হচ্ছে একটি সুইচিং নিয়ন্ত্রক , এই সার্কিটটি অত্যন্ত দক্ষ এবং IC 7812, বা IC LM317 বা IC LM338-এর মতো রৈখিক নিয়ন্ত্রকদের বিপরীতে শক্তির অপচয় বা অপচয় করবে না।
কেন লিনিয়ার রেগুলেটর যেমন 7812, LM317 এবং LM338 খারাপ স্টেপ ডাউন কনভার্টার?
7812 এবং LM317-এর মতো রৈখিক নিয়ন্ত্রকগুলি তাদের কর্মক্ষম বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে অদক্ষ স্টেপ-ডাউন রূপান্তরকারী হিসাবে বিবেচিত হয়।
একটি লিনিয়ার রেগুলেটরে, অতিরিক্ত ইনপুট ভোল্টেজ তাপের আকারে অপচয় হয়। এটি বোঝায় যে ইনপুট এবং আউটপুট টার্মিনালগুলির মধ্যে ভোল্টেজ ড্রপ কেবলমাত্র অপচয় শক্তি হিসাবে 'বার্ন অফ' হয়। রৈখিক নিয়ন্ত্রক একটি পরিবর্তনশীল রোধকারী হিসাবে কাজ করে, উদ্বৃত্ত শক্তিকে নষ্ট করতে এবং আউটপুট ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করতে এর প্রতিরোধের সামঞ্জস্য করে।
এই অপব্যবহার প্রক্রিয়া যথেষ্ট শক্তি হ্রাস এবং কম দক্ষতার দিকে পরিচালিত করে। একটি রৈখিক নিয়ন্ত্রকের দক্ষতা আউটপুট পাওয়ার এবং ইনপুট পাওয়ারের অনুপাত দ্বারা নির্ধারিত হয়। ইনপুট-আউটপুট ভোল্টেজের পার্থক্য বাড়ার সাথে সাথে তাপ হিসাবে বিলুপ্ত হওয়া শক্তি, যা আউটপুট কারেন্ট দ্বারা গুণিত ভোল্টেজ পার্থক্যও বৃদ্ধি পায়। ফলস্বরূপ, ইনপুট এবং আউটপুটের মধ্যে ভোল্টেজের পার্থক্য বাড়ার সাথে সাথে দক্ষতা হ্রাস পায়।
উদাহরণস্বরূপ, যখন 24 V ইনপুট 12 V-এ নিয়ন্ত্রিত করার জন্য একটি রৈখিক নিয়ন্ত্রক ব্যবহার করা হয়, তখন অতিরিক্ত 12 V তাপ হিসাবে বিলুপ্ত হয়। এর ফলে যথেষ্ট শক্তির অপচয় হতে পারে এবং উচ্চ শক্তি যুক্ত অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে অতিরিক্ত শীতল প্রক্রিয়ার প্রয়োজন হতে পারে।
বিপরীতে, নিয়ন্ত্রক পরিবর্তন করা (যেমন বক রূপান্তরকারী ) স্টেপ-ডাউন রূপান্তরের জন্য আরও দক্ষ। তারা ভোল্টেজকে দক্ষতার সাথে রূপান্তর করতে ইন্ডাক্টর, ক্যাপাসিটর এবং সুইচের সংমিশ্রণ ব্যবহার করে।
সুইচিং নিয়ন্ত্রকগুলি স্যুইচিং চক্রের এক পর্যায়ে শক্তি সঞ্চয় করে এবং অন্য সময় এটি সরবরাহ করে, যার ফলে তাপ হিসাবে শক্তির অপচয় কম হয়। নির্দিষ্ট নকশার উপর নির্ভর করে, নিয়ন্ত্রক পরিবর্তন করে 80-95% বা তারও বেশি দক্ষতা অর্জন করতে পারে।
সংক্ষেপে, 7812 এবং LM317-এর মতো রৈখিক নিয়ন্ত্রকগুলি সরল এবং ব্যয়-কার্যকর হলেও, যখন শক্তি দক্ষতা একটি গুরুত্বপূর্ণ উদ্বেগের বিষয় তখন তারা স্টেপ-ডাউন রূপান্তরের জন্য সবচেয়ে কার্যকর পছন্দ নয়।
সার্কিট বর্ণনা
নীচের চিত্রটি 24 V থেকে 12 V রূপান্তরকারীর মৌলিক চিত্র দেখায়।
ব্যবহৃত সুইচিং নিয়ন্ত্রকটি মটোরোলার একটি সাধারণ মডেল: µA78S40।
নিম্নলিখিত চিত্রটি এই ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের অভ্যন্তরীণ কাঠামো উপস্থাপন করে, যাতে একটি সুইচিং নিয়ন্ত্রকের জন্য বিভিন্ন প্রয়োজনীয় উপাদান রয়েছে: অসিলেটর, ফ্লিপ-ফ্লপ, তুলনাকারী, ভোল্টেজ রেফারেন্স সোর্স, ড্রাইভার এবং সুইচিং ট্রানজিস্টর।
উপরন্তু, একটি অপারেশনাল পরিবর্ধক আছে যা এই অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রয়োজন হয় না। বিদ্যুৎ সরবরাহের ফিল্টারিং এবং মসৃণকরণ ক্যাপাসিটার C3 থেকে C7 দ্বারা পরিচালিত হয়।
ক্যাপাসিটর C1 অসিলেটরের ফ্রিকোয়েন্সি নির্ধারণ করে, যখন প্রতিরোধক R1, R5 এবং R6 কনভার্টারের আউটপুট কারেন্টকে সীমিত করতে সাহায্য করে।
রোধ R1 জুড়ে ভোল্টেজ কনভার্টার দ্বারা সরবরাহ করা বর্তমানের সমানুপাতিক।
µA78S40 এর 13 এবং 14 পিনের মধ্যে প্রায় 0.3 V এর ভোল্টেজের পার্থক্য স্থাপন করে, প্রতিরোধক R6 এবং R7 একটি ভোল্টেজ বিভাজক তৈরি করে, যা বর্তমান সীমাবদ্ধতা প্রায় 5A এ ঘটতে দেয়।
ভোল্টেজ রেফারেন্স সোর্স, ক্যাপাসিটর C2 দ্বারা ডিকপল করা, IC1 এর পিন 8 এ উপলব্ধ।
এই রেফারেন্স ভোল্টেজটি IC1 এর অভ্যন্তরীণ তুলনাকারীর নন-ইনভার্টিং ইনপুটে প্রয়োগ করা হয়। ইনভার্টিং ইনপুট কনভার্টারের আউটপুট ভোল্টেজের সম্ভাব্য সমানুপাতিক সেট করা হয়।
একটি ধ্রুবক আউটপুট ভোল্টেজ বজায় রাখতে, তুলনাকারী IC1 এর আউটপুট পর্যায় নিয়ন্ত্রণ করে।
তুলনাকারীর উভয় ইনপুট একই সম্ভাব্যতা বজায় রাখা হয়, এবং আউটপুট ভোল্টেজ নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা দেওয়া হয়:
বনাম = 1.25 * [1 + (R4 + Aj1) / R5]।
সামঞ্জস্যযোগ্য প্রতিরোধক Aj1 কনভার্টারের আউটপুট ভোল্টেজকে +10V থেকে +15V এর মধ্যে সামঞ্জস্য করার অনুমতি দেয়।
দুটি আউটপুট ট্রানজিস্টর একটি ডার্লিংটন জোড়া তৈরি করে, এবং তাদের ধারাবাহিক স্যুইচিং ক্যাপাসিটর C1 এর দোলনের সাথে সিঙ্কে ফ্লিপ-ফ্লপ দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।
একটি AND গেটের সাথে মিলিত, এই ফ্লিপ-ফ্লপটি µA78S40-এর আউটপুট পর্যায়ের পরিবাহনের সময় সামঞ্জস্য করতে এবং একটি ধ্রুবক আউটপুট ভোল্টেজ বজায় রাখতে তুলনাকারী দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।
ট্রানজিস্টর T1 এর স্যাচুরেটেড বা অবরুদ্ধ অবস্থা IC1 এর ডার্লিংটন পেয়ারের অবস্থা অনুসরণ করে। যখন IC1 এর আউটপুট পর্যায়টি সম্পৃক্ত হয়, তখন ট্রানজিস্টর T1 পক্ষপাতদুষ্ট হয় এবং এর বেস কারেন্ট রোধ R2 দ্বারা সীমাবদ্ধ থাকে।
রোধ R3, রোধ R9 এর সাথে একসাথে, একটি ভোল্টেজ বিভাজক গঠন করে, যা স্যুইচিং প্রক্রিয়ার শুরুতে ট্রানজিস্টর T1-এর VBE ভোল্টেজকে সীমাবদ্ধ করে।
ট্রানজিস্টর T1, একটি ডার্লিংটন মডেল হিসাবে কাজ করে, µA78S40 এর অসিলেটরের ফ্রিকোয়েন্সিতে একটি খোলা বা বন্ধ সুইচ হিসাবে আচরণ করে।
ইন্ডাক্টর L1 ইন্ডাকট্যান্সের বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে 24V থেকে 12V পর্যন্ত ভোল্টেজ ড্রপ করার অনুমতি দেয়। একটি স্থির অবস্থায়, যখন ট্রানজিস্টর T1 স্যাচুরেটেড হয়, তখন ইন্ডাক্টর L1 জুড়ে +12V এর একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়।
এই পর্যায়ে, আবেশ শক্তি সঞ্চয় করে, যা প্রয়োগকৃত ভোল্টেজ অদৃশ্য হয়ে গেলে এটি মুক্তি দেয়। এইভাবে, যখন ট্রানজিস্টর T1 ব্লক করা হয়, তখন ইন্ডাক্টর L1 এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট বজায় রাখে।
ডায়োড ডি 1 পরিবাহী হয়ে ওঠে, এবং প্রবর্তক L1 জুড়ে -12V এর একটি কাউন্টার-ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স উপস্থিত হয়।
