বক কনভার্টার — কম্পোনেন্ট সাইজিং

এই নিবন্ধটি একটি galvanically বিচ্ছিন্ন স্টেপ-ডাউন ডিসি কনভার্টার, বক কনভার্টার টপোলজির পাওয়ার বিভাগ ডিজাইন করার জন্য প্রয়োজনীয় উপাদানগুলি গণনা এবং নির্বাচন করার পদ্ধতি দেবে। এই টপোলজির রূপান্তরকারীগুলি ইনপুটে 50 ভোল্টের মধ্যে এবং 100 ওয়াটের বেশি নয় এমন লোড পাওয়ারে স্টেপ-ডাউন ডিসি ভোল্টেজের জন্য উপযুক্ত।

কন্ট্রোলার এবং ড্রাইভার সার্কিট নির্বাচনের সাথে সাথে ফিল্ড-ইফেক্ট ট্রানজিস্টরের প্রকারের সাথে সম্পর্কিত সমস্ত কিছু এই নিবন্ধের সুযোগের বাইরে রেখে দেওয়া হবে, তবে আমরা সার্কিট এবং প্রতিটিটির অপারেটিং মোডগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি বিশদভাবে বিশ্লেষণ করব। এই ধরণের কনভার্টারগুলির পাওয়ার বিভাগের প্রধান উপাদানগুলির মধ্যে।

উন্নয়ন শুরু করুন পালস রূপান্তরকারী, নিম্নলিখিত প্রাথমিক তথ্য বিবেচনা করুন: ইনপুট এবং আউটপুট ভোল্টেজ মান, সর্বাধিক ধ্রুবক লোড কারেন্ট, পাওয়ার ট্রানজিস্টরের স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি (কনভার্টারের অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি), সেইসাথে চোকের মাধ্যমে বর্তমান তরঙ্গ এছাড়াও, উপর ভিত্তি করে এই তথ্য, গণনা দমবন্ধ আবেশ, যা প্রয়োজনীয় প্যারামিটার, আউটপুট ক্যাপাসিটরের ক্ষমতা, সেইসাথে বিপরীত ডায়োডের বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদান করবে।

• ইনপুট ভোল্টেজ — ইউইন, ভি

• আউটপুট ভোল্টেজ - Uout, V

• সর্বাধিক লোড বর্তমান — Iout, A

• চোকের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত স্রোতের পরিসর — ইদর, এ

• ট্রানজিস্টরের সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি — f, kHz

কনভার্টারটি নিম্নরূপ কাজ করে। সময়ের প্রথম অংশে যখন ট্রানজিস্টর বন্ধ থাকে, আউটপুট ফিল্টার ক্যাপাসিটর চার্জ করার সময় লোডের মাধ্যমে প্রাথমিক শক্তি উৎস থেকে কারেন্ট সরবরাহ করা হয়। যখন ট্রানজিস্টর খোলা থাকে, লোড কারেন্ট ক্যাপাসিটর চার্জ এবং ইনডাক্টর কারেন্ট দ্বারা রক্ষণাবেক্ষণ করা হয়, যা অবিলম্বে বাধা দেওয়া যায় না, এবং বিপরীত ডায়োড দ্বারা বন্ধ করা হয়, যা এখন সময়ের দ্বিতীয় অংশে খোলা থাকে।

উদাহরণস্বরূপ, ধরা যাক যে আমাদের 24 ভোল্টের একটি ধ্রুবক ভোল্টেজ দ্বারা চালিত একটি বক কনভার্টারের একটি টপোলজি তৈরি করতে হবে এবং আউটপুটে আমাদের 1 amp এর রেটেড লোড কারেন্ট সহ 12 ভোল্ট পেতে হবে এবং যাতে ভোল্টেজ রিপল হয়। আউটপুট 50 mV অতিক্রম করে না। রূপান্তরকারীর অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি 450 kHz হতে দিন, এবং ইন্ডাক্টরের মাধ্যমে বর্তমান লহর সর্বাধিক লোড কারেন্টের 30% এর বেশি হবে না।

প্রাথমিক তথ্য:

• Uin = 24 V

• Uout = 12V

• আমি আউট = 1 A.

• আমি dr = 0.3 * 1 A = 0.3 A

• f = 450 kHz

যেহেতু আমরা একটি পালস কনভার্টার সম্পর্কে কথা বলছি, এটির ক্রিয়াকলাপের সময় ভোল্টেজটি ক্রমাগতভাবে চোকে প্রয়োগ করা হবে না, এটি ডালগুলির দ্বারা অবিকল প্রয়োগ করা হবে, ধনাত্মক অংশগুলির সময়কাল যার অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সির উপর ভিত্তি করে dT গণনা করা যেতে পারে। কনভার্টার এবং ইনপুট এবং আউটপুট ভোল্টেজের অনুপাত নিম্নলিখিত সূত্র অনুসারে:

dT = Uout / (Uin * f),

যেখানে Uout/Uin = DC হল ট্রানজিস্টর কন্ট্রোল পালস এর ডিউটি ​​সাইকেল।

স্যুইচিং পালসের ইতিবাচক অংশের সময়, উৎসটি রূপান্তরকারী সার্কিটকে শক্তি দেয়, নাড়ির নেতিবাচক অংশের সময়, ইন্ডাক্টর দ্বারা সঞ্চিত শক্তি আউটপুট সার্কিটে স্থানান্তরিত হয়।

আমাদের উদাহরণের জন্য, এটি দেখা যাচ্ছে: dT = 1.11 μs — যে সময় ইনপুট ভোল্টেজ ক্যাপাসিটরের সাথে ইনডাক্টরের উপর কাজ করে এবং নাড়ির ধনাত্মক অংশের সময় এটির সাথে সংযুক্ত লোড।

অনুসারে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক আবেশ আইনের সাথে, ইন্ডাক্টর L (যা চোক) এর মাধ্যমে বর্তমান Idr-এর পরিবর্তন কয়েলের টার্মিনালগুলিতে প্রয়োগ করা ভোল্টেজ Udr এবং এর প্রয়োগের সময় dT (নাড়ির ধনাত্মক অংশের সময়কাল) এর সমানুপাতিক হবে:

Udr = L * Idr / dT

চোক ভোল্টেজ Udr — এই ক্ষেত্রে ট্রানজিস্টর কন্ডাক্টিং অবস্থায় থাকাকালীন সময়ের সেই অংশে ইনপুট এবং আউটপুট ভোল্টেজের মধ্যে পার্থক্য ছাড়া আর কিছুই নয়:

Udr = Uin-Uout

এবং আমাদের উদাহরণের জন্য এটি দেখা যাচ্ছে: Udr = 24 — 12 = 12 V — অপারেটিং পালসের ধনাত্মক অংশের সময় চোকে প্রয়োগ করা ভোল্টেজের প্রশস্ততা।

থ্রটল

এখন, চোক Udr-এ প্রযোজ্য ভোল্টেজের মাত্রা জেনে, চোকের উপর অপারেটিং পালস dT-এর সময় নির্ধারণ করে, সেইসাথে চোক ইডিআর-এর সর্বাধিক অনুমোদিত বর্তমান লহরের মান নির্ধারণ করে, আমরা প্রয়োজনীয় চোক ইন্ডাকট্যান্স এল গণনা করতে পারি। :

L = Udr * dT / Idr

আমাদের উদাহরণের জন্য, এটি দেখা যাচ্ছে: L = 44.4 μH — কার্যকরী চোকের সর্বনিম্ন প্রবর্তন, যার সাথে, কন্ট্রোল পালস dT-এর ইতিবাচক অংশের একটি নির্দিষ্ট সময়ের জন্য, তরঙ্গের সুইং Idr-এর বেশি হবে না।

কনডেন্সার

যখন চোকের ইন্ডাকট্যান্সের মান নির্ধারণ করা হয়, তখন ফিল্টারের আউটপুট ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিট্যান্স নির্বাচনের দিকে এগিয়ে যান। ক্যাপাসিটরের মধ্য দিয়ে রিপল কারেন্ট ইন্ডাকটরের মাধ্যমে রিপল কারেন্টের সমান। অতএব, ইনডাকটিভ কন্ডাক্টরের প্রতিরোধ এবং ক্যাপাসিটরের প্রবর্তনকে উপেক্ষা করে, আমরা ক্যাপাসিটরের ন্যূনতম প্রয়োজনীয় ক্যাপাসিট্যান্স খুঁজে পেতে নিম্নলিখিত সূত্রটি ব্যবহার করি:

C = dT * Idr / dU,

যেখানে dU হল ক্যাপাসিটর জুড়ে ভোল্টেজের লহর।

dU = 0.050 V এর সমান ক্যাপাসিটরে ভোল্টেজ তরঙ্গের মান নিলে, আমাদের উদাহরণের জন্য আমরা C = 6.66 μF পাই — ফিল্টারের আউটপুট ক্যাপাসিটরের সর্বনিম্ন ক্যাপাসিট্যান্স।

ডায়োড

অবশেষে, এটি কার্যকরী ডায়োডের পরামিতি নির্ধারণ করতে রয়ে গেছে। ইনপুট ভোল্টেজ ইনডাক্টর থেকে সংযোগ বিচ্ছিন্ন হলে ডায়োডের মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহিত হয়, অর্থাৎ অপারেটিং পালসের দ্বিতীয় অংশে:

আইডি = (1 -ডিসি) * আইআউট - ডায়োডের মধ্য দিয়ে গড় প্রবাহ যখন এটি খোলা থাকে এবং সঞ্চালিত হয়।

আমাদের উদাহরণের জন্য Id = (1 -Uout / Uin) * Iout = 0.5 A — আপনি 1 A এর কারেন্টের জন্য একটি Schottky ডায়োড বেছে নিতে পারেন যার সর্বোচ্চ বিপরীত ভোল্টেজ ইনপুটের চেয়ে বেশি, অর্থাৎ প্রায় 30 ভোল্ট।