लो-वोल्टेज उपकरणों के लिए बूस्ट कन्वर्टर क्यों आवश्यक है?

कम वोल्टेज सेटअप में बूस्ट कनवर्टर्स की मुख्य भूमिका को समझना

पोर्टेबल सेंसर, छोटे IoT उपकरण और कुछ कार इलेक्ट्रॉनिक्स बैटरियों और USB द्वारा संचालित कम वोल्टेज उपकरणों के उदाहरण हैं जो कम वोल्टेज बिजली स्रोत प्रदान करते हैं, जैसे 3.7V लिथियम-आयन बैटरी और 5V USB बिजली स्रोत। कई आंतरिक घटक, जैसे माइक्रोकंट्रोलर और वायरलेस संचार मॉड्यूल को काम करने के लिए अधिक, 12V वोल्टेज की आवश्यकता होती है। यहीं बूस्ट कनवर्टर्स की भूमिका आती है। बूस्ट कनवर्टर्स DC-DC कनवर्टर होते हैं जो कम इनपुट वोल्टेज को उच्च, नियंत्रित आउटपुट वोल्टेज में बढ़ा देते हैं। कुछ अन्य बिजली रूपांतरण विधियों के विपरीत, बूस्ट कनवर्टर्स ऊर्जा को बर्बाद नहीं करते और आउटपुट वोल्टेज के स्थिर नियमन प्रदान करते हैं। इसका अर्थ है कि कम वोल्टेज उपकरणों को केवल उतनी ही शक्ति प्राप्त होती है जितनी उनके संचालन के लिए आवश्यक होती है, विश्वसनीय ढंग से और बिना किसी बाधा के। बूस्ट कनवर्टर्स की अनुपस्थिति में, कम वोल्टेज उपकरण बिल्कुल काम नहीं करेंगे, या अपर्याप्त वोल्टेज थ्रॉटलिंग के कारण खराब प्रदर्शन करेंगे।

बूस्ट कनवर्टर और पावर मिसमैच समस्या

कम वोल्टेज उपकरणों के साथ होने वाली पहली समस्याओं में से एक बिजली स्रोत और आंतरिक घटकों की वास्तविक बिजली आवश्यकता के बीच कम वोल्टेज अंतर है। उदाहरण के लिए, एक छोटे वियरेबल उपकरण को 3.7V बैटरी से शक्ति प्राप्त होती है, लेकिन प्रभावी डेटा स्थानांतरण के लिए ब्लूटूथ मॉड्यूल को 7.4V बिजली आपूर्ति की आवश्यकता होती है। कोई समस्या नहीं, एक बूस्ट कन्वर्टर इस बाधा पर काबू पा लेगा। स्विचिंग चक्र के "चालू" चरण के दौरान, ऊर्जा एक इंडक्टर में संग्रहीत होती है, और "बंद" चरण के दौरान उच्च वोल्टेज पर उस ऊर्जा को मुक्त किया जाता है। स्विच (अधिकांश मामलों में एक ट्रांजिस्टर) और वोल्टेज को नियंत्रित करने वाली प्रतिक्रिया प्रणाली आउटपुट में वोल्टेज को बनाए रखेगी; खराब हो रही बैटरी तक पहुँचने से इनपुट वोल्टेज में उतार-चढ़ाव आएगा। अस्थिर वोल्टेज के कारण उपकरण के संवेदनशील घटक और बैटरी के क्षतिग्रस्त होने का जोखिम होगा। सेंसर अनियमित व्यवहार प्रदर्शित करेगा और आईओटी उपकरणों में डेटा हानि देखी जाएगी। बूस्ट कन्वर्टर की शक्ति असंगति की समस्या को हल करने की क्षमता के कारण बड़े उच्च वोल्टेज बिजली स्रोतों की अनुपस्थिति होती है।

कम वोल्टेज उपकरणों पर बूस्ट कनवर्टर्स के लाभ

ऊर्जा-कुशल लघु-वोल्टता उपकरण, विशेष रूप से बैटरी से चलने वाले उपकरण, उपभोक्ताओं के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं। पोर्टेबल सेंसर और वायरलेस इयरबड्स के उपयोगकर्ता चाहते हैं कि इन उपकरणों को एक बार चार्ज करने पर कई घंटों तक चलना चाहिए। ऐसी स्थितियों में बूस्ट कन्वर्टर उपयोगी होते हैं। उच्च-गुणवत्ता वाले बूस्ट कन्वर्टर 90% तक दक्षता प्राप्त करते हैं, जिसका अर्थ है कि इनमें नाल ऊर्जा का केवल एक छोटा भाग ऊष्मा के रूप में नष्ट होता है। यह पुराने, रैखिक वोल्टता नियामकों की तुलना में एक बहुत बड़ा सुधार है जो वोल्टता बढ़ाने के दौरान ऊर्जा का काफी हिस्सा बर्बाद कर देते थे। उदाहरण के लिए, जब एक रैखिक नियामक का उपयोग 3.7V को 12V में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है, तो बैटरी की ऊर्जा ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाती है, जिससे उपकरण की बैटरी जीवनकाल काफी कम हो जाता है। इसके विपरीत, बूस्ट कन्वर्टर ऊर्जा के नुकसान को कम से कम करते हैं और उसे चलने के समय को बढ़ाने में उपयोग करते हैं। इस उपयोगकर्ता अनुभव में सुधार का अर्थ है कि उपकरण एक बार चार्ज करने पर अधिक समय तक चलते हैं और बैटरी के प्रतिस्थापन की आवृत्ति कम हो जाती है, जिससे समय और पैसे की बचत होती है और पर्यावरणीय अपशिष्ट में कमी आती है।

विभिन्न उपयोगों के आधार पर लो-वोल्टेज उपकरणों के पहलुओं और विश्वसनीयता

कम वोल्टेज वाले उपकरणों के कई उपयोगों में से एक कार के अंदर उपयोग और तापमान तथा वोल्टेज स्तर में उतार-चढ़ाव के प्रति उनकी संवेदनशीलता शामिल है। अन्य उपयोगों में बाहरी IoT सेंसर शामिल हैं जो चरम मौसमी स्थितियों के संपर्क में आते हैं। चाहे कोई भी अनुप्रयोग हो, विश्वसनीयता आवश्यक है। उपकरणों के लिए विश्वसनीयता सुनिश्चित करने का काम बूस्ट कन्वर्टर करते हैं। कई बूस्ट कन्वर्टर में अत्यधिक वोल्टेज सुरक्षा, अत्यधिक धारा सुरक्षा और तापीय बंद सुविधाएं शामिल होती हैं, जो कन्वर्टर या इससे जुड़े उपकरण को खराब होने से बचाने में मदद करती हैं। उदाहरण के लिए, ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में, वाहनों की इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली में इंजन चालू करते समय वोल्टेज स्पाइक उत्पन्न हो सकते हैं। अत्यधिक वोल्टेज सुरक्षा के साथ डिज़ाइन किए गए बूस्ट कन्वर्टर ऐसे स्पाइक को अवशोषित करने और GPS ट्रैकर जैसे कम वोल्टेज वाले उपकरणों की रक्षा करने में सहायता कर सकते हैं। इसके अलावा, बूस्ट कन्वर्टर को चरम तापमान, उच्च कंपन और अन्य कठोर पर्यावरणीय स्थितियों का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो उद्योग या बाहरी उपयोग में लाए जाने वाले कम वोल्टेज उपकरणों के लिए इन्हें आदर्श बनाता है। वास्तविक दुनिया में, ऐसी विश्वसनीयता के बिना, कम वोल्टेज वाले उपकरण अस्थिर रहेंगे।

कम वोल्टेज वाले उपकरणों में बूस्ट कनवर्टर्स की अनिवार्य प्रकृति

कम वोल्टेज वाले उपकरणों में उन्नत सुविधाओं और अधिक शक्ति की आवश्यकता के साथ विकास जारी रहने के साथ बूस्ट कनवर्टर्स की आवश्यकता केवल बढ़ने की उम्मीद है, जिसमें छोटे और हल्के बिजली रूपांतरण समाधान की आवश्यकता होती है। उन्नत आईओटी उपकरणों पर विचार करें, जिन्हें अधिक डेटा संसाधन के लिए दूरी तक संचार का समर्थन करने के लिए उच्च वोल्टेज रेडियो मॉड्यूल शक्ति रूपांतरण की आवश्यकता होती है। बूस्ट कनवर्टर्स संकुचित डिज़ाइन और हल्के निर्माण के लिए सक्षम हैं। जैसे-जैसे अधिक कम वोल्टेज उपकरण जो नवीकरणीय ऊर्जा द्वारा संचालित हैं, जैसे सौर ऊर्जा से चलने वाले सेंसर, बाजार में पेश किए जा रहे हैं, वोल्टेज को प्रतिस्थापित करने के लिए विश्वसनीय बूस्ट कनवर्टर्स की आवश्यकता अधिक महत्वपूर्ण हो गई है। जैसे-जैसे शक्ति इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में प्रगति हो रही है, कम वोल्टेज उपकरणों में बूस्ट कनवर्टर्स की उपयोगिता बढ़ेगी, क्योंकि वे दक्षता, स्थायित्व और बहुमुखी प्रकृति में वृद्धि करते हैं।