स्विचिंग स्थिरीकृत बिजली आपूर्ति एक प्रकार की बिजली आपूर्ति है जो स्थिर आउटपुट प्राप्त करने के लिए बिजली आपूर्ति के आउटपुट वोल्टेज को नियंत्रित करने के लिए स्विचिंग ट्रांजिस्टर का उपयोग करके काम करती है। इसके कार्य सिद्धांत को निम्नलिखित पहलुओं में विभाजित किया जा सकता है:
1、 स्विचिंग वोल्टेज स्थिर बिजली आपूर्ति का वर्गीकरण
स्विच मोड बिजली आपूर्ति के कार्य सिद्धांत को समझने से पहले, हमें पहले स्विच मोड बिजली आपूर्ति के वर्गीकरण को समझना होगा। विभिन्न कार्य मोड के अनुसार, स्विच मोड बिजली आपूर्ति को एसी-डीसी स्विच मोड बिजली आपूर्ति और डीसी-डीसी स्विच मोड बिजली आपूर्ति में विभाजित किया जा सकता है।
एसी-डीसी स्विचिंग पावर सप्लाई: इनपुट वोल्टेज एसी पावर है, जिसे एसी पावर को स्थिर डीसी पावर आउटपुट में परिवर्तित करने के लिए इनपुट सर्किट में स्विच द्वारा सुधारा, फ़िल्टर और नियंत्रित किया जाता है।
डीसी-डीसी स्विचिंग बिजली आपूर्ति: इनपुट वोल्टेज प्रत्यक्ष धारा है, जिसे इनपुट सर्किट में स्विचिंग, फ़िल्टरिंग आदि द्वारा संसाधित किया जाता है, और फिर लोड को आपूर्ति करने के लिए स्थिर प्रत्यक्ष धारा का आउटपुट दिया जाता है।
2. स्विच ट्यूब का कार्य सिद्धांत
स्विच मोड बिजली आपूर्ति में, स्विचिंग ट्रांजिस्टर का अनुप्रयोग अपरिहार्य है। स्विचिंग ट्रांजिस्टर आमतौर पर ट्रांजिस्टर, पावर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर, इंसुलेटेड गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर आदि जैसे अर्धचालक घटकों को संदर्भित करता है। इसमें कम स्थिर बिजली की खपत, उच्च स्विचिंग गति और मजबूत नियंत्रणीयता की विशेषताएं हैं।
जब हम वोल्टेज को नियंत्रित करना चाहते हैं, तो पहला कदम बिजली की आपूर्ति के आउटपुट वोल्टेज को आवश्यक वोल्टेज से अधिक या उसके बराबर करना है। इस समय, स्विच ट्यूब चालू हो जाएगी, और करंट स्विच ट्यूब के माध्यम से प्रेरक में प्रवेश करेगा। जब करंट प्रेरक से होकर गुजरता है, तो एक चुंबकीय क्षेत्र बनता है और प्रेरक के आसपास के तारों पर एक विद्युत-शक्ति उत्पन्न होती है। यह विद्युत-शक्ति संधारित्र पर एक तथाकथित लूप दोलन बनाती है, जो आवधिक अनुनाद वोल्टेज उत्पन्न करती है। जब स्विच ट्यूब को बंद कर दिया जाता है, तो प्रेरक में करंट अचानक बाधित हो जाता है, और प्रेरक में संग्रहीत चुंबकीय ऊर्जा करंट को प्रवाहित करने के लिए प्रेरित करती है, जिसे तब आउटपुट टर्मिनल के माध्यम से लोड द्वारा खपत किया जाता है और एक निश्चित वोल्टेज आउटपुट करता है। इस प्रक्रिया को दोहराकर, एक स्थिर और नियंत्रणीय आउटपुट वोल्टेज का निर्माण किया जा सकता है।
3、 स्विचिंग वोल्टेज विनियमन सर्किट का कार्यान्वयन
हम जानते हैं कि स्विचिंग ट्यूब की स्विचिंग गति बहुत तेज़ होती है, जिससे उच्च-आवृत्ति स्विचिंग प्राप्त की जा सकती है और इसमें ऊर्जा की बचत, स्थिरता और उच्च दक्षता के फायदे हैं। स्विचिंग रेगुलेटर पावर सप्लाई में, पहला कदम स्विचिंग ट्रांजिस्टर को नियंत्रित करने के लिए स्विचिंग रेगुलेटर सर्किट को डिज़ाइन करना है। फिर, फ़िल्टरिंग, लूप फीडबैक और अन्य तरीकों के माध्यम से स्थिर आउटपुट वोल्टेज प्राप्त किया जाता है।
स्विच मोड स्थिर बिजली आपूर्ति में, आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले स्विच मोड स्थिर सर्किट में डायोड स्थिर सर्किट, प्रारंभ करनेवाला स्थिर सर्किट, चुंबकीय घटक स्थिर सर्किट आदि शामिल हैं। उनमें से, सबसे आम प्रारंभ करनेवाला स्थिर सर्किट है।
इंडक्टिव वोल्टेज रेगुलेटर सर्किट मुख्य रूप से स्विच ट्यूब, इंडक्टर्स, कैपेसिटर, डायोड और आउटपुट सर्किट से बना होता है। इसका कार्य सिद्धांत ऊपर बताए गए जैसा ही है। जब स्विच ट्यूब कंडक्टिंग कर रही होती है, तो आउटपुट वोल्टेज को एक इंडक्टर के माध्यम से स्थिर किया जा सकता है और फिर आउटपुट सर्किट के माध्यम से लोड को आपूर्ति की जा सकती है। जब स्विचिंग ट्रांजिस्टर बंद हो जाता है, तो इंडक्टर के अंदर की ऊर्जा को डायोड के माध्यम से आउटपुट वोल्टेज में परिवर्तित किया जा सकता है और स्थिर किया जा सकता है।
छोटे और मध्यम शक्ति स्विचिंग स्थिर बिजली आपूर्ति को सीधे ट्रांजिस्टर सर्किट द्वारा संचालित किया जा सकता है, जबकि उच्च शक्ति स्विचिंग स्थिर बिजली आपूर्ति को सटीक नियंत्रण प्राप्त करने के लिए नियंत्रण चिप्स या एनालॉग नियंत्रण सर्किट के उपयोग की आवश्यकता होती है।