- بک اور بوسٹ ریگولیٹر کے درمیان فرق
- بک کنورٹر سرکٹ کی ڈیزائن کی بنیادی باتیں
- بکس کنورٹر آپریٹنگ موڈ
- بک ڈور کنورٹر سرکٹ کیلئے پی ڈبلیو ایم اور ڈیوٹی سائیکل
- بک کنورٹر سرکٹ کی کارکردگی کو بہتر بنائیں
- مثال کے طور پر بکس کنورٹر کے لئے ڈیزائن
الیکٹرانکس میں ، ایک ریگولیٹر ایک ایسا آلہ یا طریقہ کار ہوتا ہے جو بجلی کی پیداوار کو مستقل طور پر منظم 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 کرتے ہوئے آؤٹ پٹ کو کنٹرول کرتا ہے اور اس کی وجہ سے لکیری ریگولیٹرز کم کارکردگی مہیا کرتے ہیں اور گرمی کی شکل میں طاقت کھو دیتے ہیں۔
دوسری طرف سوئچنگ ریگولیٹر انڈکٹکٹر ، ڈایڈڈ اور پاور سوئچ کو اپنے ماخذ سے آؤٹ پٹ میں منتقل کرنے کے لئے استعمال کرتے ہیں۔
تین قسم کے سوئچنگ ریگولیٹرز دستیاب ہیں۔
1. مرحلہ اپ کنورٹر (فروغ دینے والا ریگولیٹر)
2. مرحلہ سے نیچے کنورٹر (ہرن ریگولیٹر)
3. انورٹر (فلائی بیک)
اس ٹیوٹوریل میں ، ہم سوئچنگ بک ریگولیٹر سرکٹ کی وضاحت کریں گے ۔ ہم نے پہلے ہی پچھلے سبق میں بک ریگولیٹر ڈیزائن کو بیان کیا ہے۔ یہاں ہم بک کنورٹر کے مختلف پہلوؤں اور اس کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے طریقوں پر تبادلہ خیال کریں گے ۔
بک اور بوسٹ ریگولیٹر کے درمیان فرق
ہرن اور بوسٹ ریگولیٹر کے مابین فرق ہے ، ہرن ریگولیٹر میں انڈکٹکٹر ، ڈایڈڈ اور سوئچنگ سرکٹ کی جگہ کا تعین بوسٹر 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 ہے۔
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 ہائی ولٹیج کو کم آؤٹ پٹ وولٹیج میں تبدیل کرنے کی ضرورت ہے۔
بوسٹ ریگولیٹر کی طرح ، ایک بکس کنورٹر یا ہرن ریگولیٹر ایک انڈکٹکٹر پر مشتمل ہوتا ہے ، لیکن انڈکٹکٹر کا رابطہ ان پٹ مرحلے کی بجائے بوسٹ ریگولیٹرز میں استعمال ہونے والے ان پٹ مرحلے میں ہوتا ہے۔
لہذا ، بہت سے معاملات میں ، ہمیں تقاضوں کے مطابق کم وولٹیج کو زیادہ ولٹیج میں تبدیل کرنے کی ضرورت ہے۔ ہرن ریگولیٹر اعلی صلاحیت سے کم صلاحیت میں وولٹیج میں بدل جاتا ہے۔
بک کنورٹر سرکٹ کی ڈیزائن کی بنیادی باتیں
مذکورہ تصویر میں ، ایک سادہ بک ریگولیٹر سرکٹ دکھایا گیا ہے جہاں ایک انڈکٹر ، ڈایڈڈ ، کیپسیٹر اور ایک سوئچ استعمال کیا جاتا ہے۔ ان پٹ سوئچ میں براہ راست جڑا ہوا ہے۔ انڈکٹر اور کیپسیٹر پورے آؤٹ پٹ میں جڑے ہوئے ہیں ، اس طرح بوجھ ہموار آؤٹ پٹ کو موجودہ ویوفارم مل جاتا ہے۔ ڈایڈڈ کو منفی موجودہ بہاؤ کو روکنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔
سوئچنگ بوسٹ ریگولیٹرز کی صورت میں ، دو مراحل ہوتے ہیں ، ایک انڈیکٹر چارج مرحلہ یا سوئچ آن مرحلہ (سوئچ اصل میں بند ہے) اور دوسرا ڈسچارج مرحلہ ہے یا سوئچ آف مرحلہ (سوئچ کھلا ہے)۔
اگر ہم فرض کریں کہ سوئچ ایک طویل عرصے سے کھلی پوزیشن میں ہے ، سرکٹ میں موجودہ 0 ہے اور وہاں کوئی وولٹیج موجود نہیں ہے۔
اس صورتحال میں ، اگر سوئچ قریب آتا ہے تو موجودہ میں اضافہ ہوگا اور شروع کرنے والا اس کے گرد وولٹیج پیدا کردے گا۔ یہ وولٹیج ڈراپ آؤٹ پٹ میں سورس ولٹیج کو کم سے کم کرتا ہے ، چند لمحوں کے بعد موجودہ تبدیلی کی شرح کم ہوجاتی ہے اور انڈکٹر کے اس پار وولٹیج میں بھی کمی واقع ہوتی ہے جو بالآخر بوجھ میں وولٹیج میں اضافہ کرتی ہے۔ اس مقناطیسی میدان کا استعمال کرتے ہوئے انڈکٹور اسٹور انرجی۔
لہذا ، جب سوئچ آن ہو تو ، انڈکٹکٹر کے پار وولٹیج V L = Vin - Vout ہے
انڈکٹیکٹر میں موجودہ (وین - وؤٹ) / ایل کی شرح سے اضافہ ہوتا ہے
انڈکٹکٹر کے ذریعہ موجودہ وقت کے ساتھ ساتھ خط میں بڑھتا ہے۔ لکیری موجودہ بڑھتی ہوئی شرح انڈکٹکشن کے ذریعہ تقسیم ان پٹ وولٹیج کم آؤٹ پٹ وولٹیج کے متناسب ہے
di / dt = (Vin - Vout) / L
انڈکٹر کے چارجنگ مرحلے کو ظاہر کرنے والا اوپری گراف۔ ایکس محور ٹی (وقت) کی نشاندہی کرتا ہے اور Y محور i (اشارے کے ذریعہ موجودہ) کی نشاندہی کرتا ہے ۔ سوئچ بند یا آن ہونے کے وقت موجودہ وقت کے ساتھ ساتھ یکساں حد تک بڑھ رہا ہے۔
اس وقت کے دوران جبکہ موجودہ حالت اب بھی بدل رہی ہے ، انڈکٹکٹر کے پار ہمیشہ ہی وولٹیج ڈراپ ہوتا رہے گا۔ ان پٹ وولٹیج سے زیادہ بوجھ کا ولٹیج کم ہوگا۔ آف اسٹیٹ کے دوران ، جبکہ سوئچ کھلا ہوا ہے ، ان پٹ وولٹیج کا منبع منقطع ہوجاتا ہے ، اور انڈکٹیکٹر ذخیرہ شدہ توانائی کو بوجھ میں منتقل کردے گا۔ انڈکٹر موجودہ ذریعہ بن جائے گا لوڈ کے لئے.
ڈایڈڈی 1 سوئچ آف اسٹیٹ کے دوران انڈکٹکٹر کے ذریعے بہنے والے موجودہ کی واپسی کا راستہ فراہم کرے گا۔
وڈوت / ایل کے برابر ڈھال کے ساتھ انڈکٹکٹر کی موجودہ کمی
بکس کنورٹر آپریٹنگ موڈ
ہرن کنورٹر کو دو مختلف طریقوں سے چلایا جاسکتا ہے۔ لگاتار وضع یا غیر منقولہ موڈ ۔
مسلسل موڈ
تسلسل کے موڈ کے دوران ، انڈکٹر کبھی بھی مکمل طور پر خارج نہیں ہوتا ہے ، جب انڈکٹکٹر کو جزوی طور پر ڈسچارج کیا جاتا ہے تو چارجنگ سائیکل شروع ہوتا ہے۔
مندرجہ بالا شبیہہ میں ، ہم دیکھ سکتے ہیں ، جب سوئچ چلتا ہے جب انڈکٹر موجودہ (iI) خطی طور پر بڑھ جاتا ہے ، پھر جب سوئچ انڈکٹیکٹر سے اتر جاتا ہے تو کم ہونا شروع ہوجاتا ہے ، لیکن سوئچ دوبارہ چلتا ہے جبکہ انڈکٹکٹر کو جزوی طور پر خارج ہوجاتا ہے۔ یہ مسلسل کام کا طریقہ کار ہے۔
انڈکٹیکٹر میں ذخیرہ شدہ توانائی E = (LI L 2) / 2 ہے
ناگوار موڈ
سے discontinuous موڈ مسلسل موڈ سے تھوڑا مختلف ہے. ڈس کنٹنیوس موڈ میں ، انڈکٹکٹر نیا چارج سائیکل شروع کرنے سے پہلے مکمل طور پر خارج ہوجاتا ہے۔ سوئچ آن ہونے سے قبل انڈکٹکٹر صفر پر مکمل طور پر خارج ہوجائے گا۔
متناسب موڈ کے دوران ، جیسا کہ ہم مذکورہ شبیہہ میں دیکھ سکتے ہیں جب سوئچ چلتا ہے تو ، انڈکٹکٹر موجودہ (il) یکساں حد تک بڑھ جاتا ہے ، پھر جب سوئچ آف ہوجاتا ہے ، انڈکٹکٹر کم ہونا شروع ہوجاتا ہے ، لیکن سوئچ صرف انڈکٹکٹر کے بعد ہی آن ہو جاتا ہے۔ مکمل طور پر ڈسچارج ہوچکا ہے اور انڈکٹیکٹر موجودہ مکمل طور پر صفر ہوگیا یہ آپریشن کا غیر منقول طریقہ ہے۔ اس آپریشن میں ، انڈکٹکٹر کے ذریعہ موجودہ بہاؤ مسلسل نہیں رہتا ہے۔
بک ڈور کنورٹر سرکٹ کیلئے پی ڈبلیو ایم اور ڈیوٹی سائیکل
جیسا کہ ہم نے پچھلے ہرن کنورٹر ٹیوٹوریل میں تبادلہ خیال کیا ، اس ڈیوٹی سائیکل میں مختلف ہوتی ہے جس سے ہم ہرن ریگولیٹر سرکٹ کو کنٹرول کرسکتے ہیں۔ اس کے لئے ، ایک بنیادی کنٹرول سسٹم کی ضرورت ہے۔ ایک غلطی یمپلیفائر اور سوئچ کنٹرول سرکٹ کے علاوہ مزید ضروری ہے جو مستقل یا متضاد وضع میں کام کرے گا۔
لہذا ، ایک مکمل ہرن ریگولیٹر سرکٹ کے ل we ، ہمیں ایک اضافی سرکٹری کی ضرورت ہے جو ڈیوٹی سائیکل میں مختلف ہوگی اور اس طرح انڈکٹکٹر ذریعہ سے توانائی حاصل کرنے میں کتنا وقت ہے۔
مذکورہ شبیہہ میں ، ایک خرابی یمپلیفائر دیکھا جاسکتا ہے جس میں رائے کے راستے کا استعمال کرتے ہوئے بوجھ کے آؤٹ پٹ وولٹیج کا احساس ہوتا ہے اور سوئچ کو کنٹرول کیا جاتا ہے۔ زیادہ تر عام کنٹرول ٹیکنک میں پی ڈبلیو ایم یا پلس کی چوڑائی ماڈولیشن ٹیکنک شامل ہوتی ہے جو سرکٹری کے ڈیوٹی سائیکل کو کنٹرول کرنے کے لئے استعمال ہوتی ہے۔
کنٹرول سرکٹ سوئچ کے اوپن رہنے کے وقت کی مقدار کو کنٹرول کرتا ہے ، یا یہ کنٹرول کرتا ہے کہ انڈکٹیکٹر کے چارج یا خارج ہونے میں کتنا وقت ہوتا ہے۔
یہ سرکٹ آپریشن کے موڈ پر منحصر سوئچ کو کنٹرول کرتا ہے۔ یہ آؤٹ پٹ وولٹیج کا نمونہ لے گا اور اسے کسی ریفرنس وولٹیج سے منہا کرکے اور ایک چھوٹی سی غلطی کا سگنل بنائے گا ، پھر اس غلطی کے سگنل کا موازنہ ایک آسکیلیٹر ریمپ سگنل سے کیا جائے گا اور تقابلی آؤٹ پٹ سے ایک پی ڈبلیو ایم سگنل سوئچ کو کام یا کنٹرول کرے گا۔ سرکٹ
جب آؤٹ پٹ وولٹیج تبدیل ہوتا ہے تو ، خرابی وولٹیج بھی اس سے متاثر ہوتا ہے۔ خرابی وولٹیج کی تبدیلی کی وجہ سے ، موازنہ PWM آؤٹ پٹ کو کنٹرول کرتا ہے۔ پی ڈبلیو ایم بھی ایک پوزیشن میں تبدیل ہو گیا جب آؤٹ پٹ وولٹیج صفر غلطی وولٹیج پیدا کرتا ہے اور ایسا کرنے سے ، بند کنٹرول لوپ سسٹم کام کو انجام دیتا ہے۔
خوش قسمتی سے ، زیادہ تر جدید سوئچنگ ہرن ریگولیٹرز کے پاس یہ چیز آئی سی پیکیج کے اندر موجود ہے۔ اس طرح جدید سوئچنگ ریگولیٹرز کا استعمال کرتے ہوئے سادہ سرکٹری ڈیزائن حاصل کیا جاتا ہے۔
ریفرنس فیڈ بیک وولٹیج ایک رزسٹر ڈیوائڈر نیٹ ورک کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے۔ یہ اضافی سرکٹری ہے ، جس میں انڈکٹیکٹر ، ڈائیڈس ، اور کیپسیٹرز کے ساتھ ساتھ درکار ہے۔
بک کنورٹر سرکٹ کی کارکردگی کو بہتر بنائیں
اب ، اگر ہم کارکردگی کے بارے میں تحقیقات کریں تو ، سرکٹری کے اندر ہم کتنی طاقت فراہم کرتے ہیں اور آؤٹ پٹ پر ہمیں کتنی طاقت ملتی ہے۔ (پاؤٹ / پن) * 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 ڈھیلی غیر استعمال شدہ طاقتیں حرارت میں تبدیل ہو جاتی ہیں۔ نیز ، عملی میدان میں کوئی مثالی صورتحال نہیں ہے ، وولٹیج ریگولیٹرز کے انتخاب کے لئے کارکردگی ایک 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 ہوتا ہے اور سوئچنگ ریگولیٹر سرکٹ کی کارکردگی کو کم کرتا ہے۔ نیز ، ہیٹ سنک کا استعمال کرتے ہوئے تھرمل / ہیٹ مینجمنٹ ٹیکنیکس کے ل the سرکٹری کے لئے اضافی لاگت ہے ، یا مداحوں نے گرمی سے سرکٹری کو ٹھنڈا کرنے کے لئے۔ 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 ڈایڈڈ کی جگہ پر اسکاٹکی ڈائیڈس کا استعمال کیا جائے جس میں کم فارورڈ وولٹیج ڈراپ اور بہتر ریورس ریکوری ہو۔ جب زیادہ سے زیادہ کارکردگی کی ضرورت ہو تو ، ڈوڈ کو MOSFETs کا استعمال کرتے ہوئے تبدیل کیا جاسکتا ہے۔ جدید ٹکنالوجی میں ، سوئچنگ بک ریگولیٹر سیکشن میں بہت سارے انتخاب دستیاب ہیں ، جو آسانی سے آسانی سے 90 efficiency سے زیادہ کارکردگی مہیا کرتے ہیں۔
اعلی کارکردگی ، اسٹیشنری ڈیزائن ٹیکنک ، چھوٹے اجزاء ، سوئچنگ ریگولیٹرز ایک لکیری ریگولیٹر کے مقابلے میں شور مچاتے ہیں۔ پھر بھی ، وہ بڑے پیمانے پر مقبول ہیں۔
مثال کے طور پر بکس کنورٹر کے لئے ڈیزائن
ہم نے پہلے MC34063 کا استعمال کرتے ہوئے ایک ہرن ریگولیٹر سرکٹ تشکیل دیا جہاں 12V ان پٹ وولٹیج سے 5V آؤٹ پٹ پیدا ہوتا ہے۔ MC34063 سوئچنگ ریگولیٹر ہے جو ہرن ریگولیٹر ترتیب میں استعمال ہوتا تھا۔ ہم نے ایک انڈکٹکٹر ، ایک شوٹکی ڈایڈڈ ، اور کپیسیٹر استعمال کیا۔
مذکورہ شبیہہ میں ، کاؤٹ آؤٹ پٹ کیپسیسیٹر ہے اور ہم نے ایک انڈکٹکٹر اور سکاٹکی ڈائیڈ بھی استعمال کیا جو سوئچنگ ریگولیٹر کے لئے بنیادی اجزاء ہیں۔ یہاں ایک تاثرات کا نیٹ ورک بھی استعمال ہوتا ہے۔ آر 1 اور آر 2 ریسٹرز ایک وولٹیج ڈیوائڈر سرکٹ تیار کرتے ہیں جو تقابلی کے پی ڈبلیو ایم اور غلطی پرورش مرحلے کے ل. ضروری ہے۔ موازنہ کرنے والے کا حوالہ وولٹیج 1.25V ہے۔
اگر ہم پروجیکٹ کو تفصیل سے دیکھیں تو ہم دیکھ سکتے ہیں کہ اس MC34063 سوئچنگ بک ریگولیٹر سرکٹ کے ذریعہ 75-78٪ کارکردگی حاصل کی جاسکتی ہے۔ مناسب پی سی بی ٹیکنک کا استعمال کرکے اور تھرمل مینجمنٹ کے طریقہ کار کو حاصل کرکے مزید کارکردگی کو بہتر بنایا جاسکتا ہے۔
مثال کے طور پر ہرن ریگولیٹر کا استعمال-
- کم ولٹیج کی ایپلی کیشن میں ڈی سی پاور ماخذ
- پورٹ ایبل سامان
- آڈیو سامان
- ایمبیڈڈ ہارڈویئر سسٹمز۔
- نظام شمسی وغیرہ۔