موجودہ ریگولیٹرز: تعمیراتی ، کام کرنے اور ڈیزائن کی قسمیں

بالکل ایسے ہی حالات کی طرح جن میں ہمیں اپنے ڈیزائنوں میں وولٹیج کو کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے ، ایسے منظرنامے بھی موجود ہیں جہاں ہمیں اپنے موجودہ سرکٹ کے ایک خاص حصے میں سپلائی کی جارہی ہوئ کو ریگولیٹ کرنے کی ضرورت ہے۔ تبدیل کرنے کے برخلاف (ایک وولٹیج کی سطح سے دوسرے میں تبدیل ہونا) جو عام طور پر وولٹیج کے ضابطے کی ایک بڑی وجہ ہے ، موجودہ ضابطہ عام طور پر موجودہ کو برقرار رکھنے کے بارے میں ہوتا ہے ، چاہے بوجھ مزاحمت یا ان پٹ وولٹیج میں مختلف حالتوں سے قطع نظر۔ سرکٹس (مربوط یا نہیں) جو مستقل موجودہ سپلائی کے حصول کے لئے استعمال ہوتے ہیں انہیں (مستقل) کرنٹ ریگولیٹر کہتے ہیں اور وہ پاور الیکٹرانکس میں عام طور پر استعمال ہوتے ہیں۔

اگرچہ موجودہ ریگولیٹرز کو کئی برسوں میں متعدد ایپلیکیشنز میں شامل کیا گیا ہے جبکہ وہ حال ہی میں الیکٹرانکس ڈیزائن گفتگو میں سب سے مشہور موضوع نہیں ہیں۔ موجودہ درخواست دہندگان نے دیگر ایپلی کیشنز کے درمیان ایل ای ڈی لائٹنگ میں ان کی اہم درخواستوں کی وجہ سے اب ایک طرح کی ہر قسم کی حیثیت حاصل کرلی ہے۔

آج کے مضمون کے ل we ، ہم ان موجودہ ریگولیٹرز کو دیکھیں گے اور ان کے پیچھے موجود آپریٹنگ اصولوں ، ان کے ڈیزائن ، اقسام اور دوسروں کے درمیان درخواستوں کا جائزہ لیں گے ۔

موجودہ ریگولیٹر کا آپریشن اصول

موجودہ ریگولیٹر کا عمل وولٹیج ریگولیٹر سے ملتا جلتا ہے جس میں وہ اہم پیرامیٹر ہوتا ہے جس کے وہ ریگولیٹ کرتے ہیں اور اس مقدار میں جس کی وجہ سے وہ اپنی پیداوار کی فراہمی میں مختلف ہوتے ہیں۔ وولٹیج ریگولیٹرز میں ، مطلوبہ وولٹیج کی سطح کو حاصل کرنے کے لئے موجودہ میں مختلف ہوتی ہے ، جبکہ موجودہ ریگولیٹرز مطلوبہ موجودہ آؤٹ پٹ کو حاصل کرنے کے ل voltage عام طور پر وولٹیج / مزاحمت میں تغیر پاتے ہیں۔ اس طرح ، جبکہ یہ ممکن ہے ، عام طور پر سرکٹ میں ایک ہی وقت میں وولٹیج اور کرنٹ کو منظم کرنا مشکل ہے۔

موجودہ ریگولیٹرز کام کرنے کے لئے یہ سمجھنے کے لئے اوہم قانون پر ایک تیز نظر کی ضرورت ہے۔

V = IR یا I = V / R

اس کا مطلب یہ ہے کہ آؤٹ پٹ میں مستقل موجودہ بہاؤ کو برقرار رکھنے کے لئے ، ان دونوں خصوصیات (وولٹیج اور مزاحمت) کو سرکٹ میں مستقل رکھنا چاہئے یا اس طرح ایڈجسٹ کرنا چاہئے کہ جب کسی میں کوئی تبدیلی واقع ہو تو ، دوسرے کی قدر اسی کے مطابق برقرار رکھنے کے ل adj ایڈجسٹ کی جائے گی موجودہ پیداوار موجودہ. اسی طرح ، موجودہ ضابطے میں کسی سرکٹ میں وولٹیج یا مزاحمت میں ایڈجسٹمنٹ کرنا یا مزاحمت اور وولٹیج کی اقدار متصل بوجھ کی ضروریات / اثرات سے قطع نظر اس میں کوئی تبدیلی نہیں لانا شامل ہیں۔

موجودہ ریگولیٹر کام کرنا

موجودہ ریگولیٹر کس طرح کام کرتا ہے اس کی صحیح وضاحت کے لئے آئیے نیچے سرکٹ ڈایاگرام پر غور کریں۔

سرکٹ میں متغیر رزسٹر موجودہ ریگولیٹر کے اعمال کی نمائندگی کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ ہم فرض کریں گے کہ متغیر ریزٹر خودکار ہے اور خود اپنی مزاحمت کو خود بخود ایڈجسٹ کرسکتا ہے۔ جب سرکٹ سے چلتا ہے تو ، متغیر ریزٹر لوڈ مزاحمت یا وولٹیج کی فراہمی میں تغیر کی وجہ سے موجودہ میں ہونے والی تبدیلیوں کی تلافی کے لئے اپنی مزاحمت کو ایڈجسٹ کرتا ہے۔ بجلی کے بنیادی طبقے سے ، آپ کو یہ یاد رکھنا چاہئے کہ جب بوجھ ، جو بنیادی طور پر مزاحمت (+ اہلیت / انڈکٹانس) میں اضافہ ہوتا ہے تو ، موجودہ میں ایک مؤثر ڈراپ کا تجربہ ہوتا ہے اور اس کے برعکس ہوتا ہے۔ اس طرح جب موجودہ ڈراپ کی بجائے سرکٹ میں بوجھ (مزاحمت میں اضافہ) بڑھ جاتا ہے تو ، متغیر ریزٹر بڑھتی ہوئی مزاحمت کی تلافی کرنے اور اسی موجودہ بہاؤ کو یقینی بنانے کے ل its اپنی مزاحمت کو کم کرتا ہے۔ اسی طرح ، جب بوجھ کی مزاحمت کم ہوتی ہے ،متغیر مزاحمت اس کمی کو پورا کرنے کے ل its اپنی مزاحمت کو بڑھاتا ہے ، اس طرح موجودہ پیداوار کو برقرار رکھتا ہے۔

موجودہ قواعد میں ایک اور نقطہ نظر یہ ہے کہ اس طرح کے بوجھ کے متوازی طور پر ایک اعلی ہائی ریزٹر کو جوڑنا ہے ، بنیادی بجلی کے قوانین کے مطابق ، موجودہ کم سے کم مزاحمت والے راستے سے گزرے گا جو اس معاملے میں صرف بوجھ کے ذریعے ہوگا۔ اعلی قدر والے ریزسٹر کے ذریعہ بہنے والی موجودہ کی ایک "نہ ہونے کے برابر" مقدار۔

ان مختلف حالتوں سے وولٹیج پر بھی اثر پڑتا ہے کیونکہ کچھ موجودہ ریگولیٹرز وولٹیج کو مختلف کرکے آؤٹ پٹ پر موجودہ کو برقرار رکھتے ہیں۔ اس طرح ، وولٹیج کو اسی پیداوار میں ریگولیٹ کرنا تقریبا ناممکن ہے جہاں کرنٹ ریگولیٹ کیا جارہا ہے۔

موجودہ ریگولیٹرز ڈیزائن

موجودہ ریگولیٹرز عام طور پر MAX1818 اور LM317 جیسے IC پر مبنی وولٹیج ریگولیٹرز کا استعمال کرتے ہوئے یا جیلیبیئن غیر فعال اور فعال اجزا جیسے ٹرانجسٹروں اور زینر ڈایڈس کے استعمال سے لاگو ہوتے ہیں۔

وولٹیج ریگولیٹرز کا استعمال کرتے ہوئے موجودہ ریگولیٹرز کو ڈیزائن کرنا

آئی سی پر مبنی وولٹیج ریگولیٹر کا استعمال کرتے ہوئے موجودہ ریگولیٹرز کے ڈیزائن کے ل the ، اس تکنیک میں عام طور پر مستقل بوجھ مزاحمت کے ل have وولٹیج ریگولیٹرز قائم کرنا شامل ہوتا ہے اور لکیری وولٹیج ریگولیٹرز عام طور پر استعمال ہوتے ہیں کیونکہ ، لکیری ریگولیٹرز کی پیداوار اور ان کی زمین کے درمیان وولٹیج عام طور پر مضبوطی سے ہوتا ہے۔ ریگولیٹڈ ، جیسے ، ٹرمینلز کے مابین ایک فکسڈ ریزسٹر داخل کیا جاسکتا ہے تاکہ ایک مقررہ موجودہ بوجھ میں بہہ جائے۔ اس پر مبنی ڈیزائن کی ایک عمدہ مثال ای ڈی این کی ایک اشاعت میں شائع ہوئی تھی جو سن 2016 میں بجڈ انگ نے کی تھی۔

سرکٹ کا استعمال کرتے ہوئے LDO لکیری ریگولیٹر MAX1818 کا استعمال کرتے ہیں تاکہ اعلی طرف کی مستقل موجودہ ریگولیٹ سپلائی کی جاسکے ۔ سپلائی (اوپر کی شبیہہ میں دکھائی گئی) اس طرح ڈیزائن کی گئی تھی کہ اس میں مستقل کرنٹ کے ساتھ روڈ کھل جاتا ہے ، جو I = 1.5V / ROUT کے برابر ہے۔ جہاں 1.5V MAX1818 کا پیش سیٹ آؤٹ پٹ وولٹیج ہے لیکن اسے بیرونی مزاحم تقسیم کرنے والا استعمال کرکے تبدیل کیا جاسکتا ہے۔

ڈیزائن کی زیادہ سے زیادہ کارکردگی کو یقینی بنانے کے لئے ، MAX1818 کے ان پٹ ٹرمینل میں وولٹیج کا حجم 2.5V تک ہونا چاہئے اور 5.5v سے زیادہ نہیں ہونا چاہئے کیونکہ یہ ڈیٹاشیٹ کے ذریعہ مقرر کردہ آپریٹنگ رینج ہے۔ اس شرط کو پورا کرنے کے لئے ، ایک ایسی روٹ ویلیو کا انتخاب کریں جو INV اور GND کے درمیان 2.5V سے 5.5V کی سہولت دے۔ مثال کے طور پر جب 5V VCC کے ساتھ 100Ω کا کہنا ہے تو ، آلہ 60 RO سے اوپر ROUT کے ساتھ مناسب طریقے سے کام کرتا ہے کیونکہ قدر زیادہ سے زیادہ 1.5V / 60Ω = 25mA کی قابل پروگرام موجودہ کی اجازت دیتا ہے۔ اس کے بعد پورے آلہ میں وولٹیج کی اجازت کم سے کم: 5V - (25mA × 100Ω) = 2.5V ہے۔

LM317 جیسے دوسرے لکیری ریگولیٹرز بھی اسی طرح کے ڈیزائن کے عمل میں استعمال ہوسکتے ہیں لیکن ایک بہت بڑا فائدہ یہ ہے کہ MAX1818 جیسے آئی سی کو دوسروں سے زیادہ فائدہ ہوتا ہے وہ یہ ہے کہ وہ تھرمل شٹ ڈاؤن کو شامل کرتے ہیں جو درجہ حرارت کے درجہ حرارت کی حیثیت سے موجودہ ریگولیشن میں بہت اہم ثابت ہوسکتا ہے۔ اعلی موجودہ ضروریات کے ساتھ بوجھ جڑ جانے پر آئی سی گرم ہوجاتا ہے۔

کے LM317 مبنی موجودہ ریگولیٹر ، ذیل سرکٹ پر غور؛

LM317s کو اس طرح سے ڈیزائن کیا گیا ہے کہ ریگولیٹر اس وولٹیج کو ایڈجسٹ کرتا رہتا ہے جب تک کہ اس کے آؤٹ پٹ پن اور اس کے ایڈجسٹمنٹ پن کے درمیان وولٹیج 1.25v پر نہ ہو اور جب کہ وولٹیج ریگولیٹر کی صورتحال میں عمل درآمد کرتے وقت عام طور پر اس طرح کا ڈیوائڈر استعمال ہوتا ہے۔ لیکن موجودہ ریگولیٹر کی حیثیت سے ہمارے استعمال کے معاملے میں ، یہ دراصل ہمارے لئے چیزوں کو انتہائی آسان بنا دیتا ہے کیونکہ ، چونکہ وولٹیج مستحکم ہے ، ہمیں موجودہ مستقل بنانے کے لئے بس اتنا کرنا ہے کہ وہ ووٹ اور اے ڈی جے پن کے درمیان سیریز میں ایک ریزسٹر ڈالیں۔ جیسا کہ اوپر سرکٹ میں دکھایا گیا ہے۔ اس طرح ، ہم آؤٹ پٹ کو موجودہ قیمت کو ایک مقررہ قیمت پر سیٹ کرنے کے اہل ہیں جو دیئے گئے ہیں۔

I = 1.25 / R

آؤٹ پٹ کی موجودہ قیمت کا تعی factorن کرنے والا R کی قدر کے ساتھ۔

ایک متغیر موجودہ ریگولیٹر بنانے کے ل we ، ہمیں صرف ایک اور ریزسٹر کے ساتھ سرکٹ میں ایک متغیر رزسٹر کو شامل کرنے کی ضرورت ہے جیسا کہ نیچے کی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

سرکٹ کا آپریشن پچھلے ایک جیسا ہی ہے جس کے فرق سے یہ ہے کہ موجودہ صلاحیت کو پوٹینومیٹر کی نوک موڑ کر سرکٹ میں ایڈجسٹ کیا جاسکتا ہے تاکہ مزاحمت کو مختلف بنایا جاسکے ۔ آر بھر میں وولٹیج دے رہا ہے؛

V = (1 + R1 / R2) x 1.25

اس کا مطلب یہ ہے کہ موجودہ آر پار موجودہ کے ذریعہ دیا گیا ہے۔

I _R = (1.25 / R) x (1+ R1 / R2)

اس سے سرکٹ I = 1.25 / R اور (1.25 / R) x (1 + R1 / R2) کی موجودہ رینج دیتی ہے۔

سیٹ موجودہ پر منحصر ہے؛ یقینی بنائیں کہ ریزٹر آر کی واٹ کی درجہ بندی موجودہ کی مقدار کا مقابلہ کر سکتی ہے جو اس میں سے گزرے گی۔

موجودہ ریگولیٹر کے بطور LDO استعمال کرنے کے فوائد اور نقصانات

لکیری وولٹیج ریگولیٹر نقطہ نظر کو منتخب کرنے کے لئے ذیل میں کچھ فوائد ہیں ۔

ریگولیٹر آئی سی میں درجہ حرارت کے تحفظ کے لporate شامل ہیں جو اس وقت کام آسکتا ہے جب ضرورت سے زیادہ حالیہ ضرورتوں کے بوجھ منسلک ہوجائیں۔
ریگولیٹر آئی سی میں بڑے ان پٹ وولٹیج کے ل. زیادہ رواداری ہے اور بہت حد تک اعلی طاقت کی کھپت کی حمایت کرتے ہیں۔
ریگولیٹر آئی سی کے نقطہ نظر میں بہت سارے معاملات میں صرف کچھ مزاحم کاروں کے اضافے کے ساتھ تھوڑی مقدار میں اجزاء کا استعمال شامل ہوتا ہے سوائے ان معاملات کے جہاں زیادہ دھاروں کی ضرورت ہوتی ہے اور بجلی کے ٹرانجسٹر جڑے ہوئے ہیں۔ اس کا مطلب ہے کہ آپ وولٹیج اور حالیہ قواعد و ضوابط کے لئے ایک ہی آئی سی استعمال کرسکتے ہیں۔
اجزاء کی تعداد میں کمی کا مطلب عمل درآمد لاگت اور ڈیزائن وقت میں کمی ہے۔

نقصانات:

پلٹائیں طرف ، ریگولیٹر آئی سی کے نقطہ نظر کے تحت بیان کردہ ترتیبات ریگولیٹر سے بوجھ میں ریگولیٹ آؤٹ پٹ وولٹیج کے علاوہ پرسکونٹ کرنٹ کے بہاؤ کی بھی اجازت دیتی ہیں ۔ اس میں ایک ایسی غلطی متعارف کروائی گئی ہے جو کچھ خاص درخواستوں میں جائز نہیں ہوسکتی ہے۔ تاہم ، بہت کم خاموش موجودہ کے ساتھ ایک ریگولیٹر کا انتخاب کرکے اس کو کم کیا جاسکتا ہے۔

ریگولیٹر آئی سی کے نقطہ نظر کا ایک اور منفی پہلو ڈیزائن میں لچک کا فقدان ہے۔

وولٹیج ریگولیٹر آئی سی کے استعمال کے ساتھ ساتھ ، موجودہ ریگولیٹرز جیلیبین حصوں کا استعمال کرتے ہوئے بھی ڈیزائن کرسکتے ہیں جن میں ٹرانجسٹر ، اوپیامپ ، اور ضروری ریزٹرز کے ساتھ زینر ڈایڈ شامل ہیں۔ زنر ڈایڈڈ کو سرکٹ میں شاید برینر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے گویا آپ کو یاد ہے کہ زینر ڈایڈٹ وولٹیج کے ضابطے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ ان حصوں کو استعمال کرنے والے موجودہ ریگولیٹر کا ڈیزائن سب سے زیادہ لچکدار ہے کیونکہ عام طور پر موجودہ سرکٹس میں انضمام کرنا آسان ہوتا ہے۔

ٹرانجسٹروں کا استعمال کرتے ہوئے موجودہ ریگولیٹر

ہم اس سیکشن کے تحت دو ڈیزائنوں پر غور کریں گے۔ پہلے میں صرف ٹرانجسٹروں کے استعمال کی خصوصیت ہوگی جبکہ دوسرے میں آپریشنل امپلیفائر اور پاور ٹرانجسٹر کا مرکب پیش کیا جائے گا ۔

ٹرانجسٹروں والے والے کے ل below ، نیچے والے سرکٹ پر غور کریں۔

موجودہ سرجری میں بیان کردہ موجودہ ریگولیٹر ایک موجودہ آسان ریگولیٹر ڈیزائن ہے۔ یہ ایک کم سائیڈ موجودہ ریگولیٹر ہے ۔ میں نے زمین سے پہلے بوجھ کے بعد رابطہ قائم کیا۔ یہ تین اہم اجزاء پر مشتمل ہے۔ ایک کنٹرول ٹرانجسٹر (2N5551) ، پاور ٹرانجسٹر (TIP41) اور ایک مستشار مزاحم (R)۔شینٹ ، جو بنیادی طور پر ایک کم قیمت کا مزاحم ہے ، بوجھ سے بہنے والے موجودہ پیمائش کے ل is استعمال ہوتا ہے۔ جب سرکٹ آن ہوتا ہے تو ، شور کے پار ایک وولٹیج ڈراپ نوٹ کیا جاتا ہے۔ بوجھ کے مزاحمت RL کی قیمت جتنا زیادہ ہوگی اس سے زیادہ وولٹیج ڈراپ ختم ہوجائے گا۔ شینٹ کے پار وولٹیج ڈراپ کنٹرول ٹرانجسٹر کے محرک کے طور پر کام کرتا ہے جس طرح اس شورٹ کے پار وولٹیج کا ڈراپ جتنا زیادہ ہوتا ہے ، اتنا ہی ٹرانجسٹر طاقت ٹرانجسٹر کی بنیاد پر لگائے جانے والا تعصب وولٹیج کو منظم کرتا ہے اور اس سے نقل و حمل کو بڑھا یا کم کرتا ہے۔ تعص resب مزاحم کی حیثیت سے کام کرنے والا ریزٹر۔

بالکل اسی طرح دوسرے سرکٹس کی طرح ، قابو پانے والے ریزسٹر کے متوازی طور پر کنٹرول ٹرانجسٹر کی بنیاد پر لگائے جانے والے وولٹیج کی مقدار میں مختلف قسم کے ذریعہ ایک متغیر ریزٹر شامل کیا جاسکتا ہے۔

آپ-امپ کا استعمال کرتے ہوئے موجودہ ریگولیٹر

دوسرے ڈیزائن کے راستے کے لئے ، نیچے سرکٹ پر غور کریں؛

یہ سرکٹ ایک آپریشن یمپلیفائر پر مبنی ہے ، اور جیسے ٹرانجسٹر کے ساتھ مثال کے طور پر ، یہ موجودہ سینسنگ کے لئے بھی ایک شینٹ ریزسٹر استعمال کرتا ہے۔ شینٹ کے پار وولٹیج ڈراپ کو آپریشنل یمپلیفائر میں کھلایا جاتا ہے جس کے بعد اس کا موازنہ زینر ڈایڈڈ زیڈ ڈی 1 کے ذریعہ ریفرنس وولٹیج سے کیا جاتا ہے۔ اوپی امپ اس کے آؤٹ پٹ وولٹیج کو ایڈجسٹ کرکے دو ان پٹ وولٹیج میں کسی قسم کی تضادات (اعلی یا کم) کی تلافی کرتا ہے۔ آپریشنل یمپلیفائر کا آؤٹ پٹ وولٹیج ایک اعلی طاقت ایف ای ٹی سے منسلک ہوتا ہے اور اس کا اطلاق قابل عمل وولٹیج کی بنیاد پر ہوتا ہے۔

اس ڈیزائن اور پہلے ایک کے مابین بڑا فرق زینر ڈایڈڈ کے ذریعہ نافذ کردہ ریفرنس وولٹیج ہے۔ یہ دونوں ڈیزائن لکیری ہیں اور زیادہ بوجھ پر گرمی کی بہت زیادہ مقدار پیدا ہوگی جیسے کہ گرمی کو ختم کرنے کے ل heat گرمی کے ڈوب کو ان کے ساتھ جوڑا جائے۔

فائدہ اور نقصان

اس ڈیزائن کے نقطہ نظر کا سب سے بڑا فائدہ وہ لچک ہے جو یہ ڈیزائنر کو فراہم کرتا ہے۔ حصوں کو منتخب کیا جاسکتا ہے اور ڈیزائن کو اندرونی سرکٹری سے وابستہ کسی بھی حدود کے بغیر چکھنے کے ل config ترتیب دیا گیا ہے جو ریگولیٹر آئی سی پر مبنی نقطہ نظر کی خصوصیت رکھتا ہے۔

دوسری طرف ، اس نقطہ نظر کو زیادہ تکلیف دہ ، وقت لگتا ہے ، زیادہ حصوں کی ضرورت ہوتی ہے ، بھاری ، ناکام ہونے کا امکان ، اور زیادہ مہنگا ہوتا ہے جب ریگولیٹر پر مبنی آای سی نقطہ نظر سے موازنہ کیا جاتا ہے۔

موجودہ ریگولیٹرز کا اطلاق

مستقل موجودہ ریگولیٹرز بجلی کی فراہمی سرکٹس سے لے کر ، بیٹری چارجنگ سرکٹس ، ایل ای ڈی ڈرائیوروں اور دیگر ایپلی کیشنز تک ہر طرح کے ڈیوائسز میں ایپلی کیشنز تلاش کرتے ہیں جہاں لاگو بوجھ سے قطع نظر ایک مقررہ موجودہ کی ضرورت ہے۔

یہ اس مضمون کے لئے ہے! امید ہے کہ آپ نے ایک یا دو چیزیں سیکھی ہیں۔

اگلی بار تک!