اس باب میں، آپ پاور مینجمنٹ کی بنیادی باتیں سیکھیں گے، بشمول مختلف ایپلی کیشنز کے لیے درکار سرکٹ ڈیزائن کی اقسام۔ آپ یہ بھی سیکھیں گے کہ پاور مینجمنٹ انٹیگریٹڈ سرکٹ (PMIC) کیا ہے اور آج کے ورسٹائل PMICs مختلف قسم کے وولٹیج ریگولیٹرز کو کیوں بدل سکتے ہیں۔

         
بجلی کی فراہمی کے بنیادی علم میں مہارت حاصل کریں۔
     

کسی مخصوص ڈیوائس یا الیکٹرانک سسٹم کے لیے DC پاور مینجمنٹ سب سسٹم کی قسم کا انحصار ڈیوائس یا سسٹم کے پاور سورس پر ہوتا ہے۔ پاور کے ممکنہ ذرائع میں AC، بیٹریاں، DC، اور انتہائی کم طاقت والا DC (توانائی کی کٹائی) شامل ہیں۔ بیٹری سے چلنے والے الیکٹرانکس کی اکثریت لیتھیم آئن (Li-ion) یا لتیم پولیمر (LiPo) بیٹریاں استعمال کرتی ہے۔ بیٹری پیک میں سیریز یا متوازی طور پر جڑے ہوئے کئی سیلز ہو سکتے ہیں۔ شکل 1-1 کچھ مثالیں ہیں۔

یہاں ہر کنکشن کی ترتیب کے لئے وولٹیج اور موجودہ کارکردگی ہیں:

• سلسلہ سیلیہ بیٹری پیک کے وولٹیج کو بڑھا سکتا ہے اور پورے بیٹری پیک کی صلاحیت کو بڑھا سکتا ہے۔

• متوازی بیٹریاںیہ بیٹری پیک وولٹیج کو نہیں بڑھا سکتا، لیکن یہ موجودہ کنٹرول کی صلاحیت اور پورے بیٹری پیک کی موجودہ صلاحیت کو بہتر بنائے گا۔

• سیریز اور متوازی بیٹریاںیہ بیک وقت وولٹیج اور موجودہ کنٹرول کی صلاحیتوں اور موجودہ صلاحیت کو بہتر بنا سکتا ہے۔

         

بیٹری سے چلنے والی کچھ ایپلیکیشنز میں، سسٹم کے اجزاء براہ راست بیٹری پاور استعمال کرنے کے قابل نہیں ہوسکتے ہیں۔ ان اجزاء کو مناسب طریقے سے کام کرنے کے لیے کم یا زیادہ وولٹیج کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ چارجنگ اور ڈسچارجنگ کے عمل کے دوران، بیٹری کا وولٹیج بھی بدل جائے گا۔ ایک DC-DC کنورٹر اس غیر منظم بیٹری ان پٹ وولٹیج کی نگرانی اور اسے مستحکم رکھنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ان کنورٹرز کو اکثر وولٹیج ریگولیٹرز کہا جاتا ہے کیونکہ وہ ضرورت کے مطابق وولٹیج کو بڑھا سکتے ہیں، کم کر سکتے ہیں یا ریگولیٹ کر سکتے ہیں (شکل 1-2 میں دکھایا گیا ہے) اور پھر سسٹم کے ذیلی اجزاء کو ایڈجسٹ شدہ وولٹیج فراہم کر سکتے ہیں۔

DC-DC ریگولیٹرز الگ تھلگ اور غیر الگ تھلگ ورژن میں دستیاب ہیں، اس بات پر منحصر ہے کہ آیا ان پٹ گراؤنڈ آؤٹ پٹ گراؤنڈ سے منسلک ہے:

• الگ تھلگ کنورٹران پٹ اور آؤٹ پٹ وولٹیجز کو الگ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، عام طور پر ٹرانسفارمرز یا کیپسیٹیو پاور ٹرانسمیشن کا استعمال کرتے ہوئے۔

• غیر الگ تھلگ کنورٹران پٹ گراؤنڈ اور آؤٹ پٹ گراؤنڈ کو جوڑنے والا ایک ڈی سی پاتھ ہے، اور ان پٹ اور آؤٹ پٹ گراؤنڈ کنکشن مشترکہ ہیں۔

         

DC-DC وولٹیج ریگولیٹر کی درجہ بندی
     

DC وولٹیج ریگولیٹرز کو استعمال شدہ وولٹیج کی تبدیلی کے طریقہ کار کی بنیاد پر دو قسموں میں تقسیم کیا گیا ہے: لکیری ریگولیٹرز اور سوئچنگ ریگولیٹرز۔ یہ دو بنیادی قسم کے وولٹیج ریگولیٹرز ہیں جو الیکٹرانک آلات جیسے کیمرے، سیل فون، پہننے کے قابل اور کمپیوٹرز میں استعمال ہوتے ہیں۔ ڈیزائن انجینئرز ان پٹ وولٹیج، آؤٹ پٹ وولٹیج، اور درکار کرنٹ لوڈنگ کی بنیاد پر اپنے سسٹم کے ڈیزائن کے لیے مناسب DC ریگولیٹر کا انتخاب کریں گے۔

لکیری ریگولیٹر
   

لکیری ریگولیٹرز ان پٹ وولٹیج کو تبدیل کرتے ہیں (V_IN) مختلف آؤٹ پٹ وولٹیجز (V_آؤٹ)، آؤٹ پٹ وولٹیج V کو ریگولیٹ کرنے کے لیے ایک لکیری جزو (یعنی مزاحمتی جزو) کا استعمال کرتے ہوئے_آؤٹ. لکیری ریگولیٹرز کی عمومی خصوصیات:

• برقی توانائی کو ضائع کریں۔

• کم کرنٹ اور کم پاور ریلوں کے ساتھ استعمال کے لیے۔

• موثر نہیں۔

• کم شور والی بجلی کی فراہمی کے لیے۔

• کم لہر اور کم شور کی خصوصیات اسے حساس اینالاگ انٹیگریٹڈ سرکٹس جیسے سینسرز، فیز لاکڈ لوپس وغیرہ کے لیے موزوں بناتی ہیں۔

لکیری ریگولیٹرز کے لیے، ایک اہم قسم لو ڈراپ آؤٹ (LDO) لکیری ریگولیٹر ہے۔ وی میں_INاور وی_آؤٹجب فرق بہت چھوٹا ہو، LDO. مسلسل مستحکم V آؤٹ پٹ کر سکتے ہیں۔_آؤٹہے.

سوئچنگ وولٹیج ریگولیٹر
   

ایک سوئچنگ ریگولیٹر V کو سوئچنگ عنصر کے ذریعے تبدیل کرتا ہے۔_INایک مختلف V کو_آؤٹ، اور آؤٹ پٹ وولٹیج V کو مستحکم کرنے کے لیے بیرونی انڈکٹرز اور کیپسیٹرز کا استعمال کریں۔_آؤٹ. سوئچنگ ریگولیٹرز عام طور پر زیادہ موثر ہوتے ہیں اور لکیری ریگولیٹرز کے مقابلے میں زیادہ آؤٹ پٹ کرنٹ کو سپورٹ کرتے ہیں۔ لیکن آؤٹ پٹ ریگولیٹ ہونے کے بعد بھی، فلٹرنگ کے بعد بھی لہر یا سوئچنگ کا شور ہے۔

ان پٹ اور آؤٹ پٹ وولٹیج کے درمیان تعلق کے مطابق، سوئچنگ ریگولیٹرز کو مندرجہ ذیل درجہ بندی کیا گیا ہے:

• بک سوئچنگ ریگولیٹر: V_آؤٹ V کے نیچے_IN

• بوسٹ سوئچنگ ریگولیٹر: V_آؤٹ اوپر V_IN

• بک بوسٹ سوئچنگ ریگولیٹر: V_آؤٹ متغیر، نیچے، اوپر، یا V کے برابر ہو سکتا ہے۔_IN

مندرجہ بالا چار وولٹیج ریگولیٹر ٹوپولاجی ہیں جو عام طور پر ڈیزائن انجینئرز استعمال کرتے ہیں؟ ایل ڈی او اور تین سوئچنگ ریگولیٹرز (بک، بوسٹ، بک بوسٹ)۔ مندرجہ ذیل حصوں میں، ہم ان چار وولٹیج ریگولیٹرز کو تفصیل سے متعارف کرائیں گے۔

ایل ڈی او وولٹیج ریگولیٹر
   

کم ڈراپ آؤٹ لکیری ریگولیٹر ایک DC لکیری ریگولیٹر ہے جو آؤٹ پٹ وولٹیج کی سطح کو ریگولیٹ کرتا ہے جب سپلائی وولٹیج اور آؤٹ پٹ وولٹیج بہت قریب ہوں۔ LDOs کے لیے، بجلی کی کھپت کو کم کرنے اور نظام کی کارکردگی کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے ڈراپ وولٹیج جتنا ممکن ہو چھوٹا ہونا چاہیے (جیسا کہ شکل 1-3 میں دکھایا گیا ہے)۔

         

LDOs میں عام طور پر ریگولیٹرز کو سوئچ کرنے کے مقابلے میں زیادہ پاور سپلائی ریجیکشن ریشو (PSRR) ہوتا ہے، یعنی LDO کم شور والا آؤٹ پٹ وولٹیج پیدا کر سکتا ہے۔ LDOs عام طور پر کوئی لہر پیدا نہیں کرتے ہیں اور ان پٹ سپلائی شور یا لہر کو کم کرنے میں بہت مفید ہیں۔ LDO کی کم اسٹینڈ بائی موجودہ کھپت اسے پورٹیبل اور وائرلیس ایپلی کیشنز کے لیے ایک بہترین حل بناتی ہے۔

بک کنورٹر
   

یہاں بککمطلب "کم کرنا" یا "کمزور کرنا"۔ بک کنورٹر ایک کم سوئچنگ ریگولیٹر ہے جو مؤثر طریقے سے V سے کم آؤٹ پٹ دیتا ہے۔_IN وی_آؤٹ. ایک بک سرکٹ میں ایک انڈکٹر، ایک سوئچنگ فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر (FET) یا ڈایڈڈ، ایک کپیسیٹر، اور سوئچنگ کنٹرول سرکٹ کے ساتھ ایک ایرر ایمپلیفائر ہوتا ہے (شکل 1-4 میں دکھایا گیا ہے)۔ بک کنورٹر میٹل آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر (MOSFET) کے ٹرن آن ٹائم کو تبدیل کرتا ہے اور پھر سینسر پر پاور لگاتا ہے۔ بک کنورٹرز کی اعلی کارکردگی ہوتی ہے کیونکہ MOSFET یا تو مکمل طور پر آن یا مکمل طور پر آف ہے۔ آن اور آف (امپیڈنس) حالتوں کے درمیان، لکیری ریگولیٹر کے برعکس، ایک بکس کنورٹر کام نہیں کرتا ہے۔

         

بک کنورٹر پلس وِڈتھ ماڈیولیشن (PWM) موڈ یا پلس فریکوئنسی ماڈیولیشن (PFM) موڈ میں سوئچنگ ویوفارمز تیار کرتا ہے، جنہیں پھر ہموار آؤٹ پٹ وولٹیج V پیدا کرنے کے لیے بیرونی انڈکٹر اور کپیسیٹر فلٹر کے اجزاء کا استعمال کرتے ہوئے فلٹر کیا جاتا ہے۔_باہر۔وولٹیج کی تبدیلی کا یہ طریقہ بہت موثر ہے اور بیٹری کی زندگی کو بڑھا سکتا ہے، سسٹم کی گرمی کو کم کر سکتا ہے، اور پروڈکٹ کا سائز کم کر سکتا ہے۔

بک کنورٹرز بہت سی ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں جو USB اور کمپیوٹر کے دوسرے پیری فیرلز سے پاور حاصل کرتے ہیں۔ یہ اسمارٹ فونز، ٹیبلٹس، موبائل ڈیوائسز، اور بہت سے دیگر الیکٹرانک آلات میں بھی استعمال ہوتا ہے۔

کنورٹر کو فروغ دیں۔
   

فروغ دینے کے یہاں اس کا مطلب ہے "بڑھا ہوا"۔ بوسٹ کنورٹر V بدل جاتا ہے۔_INبڑھتا ہے، V پیدا کرتا ہے۔_آؤٹ. مثال کے طور پر، جب آپ 3.3 وولٹ ڈی سی ان پٹ وولٹیج کو 5.0 وولٹ V کے آؤٹ پٹ وولٹیج میں تبدیل کرنا چاہتے ہیں۔_آؤٹ، ایک بوسٹ کنورٹر کارآمد ہوگا۔ یہ بوسٹ آپریشن بہت سے لیتھیم آئن یا لیتھیم پولیمر بیٹری ایپلی کیشنز میں عام ہے۔

ایک بوسٹ سرکٹ میں وہی پرزے ہوتے ہیں جیسے ایک بک سرکٹ (انڈکٹر، سوئچنگ فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر [FET] یا ڈائیوڈ، کپیسیٹر، سوئچنگ کنٹرول سرکٹری کے ساتھ ایرر ایمپلیفائر) لیکن اس کے مختلف کنکشن ہوتے ہیں۔ بوسٹ سرکٹ انڈکٹر پر پاور لگانے کے لیے MOSFET کے ٹرن آن ٹائم کو کنٹرول کرکے بھی کام کرتا ہے۔ (جیسا کہ شکل 1-5 میں دکھایا گیا ہے)۔

         

بک بوسٹ کنورٹر
   

ایک بک بوسٹ کنورٹر ایک سوئچ موڈ کنورٹر ہے جو ایک ہی ریگولیٹر میں بکس اور بوسٹ کو یکجا کرتا ہے۔ یہ ان پٹ اور آؤٹ پٹ وولٹیج کی وسیع رینج کو سنبھال سکتا ہے۔ کنٹرول سرکٹ MOSFET کے سوئچنگ ٹائم کو ایڈجسٹ کرتا ہے، ان پٹ وولٹیج کو کم یا بڑھاتا ہے، اور ضرورت کے مطابق V پیدا کرتا ہے۔_آؤٹ(جیسا کہ شکل 1-6 میں دکھایا گیا ہے)۔

         

شکل 1-6 میں دکھائے گئے معیاری بک بوسٹ قسم کے علاوہ، بک بوسٹ کنورٹرز کی دوسری قسمیں ہیں جیسے Sepic، Cuk، اور Zeta۔ یہ کنورٹرز V کو ریگولیٹ کر سکتے ہیں۔_آؤٹ، اسے V سے کم، اس سے زیادہ یا مساوی بناتا ہے۔_INہے.

پاور مینجمنٹ انٹیگریٹڈ سرکٹس کا تعارف
     

PMIC ایک مربوط سرکٹ ہے جو وولٹیج کی تبدیلی، وولٹیج اسٹیبلائزیشن، اور بیٹری کے انتظام کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ وہ پاور سسٹم کی ترتیب کو سنبھال سکتے ہیں، مختلف قسم کے بوجھ کو طاقت دے سکتے ہیں، اور اوور وولٹیج، انڈر وولٹیج، اوور کرنٹ، تھرمل فالٹس وغیرہ سے تحفظ فراہم کر سکتے ہیں۔

ایک واحد PMIC متعدد بیرونی بجلی کی فراہمی کا انتظام کر سکتا ہے، مناسب ریگولیٹر آؤٹ پٹ وولٹیج کے ساتھ مختلف سسٹم کی ضروریات کو نقشہ بنا سکتا ہے۔ انہیں مختلف قسم کے پروسیسرز، سسٹم کنٹرولرز، اور اینڈ ایپلی کیشنز پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے صرف متعلقہ رجسٹر سیٹنگز یا فرم ویئر کو نئے انٹیگریٹڈ سرکٹ (IC) کو دوبارہ ڈیزائن کیے بغیر تبدیل کر کے۔

PMIC مارکیٹ کئی موجودہ رجحانات کی وجہ سے تیزی سے بڑھ رہی ہے۔ ایک رجحان صارفین کا وائرلیس موبلٹی کا حصول ہے، جس نے چھوٹے، بیٹری سے چلنے والے آلات کی بڑی مانگ کو جنم دیا ہے، جس کے نتیجے میں پاور مینجمنٹ کے زیادہ مربوط حل کی ضرورت ہوتی ہے، جیسا کہ شکل 1-7 میں دکھایا گیا ہے۔ یہ اعداد و شمار ظاہر کرتا ہے کہ کس طرح Qorvo کا PMIC حل نمایاں طور پر اجزاء کی تعداد اور مجموعی حل کے سائز کو کم کرتا ہے۔

         

ایک ہی وقت میں، صارفین اور مینوفیکچررز تیزی سے ایسی مصنوعات کا مطالبہ کر رہے ہیں جو توانائی کی بچت، ماحول دوست اور کاربن کے اخراج کو کم کرتی ہیں۔ عالمی "سبز" رجحان نے موثر پاور مینجمنٹ سے لیس الیکٹرانک مصنوعات کی مانگ میں اضافہ کیا ہے، جس سے پاور مینجمنٹ ایک بہت اہم اور مقبول خصوصیت ہے۔

آل ان ون PMIC
     

آج کل PMICs کے وسیع پیمانے پر استعمال ہونے کی ایک اہم وجہ یہ ہے کہ وہ کسی ایپلی کیشن میں بہت سے یا حتیٰ کہ تمام وولٹیج ریگولیشن کے افعال کو پورا کر سکتے ہیں (جیسا کہ شکل 1-8 میں دکھایا گیا ہے)۔ ان ورسٹائل PMICs کو ہارڈ ویئر سرکٹ کی تبدیلیوں کی زیادہ لاگت کو ختم کرتے ہوئے، بہت سے مختلف ایپلی کیشنز کے لیے فرم ویئر کے ذریعے اپنی مرضی کے مطابق بنایا جا سکتا ہے۔ یہ خصوصیات انہیں ایپلی کیشنز کے درمیان آسانی سے سوئچ کرنے کی اجازت دیتی ہیں، اس طرح مارکیٹ میں وقت کم ہوتا ہے۔

         

ڈس کلیمر: یہ مضمون "Xincunshe" سے دوبارہ تیار کیا گیا ہے، جو املاک دانش کے تحفظ کی حمایت کرتا ہے۔ دوبارہ پرنٹ کرتے وقت براہ کرم اصل ماخذ اور مصنف کی نشاندہی کریں۔ اگر کوئی خلاف ورزی ہوتی ہے تو اسے حذف کرنے کے لیے ہم سے رابطہ کریں۔

کمپنی کا فون نمبر: +86-0755-83044319
فیکس/FAX: +86-0755-83975897
ای میل: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 منیجر لی

QQ: 332496225 منیجر Qiu

پتہ: کمرہ 809، بلڈنگ سی، ژانتاو ٹیکنالوجی بلڈنگ، نمبر 1079 منزی ایونیو، لونگہوا نیو ڈسٹرکٹ، شینزین