خبریں - سوئچنگ پاور سپلائی کا کامن موڈ انڈکٹر کیسے کام کرتا ہے؟

کامن موڈ انڈکٹرز,اکثر عام موڈ برقی مقناطیسی مداخلت کے سگنلز کو فلٹر کرنے کے لیے کمپیوٹر سوئچنگ پاور سپلائیز میں استعمال ہوتے ہیں۔ بورڈ کے ڈیزائن میں، کامن موڈ انڈکٹر EMI فلٹرنگ کا بھی کردار ادا کرتا ہے، جس کا استعمال تیز رفتار سگنل لائنوں سے پیدا ہونے والی برقی مقناطیسی لہروں کے خارجی تابکاری اور اخراج کو دبانے کے لیے کیا جاتا ہے۔

مقناطیسی اجزاء کے ایک اہم جزو کے طور پر، انڈکٹرز پاور الیکٹرانک سرکٹس میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ یہ خاص طور پر پاور سرکٹس میں ایک ناگزیر حصہ ہے۔ جیسے صنعتی کنٹرول کے آلات میں برقی مقناطیسی ریلے اور بجلی کے نظام میں بجلی کے میٹر (واٹ گھنٹے میٹر)۔ سوئچنگ پاور سپلائی کے آلات کے ان پٹ اور آؤٹ پٹ سروں پر فلٹرز، ٹی وی وصول کرنے اور منتقل کرنے والے سروں پر ٹیونرز وغیرہ سب انڈکٹرز سے الگ نہیں ہوتے ہیں۔ الیکٹرانک سرکٹس میں انڈکٹرز کے اہم کام یہ ہیں: انرجی اسٹوریج، فلٹرنگ، چوک، ریزوننس وغیرہ۔ پاور سرکٹس میں، چونکہ سرکٹس بڑے کرنٹ یا ہائی وولٹیجز کی توانائی کی منتقلی سے نمٹتے ہیں، انڈکٹرز زیادہ تر "پاور ٹائپ" انڈکٹرز ہوتے ہیں۔

خاص طور پر چونکہ پاور انڈکٹر چھوٹے سگنل پروسیسنگ انڈکٹر سے مختلف ہوتا ہے، اس لیے ڈیزائن کے دوران سوئچنگ پاور سپلائی کی ٹوپولوجی مختلف ہوتی ہے، اور ڈیزائن کے طریقہ کار کی بھی اپنی ضروریات ہوتی ہیں، جس کی وجہ سے ڈیزائن کی مشکلات پیدا ہوتی ہیں۔انڈکٹرزموجودہ پاور سپلائی سرکٹس میں بنیادی طور پر فلٹرنگ، انرجی اسٹوریج، انرجی ٹرانسفر، اور پاور فیکٹر کی اصلاح کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ انڈکٹر ڈیزائن علم کے بہت سے پہلوؤں کا احاطہ کرتا ہے جیسے برقی مقناطیسی تھیوری، مقناطیسی مواد، اور حفاظتی ضوابط۔ فیصلے کرنے کے لیے ڈیزائنرز کو کام کے حالات اور متعلقہ پیرامیٹر کی ضروریات (جیسے کرنٹ، وولٹیج، فریکوئنسی، درجہ حرارت میں اضافہ، مادی خصوصیات وغیرہ) کی واضح سمجھ کی ضرورت ہوتی ہے۔ سب سے زیادہ معقول ڈیزائن۔
انڈکٹرز کی درجہ بندی:
انڈکٹرز کو ان کے اطلاق کے ماحول، مصنوعات کی ساخت، شکل، استعمال وغیرہ کی بنیاد پر مختلف اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ عام طور پر، انڈکٹر ڈیزائن نقطہ آغاز کے طور پر استعمال اور اطلاق کے ماحول سے شروع ہوتا ہے۔ بجلی کی فراہمی کو تبدیل کرنے میں، انڈکٹرز کو اس میں تقسیم کیا جا سکتا ہے:

کامن موڈ چوک

نارمل موڈ چوک

پاور فیکٹر کریکشن - پی ایف سی چوک

کراس سے منسلک کپلڈ انڈکٹر (کپلر چوک)

انرجی سٹوریج اسموتھنگ انڈکٹر (اسموتھ چوک)

مقناطیسی یمپلیفائر کوائل (MAG AMP Coil)

کامن موڈ فلٹر انڈکٹرز کو دو کنڈلیوں کی ایک ہی انڈکٹنس ویلیو، ایک ہی رکاوٹ وغیرہ کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے اس قسم کے انڈکٹرز سڈول ڈیزائن اپناتے ہیں، اور ان کی شکلیں زیادہ تر TOROID، UU، ET اور دیگر شکلیں ہوتی ہیں۔
عام موڈ انڈکٹرز کیسے کام کرتے ہیں:
کامن موڈ فلٹر انڈکٹر کو کامن موڈ چوک کوائل (اس کے بعد کامن موڈ انڈکٹر یا CM.M.Choke کہا جاتا ہے) یا لائن فلٹر بھی کہا جاتا ہے۔

میںسوئچنگ پاور سپلائی، ریکٹیفائر ڈائیوڈ، فلٹر کیپسیٹر اور انڈکٹر میں کرنٹ یا وولٹیج میں تیزی سے تبدیلیوں کی وجہ سے، برقی مقناطیسی مداخلت کے ذرائع (شور) پیدا ہوتے ہیں۔ ایک ہی وقت میں، ان پٹ پاور سپلائی میں پاور فریکوئنسی کے علاوہ ہائی آرڈر ہارمونک شور بھی ہیں۔ اگر ان مداخلتوں کو ختم نہیں کیا جاتا ہے تو، دبانے سے لوڈ آلات یا سوئچنگ پاور سپلائی کو نقصان پہنچے گا۔ لہذا، کئی ممالک میں حفاظتی ریگولیٹری ایجنسیوں نے برقی مقناطیسی مداخلت (EMI) کے اخراج پر ضابطے جاری کیے ہیں۔

متعلقہ کنٹرول کے ضوابط۔ اس وقت، سوئچنگ پاور سپلائیز کی سوئچنگ فریکوئنسی تیزی سے زیادہ ہوتی جا رہی ہے، اور EMI تیزی سے سنگین ہوتا جا رہا ہے۔ لہذا، بجلی کی فراہمی کو سوئچ کرنے میں EMI فلٹرز کو انسٹال کرنا ضروری ہے۔ EMI فلٹرز کو کچھ ضروریات کو پورا کرنے کے لیے نارمل موڈ اور عام موڈ شور دونوں کو دبانا چاہیے۔ معیاری عام موڈ فلٹر ان پٹ یا آؤٹ پٹ کے آخر میں دو لائنوں کے درمیان فرق موڈ مداخلت سگنل کو فلٹر کرنے کے لئے ذمہ دار ہے، اور عام موڈ فلٹر دو ان پٹ لائنوں کے درمیان مشترکہ موڈ مداخلت سگنل کو فلٹر کرنے کے لئے ذمہ دار ہے. اصل کامن موڈ انڈکٹرز کو تین اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: AC CM.M.CHOKE؛ مختلف کام کے ماحول کی وجہ سے DC CM.M.CHOKE اور SIGNAL CM.M.CHOKE۔ ڈیزائن یا انتخاب کرتے وقت ان کی تمیز ہونی چاہیے۔ لیکن اس کے کام کرنے کا اصول بالکل وہی ہے، جیسا کہ شکل (1) میں دکھایا گیا ہے:

جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے، ایک ہی مقناطیسی انگوٹھی پر مخالف سمتوں والی کنڈلیوں کے دو سیٹ زخم ہیں۔ دائیں ہاتھ کے سرپل ٹیوب کے اصول کے مطابق، جب مخالف قطبیت کے ساتھ ایک ڈیفرینشل موڈ وولٹیج اور ایک ہی سگنل کے طول و عرض کو ان پٹ ٹرمینلز A اور B پر لاگو کیا جاتا ہے، جب، ٹھوس لائن میں ایک کرنٹ i2 دکھایا جاتا ہے، اور مقناطیسی بہاؤ ٹھوس لائن میں دکھایا گیا Φ2 مقناطیسی کور میں پیدا ہوتا ہے۔ جب تک کہ دونوں سمیٹ مکمل طور پر ہم آہنگ ہیں، مقناطیسی کور میں دو مختلف سمتوں میں مقناطیسی بہاؤ ایک دوسرے کو منسوخ کر دیتے ہیں۔ کل مقناطیسی بہاؤ صفر ہے، کوائل انڈکٹنس تقریباً صفر ہے، اور عام موڈ سگنل پر کوئی رکاوٹ اثر نہیں ہے۔ اگر یکساں قطبیت اور مساوی طول و عرض کے ساتھ ایک مشترکہ موڈ سگنل ان پٹ ٹرمینلز A اور B پر لاگو کیا جاتا ہے، تو نقطے والی لائن کے ذریعے دکھائے جانے والے ایک کرنٹ i1 ہوگا، اور نقطے والی لکیر کے ذریعے دکھایا گیا مقناطیسی بہاؤ Φ1 مقناطیسی میں پیدا ہوگا۔ کور، پھر کور میں مقناطیسی بہاؤ ان کی سمت ایک ہی ہوگی اور ایک دوسرے کو مضبوط کریں گے، تاکہ ہر کنڈلی کی انڈکٹنس ویلیو اس کے اکیلے موجود ہونے سے دوگنا ہو، اور XL =ωL۔ لہذا، اس سمیٹ کے طریقہ کار کی کنڈلی عام موڈ مداخلت پر ایک مضبوط دبانے کا اثر ہے.

اصل EMI فلٹر L اور C پر مشتمل ہوتا ہے۔ ڈیزائن کرتے وقت، ڈیفرینشل موڈ اور کامن موڈ سپریشن سرکٹس کو اکثر ملایا جاتا ہے (جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے)۔ لہذا، ڈیزائن فلٹر کیپسیٹر کے سائز اور مطلوبہ حفاظتی ضوابط پر مبنی ہونا چاہیے۔ معیارات انڈکٹر اقدار پر فیصلے کرتے ہیں۔
شکل میں، L1، L2، اور C1 ایک عام موڈ فلٹر بناتے ہیں، اور L3، C2، اور C3 ایک عام موڈ فلٹر بناتے ہیں۔

کامن موڈ انڈکٹر کا ڈیزائن
کامن موڈ انڈکٹر کو ڈیزائن کرنے سے پہلے، پہلے چیک کریں کہ کنڈلی کو درج ذیل اصولوں کی تعمیل کرنی چاہیے:

1> عام کام کرنے والے حالات میں، مقناطیسی کور بجلی کی فراہمی کے کرنٹ کی وجہ سے سیر نہیں ہو گا۔

3> انڈکٹر کا درجہ حرارت کا گتانک چھوٹا ہونا چاہئے، اور تقسیم شدہ گنجائش چھوٹا ہونا چاہئے۔

4> ڈی سی مزاحمت ہر ممکن حد تک چھوٹی ہونی چاہئے۔

5> انڈکشن انڈکٹنس جتنا ہو سکے بڑا ہونا چاہیے، اور انڈکشن ویلیو کو مستحکم ہونا چاہیے۔

6> وائنڈنگز کے درمیان موصلیت کو حفاظتی تقاضوں کو پورا کرنا چاہیے۔

عام موڈ انڈکٹر ڈیزائن کے اقدامات:

مرحلہ 0 SPEC کا حصول: EMI کی اجازت شدہ سطح، درخواست کا مقام۔

مرحلہ 1 انڈکٹنس ویلیو کا تعین کریں۔

مرحلہ 2 بنیادی مواد اور وضاحتیں طے کی جاتی ہیں۔

مرحلہ 3 سمیٹنے والے موڑ اور تار کے قطر کی تعداد کا تعین کریں۔

مرحلہ 4 ثبوت

مرحلہ 5 ٹیسٹ

ڈیزائن کی مثالیں۔
مرحلہ 0: EMI فلٹر سرکٹ جیسا کہ شکل 3 میں دکھایا گیا ہے۔

CX = 1.0 Uf Cy = 3300PF EMI سطح: Fcc کلاس B

قسم: Ac Common Mode Choke

مرحلہ 1: انڈکٹنس کا تعین کریں (L):

سرکٹ ڈایاگرام سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ L3، C2 اور C3 پر مشتمل کامن موڈ فلٹر کے ذریعے کامن موڈ سگنل کو دبایا جاتا ہے۔ درحقیقت، L3، C2، اور C3 دو LC سیریز سرکٹس بناتے ہیں، جو بالترتیب L اور N لائنوں کے شور کو جذب کرتے ہیں۔ جب تک فلٹر سرکٹ کی کٹ آف فریکوئنسی کا تعین کیا جاتا ہے اور کیپیسیٹینس C معلوم ہوتا ہے، انڈکٹنس L درج ذیل فارمولے سے حاصل کیا جا سکتا ہے۔

fo= 1/(2π√LC)L → 1/(2πfo)2C

عام طور پر EMI ٹیسٹ بینڈوتھ مندرجہ ذیل ہے:

مداخلت کی گئی: 150KHZ → 30MHZ (نوٹ: VDE معیاری 10KHZ - 30M)

تابکاری مداخلت: 30MHZ 1GHZ

اصل فلٹر مثالی فلٹر کے اسٹیپ امپیڈینس وکر کو حاصل نہیں کر سکتا، اور کٹ آف فریکوئنسی عام طور پر تقریباً 50KHZ پر سیٹ کی جا سکتی ہے۔ یہاں، فرض کرتے ہوئے fo = 50KHZ، پھر

L =1/(2πfo)2C = 1/ [(2*3.14*50000)2 *3300*10-12] = 3.07mH

L1، L2، اور C1 ایک (کم پاس) نارمل موڈ فلٹر بناتے ہیں۔ لائنوں کے درمیان گنجائش 1.0uF ہے، لہذا عام موڈ انڈکٹنس ہے:

L = 1/ [(2*3.14*50000)2 *1*10-6] = 10.14uH

اس طرح، نظریاتی طور پر مطلوبہ انڈکٹنس ویلیو حاصل کی جا سکتی ہے۔ اگر آپ کم کٹ آف فریکوئنسی fo حاصل کرنا چاہتے ہیں، تو آپ انڈکٹنس ویلیو کو مزید بڑھا سکتے ہیں۔ کٹ آف فریکوئنسی عام طور پر 10KHZ سے کم نہیں ہوتی ہے۔ نظریاتی طور پر، انڈکٹنس جتنا زیادہ ہوگا، EMI دبانے کا اثر اتنا ہی بہتر ہوگا، لیکن ضرورت سے زیادہ انڈکٹنس کٹ آف فریکوئنسی کو کم کردے گا، اور اصل فلٹر صرف ایک مخصوص براڈ بینڈ حاصل کرسکتا ہے، جو ہائی فریکوئنسی شور کے دبانے کے اثر کو بدتر بناتا ہے (عام طور پر سوئچنگ پاور سپلائی کا شور جزو تقریباً 5~10MHZ ہے، لیکن ایسے معاملات ہیں جہاں یہ 10MHZ سے زیادہ ہے)۔ اس کے علاوہ، انڈکٹنس جتنا زیادہ ہوگا، وائنڈنگ میں اتنا ہی زیادہ موڑ ہوگا، یا CORE کا UI اتنا ہی زیادہ ہوگا، جس کی وجہ سے کم فریکوئنسی کی رکاوٹ بڑھے گی (DCR بڑا ہو جائے گا)۔ جیسے جیسے موڑ کی تعداد میں اضافہ ہوتا ہے، تقسیم شدہ گنجائش بھی بڑھ جاتی ہے (جیسا کہ شکل 4 میں دکھایا گیا ہے)، تمام اعلی تعدد والے دھاروں کو اس اہلیت کے ذریعے بہنے کی اجازت دیتا ہے۔ ضرورت سے زیادہ اعلیٰ UI CORE کو آسانی سے سیر کر دیتا ہے، اور اسے پیدا کرنا انتہائی مشکل اور مہنگا بھی ہے۔
مرحلہ 2 بنیادی مواد اور سائز کا تعین کریں۔

مندرجہ بالا ڈیزائن کے تقاضوں سے، ہم جان سکتے ہیں کہ کامن موڈ انڈکٹر کو سیر ہونے کے لیے مشکل ہونے کی ضرورت ہے، اس لیے یہ ضروری ہے کہ کم BH زاویہ تناسب کے ساتھ مواد کا انتخاب کیا جائے۔ چونکہ زیادہ انڈکٹنس ویلیو کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے مقناطیسی کور کی UI قدر بھی زیادہ ہونی چاہیے، اور اس میں کم کور نقصان اور زیادہ Bs ویلیو بھی ہونی چاہیے، Mn-Zn فیرائٹ میٹریل CORE فی الحال سب سے موزوں CORE مواد ہے جو مندرجہ بالا ضروریات.

ڈیزائن کے دوران COEE SIZE پر کوئی خاص ضابطے نہیں ہیں۔ اصولی طور پر، اسے صرف مطلوبہ انڈکٹنس کو پورا کرنے اور قابل اجازت کم فریکوئنسی نقصان کی حد کے اندر ڈیزائن کردہ پروڈکٹ کے سائز کو کم کرنے کی ضرورت ہے۔

لہذا، CORE مواد اور SIZE نکالنے کی لاگت، قابل اجازت نقصان، تنصیب کی جگہ وغیرہ کی بنیاد پر جانچ کی جانی چاہیے۔ کامن موڈ انڈکٹرز کی عام طور پر استعمال ہونے والی CORE ویلیو 2000 اور 10000 کے درمیان ہوتی ہے۔ آئرن پاؤڈر کور میں بھی لوہے کا کم نقصان، زیادہ Bs اور کم ہوتا ہے۔ BH زاویہ تناسب، لیکن اس کا UI کم ہے، لہذا یہ عام طور پر کامن موڈ انڈکٹرز میں استعمال نہیں ہوتا، لیکن اس قسم کا کور عام موڈ انڈکٹرز میں سے ایک ہے۔ ترجیحی مواد۔

مرحلہ 3 N اور تار قطر dw کی تعداد کا تعین کریں۔

پہلے CORE کی خصوصیات کا تعین کریں۔ مثال کے طور پر، اس مثال میں، T18*10*7، A10، AL = 8230±30%، پھر:

N = √L / AL = √(3.07*106) / (8230*70%) = 23 TS

تار کا قطر 3 ~ 5A/mm2 کی موجودہ کثافت پر مبنی ہے۔ اگر جگہ اجازت دے تو موجودہ کثافت کو جتنا ممکن ہو کم سے کم منتخب کیا جا سکتا ہے۔ فرض کریں کہ ان پٹ کرنٹ I i = 1.2A اس مثال میں، J = 4 A/mm2 لیں

پھر Aw = 1.2 / 4 = 0.3 mm2 Φ0.70 mm

ڈیزائن کی وشوسنییتا کی تصدیق کے لیے اصل کامن موڈ انڈکٹر کو حقیقی نمونوں کے ذریعے ٹیسٹ کیا جانا چاہیے، کیونکہ مینوفیکچرنگ کے عمل میں فرق بھی انڈکٹر کے پیرامیٹرز میں فرق کا باعث بنے گا اور فلٹرنگ اثر کو متاثر کرے گا۔ مثال کے طور پر، تقسیم شدہ گنجائش میں اضافہ اعلی تعدد شور کا سبب بنے گا۔ منتقل کرنا آسان ہے۔ دو وائنڈنگز کی غیر متناسبیت دو گروپوں کے درمیان انڈکٹنس میں فرق کو بڑا بناتی ہے، عام موڈ سگنل کے لیے ایک خاص رکاوٹ بناتی ہے۔

خلاصہ کریں۔
1> کامن موڈ انڈکٹر کا کام لائن میں کامن موڈ شور کو فلٹر کرنا ہے۔ ڈیزائن کے لیے ضروری ہے کہ دونوں وائنڈنگز مکمل طور پر سڈول ڈھانچہ اور ایک جیسے برقی پیرامیٹرز ہوں۔

2> کامن موڈ انڈکٹر کی تقسیم شدہ گنجائش اعلی تعدد شور کو دبانے پر منفی اثر ڈالتی ہے اور اسے کم سے کم کیا جانا چاہئے۔

3> کامن موڈ انڈکٹر کی انڈکٹنس ویلیو شور فریکوئنسی بینڈ سے متعلق ہے جسے فلٹر کرنے کی ضرورت ہے اور مماثل کیپیسیٹینس۔ انڈکٹنس ویلیو عام طور پر 2mH ~ 50 mH کے درمیان ہوتی ہے۔

مضمون کا ماخذ: انٹرنیٹ سے دوبارہ شائع کیا گیا ہے۔

Xuange 2009 میں قائم کیا گیا تھااعلی اور کم تعدد ٹرانسفارمرز، inductors اورایل ای ڈی ڈرائیو پاور سپلائیزپیدا ہونے والے بڑے پیمانے پر صارفین کی بجلی کی فراہمی، صنعتی بجلی کی فراہمی، نئی توانائی کی بجلی کی فراہمی، ایل ای ڈی بجلی کی فراہمی اور دیگر صنعتوں میں استعمال ہوتے ہیں۔
Xuange Electronics ملکی اور غیر ملکی منڈیوں میں اچھی ساکھ حاصل کرتا ہے، اور ہم قبول کرتے ہیں۔OEM اور ODM آرڈرز۔چاہے آپ ہمارے کیٹلاگ سے معیاری پروڈکٹ کا انتخاب کریں یا حسب ضرورت بنانے میں مدد لیں، براہ کرم بلا جھجھک اپنی خریداری کی ضروریات Xuange کے ساتھ بات کریں۔

https://www.xgelectronics.com/products/

ولیم (جنرل سیلز مینیجر)

186 8873 0868 (Whats app/We-Chat)

ای میل:sales@xuangedz.com

liwei202305@gmail.com

(سیلز مینیجر)

186 6585 0415 (Whats app/We-Chat)

E-Mail: sales01@xuangedz.com

(مارکیٹنگ مینیجر)

153 6133 2249 (واٹس ایپ/وی چیٹ)

E-Mail: sales02@xuangedz.com

پوسٹ ٹائم: مئی-28-2024