, आप विभिन्न एप्लिकेशन नोटों में दूसरों को देख सकते हैं। यदि आपका स्विच कुछ सौ किलोहर्ट्ज़ पर दोलन करता है, तो आपको कुछ मिलीसेकंड में प्रयोग करने योग्य 12 वी सिग्नल उत्पन्न करना चाहिए।

इसलिए आपको जो कुछ भी चाहिए, वह आपके डिवाइस को केवल कुछ मिलीसेकंड के लिए वोल्टेज उत्पन्न करने का एक तरीका है, और फिर इसे बंद कर दें। एक साधारण रोकनेवाला /> 12V जेनर डायोड सिस्टम एक ट्रांजिस्टर के साथ बस रोकनेवाला ठीक हो जाएगा। आपके सर्किट के आउटपुट के गेट के साथ एक पीएमओएस को आपके नियामक के काम करने के तुरंत बाद इस स्रोत को बंद कर देना चाहिए। आप यह सुनिश्चित करना चाहेंगे कि आपका लोड शुरू होने पर डिस्कनेक्ट हो जाए, क्योंकि इससे आपका शंट रेगुलेटर विनियमन से बाहर हो सकता है।

अपनी समस्या को दो चरणों में तोड़ें:

  1. बाहरी 12V स्रोत से संचालित होने पर 200V से 12V उत्पन्न करें।
  2. बाहरी स्रोत के बिना कुछ मिलीसेकंड के लिए 200V से 12V उत्पन्न करें।

फिर दोनों को मिलाएं। पहले वाला यकीनन अधिक दिलचस्प है, कई पाठ्यपुस्तकें दूसरी समस्या को छोड़ देंगी। मेरे प्रोफेसर ने लेक्चर देते समय इसे एक साइड नोट के रूप में उल्लेख किया।

अन्य जवाबों से पता चला है कि आप शायद सुधार सर्किट के बाद एसी स्विच-मोड रेगुलेटर को टैप कर सकते हैं, लेकिन मुझे संदेह है कि आप यह भी जानना चाहते हैं कि यह कैसे काम करता है।


रेक्टिफायर के बाद आपको एसी स्विचर को टैप करने की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि डीसी रेक्टिफायर के माध्यम से अपरिवर्तित होगा।
अंक

एक डायोड ड्रॉप या दो को छोड़कर अपरिवर्तित।
ब्रायन कार्लटन

जब आप 200V से शुरू कर रहे हों तो राइट, और एक डायोड ड्रॉप या दो वास्तव में महत्वपूर्ण नहीं है।
अंकन

@ ब्रायन - मैं ट्रांसफार्मर के बिना बिजली की आपूर्ति के बीच अंतर नहीं करना चाहता था, हालांकि, अब जब मैं इसके बारे में सोचता हूं, तो एक ट्रांसफार्मर-आधारित बिजली की आपूर्ति की संभावना होगी यदि आप सुधार के बाद 200V को जोड़ने की कोशिश करते हैं।
केविन वर्मियर

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वैकल्पिक शब्द

http://www.sparkfun.com/products/10214

जबकि यह चार्जर 100 - 240 VAC के लिए रेट किया गया है, पहली बात जो एक स्विचमोड आपूर्ति करता है, वह इनपुट वोल्टेज को ठीक करता है, इसलिए 200 VDC इसे पावर देने के लिए ठीक काम करेगा।

(आप विभिन्न प्रकार के आउटपुट वोल्टेज में निश्चित रूप से इस तरह की आपूर्ति खरीद सकते हैं।)



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सबसे पहले, क्या आप अपने कंट्रोलर को 176V पर फ्लोट करने में सक्षम हैं? इस तरह से आपको वोल्टेज गिराना नहीं पड़ेगा। I / O सर्किटरी को कट्टर होना होगा।

वोल्टेज को गिराने के दो तरीके हैं: पावर (रैखिक विनियमन) को भंग करना या इसे स्विच करना और आउटपुट (हिरन) को सुचारू करना। आदर्श रूप से एक 200V लाइन से केवल 6mA आकर्षित करेगा, लेकिन एक हिरन कनवर्टर में नुकसान होगा। मैंने कभी एचवी डीसी-डीसी हिरन को कम बिजली के लिए नहीं देखा है। यदि आप इसके लायक हैं, तो आपको अपने दम पर एक बनाने की आवश्यकता हो सकती है।

मुझे यकीन नहीं है कि इससे बड़ा नुकसान होगा। यह कितने मूल्य का हे? : डी


आप + 176V कैसे उत्पन्न करेंगे? क्या आपके पास अभी भी एक सर्किट बनाने का मुद्दा नहीं है जो लगभग 176 वी "ड्रॉप" करता है?
W5VO

जब आप कहते हैं कि फ्लोट का मतलब है कि आप कंट्रोल इलेक्ट्रॉनिक्स को + 200V और GND पर 197V ~ ish पर चलाना चाहते हैं?
krapht 17

@krapht - मेरा मानना ​​है कि वह जो कह रहा है (ठीक है, ग्राउंड 188V-176V के लिए संदर्भित है, लेकिन बहुत करीब है।)
केविन

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@ W5VO - नहीं, एक साधारण LM317 रैखिक नियामक ठीक काम करेगा, और पृथ्वी के ऊपर 200V पर पूरी तरह से खुश होगा। यह ठीक 0.6W पैदा करेगा, और सस्ता और सरल है। इसीलिए 317 को अक्सर प्री-रेगुलेटर के रूप में इस्तेमाल किया जाता है। बिल्ली, आप उनमें से 10 को एक पंक्ति में रख सकते हैं, प्रत्येक को एक वाट बिजली दे सकते हैं, और अपना 20 वी प्राप्त कर सकते हैं।
केविन वर्मेयर

@reemrevnivek तो अगर मैं 317 के बजाय 7812 का उपयोग करूं, तो यह कैसे जुड़ा होगा? मैं वास्तव में अनुसरण नहीं कर रहा हूं कि आप 175V + ड्रॉप को कैसे चकमा दे रहे हैं। करंट कहीं जाना है, कि LAW है!
W5VO

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आप जो देख रहे हैं, मुझे लगता है कि एक हाई वोल्टेज डीसी-डीसी कन्वर्टर है। यहाँ पाए जाने वाले कुछ: http://www.powerstream.com/dcdc.htm

ऑपरेशन के सिद्धांत के लिए, मैं http://en.wikipedia.org/wiki/Buck_converter और http://en.wikipedia.org/wiki/Switched-mode_power_supply पढ़ने की सलाह देता हूं । एक प्रतिक्रिया सर्किट के माध्यम से यह कैसे शक्ति प्राप्त करता है का संक्षिप्त उत्तर है।


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स्विचिंग मोड वॉल वार्ट्स बहुत सरल हैं। इनपुट वोल्टेज को ठीक करें (जिसके बारे में आपको चिंता करने की आवश्यकता नहीं है क्योंकि आपके पास 200VDC पहले से ही है) फिर इसे PWM तरंग में काफी उच्च आवृत्ति पर बदल दें। इसके बाद PWM फ्रीक्वेंसी में ट्रांसफॉर्मर के रूप में ट्रांसफॉर्मर छोटा और हल्का हो सकता है। ट्रांसफार्मर का घुमाव अनुपात वांछित वोल्टेज को नीचे ले जाने के लिए उपयोग किया जाता है और फिर किसी भी स्विचिंग नियामक के साथ फ़िल्टर या आगे विनियमित किया जाता है। PWM कंट्रोलर (जो मेन / हाई वोल्टेज पर काम कर रहा है) का फीडबैक लूप आमतौर पर ऑप्टो-कपलर के साथ किया जाता है, ताकि हाई वोल्टेज और लो वोल्टेज साइड के बीच पूरी तरह से अलगाव हो। आप अपने मामले में उसे छोड़ सकते हैं।

आदर्श क्या होगा एक फ्लाईबैक या एक फीड फॉरवर्ड स्विचिंग कंट्रोलर। यहाँ रैखिक से कुछ उदाहरण दिए गए हैं। लेकिन आपकी समस्या यह है कि 200VDC वास्तव में अधिक है, मैंने कभी भी DC-DC नियंत्रक नहीं देखा है जो ~ 100V इनपुट से अधिक का समर्थन करता है।

हालांकि, आपको एसी-डीसी स्विचिंग नियंत्रक को अनुकूलित करने में सक्षम होना चाहिए जो सामान्य रूप से सुधारा हुआ मुख्य वोल्टेज के साथ उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है जो 200 वी से अधिक हो सकता है।

उदाहरण के लिए, एसटी ऐसे नियंत्रकों का एक समूह बनाता है । मुझे लगता है कि आप न्यूनतम संशोधन के साथ 200VDC के साथ इस प्रकार की टोपोलॉजी का उपयोग कर सकते हैं, हालांकि मैंने कभी कोशिश नहीं की है, आपको ऑपरेशन के तरीकों का अध्ययन करना चाहिए। मुझे यकीन है कि समान भागों के लिए भी कई और निर्माता हैं।


लेकिन नियंत्रक 200V को कैसे संचालित करता है? यह कहाँ से इसका Vcc उत्पन्न करता है?
थॉमस ओ

नियंत्रक 200V आपूर्ति बंद करता है। आंतरिक रूप से ये उपकरण बहुत सरल हैं, यह कई ट्रांजिस्टर नहीं लेता है। आमतौर पर कुछ नाममात्र वोल्टेज पर एक सटीक आंतरिक संदर्भ सेट होता है जो तुलनित्र के लिए उपयोग किया जाता है। दूसरे शब्दों में, कोई वीसीसी नहीं है, बस आपूर्ति वोल्टेज। संदर्भ विभिन्न तरीकों से बनाया जा सकता है, लेकिन बहुत कम है, बहुत कम चालू है इसलिए बहुत कम बिजली बर्बाद होती है, मुझे यकीन नहीं है कि वे इसे बनाने के लिए क्या उपयोग करते हैं, शायद एक जेनर, शायद कुछ अन्य निर्माण।
मार्क

संदर्भ अक्सर हमारे पुराने दोस्त TL431 है। Electronics.stackexchange.com/questions/7038/…
चिह्नित करता है

@ मार्क, लॉजिक गेट्स, कंपैक्टर आदि जैसी अधिकांश चीजें दिखाती हैं, क्या पूरे सर्किट को 200V-300V से चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, या यह इसकी आपूर्ति कहीं और उत्पन्न करता है?
थॉमस ओ

@thomas yea, लॉजिक गेट्स सिर्फ ट्रांजिस्टर होते हैं, जैसा कि तुलना करने वाले होते हैं, जैसा कि हमेशा अपने परिचालन वोल्टेज के लिए रेटेड ट्रांजिस्टर का उपयोग करते हैं। ऐसा नहीं है कि उन्हें इस एप्लिकेशन में तेजी से स्विच करना है।
मार्क

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Power Integrations Linkswitch TN उपकरणों की जांच करें - ये वही करेंगे जो आप अच्छी दक्षता और कम लागत के साथ चाहते हैं, यह मानते हुए कि आपको अलगाव की आवश्यकता नहीं है।


ये काफी साफ सुथरे लगते हैं। मैं उन्हें अपने अगले प्रोजेक्ट में इस्तेमाल कर सकता हूं।
थॉमस ओ
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