चरण-ज्वालित नियंत्रण

चरण-ज्वालित नियंत्रण (PFC), जिसे चरण कर्तन या चरण कोण नियंत्रण भी कहा जाता है, विद्युत् प्रतिबंधक के लिए एक तरीका है, जिसे प्रत्यावर्ती धारा वोल्टेज पर लागू किया जाता है। यह एक थाइरिस्टर, सिलिकॉन नियंत्रित शुद्धि कारक, ट्राइक, थाइरेट्रॉन, या ऐसे अन्य दवारित डायोड जैसे उपकरणों को लागू तरंग के पूर्व निर्धारित चरण में प्रवाहकत्त्व में और बाहर करके काम करता है।

समीक्षा
चरण-ज्वालित नियंत्रण (PFC) का उपयोग प्रायः वोल्टेज, विद्युत प्रवाह या विद्युत् (भौतिकी) की मात्रा को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है जो कि बिजली की आपूर्ति अपने भार को संभरण करती है। यह अपने प्रक्षेपण पर औसत मूल्य बनाने के लिए ऐसा करता है। यदि आपूर्ति में डीसी प्रक्षेपण है, तो आपूर्ति को कब चालू या बंद करना है, यह निश्चित करने में इसका समय आधार कोई महत्व नहीं रखता है, क्योंकि जो मूल्य चालू और बंद होगा वह निरंतर है।

पीएफसी स्पंद कालावधि प्रमापीय (पीडब्लूएम) से अलग है जिसमें यह उस आपूर्ति को संबोधित करता है जो एक संग्राहक तरंग का उत्पादन करता है, जैसे ज्यावक्रीय वैकल्पिक वर्तमान तरंग जो कि राष्ट्रीय संजाल प्रक्षेपण करता है। यहां, एक ज्ञात मूल्य प्राप्त करने के लिए प्रमापीय चक्र में सही स्थिति पर आपूर्ति को चालू और बंद करना महत्वपूर्ण हो जाता है; उदाहरण के लिए, यदि चक्र के समय आधार को ध्यान में नहीं रखा जाता है, तो नियंत्रक तरंग के शिखर पर या उसके आधार पर चालू हो सकता है।

चरण-ज्वालित नियंत्रक अपना नाम इस तथ्य से लेते हैं कि वे निविष्ट के प्रमापीय चक्र के एक निश्चित चरण में प्रक्षेपण की एक स्पंद को सक्रियकृत करते हैं। संक्षेप में, एक पीएफसी एक नियंत्रक है जो निविष्ट पर उपस्थित प्रमापीय के साथ खुद को समकालिक कर सकता है।

अधिकांश चरण-ज्वालित नियंत्रक अपने नियंत्रण तत्वों के रूप में थायरिस्टर्स या अन्य ठोस-अवस्था स्विचिंग उपकरणों का उपयोग करते हैं। थाइरिस्टर-आधारित नियंत्रक गेट टर्न-ऑफ (जीटीओ) थाइरिस्टर्स का उपयोग कर सकते हैं, जिससे नियंत्रक को न केवल यह तय करने की अनुमति मिलती है कि प्रक्षेपण को कब चालू करना है, बल्कि अगले शून्य पारण पर लौटने के लिए तरंग की प्रतीक्षा करने के स्थान पर इसे कब बंद करना है यह तय करने की भी अनुमति मिलती है।

प्रांकुचन द्वारा उत्पादन में कमी
प्रांकुचन सांस्थिति स्विच्ड-मोड बिजली आपूर्ति की तरह चरण-ज्वालित नियंत्रक, केवल एक प्रक्षेपण देने में सक्षम होता है जो इसके निविष्ट पर उपस्थित होता है, नियंत्रण तत्वों में होने वाली किसी भी हानि को कम करता है। बशर्ते प्रत्येक चक्र के दौरान प्रमापीय पूर्वानुमेय या दोहराव वाला हो, क्योंकि यह राष्ट्रीय संजाल के एसी मेन पर है, इसके निविष्ट से कम प्रक्षेपण प्राप्त करने के लिए, एक चरण-ज्वालित नियंत्रण निविष्ट के प्रतिरुपण चक्र के दिए गए चरण कोण के लिए बस बंद हो जाता है। उपकरण को 0 घात से अधिक चरण कोण पर चालन में सक्रियकृत करके, प्रमापीय चक्र प्रारम्भ होने के एक बिंदु के बाद, प्रत्येक चक्र के भीतर कुल ऊर्जा का एक अंश प्रक्षेपण पर उपस्थित होता है।

अनुमतांक करके वर्धन
वर्धन-समान प्रभाव प्राप्त करने के लिए, पीएफसी अभिकल्पना को इस तरह से व्युत्पन्न किया जाना चाहिए कि निविष्ट पर अधिकतम उपस्थिति नाममात्र प्रक्षेपण आवश्यकताओं से अधिक हो। जब आपूर्ति पहली बार चालू होती है या सामान्य परिस्थितियों में काम करती है, तो नियंत्रक लगातार अपने निविष्ट का 100% से कम वितरित करेगा। जब वर्धन की आवश्यकता होती है, तो नियंत्रक उपलब्ध अधिकतम निविष्ट के 100% के करीब प्रतिशत प्रदान करता है।

मुख्य संचालित, चरण-ज्वालित नियंत्रकों का व्युत्पन्न महत्वपूर्ण है क्योंकि वे प्रायः विद्युत प्रतिरोध भार को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, जैसे तापन तत्व। समय के साथ, ताप तत्वों का प्रतिरोध बढ़ सकता है। इसे ध्यान में रखते हुए, एक चरण-ज्वालित नियंत्रण को तत्व के माध्यम से समान ताप प्रवाह को आकर्षित करने के लिए कुछ अतिरिक्त वोल्टेज प्रदान करने में सक्षम होना चाहिए। इसे प्राप्त करने का एकमात्र तरीका जानबूझकर आपूर्ति को अभिकल्पना करना है ताकि निविष्ट के प्रमापीय चक्र के 100% से कम की आवश्यकता हो, जब तत्वों को पहली बार रखा जाता है, तो तत्वों की आयु के रूप में निविष्ट प्रतिरुपण चक्र के 100% देने की दिशा में उत्तरोत्तर आपूर्ति प्रारम्भ होती है।.

अनुप्रयोग
घरेलू प्रकाश नियंत्रण के लिए मंदक स्विच में सबसे सामान्य अनुप्रयोग है।

पहले औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए, बेहद महंगे और भारी बहु-अपसारण किए गए परिवर्तक का उपयोग ऐसे तत्वों के लिए आपूर्ति के रूप में किया जाता था, वांछित तापमान का उत्पादन करने के लिए इसी विसर्पी अपसारण को तत्व से जोड़ा जाता था। इसने तापमान विश्लेषण को उपलब्ध अपसारण संयोजनों की संख्या तक सीमित कर दिया। वे प्रायः बिजली के तंदूर और भट्टियों जैसे उपकरणों के लिए अभिकल्पना किए गए नियंत्रकों में अपना रास्ता खोज लेते हैं।

आधुनिक, सामान्यतः उच्च शक्ति वाले उपकरण में, परिवर्तक को चरण-ज्वालित नियंत्रणर से बदल दिया जाता है, जो भार को सीधे मुख्य से जोड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप काफी सस्ती और हलकी प्रणाली होती है। हालांकि, यह विधि सामान्यतः उन उपकरणों में उपयोग करने के लिए सीमित है जो इसके बिना अवास्तविक होंगे। ऐसा इसलिए है क्योंकि मुख्य परिवर्तक को हटाने का मतलब है कि भार में निविष्ट के साथ विद्युत निरंतरता है। औद्योगिक तंदूर और भट्टियों के लिए निविष्ट प्रायः राष्ट्रीय संजाल एसी होता है, जो स्वयं विद्युत रूप से जमीन के संदर्भ में होता है। जमीन के संदर्भ में नियंत्रक के प्रक्षेपण के साथ, एक उपयोगकर्ता को बिजली के झटके प्राप्त करने के जोखिम के लिए केवल पृथ्वी और प्रक्षेपण अवसानक में से एक के संपर्क में होना चाहिए। तीन-चरण 415 v से चलने वाले उपकरणों की कई उच्च-शक्ति वाली वस्तुओं के साथ, उच्च वर्तमान निविष्ट और किसी भी बाड़े या ढांचे को उपस्थित (भूसंपर्कित) होने से, यह एक गंभीर जोखिम है जिसका सावधानीपूर्वक मूल्यांकन किया जाना चाहिए।

इतिहास
चरण-ज्वालित नियंत्रकों के लिए पहला एकस्व अधिकार 1912 से निकला है। हालांकि 1920 के दशक में पहली बार प्राप्ति संभव थी जब नियंत्रण संजाल के साथ पारा-आर्क वाल्व दिष्‍टकारी उपलब्ध हो गए।

हालांकि, पारा आर्क वाल्व की सीमाओं के कारण वोल्टेज विनियमन की यह विधि उस समय सामान्य नहीं थी। 1950 के दशक के अंत में ठोस अवस्था थाइरिस्टर्स के आविष्कार के साथ यह व्यापक हो गया।