खुदरा विक्रेताओं के लिए स्विचिंग पावर सप्लाई की अंतिम गाइड

जैसे-जैसे कुशल, कॉम्पैक्ट इलेक्ट्रॉनिक्स की मांग बढ़ती जा रही है, स्विचिंग पावर सप्लाई तेजी से विकसित हो रही है। यह लेख इस तकनीक की प्रमुख प्रगति, अनुप्रयोगों और बाजार प्रभाव के साथ-साथ दक्षता और आउटपुट वोल्टेज जैसे महत्वपूर्ण मापदंडों के आधार पर सही पावर सप्लाई चुनने के लिए आवश्यक सुझावों पर गहराई से चर्चा करता है।

विषय - सूची
स्विचिंग पावर सप्लाई का परिचय
बाजार का आकार और विकास बिंदु
ध्यान देने योग्य सामान्य श्रेणियाँ और पैरामीटर
नवीनतम घटनाक्रम
निष्कर्ष

स्विचिंग पावर सप्लाई का परिचय

मोबाइल फोन के आगमन से पहले, पर्सनल कंप्यूटर के विकास में रैखिक बिजली आपूर्ति से स्विचिंग बिजली आपूर्ति तक की क्रांति हुई। बहुत से लोग कंप्यूटर (पीसी) को समझते हैं और इसके प्रोसेसर मॉडल और मेमोरी साइज़ को जानते हैं। लेकिन कुछ लोग इसकी बिजली आपूर्ति के बारे में कुछ नहीं जानते होंगे। शुरुआती पीसीएस में रैखिक बिजली आपूर्ति का इस्तेमाल किया जाता था।

कुछ ही दशकों में, स्विचिंग पावर सप्लाई तकनीक ने अपना नया आयाम स्थापित कर लिया है, और इसके पीछे सेमीकंडक्टर उपकरणों की महान प्रगति है। आधुनिक पावर तकनीक निम्न दिशा में विकसित हो रही है:

• हरा सेब
• लघुरूपण
• modularization
• बुद्धि
• मॉड्यूलरीकरण और बुद्धिमत्ता
• डिजिटलीकरण और विविधीकरण

कम बिजली की खपत, कम प्रदूषण, कम वर्तमान, उच्च दक्षता और उच्च एकीकरण की विशेषताओं के साथ धीरे-धीरे मुख्यधारा बनने के साथ, बिजली प्रौद्योगिकी भी इलेक्ट्रॉनिक घटकों और एकीकृत सर्किट के विकास पर निर्भर करती है। नई स्विचिंग बिजली की आपूर्ति पावर स्विच ट्यूब और विभिन्न आउटपुट सुरक्षा मॉड्यूल को एकीकृत करती है ताकि वॉल्यूम को और कम किया जा सके।

बाजार का आकार और विकास बिंदु

के अनुसार हेंगझोउ चेंगशी सर्वेक्षण आँकड़े2022 में वैश्विक स्विचिंग पावर सप्लाई मार्केट का आकार लगभग 29.56 बिलियन अमरीकी डॉलर है। भविष्य में स्थिर वृद्धि की प्रवृत्ति बनाए रखने की उम्मीद है, और पूर्वानुमान अवधि के दौरान 46.72% की चक्रवृद्धि वार्षिक वृद्धि दर (CAGR) के साथ, 2032 तक बाजार का आकार 4.7 बिलियन अमरीकी डॉलर के करीब होगा।

वैश्विक स्विचिंग पावर सप्लाई के मुख्य निर्माता डेल्टा, लाइट-ऑन टेक्नोलॉजी, सैलकॉम्प, कोसेल आदि हैं। दुनिया के शीर्ष तीन निर्माता लगभग 20% बाजार हिस्सेदारी पर कब्जा करते हैं। वैश्विक स्विचिंग पावर सप्लाई बाजार ने हाल के वर्षों में लगातार वृद्धि दिखाई है।

यह वृद्धि मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लघुकरण, दक्षता और बुद्धिमत्ता की आवश्यकता तथा नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों और इलेक्ट्रिक वाहनों जैसे उभरते क्षेत्रों के तेजी से विकास के कारण है।

इंटरनेट ऑफ थिंग्स, 5जी संचार और कृत्रिम बुद्धिमत्ता जैसी प्रौद्योगिकियों के लोकप्रिय होने के साथ अगले कुछ वर्षों में स्विचिंग पावर सप्लाई बाजार का विस्तार जारी रहने की उम्मीद है।

ध्यान देने योग्य सामान्य श्रेणियाँ और पैरामीटर

स्विचिंग पावर सप्लाई को पूरी तरह से समझने के लिए, आपको इसके इलेक्ट्रिकल पैरामीटर, एप्लीकेशन लिमिटेशन और संबंधित इंडिकेटर्स की जांच करके इसकी पूरी तस्वीर का विश्लेषण और समझना शुरू करना होगा। यह तरीका हमारे उपयोग या खरीद की जरूरतों के लिए सटीक और पेशेवर सहायता प्रदान करता है। बेहतर तरीके से समझने में हमारी मदद करने के लिए यहां एक उदाहरण दिया गया है:

स्विचिंग बिजली आपूर्ति के विद्युत पैरामीटर

इनपुट वोल्टेज श्रेणी

इनपुट वोल्टेज के न्यूनतम और अधिकतम मान स्विचिंग पावर सप्लाई द्वारा स्वीकार किए जाते हैं। यह सीमा आमतौर पर पावर सप्लाई डिज़ाइन और एप्लिकेशन वातावरण पर निर्भर करती है। एसी के लिए, इनपुट वोल्टेज 85-264V तक होती है।

आउटपुट वोल्टेज

वोल्टेज स्विचिंग पावर सप्लाई द्वारा लोड को प्रदान किया जाता है। लोड की मांग (12v) से मिलान करें।

मौजूदा उत्पादन

सामान्य ऑपरेशन के दौरान स्विचिंग पावर सप्लाई द्वारा लोड को प्रदान किया गया वर्तमान मान। (20A)।

रूपांतरण दक्षता

वह दक्षता जिसके साथ एक स्विचिंग पावर सप्लाई इनपुट पावर सप्लाई से ऊर्जा को आउटपुट पावर सप्लाई से ऊर्जा में परिवर्तित करती है। रूपांतरण दक्षता जितनी अधिक होगी, ऊर्जा हानि उतनी ही कम होगी और पावर सप्लाई का ताप उत्पादन उतना ही कम होगा (> 85%)।

आवृत्ति

वह दर जिस पर स्विचिंग पावर सप्लाई इनपुट वोल्टेज को आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तित करती है, आमतौर पर किलोहर्ट्ज़ (kHz) में। आवृत्ति जितनी अधिक होगी, स्विचिंग हानि उतनी ही कम होगी, लेकिन स्विचिंग पावर सप्लाई की डिज़ाइन कठिनाई और लागत भी बढ़ेगी (60K - 90KHZ)।

लहरें और शोर

आउटपुट वोल्टेज में अवांछनीय छोटे उतार-चढ़ाव (लहरें) और उच्च आवृत्ति शोर। यह विशेष रूप से सटीक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह उपकरण के प्रदर्शन (<80MV) को प्रभावित कर सकता है।

शीतलक विधि: एयर ठंडा

संरक्षण समारोह

इसमें बिजली और लोड उपकरणों को क्षति से बचाने के लिए अति-वर्तमान सुरक्षा (ओसीपी), अति-वोल्टेज सुरक्षा (ओवीपी), अति-तापमान सुरक्षा (ओटीपी) और शॉर्ट सर्किट सुरक्षा (एससीपी) शामिल हैं।

स्विचिंग पावर सप्लाई से संबंधित अनुप्रयोग सीमा पैरामीटर

भर क्षमता

किसी लोड की अधिकतम शक्ति या धारा जिसे स्विचिंग पावर सप्लाई सहन कर सकती है। इस सीमा से अधिक होने पर पावर सप्लाई अधिक गर्म हो सकती है या क्षतिग्रस्त हो सकती है।

सुरक्षा प्रमाणपत्र

स्विचिंग पावर सप्लाई को सुरक्षा मानकों और प्रमाणपत्रों का पालन करना चाहिए, जैसे कि UL, CE, RoHS, आदि। ये प्रमाणपत्र बिजली आपूर्ति की सुरक्षा और पर्यावरण संरक्षण सुनिश्चित करते हैं।

इतने सारे पैरामीटर भी काफी संख्या में स्विचिंग बिजली आपूर्ति प्रकारों का निर्माण करते हैं, जिनमें शामिल हैं:

कार्य सिद्धांत के आधार पर वर्गीकरण

पल्स चौड़ाई मॉडुलन (पीडब्लूएम) स्विचिंग बिजली आपूर्ति: आउटपुट वोल्टेज को स्विचिंग तत्व के ऑन-टाइम (पल्स चौड़ाई) को समायोजित करके नियंत्रित किया जाता है।

पल्स आवृत्ति मॉड्यूलेशन (पीएफएम) स्विचिंग पावर सप्लाई: आउटपुट वोल्टेज को स्विचिंग तत्व की आवृत्ति को समायोजित करके नियंत्रित किया जाता है।

हाइब्रिड स्विचिंग बिजली आपूर्ति: पीडब्लूएम और पीएफएम दोनों प्रौद्योगिकियों की विशेषताओं को जोड़ता है।

अनुनाद स्विचिंग विद्युत आपूर्ति: स्विचिंग क्रिया को प्राप्त करने के लिए अनुनाद सर्किट का उपयोग, आमतौर पर स्विचिंग घटक शून्य वोल्टेज या शून्य वर्तमान स्थितियों के तहत काम करते हैं।

टोपोलॉजी द्वारा वर्गीकरण

फॉरवर्ड कनवर्टर: इनपुट वोल्टेज को सीधे आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तित किया जाता है, जिसका उपयोग अक्सर बक रूपांतरण के लिए किया जाता है।

रिवर्स कनवर्टर: इनपुट वोल्टेज, आउटपुट वोल्टेज से कम होता है और इसका उपयोग अक्सर बूस्ट रूपांतरण के लिए किया जाता है।

पुश-पुल कनवर्टर: बारी-बारी से काम करने के लिए दो स्विचिंग तत्वों का उपयोग करता है, जिससे दक्षता और आउटपुट शक्ति बढ़ती है।

पूर्ण-ब्रिज कनवर्टर: उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए चार स्विचिंग तत्वों का उपयोग करता है।

अर्ध-ब्रिज कनवर्टर: मध्यम शक्ति अनुप्रयोगों के लिए दो स्विचिंग तत्वों का उपयोग करता है।

एकल-ट्यूब कनवर्टर: कम-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए एकल स्विचिंग तत्व का उपयोग करता है।

अनुप्रयोग क्षेत्र द्वारा वर्गीकरण

औद्योगिक स्विचिंग बिजली आपूर्ति: औद्योगिक स्वचालन, संचार उपकरण आदि के लिए उपयुक्त, जिनमें उच्च विश्वसनीयता और स्थिरता की आवश्यकता होती है।

वाणिज्यिक ग्रेड स्विचिंग बिजली की आपूर्ति: वाणिज्यिक भवनों, कार्यालय उपकरणों आदि के लिए उपयुक्त, जिन्हें बेहतर प्रदर्शन और उपयोग में आसानी की आवश्यकता होती है।

उपभोक्ता स्विचिंग बिजली आपूर्ति: घरेलू उपकरणों, पर्सनल कंप्यूटर आदि के लिए उपयुक्त, जिनके लिए छोटे आकार और कम लागत की आवश्यकता होती है।

मेडिकल ग्रेड स्विचिंग बिजली की आपूर्ति: चिकित्सा उपकरणों के लिए उपयुक्त, सख्त विद्युत चुम्बकीय संगतता और सुरक्षा मानकों की आवश्यकता होती है।

बिजली आपूर्ति के अन्य वर्गीकरण

संचार विद्युत आपूर्ति: संचार प्रणालियों में प्रयुक्त डीसी/डीसी कनवर्टर प्रकार की विद्युत आपूर्ति।

विशेष विद्युत आपूर्ति: उच्च-वोल्टेज और निम्न-वर्तमान विद्युत आपूर्ति, उच्च-वर्तमान विद्युत आपूर्ति, 400Hz इनपुट एसी/डीसी विद्युत आपूर्ति, आदि।

नवीनतम घटनाक्रम

स्विचिंग आवृत्तियाँ अब मेगाहर्ट्ज स्तर तक पहुँच गई हैं। 20 के दशक में 1970 kHz की बाधा को पार करने के बाद से, प्रौद्योगिकी में प्रगति ने स्विचिंग आवृत्तियों को 500 kHz से 1 MHz की सीमा तक पहुँचा दिया है। सॉफ्ट स्विचिंग तकनीक, जो सैद्धांतिक रूप से स्विचिंग हानियों को शून्य तक कम करती है, ने महत्वपूर्ण विकास और अनुप्रयोग देखा है।

प्रमुख सर्किट डिज़ाइन में अर्ध-अनुनाद सर्किट, शून्य-स्विचिंग PWM सर्किट और शून्य-रूपांतरण PWM सर्किट शामिल हैं। उल्लेखनीय तकनीकें जो परिपक्व हो चुकी हैं उनमें सक्रिय क्लैंप ZVS और पूर्ण-ब्रिज चरण-शिफ्ट ZVS सॉफ्ट स्विचिंग शामिल हैं, जिनमें से दोनों 90% से अधिक दक्षता प्राप्त कर सकते हैं।

स्विचिंग तकनीक के उद्भव ने हार्ड स्विचिंग को प्रभावित नहीं किया है। इसके बजाय, दोनों को मिलाकर इस क्षेत्र में नई जान फूंकी है। जीरो करंट ट्रांजिशन (ZCT) और जीरो वोल्टेज ट्रांजिशन (ZVT) तकनीकें सॉफ्ट स्विचिंग के कम स्विचिंग नुकसान, उच्च आवृत्ति और ऊर्जा-बचत लाभों को हार्ड स्विचिंग के फ़िल्टरिंग और करंट हैंडलिंग लाभों के साथ मिलाती हैं।

तुल्यकालिक सुधार प्रौद्योगिकी स्विचिंग विद्युत आपूर्ति दक्षता को भी महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाती है।

सुधार के लिए डायोड के बजाय कम प्रतिरोध (3 mΩ से कम) MOSFETs का उपयोग करके, एक नियंत्रक सुधारित वोल्टेज के साथ गेट ड्राइव सिग्नल को सिंक्रनाइज़ करता है, जिससे सुधार हानि कम हो जाती है। यह विधि विशेष रूप से कम वोल्टेज, उच्च-वर्तमान पावर कन्वर्टर्स के लिए प्रभावी है।

डिजिटल तकनीक बाहरी कीबोर्ड और लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले जैसे इंटरफेस के माध्यम से मानव-मशीन इंटरैक्शन को सुविधाजनक बनाकर उत्पाद के प्रदर्शन को बढ़ाती है। यह RS485, RS232, CAN बस और अन्य इंटरफेस के माध्यम से होस्ट कंप्यूटर के साथ डेटा संचार को सक्षम बनाता है, जिससे टेलीमेट्री और रिमोट कंट्रोल की सुविधा मिलती है। डिजिटल पावर सप्लाई अपने नेटवर्क इंटरफेस के माध्यम से ऑनलाइन रखरखाव, स्व-परीक्षण और अपग्रेड का भी समर्थन करती है, जिससे विश्वसनीयता और दीर्घायु में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।

पावर सप्लाई सर्किट और सिस्टम में मॉड्यूलराइजेशन डिजाइनरों को लचीले ढंग से विभिन्न कार्यात्मक मॉड्यूल का उपयोग करने की अनुमति देकर गुणवत्ता को बढ़ाता है। इससे विनिर्माण दक्षता बढ़ती है, लागत और आकार कम होता है, और विश्वसनीयता में सुधार होता है।

निर्माताओं ने PFC, ZVS, ZCS, PWM, समानांतर करंट शेयरिंग और फेज-शिफ्टिंग फुल ब्रिज कंट्रोल जैसे नियंत्रण कार्यों को विशेष चिप्स में एकीकृत किया है। पावर स्विच डिवाइस, कंट्रोल, ड्राइव, प्रोटेक्शन, डिटेक्शन और अन्य सर्किट को एक ही मॉड्यूल में पैकेज करके, लोग कंट्रोल, पावर सेमीकंडक्टर डिवाइस और सूचना ट्रांसमिशन फ़ंक्शन को एकीकृत कर सकते हैं।

निष्कर्ष

संक्षेप में, स्विचिंग बिजली की आपूर्ति आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का एक अनिवार्य हिस्सा है, जिसमें महत्वपूर्ण भूमिकाएं और फायदे हैं। विज्ञान और प्रौद्योगिकी के भविष्य के विकास में, उच्च प्रदर्शन, उच्च दक्षता, उच्च स्थिरता और विश्वसनीयता के मामले में इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की जरूरतों को पूरा करने के लिए स्विचिंग बिजली की आपूर्ति का विकास और सुधार जारी रहेगा।