کم سمجھنا

آج ، الیکٹرانک آلات پہلے کے مقابلے میں سائز میں سکڑ چکے ہیں۔ اس سے ہمیں کمپیکٹ پورٹیبل ڈیوائسز جیسے سمارٹ گھڑیاں ، فٹنس ٹریکرز اور دیگر پہننے کے قابل آلات میں ٹن کی خصوصیات تیار کرنے میں مدد ملتی ہے ، اس سے ہمیں مویشیوں کی نگرانی ، اثاثوں سے باخبر رہنے کے لئے دور دراز آئی او ٹی آلات بھی تعینات کرنے میں مدد ملتی ہے۔ ان تمام نقل پذیر آلات میں ایک مشترکہ چیز یہ ہے کہ وہ بیٹری سے چلتی ہیں۔ اور جب کوئی آلہ بیٹری سے چلتا ہے تو یہ ضروری ہے کہ ڈیزائن انجینئرز ایسے اجزاء منتخب کریں جو ان کے ڈیزائن میں ہر ملی وولٹ کے تحفظ کے لئے دستیاب بیٹری کے رس کے ساتھ زیادہ دیر تک ڈیوائس چلائیں۔ ایک بار جب اس طرح کا جزو لو ڈراپ آؤٹ وولٹیج ریگولیٹر (ایل ڈی او) ہوجاتا ہے ۔ اس مضمون میں ہم ایل ڈی او کے بارے میں اور آپ کے سرکٹ ڈیزائن کے لئے صحیح انتخاب کرنے کا طریقہ سیکھیں گے۔

الیکٹرانکس میں ریگولیٹر کیا ہے؟

ریگولیٹر ایک ڈیوائس یا ایک اچھی طرح سے ڈیزائن میکانزم ہے جو کسی چیز کو منظم کرتا ہے ، یہاں کچھ عام طور پر کرنٹ کی وولٹیج سے مراد ہوتا ہے۔ یہاں دو قسم کے ریگولیٹرز بنیادی طور پر الیکٹرانکس میں استعمال ہوتے ہیں ، پہلا ایک سوئچنگ ریگولیٹر ہے اور دوسرا لکیری ریگولیٹر ہے ۔ وہ دونوں کام کرنے کا ایک مختلف فن تعمیر اور سب سسٹم رکھتے ہیں ، لیکن ہم اس مضمون میں ان پر تبادلہ خیال نہیں کریں گے۔ لیکن اس کو آسان الفاظ میں بتانا ، اگر کوئی ریگولیٹر آؤٹ پٹ کرنٹ کو کنٹرول کر رہا ہے تو اسے موجودہ ریگولیٹر کہا جاتا ہے۔ اسی پہلو سے ، وولٹیج کو کنٹرول کرنے کے لئے وولٹیج کے ریگولیٹرز استعمال کیے جاتے ہیں۔

ایل ڈی او اور لکیری ریگولیٹرز کے مابین فرق

لکیری ریگولیٹرز بجلی کی فراہمی کے ضوابط کے لئے استعمال ہونے والے عام آلات ہیں اور ہم میں سے زیادہ تر 7805 ، LM317 جیسے آلات کے ساتھ فیملیئر ہوں گے۔ لیکن ، بیٹری سے چلنے والے ایپلی کیشنز میں لکیری ریگولیٹر کے استعمال کا منفی پہلو یہ ہے کہ یہاں لکیری ریگولیٹر کے ان پٹ وولٹیج کو ہمیشہ ریگولیٹ آؤٹ پٹ وولٹیج سے زیادہ ہونا ضروری ہوتا ہے۔ مطلب ، ان پٹ وولٹیجز اور آؤٹ پٹ وولٹیج کے مابین فرق زیادہ ہے ۔ لہذا ، جب باقاعدہ آؤٹ پٹ وولٹیج کو ان پٹ وولٹیج کی قریبی قیمت ہونے کی ضرورت ہوتی ہے تو معیاری لکیری ریگولیٹرز میں کچھ حدود ہوتی ہیں۔

ایل ڈی او کا کام کرنا

LDO لکیری ریگولیٹر خاندان کا ایک حصہ ہے۔ لیکن ، عام لکیری ریگولیٹرز کے برعکس ، ایل ڈی او میں ان پٹ وولٹیج اور آؤٹ پٹ وولٹیج کے درمیان فرق کم ہوتا ہے۔ اس فرق کو ڈراپ آؤٹ وولٹیج کہا جاتا ہے ۔ چونکہ ایل ڈی او کے پاس بہت کم ڈراپ آؤٹ وولٹیج ہے اس کو لو ڈراپ آؤٹ وولٹیج ریگولیٹرز کہا جاتا ہے۔ آپ LDO کے بارے میں سوچ سکتے ہیں کہ وولٹیج کو مطلوبہ سطح تک کم کرنے کیلئے بوجھ کے ساتھ سیریز میں طے شدہ ایک لکیری ریزٹر ہے۔ ایل ڈی او رکھنے کا فائدہ یہ ہے کہ اس کے گرد وولٹیج کا ڈراپ ایک ریزسٹر سے کہیں کم ہوگا۔

چونکہ LDO ان پٹ اور آؤٹ پٹ کے درمیان کم ڈراپ آؤٹ وولٹیج پیش کرتا ہے ، لہذا یہ کام کرسکتا ہے یہاں تک کہ اگر ان پٹ وولٹیج آؤٹ پٹ وولٹیج کے نسبتا قریب ہو۔ LDO کے اس پار وولٹیج کا ڈراپ زیادہ سے زیادہ 300mV سے 1.5V کے درمیان ہوگا۔ کچھ LDOs میں ، وولٹیج کے اختلافات 300mV سے بھی کم ہیں۔

مذکورہ بالا شبیہہ ایک سادہ ایل ڈی او تعمیر دکھا رہی ہے جہاں بند لوپ سسٹم ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ان پٹ وولٹیج سے ایک حوالہ وولٹیج تیار کیا جاتا ہے اور ایک امتیازی یمپلیفائر کو کھلایا جاتا ہے۔ آؤٹ پٹ وولٹیج کو ایک وولٹیج ڈویائڈر کے ذریعہ محسوس کیا جاتا ہے اور پھر امتیازی یمپلیفائر کے ان پٹ پن کو کھلایا جاتا ہے۔ ان دو اقدار پر منحصر ہے ، حوالہ وولٹیج کی پیداوار اور وولٹیج ڈویائڈر سے آؤٹ پٹ ، یمپلیفائر آؤٹ پٹ تیار کرتا ہے۔ یہ آؤٹ پٹ متغیر ریزسٹر کو کنٹرول کرتا ہے۔ لہذا ، اس دونوں کی کوئی بھی قیمت یمپلیفائر کی پیداوار کو تبدیل کر سکتی ہے۔ یہاں درست طریقے سے دوسرے کو سمجھنے کے لئے وولٹیج کا حوالہ مستحکم ہونا ضروری ہے۔ جب ریفرنس وولٹیج مستحکم ہوتا ہے تو ، آؤٹ پٹ وولٹیج کی ایک چھوٹی سی تغیرات ریزٹر ڈویائڈر کے توسط سے مختلف امپلیفائر کے ان پٹ پر عکاسی کرتی ہے۔پھر یمپلیفائر مستحکم آؤٹ پٹ فراہم کرنے کے لئے متغیر ریزٹر کو کنٹرول کرتا ہے۔ دوسری طرف ، وولٹیج کا حوالہ ان پٹ وولٹیج پر منحصر نہیں ہے اور مختلف امپلیفائر کے پار مستحکم حوالہ فراہم کرتا ہے جس سے یہ عارضی تبدیلیوں سے محفوظ رہتی ہے اور یہ بھیان پٹ وولٹیج سے آزاد آؤٹ پٹ وولٹیج ۔ یہاں دکھائے جانے والے تغیر پزیر کو عموما the ایکوچیکل تعمیر میں موثر موزفٹ یا جے ایف ای ٹی کے ذریعہ تبدیل کیا جائے گا۔ موجودہ اور گرمی کی پیداوار کی اضافی ضروریات کی وجہ سے ایل ڈی اوز میں بائپولر ٹرانجسٹرز کا استعمال نہیں کیا جاتا ہے جس کی وجہ خراب کارکردگی ہے۔

اپنے LDO کو منتخب کرتے وقت پیرامیٹرز پر غور کریں

بنیادی خصوصیات

چونکہ بوجھ کو بجلی کی مناسب ترسیل کو یقینی بنانا ایک لازمی آلہ ہے ، اس کی پہلی اہم خصوصیت بوجھ پر قابو پانے اور مستحکم آؤٹ پٹ ہے۔ بوجھ موجودہ تبدیلیوں کے دوران مناسب بوجھ کا ضابطہ ضروری ہے۔ جب بوجھ میں اضافہ یا کمی ہو تو اس کی موجودہ کھپت ریگولیٹر سے آؤٹ پٹ وولٹیج میں اتار چڑھاؤ نہیں ہونا چاہئے۔ آؤٹ پٹ وولٹیج کا اتار چڑھاؤ ایم وی رینج فی ایمپیئر موجودہ میں ماپا جاتا ہے اور اسے اچارسیز کہا جاتا ہے۔ آؤٹ پٹ وولٹیج کی درستگی ایک LDO کی 5mV سے 50mV رینج، پیداوار میں وولٹیج کے چند فی صد کی حدود.

حفاظت اور تحفظ کی خصوصیات

ایل ڈی او آؤٹ پٹ میں بجلی کی مناسب فراہمی کو یقینی بنا کر حفاظتی بنیادی خصوصیات پیش کرتا ہے۔ حفاظتی خصوصیات میں ان پٹ اور آؤٹ پٹ کے پار پروٹیکشن سرکٹری کا استعمال کرتے ہوئے ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔ پروٹیکشن سرکٹس انڈر وولٹیج پروٹیکشن (یو وی ایل او) ، اوور ولٹیج پروٹیکشن (او وی ایل او) ، سرجری پروٹیکشن ، آؤٹ پٹ شارٹ سرکٹ تحفظ اور تھرمل پروٹیکشن ہیں۔

کچھ حالات میں ، ریگولیٹر کو فراہم کردہ ان پٹ وولٹیج میں نمایاں طور پر کم کمی آسکتی ہے یا زیادہ قیمت میں اضافہ ہوسکتا ہے۔ اس کا نتیجہ ایل ڈی او کی طرف سے غلط وولٹیج اور موجودہ پیداوار میں ہوتا ہے جس سے ہمارے بوجھ کو نقصان پہنچے گا۔ اگر LDO کے پار ان پٹ وولٹیج حد سے باہر ہے تو ، LDO اور بوجھ کو بچانے کے لئے UVLO اور OVLO تحفظ کو متحرک کیا جاتا ہے۔ یوویلو کے لئے نچلی حد اور زیادہ سے زیادہ ان پٹ وولٹیج کی حدیں آسان وولٹیج ڈیوائڈرز کا استعمال کرتے ہوئے مقرر کی جاسکتی ہیں۔

اضافے سے بچاؤ سرکٹ LDO کو عارضی طور پر اور ہائی ولٹیج میں اضافے یا اسپائکس سے حفاظتی ٹیکوں کی پیش کش کرتا ہے۔ یہ ایک اضافی خصوصیت ہے جو مختلف ایل ڈی اوز پیش کرتے ہیں۔ آؤٹ پٹ شارٹ سرکٹ کا تحفظ ایک حد سے زیادہ تحفظ کی ایک شکل ہے۔ اگر بوجھ کم ہوجاتا ہے تو ایل ڈی او کی شارٹ سرکٹ تحفظ کی خصوصیت ان پٹ بجلی کی فراہمی سے بوجھ منقطع کردی جاتی ہے۔ جب ایل ڈی او گرم ہوجاتا ہے تو تھرمل تحفظ کام کرتا ہے۔ ہیٹ اپ آپریشن کے دوران ، تھرمل پروٹیکشن سرکٹ LDO کو اس سے ہونے والے مزید نقصان کو روکنے کے لئے کام کرنے سے روکتا ہے۔

اضافی خصوصیات

مائکروکنٹرولر ان پٹ کے ساتھ بات چیت کے ل L LDOs میں دو اضافی منطق کی سطح پر کنٹرول پن ہوسکتا ہے۔ قابل پن کو اکثر EN کے طور پر جانا جاتا ہے اور یہ LDO کا ایک ان پٹ پن ہے۔ بجلی کا آؤٹ پٹ فعال یا غیر فعال کرنے کے لئے ایک سادہ مائکرو قابو پانے والا ایل ڈی او کے EN پن کی حالت کو تبدیل کرسکتا ہے۔ درخواست کے مقاصد کے لئے بوجھ کو آن یا آف کرنے کی ضرورت ہوتی ہے تو یہ ایک آسان خصوصیت ہے۔

پاور گڈ پن ایل ڈی او کی طرف سے ایک آؤٹ پٹ پن ہے۔ اس پن کو مائکروکانٹرولر یونٹ کے ساتھ بھی منسلک کیا جاسکتا ہے تاکہ بجلی کی حالت پر منحصر ہوتا ہے۔ بجلی کی حالت اچھے پن کی بنیاد پر ، مائکروکونٹرولر یونٹ LDO میں بجلی کی حیثیت کے بارے میں معلومات حاصل کرسکتا ہے۔

ایل ڈی او کی حدود

اگرچہ ایل ڈی او کم ڈراپ آؤٹ وولٹیج پر مناسب آؤٹ پٹ پیش کرتا ہے ، پھر بھی اس کی کچھ حدود ہیں۔ ایل ڈی او کی اہم حد کارکردگی ہے ۔ یہ سچ ہے کہ LDO بجلی کی کھپت اور کارکردگی کے لحاظ سے معیاری لکیری ریگولیٹرز سے بہتر ہے لیکن پورٹ ایبل بیٹری سے متعلقہ کارروائیوں کے لئے یہ اب بھی ناقص انتخاب ہے جہاں کارکردگی ہی بنیادی تشویش ہے۔ اگر ان پٹ وولٹیج آؤٹ پٹ وولٹیج کے مقابلے میں نمایاں طور پر زیادہ ہو تو کارکردگی اور بھی کم ہوجاتی ہے۔ گرمی کی کھپت میں اضافہ ہوتا ہے جب وولٹیج ڈراپ زیادہ ہوتا ہے۔ اضافی فضلہ توانائی جو گرمی کی طرح تبدیل ہو جاتی ہے اور اس کو حرارت بخش کی ضرورت ہوتی ہے ، اس کے نتیجے میں پی سی بی کے علاقے میں اضافہ ہوا اور اس کے ساتھ ساتھ اجزاء کی لاگت بھی آسکتی ہے۔ بہتر کارکردگی کے ل switch ، سوئچنگ ریگولیٹرز خاص طور پر ایل ڈی اوز لکیری ریگولیٹرز کے مقابلے میں بہترین انتخاب ہیں۔

کیا مجھے اپنے اگلے ڈیزائن کے لئے ایل ڈی او کا استعمال کرنا چاہئے؟

چونکہ ایل ڈی او بہت کم ڈراپ آؤٹ وولٹیج پیش کرتے ہیں ، اس وقت ایل ڈی او کو منتخب کرنا اچھا ہے جب مطلوبہ آؤٹ پٹ وولٹیج دستیاب ان پٹ وولٹیج کے بہت قریب ہو۔ سوالات کے نیچے آپ کو یہ معلوم کرنے میں مدد مل سکتی ہے کہ کیا آپ کو سرکٹ ڈیزائن واقعتا میں ایل ڈی او کی ضرورت ہے

1. کیا مطلوبہ آؤٹ پٹ وولٹیج دستیاب ان پٹ وولٹیج کے قریب ہے؟ اگر ہاں ، تو کتنا؟ LDO استعمال کرنا اچھا ہے اگر ان پٹ وولٹیج اور آؤٹ پٹ وولٹیج کے مابین 300mV سے کم فرق ہے
2. کیا مطلوبہ اطلاق کے لئے 50-60٪ کارکردگی قبول کی جاتی ہے؟
3. کم بجلی کی فراہمی کی ضرورت ہے؟
4. اگر لاگت ایک مسئلہ ہے اور آسان ، نچلا حصہ شمار ، تو خلائی بچت حل کی ضرورت ہے۔
5. کیا سوئچنگ سرکٹ شامل کرنا بہت مہنگا اور بڑا ہوگا؟

اگر آپ نے مذکورہ بالا سارے سوال کے لئے "ہاں" کا جواب دیا ہے تو ، پھر ایل ڈی او ایک اچھا انتخاب ہوسکتا ہے۔ لیکن ، ایل ڈی او کی تصریح کیا ہوگی؟ ٹھیک ہے ، یہ نیچے کے پیرامیٹرز پر منحصر ہے۔

• آؤٹ پٹ وولٹیج۔
• کم سے کم اور زیادہ سے زیادہ ان پٹ وولٹیج۔
• موجودہ پیداوار
• ایل ڈی اوز کا پیکیج
• لاگت اور دستیابی۔
• قابل اور غیر فعال آپشن کی ضرورت ہے یا نہیں۔
• درخواست کے لئے ضروری اضافی تحفظ کے اختیارات۔ جیسے اوور موجودہ تحفظ ، یوویلو ، اور او وی ایل او ، وغیرہ۔

مارکیٹ میں مشہور ایل ڈی او

ہر ایک پاور آایسی صنعت کار جیسے ٹیکساس آلات ، لکیری ٹکنالوجی وغیرہ کے پاس ایل ڈی او کے لئے کچھ حل ہیں۔ ٹیکساس آلات میں مختلف ڈیزائن کی ضروریات پر منحصر ایل ڈی اوز کی وسیع رینج موجود ہے ، ذیل کا چارٹ ایل ڈی او کا اپنا وسیع ذخیرہ ظاہر کرتا ہے جس میں وسیع پیمانے پر آؤٹ پٹ موجودہ اور ان پٹ وولٹیج موجود ہے۔

اسی طرح ، ینالاگ آلات سے لکیری ٹیکنالوجی میں بھی کچھ اعلی کارکردگی کم ڈراپ آؤٹ ریگولیٹرز موجود ہیں۔

LDO - مثال کے طور پر ڈیزائن

آئیے ایک عملی معاملے پر غور کریں جس میں ایل ڈی او لازمی ہوگا۔ فرض کریں کہ کم لاگت ، آسان ، خلائی بچت کے حل کی ضرورت 3.7V لتیم بیٹری آؤٹ پٹ کو موجودہ موجودہ حد اور تھرمل تحفظ کے ساتھ مستحکم 3.3V 500mA ماخذ میں تبدیل کرنا ہے ۔ کچھ بوجھ کو فعال یا غیر فعال کرنے کے ل The بجلی کے حل کو مائکرو قانع کنٹرولر سے منسلک کرنے کی ضرورت ہے اور کارکردگی 50-60٪ ہوسکتی ہے۔ چونکہ ہمیں ایک آسان اور کم لاگت حل کی ضرورت ہے ہم سوئچنگ ریگولیٹر ڈیزائن کو مسترد کرسکتے ہیں۔

لتیم بیٹری مکمل چارج کی حالت کے دوران 4.2V اور مکمل طور پر خالی حالت پر 3.2V فراہم کرسکتی ہے۔ لہذا ، مائکروکونٹرالر یونٹ کے ذریعہ ایل ڈی او کے ان پٹ وولٹیج کو سینس کرکے ایل ڈی او کو کم وولٹیج کی صورتحال پر بوجھ منقطع کرنے کے لئے کنٹرول کیا جاسکتا ہے۔

اس کی ضرورت کے مطابق ، ہمیں 3.3V آؤٹ پٹ وولٹیج ، موجودہ 500mA ، پن آپشن ، لوئر پارٹنٹ گنتی ، تقریبا 300-400 ایم وی ڈراپ آؤٹ ضروریات ، آؤٹ پٹ شارٹ سرکٹ کے ساتھ ساتھ تھرمل شٹ ڈاؤن کی خصوصیت کو بھی اس ایپلیکیشن کے لئے ایل ڈی او کا ذاتی انتخاب ایم سی پی 1825 ہے۔ - مائکروچپ کے ذریعہ 3.3V فکسڈ وولٹیج ریگولیٹر۔

ڈیٹاشیٹ سے لی گئی پوری خصوصیت کی فہرست کو نیچے کی تصویر میں دیکھا جاسکتا ہے۔

نیچے پن آؤٹ کے ساتھ ایم سی پی 1825 کا سرکٹ ڈایاگرام ہے ۔ ڈیٹاشیٹ میں اسکیمیٹک بھی مہیا کیا گیا ہے ، اس طرح کچھ بیرونی اجزاء جیسے ریزٹر اور کیپسیٹر سے منسلک کرکے ہم آسانی سے کم از کم وولٹیج ڈورپ کے ساتھ مطلوبہ وولٹیج کو منظم کرنے کے لئے اپنے ایل ڈی او کا استعمال کرسکتے ہیں۔

ایل ڈی او - پی سی بی کے ڈیزائن ہدایات

ایک بار جب آپ نے ایل ڈی او کو درست قرار دیا اور اپنے ڈیزائن کے لئے کام کرنے کے ل tested اس کا تجربہ کیا تو ، آپ اپنے سرکٹ کے لئے پی سی بی کو ڈیزائن کرنے کے ساتھ آگے بڑھ سکتے ہیں۔ LDO اجزاء کے لئے پی سی بی کو ڈیزائن کرتے وقت آپ کو مندرجہ ذیل چند نکات ہیں جو آپ کو یاد رکھنا چاہ.۔

1. اگر ایس ایم ڈی پیکج استعمال کیا جاتا ہے تو ، پی سی بی میں مناسب تانبے کا رقبہ مہیا کرنا ضروری ہے کیونکہ ایل ڈی اوز گرمی کو ختم کردیتے ہیں ۔
2. تانبے کی موٹائی پریشانی سے پاک آپریشن میں ایک اہم معاون ہے۔ 2 آانس (70 ایم) تانبے کی موٹائی ایک اچھا انتخاب ہوگا۔
3. C1 اور C2 MCP1825 کے زیادہ سے زیادہ قریب ہونے کی ضرورت ہے ۔
4. شور سے متعلقہ امور کیلئے موٹا گراونڈ طیارہ درکار ہے ۔
5. دو طرفہ پی سی بی میں گرمی کی مناسب کھپت کے ل for ویاس کا استعمال کریں ۔