DC-TO-DC CONVERTER OR VOLTAGE REGULATORS?

நேரோட்ட-நேரோட்ட மாற்றிகள், மின்னழுத்த சீர்படுத்திகள்...எதை தேர்ந்தெடுப்பது?

மின்னழுத்த சீர்படுத்திகளும் (voltage regulators), நேரோட்ட-நேரோட்ட மாற்றிகளும் (dc-to-dc converters) ஒரு சுமைக்கு நேர்மின்னழுத்தம் (dc voltage) வழங்குவதற்கு பயன்படுகின்றன. ஆனால் இவ்விரண்டு கருவிகளும் வெவ்வேறு முறைகளிலும் வெவ்வேறு உபயோகங்களிலும் செயல் படுகின்றன. இவ்விரண்டு கருவிகளின் அடிப்படைகள் மற்றும் வேறுபாடுகளைச் சந்திப்போம்.

மின்னழுத்த சீர்படுத்திகள் மாறா மின்னழுத்தம் (constant voltage) வழங்குபவை. இந்த மாறாமை சில உபயோகங்களில் குறிப்பாக இலக்கமுறையாக்கம் (digitization), படிப்பூட்டப்பட்டச் சுழற்றுகள் (phase locked loops-PLLs), அதிவேக நிலைமாற்றம் (high speed switching), அதிவேகத் தருக்கம் (high speed logic) ஆகியவற்றில் தேவைப்படுகிறது. இதுபோன்றப் உபயோகங்களில் மின்னழுத்த மாறுபாடுகள் இறைச்சல் அளவை அதிகரிக்கும். நேரோட்ட-நேரோட்ட மாற்றிகள் நேர்மின்னழுத்த அளவு மாற்ற உபயோகங்களில் தேவைப்படுகிறது. நேரோட்ட மாற்றிகளின் செயல்திறன் (efficiency) சீர்ப்படித்திகளைவிட பலமடங்கு அடிகமானது.

மின்னழுத்த சீர்படுத்திகளின் கட்டமைப்பு ஒரு "விடுப்பு திரிடையம்" (pass transistor), மின்னழுத்த ஒப்பீட்டி, பின்னூட்டு மின்தடை பிரிப்பி (feedback resistor divider) ஆகியவற்றை கொண்டது.

ஒரு நேரோட்ட-நேரோட்ட மாற்றியின் கட்டமைப்பு ஸகஜமாக ஒரு அலைப்பி (oscillator), நிலைமாற்றுத் திரிதடையம் (switching transistor), மின் தூண்டி (inductor) மற்றும் சுமை மின்தேக்கி (load capacitor) ஆகியவற்றை கொண்டது. இந்த குடும்பத்தை சேர்ந்த நேர்மின்னழுத்த வழங்கிகளில் இரு வகைகள் உண்டு- மேற்படி மாற்றிகள் (step-up) மற்றும் கீழ்ப்படி மாற்றிகள் (step-down converters). மேற்படி நேரோட்ட மாற்றிகளில் வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தமைவிட அதிகமானது. கீழ்ப்படி மாற்றிகளில் அது குறைவானது. இவ்விரண்டுக் குடும்பத்தைச் சேர்ந்த மாற்றிகளிலும் அலைப்பிகள் தேவைப் படுகின்றது. இந்த அலைப்பிகளில் கடிகாரம் அல்லது கடிகாரமற்றதாக (clocked or clockless oscillators) இருக்கக்கூடும். இவ்வலைப்பிகளின் அதிர்வெண் 10KHz முதல் பல MHz வரை இருக்கலாம்

கீழ்ப்படி மாற்றிகளில் உள்ளீடு மின்னோட்டம் ஒரு திரிதடையம் மூலம் விடப்படுகிறது. இந்த திரிதடையம் அகல்/நிகழ் (ON/OFF) நிலைகளுக்கிடையே விரைவாக மாற்றப்படுகிறது. நிகழ் நிலை மின்னோட்டம் அகல் நிலையத்திலும் நீடிக்க முயலும். இந்த அடிப்படை பண்பு மிந்தூண்டி (L)ஆல் ஏற்படுகிறது. இந்த மின்னோட்டம் இருமுனையம் (D)ஆல் பராமரிக்கப்படுகிறது. இந்த மாற்றியில் Qயின் Vce மற்றும் Dயின் மின்னழுத்த வீழ்ச்சிகளுக்கு காரணத்தால் வெளியீடு மின்னழுத்தம் உள்ளீட்டைவிட குறைவாகிறது. சுமை மின்தேக்கி சுமை மின்னழுத்தின் சீரமைப்பை (regulation) பராமரிக்கிறது.

மேற்படி மாற்றிகளில் மின்னோட்டம் மின் தூண்டி வழியாக செலுத்தப்படுகிறது. திரிதடையம் நிலைமாற்றப்படுகிறது. திரிதடைய நிகழ்நேர மின்னோட்டம் (ON current) நிலத்திற்கு விடப்படுகிறது. திரிதடையத்தின் நிகழ் மின் தடை குறைவான காரணத்தால் இந்த மின்னோட்டம் அதிகமானது. அகல் நேரத்தில் இந்த மின்னோட்டம் சுமைக்கும் பாய்கிறது. இந்த மின்னோட்டத்தின் திடீர் பாய்வின் காரணத்தால் வெளியீடு மின்னழுத்தம் உள்ளீட்டைவிட அதிகரிக்கிறது.

தொடரும்...