فلائی بیک کنورٹر سرکٹ

الیکٹرانکس میں ، ایک ریگولیٹر ایک ایسا آلہ یا طریقہ کار ہوتا ہے جو بجلی کے آؤٹ پٹ کو مستقل طور پر کنٹرول کرسکتا ہے۔ بجلی کی فراہمی کے ڈومین میں طرح طرح کے ریگولیٹرز دستیاب ہیں۔ لیکن بنیادی طور پر ، ڈی سی سے ڈی سی تبادلوں کی صورت میں ، دو قسم کے ریگولیٹرز دستیاب ہیں: لکیری یا سوئچنگ ۔

ایک لکیری ریگولیٹر مزاحمتی وولٹیج ڈراپ کا استعمال کرکے آؤٹ پٹ کو منظم کرتا ہے۔ اس کی وجہ سے لکیری ریگولیٹرز کم کارکردگی مہیا کرتے ہیں اور حرارت کی شکل میں طاقت سے محروم ہوجاتے ہیں۔ سوئچنگ ریگولیٹر استعمال انڈکٹر ڈایڈڈ، اور پیداوار کے لئے اس کے ذریعہ سے کی منتقلی کی توانائی کے لئے ایک بجلی کے سوئچ.

سوئچنگ ریگولیٹر کی اقسام

تین قسم کے سوئچنگ ریگولیٹرز دستیاب ہیں۔

1. مرحلہ اپ کنورٹر (فروغ دینے والا ریگولیٹر)

2. مرحلہ سے نیچے کنورٹر (ہرن ریگولیٹر)

3. فلائی بیک کنورٹر (الگ تھلگ ریگولیٹر)

ہم نے پہلے ہی بوسٹ ریگولیٹر اور بک ریگولیٹر سرکٹ کی وضاحت کی ہے۔ اس ٹیوٹوریل میں ، ہم فلائی بیک ریگولیٹر سرکٹ کو بیان کریں گے ۔

ہرن اور فروغ ریگولیٹر کے درمیان فرق انڈکٹر ڈایڈڈ کی جگہ کا تعین کرنے کے ہرن کے ریگولیٹر میں ہے اور سوئچنگ سرکٹ فروغ ریگولیٹر سے مختلف ہے. نیز ، بوسٹر ریگولیٹر کی صورت میں آؤٹ پٹ وولٹیج ان پٹ وولٹیج سے زیادہ ہے ، لیکن ہرن ریگولیٹر میں ، آؤٹ پٹ وولٹیج ان پٹ وولٹیج سے کم ہوگا۔ ایس ایم پی ایس میں استعمال ہونے والی سب سے زیادہ استعمال شدہ بنیادی ٹوپولوجی میں سے ایک بکس ٹاپولوجی یا بکس کنورٹر ہے ۔ یہ ایک مقبول انتخاب ہے جہاں ہمیں اعلی وولٹیج کو کم آؤٹ پٹ وولٹیج میں تبدیل کرنے کی ضرورت ہے۔

ان ریگولیٹرز کے علاوہ ، ایک اور ریگولیٹر موجود ہے جو تمام ڈیزائنرز میں مقبول انتخاب ہے ، جو فلائی بیک ریگولیٹر یا فلائی بیک کنورٹر ہے ۔ یہ ایک ورسٹائل ٹوپولوجی ہے جس میں استعمال کیا جاسکتا ہے جہاں ایک ہی آؤٹ پٹ سپلائی سے ایک سے زیادہ آؤٹ پٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ صرف یہی نہیں ، ایک فلائ بیک بیک ٹوپولوجی ڈیزائنر کو بیک وقت آؤٹ پٹ کی قطبی صلاحیت کو تبدیل کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ مثال کے طور پر ، ہم ایک کنورٹر ماڈیول سے + 5V ، + 9V اور -9V آؤٹ پٹ تشکیل دے سکتے ہیں۔ تبادلوں کی کارکردگی دونوں ہی معاملات میں زیادہ ہے۔

فلائی بیک کنورٹر میں ایک اور چیز ان پٹ اور آؤٹ پٹ دونوں میں برقی تنہائی ہے۔ ہمیں تنہائی کی کیوں ضرورت ہے؟ کچھ خاص معاملات میں ، بجلی کے شور کو کم سے کم کرنے ، اور حفاظت سے متعلق آپریشنوں کے ل we ، ہمیں ایک الگ تھلگ آپریشن کی ضرورت ہے ، جہاں ان پٹ ذریعہ آؤٹ پٹ سورس سے مکمل طور پر الگ تھلگ ہے۔ آئیے بنیادی واحد آؤٹ پٹ فلائ بیک آپریشن کو تلاش کریں۔

فلائ بیک کنورٹر کا سرکٹری آپریشن

اگر ہم نیچے دی گئی شبیہ کی طرح بنیادی واحد آؤٹ پٹ فلائ بیک بیک ڈیزائن دیکھیں تو ہم بنیادی بنیادی اجزاء کی شناخت کریں گے جن کو بنانے کے لئے ضروری ہے۔

ایک بنیادی فلائ بیک بیک کنورٹر کے لئے سوئچ کی ضرورت ہوتی ہے ، جو ایف ای ٹی یا ٹرانجسٹر ، ٹرانسفارمر ، آؤٹ پٹ ڈایڈڈ ، کیپسیسیٹر ہوسکتا ہے۔

اہم چیز ٹرانسفارمر ہے ۔ ہمیں اصل سرکٹری آپریشن کو سمجھنے سے پہلے ٹرانسفارمر کے مناسب کام کو سمجھنے کی ضرورت ہے۔

ٹرانسفارمر کم سے کم دو انڈکٹرز پر مشتمل ہوتا ہے ، جسے ثانوی اور پرائمری کنڈلی کہا جاتا ہے ، ایک کنڈلی میں سمیٹ دیا جس کے درمیان ایک کور ہوتا ہے۔ بنیادی بہاؤ کی کثافت کا تعین کرتا ہے جو ایک سمت سے دوسری سمت بجلی سے منتقل کرنے کے لئے ایک اہم پیرامیٹر ہے۔ ایک اور سب سے اہم چیز ٹرانسفارمر فاسنگ ، ابتدائی اور ثانوی سمت میں دکھائے جانے والے نقطوں کی ہے۔

نیز ، جیسا کہ ہم دیکھ سکتے ہیں ، ایک PWM سگنل ٹرانجسٹر سوئچ کے پار جڑا ہوا ہے۔ یہ سوئچ کے آف کرنے اور بند کرنے کی فریکوئینسی کی وجہ سے ہے۔ پی ڈبلیو ایم کا مطلب پلس چوڑائی ماڈلن تکنیک ہے۔

فلائی بیک ریگولیٹر میں ، دو سرکٹری آپریشن ہوتے ہیں ، ایک ہے سوئچ آن فیز جب ٹرانسفارمر کا بنیادی سمیٹ چارج ہوجاتا ہے ، اور دوسرا سوئچ آف ہوتا ہے یا ٹرانسفارمر کا تبادلہ مرحلہ ہوتا ہے جب برقی توانائی پرائمری سے سیکنڈری میں منتقل ہوجاتی ہے۔ آخر میں بوجھ.

اگر ہم فرض کریں کہ ایک لمبے عرصے سے سوئچ کو بند کردیا گیا ہے تو ، سرکٹ میں موجودہ 0 ہے اور وہاں کوئی وولٹیج موجود نہیں ہے۔

اس صورتحال میں ، اگر سوئچ کو آن کیا گیا ہے ، تو موجودہ میں اضافہ ہوگا اور انڈکٹر ایک وولٹیج ڈراپ پیدا کرے گا ، جو ڈاٹ منفی ہے کیوں کہ وولٹیج بنیادی نقطہ اختتام پر زیادہ منفی ہے۔ اس صورتحال کے دوران ، کور میں پیدا ہونے والے بہاؤ کی وجہ سے توانائی ثانوی حصے میں جاتی ہے۔ ثانوی کنڈلی پر ، ایک ہی ولٹیج میں ولٹیج پیدا ہوتا ہے لیکن وولٹیج سیکنڈری سے پرائمری کنڈلی موڑ تناسب کے ساتھ براہ راست متناسب ہوتا ہے۔ ڈاٹ منفی وولٹیج کی وجہ سے ، ڈایڈڈ آف ہو جاتا ہے اور سیکنڈری میں کوئی موجودہ نہ چل پائے گا۔ اگر سابقہ ​​سوئچ آف آف آن سائیکل میں کیپسیسیٹر سے چارج کیا گیا تھا تو ، آؤٹ پٹ کیپسیسیٹر صرف آؤٹ پٹ کو بوجھ میں فراہم کرے گا۔

اگلے ہی مرحلے پر ، جب سوئچ آف ہوجاتا ہے ، تو بنیادی میں موجودہ بہاؤ کم ہوجاتا ہے اور اس طرح ثانوی نقطہ اختتام کو زیادہ مثبت بناتا ہے۔ پچھلے سوئچ آن اسٹیج کی طرح ہی ، پرائمری وولٹیج قطبیہ بھی ثانوی پر ایک ہی قطبیت پیدا کرتی ہے ، جبکہ ثانوی وولٹیج بنیادی اور ثانوی سمیing تناسب کے متناسب ہے۔ ڈاٹ مثبت اختتام کی وجہ سے ، ڈایڈڈ آن ہو جاتا ہے اور ٹرانسفارمر کا ثانوی انڈکٹر آؤٹ پٹ کیپاکیٹر اور بوجھ کو موجودہ فراہم کرتا ہے۔ اوپی سائیکل میں کاپاکیٹر کا چارج ختم ہوگیا ، اب اسے دوبارہ بھر دیا گیا ہے اور سوئچ آن وقت کے دوران بوجھ کو موجودہ چارج فراہم کرنے کا اہل ہے۔

پورے سوئچ آن اور آف سائیکل میں ، آؤٹ پٹ پاور سورس کو ان پٹ پاور سپلائی کے مابین کوئی برقی رابطے موجود نہیں تھے۔ اس طرح ، ٹرانسفارمر ان پٹ اور آؤٹ پٹ کو الگ کرتا ہے۔

سوئچ کے آن اور آف ٹائمنگ کے لحاظ سے آپریشن کے دو طریقے ہیں ۔ فلائی بیک کنورٹر مسلسل موڈ یا متضاد وضع میں کام کرسکتا ہے ۔

میں مسلسل موڈ ، پرائمری چارج کرنے سے پہلے، موجودہ زیرو، سائیکل دہرانے کو جاتا ہے. دوسری طرف ، اچھ.ا موڈ میں ، اگلا سائیکل تب ہی شروع ہوتا ہے جب بنیادی انڈکٹیکٹر موجودہ صفر تک جائے۔

کارکردگی

اب ، اگر ہم کارکردگی کی جانچ کریں تو ، جو ان پٹ پاور میں آؤٹ پٹ کا تناسب ہے:

(پاؤٹ / پن) x 100٪

چونکہ توانائی پیدا نہیں کی جاسکتی ہے اور نہ ہی اسے تباہ کیا جاسکتا ہے ، لہذا اسے صرف تبدیل کیا جاسکتا ہے ، بیشتر برقی توانائیاں غیر استعمال شدہ طاقتوں کو گرمی میں ڈھیل دیتی ہیں۔ نیز عملی میدان میں کوئی مثالی صورتحال نہیں ہے۔ وولٹیج ریگولیٹرز کے انتخاب کے لئے استعداد ایک بہت بڑا عنصر ہے۔

سوئچنگ ریگولیٹر کے ل power بجلی میں ہونے والے اہم عوامل میں سے ایک ڈایڈڈ ہے۔ موجودہ (VF Xi) کے ذریعہ فارورڈ وولٹیج ڈراپ ضرب غیر استعمال شدہ واٹج ہے جو گرمی میں تبدیل ہوجاتا ہے اور سوئچنگ ریگولیٹر سرکٹ کی کارکردگی کو کم کرتا ہے۔ نیز یہ کہ تھرمل / ہیٹ مینجمنٹ ٹیکنیکس کے لئے سرکٹری کی اضافی قیمت ہے جیسے ہیٹ سنک کا استعمال کرنا ، یا مداحوں کو گرمی سے سرکٹری ٹھنڈا کرنے کے ل.۔ نہ صرف فارورڈ وولٹیج ڈراپ ، بلکہ سلیکن ڈایڈس کے لئے الٹ وصولی بھی غیر ضروری بجلی کی کمی اور مجموعی کارکردگی میں کمی پیدا کرتی ہے۔

معیاری بحالی ڈایڈڈ سے بچنے کا ایک بہتر طریقہ یہ ہے کہ اس میں شوٹکی ڈائیڈس کا استعمال کیا جائے جس میں کم فارورڈ وولٹیج ڈراپ اور بہتر ریورس وصولی ہو۔ ایک اور پہلو میں ، سوئچ کو جدید MOSFET ڈیزائن میں تبدیل کردیا گیا ہے جہاں ایک کمپیکٹ اور چھوٹے پیکیج میں کارکردگی کو بہتر بنایا گیا ہے۔

اس حقیقت کے باوجود کہ سوئچنگ ریگولیٹرز میں اعلی کارکردگی ، اسٹیشنری ڈیزائن ٹیکنک ، چھوٹا جزو ہے ، وہ لکیری ریگولیٹر کے مقابلے میں شور مچاتے ہیں لیکن پھر بھی وہ بڑے پیمانے پر مقبول ہیں۔

مثال کے طور پر LM5160 کا استعمال کرتے ہوئے فلائ بیک کنورٹر کا ڈیزائن

ہم ٹیکساس آلات سے فلائی بیک ٹوپولوجی استعمال کریں گے۔ سرکٹ ڈیٹاشیٹ میں دستیاب ہوسکتی ہے۔

LM5160 خصوصیات- مندرجہ ذیل پر مشتمل ہوتا ہے

• وسیع 4.5V سے 65V ان پٹ وولٹیج کی حد
• انٹیگریٹڈ ہائی سائیڈ اور لو سائیڈ سوئچز
  • کوئی بیرونی سلوٹکی ڈایڈڈ کی ضرورت نہیں ہے
• 2-ایک زیادہ سے زیادہ بوجھ موجودہ
• انکولی مستقل آن ٹائم کنٹرول
  • بیرونی لوپ معاوضہ نہیں
  • فاسٹ عارضی جواب
• زبردستی PWM یا DCM آپریشن کا انتخاب کریں
  • ایف پی ڈبلیو ایم ملٹی آؤٹ پٹ فلائی بک کی حمایت کرتا ہے
• تقریبا مسلسل سوئچنگ تعدد
  • 1 میگا ہرٹز تک مزاحم ایڈجسٹ
• پروگرام نرم آغاز کا وقت
• پری بیسڈ اسٹارٹ اپ
• ± 1٪ رائے وولٹیج حوالہ
• LM5160A بیرونی وی سی سی تعصب کی اجازت دیتا ہے
• مضبوط ڈیزائن کے لئے موروثی تحفظ کی خصوصیات
  • چوٹی موجودہ محدود تحفظ
  • سایڈست ان پٹ یوویلو اور ہسٹریسیس
  • وی سی سی اور گیٹ ڈرائیو یووی ایل او پروٹیکشن
  • ہسٹریسیس کے ساتھ تھرمل شٹ ڈاؤن پروٹیکشن
• WEBENCH® پاور ڈیزائنر کے ساتھ LM5160A کا استعمال کرتے ہوئے اپنی مرضی کے مطابق ڈیزائن بنائیں

یہ ان پٹ کے بطور 4.5V سے 70V تک وسیع ان پٹ وولٹیج کی حد کی حمایت کرتا ہے اور موجودہ موجودہ 2A فراہم کرتا ہے۔ ہم زبردستی پی ڈبلیو ایم یا ڈی سی ایم آپریشن بھی منتخب کرسکتے ہیں۔

LM5160 کا پن آؤٹ

آئی سی ڈی آئی پی پیکیج پر دستیاب نہیں ہے اور نہ ہی آسان سولڈر ایبل ورژن ہے ، اگرچہ یہ ایک مسئلہ ہے لیکن آئی سی پی سی بی کی کافی جگہ بچاتا ہے اور ساتھ ہی پی سی بی ہیٹ سنک سے زیادہ تھرمل کارکردگی بھی بچاتا ہے۔ مذکورہ تصویر میں پن آریھام دکھایا گیا ہے۔

مطلق زیادہ سے زیادہ درجہ بندی

ہمیں آئی سی کی مطلق زیادہ سے زیادہ درجہ بندی کے بارے میں محتاط رہنے کی ضرورت ہے۔

ایس ایس اور ایف بی پن میں کم وولٹیج رواداری ہے۔

فلائی بیک کنورٹر سرکٹ ڈایاگرام اور کام کرنا

اس LM5160 کا استعمال کرتے ہوئے ہم ایک 12V الگ تھلگ بجلی کی فراہمی کا تخفیف کریں گے جو مندرجہ ذیل قیاس پر مبنی ہے۔ ہم نے سرکٹ کا انتخاب کیا کیونکہ ہر چیز ڈویلپر کی ویب سائٹ میں دستیاب ہے۔

اسکیمیٹک بہت سارے اجزاء استعمال کرتا ہے لیکن اس کو سمجھنا پیچیدہ نہیں ہے۔ ان پٹ پر موجود C6 ، C7 ، اور C8 ان پٹ سپلائی کے فلٹریشن کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔ جبکہ R6 اور R10 انڈر وولٹیج لاک آؤٹ سے متعلق مقاصد کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ R7 ریزسٹر وقت سے متعلق مقصد کے لئے ہے۔ یہ پن ایک سادہ ریزسٹر کا استعمال کرتے ہوئے قابل پروگرام ہے۔ ایس ایس پن کے ساتھ جڑا ہوا C13 کاپاکیسیٹر ایک نرم آغاز والا کپیسیٹر ہے۔ AGND (ینالاگ گراؤنڈ) اور PGND (پاور گراؤنڈ) اور پی اے ڈی سپلائی GND کے ساتھ جڑا ہوا ہے۔ دائیں طرف ، C5 ، 0.01 uF کاپاکیسیٹر ایک بوٹسٹریپ کیپسیسیٹر ہے جو گیٹ ڈرائیور کے تعصب کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ R4 ، C4 اور C9 لہر فلٹر ہیں جہاں R8 اور R9 LM5160 کے فیڈ بیک پن کو آراء وولٹیج فراہم کرتے ہیں۔ یہ دو ریزسٹرس راشن آؤٹ پٹ وولٹیج کا تعین کرتے ہیں۔ C10 اور C11 بنیادی غیر الگ تھلگ آؤٹ پٹ فلٹریشن کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔

ایک اہم جز T1 ہے۔ یہ پریمیئر اور سیکنڈری ، دونوں طرف 60uH انڈکٹر کے ساتھ ایک جوڑا انڈکٹر ہے۔ ہم مندرجہ ذیل تفصیلات کے ساتھ کسی دوسرے جوڑے ہوئے انڈکٹر یا سیپک انڈکٹر کا انتخاب کرسکتے ہیں۔

1. تناسب ایس ای سی بدل جاتا ہے: پی آر آئی = 1.5: 1
2. شامل کرنا = 60uH
3. سنترپتی موجودہ = 840mA
4. DC مزاحمت ابتدائی = 0.071 اوہس
5. DC مزاحمت سیکنڈری = 0.211 اوہس
6. فریک = 150 کلو ہرٹز

C3 EMI استحکام کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ ڈی 1 فارورڈ ڈایڈ ہے جو آؤٹ پٹ کو تبدیل کرتا ہے اور سی 1 ، سی 2 فلٹر کیپس ہیں ، آر 2 کم از کم بوجھ ہے جس کی شروعات کے لئے ضروری ہے۔

وہ لوگ جو اپنی مرضی کے مطابق تفصیلات کے ل the بجلی کی فراہمی کرنا چاہتے ہیں اور قیمت کا حساب لگانا چاہتے ہیں ، صنعت کار بہترین ایکسل ٹول مہیا کرتا ہے جہاں آپ محض اعداد و شمار ڈالتے ہیں اور ایکسل ڈیٹاشیٹ میں فراہم کردہ فارمولوں پر منحصر اجزاء کی قیمت کا حساب لگاتا ہے۔

کارخانہ دار نے مسالہ ماڈل کے ساتھ ساتھ مکمل اسکیمٹک بھی مہیا کیا ہے جس کا استعمال ٹیکساس انسٹرومنٹ کے اپنے اسپائس پر مبنی تخروپن ٹول TINA-TI کے ذریعہ کیا جاسکتا ہے۔ ذیل میں کارخانہ دار کے ذریعہ فراہم کردہ TINA-TI ٹول کا استعمال کرکے اسکیمیٹک تیار کیا گیا ہے۔

نقلی نتیجہ اگلی تصویر میں دکھایا جاسکتا ہے جہاں کامل بوجھ موجودہ اور وولٹیج دکھایا جاسکتا ہے۔