آپٹ کا استعمال کرتے ہوئے اوورکنورٹ تحفظ

کسی بھی الیکٹرانک ڈیزائن کے کامیاب ہونے کے لئے حفاظتی سرکٹس انتہائی ضروری ہیں۔ ہمارے پچھلے پروٹیکشن سرکٹ ٹیوٹوریلز میں ہم نے بہت سارے بنیادی پروٹیکشن سرکٹس تیار کیے ہیں جنہیں آپ کے سرکٹ میں ڈھالا جاسکتا ہے ، یعنی اوور وولٹیج پروٹیکشن ، شارٹ سرکٹ پروٹیکشن ، ریورس پولٹریٹی پروٹیکشن ، وغیرہ۔ اس مضمون میں ، سرکٹس کی اس فہرست میں شامل کرتے ہوئے ، آپٹ-امپ کا استعمال کرتے ہوئے اوور موجودہ تحفظ کے ل a ایک سادہ سرکٹ ڈیزائن اور تیار کرنے کا طریقہ سیکھیں گے ۔

پی ایس یو کے موجودہ پیداوار کو محدود کرنے کے لئے بجلی کی فراہمی کے سرکٹس میں کثرت سے حفاظت کا استعمال اکثر کیا جاتا ہے۔ اصطلاح "اوورکورینٹ" ایک ایسی حالت ہے جب بجلی سپلائی یونٹ کی مخصوص صلاحیتوں سے زیادہ بوجھ کھینچتا ہے۔ یہ ایک خطرناک صورتحال ہوسکتی ہے کیونکہ موجودہ حالات سے بجلی کی فراہمی کو نقصان پہنچ سکتا ہے۔ لہذا انجینئر عام طور پر اوورٹینٹ پروٹیکشن سرکٹ کا استعمال کرتے ہیں تاکہ اس طرح کے غلط منظر نامے کے دوران بجلی کی فراہمی سے بوجھ کم ہوجائے اور اس طرح بوجھ اور بجلی کی فراہمی کی حفاظت ہوسکے۔

آپریشنل یمپلیفائر کا استعمال کرتے ہوئے اوورکورینٹ پروٹیکشن

موجودہ حفاظتی سرکٹس کی بہت ساری قسمیں ہیں۔ سرکٹ کی پیچیدگی کا انحصار اس بات پر ہے کہ موجودہ حالات کے دوران محافظ تحفظ سرکٹ کتنا تیز رد عمل ظاہر کرے۔ اس پروجیکٹ میں ، ہم ایک اوپی امپ کا استعمال کرتے ہوئے ایک سادہ سے زیادہ موجودہ پروٹیکشن سرکٹ بنائیں گے جو بہت عام استعمال ہوتا ہے اور آپ کے ڈیزائنوں میں آسانی سے ڈھال لیا جاسکتا ہے۔

جس سرکٹ کے ہم ڈیزائن کرنے جارہے ہیں اس میں ایڈجسٹ اوورکورینٹ تھریشولڈ ویلیو ہوگی اور اس میں ناکامی کی خصوصیت پر آٹو ری اسٹارٹ بھی ہوگا ۔ چونکہ یہ ایک آپٹ امپ پر مبنی اوورکورینٹ پروٹیکشن سرکٹ ہے ، اس میں ڈرائیونگ یونٹ کی طرح آپری امپ ہوگی۔ اس پروجیکٹ کے لئے ، عمومی مقصد کے آپریشنل امپلیفائر LM358 استعمال کیا جاتا ہے۔ نیچے دی گئی تصویر میں ، LM358 کا پن ڈایاگرام دکھایا گیا ہے۔

جیسا کہ مذکورہ تصویر میں دیکھا گیا ہے ، ایک ہی آئی سی پیکیج کے اندر ہمارے پاس دو آپٹ امپ چینلز ہوں گے۔ تاہم ، اس پروجیکٹ کے لئے صرف ایک ہی چینل استعمال کیا جاتا ہے۔ آپ-ایمپ ایک MOSFET کا استعمال کرتے ہوئے آؤٹ پٹ بوجھ (منقطع) سوئچ کرے گا۔ اس پروجیکٹ کے لئے ، ایک N چینل MOSFET IRF540N استعمال کیا جاتا ہے۔ اگر لوڈ کا موجودہ 500mA سے بڑا ہو تو مناسب MOSFET Heatsink استعمال کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔ تاہم ، اس پروجیکٹ کے لئے ، MOSFET بغیر ہیٹ سنک کے استعمال کیا جاتا ہے۔ ذیل کی تصویر IRF540N پن آؤٹ آریگرام کی نمائندگی ہے ۔

آپپیش اور سرکٹری کو طاقت دینے کے لئے ، LM7809 لکیری وولٹیج ریگولیٹر استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ ایک 9V 1A لکیری وولٹیج ریگولیٹر ہے جس میں وسیع ان پٹ وولٹیج کی درجہ بندی ہے۔ پن آؤٹ کو نیچے کی تصویر میں دیکھا جاسکتا ہے

مطلوبہ مواد:

ضرورت سے زیادہ تحفظ سرکٹ کے ل components مطلوبہ اجزاء کی ایک فہرست نیچے دی گئی ہے۔

1. بریڈ بورڈ
2. بجلی کی فراہمی 12V (کم سے کم) یا وولٹیج کے مطابق ضروری ہے۔
3. LM358
4. 100uF 25V
5. IRF540N
6. ہیٹ سنک (درخواست کی ضرورت کے مطابق)
7. 50 ک ٹرم برتن۔
8. 1 res رواداری کے ساتھ 1 res مزاحمت
9. 1 میگ ریزٹر
10. 1 tole رواداری کے ساتھ 100k مزاحمتی۔
11. 1ohms ریزسٹر ، 2W (2W زیادہ سے زیادہ 1.25A بوجھ موجودہ)
12. بریڈ بورڈ کے لئے تاروں

اوور کرینٹ پروٹیکشن سرکٹ

اوورکورینٹ کو سمجھنے کے لئے ایک اوپی امپ کا استعمال کرکے ایک آسان اوورکورینٹ پروٹیکشن سرکٹ تیار کیا جاسکتا ہے اور اس کی بنیاد پر ہم بجلی کی فراہمی کے ساتھ بوجھ منقطع / رابطہ قائم کرنے کے لئے موسفٹ چلا سکتے ہیں۔ اسی کے لئے سرکٹ ڈایاگرام آسان ہے اور نیچے کی تصویر میں دیکھا جاسکتا ہے

اوور کنورٹ پروٹیکشن سرکٹ ورکنگ

جیسا کہ آپ سرکٹ ڈایاگرام سے مشاہدہ کرسکتے ہیں ، عام اور اوورلوڈ حالت کے دوران موزفٹ IRF540N آن یا آف کے بطور بوجھ کو کنٹرول کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے ۔ لیکن بوجھ کو آف کرنے سے پہلے ، بوجھ کے موجودہ کا پتہ لگانا ضروری ہے۔ یہ ایک شینٹ ریزسٹر R1 کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے ، جو 2 واٹ کی درجہ بندی کے ساتھ 1 اوہم شنٹ ریزسٹر ہے۔ کرنٹ ماپنے کے اس طریقے کو شنٹ ریزٹر موجودہ کرنٹ سینسنگ کہا جاتا ہے ، آپ سینسنگ کے دیگر موجودہ طریقوں کو بھی چیک کرسکتے ہیں جو کرنٹ سے زیادہ کا پتہ لگانے کے لئے بھی استعمال ہوسکتے ہیں۔

موسیفٹ کی ریاست کے دوران ، بوجھ موجودہ موزفٹ کے نالے سے منبع تک جاتا ہے اور آخر کار شینٹ ریزسٹر کے ذریعہ جی این ڈی کو جاتا ہے۔ موجودہ بوجھ پر انحصار کرتے ہوئے شینٹ ریزسٹر ایک وولٹیج ڈراپ پیدا کرتا ہے جس کا حساب اوہمس قانون کے ذریعہ لگایا جاسکتا ہے ۔ لہذا فرض کریں ، موجودہ بہاؤ (بوجھ موجودہ) کے 1A کے لئے ، شینٹ ریزسٹر کے اس پار وولٹیج ڈراپ 1V ہے جیسا کہ V = I x R (V = 1A x 1 اوہم) ہے۔ لہذا ، اگر اس ڈراپ وولٹیج کا موازنہ اوپ امپ کا استعمال کرتے ہوئے پہلے سے طے شدہ وولٹیج کے ساتھ کیا جائے تو ہم اوورکورینٹ کا پتہ لگاسکتے ہیں اور بوجھ منقطع کرنے کے لئے موسفٹ کی حالت کو تبدیل کرسکتے ہیں۔

آپریشنل یمپلیفائر عام طور پر ریاضی کی کارروائیوں کو انجام دینے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے جیسے شامل کرنا ، گھٹانا ، ضرب وغیرہ۔ لہذا ، اس سرکٹ میں ، آپریشنل یمپلیفائر LM358 کو ایک موازنہ کی حیثیت سے تشکیل دیا گیا ہے۔ تدبیر کے مطابق ، موازنہ کنندہ نے دو اقدار کا موازنہ کیا۔ پہلا ایک شینٹ ریزسٹر کے پار ڈراپ وولٹیج ہے اور دوسرا ایک متغیر ریزٹر یا پوٹینٹیومیٹر آر وی 1 کا استعمال کرکے پیش وضاحتی وولٹیج (حوالہ وولٹیج) ہے۔ آر وی 1 وولٹیج ڈیوائڈر کا کام کرتا ہے۔ شینٹ ریزسٹر کے اس پار ڈراپ وولٹیج کا موازنہ کرنے والے کے الٹی ٹرمینل سے محسوس ہوتا ہے اور اس کا موازنہ وولٹیج کے حوالہ سے کیا جاتا ہے جو آپریشنل امپلیفائر کے غیر الورٹنگ ٹرمینل میں جڑا ہوا ہے۔

اس کی وجہ سے ، اگر سینسڈ وولٹیج حوالہ وولٹیج سے کم ہے تو ، موازنہ کرنے والا پورے آؤٹ پٹ میں ایک مثبت وولٹیج تیار کرے گا جو موازنہ کار کے VCC کے قریب ہے۔ لیکن ، اگر سینسڈ وولٹیج حوالہ وولٹیج سے بڑا ہے تو ، موازنہ کرنے والے پورے آؤٹ پٹ میں منفی سپلائی وولٹیج تیار کرے گا (منفی سپلائی GND کے پار جڑی ہوئی ہے ، لہذا اس معاملے میں 0V)۔ یہ وولٹیج کسی MOSFET کو آن یا آف میں سوئچ کرنے کے لئے کافی ہے۔

عارضی جواب / استحکام کے مسئلے سے نمٹنا

لیکن جب سپلائی سے زیادہ بوجھ منقطع ہوجائے گا ، عارضی تبدیلیوں کا موازنہ کرنے والے کے پار ایک خطی خطہ پیدا ہوجائے گا اور اس سے یہ ایک ایسی لوپ پیدا ہوجائے گی جہاں موازنہ کرنے والا بوجھ کو مناسب طریقے سے آن یا آف میں تبدیل نہیں کرسکتا تھا اور آپپی امپ غیر مستحکم ہوجائے گا ۔ مثال کے طور پر ، فرض کریں ، 1A پوزیٹوومیٹر کا استعمال کرتے ہوئے MOSFET کو بند حالت میں متحرک کرنے کے لئے مقرر کیا گیا ہے۔ لہذا متغیر ریزٹر 1V آؤٹ پٹ کے لئے مقرر کیا گیا ہے۔ ایک ایسی صورتحال کے دوران ، جب موازنہ کرنے والے کو روکنے والے شینٹ ریسٹر کے پار وولٹیج ڈراپ کا پتہ لگاتا ہے تو 1.01V ہے (یہ وولٹیج آپٹ امپ یا موازنہ درستگی اور دیگر عوامل پر منحصر ہے) موازنہ کرنے والا بوجھ منقطع کردے گا۔ عارضی تبدیلیاں اس وقت ہوتا ہے جب بجلی کی فراہمی کے یونٹ سے اچانک بوجھ منقطع ہوجاتا ہے اور اس عارضی طور پر وولٹیج کا حوالہ بڑھ جاتا ہے جو موازنہ کرنے والے کے خراب نتائج کی دعوت دیتا ہے اور اسے ایک خطے میں چلانے پر مجبور کرتا ہے۔

اس پریشانی پر قابو پانے کا بہترین طریقہ یہ ہے کہ کمپیریٹر کے پار ایک مستحکم طاقت کا استعمال کیا جائے جہاں عارضی تبدیلیاں کمپارٹر کے ان پٹ وولٹیج اور وولٹیج ریفرنس کو متاثر نہیں کرتی ہیں۔ نہ صرف یہ ، موازنہ کرنے والے میں اضافی طریقہ ہسٹری کو بھی شامل کرنے کی ضرورت ہے۔ اس سرکٹ میں ، یہ لکیری ریگولیٹر LM7809 اور 100 کلو مزاحمتی ہیسٹریسس ریزسٹر R4 کے ذریعہ کیا جاتا ہے ۔ LM7809 موازنہ کے پار ایک مناسب وولٹیج فراہم کرتا ہے تاکہ پاور لائن میں عارضی تبدیلیاں توازن کو متاثر نہ کریں۔ C1 ، 100uF کاپاکیسیٹر آؤٹ پٹ وولٹیج کو فلٹر کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔

ہیسٹریسس ریزٹر آر 4 آپٹ امپ کے آؤٹ پٹ کے ان پٹ کا ایک چھوٹا سا حصہ کھلاتا ہے جو کم حد (0.99V) اور اونچی حد (1.01V) کے مابین وولٹیج کا خلا پیدا کرتا ہے جہاں موازنہ کرنے والا اپنی پیداوار کی حالت کو تبدیل کرتا ہے۔ موازنہ کرنے والا ریاست کو فوری طور پر تبدیل نہیں کرتا ہے اگر دہلیز نقطہ پورا ہوجائے ، اس کی بجائے ، ریاست کو اونچائی سے کم تک تبدیل کرنے کے لئے ، سینسڈ وولٹیج کی سطح کو نچلی دہلیش سے کم ہونے کی ضرورت ہے (مثال کے طور پر 0.99V کی بجائے 0.97V) یا ریاست کو نچلے سے اعلی تک تبدیل کرنے کے لئے ، سینسڈ وولٹیج کو اونچی چوکھٹ (1.01 کی بجائے 1.03) سے زیادہ ہونا ضروری ہے۔ اس سے موازنہ کار کے استحکام میں اضافہ ہوگا اور غلط ٹرپنگ کو کم کیا جا. گا۔ اس ریزسٹر کے علاوہ ، R2 اور R3 گیٹ کو کنٹرول کرنے کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔ R3 MOSFET کا گیٹ پل ڈاؤن ریسسٹار ہے۔

اوور کرینٹ پروٹیکشن سرکٹ ٹیسٹنگ

سرکٹ ایک روٹی بورڈ میں تعمیر کیا گیا ہے اور ایک متغیر DC بوجھ کے ساتھ بینچ پاور سپلائی کا استعمال کرکے ٹیسٹ کیا گیا ہے۔

سرکٹ کا تجربہ کیا گیا ہے اور متغیر ریزسٹر کے ذریعہ مقرر کردہ مختلف اقدار پر کامیابی کے ساتھ منقطع ہونے کے لئے آؤٹ پٹ کو دیکھا گیا ہے۔ اس صفحے کے نچلے حصے میں فراہم کردہ ویڈیو میں عملی طور پر کثرت تحفظ سے متعلق جانچ کا ایک مکمل مظاہرہ دکھایا گیا ہے۔

اوور کنورٹ پروٹیکشن ڈیزائن ٹپس

• آؤٹ پٹ میں آر سی سنبربر سرکٹ EMI کو بہتر بنا سکتا ہے۔
• مطلوبہ ایپلی کیشن کے لئے بڑے گرمی کا سنک اور مخصوص MOSFET استعمال کیا جاسکتا ہے۔
• اچھی طرح سے تعمیر پی سی بی سرکٹ کے استحکام کو بہتر بنائے گا۔
• بجلی کے قانون (P = I ² R) کے مطابق لوڈ کرنٹ پر منحصر ہوکر رکاوٹ لگانے والا واٹج کو ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت ہے ۔
• ملی اوہمز کی درجہ بندی میں بہت کم قیمت والے ریزسٹر کو چھوٹے پیکیج کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے لیکن وولٹیج ڈراپ کم ہوگا۔ وولٹیج ڈراپ کی تلافی کے ل To مناسب فائدہ کے ساتھ ایک اضافی یمپلیفائر استعمال کیا جاسکتا ہے۔
• سینسنگ سے متعلق درست امور کے ل current ایک سرشار کرنٹ سینس ایمپلیفائر استعمال کرنے کا مشورہ دیا جاتا ہے۔

امید ہے کہ آپ سبق کو سمجھ گئے ہوں گے اور اس سے کچھ مفید سیکھنے میں لطف اندوز ہوں گے۔ اگر آپ کے کوئی سوالات ہیں تو ، براہ کرم ان کو کمنٹس سیکشن میں چھوڑ دیں یا دیگر تکنیکی سوالات کے لئے فورمز کا استعمال کریں۔