پرائمری اور معاون طاقت کے مابین سوئچ کرنے کے لئے ایل ٹی سی 4412 کا استعمال کرتے ہوئے پاور پاتھ کنٹرولر سسٹم

بہت سارے حالات موجود ہیں جب ہمارے سرکٹ ڈیزائن میں دو پاور ذرائع ہوتے ہیں جیسے ایک اڈاپٹر اور بیٹری یا یہ دو مختلف دکانوں سے دو دیگر بجلی کی فراہمی بھی ہوسکتی ہے۔ ایپلی کیشن کی ضرورت کچھ ایسی ہوسکتی ہے جیسے بجلی کی ناکامیوں کے دوران اور اضافی بجلی کا وسیلہ دستیاب ہونے کے ذریعہ اسے ہمیشہ جاری رکھنا چاہئے ۔ مثال کے طور پر ، ایک سرکٹ جو اڈاپٹر کا استعمال کرتے ہوئے چلتا ہے ، بجلی کی ناکامی کی صورت میں سرکٹ کے عمل میں مداخلت کیے بغیر کسی بیٹری یا معاون بجلی کی فراہمی پر سوئچ کرنے کی ضرورت ہے ۔

مذکورہ بالا معاملات میں ، پاور پاٹ کنٹرولر سرکٹ مددگار ثابت ہوگا۔ بنیادی طور پر ، بجلی کا راستہ کنٹرول سرکٹ سرکٹ بورڈ کی اہم طاقت کو اس راستے پر قابو کرتے ہوئے دستیاب پاور سورس پر منحصر ہوگا جہاں سے سرکٹ میں بجلی آتی ہے۔

اس پروجیکٹ میں ، ہم ایک سرشار پاور پاتھ کنٹرولر سسٹم بنائیں گے جو پرائمری بجلی کی ناکامی کے دوران بوجھ کے بجلی کی ان پٹ سے متعلق معاون پاور میں تبدیل ہوجائے گا اور بجلی کی بحالی کے ابتدائی مرحلے کے دوران ایک بار پھر پاور سورس سے متعلق اعانت کو پرائمری میں تبدیل کردے گا۔. یہ ایک انتہائی ضروری سرکٹ ہے جو ان پٹ پاور کے دوران بلاتعطل بجلی کی فراہمی کی درخواست کی ریاست کی مدد کے لئے بنایا گیا ہے جو ابتدائی سے معاون یا معاون سے پرائمری میں تبدیل ہوتا ہے۔ دوسرے الفاظ میں ، یہ آرڈینو اور راسبیری پِی پروجیکٹس کے لئے UPS کی طرح کام کرسکتا ہے اور یہ ایک ہی چارجر سے چارج کرنے والی متعدد بیٹریوں کے لئے بھی استعمال کیا جاسکتا ہے۔

تقاضے

سرکٹ کی ضرورت کو درج ذیل کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔

بوجھ موجودہ 3A تک ہوگا۔
زیادہ سے زیادہ وولٹیج اڈاپٹر (بنیادی طاقت) کے لئے 12V اور بیٹری (ثانوی طاقت) کے طور پر 9V ہوگی

LTC4412 پاور پاتھ کنٹرولر

سرکٹ کے لئے منتخب کیا جانے والا مرکزی کنٹرولر ینالاگ ڈیوائسز (لکیری ٹیکنالوجیز) کا LTC4412 ہے ۔ یہ ایک کم نقصان والا پاور پاتھ کنٹرولر سسٹم ہے جو خود بخود دو DC وسائل کے مابین بدل جاتا ہے اور لوڈ شیئرنگ کی کارروائیوں کو آسان بنا دیتا ہے۔ چونکہ یہ آلہ 3 وولٹ سے لے کر 28 وولٹ تک اڈاپٹر وولٹیج کی حمایت کرتا ہے اور بیٹری وولٹیج کی حدود 2.5 وولٹ سے 25 وولٹ کی حمایت کرتا ہے۔ اس طرح ، یہ ان پٹ وولٹیج کی مندرجہ بالا ضرورت کو پورا کرتا ہے۔ نیچے دی گئی تصویر میں ، LTC4412 کا پن آؤٹ آریج دکھایا گیا ہے۔

تاہم ، اس کے دو ان پٹ ذرائع ہیں ، ایک پرائمری ہے ، اور دوسرا اس سے متعلق معاون ہے۔ ابتدائی طاقت کا منبع (ہمارے معاملے میں وال اڈاپٹر) کو معاون پاور ماخذ (اس معاملے میں بیٹری) سے زیادہ ترجیح حاصل ہے۔ لہذا ، جب بھی بجلی کا بنیادی ماخذ موجود ہے ، معاون طاقت کا منبع خود بخود منقطع ہوجاتا ہے۔ ان دونوں ان پٹ وولٹیجز کے درمیان فرق صرف 20mV ہے۔ اس طرح ، اگر بنیادی طاقت کا منبع معاون طاقت کے منبع سے 20mV اونچا ہو جاتا ہے تو ، بوجھ بنیادی طاقت کے ذریعہ کے ساتھ جڑ جاتا ہے۔

LTC4412 کے پاس دو اضافی پن ہیں - کنٹرول اور حیثیت۔ کنٹرول پن جبکہ ڈیجیٹل بند کرنے کیلئے MOSFET مجبور کرنے کی ان پٹ کو کنٹرول کرنے کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے کا درجہ پن کے موجودہ 10uA ڈوب کرنے کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے اور ایک کے ساتھ ایک اضافی MOSFET کو کنٹرول کرنے کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے ایک کھلی ڈرین پیداوار پن ہے بیرونی مزاحمتی اس سے متعلق معاون طاقت کے منبع کی موجودگی کا اشارہ حاصل کرنے کے لroc مائکرو قابو پانے والے کے ساتھ بھی رابطہ کیا جاسکتا ہے۔ LTC4412 بیٹری کے لئے بھی قطع قطعیت کا تحفظ فراہم کرتا ہے ۔ لیکن چونکہ ہم بجلی کی فراہمی کے ساتھ کام کر رہے ہیں ، لہذا آپ یہاں دوسرے ڈیزائن جیسے اوور وولٹیج پروٹیکشن ، اوور موجودہ پروٹیکشن ، ریورس پولریٹی پروٹیکشن ، شارٹ سرکٹ پروٹیکشن ، ہاٹ سویپ کنٹرولر وغیرہ کو بھی دیکھ سکتے ہیں جو کام آسکتے ہیں۔

ایک اور جزو معاون اور بنیادی طاقت کے ذرائع کو کنٹرول کرنے کے لئے دو پی چینل ایم او ایس ایف ای ٹی کا استعمال کرنا ہے۔ اس مقصد کے لئے ، ایف ڈی سی 610 پی زیڈ کو ایک پی چینل ، -30V ، -4.9A MOSFET کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے جو لوڈ سوئچنگ کے 3 اے کے آپریشن کے لئے موزوں ہے۔ یہ ایک کم RDS ہے _ON یہ ایک اضافی گرمی سنک کے بغیر اس درخواست کے لئے مناسب ہوتا ہے جس میں 42 ملی-ohms کی مزاحمت.

لہذا ، تفصیلی BOM یہ ہے-

LTC4412
پی چینل موسفٹ - ایف ڈی سی 610 پی زیڈ - 2 پی سیز
100 ک مزاحم
2200uF کاپاکیسیٹر
دوبارہ کنیکٹر - 3 پی سیز
پی سی بی

LTC4412 پاور پاتھ کنٹرولر سرکٹ ڈایاگرام

سرکٹ میں دو آپریٹنگ حالات ہیں ، ایک بنیادی طاقت کا نقصان اور دوسرا بنیادی قوت کی بازیابی ۔ اہم کام کنٹرولر LTC4412 کے ذریعہ کیا جاتا ہے۔ LTC4412 آؤٹ پٹ بوجھ کو معاون طاقت کے ساتھ جوڑتا ہے جب بھی بنیادی پاور وولٹیج معاون پاور وولٹیج سے 20 ایم وی کم پڑتا ہے۔ اس صورتحال میں ، اسٹیٹس پن موجودہ ڈوب جاتا ہے اور معاون MOSFET کو چالو کرتا ہے۔

دوسرے کام کے حالات میں ، جب بھی بنیادی بجلی کا ان پٹ معاون توانائی کے منبع سے 20 ایم وی جاتا ہے تو ، بوجھ دوبارہ پرائمری پاور سورس کے ساتھ جڑ جاتا ہے۔ پھر اسٹیٹس پن کھلی نالی کی حالت میں جاتا ہے اور پی چینل موسفٹ کو بند کردے گا۔

یہ دونوں صورتیں نہ صرف خود بخود بجلی کے منبع کو بنیادی طاقت کی ناکامی پر منحصر ہوتی ہیں بلکہ اگر بنیادی وولٹیج میں نمایاں کمی آتی ہے تو وہ سوئچ اوور بھی بناتا ہے۔

سینس پن داخلی سرکٹری کو طاقت فراہم کرتا ہے اگر VIN کو کوئی وولٹیج نہیں ملتی ہے اور بنیادی بجلی کی فراہمی کے یونٹ کی وولٹیج کا بھی احساس ہوتا ہے۔

2200uF 25V کا بڑے آؤٹ پٹ کیپسیسیٹر سوئچ آف مراحل کے دوران کافی فلٹریشن فراہم کرے گا۔ چھوٹے عرصے کے وقت جب سوئچ اوور ہوگا ، کیپسیٹر لوڈ کو بجلی فراہم کرے گا۔

پی سی بی بورڈ ڈیزائن

سرکٹ کو جانچنے کے ل we ، ہمیں پی سی بی کی ضرورت ہے کیونکہ LTC4412 IC SMD پیکیج میں ہے۔ نیچے کی تصویر میں ، بورڈ کے اوپری حصے کو دکھایا گیا ہے۔

ڈیزائن یکطرفہ بورڈ کے طور پر کیا جاتا ہے۔ پی سی بی میں 3 تار جمپروں کی بھی ضرورت ہے۔ کنٹرول اور حیثیت سے متعلقہ کارروائیوں کے لئے دو اضافی اختیاری آدانوں اور آؤٹ پٹ پنوں کو بھی مہیا کیا گیا ہے۔ اگر ضرورت ہو تو ان دو پنوں میں مائکرو قابو پانے والا یونٹ انٹرفیس کیا جاسکتا ہے ، لیکن ہم اس ٹیوٹوریل میں ایسا نہیں کریں گے۔

مذکورہ تصویر میں ، پی سی بی کے نیچے کی طرف دکھایا گیا ہے جہاں Q1 اور Q2 کے دو MOSFETs دکھائے گئے ہیں۔ تاہم ، MOSFETs کو اضافی گرمی کے ڈوب کی ضرورت نہیں ہوتی ہے لیکن ڈیزائن میں ، پی سی بی ہیٹ سنک تیار کیا جاتا ہے۔ اس سے MOSFETs میں بجلی کی کھپت کم ہوجائے گی۔

پاور پاتھ کنٹرولر ٹیسٹنگ

مذکورہ بالا دو تصاویر بجلی کے راستے پر قابو رکھنے والے پی سی بی کو دکھا رہی ہیں جو پہلے ڈیزائن کی گئی تھیں۔ تاہم ، پی سی بی ایک ہاتھ سے تیار شدہ ورژن ہے اور اس مقصد کو پورا کرے گا۔ پی سی بی میں اجزاء کو مناسب طریقے سے سولڈرڈ کیا جارہا ہے۔

سرکٹ کو جانچنے کے ل DC ، ایک سایڈست ڈی سی بوجھ اس آؤٹ پٹ میں منسلک ہوتا ہے جو موجودہ کے تقریبا A 1 ایم پی ڈرائنگ کرتا ہے۔ اگر آپ کے پاس ڈیجیٹل ڈی سی بوجھ نہیں ہے تو ، آپ ارڈینو کا استعمال کرتے ہوئے خود اپنا ایڈجسٹبل ڈی سی بوجھ بھی بنا سکتے ہیں۔

جانچ کے مقاصد کے ل I ، مجھے بیٹری کی قلت کا سامنا کرنا پڑا (یہ یہاں COVID-19 لاک ڈاؤن ہے) ، اور اسی وجہ سے ایک بینچ بجلی کی فراہمی کا استعمال کیا جاتا ہے جس کی دو آوٹس ہیں۔ ایک چینل 9V اور دوسرا چینل 12V پر سیٹ ہے۔ 12V چینل کو آؤٹ پٹ پر نتیجہ دیکھنے کے لئے منقطع کردیا گیا ہے اور سرکٹ کی کارکردگی کو جانچنے کے لئے چینل کو دوبارہ منسلک کیا گیا ہے۔

سرکٹ کیسے کام کرتا ہے اس کے تفصیلی مظاہرے کے لئے آپ نیچے لنک کردہ ویڈیو چیک کرسکتے ہیں۔ مجھے امید ہے کہ آپ نے اس پروجیکٹ سے لطف اندوز ہوکر کچھ مفید سیکھا ہو اگر آپ کے کوئی سوالات ہیں تو ، انہیں نیچے تبصرہ سیکشن میں چھوڑ دیں یا دیگر تکنیکی سوالات کے لئے ہمارے فورمز کا استعمال کریں۔