பை வடிப்பான்

தேவையற்ற அதிர்வெண்களை நிராகரிக்க வடிப்பான்கள் பொதுவாக சக்தி மற்றும் ஆடியோ மின்னணுவியல் ஆகியவற்றில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பயன்பாட்டின் அடிப்படையில் மின்னணு சுற்று வடிவமைப்புகளில் பல வகையான வடிப்பான்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஆனால் அவை அனைத்திற்கும் அடிப்படைக் கருத்து ஒன்றே, அதாவது தேவையற்ற சமிக்ஞைகளை அகற்றுவது. இந்த வடிப்பான்கள் அனைத்தையும் இரண்டு வகைகளாக வகைப்படுத்தலாம்- செயலில் உள்ள வடிப்பான்கள் மற்றும் செயலற்ற வடிப்பான்கள். செயலில் உள்ள வடிகட்டி மற்ற செயலற்ற கூறுகளுடன் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட செயலில் உள்ள கூறுகளைப் பயன்படுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் செயலற்ற வடிப்பான்கள் செயலற்ற கூறுகளைப் பயன்படுத்தி மட்டுமே உருவாக்கப்படுகின்றன. இந்த வடிப்பான்களைப் பற்றிய விவரங்களில் நாங்கள் ஏற்கனவே விவாதித்தோம்:

• செயலில் உயர் பாஸ் வடிகட்டி
• செயலில் குறைந்த பாஸ் வடிகட்டி
• செயலற்ற உயர் பாஸ் வடிகட்டி
• செயலற்ற குறைந்த பாஸ் வடிகட்டி
• பேண்ட்பாஸ் வடிகட்டி
• ஹார்மோனிக் வடிகட்டி

இந்த டுடோரியலில், பை வடிகட்டி எனப்படும் மற்றொரு புதிய வகை வடிப்பானைக் கற்றுக்கொள்கிறோம், இது மின்சாரம் வழங்கல் சுற்று வடிவமைப்புகளில் மிகவும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த 5V 2A SMPS சுற்று மற்றும் 12V 1A SMPS சர்க்யூட் போன்ற எங்கள் முந்தைய மின்சாரம் வடிவமைப்புகளில் சிலவற்றில் ஏற்கனவே பை-வடிப்பானைப் பயன்படுத்தினோம். எனவே, இந்த வடிப்பான்கள் என்ன, அவற்றை எவ்வாறு வடிவமைப்பது என்பது குறித்து விரிவாகப் பார்ப்போம்.

பை-வடிகட்டி

பை வடிகட்டி என்பது ஒரு வகை செயலற்ற வடிப்பானாகும், இது பாரம்பரிய இரண்டு-உறுப்பு செயலற்ற வடிப்பான்களைத் தவிர முக்கியமாக மூன்று கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது. அனைத்து கூறுகளின் கட்டுமான ஏற்பாடும் கிரேக்க எழுத்தின் பை (π) வடிவத்தை உருவாக்குகிறது, இதனால் பை பிரிவு வடிகட்டி என்று பெயர்.

பெரும்பான்மையாக, குறைந்த பாஸ் வடிப்பான் பயன்பாட்டிற்கு பை வடிப்பான்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஆனால் மற்றொரு உள்ளமைவும் சாத்தியமாகும். பை வடிப்பானின் முக்கிய கூறு மின்தேக்கி மற்றும் தூண்டல் எல்.சி வடிப்பானாக அமைகிறது. குறைந்த பாஸ் வடிகட்டி பயன்பாட்டில், குறைந்த வடிகட்டி உள்ளமைவில் மின்தேக்கி உள்ளீட்டு பக்கத்தில் தங்கியிருப்பதால் பை வடிகட்டி மின்தேக்கி உள்ளீட்டு வடிகட்டி என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

குறைந்த பாஸ் வடிப்பானாக பை வடிகட்டி

பை வடிகட்டி ஒரு சிறந்த குறைந்த பாஸ் வடிப்பானாகும், இது பாரம்பரிய எல்சி பை வடிப்பானை விட மிகவும் வித்தியாசமானது . குறைந்த பாஸுக்கு பை வடிப்பான் வடிவமைக்கப்பட்டால், வெளியீடு நிலையான-கே காரணியுடன் நிலையானதாக இருக்கும்.

ஒரு குறைந்த பாஸ் வடிகட்டி வடிவமைப்பு பை கட்டமைப்பு பயன்படுத்தி மிகவும் நேர்மையானவன். பை வடிகட்டி சுற்று கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது ஒரு பை வடிவத்தில் உருவாகின்ற தொடரில் ஒரு இண்டக்டர் தொடர்ந்து இணையாக இணைக்கப்பட்டுள்ளது இரண்டு மின்தேக்கிகளைக் கொண்டுள்ளது

மேலே உள்ள படத்தில் காணப்படுவது போல், இது இரண்டு மின்தேக்கிகளைக் கொண்டுள்ளது, அவை தொடர் தூண்டியுடன் இடையில் தரையில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. இது குறைந்த பாஸ் வடிப்பான் என்பதால், இது அதிக அதிர்வெண்ணில் அதிக மின்மறுப்பையும் குறைந்த அதிர்வெண்ணில் குறைந்த மின்மறுப்பையும் உருவாக்குகிறது. எனவே, தேவையற்ற உயர் அதிர்வெண்களைத் தடுக்க இது பொதுவாக ஒரு பரிமாற்ற வரியில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

உங்கள் பயன்பாட்டிற்கான பை வடிப்பானை வடிவமைக்க பை வடிகட்டி கணக்கீட்டின் கட்டுமானம் மற்றும் கூறு மதிப்புகள் கீழே உள்ள சமன்பாட்டிலிருந்து பெறப்படலாம்.

கட் ஆஃப் அதிர்வெண் (fc) = 1 / ᴫ (LC) ^1/2 கொள்ளளவு மதிப்பு (C) = 1 / Z _{0ᴫfc தூண்டலின்} மதிப்பு (L1) = Z ₀ / ᴫfc எங்கே, Z ₀ என்பது மின்மறுப்பு பண்பு ஓம்ஸ் மற்றும் எஃப்.சி ஆகியவற்றில் கட் ஆஃப் அதிர்வெண் உள்ளது.

ஹை பாஸ் வடிப்பானாக பை வடிகட்டி

குறைந்த பாஸ் வடிப்பானைப் போலவே, பை வடிப்பான்களையும் உயர் பாஸ் வடிப்பானாக கட்டமைக்க முடியும். அத்தகைய சந்தர்ப்பத்தில், வடிகட்டி குறைந்த அதிர்வெண்ணைத் தடுக்கிறது மற்றும் அதிக அதிர்வெண் கடந்து செல்ல அனுமதிக்கிறது. இது இரண்டு வகையான செயலற்ற கூறுகள், இரண்டு தூண்டிகள் மற்றும் ஒரு மின்தேக்கியைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்படுகிறது.

குறைந்த பாஸ் உள்ளமைவில், இரண்டு மின்தேக்கிகள் இடையில் ஒரு தூண்டியுடன் இணையாக இருப்பதால் வடிகட்டி வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, ஆனால் உயர் பாஸ் உள்ளமைவில், செயலற்ற கூறுகளின் நிலை மற்றும் அளவு சரியாக நேர்மாறாக இருக்கும். ஒற்றை தூண்டிக்கு பதிலாக, இங்கே ஒரு தனி மின்தேக்கியுடன் இரண்டு தனித்தனி தூண்டிகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

மேலே உள்ள பை வடிகட்டி சுற்று படம் உயர் பாஸ் உள்ளமைவில் வடிப்பானைக் காட்டுகிறது, மேலும் கட்டுமானமும் பை என்ற குறியீட்டைப் போல இருப்பதைக் குறிப்பிடவில்லை. பை வடிப்பானின் கட்டுமானம் மற்றும் கூறு மதிப்புகள் கீழே உள்ள சமன்பாட்டிலிருந்து பெறப்படலாம் -

கட் ஆஃப் அதிர்வெண் (fc) = 1 / 4ᴫ (LC) ^1/2 கொள்ளளவின் மதிப்பு (C) = 1 / 4Z _0ᴫfc மின்மறுப்பின் மதிப்பு (L1) = Z ₀ / 4ᴫfc எங்கே, Z ₀ என்பது மின்மறுப்பு பண்பு ஓம்ஸ் மற்றும் எஃப்.சி ஆகியவற்றில் கட் ஆஃப் அதிர்வெண் உள்ளது.

பை வடிப்பானின் நன்மைகள்

உயர் வெளியீட்டு மின்னழுத்தம்

பை வடிப்பான் முழுவதும் வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் மிக அதிகமாக உள்ளது, இது அதிக மின்னழுத்த டிசி வடிப்பான்கள் தேவைப்படும் அதிக சக்தி தொடர்பான பயன்பாட்டிற்கு ஏற்றது.

குறைந்த சிற்றலை காரணி

குறைந்த பாஸ் வடிப்பானாக கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது டி.சி வடிகட்டுதல் நோக்கங்களில், பை வடிகட்டி ஒரு திறமையான வடிகட்டியாகும், இது ஒரு பாலம் திருத்தியிலிருந்து வரும் தேவையற்ற ஏசி சிற்றலை வடிகட்டுகிறது. மின்தேக்கி ஏ.சி.யில் குறைந்த மின்மறுப்பை வழங்குகிறது, ஆனால் கொள்ளளவு மற்றும் எதிர்வினையின் விளைவு காரணமாக டி.சி.யில் அதிக எதிர்ப்பை வழங்குகிறது. ஏசி முழுவதும் இந்த குறைந்த மின்மறுப்பு காரணமாக, பை வடிகட்டியின் முதல் மின்தேக்கி பாலம் திருத்தியிலிருந்து வரும் ஏசி சிற்றலை புறக்கணிக்கிறது. பைபாஸ் செய்யப்பட்ட ஏசி சிற்றலை தூண்டிக்குள் செல்கிறது. தூண்டல் தற்போதைய ஓட்டத்தின் மாற்றங்களை எதிர்க்கிறது மற்றும் ஏசி சிற்றலை தடுக்கிறது, இது இரண்டாவது மின்தேக்கியால் மேலும் வடிகட்டப்படுகிறது. வடிகட்டலின் இந்த பல கட்டங்கள் பை வடிப்பான் முழுவதும் மிகக் குறைந்த சிற்றலை மென்மையான டி.சி வெளியீட்டை உருவாக்க உதவுகின்றன.

RF பயன்பாடுகளில் வடிவமைக்க எளிதானது

கட்டுப்படுத்தப்பட்ட RF சூழலில், அதிக அதிர்வெண் பரிமாற்றம் தேவைப்படும் இடத்தில், எடுத்துக்காட்டாக GHz இசைக்குழுவில், உயர் அதிர்வெண் பை வடிப்பான்கள் PCB தடயங்களைப் பயன்படுத்தி PCB இல் செய்ய எளிதானது மற்றும் நெகிழ்வானவை. உயர் அதிர்வெண் பை வடிப்பான்கள் சிலிக்கான் அடிப்படையிலான வடிப்பான்களைக் காட்டிலும் அதிகரிப்பு நோயெதிர்ப்பு சக்தியை வழங்குகின்றன. உதாரணமாக, ஒரு சிலிக்கான் சிப் மின்னழுத்தத்தைத் தாங்கும் திறனைக் கொண்டுள்ளது, அதேசமயம் செயலற்ற கூறுகளைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்படும் பை வடிப்பான்கள் எழுச்சிகள் மற்றும் கடுமையான தொழில்துறை சூழல்களின் அடிப்படையில் அதிக நோய் எதிர்ப்பு சக்தியைக் கொண்டுள்ளன.

பை வடிப்பானின் தீமைகள்

அதிக வாட்டேஜ் தூண்டல் மதிப்புகள்

ஆர்எஃப் வடிவமைப்பைத் தவிர, பை வடிப்பான் மூலம் உயர் மின்னோட்ட டிரா செய்வது நல்லதல்ல, ஏனெனில் மின்னோட்டம் தூண்டியின் வழியாக பாய வேண்டும். இந்த சுமை மின்னோட்டம் ஒப்பீட்டளவில் அதிகமாக இருந்தால், தூண்டியின் வாட்டேஜும் அதிகரிக்கிறது, இது பருமனாகவும் விலை உயர்ந்ததாகவும் இருக்கும். மேலும், தூண்டல் மூலம் அதிக மின்னோட்டம் தூண்டல் முழுவதும் சக்தி சிதறலை அதிகரிக்கிறது, இதன் விளைவாக மோசமான செயல்திறன் ஏற்படுகிறது.

உயர் மதிப்பு உள்ளீட்டு மின்தேக்கி

பை வடிப்பானின் மற்றொரு பெரிய சிக்கல் பெரிய உள்ளீட்டு கொள்ளளவு மதிப்பு. பை வடிப்பான்களுக்கு உள்ளீடு முழுவதும் அதிக கொள்ளளவு தேவைப்படுகிறது, இது விண்வெளி தடைசெய்யப்பட்ட பயன்பாடுகளில் சவாலாக மாறியது. மேலும், உயர் மதிப்பு மின்தேக்கிகள் வடிவமைப்பின் விலையை அதிகரிக்கின்றன.

சுமை நீரோட்டங்கள் நிலையானவை அல்ல, தொடர்ந்து மாறிக்கொண்டே இருக்கும் இடத்தில் மோசமான மின்னழுத்த ஒழுங்குமுறை பை வடிப்பான்கள் பொருத்தமானவை அல்ல. சுமை மின்னோட்டம் நிறைய நகரும்போது பை வடிப்பான்கள் மோசமான மின்னழுத்த ஒழுங்குமுறையை வழங்குகின்றன. அத்தகைய பயன்பாட்டில் எல் பிரிவு கொண்ட வடிப்பான்கள் பரிந்துரைக்கப்படுகின்றன.

பை வடிப்பான்களின் பயன்பாடு

சக்தி மாற்றிகள்

ஏற்கனவே விவாதித்தபடி, ஏசி சிற்றலைகளை அடக்குவதற்கு பை வடிப்பான்கள் ஒரு சிறந்த டிசி வடிப்பானாகும். இந்த நடத்தை காரணமாக, ஏசி-டிசி மாற்றி, அதிர்வெண் மாற்றி போன்ற பவர் எலக்ட்ரானிக் வடிவமைப்புகளில் பை வடிப்பான்கள் விரிவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் பை வடிப்பான்கள் லோ பாஸ் வடிப்பானாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் நாங்கள் ஏற்கனவே பை வடிகட்டி மின்சாரம் வழங்கல் சுற்று ஒன்றை வடிவமைத்துள்ளோம். எங்கள் 12V 1A SMPS வடிவமைப்பு கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது.

பொதுவாக, பை வடிப்பான்கள் நேரடியாக பாலம் திருத்தியுடன் இணைக்கப்படுகின்றன மற்றும் பை வடிப்பான்களின் வெளியீடு உயர் மின்னழுத்த டி.சி என குறிப்பிடப்படுகிறது. வெளியீடு டிசி உயர் மின்னழுத்தம் மின்சாரம் வழங்கல் இயக்கி சுற்றுக்கு மேலும் செயல்பாட்டிற்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

இந்த கட்டுமானம், பிரிட்ஜ் ரெக்டிஃபையர் டையோடு முதல் இயக்கி வரை பை-வடிகட்டியின் செயல்பாட்டில் வேறுபட்ட செயல்பாட்டைக் கொண்டுள்ளது. முதலாவதாக, இந்த பை வடிப்பான் ஒட்டுமொத்த இயக்கி சுற்றுகளின் சிற்றலை-இலவச செயல்பாட்டிற்கு மென்மையான டி.சி.யை வழங்குகிறது, இதன் விளைவாக மின்சாரம் வழங்கலின் இறுதி வெளியீட்டில் இருந்து குறைந்த வெளியீடு சிற்றலை ஏற்படுகிறது, மற்றொன்று முக்கிய சுவர்களை அதிக மாறுதல் அதிர்வெண்ணிலிருந்து தனிமைப்படுத்துவதற்காக இயக்கி சுற்று.

ஒழுங்காக கட்டப்பட்ட வரி வடிப்பான் பொதுவான-முறை வடிகட்டுதலையும் (ஒரு சுயாதீனமான ஒற்றை நடத்துனர் போல இரைச்சல் சமிக்ஞையை நிராகரிக்கும் வடிகட்டி) மற்றும் வேறுபட்ட பயன்முறை வடிகட்டுதலையும் (இரண்டு மாறுதல் அதிர்வெண் இரைச்சலை வேறுபடுத்துகிறது, குறிப்பாக உயர் அதிர்வெண் இரைச்சலை மெயின் வரிசையில் சேர்க்கலாம்) மின்சக்தி விநியோகத்தில் பை வடிப்பான் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும். பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் பயன்பாட்டில் பயன்படுத்தினால் ஒரு பை வடிப்பான் பவர் லைன் வடிப்பான் என்றும் குறிப்பிடப்படுகிறது.

RF விண்ணப்பம்

RF பயன்பாட்டில், பை வடிப்பான்கள் வெவ்வேறு செயல்பாடுகள் மற்றும் வெவ்வேறு உள்ளமைவுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, RF பயன்பாடுகளில், பொருந்தக்கூடிய மின்மறுப்பு ஒரு பெரிய காரணியாகும், மேலும் RF வடிப்பான்கள் RF ஆண்டெனாக்கள் மற்றும் RF பெருக்கிகளுக்கு முன்பாக மின்மறுப்பை பொருத்த பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், GHz இசைக்குழு போன்ற மிக அதிக அதிர்வெண் பயன்படுத்தப்படும் அதிகபட்ச சந்தர்ப்பங்களில், பை வடிப்பான்கள் சமிக்ஞை பரிமாற்ற வரிசையில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன மற்றும் பிசிபி தடயங்களை மட்டுமே பயன்படுத்தி வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.

மேலேயுள்ள படம் பிசிபி சுவடு அடிப்படையிலான வடிப்பான்களைக் காட்டுகிறது, அங்கு சுவடு மிக அதிக அதிர்வெண் பயன்பாடுகளில் தூண்டல் மற்றும் கொள்ளளவை உருவாக்குகிறது. டிரான்ஸ்மிஷன் கோடு தவிர, பை வடிப்பான்கள் ஆர்.எஃப் தொடர்பு சாதனங்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அங்கு பண்பேற்றம் மற்றும் நீக்குதல் நடைபெறுகிறது. ரிசீவர் பக்கத்தில் பெற்ற பிறகு சிக்னலை மாற்றியமைக்க இலக்கு அதிர்வெண்ணிற்காக பை வடிப்பான்கள் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. இலக்கு அதிக அதிர்வெண்ணை பெருக்கம் அல்லது பரிமாற்ற நிலைகளில் கடந்து செல்ல உயர் பாஸ் பை வடிப்பான்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

பை-வடிகட்டி வடிவமைப்பு உதவிக்குறிப்புகள்

சரியான பை வடிப்பானை வடிவமைக்க சிக்கல் இல்லாத செயல்பாட்டிற்கான சரியான பிசிபி வடிவமைப்பு தந்திரங்களை ஈடுசெய்ய வேண்டியது அவசியம், இந்த உதவிக்குறிப்புகள் கீழே பட்டியலிடப்பட்டுள்ளன.

பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ்

• பை வடிகட்டி தளவமைப்பில் அடர்த்தியான தடயங்கள் தேவை.
• மின்சாரம் வழங்கல் பிரிவில் இருந்து பை வடிப்பானை தனிமைப்படுத்துவது அவசியம்.
• உள்ளீட்டு மின்தேக்கி, தூண்டல் மற்றும் வெளியீட்டு மின்தேக்கி ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான தூரம் மூடப்பட வேண்டும்.
• வெளியீட்டு மின்தேக்கியின் தரை விமானம் சரியான தரை விமானம் வழியாக இயக்கி சுற்றுடன் நேரடியாக இணைக்கப்பட வேண்டும்.
• வடிவமைப்பில் உயர் மின்னழுத்த டி.சி முழுவதும் இணைக்கப்பட வேண்டிய சத்தமான கோடுகள் (இயக்கிக்கான உயர் மின்னழுத்த உணர்வு வரி போன்றவை) இருந்தால், பை வடிப்பான்களின் இறுதி வெளியீட்டு மின்தேக்கிக்கு முன் சுவடுகளை இணைக்க வேண்டும். இது இயக்கி சுற்று முழுவதும் சத்தம் நோய் எதிர்ப்பு சக்தி மற்றும் தேவையற்ற சத்தம் ஊசி ஆகியவற்றை மேம்படுத்துகிறது.

RF சர்க்யூட்டில்

• கூறு தேர்வு RF பயன்பாட்டிற்கான முக்கிய அளவுகோலாகும். கூறுகளின் சகிப்புத்தன்மை ஒரு முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.
• பிசிபி சுவடுகளில் ஒரு சிறிய அதிகரிப்பு சுற்றில் தூண்டலைத் தூண்டக்கூடும். பிசிபி சுவடு தூண்டலைக் கருத்தில் கொண்டு தூண்டல் தேர்வுக்கு சரியான கவனம் செலுத்த வேண்டும். தவறான தூண்டலைக் குறைக்க சரியான தந்திரோபாயங்களைப் பயன்படுத்தி வடிவமைப்பு உருவாக்கப்பட வேண்டும்.
• குறைக்க கொள்ள கொள்ளளவு தேவைப்படுகிறது.
• மூடிய வேலை வாய்ப்பு தேவை.
• கோஆக்சியல் கேபிள் RF பயன்பாட்டில் உள்ளீடு மற்றும் வெளியீட்டிற்கு ஏற்றது.