सक्रिय सुधार: Difference between revisions
(Created page with "Image:Diode mosfet.svg|thumb|250px|एक डायोड और एक MOSFET में वोल्टेज ड्रॉप। डायोड रेक्टिफाय...") |
No edit summary |
||
| Line 1: | Line 1: | ||
[[Image:Diode mosfet.svg|thumb|250px|एक डायोड और एक MOSFET में वोल्टेज ड्रॉप। डायोड रेक्टिफायर (इस | [[Image:Diode mosfet.svg|thumb|250px|एक डायोड और एक MOSFET में वोल्टेज ड्रॉप। डायोड रेक्टिफायर (इस स्थिति में 32 ए से नीचे) की तुलना में एमओएसएफईटी की कम ऑन-रेसिस्टेंस संपत्ति ओमिक नुकसान को कम करती है, जो बहुत कम वर्तमान स्तरों पर भी एक महत्वपूर्ण वोल्टेज ड्रॉप प्रदर्शित करती है। दो MOSFETs (गुलाबी वक्र) को समानांतर करने से नुकसान और कम हो जाता है, जबकि कई डायोड को समानांतर करने से आगे-वोल्टेज ड्रॉप कम नहीं होगा।]]सक्रिय सुधार, या तुल्यकालिक सुधार, सक्रिय रूप से नियंत्रित स्विच, सामान्यतः पावर एमओएसएफईटी या पावर [[द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर]] (बीजेटी) के साथ [[डायोड]] को बदलकर [[ सही करनेवाला ]] की दक्षता में सुधार के लिए एक तकनीक है।<ref name=emadi/>जबकि सामान्य सेमीकंडक्टर डायोड में लगभग 0.5-1 वोल्ट की लगभग निश्चित वोल्टेज ड्रॉप होती है, सक्रिय रेक्टीफायर प्रतिरोध के रूप में व्यवहार करते हैं, और मनमाने ढंग से कम वोल्टेज ड्रॉप हो सकते हैं। | ||
ऐतिहासिक रूप से, वाइब्रेटर चालित स्विच या मोटर चालित [[ कम्यूटेटर (बिजली) ]] का उपयोग [[यांत्रिक सुधारक]] और सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन के लिए भी किया जाता है।<ref> | ऐतिहासिक रूप से, वाइब्रेटर चालित स्विच या मोटर चालित [[ कम्यूटेटर (बिजली) ]] का उपयोग [[यांत्रिक सुधारक]] और सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन के लिए भी किया जाता है।<ref> | ||
| Line 12: | Line 12: | ||
| quote = synchronous rectifier commutator. | | quote = synchronous rectifier commutator. | ||
}}</ref> | }}</ref> | ||
सक्रिय सुधार में कई अनुप्रयोग हैं। यह | सक्रिय सुधार में कई अनुप्रयोग हैं। 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/> | ||
== प्रेरणा == | == प्रेरणा == | ||
[[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 ]]ेज ड्रॉप | [[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 ]]ेज ड्रॉप सामान्यतः 0.7 V और 1.7 V के बीच होता है, जिससे डायोड में महत्वपूर्ण बिजली की हानि होती है। [[विद्युत शक्ति]] वर्तमान और वोल्टेज पर निर्भर करती है: बिजली की हानि वर्तमान और वोल्टेज दोनों के समानुपाती होती है। | ||
कम वोल्टेज [[डीसी से डीसी कनवर्टर]] (लगभग 10 वोल्ट और उससे कम) में, डायोड की वोल्टेज ड्रॉप ( | कम वोल्टेज [[डीसी से डीसी कनवर्टर]] (लगभग 10 वोल्ट और उससे कम) में, डायोड की वोल्टेज ड्रॉप (सामान्यतः इसके रेटेड वर्तमान में सिलिकॉन डायोड के लिए लगभग 0.7 से 1 वोल्ट) का दक्षता पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। एक क्लासिक समाधान मानक सिलिकॉन डायोड को Schottky डायोड से बदल देता है, जो बहुत कम वोल्टेज ड्रॉप (0.3 वोल्ट जितना कम) प्रदर्शित करता है। चूंकि , यहां तक कि Schottky रेक्टीफायर्स सिंक्रोनस प्रकार की तुलना में बहुत अधिक हानिपूर्ण हो सकते हैं, विशेष रूप से उच्च धाराओं और कम वोल्टेज पर। | ||
बहुत कम वोल्टेज कन्वर्टर्स को संबोधित करते समय, जैसे कंप्यूटर [[ CPU ]] के लिए हिरन कनवर्टर बिजली की आपूर्ति (1 वोल्ट के आसपास वोल्टेज आउटपुट और आउटपुट करंट के कई [[ एम्पेयर ]] के साथ), शोट्की सुधार पर्याप्त दक्षता प्रदान नहीं करता है। ऐसे अनुप्रयोगों में सक्रिय सुधार आवश्यक हो जाता है।<ref name=emadi> | बहुत कम वोल्टेज कन्वर्टर्स को संबोधित करते समय, जैसे कंप्यूटर [[ CPU ]] के लिए हिरन कनवर्टर बिजली की आपूर्ति (1 वोल्ट के आसपास वोल्टेज आउटपुट और आउटपुट करंट के कई [[ एम्पेयर ]] के साथ), शोट्की सुधार पर्याप्त दक्षता प्रदान नहीं करता है। ऐसे अनुप्रयोगों में सक्रिय सुधार आवश्यक हो जाता है।<ref name=emadi> | ||
| Line 36: | Line 36: | ||
== विवरण == | == विवरण == | ||
सक्रिय रूप से नियंत्रित स्विचिंग तत्व जैसे MOSFET के साथ डायोड को बदलना सक्रिय सुधार का दिल है। MOSFETs का संचालन करते समय लगातार बहुत कम प्रतिरोध होता है, जिसे ऑन-रेसिस्टेंस (R<sub>DS(on)</sub>). उन्हें कम से कम 10 mΩ या इससे भी कम ऑन-रेसिस्टेंस के साथ बनाया जा सकता है। ट्रांजिस्टर के पार वोल्टेज ड्रॉप तब बहुत कम होता है, जिसका अर्थ है बिजली की हानि में कमी और दक्षता में वृद्धि। | सक्रिय रूप से नियंत्रित स्विचिंग तत्व जैसे MOSFET के साथ डायोड को बदलना सक्रिय सुधार का दिल है। MOSFETs का संचालन करते समय लगातार बहुत कम प्रतिरोध होता है, जिसे ऑन-रेसिस्टेंस (R<sub>DS(on)</sub>). उन्हें कम से कम 10 mΩ या इससे भी कम ऑन-रेसिस्टेंस के साथ बनाया जा सकता है। ट्रांजिस्टर के पार वोल्टेज ड्रॉप तब बहुत कम होता है, जिसका अर्थ है बिजली की हानि में कमी और दक्षता में वृद्धि। चूँकि , ओम का नियम MOSFET में वोल्टेज ड्रॉप को नियंत्रित करता है, जिसका अर्थ है कि उच्च धाराओं पर, ड्रॉप एक डायोड से अधिक हो सकता है। इस सीमा को सामान्यतः या तो कई ट्रांजिस्टर को समानांतर में रखकर निपटाया जाता है, जिससे प्रत्येक व्यक्ति के माध्यम से वर्तमान को कम किया जा सकता है, या अधिक सक्रिय क्षेत्र (FETs पर, एक उपकरण-समानांतर के बराबर) के साथ एक उपकरण का उपयोग करके। | ||
सक्रिय सुधार के लिए नियंत्रण सर्किट्री | 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 खोलती है। समय बहुत महत्वपूर्ण 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 हो सकता है। सक्रिय रेक्टिफायर्स को भी स्पष्ट रूप से अभी भी निष्क्रिय उदाहरणों में उपस्थित [[ चौरसाई 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 एक डिजाइन को और सुधार (अधिक जटिलता के साथ) से गुजरना पड़ता है, जो एसी स्रोत के वर्तमान तरंग को वोल्टेज तरंग का पालन करने के लिए मजबूर करता है, प्रतिक्रियाशील धाराओं को समाप्त करता है और अनुमति देता है अधिक दक्षता प्राप्त करने के लिए कुल प्रणाली। | एसी / डीसी रूपांतरण को लागू करने के लिए सक्रिय सुधार का उपयोग करने से एक पावर फैक्टर # सक्रिय पीएफसी प्राप्त करने के लिए एक डिजाइन को और सुधार (अधिक जटिलता के साथ) से गुजरना पड़ता है, जो एसी स्रोत के वर्तमान तरंग को वोल्टेज तरंग का पालन करने के लिए मजबूर करता है, प्रतिक्रियाशील धाराओं को समाप्त करता है और अनुमति देता है अधिक दक्षता प्राप्त करने के लिए कुल प्रणाली। | ||
| Line 45: | Line 45: | ||
एक रेक्टिफायर के रूप में कार्य करने के लिए सक्रिय रूप से नियंत्रित एक MOSFET - 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। | एक रेक्टिफायर के रूप में कार्य करने के लिए सक्रिय रूप से नियंत्रित एक MOSFET - 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]] के लिए मानक डायोड के | [[सौर विद्युत पैनल]] बाईपास, रिवर्स-बैटरी सुरक्षा, या [[पुल सुधारक]] के लिए मानक डायोड के अतिरिक्त आदर्श डायोड का उपयोग करने से डायोड में बिजली की मात्रा कम हो जाती है, दक्षता में सुधार होता है और सर्किट बोर्ड के आकार और गर्मी के वजन में कमी आती है। बिजली अपव्यय से निपटने के लिए आवश्यक सिंक।<ref> | ||
[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"]. | ||
</ref><ref> | </ref><ref> | ||
| Line 58: | Line 58: | ||
[http://www.arrl.org/files/file/Technology/HandsOnRadio/Thoughts%20on%20Reverse%20Power%20Protection%20using%20Power%20MOSFETs%20-%20Wheeler%20N0GSG.pdf "Reverse Power Protection using Power MOSFETs"]. | [http://www.arrl.org/files/file/Technology/HandsOnRadio/Thoughts%20on%20Reverse%20Power%20Protection%20using%20Power%20MOSFETs%20-%20Wheeler%20N0GSG.pdf "Reverse Power Protection using Power MOSFETs"]. | ||
</ref> | </ref> | ||
इस तरह के एक एमओएसएफईटी-आधारित आदर्श डायोड को ओप-एम्प आधारित [[सुपर डायोड]] के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, जिसे | इस तरह के एक एमओएसएफईटी-आधारित आदर्श डायोड को ओप-एम्प आधारित [[सुपर डायोड]] के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, जिसे अधिकांशतः एक यथार्थ सुधारक कहा जाता है। | ||
== निर्माण == | == निर्माण == | ||
Revision as of 22:04, 16 March 2023
सक्रिय सुधार, या तुल्यकालिक सुधार, सक्रिय रूप से नियंत्रित स्विच, सामान्यतः पावर एमओएसएफईटी या पावर द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर (बीजेटी) के साथ डायोड को बदलकर सही करनेवाला की दक्षता में सुधार के लिए एक तकनीक है।[1]जबकि सामान्य सेमीकंडक्टर डायोड में लगभग 0.5-1 वोल्ट की लगभग निश्चित वोल्टेज ड्रॉप होती है, सक्रिय रेक्टीफायर प्रतिरोध के रूप में व्यवहार करते हैं, और मनमाने ढंग से कम वोल्टेज ड्रॉप हो सकते हैं।
ऐतिहासिक रूप से, वाइब्रेटर चालित स्विच या मोटर चालित कम्यूटेटर (बिजली) का उपयोग यांत्रिक सुधारक और सिंक्रोनस रेक्टिफिकेशन के लिए भी किया जाता है।[2] सक्रिय सुधार में कई अनुप्रयोग हैं। 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 वाल्ट ेज ड्रॉप सामान्यतः 0.7 V और 1.7 V के बीच होता है, जिससे डायोड में महत्वपूर्ण बिजली की हानि होती है। विद्युत शक्ति वर्तमान और वोल्टेज पर निर्भर करती है: बिजली की हानि वर्तमान और वोल्टेज दोनों के समानुपाती होती है।
कम वोल्टेज डीसी से डीसी कनवर्टर (लगभग 10 वोल्ट और उससे कम) में, डायोड की वोल्टेज ड्रॉप (सामान्यतः इसके रेटेड वर्तमान में सिलिकॉन डायोड के लिए लगभग 0.7 से 1 वोल्ट) का दक्षता पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है। एक क्लासिक समाधान मानक सिलिकॉन डायोड को Schottky डायोड से बदल देता है, जो बहुत कम वोल्टेज ड्रॉप (0.3 वोल्ट जितना कम) प्रदर्शित करता है। चूंकि , यहां तक कि Schottky रेक्टीफायर्स सिंक्रोनस प्रकार की तुलना में बहुत अधिक हानिपूर्ण हो सकते हैं, विशेष रूप से उच्च धाराओं और कम वोल्टेज पर।
बहुत कम वोल्टेज कन्वर्टर्स को संबोधित करते समय, जैसे कंप्यूटर CPU के लिए हिरन कनवर्टर बिजली की आपूर्ति (1 वोल्ट के आसपास वोल्टेज आउटपुट और आउटपुट करंट के कई एम्पेयर के साथ), शोट्की सुधार पर्याप्त दक्षता प्रदान नहीं करता है। ऐसे अनुप्रयोगों में सक्रिय सुधार आवश्यक हो जाता है।[1]
विवरण
सक्रिय रूप से नियंत्रित स्विचिंग तत्व जैसे MOSFET के साथ डायोड को बदलना सक्रिय सुधार का दिल है। MOSFETs का संचालन करते समय लगातार बहुत कम प्रतिरोध होता है, जिसे ऑन-रेसिस्टेंस (RDS(on)). उन्हें कम से कम 10 mΩ या इससे भी कम ऑन-रेसिस्टेंस के साथ बनाया जा सकता है। ट्रांजिस्टर के पार वोल्टेज ड्रॉप तब बहुत कम होता है, जिसका अर्थ है बिजली की हानि में कमी और दक्षता में वृद्धि। चूँकि , ओम का नियम MOSFET में वोल्टेज ड्रॉप को नियंत्रित करता है, जिसका अर्थ है कि उच्च धाराओं पर, ड्रॉप एक डायोड से अधिक हो सकता है। इस सीमा को सामान्यतः या तो कई ट्रांजिस्टर को समानांतर में रखकर निपटाया जाता है, जिससे प्रत्येक व्यक्ति के माध्यम से वर्तमान को कम किया जा सकता है, या अधिक सक्रिय क्षेत्र (FETs पर, एक उपकरण-समानांतर के बराबर) के साथ एक उपकरण का उपयोग करके।
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 खोलती है। समय बहुत महत्वपूर्ण 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 हो सकता है। सक्रिय रेक्टिफायर्स को भी स्पष्ट रूप से अभी भी निष्क्रिय उदाहरणों में उपस्थित चौरसाई 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 एक डिजाइन को और सुधार (अधिक जटिलता के साथ) से गुजरना पड़ता है, जो एसी स्रोत के वर्तमान तरंग को वोल्टेज तरंग का पालन करने के लिए मजबूर करता है, प्रतिक्रियाशील धाराओं को समाप्त करता है और अनुमति देता है अधिक दक्षता प्राप्त करने के लिए कुल प्रणाली।
आदर्श डायोड
एक रेक्टिफायर के रूप में कार्य करने के लिए सक्रिय रूप से नियंत्रित एक MOSFET - 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 के लिए मानक डायोड के अतिरिक्त आदर्श डायोड का उपयोग करने से डायोड में बिजली की मात्रा कम हो जाती है, दक्षता में सुधार होता है और सर्किट बोर्ड के आकार और गर्मी के वजन में कमी आती है। बिजली अपव्यय से निपटने के लिए आवश्यक सिंक।[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 सुधारक कहा जाता है।
निर्माण
एच पुल 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.
