प्रेरकों में डीसीआर क्या है और यह आपके सर्किट डिजाइन को कैसे प्रभावित करता है

प्रतिरोधों और कैपेसिटर के बाद इलेक्ट्रॉनिक्स में इंडक्टर्स व्यापक रूप से निष्क्रिय घटकों का उपयोग किया जाता है। एक आदर्श प्रारंभ करनेवाला एक चुंबकीय क्षेत्र में ऊर्जा संग्रहीत करता है और लोड के लिए एक चिकनी आउटपुट चालू करता है। लेकिन एक व्यावहारिक सर्किट में, एक प्रारंभ करनेवाला में कुछ कम मूल्य प्रतिरोध शामिल होता है जो इसकी प्रेरण संपत्ति से जुड़ा होता है। डीसी आपूर्ति के प्रवाह के दौरान या 0 हर्ट्ज आवृत्ति में विशिष्ट होने के लिए, इंडक्टर्स वर्तमान के प्रवाह को प्रतिरोध प्रदान करते हैं। इस डीसी प्रतिरोध को डीसीआर के रूप में संदर्भित किया जाता है जो डीसी प्रतिरोध के लिए खड़ा है। इस ट्यूटोरियल में हम DCR के बारे में और जानेंगे कि यह सर्किट के प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करता है। हम यह भी सीखेंगे कि एक प्रारंभ करनेवाला के DCR मान को कैसे मापें और इसके निर्माण के दौरान एक प्रारंभ करनेवाला के DCR मान को कैसे कम करें ।

इंडक्टर्स के लिए DCR के समान, कैपेसिटर में इसके साथ जुड़े कुछ गैर-आदर्श पैरामीटर भी होते हैं जिन्हें Equivalent Series प्रतिरोध (ESR) और इक्विलेंट सीरीज़ Inductance (ESL) कहा जाता है। आप इसके बारे में और अधिक जानने के लिए Capacitors में ESR और ESL पर लेख पढ़ सकते हैं। सर्किट डिजाइन में महत्व।

Inductors में DCR क्या है?

डीसीआर शब्द डीसी प्रतिरोध के लिए है । यह मान प्रतिरोध की मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है जब एक प्रारंभ करनेवाला 0Hz का डीसी संकेत इसके माध्यम से पारित किया जाता है । व्यवहार में सभी इंडिकेटर्स के पास इससे जुड़े DCR का एक छोटा सा मूल्य होगा।

नीचे की छवि एक छोटे डीसी प्रतिरोध (DCR) के साथ श्रृंखला में वास्तविक अधिष्ठापन के साथ एक व्यावहारिक संकेतक का प्रतिनिधित्व करती है। यहां प्रारंभ करनेवाला प्रतीक इंडक्शन का प्रतिनिधित्व करता है और इसके साथ श्रृंखला में अवरोध करनेवाला इंडक्टर का डीसी प्रतिरोध है। सिद्धांत रूप में इंडक्टर्स कम आवृत्ति के साथ डीसी करंट के लिए बहुत कम प्रतिरोध प्रदान करते हैं और उच्च आवृत्ति इनपुट के लिए उच्च प्रतिरोध प्रदान करते हैं।

एक प्रारंभ करनेवाला के DCR कुंडली के प्रतिरोध की वजह से है का उपयोग करते हुए जो प्रारंभ करनेवाला किया जाता है। कॉइल का प्रतिरोध कॉइल बनाने के लिए उपयोग किए गए तार की लंबाई के लिए आनुपातिक है, और कॉइल की लंबाई इंडक्टर के इंडक्शन वैल्यू के लिए भी आनुपातिक है। इसलिए, उच्च मूल्य प्रेरक उच्च प्रतिरोध लगाते हैं और कम मूल्य के प्रेरक कम प्रतिरोध प्रदान करते हैं। प्रेरण के एक बड़े मूल्य के लिए कम मूल्य वाले अधिष्ठापनकर्ताओं की तुलना में उच्च घुमावदार संख्या की आवश्यकता होती है, इस प्रकार तांबे के तार की लंबाई बढ़ जाती है। इंडक्टर्स का DCR आम तौर पर 1 ओम से 3-4 ओम तक कम होता है।

DCR का व्यावहारिक महत्व

अब हम जानते हैं कि इंडिकेटर्स के पास इसके प्रतिरोध का एक छोटा मूल्य है, लेकिन इसके साथ समस्या क्या है? हमारे सर्किट को डिजाइन करते समय प्रतिरोध के इस छोटे मूल्य पर विचार करना क्यों महत्वपूर्ण है?

DCR एक अवरोधक होने से गर्मी नष्ट हो जाती है और यह किसी वोल्टेज के साथ किसी भी अन्य अवरोधक की तरह दक्षता को कम कर देता है। दक्षता को निम्न सूत्र का उपयोग करके मापा जाता है

क्यू = डब्ल्यू (एल / आर)

जहाँ, Q को Q- कारक कहा जाता है । L आगमनात्मक रिएक्टर है और R एक विशेष आवृत्ति पर Inductor का प्रतिरोध है। किसी दिए गए आवृत्ति पर प्रतिरोध के साथ एक आगमनात्मक प्रतिक्रिया का अनुपात Q- कारक कहलाता है। यह क्यू कारक विभिन्न अनुप्रयोगों में आवश्यक है। उच्च क्यू कारक है, उच्च दक्षता होगी। यदि सैद्धांतिक रूप से गणना की जाती है, तो एक आदर्श प्रारंभकर्ता में वास्तविक के साथ तुलना में अधिक क्यू कारक होता है। वास्तविक इंडक्टर्स में, यह Q कारक DCR में भरोसेमंद है।

अनुप्रयोग वार, क्यू फैक्टर के एक उच्च मूल्य वाले इंडेक्टर्स का उपयोग आरएफ सर्किट में किया जाता है जहां एक संधारित्र का उपयोग समानांतर में इसके साथ एक गुंजयमान टैंक सर्किट बनाने के लिए किया जाता है। ऐसे मामले में, एक प्रारंभ करनेवाला के क्यू कारक का उच्च मूल्य एक निरंतर बैंड आवृत्ति में संचालित गुंजयमान सर्किट के ऊपरी और निचले आवृत्ति को संतुलित करने में मदद करता है।

पावर इलेक्ट्रॉनिक्स से संबंधित एप्लिकेशन में, DCR का कम मूल्य कम बिजली अपव्यय के साथ-साथ छोटे पैकेज पैरों के निशान के लिए आवश्यक है। साथ प्रारंभ करनेवाला कम DCR कम फार्म कारक होगा DCR के उच्च मूल्य के साथ कुचालक से। प्रारंभ करनेवाला के डीसीआर का प्रमुख प्रभाव कुंडल प्रतिरोध के कारण बिजली अपव्यय है। बिजली अपव्यय की गणना बिजली कानून P = I ² R से की जा सकती है जहां R इंडेक्टर्स DC प्रतिरोध के बराबर है और मैं इसके माध्यम से बहने वाला वर्तमान है।

एक Inductor के DCR को कैसे मापें?

अधिकांश लोग इंडेक्टर के डीसी रेसिस्टेंस (DCR) को मापते हैं, जो इंडेक्टर के एक मानक मल्टी-मीटर को जोड़कर कॉपर वायर के प्रतिरोध को मापता है। यह बड़े मूल्य प्रेरकों के लिए पर्याप्त रूप से उचित काम कर सकता है, क्योंकि तांबे के तार एक उच्च डीसीआर मूल्य का उत्पादन करने के लिए पर्याप्त है जिसे विशिष्ट बहु-मीटर रिज़ॉल्यूशन द्वारा मापा जा सकता है।

लेकिन, छोटे मूल्य प्रारंभ करनेवाला के लिए डीसी प्रतिरोध मूल्य बहुत छोटा है (आमतौर पर मिली-ओम सीमा में) मानक कम लागत वाले बहु-मीटर द्वारा मापा जाता है। इसके अलावा मल्टी-मीटर की जांच तारों में डीसी प्रतिरोध भी होता है जो DCR मान को जोड़ता है जिसके परिणामस्वरूप दोषपूर्ण रीडिंग होती है। तो, Inductor की DCR माप में एक सामान्य समस्या है।

इंडेक्टर की DCR वैल्यू को मापने का वास्तविक तरीका है कि केल्विन सेंसिंग पथ का उपयोग लीड्स के पार और इंडक्टर में करंट को लागू करना है। चूँकि Inductor का DCR तांबे के तार का DC प्रतिरोध होता है, इसलिए यह Indmsor के टर्मिनल पर ओम के नियम, V = I x R पर आधारित वोल्टेज का उत्पादन करेगा । इस वोल्टेज को मल्टी-मीटर का उपयोग करके मापा जा सकता है। जाहिर है, इस माप तकनीक में एक सीमा है। माप लेने से पहले कुछ चीजों के बारे में पता होना चाहिए जो नीचे सूचीबद्ध हैं।

1. इंडक्टर्स की अधिकतम वर्तमान रेटिंग। वर्तमान इंडेक्टर के डेटशीट में बताई गई अधिकतम वर्तमान रेटिंग से अधिक नहीं होना चाहिए।
2. एक ब्रेडबोर्ड इंडक्टर्स DCR माप के लिए उपयुक्त नहीं है क्योंकि ब्रेडबोर्ड कनेक्शन शोर और प्रतिरोध में भी योगदान देता है।
3. टांका लगाने से बचने के लिए केवल परीक्षण बिंदुओं, करंट इन और आउट कनेक्टर और कंपोनेंट पैड घटक को पकड़े हुए उचित पीसीबी का उपयोग करना अच्छा है।

नीचे की छवि इंडक्टर के डीसीआर मान को मापने के लिए सर्किट को दिखाती है । यहाँ दिखाया गया Inductor एक आदर्श Inductor है और DC प्रतिरोध बराबर श्रृंखला प्रतिरोध है। अर्थ लाइन केल्विन अर्थ लाइनें है।

मान लेते हैं कि यहां इस्तेमाल किए गए इंडक्टर की वर्तमान रेटिंग 1 ए है। इसलिए हम यहां इनपुट करंट 1A करेंगे। उच्च इनपुट मूल्य का उच्चतर मापा DCR मान का रिज़ॉल्यूशन होगा, लेकिन यदि आपका प्रारंभकर्ता उच्च वर्तमान कम मान को नियंत्रित नहीं कर सकता है तो धाराओं का उपयोग भी किया जा सकता है।

करंट के गुजरने के बाद इंट्रक्टर के लीड्स में वोल्टेज ड्रॉप को नापना पड़ता है। मान लीजिए कि प्रारंभ में वोल्टेज ड्रॉप लगभग 50mV पर आंका गया है। फिर, उस प्रारंभकर्ता के डीसीआर की गणना की जा सकती है

V = I x R R = V / I R = 0.05 / 1 R = 0.05 ओम

Inductor का निर्माण करते समय DCR को कैसे कम करें

एक प्रारंभ करनेवाला के DCR मान का कोई महत्वपूर्ण लाभ नहीं है और इसलिए हमेशा कम DCR मान वाले Inductor का चयन करना बेहतर होता है। आम तौर पर जब इंडक्टर्स का निर्माण या डिज़ाइन किया जाता है, तो डीसीआर पैरामीटर पर भी विचार किया जाता है। एक प्रारंभ करनेवाला का DCR बहुत कम होना चाहिए ताकि प्रारंभ करनेवाला DC वर्तमान प्रवाह को अवरुद्ध न करे। निम्न तकनीकों का उपयोग किसी प्रारंभकर्ता के DCR मान को कम करने के लिए किया जाता है

1. प्रतिरोध तांबे के तार की लंबाई और मोटाई पर निर्भर करता है। एक तार के बजाय एक प्रारंभ करनेवाला के डीसी प्रतिरोध को कम करने के लिए, समानांतर में कई तारों को घायल किया जा सकता है । इस संबंध के कारण, परिणामस्वरूप प्रतिरोध कम हो जाता है। प्रतिरोध के कुछ x मान के साथ एक एकल तांबे के तार पर विचार करें। यदि इस तरह के कई तार समानांतर में जुड़े हुए हैं, तो समानांतर प्रतिरोध कम हो जाएगा क्योंकि समानांतर में प्रतिरोधों का आउटपुट के बराबर प्रतिरोध कम होगा।

2. तांबे के तार के पार-अनुभागीय क्षेत्र को बढ़ाने से प्रेरकों का डीसी प्रतिरोध घट जाता है। इसलिए, कम डीसीआर के लिए मोटे तार फायदेमंद होते हैं।

3. एक अन्य तकनीक गोल तांबे के तारों के बजाय फ्लैट तांबे के तार का उपयोग करना है । गोल तारों की तुलना में फ्लैट तारों का एक बड़ा क्षेत्र होता है। यह भी समग्र प्रतिरोध को कम करने के लिए फायदेमंद है।

नीचे की छवि एक प्रारंभ करनेवाला है जो फ्लैट तार का उपयोग करके बनाया गया है। निर्माता Wurth Electronics है और भाग संख्या 7443641000 है। डेटशीट के अनुसार, प्रारंभ करनेवाला के पास 10uH का इंडक्शन है और DC प्रतिरोध 20 डिग्री सेल्सियस पर 2.4 मिली-ओम है।

4. इंडक्टोर डेटाशीट प्रारंभ करनेवाला की रेटिंग प्रदान करता है जहां अधिकतम DCR मान निर्दिष्ट किया जाता है। यह मान तापमान के आधार पर भिन्न होता है। न्यूनतम डीसीआर मान क्षेत्र में उन्हें संचालित करने के लिए दिए गए परिवेश के तापमान की स्थिति में प्रारंभ करनेवाला का उपयोग करने की सलाह दी जाती है।

इसलिए एक प्रारंभ करनेवाला का DCR एक महत्वपूर्ण कारक है और किसी भी सर्किट को डिजाइन करते समय इस पर विचार किया जाना चाहिए।