पावर मॉड्यूल या सॉलिड स्टेट मॉड्यूल क्या है?

परिचय:

सामान्यतया, पावर मॉड्यूल मुख्य रूप से पावर घटकों से बने उपकरण को संदर्भित करता है(जैसे कि एस.सी.आर., TRIAC, MOSFET, आईजीबीटी)। संकीर्ण रूप से बोलते हुए, पावर मॉड्यूल ठोस राज्य रिले के साथ अंतर करने के लिए ठोस-राज्य मॉड्यूल का उल्लेख कर रहे हैं। ठोस राज्य रिले का मुख्य कार्य इलेक्ट्रॉनिक स्विच, और ठोस राज्य मॉड्यूल हैलोड पावर, और वोल्टेज विनियमन को समायोजित करने के लिए उपयोग किया जाता है।
इस लेख के माध्यम से आप जानेंगे कि पावर मॉड्यूल क्या हैं? पावर मॉड्यूल की संरचना क्या है? पावर मॉड्यूल के प्रकार क्या हैं? पावर मॉड्यूल कैसे काम करता है? पावर मॉड्यूल का चयन कैसे करें?

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सामग्री

1. पावर मॉड्यूल क्या है

2. पावर मॉड्यूल कैसे काम करता है

3. पावर मॉड्यूल का चयन कैसे करें

1. पावर मॉड्यूल क्या है

पावर मॉड्यूल (PM) को इलेक्ट्रॉनिक पावर मॉड्यूल या सॉलिड स्टेट पावर मॉड्यूल भी कहा जाता है, जो एक ऐसा मॉड्यूल है जो पावर इलेक्ट्रॉनिक कंपोनेंट्स को एनकैप्सुलेट करता हैएक निश्चित कार्यात्मक के अनुसार एक ठोस राज्य संरचना में संयोजन। आंतरिक एकीकृत सर्किट (आईसी) के माध्यम से, पावर मॉड्यूल पावर को आउटपुट कर सकता है और पावर को समायोजित कर सकता हैका भार। मुख्य कार्यों के अनुसार, हम ठोस राज्य मॉड्यूल को ठोस राज्य वोल्टेज विनियमन मॉड्यूल और ठोस राज्य सुधार मॉड्यूल में विभाजित करते हैं।

1.1 ठोस राज्य वोल्टेज विनियमन मॉड्यूल

ठोस राज्य वोल्टेज विनियमन मॉड्यूल (जिसे ठोस राज्य विद्युत वोल्टेज विनियमन मॉड्यूल के रूप में भी जाना जाता है, ठोस राज्य विद्युत विनियमन मॉड्यूल, ठोस राज्य वोल्टेज विनियमन मॉड्यूल और ठोस राज्य विद्युत वोल्टेज नियामक मॉड्यूल) का उपयोग वोल्टेज या शक्ति को समायोजित करने के लिए किया जाता है एसीभार। आमतौर पर, ठोस राज्य वोल्टेज विनियमन मॉड्यूल तुल्यकालिक ट्रांसफार्मर, बिजली उत्पादन सर्किट को एकीकृत करता है, चरण में बदलावसर्किट, डिटेक्शन सर्किट, और इसे नियंत्रित करने के लिए सीधे लोड से जोड़ा जा सकता है। ठोस राज्य वोल्टेज नियामक मॉड्यूल का व्यापक रूप से विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, जैसे कि वैज्ञानिक अनुसंधान, प्रयोग, पहचान, हीटिंग इन्सुलेशन, नरम शुरुआत।

सॉलिड स्टेट फेज-शिफ्ट मॉड्यूल (या सॉलिड स्टेट फेज-शिफ्टिंग मॉड्यूल) एक प्रकार का वोल्टेज-रेगुलेटिंग मॉड्यूल है, लेकिन यह केवल फेज-शिफ्टिंग सिग्नल को आउटपुट कर सकता है और सीधे लोड से कनेक्ट नहीं किया जा सकता है। आम तौर पर, यह वोल्टेज विनियमन फ़ंक्शन को प्राप्त करने के लिए ठोस-राज्य रिले (या पावर थायरिस्टर सर्किट) और एक तुल्यकालिक ट्रांसफार्मर के एक सेट की आवश्यकता होती है।

चरण के अनुसार, ठोस-राज्य वोल्टेज विनियमन मॉड्यूल को विभाजित किया जा सकता है: एकल-चरण ठोस-राज्य वोल्टेज नियामक मॉड्यूल, तीन-चरण ठोस-राज्य वोल्टेज नियामक मॉड्यूल।

लूप बंद होने के अनुसार, ठोस-राज्य वोल्टेज विनियमन मॉड्यूल को बंद-लूप प्रकार और ओपन-लूप प्रकार (अनलॉस्ड-लूप प्रकार) में विभाजित किया जा सकता है

क्या मजबूत वर्तमान भागों और कमजोर वर्तमान भागों को अलग किया जाता है, के अनुसार ठोस-राज्य वोल्टेज विनियमन मॉड्यूल को पूर्ण अलगाव प्रकार और गैर-पूर्ण अलगाव प्रकार में विभाजित किया जा सकता है।

नियंत्रित भार (चैनलों) की संख्या के अनुसार, ठोस-अवस्था चरण-पारी मॉड्यूल में विभाजित किया जा सकता है: एकल चैनल ठोस-अवस्था चरण-शिफ्ट मॉड्यूल (या एकल चरण ठोस-राज्य चरण-शिफ्ट मॉड्यूल), दोहरी चैनल ठोस- स्टेट फेज-शिफ्ट मॉड्यूल, तीन चैनल सॉलिड-स्टेट फेज-शिफ्ट मॉड्यूल (या थ्री फेज सॉलिड-स्टेट फेज-शिफ्ट मॉड्यूल)।

बाहरी पावर आउटपुट डिवाइस के अनुसार, सॉलिड-स्टेट फेज-शिफ्ट मॉड्यूल को विभाजित किया जा सकता है: एक्सटर्नल सॉलिड स्टेट रिले टाइप फेज-शिफ्ट मॉड्यूल, और एक्सटर्नल थायरिस्टर पावर सर्किट टाइप फेज-शिफ्ट मॉड्यूल।

1.2 सॉलिड स्टेट रेक्टिफिकेशन मॉड्यूल

सॉलिड स्टेट रेक्टिफिकेशन मॉड्यूल (या सॉलिड स्टेट रेक्टिफायर मॉड्यूल) पावर कंपोनेंट्स (जैसे पावर डायोड, पॉवर थाइरिस्टर, रेक्टिफायर ब्रिज) को ऑल्टरनेटिंग करंट (AC) को पल्सेटिंग डायरेक्ट करंट (पल्सेटिंग डीसी) या रेक्टिफाइड ऑल्टरनेटिंग करंट में सुधार करने के लिए इस्तेमाल करता है, जिसकी दिशा सकारात्मक और नकारात्मक) नहीं बदलता है, लेकिन समय के साथ परिमाण बदल जाता है। इसके अलावा, सॉलिड स्टेट डायोड और रेक्टिफायर सिलिकॉन बेकाबू डिवाइस हैं, और सेमीकंडक्टर कंट्रोल रेक्टिफायर और यूनिडायरेक्शनल थायरिस्टर कंट्रोलेबल डिवाइस हैं। ठोस राज्य सुधार मॉड्यूल को व्यापक रूप से विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, जैसे डीसी बिजली की आपूर्ति  उपकरणों की, पीडब्लूएम इन्वर्टर की इनपुट रेक्टिफाइड पावर सप्लाई, डीसी मोटर की एक्सीलेंस पावर सप्लाई, स्विचिंग पॉवर सप्लाई का इनपुट रेक्टिफिकेशन सिस्टम, सॉफ्ट स्टार्ट कैपेसिटर चार्जिंग सिस्टम, इलेक्ट्रिक ड्राइव और असिस्टेंट करंट, इन्वर्टर वेल्डिंग मशीन, टाइप डीसी पावर चार्जिंग सिस्टम।

चरण के अनुसार, सॉलिड-स्टेट रेक्टिफायर रिले को विभाजित किया जा सकता है: सिंगल-फेज सॉलिड-स्टेट रेक्टिफायर रिले, थ्री-फेज सॉलिड-स्टेट रेक्टिफायर रिले।

चरण के अनुसार, सॉलिड-स्टेट ब्रिज रेक्टिफायर्स को विभाजित किया जा सकता है: सिंगल-फेज सॉलिड-स्टेट ब्रिज रेक्टिफायर्स, थ्री-फेज सॉलिड-स्टेट ब्रिज रेक्टिफायर।

रेक्टिफायर सिलिकॉन (या डायोड) की मात्रा के अनुसार, सॉलिड-स्टेट रेक्टिफायर मॉड्यूल को: आधा-लहर रेक्टिफायर मॉड्यूल, फुल-वेव रेक्टिफायर मॉड्यूल (हाफ-ब्रिज रेक्टिफायर मॉड्यूल) और फुल-ब्रिज रेक्टिफायर मॉड्यूल में विभाजित किया जा सकता है। आधे-लहर वाले रेक्टिफायर मॉड्यूल में केवल एक रेक्टिफायर सिलिकॉन (या डायोड) होता है, फुल-वेव रेक्टिफायर मॉड्यूल (हाफ-ब्रिज रेक्टिफायर मॉड्यूल) में दो रेक्टिफायर सिलिकॉन (या डायोड) होते हैं, और फुल-ब्रिज रेक्टिफायर मॉड्यूल में चार रेक्टिफायर सिलिकॉन होते हैं ( या डायोड)। फुल-वेव रेक्टिफायर मॉड्यूल फुल-ब्रिज रेक्टिफायर मॉड्यूल के समान कार्य करते हैं, लेकिन पूर्ण-पुल प्रकार की लागत पूर्ण-लहर प्रकार की तुलना में अधिक होती है, और ट्रांसफार्मर पर आवश्यकताएं पूर्ण-लहर प्रकार से कम होती हैं ।

क्या मजबूत वर्तमान भागों और कमजोर वर्तमान भागों को अलग-थलग किया जाता है, इसके अनुसार, ठोस-राज्य रेक्टिफायर मॉड्यूल को पूरी तरह से पृथक और गैर-पूरी तरह से पृथक में विभाजित किया जा सकता है।

डायोड और थायरिस्टर्स की संरचना के अनुसार, ठोस-राज्य रेक्टिफायर मॉड्यूल को अनियंत्रित रेक्टिफायर मॉड्यूल, पूरी तरह से नियंत्रित रेक्टिफायर मॉड्यूल और आधे नियंत्रित रेक्टिफायर मॉड्यूल में विभाजित किया जा सकता है। अनियंत्रित रेक्टिफायर मॉड्यूल के आउटपुट घटक पूरी तरह से रेक्टिफायर डायोड से बने होते हैं। पूरी तरह से नियंत्रित रेक्टिफायर मॉड्यूल के आउटपुट घटक थायरिस्टर्स से बने होते हैं। अर्ध-नियंत्रित परिहार के आउटपुट घटक डायोड और थाइरिस्टर से बने होते हैं।

2. पावर मॉड्यूल कैसे काम करता है

2.1 ठोस राज्य वोल्टेज विनियमन मॉड्यूल का कार्य सिद्धांत

हमारी एमजीआर-डीटी श्रृंखला लेंएक उदाहरण के रूप में एकल चरण वोल्टेज विनियमन मॉड्यूल। एमजीआर-डीटी श्रृंखला में एक समकालिक ट्रांसफार्मर, एक चरण पहचान सर्किट, एक चरण शिफ्ट ट्रिगर सर्किट और एक थाइरिस्टर आउटपुट सर्किट शामिल हैं। एमजीआर-डीटी दो नियंत्रण मोड (स्वचालित नियंत्रण और मैनुअल नियंत्रण), और चार नियंत्रण संकेत (0-5VDC, 0-10VDC, 1-5VDC, 4-20mA) को स्वीकार करता है। ऑटोमैटिक मोड, यानी कंट्रोल सिग्नलठोस-राज्य वोल्टेज नियामक के लिए लागू किया जाता है जो पीएलसी या कंप्यूटर सिस्टम द्वारा उत्पन्न होता है। मैनुअल कंट्रोल मोड, यानी 0-5VDC कंट्रोल सिग्नल एक पोटेंशियोमीटर को मैनुअली कंट्रोल करके जेनरेट किया जाता है 5VDC आंतरिक बिजली की आपूर्ति के तहत।

एमजीआर-डीटी श्रृंखला की वायरिंग:
पोर्ट 1 और 2 ठोस-राज्य वोल्टेज नियामक मॉड्यूल के पावर आउटपुट पोर्ट हैं। लोड और पावर सप्लायर सीधे वोल्टेज रेगुलेटर मॉड्यूल के आउटपुट पोर्ट से जुड़ा हो सकता है। क्योंकि आगमनात्मक लोड का वोल्टेज और वर्तमानसिंक्रनाइज़ नहीं हैं, और पावर-ऑन और पावर-ऑफ प्रक्रिया के दौरान चार्ज और डिस्चार्ज किया जाएगा, हम एक शुद्ध प्रतिरोधक लोड का उपयोग करेंगे डिफ़ॉल्ट रूप से काम करने की प्रक्रिया का वर्णन करने के लिए।

पोर्ट 3 और 4 ठोस-राज्य वोल्टेज नियामक मॉड्यूल के अंतर्निहित सिंक्रोनस ट्रांसफार्मर से जुड़े हैं। सिंक्रोनस ट्रांसफ़ॉर्मर की भूमिका मॉड्यूल में थाइरिस्टर को प्रदान करने के लिए होती है, जो सिग्नल के साथ विद्युत आपूर्ति के एसी वोल्टेज के साथ सिंक्रनाइज़ होता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि लोड वोल्टेज को आउटपुट देरी और वोल्टेज त्रुटियों के बिना सटीक रूप से समायोजित किया जा सके। CON1 और CON2 स्वचालित नियंत्रण संकेत के लिए इनपुट पोर्ट हैं; + 5 वी ठोस-राज्य वोल्टेज नियामक मॉड्यूल के अंदर उत्पन्न शक्ति है, जिसका उपयोग पोटेंशियोमीटर की आपूर्ति करने के लिए किया जाता है और पोटेंशियोमीटर के उच्च संभावित पक्ष से जुड़ा होता है; COM आम टर्मिनल है, और COM पोर्ट को स्वचालित नियंत्रण मोड के लिए चुना जाता है, और मैन्युअल नियंत्रण मोड का चयन होने पर पोटेंशियोमीटर के कम संभावित पक्ष से जुड़ा होगा।

MGR-DT श्रृंखला की कार्य प्रक्रिया:
वोल्टेज नियामक मॉड्यूल के कार्य सिद्धांत की व्याख्या करने से पहले, हमें यह जानना होगा कि वैकल्पिक चालू (एसी) का वोल्टेज समय-समय पर 0 से शिखर तक वैकल्पिक रूप से होता है। और यह तात्कालिक वोल्टेज नहीं है जो लोड पर काम करता है, लेकिन प्रभावी एसी वोल्टेज जो थर्मोडायनामिक रूप से डीसी वोल्टेज के बराबर है। एसी वोल्टेज एक चक्र में काम करने के समय को बदलकर, इसके प्रभावी वोल्टेज मान को बदलना संभव है। हम सामान्य रूप से वोल्टेज विनियमन के लिए थाइरिस्टर का उपयोग करते हैं, क्योंकि यह एक नियंत्रणीय घटक है, और इसकी चालन क्षमता को इसके नियंत्रण इलेक्ट्रोड (गेट) पर लगाए गए सिग्नल को समायोजित करके समायोजित किया जा सकता है। इस क्षमता को एसी वोल्टेज वक्र पर चालन कोण α द्वारा दर्शाया जा सकता है। इसके अलावा, α के समान एक मात्रा है जिसे नियंत्रण कोण कहा जाता है is,

हम CON0-5VDC को नियंत्रण संकेत के रूप में चुनते हैं, और नियंत्रण वोल्टेज 0 से 5VDC तक बढ़ जाता है। क्योंकि यूनिडायरेक्शनल थायरिस्टर्स (SCR) का शुरुआती वोल्टेज (ट्रिगर वोल्टेज) 0.8VDC है, अगर वोल्टेज 0.8VDC से कम है, तो thyristor को बंद कर दिया जाता है, यानी सॉलिड-स्टेट वोल्टेज रेगुलेटिंग मॉड्यूल काम नहीं करता है। जब वोल्टेज 0.8VDC तक पहुंच जाता है, हालांकि ट्रांजिस्टर काम करना शुरू कर देता है, तो इसका प्रवाह कोण α 180 ° है, इसलिए वोल्टेज नियामक मॉड्यूल इस समय किसी भी शक्ति का उत्पादन नहीं करता है। जब वोल्टेज 0.8 से 5VDC से समायोजित किया जाता है, तो प्रवाहकत्त्व कोण α को 180 ° से 0 ° तक आसानी से समायोजित किया जाता है। इस समय, आउटपुट वोल्टेज के प्रभावी मूल्य को पावर ग्रिड के अधिकतम मूल्य से 0 से समायोजित किया जाता है। लेकिन thyristor के संतृप्ति वोल्टेज 4.6VDC है, इसलिए यदि वोल्टेज 4.6VDC तक पहुंचता है,

२.२ ठोस राज्य सुधार मॉड्यूल के कार्य सिद्धांत

MHF श्रृंखला लेंएक उदाहरण के रूप में एकल चरण पूरी तरह से रेक्टिफायर मॉड्यूल को नियंत्रित करता है। एमएचएफ श्रृंखला रेक्टिफायर मॉड्यूल में 4 यूनिडायरेक्शनल थायरिस्टर्स (एससीआर), वीटी 1, वीटी 2, वीटी 3, वीटी 4 हैं। और VT1 और VT4 पुल आर्म की एक जोड़ी का गठन करते हैं, और VT2 और VT3 ब्रिज आर्म की एक और जोड़ी बनाते हैं। ब्रिज आर्म्स के दो जोड़े पूर्ण ब्रिज रेक्टिफायर बनाते हैं। जब इनपुट वोल्टेज यू सकारात्मक आधे चक्र में होता है, तो वर्तमान दिशा VT1-R-VT4 है; जब इनपुट वोल्टेज U नकारात्मक आधे चक्र में होता है, तो वर्तमान दिशा VT2-R-VT3 होती है।

रेक्टिफिकेशन फंक्शन के अलावा, हम यूनिडायरेक्शनल थाइरिस्टर के कंट्रोल पोल (गेट) पर कंट्रोल सिग्नल लगा सकते हैं। Thyristors के चालन कोण α को समायोजित करके, इसके आउटपुट तरंग और आउटपुट वोल्टेज मान को बदला जा सकता है, जो वोल्टेज विनियमन मॉड्यूल की चरण-शिफ्ट प्रक्रिया के समान है।

3. पावर मॉड्यूल का चयन कैसे करें

3.1 वोल्टेज नियामक

3.1.1 एकल चरण
मानक पोटेंशियोमीटर प्रकार: एमजीआर-आर श्रृंखला
औद्योगिक पोटेंशियोमीटर प्रकार: एमजीआर-एचवीआर श्रृंखला
एनालॉग सिग्नल / निरंतर वोल्टेज प्रकार: एमजीआर -1 वीडी श्रृंखला
डिजिटल सिग्नल / पल्स वोल्टेज प्रकार: MGR_DV श्रृंखला
बाहरी ट्रांसफार्मर प्रकार: एमजीआर-ईयूवी श्रृंखला

3.1.2 तीन चरण
मूल कार्य: MGR-SCR3_LA श्रृंखला
एकाधिक फ़ंक्शन: MGR-SCR_LAH श्रृंखला

3.2 वोल्टेज नियामक मॉड्यूल

3.2.1 एकल चरण
बंद-पाश प्रतिक्रिया: एमजीआर-डीटी श्रृंखला
पूर्ण-अलगाव: एमजीआर-डीटीवाईएफ श्रृंखला

3.2.2 तीन चरण
पूर्ण-अलगाव: एमजीआर-एसटीवाई श्रृंखला

3.3 चरण-शिफ्ट मॉड्यूल

3.3.1 ठोस राज्य रिले
एकल चरण के लिए: SSR-JK श्रृंखला
तीन चरण: SSR-3JK श्रृंखला

3.3.2 पावर थायरिस्टर सर्किट
सिंगल चैनल / सिंगल फेज के लिए: SCR-JKK, TRAIC-JKK सीरीज़
दोहरी चैनल: SCR-JKK ^ 2 श्रृंखला
तीन चैनल / तीन चरण: एसएक्स-जेके श्रृंखला

3.4 सॉलिड स्टेट रेक्टिफायर रिले

सिंगल फेज: एमजीआर-जेडके सीरीज
तीन चरण: एमजीआर -3 जेडके श्रृंखला

3.5 सॉलिड स्टेट ब्रिज रेक्टिफायर

एकल चरण: KBPC, QL श्रृंखला
तीन चरण: एसक्यूएल श्रृंखला

3.6 सॉलिड स्टेट रेक्टिफायर मॉड्यूल

3.6.1 वेल्डिंग मशीन रेक्टिफायर मॉड्यूल
MT, MF, MD श्रृंखला: MT, MF, MD

3.6.2 ठोस राज्य Thyristor / डायोड रेक्टिफायर मॉड्यूल
ठोस राज्य Thyristor रेक्टिफायर मॉड्यूल: MTC, एमटीए, MTK, MTX श्रृंखला
सॉलिड स्टेट डायोड रेक्टिफायर मॉड्यूल: एमडीसी, एमडीए, एमडीके, एमडीएक्स श्रृंखला
ठोस राज्य हाइब्रिड रेक्टिफायर मॉड्यूल: एमएफसी, एमएफए, एमएफके, एमएफएक्स श्रृंखला

3.6.3 पूर्ण अलगाव एकल चरण पूरी तरह से नियंत्रित पुल
आयताकार मॉड्यूल MGR-DQZ श्रृंखला: MGR-DZZ

3.6.4 सिंगल फेज / थ्री फेज ब्रिज रेक्टिफायर मॉड्यूल
सिंगल फेज: MDQ सीरीज
तीन चरण: एमडीएस श्रृंखला

3.6.5 पूरी तरह से नियंत्रित / अर्ध-नियंत्रित ब्रिज रेक्टिफायर मॉड्यूल
एकल चरण: एमएफक्यू, एमटीएफ, एमएचएफ श्रृंखला
तीन चरण: एमटीक्यू, एमएफएस, श्रृंखला