कैसे एक smps बिजली की आपूर्ति बोर्ड का परीक्षण करने के लिए

उत्पाद की कार्यक्षमता और डिजाइन मापदंडों को सत्यापित करने के लिए, एक बिजली आपूर्ति सर्किट को परिष्कृत परीक्षण विधियों और इलेक्ट्रॉनिक परीक्षण उपकरणों की आवश्यकता होती है। उत्पाद मानकों को पूरा करने के लिए एसएमपीएस परीक्षण आवश्यकताओं के बारे में बेहतर ज्ञान इकट्ठा करना आवश्यक है । इस लेख में, हम सीखेंगे कि SMPS सर्किट का परीक्षण कैसे करें और SMPS के लिए कुछ सबसे बुनियादी परीक्षणों और सुरक्षा मानदंडों के बारे में बात करें, जिन्हें आसानी से और कुशलता से SMPS सर्किट का परीक्षण करने के लिए पालन किया जाना चाहिए। निम्नलिखित परीक्षा आपको सबसे बुनियादी बिजली आपूर्ति आर्किटेक्चर और उनकी परीक्षण प्रक्रिया के बारे में एक विचार देती है।

यदि आप एक एसएमपीएस डिज़ाइन इंजीनियर हैं, तो आप एसएमपीएस पीसीबी डिज़ाइन टिप्स और एसएमपीएस ईएमआई रिडक्शन तकनीकों पर लेख भी देख सकते हैं, जिनकी हमने पहले चर्चा की थी।

SMPS परीक्षण की मूल बातें - याद करने के लिए अंक

उच्च-दक्षता के साथ आउटपुट पावर को विनियमित करने के लिए स्विच-मोड पावर सप्लाई (एसएमपीएस) सर्किट आमतौर पर एक ऑटो समायोज्य ड्यूटी चक्र के साथ बहुत उच्च वोल्टेज डीसी को स्विच करते हैं। लेकिन ऐसा करने से सुरक्षा संबंधी चिंताएँ सामने आती हैं, जिनका ध्यान न रखा जाए तो यह डिवाइस के लिए हानिकारक हो सकता है।

उपरोक्त योजनाबद्ध एक लाइन-संचालित बिजली की आपूर्ति को दर्शाता है जो उच्च वोल्टेज डीसी को कम वोल्टेज डीसी में बदलने के लिए फ्लाईबैक टोपोलॉजी का उपयोग करता है । योजनाबद्ध उच्च वोल्टेज पक्ष और कम वोल्टेज पक्ष को स्पष्ट रूप से समझने के लिए बनाया गया था। उच्च वोल्टेज पक्ष में, हमारे पास एक सुरक्षा उपकरण के रूप में एक फ्यूज है, फिर साधन वोल्टेज को ठीक किया जाता है और इनपुट रेक्टिफायर डायोड डी 1, डी 2, डी 3, डी 4, और कैपेसिटर सी 2 द्वारा फ़िल्टर किया जाता है, इसका मतलब है कि उन लाइनों के बीच वोल्टेज स्तर हो सकता है किसी निश्चित समय में 350V या उससे अधिक तक पहुंचना। इन संभावित घातक वोल्टेज स्तरों के साथ काम करते समय इंजीनियरों और तकनीशियनों को बहुत सावधान रहना चाहिए।

फिल्टर कैपेसिटर C2 के बारे में बहुत सतर्क रहने वाली एक और बात है, क्योंकि यह लंबे समय तक चार्ज रखता है, तब भी जब बिजली की आपूर्ति मुख्य से काट दी जाती है। इससे पहले कि हम एसएमपीएस सर्किट के किसी भी परीक्षण के साथ आगे बढ़ें, इस संधारित्र को ठीक से छुट्टी देने की आवश्यकता है।

स्विचिंग ट्रांजिस्टर T2 मुख्य स्विचिंग ट्रांजिस्टर है, और T1 सहायक स्विचिंग ट्रांजिस्टर है। चूंकि मुख्य स्विचिंग ट्रांजिस्टर मुख्य ट्रांसफार्मर को चलाने के लिए जिम्मेदार है, इसलिए यह बहुत गर्म होने की संभावना है, और जैसे ही यह एक टीओ -२२० पैकेज के साथ आता है, एक मौका है कि हिट सिंक पर उच्च वोल्टेज होगा। इस सेक्शन में टेस्ट ऑपरेटर को अतिरिक्त सावधानी बरतनी होती है। नोट करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक ट्रांसफार्मर खंड है। योजनाबद्ध में, इसे टी 1 के रूप में दर्शाया गया है, ऑप्टोकोप्लायर ओके 1 के साथ संयोजन में ट्रांसफार्मर टी 1 प्राथमिक पक्ष से अलगाव प्रदान करता है। एक परीक्षण स्थिति में जहां द्वितीयक खंड पृथ्वी की जमीन से जुड़ा हुआ है और प्राथमिक खंड तैर रहा है। प्राथमिक अनुभाग में एक परीक्षण उपकरण को जोड़ने वाली स्थिति जमीन पर शॉर्ट सर्किट का कारण बनेगी, जो परीक्षण उपकरण को स्थायी रूप से नुकसान पहुंचा सकती है। इसके अलावा, एक सामान्य फ्लाईबैक कनवर्टर को ठीक से काम करने के लिए एक न्यूनतम लोड की आवश्यकता होती है अन्यथा आउटपुट वोल्टेज को ठीक से विनियमित नहीं किया जा सकता है।

पावर सप्लाई टेस्ट

विभिन्न प्रकार के उत्पादों में बिजली की आपूर्ति का उपयोग किया जाता है। नतीजतन, आवेदन के आधार पर परीक्षण का प्रदर्शन अलग होना चाहिए। उदाहरण के लिए, डिज़ाइन पैरामीटर को सत्यापित करने के लिए एक डिज़ाइन लैब में परीक्षण सेटअप किया जाता है। इन परीक्षणों में एक उचित नियंत्रण वातावरण के साथ उच्च-प्रदर्शन परीक्षण उपकरण की आवश्यकता होती है। इसके विपरीत, उत्पादन वातावरण में बिजली आपूर्ति परीक्षण मुख्य रूप से उत्पाद डिजाइन चरण के दौरान निर्धारित विनिर्देशों के आधार पर समग्र कार्य पर केंद्रित है।

लोड क्षणिक रिकवरी समय:

निरंतर-वोल्टेज बिजली की आपूर्ति में एक अंतर्निहित फीडबैक लूप होता है जो लगातार ड्यूटी चक्र को तदनुसार बदलकर आउटपुट वोल्टेज की निगरानी और स्थिर करता है। यदि प्रतिक्रिया और नियंत्रण सर्किट के बीच देरी इसकी एकता-लाभ क्रॉसओवर में एक महत्वपूर्ण मूल्य के करीब पहुंचती है, तो बिजली की आपूर्ति अस्थिर हो जाती है और दोलन शुरू कर देती है। इस समय की देरी को कोणीय अंतर के रूप में मापा जाता है, और इसे चरण बदलाव की डिग्री के रूप में परिभाषित किया जाता है। एक विशिष्ट बिजली आपूर्ति में, यह मान इनपुट और आउटपुट के बीच चरण बदलाव का 180 डिग्री है।

लोड विनियमन परीक्षण:

लोड विनियमन एक स्थिर पैरामीटर है जिसमें हम लोड वर्तमान में अचानक परिवर्तन के लिए बिजली आपूर्ति की उत्पादन सीमा का परीक्षण करते हैं। एक निरंतर वोल्टेज बिजली की आपूर्ति में, परीक्षण पैरामीटर स्थिर वर्तमान है। जबकि निरंतर विद्युत आपूर्ति में यह निरंतर वोल्टेज है। इन मापदंडों का परीक्षण करके, हम लोड में तेजी से बदलाव का सामना करने के लिए बिजली आपूर्ति की क्षमता निर्धारित कर सकते हैं ।

वर्तमान सीमा परीक्षण:

एक विशिष्ट वर्तमान सीमित बिजली आपूर्ति में, परीक्षण एक निरंतर वोल्टेज बिजली आपूर्ति की वर्तमान सीमित क्षमताओं का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है। वास्तविक वर्तमान सीमा तय की जा सकती है या यह बिजली की आपूर्ति के प्रकार और आवश्यकता के आधार पर परिवर्तनशील हो सकती है।

लहर और शोर के लिए टेस्ट:

आमतौर पर अच्छी गुणवत्ता वाली बिजली की आपूर्ति या कई ऑडियो ग्रेड उच्च-गुणवत्ता की बिजली की आपूर्ति का परीक्षण उनके आउटपुट तरंग और शोर को मापने के लिए किया जाता है। इस परीक्षण का सबसे आम नाम PARD (आवधिक और यादृच्छिक विचलन) के रूप में जाना जाता है । इस परीक्षण में, हम आउटपुट बैंडविड्थ के साथ-साथ इनपुट वोल्टेज, इनपुट करंट, स्विचिंग फ़्रीक्वेंसी और लगातार करंट लोड जैसे अन्य मापदंडों के साथ आउटपुट वोल्टेज के आवधिक और यादृच्छिक विचलन को मापते हैं। सरल शब्दों में, हम इस प्रक्रिया की सहायता से कह सकते हैं, हम आउटपुट सुधार और फ़िल्टरिंग चरण के बाद अंडर एसी युग्मित शोर और तरंग को मापते हैं ।

दक्षता परीक्षण:

एक बिजली आपूर्ति की दक्षता इसकी कुल इनपुट शक्ति द्वारा विभाजित कुल उत्पादन शक्ति के बीच का अनुपात है। आउटपुट पावर डीसी है जहां इनपुट पावर एसी है, इसलिए हमें इसे प्राप्त करने के लिए इनपुट पावर का एक वास्तविक आरएमएस मान प्राप्त करना होगा। सच्ची RMS क्षमताओं के साथ एक अच्छी गुणवत्ता वाले वाटमीटर का उपयोग किया जा सकता है, इस परीक्षण को करने से, परीक्षक एक बिजली आपूर्ति के समग्र डिजाइन मापदंडों को समझ सकता है यदि मापी गई दक्षता किसी चुने हुए टोपोलॉजी के लिए अंतरिक्ष से बाहर है, तो यह एक खराब संकेत है डिज़ाइन की गई बिजली की आपूर्ति या दोषपूर्ण भागों का मुद्दा।

देरी परीक्षण शुरू करें:

बिजली की आपूर्ति का स्टार्ट-अप विलंब बिजली की आपूर्ति के उत्पादन को स्थिर रखने के लिए किए गए समय का माप है। एक स्विचन बिजली की आपूर्ति के लिए, आउटपुट वोल्टेज के उचित अनुक्रमण के लिए यह समय बहुत महत्वपूर्ण है। संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक उपकरण और सेंसर को पॉवर देने के लिए यह पैरामीटर एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यदि यह पैरामीटर ठीक से संभाला नहीं जाता है, तो यह स्पाइक्स के गठन की ओर जाता है जो स्विचिंग ट्रांजिस्टर या यहां तक ​​कि जुड़े आउटपुट लोड को नष्ट कर सकता है। स्विचिंग ट्रांजिस्टर के लिए प्रारंभिक वर्तमान को सीमित करने के लिए "सॉफ्ट स्टार्ट" सर्किट को जोड़कर इस समस्या को आसानी से हल किया जा सकता है ।

ओवरवॉल्टेज शटडाउन:

आम तौर पर अच्छी बिजली की आपूर्ति को बंद करने के लिए डिज़ाइन किया गया है यदि बिजली आपूर्ति का आउटपुट वोल्टेज एक निश्चित सीमा स्तर से अधिक है, यदि नहीं, तो यह लोड पर डिवाइस के लिए हानिकारक हो सकता है।

विशिष्ट SMPS परीक्षण सेटअप

सभी आवश्यक मापदंडों को मंजूरी दे दी है, हम अंत में SMPS सर्किट के परीक्षण के लिए आगे बढ़ सकते हैं, एक अच्छा SMPS परीक्षण बेंच में आमतौर पर उपलब्ध परीक्षण और सुरक्षा उपकरण होना चाहिए जो सुरक्षा चिंताओं को कम करता है।

अलगाव ट्रांसफार्मर:

पृथक ट्रांसफार्मर एसएमपीएस सर्किट के प्राथमिक अनुभाग को विद्युत रूप से अलग करने के लिए है। अलग-थलग होने पर, हम सीधे बिजली आपूर्ति के उच्च वोल्टेज पक्ष की उपेक्षा करते हुए, किसी भी जमीनी जांच को संलग्न कर सकते हैं। यह जमीन पर शॉर्ट सर्किट के प्रत्यक्ष होने की संभावना को समाप्त करता है।

ऑटो-ट्रांसफार्मर:

ऑटोट्रांसफॉर्मर का उपयोग धीरे-धीरे एसएमपीएस सर्किट के इनपुट वोल्टेज को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है, ऐसा करते समय करंट की निगरानी एक भयावह विफलता को रोक सकती है। एक अलग स्थिति में, इसका उपयोग कम वोल्टेज और उच्च वोल्टेज स्थितियों को अनुकरण करने के लिए किया जा सकता है, ऐसा करने से हम उन स्थितियों का अनुकरण कर सकते हैं जहां लाइन वोल्टेज अचानक बदल जाता है, इससे हमें उन परिस्थितियों में एसएमपीएस के व्यवहार को समझने में मदद मिलेगी। सामान्य तौर पर, एक सार्वभौमिक रेटेड बिजली आपूर्ति 85V से 240V तक एक ऑटोट्रांसफॉर्मर की मदद से जांच की जा सकती है, हम एक एसएमपीएस सर्किट की आउटपुट विशेषता का बहुत आसानी से परीक्षण कर सकते हैं।

श्रृंखला बल्ब:

श्रृंखला में एक प्रकाश बल्ब एक अच्छा अभ्यास है जब यह एसएमपीएस सर्किट का परीक्षण करने की बात आती है, तो घटक की एक निश्चित विफलता से MOSFETs विस्फोट हो सकता है। यदि आप एक विस्फोट करने वाले MOSFET के बारे में सोच रहे हैं, तो आप सही पढ़ते हैं! MOSFET उच्च विद्युत आपूर्ति में विस्फोट करता है। तो, श्रृंखला में एक गरमागरम प्रकाश बल्ब एक MOSFET को नष्ट होने से रोक सकता है।

इलेक्ट्रॉनिक लोड:

किसी भी एसएमपीएस सर्किट के प्रदर्शन का परीक्षण करने के लिए, एक भार आवश्यक है, जबकि कुछ उच्च-शक्ति अवरोधक निश्चित रूप से किसी भी भार क्षमता का परीक्षण करने का सबसे आसान तरीका है। लेकिन अलग-अलग लोड के बिना आउटपुट फ़िल्टर सेक्शन का परीक्षण करना लगभग असंभव है, यही कारण है कि इलेक्ट्रॉनिक लोड आवश्यक हो जाता है क्योंकि हम आसानी से लोड को अलग-अलग करके विभिन्न लोड स्थितियों में आउटपुट शोर को माप सकते हैं।

आप Arduino का उपयोग करके अपने स्वयं के समायोज्य इलेक्ट्रॉनिक लोड का निर्माण भी कर सकते हैं जो कि कम पावर SMPS परीक्षण के लिए उपयोग किया जा सकता है। इलेक्ट्रॉनिक लोड की मदद से, हम आउटपुट फ़िल्टर के प्रदर्शन को आसानी से माप सकते हैं, और यह आवश्यक है क्योंकि खराब डिज़ाइन वाले आउटपुट फ़िल्टर, एक निश्चित लोड स्थिति में, आउटपुट पर हार्मोनिक और शोर कर सकते हैं, जो संवेदनशील के लिए बहुत बुरा है। इलेक्ट्रॉनिक्स।

एक उच्च वोल्टेज अंतर जांच के साथ SMPS का परीक्षण

जबकि वोल्टेज माप एक अलगाव ट्रांसफार्मर की मदद से आसानी से किया जा सकता है लेकिन बेहतर तरीका उच्च वोल्टेज माप के लिए एक अंतर जांच का उपयोग करना है। विभेदक जांच में दो इनपुट होते हैं और इनपुट के बीच वोल्टेज में अंतर को मापते हैं। यह ग्राउंड रेल से किसी भी हस्तक्षेप के बिना दूसरे से एक इनपुट पर वोल्टेज को घटाकर ऐसा करता है।

इस प्रकार की जांच में एक उच्च कॉमन मोड रिजेक्शन अनुपात (CMRR) होता है जो जांच की गतिशील सीमा को बेहतर बनाता है। जेनेरिक SMPS सर्किट में, प्राथमिक पक्ष 340V के बहुत उच्च स्विचिंग वोल्टेज और अपेक्षाकृत तेज़ संक्रमण समय के साथ स्विच करता है। जो मामले में शोर उत्पन्न करता है, इन स्थितियों में यदि हम MOSFET के गेट में इनपुट सिग्नल को मापने की कोशिश करते हैं, तो हम इनपुट स्विचिंग सिग्नल के बजाय उच्च शोर को गेट करेंगे। उच्च सीएमआरआर के साथ एक उच्च वोल्टेज अंतर जांच का उपयोग करके इस समस्या को आसानी से समाप्त किया जा सकता है जो हस्तक्षेप करने वाले संकेतों को अस्वीकार करता है।

निष्कर्ष

एक अविकसित बिजली आपूर्ति का डिजाइन और परीक्षण सुरक्षा चिंताओं को प्रस्तुत कर सकता है। हालांकि, जैसा कि लेख में दिखाया गया है सामान्य अभ्यास और परीक्षण उपकरण निश्चित रूप से जोखिम को काफी कम कर सकते हैं।

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