سوئچنگ پاور سپلائی + سرکٹ ڈایاگرام تجزیہ کا عملی اصول

1. سوئچنگ پاور سپلائی کا جائزہ

سوئچنگ پاور سپلائیایک اعلی تعدد برقی توانائی کی تبدیلی کا آلہ ہے، جسے سوئچنگ پاور سپلائی یا سوئچنگ کنورٹر بھی کہا جاتا ہے۔ یہ ان پٹ وولٹیج کو تیز رفتار سوئچنگ ٹیوب کے ذریعے ہائی فریکوئنسی پلس سگنل میں تبدیل کرتا ہے، اور پھر برقی توانائی کو ایک شکل سے دوسری شکل میں تبدیل کرتا ہے۔ٹرانسفارمر، ریکٹیفائر سرکٹ اور فلٹرنگ سرکٹ، اور آخر میں بجلی کی فراہمی کے لیے ایک مستحکم کم لہر ڈی سی وولٹیج حاصل کرتا ہے۔

سوئچنگ پاور سپلائی میں اعلی کارکردگی، اچھی استحکام، چھوٹے سائز، ہلکے وزن، اعلی وشوسنییتا کے فوائد ہیں، اور مختلف آلات کی بجلی کی ضروریات کے مطابق ڈھال سکتے ہیں۔

سوئچنگ پاور سپلائی کو صنعتی آٹومیشن، مواصلات اور نئی توانائی سمیت مختلف شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے۔ صنعتی آٹومیشن کے میدان میں، سوئچنگ پاور سپلائی مختلف آٹومیشن آلات کے لیے مستحکم پاور سپورٹ فراہم کرتی ہے تاکہ آلات کے موثر اور مستحکم آپریشن کو یقینی بنایا جا سکے۔

مواصلات کے میدان میں، سوئچنگ پاور سپلائی وسیع پیمانے پر وائرلیس بیس اسٹیشن، نیٹ ورک آلات، وغیرہ میں استعمال کیا جاتا ہے، مواصلاتی نظام کے سگنل ٹرانسمیشن استحکام کو یقینی بنانے اور مواصلات کے معیار کو بہتر بنانے کے لئے. نئی توانائی کے میدان میں، بجلی کی فراہمی کو تبدیل کرنا شمسی اور ہوا کی توانائی کے نظام میں کلیدی کردار ادا کرتا ہے، جس سے قابل تجدید توانائی کے موثر استعمال میں مدد ملتی ہے۔

سوئچنگ پاور سپلائی تقریباً چار اہم اجزاء پر مشتمل ہے: ان پٹ سرکٹ، کنورٹر، کنٹرول سرکٹ، اور آؤٹ پٹ سرکٹ۔ مندرجہ ذیل ایک عام سوئچنگ پاور سپلائی اسکیمیٹک بلاک ڈایاگرام ہے، ہمارے لیے سوئچنگ پاور سپلائی کو سمجھنا اس میں مہارت حاصل کرنا ضروری ہے۔

2. سوئچنگ پاور سپلائیز کی درجہ بندی

سوئچنگ پاور سپلائیز کو مختلف درجہ بندی کے معیارات کے مطابق درجہ بندی کیا جا سکتا ہے۔ درجہ بندی کے کئی عام طریقے درج ذیل ہیں:

1. ان پٹ پاور کی قسم کے لحاظ سے درجہ بندی:
AC-DC سوئچنگ پاور سپلائی: AC پاور کو DC پاور میں تبدیل کرتا ہے۔
DC-DC سوئچنگ پاور سپلائی: DC پاور کو دوسرے DC وولٹیج میں تبدیل کرتا ہے۔

2. ورکنگ موڈ کے لحاظ سے درجہ بندی:
سنگل اینڈڈ سوئچنگ پاور سپلائی: صرف ایک سوئچ ٹیوب ہے، جو کم پاور ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہے۔
ڈوئل اینڈ سوئچنگ پاور سپلائی: دو سوئچ ٹیوبیں ہیں، جو ہائی پاور ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہیں۔

3. ٹوپولوجی کے لحاظ سے درجہ بندی:
ٹوپولوجی کے مطابق، اسے تقریباً بک، بوسٹ، بک بوسٹ، فلائی بیک، فارورڈ، ٹو ٹرانسسٹر فارورڈ، پش پل، ہاف برج، فل برج وغیرہ میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ درجہ بندی کے یہ طریقے صرف ان کا حصہ ہیں۔ سوئچنگ پاور سپلائی کو دیگر مخصوص ضروریات اور ایپلی کیشنز کے مطابق مزید تفصیل سے درجہ بندی بھی کیا جا سکتا ہے۔

اگلا، ہم عام طور پر استعمال ہونے والے فلائی بیک اور فارورڈ کو متعارف کرائیں گے۔ فارورڈ اور فلائی بیک دو مختلف سوئچنگ پاور سپلائی ٹیکنالوجیز ہیں۔ فارورڈ سوئچنگ پاور سپلائی سے مراد ایک سوئچنگ پاور سپلائی ہے جو جوڑے ہوئے توانائی کو الگ کرنے کے لیے فارورڈ ہائی فریکوئنسی ٹرانسفارمر کا استعمال کرتی ہے، اور متعلقہ فلائی بیک سوئچنگ پاور سپلائی فلائی بیک سوئچنگ پاور سپلائی ہے۔

2.1 فارورڈ سوئچنگ پاور سپلائی

ڈھانچے میں فارورڈ سوئچنگ پاور سپلائی زیادہ پیچیدہ ہے، لیکن آؤٹ پٹ پاور بہت زیادہ ہے، 100W-300W سوئچنگ پاور سپلائی کے لیے موزوں ہے، عام طور پر کم وولٹیج، ہائی کرنٹ سوئچنگ پاور سپلائی میں استعمال ہوتی ہے، زیادہ وسیع پیمانے پر استعمال ہوتی ہے۔

جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے، فارورڈ سوئچنگ پاور سپلائی کے لیے خاص طور پر جب سوئچنگ ٹیوب کو آن کیا جاتا ہے، آؤٹ پٹ ٹرانسفارمر ایک میڈیم کے طور پر کام کرتا ہے جو براہ راست مقناطیسی میدان کی توانائی کے ساتھ مل جاتا ہے، برقی توانائی اور مقناطیسی توانائی ایک دوسرے میں تبدیل ہو جاتی ہے، تاکہ ایک ہی وقت میں ان پٹ اور آؤٹ پٹ۔

روزانہ استعمال میں بھی خامیاں ہیں: جیسے ریورس پوٹینشل وائنڈنگ کو بڑھانے کی ضرورت (سوئچنگ ٹیوب کی خرابی کے ریورس پوٹینشل سے پیدا ہونے والے ٹرانسفارمر پرائمری کوائل کو روکنے کے لیے)، انرجی اسٹوریج فلٹرنگ کے لیے سیکنڈری ایک سے زیادہ انڈکٹر، اس لیے فلائی بیک سوئچنگ پاور سپلائی کے مقابلے میں، اس کی قیمت زیادہ ہے، اور فارورڈ سوئچنگ پاور سپلائی ٹرانسفارمر کا حجم فلائی بیک سوئچنگ پاور سپلائی ٹرانسفارمر کے حجم سے بڑا ہے۔

فارورڈ سوئچنگ پاور سپلائی

2.2 فلائی بیک سوئچنگ پاور سپلائی

جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے، فلائی بیک سوئچنگ پاور سپلائی سے مراد ایک سوئچ پاور سپلائی ہے جو ان پٹ اور آؤٹ پٹ سرکٹس کو الگ کرنے کے لیے فلائی بیک ہائی فریکوئنسی ٹرانسفارمر کا استعمال کرتی ہے۔ اس کا ٹرانسفارمر نہ صرف توانائی کی ترسیل کے لیے وولٹیج کو تبدیل کرنے کا کردار ادا کرتا ہے بلکہ توانائی کے ذخیرہ کرنے والے کا کردار بھی ادا کرتا ہے۔ لہذا، فلائی بیک ٹرانسفارمر انڈکٹر کے ڈیزائن کی طرح ہے۔ تمام سرکٹس نسبتاً سادہ اور کنٹرول کرنے میں آسان ہیں۔ فلائی بیک 5W-100W کی کم پاور ایپلی کیشنز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔

فلائی بیک سوئچنگ پاور سپلائی کے لیے، جب سوئچ ٹیوب کو آن کیا جاتا ہے، تو ٹرانسفارمر کے پرائمری انڈکٹر کا کرنٹ بڑھ جاتا ہے۔ چونکہ فلائی بیک سرکٹ کے آؤٹ پٹ کوائل کے مخالف سرے ہوتے ہیں، اس لیے آؤٹ پٹ ڈائیوڈ بند ہوجاتا ہے، ٹرانسفارمر توانائی کو ذخیرہ کرتا ہے، اور لوڈ کو آؤٹ پٹ کیپسیٹر کے ذریعے توانائی فراہم کی جاتی ہے۔ جب سوئچ ٹیوب بند ہو جاتی ہے، تو ٹرانسفارمر کے پرائمری انڈکٹر کا انڈکٹیو وولٹیج الٹ جاتا ہے۔ اس وقت، آؤٹ پٹ ڈایڈڈ آن ہے، اور ٹرانسفارمر کی توانائی کیپسیٹر کو چارج کرتے وقت، ڈایڈڈ کے ذریعے لوڈ کو فراہم کی جاتی ہے۔

فلائی بیک سوئچنگ پاور سپلائی

موازنہ سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ فارورڈ ایکسائٹیشن کے ٹرانسفارمر میں صرف ٹرانسفارمر کا کام ہوتا ہے، اور پورے کو ٹرانسفارمر کے ساتھ ایک بک سرکٹ سمجھا جا سکتا ہے۔ فلائی بیک ٹرانسفارمر کو ٹرانسفارمر فنکشن کے ساتھ ایک انڈکٹر کے طور پر شمار کیا جاسکتا ہے، ایک بک بوسٹ سرکٹ ہے۔ عام طور پر، فارورڈ فلائی بیک ورکنگ اصول مختلف ہوتا ہے، فارورڈ پرائمری کام سیکنڈری کام ہوتا ہے، ثانوی کرنٹ کی تجدید کے لیے کرنٹ انڈکٹر کے ساتھ کام نہیں کرتا، عام طور پر CCM موڈ۔

پاور فیکٹر عام طور پر زیادہ نہیں ہوتا ہے، اور ان پٹ اور آؤٹ پٹ اور متغیر ڈیوٹی سائیکل متناسب ہوتا ہے۔ Flyback بنیادی کام ہے، ثانوی کام نہیں کرتا، آزادانہ طور پر دونوں اطراف، عام طور پر DCM موڈ، لیکن ٹرانسفارمر کی inductance نسبتا چھوٹا ہو جائے گا، اور ہوا کے فرق کو شامل کرنے کی ضرورت ہے، تو عام طور پر چھوٹے اور درمیانے درجے کی طاقت کے لئے موزوں ہے.

فارورڈ ٹرانسفارمر مثالی ہے، توانائی کا ذخیرہ نہیں ہے، لیکن چونکہ جوش و خروش ایک محدود قدر ہے، اس لیے جوش کا کرنٹ کور کو بڑا بناتا ہے، فلوکس سیچوریشن سے بچنے کے لیے، ٹرانسفارمر کو فلوکس ری سیٹ کے لیے معاون وائنڈنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔

فلائی بیک ٹرانسفارمر کو فلائی بیک ٹرانسفارمر کے ان پٹ اور آؤٹ پٹ وولٹیجز مخالف قطبیت کی وجہ سے جوڑے ہوئے انڈکٹنس کی شکل کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے، انڈکٹنس پہلے انرجی سٹوریج اور پھر ڈسچارج کیا جاتا ہے، لہذا جب سوئچنگ ٹیوب منقطع ہو جاتی ہے تو ثانوی توانائی فراہم کر سکتا ہے۔مقناطیسی کورری سیٹ وولٹیج کے ساتھ، اور اس طرح فلائی بیک ٹرانسفارمر کو اضافی فلوکس ری سیٹ وائنڈنگ شامل کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔