सक्रिय सुधार: Difference between revisions
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[[Image:Diode mosfet.svg|thumb|250px|एक डायोड और एक | [[Image:Diode mosfet.svg|thumb|250px|एक डायोड और एक मॉस्फेट में वोल्टेज में कमी डायोड रेक्टिफायर की तुलना में एमओएसएफईटी की कम ऑन-रेसिस्टेंस संपत्ति ओमिक नुकसान को कम करती है, जो बहुत कम धारा स्तरों पर भी एक महत्वपूर्ण वोल्टेज ड्रॉप प्रदर्शित करती है। दो मॉस्फेट (गुलाबी वक्र) को समानांतर करने से नुकसान और कम हो जाता है, जबकि कई डायोड को समानांतर करने से आगे-वोल्टेज ड्रॉप कम नहीं होता। इस स्थिति में 32 ए से नीचे दर्शाया गया है]]सक्रिय सुधार या तुल्यकालिक सुधार, [[डायोड]] को सक्रिय रूप से नियंत्रित स्विच, सामान्यतः पावर एमओएसएफईटी या पावर [[द्विध्रुवी जंक्शन]] [[ट्रांजिस्टर]] (बीजेटी) के साथ बदलकर सुधार की दक्षता के लिए एक प्रकार की प्रोद्योगिकीय के रूप में होती है।<ref name=emadi/> जबकि सामान्य सेमीकंडक्टर डायोड में लगभग 0.5-1 वोल्ट की लगभग निश्चित वोल्टेज ड्रॉप के रूप में होती है, सक्रिय रेक्टीफायर प्रतिरोध के रूप में व्यवहार करते हैं और अनैतिक ढंग से कम वोल्टेज ड्रॉप के रूप में हो सकते हैं। | ||
ऐतिहासिक रूप से, वाइब्रेटर चालित स्विच या मोटर चालित [[ कम्यूटेटर (बिजली) ]] का उपयोग [[यांत्रिक सुधारक|यांत्रिक रेक्टिफायर]] | ऐतिहासिक रूप से, वाइब्रेटर चालित स्विच या मोटर चालित [[ कम्यूटेटर (बिजली) |कम्यूटेटर (बिजली)]] का उपयोग [[यांत्रिक सुधारक|यांत्रिक रेक्टिफायर]] और सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन के लिए किया जाता है।<ref> | ||
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सक्रिय सुधार में कई अनुप्रयोग होते है। यह अधिकांशतः | सक्रिय सुधार में कई अनुप्रयोग होते है। यह अधिकांशतः [[फोटोवोल्टिक]] पैनलों के सरणी के लिए उपयोग किया जाता है, जिससे कि रिवर्स करंट प्रवाह से बचा जा सके जो न्यूनतम बिजली हानि देते हुए आंशिक छायांकन के साथ ज़्यादा गरम हो सकता है। इसका उपयोग स्विच्ड मोड बिजली आपूर्ति एसएमपीएस में भी किया जाता है।<ref name="emadi" /> | ||
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[[Image:FET Diode Comparison Chart.JPG|thumb|250px|चार उपकरणों में बिजली की खपत बनाम करंट का प्लॉट।]]एक मानक [[पी-एन जंक्शन]] डायोड का निरंतर [[ वाल्ट ]] | [[Image:FET Diode Comparison Chart.JPG|thumb|250px|चार उपकरणों में बिजली की खपत बनाम करंट का प्लॉट।]]एक मानक [[पी-एन जंक्शन]] डायोड का निरंतर[[ वाल्ट | वोल्टेज]] गिरावट सामान्यतः 0.7 V और 1.7 V के बीच होता है, जिससे डायोड में महत्वपूर्ण बिजली की हानि होती है। [[विद्युत शक्ति]] धारा और वोल्टेज पर निर्भर करती है, बिजली की हानि धारा और वोल्टेज दोनों के समानुपाती होती है। | ||
कम वोल्टेज [[डीसी से डीसी कनवर्टर]] | कम वोल्टेज [[डीसी से डीसी कनवर्टर]] लगभग 10 वोल्ट और उससे कम में, डायोड की वोल्टेज गिरावट होती है, सामान्यतः इसके रेटेड धारा में सिलिकॉन डायोड के लिए लगभग 0.7 से 1 वोल्ट का दक्षता पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। एक चिरसम्मत समाधान मानक सिलिकॉन डायोड को स्कॉटकी डायोड से बदल देता है, जो बहुत कम वोल्टेज ड्रॉप 0.3 वोल्ट जितना प्रदर्शित करता है। चूंकि, यहां तक कि स्कॉटकी रेक्टीफायर्स सिंक्रोनस की तुलना में विशेष रूप से उच्च धाराओं और कम वोल्टेज पर काफी अधिक हानिकारक रूप में होते है। | ||
बहुत कम वोल्टेज कन्वर्टर्स | बहुत कम वोल्टेज कन्वर्टर्स जैसे कि एक कंप्यूटर [[सीपीयू]] के लिए 1 वोल्ट के आसपास वोल्टेज आउटपुट के साथ एक बक कनवर्टर बिजली की आपूर्ति को संबोधित करते है और आउटपुट धारा शोट्की सुधार के कई [[एम्पीयर]] पर्याप्त दक्षता प्रदान नहीं करते हैं। ऐसे अनुप्रयोगों में सक्रिय सुधार आवश्यक हो जाता है।<ref name=emadi> | ||
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== विवरण == | == विवरण == | ||
सक्रिय रूप से नियंत्रित स्विचिंग तत्व जैसे | सक्रिय रूप से नियंत्रित स्विचिंग तत्व जैसे मॉस्फेट के साथ डायोड को बदलना सक्रिय सुधार हार्ट के रूप में होता है। मॉस्फेट का संचालन करते समय लगातार बहुत कम प्रतिरोध होता है, जिसे ऑन रेसिस्टेंस आरडीएस (ऑन ) उन्हें कम से कम 10 mΩ या इससे भी कम ऑन-रेसिस्टेंस के साथ बनाया जा सकता है। ट्रांजिस्टर के पार वोल्टेज में गिरावट बहुत कम होती है, जिसका अर्थ है बिजली की हानि में कमी और दक्षता में वृद्धि के रूप में होती है। चूँकि, ओम का नियम मॉस्फेट में वोल्टेज ड्रॉप को नियंत्रित करता है, जिसका अर्थ है कि उच्च धाराओं पर ड्रॉप एक डायोड से अधिक होता है। सामान्यतः इस सीमा को समानांतर में कई ट्रांजिस्टर रखकर व्यवस्थित किया जाता है, जिससे प्रत्येक व्यक्ति के माध्यम से धारा को कम किया जा सकता है, या एफईटी पर अधिक सक्रिय क्षेत्र वाले उपकरण का उपयोग करके समानांतर के बराबर उपकरण का उपयोग किया जाता है। | ||
सक्रिय सुधार के लिए नियंत्रण सर्किट्री सामान्यतः | सक्रिय सुधार के लिए नियंत्रण सर्किट्री सामान्यतः इनपुट एसी के वोल्टेज को समझने के लिए तुलनित्रों का उपयोग करती है और ट्रांजिस्टर को सही दिशा में प्रवाह करने की अनुमति देने के लिए सही समय पर ओपन करती है। समय बहुत महत्वपूर्ण रूप में होता है, क्योंकि इनपुट पावर में शॉर्ट सर्किट से बचा जाना चाहिए और आसानी से एक ट्रांजिस्टर के दूसरे बंद होने से पहले चालू होने के कारण होता है। सक्रिय रेक्टिफायर्स को भी स्पष्ट रूप से अभी भी निष्क्रिय उदाहरणों में उपस्थित[[ चौरसाई संधारित्र | स्मूथिंग संधारित्र]] की आवश्यकता होती है, जिससे कि अकेले रेक्टिफिकेशन की तुलना में स्मूथ पावर प्रदान की जा सके। | ||
एसी / डीसी रूपांतरण को लागू करने के लिए सक्रिय सुधार का उपयोग करने से एक पावर फैक्टर | एसी / डीसी रूपांतरण को लागू करने के लिए सक्रिय सुधार का उपयोग करने से एक पावर फैक्टर सक्रिय पीएफसी प्राप्त करने के लिए अधिक जटिलता के साथ एक डिजाइन को और सुधार करने की अनुमति मिलती है, जो ऐसे स्रोत के धारा तरंग को वोल्टेज तरंग का पालन करने के लिए मजबूर करता है और प्रतिक्रियाशील धाराओं को समाप्त कर के कुल प्रणाली को अधिक दक्षता प्राप्त करने की अनुमति देता है। | ||
== आदर्श डायोड == | == आदर्श डायोड == | ||
एक रेक्टिफायर के रूप में कार्य करने के लिए सक्रिय रूप से नियंत्रित एक | एक रेक्टिफायर के रूप में कार्य करने के लिए सक्रिय रूप से नियंत्रित एक मॉस्फेट एक दिशा में करंट की अनुमति देने के लिए सक्रिय रूप से चालू होता है, लेकिन करंट को दूसरी दिशा में बहने से रोकने के लिए सक्रिय रूप से बंद हो जाता है। इसे कभी-कभी एक आदर्श डायोड कहा जाता है। [[सौर विद्युत पैनल]] बाईपास, रिवर्स-बैटरी सुरक्षा या [[पुल सुधारक|ब्रिज रेक्टिफायर]] के लिए मानक डायोड के अतिरिक्त आदर्श डायोड का उपयोग करने से डायोड में बिजली की मात्रा कम हो जाती है और दक्षता में सुधार होता है और परिपथ बोर्ड के आकार और ऊष्मा अभिगम के वजन में कमी आती है। बिजली अपव्यय से निपटने के लिए आवश्यक है।<ref> | ||
[[सौर विद्युत पैनल]] बाईपास, रिवर्स-बैटरी सुरक्षा | |||
[http://www.mouser.com/ds/2/277/MP6914_r1.0-526360.pdf "Ideal Diode for Solar Panel Bypass"]. | [http://www.mouser.com/ds/2/277/MP6914_r1.0-526360.pdf "Ideal Diode for Solar Panel Bypass"]. | ||
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इस तरह के एक एमओएसएफईटी आधारित आदर्श डायोड को ओप एम्प आधारित [[सुपर डायोड]] के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, जिसे अधिकांशतः एक यथार्थ रेक्टिफायर कहा जाता है। | |||
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== अग्रिम पठन == | == अग्रिम पठन == | ||
*T. Grossen, E. Menzel, J.J.R. Enslin. (1999) Three-phase buck active rectifier with power factor correction and low EMI. | *T. Grossen, E. Menzel, J.J.R. Enslin. (1999) Three-phase buck active rectifier with power factor correction and low EMI. ''IEE Proceedings - Electric Power Applications, Vol. 146, Iss. 6, Nov. 1999, pp. 591–596.'' Digital Object Identifier:10.1049/ip-epa:19990523. | ||
*W. Santiago, A. Birchenough. (2005). [https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20060012149_2006012537.pdf Single Phase Passive Rectification versus Active Rectification Applied to High Power Stirling Engines]. AIAA 2005-5687. | *W. Santiago, A. Birchenough. (2005). [https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20060012149_2006012537.pdf Single Phase Passive Rectification versus Active Rectification Applied to High Power Stirling Engines]. AIAA 2005-5687. | ||
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Latest revision as of 13:27, 18 March 2023
सक्रिय सुधार या तुल्यकालिक सुधार, डायोड को सक्रिय रूप से नियंत्रित स्विच, सामान्यतः पावर एमओएसएफईटी या पावर द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर (बीजेटी) के साथ बदलकर सुधार की दक्षता के लिए एक प्रकार की प्रोद्योगिकीय के रूप में होती है।[1] जबकि सामान्य सेमीकंडक्टर डायोड में लगभग 0.5-1 वोल्ट की लगभग निश्चित वोल्टेज ड्रॉप के रूप में होती है, सक्रिय रेक्टीफायर प्रतिरोध के रूप में व्यवहार करते हैं और अनैतिक ढंग से कम वोल्टेज ड्रॉप के रूप में हो सकते हैं।
ऐतिहासिक रूप से, वाइब्रेटर चालित स्विच या मोटर चालित कम्यूटेटर (बिजली) का उपयोग यांत्रिक रेक्टिफायर और सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन के लिए किया जाता है।[2]
सक्रिय सुधार में कई अनुप्रयोग होते है। यह अधिकांशतः फोटोवोल्टिक पैनलों के सरणी के लिए उपयोग किया जाता है, जिससे कि रिवर्स करंट प्रवाह से बचा जा सके जो न्यूनतम बिजली हानि देते हुए आंशिक छायांकन के साथ ज़्यादा गरम हो सकता है। इसका उपयोग स्विच्ड मोड बिजली आपूर्ति एसएमपीएस में भी किया जाता है।[1]
प्रेरणा
एक मानक पी-एन जंक्शन डायोड का निरंतर वोल्टेज गिरावट सामान्यतः 0.7 V और 1.7 V के बीच होता है, जिससे डायोड में महत्वपूर्ण बिजली की हानि होती है। विद्युत शक्ति धारा और वोल्टेज पर निर्भर करती है, बिजली की हानि धारा और वोल्टेज दोनों के समानुपाती होती है।
कम वोल्टेज डीसी से डीसी कनवर्टर लगभग 10 वोल्ट और उससे कम में, डायोड की वोल्टेज गिरावट होती है, सामान्यतः इसके रेटेड धारा में सिलिकॉन डायोड के लिए लगभग 0.7 से 1 वोल्ट का दक्षता पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। एक चिरसम्मत समाधान मानक सिलिकॉन डायोड को स्कॉटकी डायोड से बदल देता है, जो बहुत कम वोल्टेज ड्रॉप 0.3 वोल्ट जितना प्रदर्शित करता है। चूंकि, यहां तक कि स्कॉटकी रेक्टीफायर्स सिंक्रोनस की तुलना में विशेष रूप से उच्च धाराओं और कम वोल्टेज पर काफी अधिक हानिकारक रूप में होते है।
बहुत कम वोल्टेज कन्वर्टर्स जैसे कि एक कंप्यूटर सीपीयू के लिए 1 वोल्ट के आसपास वोल्टेज आउटपुट के साथ एक बक कनवर्टर बिजली की आपूर्ति को संबोधित करते है और आउटपुट धारा शोट्की सुधार के कई एम्पीयर पर्याप्त दक्षता प्रदान नहीं करते हैं। ऐसे अनुप्रयोगों में सक्रिय सुधार आवश्यक हो जाता है।[1]
विवरण
सक्रिय रूप से नियंत्रित स्विचिंग तत्व जैसे मॉस्फेट के साथ डायोड को बदलना सक्रिय सुधार हार्ट के रूप में होता है। मॉस्फेट का संचालन करते समय लगातार बहुत कम प्रतिरोध होता है, जिसे ऑन रेसिस्टेंस आरडीएस (ऑन ) उन्हें कम से कम 10 mΩ या इससे भी कम ऑन-रेसिस्टेंस के साथ बनाया जा सकता है। ट्रांजिस्टर के पार वोल्टेज में गिरावट बहुत कम होती है, जिसका अर्थ है बिजली की हानि में कमी और दक्षता में वृद्धि के रूप में होती है। चूँकि, ओम का नियम मॉस्फेट में वोल्टेज ड्रॉप को नियंत्रित करता है, जिसका अर्थ है कि उच्च धाराओं पर ड्रॉप एक डायोड से अधिक होता है। सामान्यतः इस सीमा को समानांतर में कई ट्रांजिस्टर रखकर व्यवस्थित किया जाता है, जिससे प्रत्येक व्यक्ति के माध्यम से धारा को कम किया जा सकता है, या एफईटी पर अधिक सक्रिय क्षेत्र वाले उपकरण का उपयोग करके समानांतर के बराबर उपकरण का उपयोग किया जाता है।
सक्रिय सुधार के लिए नियंत्रण सर्किट्री सामान्यतः इनपुट एसी के वोल्टेज को समझने के लिए तुलनित्रों का उपयोग करती है और ट्रांजिस्टर को सही दिशा में प्रवाह करने की अनुमति देने के लिए सही समय पर ओपन करती है। समय बहुत महत्वपूर्ण रूप में होता है, क्योंकि इनपुट पावर में शॉर्ट सर्किट से बचा जाना चाहिए और आसानी से एक ट्रांजिस्टर के दूसरे बंद होने से पहले चालू होने के कारण होता है। सक्रिय रेक्टिफायर्स को भी स्पष्ट रूप से अभी भी निष्क्रिय उदाहरणों में उपस्थित स्मूथिंग संधारित्र की आवश्यकता होती है, जिससे कि अकेले रेक्टिफिकेशन की तुलना में स्मूथ पावर प्रदान की जा सके।
एसी / डीसी रूपांतरण को लागू करने के लिए सक्रिय सुधार का उपयोग करने से एक पावर फैक्टर सक्रिय पीएफसी प्राप्त करने के लिए अधिक जटिलता के साथ एक डिजाइन को और सुधार करने की अनुमति मिलती है, जो ऐसे स्रोत के धारा तरंग को वोल्टेज तरंग का पालन करने के लिए मजबूर करता है और प्रतिक्रियाशील धाराओं को समाप्त कर के कुल प्रणाली को अधिक दक्षता प्राप्त करने की अनुमति देता है।
आदर्श डायोड
एक रेक्टिफायर के रूप में कार्य करने के लिए सक्रिय रूप से नियंत्रित एक मॉस्फेट एक दिशा में करंट की अनुमति देने के लिए सक्रिय रूप से चालू होता है, लेकिन करंट को दूसरी दिशा में बहने से रोकने के लिए सक्रिय रूप से बंद हो जाता है। इसे कभी-कभी एक आदर्श डायोड कहा जाता है। सौर विद्युत पैनल बाईपास, रिवर्स-बैटरी सुरक्षा या ब्रिज रेक्टिफायर के लिए मानक डायोड के अतिरिक्त आदर्श डायोड का उपयोग करने से डायोड में बिजली की मात्रा कम हो जाती है और दक्षता में सुधार होता है और परिपथ बोर्ड के आकार और ऊष्मा अभिगम के वजन में कमी आती है। बिजली अपव्यय से निपटने के लिए आवश्यक है।[3][4][5][6][7][8]
इस तरह के एक एमओएसएफईटी आधारित आदर्श डायोड को ओप एम्प आधारित सुपर डायोड के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, जिसे अधिकांशतः एक यथार्थ रेक्टिफायर कहा जाता है।
निर्माण
एच ब्रिज को देखें।
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 1.2 Ali Emadi (2009). Integrated power electronic converters and digital control. CRC Press. pp. 145–146. ISBN 978-1-4398-0069-0.
- ↑
Maurice Agnus Oudin (1907). Standard polyphase apparatus and systems (5th ed.). Van Nostrand. p. 236.
synchronous rectifier commutator.
- ↑ "Ideal Diode for Solar Panel Bypass".
- ↑ "Ideal Diode Bridge Controller".
- ↑ "Ideal Diode Bridge Controller Minimizes Power Loss & Heat in PoE Powered Devices"
- ↑ "Reverse-Current Circuitry Protection".
- ↑ "Reverse Current/Battery Protection Circuits".
- ↑ "Reverse Power Protection using Power MOSFETs".
अग्रिम पठन
- T. Grossen, E. Menzel, J.J.R. Enslin. (1999) Three-phase buck active rectifier with power factor correction and low EMI. IEE Proceedings - Electric Power Applications, Vol. 146, Iss. 6, Nov. 1999, pp. 591–596. Digital Object Identifier:10.1049/ip-epa:19990523.
- W. Santiago, A. Birchenough. (2005). Single Phase Passive Rectification versus Active Rectification Applied to High Power Stirling Engines. AIAA 2005-5687.
