పుష్ పుల్ కన్వర్టర్‌ను ఎలా డిజైన్ చేయాలి - ప్రాథమిక సిద్ధాంతం, నిర్మాణం మరియు ప్రదర్శన

పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్‌తో పని చేసేటప్పుడు, ఆచరణాత్మక డిజైన్లకు DC-DC కన్వర్టర్ టోపోలాజీ చాలా కీలకం అవుతుంది. పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్లో ప్రధానంగా రెండు రకాల ప్రధాన DC-DC మార్పిడి టోపోలాజీలు అందుబాటులో ఉన్నాయి, అవి స్విచ్చింగ్ కన్వర్టర్ మరియు లీనియర్ కన్వర్టర్.

ఇప్పుడు శక్తి పరిరక్షణ చట్టం నుండి, శక్తిని సృష్టించలేము లేదా నాశనం చేయలేమని మనకు తెలుసు, కాని అది మాత్రమే రూపాంతరం చెందుతుంది. స్విచ్చింగ్ రెగ్యులేటర్లకు కూడా అదే జరుగుతుంది, ఏదైనా కన్వర్టర్ యొక్క అవుట్పుట్ పవర్ (వాటేజ్) వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ యొక్క ఉత్పత్తి, ఒక DC-DC కన్వర్టర్ ఆదర్శంగా వోల్టేజ్ను మారుస్తుంది, లేదా వాటేజ్ స్థిరంగా ఉన్నప్పుడు కరెంట్. 5V అవుట్పుట్ 2A కరెంట్‌ను అందించగల పరిస్థితి దీనికి ఉదాహరణ. ఇంతకుముందు మేము 5V, 2A SMPS సర్క్యూట్‌ను రూపొందించాము, అది మీరు వెతుకుతున్నది కాదా అని మీరు తనిఖీ చేయవచ్చు.

ఇప్పుడు మేము ఒక నిర్దిష్ట అనువర్తనం కోసం 10V అవుట్‌పుట్‌గా మార్చాల్సిన పరిస్థితిని పరిగణించండి. ఇప్పుడు, ఈ ప్రదేశంలో ఒక DC-DC కన్వర్టర్ ఉపయోగించబడితే, మరియు 10W అవుట్పుట్ అయిన 5V 2A స్థిరంగా ఉంటే, ఆదర్శంగా DC-DC కన్వర్టర్ వోల్టేజ్‌ను 1A ప్రస్తుత రేటింగ్‌తో 10V గా మారుస్తుంది. బూస్ట్ స్విచ్చింగ్ టోపోలాజీని ఉపయోగించి ఇది చేయవచ్చు, ఇక్కడ స్విచ్చింగ్ ఇండక్టర్ నిరంతరం స్విచ్ అవుతుంది.

పుష్-పుల్ కన్వర్టర్‌ను ఉపయోగించడం మరొక ఖరీదైన కానీ ఉపయోగకరమైన పద్ధతి. పుష్-పుల్ కన్వర్టర్ బక్, బూస్ట్, బక్-బూస్ట్, వివిక్త, లేదా వివిక్త కాని టోపోలాజీలు వంటి మార్పిడి అవకాశాలను తెరుస్తుంది, ఇది పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో ఉపయోగించే పురాతన స్విచ్చింగ్ టోపోలాజీలలో ఒకటి, ఇది ఉత్పత్తి చేయడానికి కనీస భాగాలు అవసరం బహుళ అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌తో మీడియం పవర్ అవుట్‌పుట్‌లు (సాధారణంగా - 150W నుండి 500W వరకు). వివిక్త పుష్-పుల్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్లో అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ను మార్చడానికి ట్రాన్స్ఫార్మర్ వైండింగ్ను మార్చాలి.

అయితే, ఈ లక్షణాలన్నీ మన మనస్సులలో చాలా ప్రశ్నలను వేస్తాయి. ఇలా, పుష్-పుల్ కన్వర్టర్ ఎలా పని చేస్తుంది? పుష్-పుల్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్ నిర్మించడానికి ఏ భాగాలు ముఖ్యమైనవి? కాబట్టి, పాటు చదవండి మరియు అవసరమైన అన్ని సమాధానాలను మేము కనుగొంటాము మరియు చివరికి, మేము ప్రదర్శన మరియు పరీక్షల కోసం ఒక ప్రాక్టికల్ సర్క్యూట్‌ను నిర్మిస్తాము, కాబట్టి దానిలోకి ప్రవేశిద్దాం.

పుష్-పుల్ కన్వర్టర్ నిర్మాణం

పేరుకు సమాధానం ఉంది. పుష్ మరియు పుల్ ఒకే విషయం యొక్క రెండు వ్యతిరేక అర్ధాలను కలిగి ఉన్నాయి. లేమాన్ పరంగా పుష్-పుల్ యొక్క అర్థం ఏమిటి? పుష్ అనే పదం ప్రజలను లేదా వస్తువులను పక్కకు తరలించడానికి శక్తిని ఉపయోగించడం ద్వారా ముందుకు సాగడం అని నిఘంటువు చెబుతోంది. ఒక లో పుష్-పుల్ DC-DC కన్వర్టర్, పుష్ నిర్వచిస్తుంది ప్రస్తుత నెట్టడం లేదా ప్రస్తుత ఆహారం. ఇప్పుడు, పుల్ అంటే ఏమిటి? మరలా, డిక్షనరీ తనపై కదలికను కలిగించడానికి ఒకరిపై లేదా దేనినైనా బలవంతం చేయమని చెబుతుంది. పుష్-పుల్ కన్వర్టర్‌లో, ఇది మళ్ళీ లాగబడుతున్న కరెంట్.

అందువల్ల, పుష్-పుల్ కన్వర్టర్ అనేది ఒక రకమైన స్విచ్చింగ్ కన్వర్టర్, ఇక్కడ ప్రవాహాలు నిరంతరం ఏదో ఒకదానికి నెట్టబడతాయి మరియు నిరంతరం ఏదో నుండి లాగబడతాయి. ఇది ఒక రకమైన ఫ్లైబ్యాక్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ లేదా ఇండక్టర్. కరెంట్ నిరంతరం ట్రాన్స్ఫార్మర్ నుండి నెట్టివేయబడుతుంది. ఈ పుష్-పుల్ పద్ధతిని ఉపయోగించి, ట్రాన్స్ఫార్మర్ ద్వితీయ కాయిల్కు ఫ్లక్స్ను బదిలీ చేస్తుంది మరియు ఒకరకమైన వివిక్త వోల్టేజ్ను అందిస్తుంది.

ఇప్పుడు, ఇది ఒక రకమైన స్విచ్చింగ్ రెగ్యులేటర్ కాబట్టి, ట్రాన్స్ఫార్మర్ను స్విచ్ చేయాల్సిన అవసరం ఉన్నందున, ప్రస్తుతము నెట్టబడటం మరియు సమకాలీకరించడం అవసరం, దీనికి మనకు ఒకరకమైన స్విచ్చింగ్ రెగ్యులేటర్ అవసరం. ఇక్కడ, అసమకాలిక పుష్-పుల్ డ్రైవర్ అవసరం. ఇప్పుడు, స్విచ్‌లు వివిధ రకాల ట్రాన్సిస్టర్‌లు లేదా మోస్‌ఫెట్‌లతో తయారు చేయబడినట్లు స్పష్టంగా ఉంది.

మా ఉన్నాయి పుష్-పుల్ డ్రైవర్లు పుష్-పుల్ సంభాషణ సంబంధిత పనులకు వెంటనే ఉపయోగించవచ్చు ఎలెక్ట్రానిక్స్ మార్కెట్ లో అందుబాటులో.

అటువంటి డ్రైవర్ ఐసిలలో కొన్ని ఈ క్రింది జాబితాలో చూడవచ్చు-

1. LT3999
2. MAX258
3. MAX13253
4. LT3439
5. టిఎల్ 494

పుష్ పుల్ కన్వర్టర్ ఎలా పనిచేస్తుంది?

పుష్-పుల్ కన్వర్టర్ యొక్క పని సూత్రాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి, మేము ఒక ప్రాథమిక సర్క్యూట్‌ను గీసాము, ఇది ప్రాథమిక సగం-వంతెన పుష్-పుల్ కన్వర్టర్, మరియు ఇది క్రింద చూపబడింది, సరళత కొరకు, మేము సగం వంతెన టోపోలాజీని కవర్ చేసాము, కానీ మరొక సాధారణ టోపోలాజీ అందుబాటులో ఉంది మరియు దీనిని పూర్తి-వంతెన పుష్-పుల్ కన్వర్టర్ అంటారు.

రెండు NPN ట్రాన్సిస్టర్లు పుష్-పుల్ కార్యాచరణను ప్రారంభిస్తాయి. Q1 మరియు Q2 అనే రెండు ట్రాన్సిస్టర్‌లు ఒకే సమయంలో ప్రారంభించబడవు. Q1 ఆన్ చేసినప్పుడు, Q2 ఆపివేయబడుతుంది, Q1 ఆపివేయబడినప్పుడు, Q2 ఆన్ అవుతుంది. ఇది వరుసగా జరుగుతుంది మరియు లూప్‌గా కొనసాగుతుంది.

మనం చూడగలిగినట్లుగా, పై సర్క్యూట్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ను ఉపయోగిస్తుంది, ఇది వివిక్త పుష్-పుల్ కన్వర్టర్.

పై చిత్రం Q1 ఆన్ చేయబడిన స్థితిని చూపుతుంది మరియు Q2 ఆపివేయబడుతుంది. అందువల్ల ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సెంటర్ ట్యాప్ ద్వారా కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది మరియు ట్రాన్సిస్టర్ క్యూ 1 ద్వారా భూమికి వెళుతుంది, అయితే క్యూ 2 ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ఇతర ట్యాప్లో ప్రస్తుత ప్రవాహాన్ని అడ్డుకుంటుంది. Q2 ఆన్ చేసినప్పుడు మరియు Q1 ఆపివేయబడినప్పుడు సరిగ్గా వ్యతిరేక విషయం జరుగుతుంది. ప్రస్తుత ప్రవాహంలో మార్పులు సంభవించినప్పుడల్లా, ట్రాన్స్ఫార్మర్ శక్తిని ప్రాధమిక వైపు నుండి ద్వితీయ వైపుకు బదిలీ చేస్తుంది.

ఇది ఎలా జరుగుతుందో తనిఖీ చేయడానికి పై గ్రాఫ్ చాలా ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది, మొదట, సర్క్యూట్లో వోల్టేజీలు లేదా ప్రస్తుత ప్రవాహం ఉండదు. Q1 ఆన్ చేయబడింది, సర్క్యూట్ ఇప్పుడు మూసివేయబడినందున స్థిరమైన వోల్టేజ్ మొదట ట్యాప్‌కు సమ్మె చేస్తుంది. ప్రస్తుత పెరుగుదల మొదలవుతుంది మరియు తరువాత వోల్టేజ్ ద్వితీయ వైపుకు ప్రేరేపించబడుతుంది.

తదుపరి దశలో, సమయం ఆలస్యం తరువాత, ట్రాన్సిస్టర్ క్యూ 1 ఆపివేయబడుతుంది మరియు క్యూ 2 ఆన్ చేయబడుతుంది. ఇక్కడ పనిలో కొన్ని ముఖ్యమైన విషయాలు వస్తాయి - ట్రాన్స్ఫార్మర్ పరాన్నజీవి కెపాసిటెన్స్ మరియు ఇండక్టెన్స్ ఒక LC సర్క్యూట్‌ను ఏర్పరుస్తాయి, ఇది వ్యతిరేక ధ్రువణతలో మారడం ప్రారంభిస్తుంది. ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ఇతర ట్యాప్ వైండింగ్ ద్వారా ఛార్జ్ తిరిగి వ్యతిరేక దిశలో ప్రవహించడం ప్రారంభిస్తుంది. ఈ పద్ధతిలో, ప్రస్తుతము ఆ రెండు ట్రాన్సిస్టర్‌లచే ప్రత్యామ్నాయ మోడ్‌లలో నిరంతరం నెట్టబడుతుంది. అయినప్పటికీ, లాగడం LC సర్క్యూట్ మరియు ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సెంటర్ ట్యాప్ చేత చేయబడినందున, దీనిని పుష్-పుల్ టోపోలాజీ అంటారు. తరచూ ఇది రెండు ట్రాన్సిస్టర్లు కరెంట్‌ను ప్రత్యామ్నాయంగా ప్రత్యామ్నాయంగా కన్వెన్షన్ పుష్-పుల్ అని పిలుస్తుంది, ఇక్కడ ట్రాన్సిస్టర్లు కరెంట్‌ను లాగవు. లోడ్ తరంగ రూపం సాటూత్ లాగా కనిపిస్తుంది, అయితే, ఇది పై తరంగ రూపంలో చూపబడలేదు.

పుష్-పుల్ కన్వర్టర్ డిజైన్ ఎలా పనిచేస్తుందో మేము నేర్చుకున్నట్లుగా, దాని కోసం వాస్తవమైన సర్క్యూట్‌ను నిర్మించటానికి వెళ్దాం, ఆపై దాన్ని బెంచ్‌లో విశ్లేషించవచ్చు. కానీ దీనికి ముందు, స్కీమాటిక్ ను పరిశీలిద్దాం.

ప్రాక్టికల్ పుష్ పుల్ కన్వర్టర్‌ను నిర్మించడానికి అవసరమైన భాగాలు

బాగా, దిగువ సర్క్యూట్ బ్రెడ్‌బోర్డ్‌లో నిర్మించబడింది. పరీక్షా సర్క్యూట్‌లకు ఉపయోగించే భాగాలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి-

1. ఒకే రేటింగ్ కలిగిన 2 పిసిల ప్రేరకాలు - 220uH 5A టొరాయిడల్ ఇండక్టర్.
2. 0.1uF పాలిస్టర్ ఫిల్మ్ కెపాసిటర్ - 2 PC లు
3. 1 కె రెసిస్టర్ 1% - 2 పిసిలు
4. ULN2003 డార్లింగ్టన్ జత ట్రాన్సిస్టర్
5. 100uF 50V కెపాసిటర్

ప్రాక్టికల్ పుష్-పుల్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం

స్కీమాటిక్ చాలా సరళంగా ముందుకు ఉంటుంది. కనెక్షన్‌ను విశ్లేషిద్దాం, ULN2003 డార్లింగ్టన్ జత ట్రాన్సిస్టర్ శ్రేణి. చిప్‌సెట్ లోపల ఫ్రీవీలింగ్ డయోడ్‌లు అందుబాటులో ఉన్నందున ఈ ట్రాన్సిస్టర్ శ్రేణి ఉపయోగపడుతుంది మరియు దీనికి అదనపు భాగాలు అవసరం లేదు, తద్వారా బ్రెడ్‌బోర్డ్‌లో అదనపు సంక్లిష్ట రౌటింగ్‌ను నివారించవచ్చు. సింక్రోనస్ డ్రైవర్ కోసం, మేము ఒక సాధారణ RC టైమర్‌ను ఉపయోగిస్తున్నాము, ఇది ఇండక్టర్లలో పుష్-పుల్ ప్రభావాన్ని సృష్టించడానికి ట్రాన్సిస్టర్‌లను ఏకకాలంలో ఆన్ మరియు ఆఫ్ చేస్తుంది.

ప్రాక్టికల్ పుష్-పుల్ కన్వర్టర్ - పనిచేస్తోంది

సర్క్యూట్ యొక్క పని సులభం. డార్లింగ్టన్ జతను తీసివేసి, రెండు ట్రాన్సిస్టర్లు Q1 మరియు Q2 ఉపయోగించి సర్క్యూట్‌ను సరళంగా చేద్దాం.

RC నెట్‌వర్క్‌లు Q1 మరియు Q2 యొక్క బేస్ తో క్రాస్ పొజిషన్‌లో అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి, ఇవి పునరుత్పత్తి ఫీడ్‌బ్యాక్ అని పిలువబడే ఫీడ్‌బ్యాక్ టెక్నిక్ ఉపయోగించి ప్రత్యామ్నాయ ట్రాన్సిస్టర్‌లను ఆన్ చేస్తాయి.

ఇది ఇలా పనిచేయడం ప్రారంభిస్తుంది - మేము ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క సెంటర్ ట్యాప్కు వోల్టేజ్ను వర్తింపజేసినప్పుడు (ఇక్కడ రెండు ప్రేరకాల మధ్య సాధారణ కనెక్షన్), విద్యుత్తు ట్రాన్స్ఫార్మర్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది. ధ్రువణత, ప్రతికూల లేదా సానుకూలత యొక్క ఫ్లక్స్ సాంద్రత మరియు సంతృప్తిని బట్టి, ప్రస్తుత మొదటి ఛార్జీలు C1 మరియు R1 లేదా C2 మరియు R2 రెండింటినీ కాదు. C1 మరియు R1 మొదట కరెంటును పొందుతాయని imagine హించుకుందాం. C1 మరియు R1 ట్రాన్సిస్టర్ Q2 ను ఆన్ చేసే టైమర్‌ను అందిస్తాయి. ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క L2 విభాగం మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ ఉపయోగించి వోల్టేజ్ను ప్రేరేపిస్తుంది. ఈ పరిస్థితిలో, సి 2 మరియు ఆర్ 2 ఛార్జ్ అవ్వడం ప్రారంభించి క్యూ 1 ను ఆన్ చేస్తాయి. ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క L1 విభాగం అప్పుడు వోల్టేజ్ను ప్రేరేపిస్తుంది. సమయం లేదా పౌన frequency పున్యం పూర్తిగా ఇన్పుట్ వోల్టేజ్, ట్రాన్స్ఫార్మర్ లేదా ఇండక్టర్ యొక్క సంతృప్త ప్రవాహం, ప్రాధమిక మలుపులు, కోర్ యొక్క క్రాస్ సెక్షనల్ చదరపు సెంటీమీటర్ ప్రాంతంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క సూత్రం-

f = (* 10 ⁸ _లో V) / (4 * β _s * A * N)

విన్ ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ అయినప్పుడు, 8 ⁸ స్థిరమైన విలువ, trans _s అనేది ట్రాన్స్ఫార్మర్ మీద ప్రతిబింబించే కోర్ యొక్క సంతృప్త ఫ్లక్స్ సాంద్రత, A క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం మరియు N మలుపుల సంఖ్య.

పుష్ పుల్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్‌ను పరీక్షిస్తోంది

సర్క్యూట్ పరీక్షించడానికి, కింది సాధనాలు అవసరం-

1. రెండు మిల్లీమీటర్లు - ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ తనిఖీ చేయడానికి ఒకటి మరియు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ కోసం మరొకటి
2. ఓసిల్లోస్కోప్
3. బెంచ్ విద్యుత్ సరఫరా.

సర్క్యూట్ బ్రెడ్‌బోర్డ్‌లో నిర్మించబడింది మరియు శక్తి నెమ్మదిగా పెరుగుతుంది. ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ 2.16 వి అయితే అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ 8.12 వి, ఇది ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ కంటే దాదాపు నాలుగు రెట్లు.

ఏదేమైనా, ఈ సర్క్యూట్ ఎటువంటి ఫీడ్‌బ్యాక్ టోపోలాజీని ఉపయోగించదు, కాబట్టి అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ స్థిరంగా ఉండదు మరియు వేరుచేయబడదు.

పుష్-పుల్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు మారడం ఓసిల్లోస్కోప్‌లో గమనించవచ్చు-

అందువల్ల సర్క్యూట్ ఇప్పుడు అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ స్థిరంగా లేని పుష్-పుల్ బూస్ట్ కన్వర్టర్గా పనిచేస్తోంది. ఈ పుష్-పుల్ కన్వర్టర్ 2W ​​వరకు వాటేజ్‌ను అందించగలదని భావిస్తున్నారు, కాని ఫీడ్‌బ్యాక్ ఉత్పత్తి లేకపోవడం వల్ల మేము దీనిని పరీక్షించలేదు.

తీర్మానాలు

ఈ సర్క్యూట్ పుష్-పుల్ కన్వర్టర్ యొక్క సాధారణ రూపం. అయినప్పటికీ, కావలసిన అవుట్పుట్ కోసం సరైన పుష్-పుల్ డ్రైవర్ ఐసిని ఉపయోగించమని ఎల్లప్పుడూ సిఫార్సు చేయబడింది. సర్క్యూట్ వివిక్త లేదా వేరుచేయబడని రీతిలో నిర్మించబడుతుంది, పుష్-పుల్ మార్పిడిలో ఏదైనా టోపోలాజీలను నిర్మించవచ్చు.

దిగువ సర్క్యూట్ నియంత్రిత పుష్-పుల్ DC నుండి DC కన్వర్టర్ యొక్క సరైన సర్క్యూట్. ఇది అనలాగ్ పరికరాల (లీనియర్ టెక్నాలజీస్) కోసం LT3999 ఉపయోగించి 1: 1 పుష్-పుల్ కన్వర్టర్.

ఈ అంశానికి సంబంధించి మీకు ఏవైనా ప్రశ్నలు ఉంటే, మీరు క్రింద ఒక వ్యాఖ్యను ఉంచండి లేదా మీరు మీ ప్రశ్నను మా ఫోరమ్‌లో నేరుగా పోస్ట్ చేయవచ్చు.