خبریں
خبریں
سوئچنگ پاور سپلائی کی ٹوپولوجی کی بیس اقسام
2022-03-17 139

ٹوپولوجی کیا ہے؟ نام نہاد سرکٹ ٹوپولوجی سرکٹ میں بجلی کے آلات اور برقی مقناطیسی اجزاء کے کنکشن کا طریقہ ہے، اور مقناطیسی اجزاء، بند لوپ معاوضہ سرکٹ اور دیگر تمام سرکٹ اجزاء کا ڈیزائن ٹوپولوجی پر منحصر ہے۔ سب سے بنیادی ٹوپولاجیز ہیں بک، بوسٹ اور بوسٹ/بک، الگ تھلگ فلائی بیک، فارورڈ، پش پل، ہاف برج اور فل برج کنورٹرز۔
سوئچنگ پاور سپلائی کے تقریباً 14 عام ٹوپولاجیز ہیں، جن میں سے ہر ایک کی اپنی خصوصیات اور قابل اطلاق مواقع ہیں۔ انتخاب کا اصول یہ دیکھنا ہے کہ آیا یہ ہائی پاور ہے یا کم پاور، ہائی وولٹیج ہے یا کم وولٹیج آؤٹ پٹ، اور آیا اس میں زیادہ سے زیادہ اجزاء موجود ہیں۔
اس لیے ٹوپولاجی کو صحیح طریقے سے منتخب کرنے کے لیے مختلف ٹوپولاجی کے فوائد، نقصانات اور اطلاق کے شعبوں سے واقف ہونا بہت ضروری ہے۔ غلط انتخاب خوراک کے ڈیزائن کو شروع سے ہی ناکام بنا دے گا۔ ذیل میں 20 بنیادی سوئچنگ پاور سپلائی ٹوپولاجیز کا خلاصہ کیا گیا ہے تاکہ سسٹم کو کام کرنے والے اصول اور ہر سرکٹ ڈھانچے کی بنیادی خصوصیات میں مہارت حاصل کرنے میں مدد ملے۔




20 سوئچنگ پاور سپلائی ٹوپولاجیز کا موازنہ

اس کی عام بنیادی ٹوپولوجی: ■ بک سٹیپ-ڈاون ■ بوسٹ بوسٹ ■ بک بوسٹ بک بوسٹ ■ فلائی بیک فلائی بیک ■ فارورڈ فارورڈ ایکسائٹیشن ■ دو ٹرانزسٹر فارورڈ ڈبل ٹرانزسٹر فارورڈ ■ پش پل پش پل ■ ہاف برج ہاف برج ■ فل برج مکمل پل ■ SEPIC ■ C'uk


کی بنیادی پلس چوڑائی ماڈیولیشن waveform

یہ ٹوپولوجی تمام سوئچنگ سرکٹس سے متعلق ہیں، اور بنیادی پلس چوڑائی ماڈیولیشن ویوفارم کی وضاحت اس طرح کی گئی ہے:


三、بک 降压



خصوصیات:
■ ان پٹ کو کم وولٹیج تک کم کریں۔
■ شاید سب سے آسان سرکٹ۔
■ انڈکٹر/کیپیسیٹر فلٹر سوئچ کرنے کے بعد مربع لہر کو ہموار کرتا ہے۔
■ آؤٹ پٹ ہمیشہ ان پٹ سے کم یا اس کے برابر ہوتا ہے۔
■ مسلسل ان پٹ کرنٹ (کاٹنا)
■ ہموار آؤٹ پٹ کرنٹ

بوسٹ بوسٹ


خصوصیات:
■ ان پٹ کو زیادہ وولٹیج تک بڑھائیں۔
■ سٹیپ ڈاون کی طرح، لیکن انڈکٹر، سوئچ اور ڈائیوڈ کو دوبارہ ترتیب دیا گیا ہے۔
■ آؤٹ پٹ کا تناسب ہمیشہ ان پٹ سے زیادہ یا اس کے برابر ہوتا ہے (ڈائیڈ کے فارورڈ وولٹیج ڈراپ کو نظر انداز کرتے ہوئے)
■ ان پٹ کرنٹ ہموار کرنا
■ منقطع آؤٹ پٹ کرنٹ (کاٹنا)

بک بوسٹ بک بوسٹ



خصوصیات:
■ انڈکٹرز، سوئچز اور ڈائیوڈس کا ایک اور ترتیب کا طریقہ
■ بکس اور بوسٹ سرکٹس کے نقصانات کو یکجا کرتا ہے۔
■ مسلسل ان پٹ کرنٹ (کاٹنا)
■ آؤٹ پٹ کرنٹ بھی منقطع ہے (کاٹنا)
آؤٹ پٹ ہمیشہ ان پٹ کے مخالف ہوتا ہے (کیپسیٹر کی قطبیت کو نوٹ کریں)، لیکن طول و عرض ان پٹ سے چھوٹا یا بڑا ہو سکتا ہے۔
■ "فلائی بیک" کنورٹر دراصل بک بوسٹ سرکٹ آئسولیشن (ٹرانسفارمر کپلنگ) کی شکل میں ہے۔

فلائی بیک فلائی بیک


خصوصیات:
■ ایک بک بوسٹ سرکٹ کی طرح کام کرتا ہے، لیکن انڈکٹر کے دو وائنڈنگ ہوتے ہیں، جو ٹرانسفارمر اور انڈکٹر دونوں کے طور پر کام کرتے ہیں۔
■ آؤٹ پٹ مثبت یا منفی ہو سکتا ہے، جس کا تعین کنڈلی اور ڈائیوڈ کی قطبیت سے ہوتا ہے۔
آؤٹ پٹ وولٹیج ان پٹ وولٹیج سے بڑا یا چھوٹا ہو سکتا ہے، جس کا تعین ٹرانسفارمر کے موڑ کے تناسب سے ہوتا ہے۔
■ یہ سب سے آسان الگ تھلگ ٹوپولوجی ہے۔
■ ثانوی وائنڈنگز اور سرکٹس کو شامل کرکے متعدد آؤٹ پٹ حاصل کیے جا سکتے ہیں۔

آگے پرجوش ہے۔


خصوصیات:
سٹیپ ڈاؤن سرکٹ کا ٹرانسفارمر کپلنگ فارم۔
■ منقطع ان پٹ کرنٹ اور ہموار آؤٹ پٹ کرنٹ۔
کیونکہ ٹرانسفارمر استعمال کیا جاتا ہے، آؤٹ پٹ ان پٹ سے بڑا یا چھوٹا ہو سکتا ہے، اور یہ کسی بھی قطبی کا ہو سکتا ہے۔
■ ثانوی وائنڈنگز اور سرکٹس کو شامل کرکے متعدد آؤٹ پٹ حاصل کیے جا سکتے ہیں۔
ہر سوئچنگ سائیکل میں ٹرانسفارمر کور کو ڈی میگنیٹائز کیا جانا چاہیے۔ عام پریکٹس یہ ہے کہ پرائمری وائنڈنگ کے برابر موڑ کے ساتھ وائنڈنگ شامل کی جائے۔
■ سوئچ آن فیز کے دوران پرائمری انڈکٹر میں ذخیرہ شدہ توانائی سوئچ آف فیز کے دوران اضافی وائنڈنگز اور ڈائیوڈز کے ذریعے جاری کی جاتی ہے۔

خصوصیات:سٹیپ ڈاؤن سرکٹ کا ٹرانسفارمر کپلنگ فارم۔■ منقطع ان پٹ کرنٹ اور ہموار آؤٹ پٹ کرنٹ۔کیونکہ ٹرانسفارمر استعمال کیا جاتا ہے، آؤٹ پٹ ان پٹ سے بڑا یا چھوٹا ہو سکتا ہے، اور یہ کسی بھی قطبی کا ہو سکتا ہے۔■ ثانوی وائنڈنگز اور سرکٹس کو شامل کرکے متعدد آؤٹ پٹ حاصل کیے جا سکتے ہیں۔ہر سوئچنگ سائیکل میں ٹرانسفارمر کور کو ڈی میگنیٹائز کیا جانا چاہیے۔ عام پریکٹس یہ ہے کہ پرائمری وائنڈنگ کے برابر موڑ کے ساتھ وائنڈنگ شامل کی جائے۔■ سوئچ آن فیز کے دوران پرائمری انڈکٹر میں ذخیرہ شدہ توانائی سوئچ آف فیز کے دوران اضافی وائنڈنگز اور ڈائیوڈز کے ذریعے جاری کی جاتی ہے۔

دو ٹرانسسٹر فارورڈ ڈبل ٹرانزسٹر فارورڈ



خصوصیات:
■ دو سوئچ بیک وقت کام کرتے ہیں۔
سوئچ آف ہونے پر، ٹرانسفارمر میں ذخیرہ شدہ توانائی پرائمری کی قطبیت کو ریورس کرتی ہے اور ڈائیوڈ کو آن کر دیتی ہے۔اہم فوائد:
ہر سوئچ پر وولٹیج کبھی بھی ان پٹ وولٹیج سے زیادہ نہیں ہوگا۔
■ وائنڈنگ ٹریک کو دوبارہ ترتیب دینے کی ضرورت نہیں ہے۔
پش پل پش پل



خصوصیات:
■ سوئچ (FET) مختلف مراحل چلاتا ہے اور آؤٹ پٹ وولٹیج کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے پلس وِڈتھ ماڈیولیشن (PWM) کرتا ہے۔
دونوں نصف سائیکلوں میں ٹرانسفارمر کور پاور ٹرانسمیشن کے اچھے استعمال کا تناسب۔
■ فل ویو ٹوپولوجی، لہذا آؤٹ پٹ ریپل فریکوئنسی ٹرانسفارمر سے دوگنا ہے۔
■ FET پر لاگو وولٹیج ان پٹ وولٹیج سے دوگنا ہے۔


آدھا پل آدھا پل



خصوصیات:
ہائی پاور کنورٹر کا ٹوپولاجی ڈھانچہ بہت عام استعمال ہوتا ہے۔
■ سوئچ (FET) مختلف مراحل چلاتا ہے اور آؤٹ پٹ وولٹیج کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے پلس وِڈتھ ماڈیولیشن (PWM) کرتا ہے۔
دونوں نصف سائیکلوں میں ٹرانسفارمر کور پاور ٹرانسمیشن کے اچھے استعمال کا تناسب۔ اور پرائمری وائنڈنگ کا استعمال کا تناسب پش پل سرکٹ سے بہتر ہے۔
■ فل ویو ٹوپولوجی، لہذا آؤٹ پٹ ریپل فریکوئنسی ٹرانسفارمر سے دوگنا ہے۔
FET پر لاگو وولٹیج ان پٹ وولٹیج کے برابر ہے۔

مکمل پل پل



خصوصیات:
ہائی پاور کنورٹرز کی سب سے زیادہ استعمال ہونے والی ٹوپولوجی۔
■ سوئچز (FETs) اخترن جوڑوں کی شکل میں چلائے جاتے ہیں، اور آؤٹ پٹ وولٹیج کو ریگولیٹ کرنے کے لیے پلس وِڈتھ ماڈیولیشن (PWM) کی جاتی ہے۔
دونوں نصف سائیکلوں میں ٹرانسفارمر کور پاور ٹرانسمیشن کے اچھے استعمال کا تناسب۔
■ فل ویو ٹوپولوجی، لہذا آؤٹ پٹ ریپل فریکوئنسی ٹرانسفارمر سے دوگنا ہے۔
FETs پر لاگو وولٹیج ان پٹ وولٹیج کے برابر ہے۔
■ دی گئی طاقت پر، بنیادی کرنٹ آدھے پل کا نصف ہے۔
SEPIC سنگل اینڈڈ پرائمری انڈکٹر کنورٹر



خصوصیات:
آؤٹ پٹ وولٹیج ان پٹ وولٹیج سے زیادہ یا کم ہو سکتا ہے۔
■ بوسٹ سرکٹ کی طرح، ان پٹ کرنٹ ہموار ہے، لیکن آؤٹ پٹ کرنٹ منقطع ہے۔
■ توانائی کو کیپسیٹر کے ذریعے ان پٹ سے آؤٹ پٹ میں منتقل کیا جاتا ہے۔
■ دو انڈکٹرز درکار ہیں۔


C'uk (Slobodan C'uk کا پیٹنٹ)


خصوصیات:
■ آؤٹ پٹ الٹا
آؤٹ پٹ وولٹیج کا طول و عرض ان پٹ سے بڑا یا چھوٹا ہو سکتا ہے۔
■ ان پٹ کرنٹ اور آؤٹ پٹ کرنٹ دونوں ہموار ہیں۔
■ توانائی کو کیپسیٹر کے ذریعے ان پٹ سے آؤٹ پٹ میں منتقل کیا جاتا ہے۔
■ دو انڈکٹرز درکار ہیں۔
زیرو ریپل انڈکٹر کرنٹ حاصل کرنے کے لیے انڈکٹرز کو جوڑا جا سکتا ہے۔
سرکٹ کے کام کی تفصیلات

درج ذیل ٹوپولوجیز کے کام کی تفصیلات بیان کریں:
■ سٹیپ ڈاون ریگولیٹر: مسلسل ترسیل، اہم ترسیل اور منقطع ترسیل۔
■ بوسٹ ریگولیٹر (مسلسل ترسیل)
■ ٹرانسفارمر آپریشن
■ فلائی بیک ٹرانسفارمر
■ ٹرانسفارمر فارورڈ کریں۔
بک-بک ریگولیٹر-مسلسل ترسیل


خصوصیات:
■ انڈکٹر کرنٹ لگاتار ہے۔
Vout اس کے ان پٹ وولٹیج (V1) کی اوسط قدر ہے۔
■ آؤٹ پٹ وولٹیج ان پٹ وولٹیج ہے جسے سوئچ کے لوڈ ریشو (D) سے ضرب کیا جاتا ہے۔
■ جب سوئچ آن کیا جاتا ہے، انڈکٹر کرنٹ بیٹری سے باہر نکل جاتا ہے۔
■ سوئچ آف ہونے پر کرنٹ ڈائیوڈ سے گزرتا ہے۔
سوئچز اور انڈکٹرز کے نقصانات کو نظر انداز کریں، اور D کا لوڈ کرنٹ سے کوئی تعلق نہیں ہے۔
■ بک ریگولیٹر اور اس کے اخذ کردہ سرکٹس کی خصوصیات ہیں:ان پٹ کرنٹ منقطع ہے (کاٹنا) اور آؤٹ پٹ کرنٹ مسلسل (ہموار کرنا) ہے۔


بک-بک ریگولیٹر-تنقیدی ترسیل





■ انڈکٹر کرنٹ اب بھی مسلسل ہے، لیکن سوئچ دوبارہ آن ہونے پر صرف صفر تک پہنچتا ہے، جسے "کریٹیکل کنڈکشن" کہا جاتا ہے۔ آؤٹ پٹ وولٹیج اب بھی ان پٹ وولٹیج کے برابر ہے جس کو d سے ضرب کیا گیا ہے۔


بک-بک ریگولیٹر-منقطع ترسیل




■ اس صورت میں، انڈکٹر میں کرنٹ ہر ایک چکر میں ایک مدت کے لیے صفر ہے۔
آؤٹ پٹ وولٹیج اب بھی (ہمیشہ) v1 کی اوسط قدر ہے۔
■ آؤٹ پٹ وولٹیج ان پٹ وولٹیج نہیں ہے جو سوئچ کے لوڈ ریشو (D) سے ضرب کیا جاتا ہے۔
■ جب لوڈ کرنٹ اہم قدر سے کم ہوتا ہے، D لوڈ کرنٹ کے ساتھ بدل جاتا ہے (جبکہ Vout وہی رہتا ہے)۔

بوسٹ ریگولیٹر


آؤٹ پٹ وولٹیج ہمیشہ ان پٹ وولٹیج سے زیادہ (یا اس کے برابر) ہوتا ہے۔
■ مسلسل ان پٹ کرنٹ اور منقطع آؤٹ پٹ کرنٹ (بک ریگولیٹر کے برعکس)۔
آؤٹ پٹ وولٹیج اور لوڈ ریشو (D) کے درمیان تعلق اتنا آسان نہیں جتنا کہ بک ریگولیٹرز میں ہوتا ہے۔ مسلسل ترسیل کی صورت میں:


اس مثال میں، Vin = 5، Vout = 15، اور D = 2/3۔ ووٹ = 15، ڈی = 2/3۔


ٹرانسفارمر کا آپریشن (بشمول پرائمری انڈکٹر کا کام)




■ ٹرانسفارمر کو ایک مثالی ٹرانسفارمر سمجھا جاتا ہے، اور اس کا بنیادی (مقناطیس) انڈکٹنس پرائمری کے ساتھ متوازی طور پر منسلک ہوتا ہے۔
فلائی بیک ٹرانسفارمر



■یہاں، پرائمری انڈکٹنس بہت کم ہے، جو چوٹی کرنٹ اور ذخیرہ شدہ توانائی کا تعین کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ جب پرائمری سوئچ آف کر دیا جاتا ہے، تو توانائی سیکنڈری میں منتقل ہو جاتی ہے۔

فارورڈ فارورڈ فارورڈ کنورٹر ٹرانسفارمر



■ بنیادی انڈکٹنس زیادہ ہے کیونکہ توانائی کو ذخیرہ کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔
■ پرائمری سوئچ آف ہونے کے بعد مقناطیسی کرنٹ (i1) مقناطیسی کور (ریورس وولٹیج) کو ڈی میگنیٹائز کرنے کے لیے "میگنیٹائزنگ انڈکٹر" میں بہتا ہے۔

سمری

■ یہاں، سوئچنگ پاور کنورژن میں سب سے عام سرکٹ ٹوپولوجی کا جائزہ لیا گیا ہے۔
■ بہت سی دوسری ٹوپولاجیاں ہیں، لیکن ان میں سے زیادہ تر یہاں بیان کردہ ٹوپولاجیوں کے مجموعے یا تغیرات ہیں۔
■ ہر ٹوپولوجی منفرد ڈیزائن ٹریڈ آف پر مشتمل ہے:1) سوئچ پر لاگو وولٹیج2) ان پٹ اور آؤٹ پٹ کرنٹ کو کاٹنا اور ہموار کرنا3) سمیٹ کے استعمال کا تناسب
■ بہترین ٹوپولوجی کے انتخاب کے لیے تحقیق کی ضرورت ہے:1) ان پٹ اور آؤٹ پٹ وولٹیج کی حد2) موجودہ رینج3) لاگت سے کارکردگی کا تناسب، سائز سے وزن





ڈس کلیمر: یہ مضمون "پاور سسٹم ڈیزائن" سے دوبارہ تیار کیا گیا ہے۔ یہ مضمون صرف مصنف کے ذاتی خیالات کی نمائندگی کرتا ہے، اور Sacco Micro اور صنعت کے خیالات کی نمائندگی نہیں کرتا ہے۔ یہ صرف دوبارہ پرنٹ کرنے اور شیئر کرنے کے لیے ہے تاکہ املاک دانش کے حقوق کے تحفظ کی حمایت کی جا سکے۔ 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۔



whatsapp

سروس ہاٹ لائن

tel: +86 755 83044319

WhatsApp

Whatsapp:+8618073002950