سوئچنگ پاور سپلائیز کا استعمال ان پٹ وولٹیج کو کسی ڈیوائس کے اندرونی عناصر کے لیے درکار قدر میں تبدیل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ پاور سپلائی کو سوئچ کرنے کے لیے ایک اور وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والا نام انورٹرز ہے۔
مشمولات
سوئچنگ پاور سپلائی کیا ہے؟
ایک انورٹر ایک ثانوی بجلی کی فراہمی ہے جو ان پٹ AC وولٹیج کی دوہری تبدیلی کا استعمال کرتی ہے۔ آؤٹ پٹ ویلیو دالوں کی مدت (چوڑائی) اور بعض صورتوں میں ان کی تکرار کی فریکوئنسی کو تبدیل کرکے ایڈجسٹ کی جاتی ہے۔ اس قسم کی ماڈیولیشن کو پلس چوڑائی ماڈیولیشن کہا جاتا ہے۔
سوئچنگ پاور سپلائی کے آپریشن کا اصول
انورٹر کا بنیادی اصول بنیادی وولٹیج کو درست کرنا اور پھر اسے ہائی فریکوئنسی دالوں کی ٹرین میں تبدیل کرنا ہے۔ یہ وہی ہے جو اسے روایتی ٹرانسفارمر سے ممتاز کرتا ہے۔ یونٹ کا آؤٹ پٹ وولٹیج منفی فیڈ بیک سگنل بنانے کا کام کرتا ہے، جو نبض کے پیرامیٹرز کو ریگولیٹ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ نبض کی چوڑائی کو کنٹرول کرنے سے، آؤٹ پٹ پیرامیٹرز، وولٹیج یا کرنٹ کے استحکام اور ریگولیشن کا بندوبست کرنا آسان ہے۔ یعنی یہ وولٹیج ریگولیٹر کے ساتھ ساتھ کرنٹ ریگولیٹر بھی ہو سکتا ہے۔
سوئچنگ پاور سپلائی کیسے کام کرتی ہے اس پر منحصر ہے کہ آؤٹ پٹ ویلیوز کی تعداد اور قطبیت بہت مختلف ہو سکتی ہے۔
مختلف قسم کے پاور سپلائیز
کئی قسم کے انورٹرز نے استعمال پایا ہے، جو سرکٹ ڈیزائن میں مختلف ہیں:
- بغیر ٹرانسفارمر
- ٹرانسفارمر
سب سے پہلے اس حقیقت سے ممتاز ہیں کہ نبض کی ترتیب براہ راست ڈیوائس کے آؤٹ پٹ رییکٹیفائر اور ہموار فلٹر پر جاتی ہے۔ اس طرح کے سرکٹ میں کم از کم اجزاء ہوتے ہیں۔ ایک سادہ انورٹر میں ایک خصوصی مربوط سرکٹ شامل ہوتا ہے - پلس چوڑائی والا آسکیلیٹر۔
ٹرانسفارمر لیس ڈیوائسز کا سب سے بڑا نقصان یہ ہے کہ ان میں پاور سپلائی نیٹ ورک سے کوئی گالوانک آئسولیشن نہیں ہے اور یہ بجلی کے جھٹکے کا خطرہ پیدا کر سکتے ہیں۔ ان میں عام طور پر کم طاقت ہوتی ہے اور وہ آؤٹ پٹ وولٹیج کی صرف 1 قدر فراہم کرتے ہیں۔
زیادہ عام ٹرانسفارمر ڈیوائسز ہیں، جن میں ہائی فریکوئنسی پلس سیکوئنس ٹرانسفارمر کے پرائمری وائنڈنگ تک جاتی ہے۔ آپ جتنے ثانوی وائنڈنگز چاہیں ہو سکتے ہیں، جس سے کئی آؤٹ پٹ وولٹیجز بن سکتے ہیں۔ ہر سیکنڈری وائنڈنگ اس کے اپنے ریکٹیفائر اور ہموار کرنے والے فلٹر سے بھری ہوتی ہے۔
کسی بھی کمپیوٹر کی ایک طاقتور سوئچنگ موڈ پاور سپلائی اس طرح کے سرکٹ کے مطابق بنائی جاتی ہے، جس میں اعلیٰ وشوسنییتا اور حفاظت ہوتی ہے۔ فیڈ بیک سگنل کے لیے یہاں 5 یا 12 وولٹ کا وولٹیج استعمال کیا جاتا ہے، کیونکہ ان اقدار کو سب سے درست استحکام کی ضرورت ہوتی ہے۔
ہائی فریکوئنسی وولٹیج کی تبدیلی کے لیے ٹرانسفارمرز کے استعمال (50 ہرٹز کی بجائے دسیوں کلو ہرٹز) نے ان کے سائز اور وزن کو کئی گنا کم کرنے اور برقی لوہے کی بجائے بنیادی مواد (مقناطیسی تار) کے طور پر اعلی جبر کے ساتھ فیرو میگنیٹک مواد کو استعمال کرنے کی اجازت دی۔
DC-DC کنورٹرز بھی نبض کی چوڑائی ماڈیول پر مبنی ہیں۔ انورٹر سرکٹس کے استعمال کے بغیر، تبدیلی بڑی مشکلات سے منسلک تھی.
پاور سپلائی اسکیمیٹک
سب سے عام پلس کنورٹر کنفیگریشن کی سرکٹری میں شامل ہیں:
- مینز شور فلٹر؛
- درست کرنے والا
- ایک ہموار فلٹر؛
- پلس چوڑائی کنورٹر؛
- کلیدی ٹرانجسٹر؛
- اعلی تعدد آؤٹ پٹ ٹرانسفارمر؛
- آؤٹ پٹ ریکٹیفائر؛
- انفرادی اور گروپ آؤٹ پٹ فلٹرز۔
مداخلت دبانے والے فلٹر کا مقصد آلہ کے آپریشن سے سپلائی نیٹ ورک میں مداخلت کو پھنسانا ہے۔ طاقتور سیمی کنڈکٹر عناصر کی سوئچنگ وسیع فریکوئنسی سپیکٹرم میں قلیل مدتی دالوں کی تخلیق کے ساتھ ہو سکتی ہے۔ لہذا یہاں یہ ضروری ہے کہ خاص طور پر ڈیزائن کردہ عناصر کو فلٹرنگ لنکس کے پاس تھرو کیپسیٹرز کے طور پر استعمال کیا جائے۔
ان پٹ AC وولٹیج کو DC میں تبدیل کرنے کے لیے ایک ریکٹیفائر کا استعمال کیا جاتا ہے، اور نیچے کی طرف ہموار کرنے والا فلٹر درست شدہ وولٹیج میں لہروں کو ختم کرتا ہے۔
جب ڈی سی کنورٹر استعمال کیا جاتا ہے تو، ریکٹیفائر اور فلٹر غیر ضروری ہوتے ہیں، اور ان پٹ سگنل، شور فلٹر سرکٹ سے گزرنے کے بعد، پلس چوڑائی کنورٹر (ماڈیولیٹر) کو براہ راست فیڈ کیا جاتا ہے، مختصراً PWM۔
PWM سوئچنگ پاور سپلائی سرکٹ کا سب سے پیچیدہ حصہ ہے۔ اس کے کام میں شامل ہیں:
- اعلی تعدد دالوں کی پیداوار؛
- فیڈ بیک سگنل کے مطابق یونٹ آؤٹ پٹ پیرامیٹرز اور پلس ٹرین کی اصلاح کا کنٹرول؛
- نگرانی اور اوورلوڈ کے خلاف تحفظ.
PWM سگنل ایک پل یا ہاف برج سرکٹ میں پاور کلید ٹرانزسٹرز کے کنٹرول پنوں کو دیا جاتا ہے۔ ٹرانجسٹروں کی پاور لیڈز ہائی فریکوینسی آؤٹ پٹ ٹرانسفارمر کی پرائمری وائنڈنگ میں لوڈ کی جاتی ہیں۔ روایتی دوئبرووی ٹرانزسٹروں کو IGBT یا MOSFET ٹرانزسٹروں سے تبدیل کیا جاتا ہے، جن میں کم جنکشن وولٹیج ڈراپ اور تیز رفتار کارکردگی ہوتی ہے۔ ٹرانسسٹروں کے بہتر پیرامیٹرز ایک ہی سائز اور تکنیکی ڈیزائن کے پیرامیٹرز کو برقرار رکھتے ہوئے بجلی کی کھپت کو کم کرنے میں مدد کرتے ہیں۔
آؤٹ پٹ پلس ٹرانسفارمر کلاسیکل ٹرانسفارمر کی طرح تبادلوں کے اصول کا استعمال کرتا ہے۔ استثناء ایک بڑھتی ہوئی تعدد پر آپریشن ہے۔ نتیجے کے طور پر، ایک ہی منتقلی طاقت کے ساتھ اعلی تعدد ٹرانسفارمرز کے چھوٹے طول و عرض ہوتے ہیں۔
پاور ٹرانسفارمر کے ثانوی وائنڈنگ سے وولٹیج (کئی ہو سکتی ہے) آؤٹ پٹ ریکٹیفائر کو جاتا ہے۔ ان پٹ ریکٹیفائر کے برعکس، ثانوی سرکٹ کے ریکٹیفائر ڈائیوڈس میں زیادہ آپریٹنگ فریکوئنسی ہونی چاہیے۔ Schottky diodes سرکٹ کے اس حصے میں بہترین کام کرتے ہیں۔ روایتی ڈایڈس پر ان کے فوائد یہ ہیں:
- اعلی آپریٹنگ فریکوئنسی؛
- p-n جنکشن کی کم گنجائش؛
- کم وولٹیج ڈراپ.
سوئچنگ موڈ پاور سپلائی کے آؤٹ پٹ فلٹر کا مقصد درست آؤٹ پٹ وولٹیج کی لہر کو ضروری کم سے کم تک کم کرنا ہے۔ چونکہ لہر کی فریکوئنسی لائن وولٹیج سے بہت زیادہ ہے، اس لیے کنڈلیوں میں ہائی کیپیسیٹنس اور انڈکٹنس کی ضرورت نہیں ہے۔
سوئچڈ موڈ پاور سپلائی کے اطلاق کا دائرہ
پلس وولٹیج کنورٹرز زیادہ تر معاملات میں سیمی کنڈکٹر اسٹیبلائزرز والے روایتی ٹرانسفارمر کے بجائے استعمال ہوتے ہیں۔ اسی طاقت کے ساتھ، inverters چھوٹے مجموعی طول و عرض اور وزن، اعلی وشوسنییتا، اور سب سے اہم - اعلی کارکردگی اور ان پٹ وولٹیجز کی وسیع رینج میں کام کرنے کی صلاحیت کی خصوصیات ہیں۔ اور تقابلی جہتوں کے ساتھ، انورٹر کی زیادہ سے زیادہ طاقت کئی گنا زیادہ ہے۔
DC وولٹیج کی تبدیلی جیسے علاقے میں، نبض کے ذرائع کے پاس تقریباً کوئی متبادل نہیں ہوتا ہے اور وہ نہ صرف وولٹیج کو کم کرنے کے لیے بلکہ زیادہ وولٹیج پیدا کرنے، قطبیت کو تبدیل کرنے کے لیے بھی کام کرنے کے قابل ہوتے ہیں۔ اعلی تبادلوں کی تعدد آؤٹ پٹ پیرامیٹرز کی فلٹرنگ اور استحکام کو بہت زیادہ سہولت فراہم کرتی ہے۔
خصوصی انٹیگریٹڈ سرکٹس پر چھوٹے سائز کے انورٹرز ہر قسم کے گیجٹس کے لیے چارجرز کے طور پر استعمال ہوتے ہیں، اور ان کی قابل اعتمادی ایسی ہے کہ چارجنگ یونٹ کی سروس لائف موبائل ڈیوائس کی سروس لائف سے کئی گنا زیادہ ہو سکتی ہے۔
ایل ای ڈی روشنی کے ذرائع پر سوئچ کرنے کے لیے 12 وولٹ پاور ڈرائیور بھی پلس سرکٹ پر مبنی ہیں۔
اپنے ہاتھوں سے سوئچنگ پاور سپلائی کیسے بنائیں
انورٹرز، خاص طور پر طاقتور، پیچیدہ سرکٹری کے حامل ہوتے ہیں اور صرف تجربہ کار ریڈیو امیچرز کے لیے نقل کے لیے دستیاب ہوتے ہیں۔ ہم مینز پاور سپلائیز کی خود اسمبلی کے لیے خصوصی PWM کنٹرولر چپس کے ساتھ سادہ کم طاقت والے سرکٹس کی سفارش کر سکتے ہیں۔ اس طرح کے ICs میں پائپنگ کے عناصر کی ایک چھوٹی سی تعداد ہوتی ہے اور ان میں اچھی طرح سے ٹیسٹ شدہ عام سوئچنگ سرکٹس ہوتے ہیں، جن کو عملی طور پر ایڈجسٹمنٹ اور ٹیوننگ کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔
گھریلو ڈیزائن کے ساتھ کام کرتے وقت یا صنعتی آلات کی مرمت کرتے وقت، یاد رکھیں کہ سرکٹ کا حصہ ہمیشہ نیٹ ورک کی صلاحیت کے تحت رہے گا، اس لیے حفاظتی احتیاطی تدابیر پر عمل کرنا ضروری ہے۔
متعلقہ مضامین:
