سوئچنگ پاور سپلائی میں ہائی فریکوئنسی مقناطیسی اجزاء کی آٹھ عام ڈیزائن غلطیاں
1) مقناطیسی کور سے بہتر ڈیزائن کی کھڑکی کو بھرنا
بہت سے پاور سپلائی ڈیزائنرز سوچتے ہیں کہ ہائی فریکوئنسی مقناطیسی اجزاء کے ڈیزائن میں، کور ونڈو کو بھر کر بہترین ڈیزائن حاصل کیا جا سکتا ہے، لیکن ایسا نہیں ہے۔ بہت سے ہائی فریکوئنسی ٹرانسفارمرز اور انڈکٹرز کے ڈیزائن میں، ہم یہ دیکھ سکتے ہیں کہ وائنڈنگز کی ایک یا زیادہ تہوں کو شامل کرنا، یا بڑے تاروں کے قطر کے ساتھ انامیلڈ تاروں کا استعمال، نہ صرف زیادہ سے زیادہ اثر حاصل نہیں کر سکتا، بلکہ سمیٹنے کے مجموعی نقصان کو بڑھا دے گا۔ سمیٹنے میں قربت کے اثر کی وجہ سے۔
لہذا، اعلی تعدد مقناطیسی اجزاء کے ڈیزائن میں، اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے یہاں تک کہ اگر وائنڈنگ لوہے کے کور کی کھڑکی کو مکمل طور پر نہیں لپیٹتی ہے، لیکن کھڑکی کے صرف 25 فیصد حصے کو لپیٹ دیتی ہے۔ آپ کو کھڑکی کے پورے علاقے کو بھرنے کی کوشش کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔
یہ غلط فہمی بنیادی طور پر پاور فریکوئنسی مقناطیسی اجزاء کے ڈیزائن سے متاثر ہوتی ہے۔ پاور فریکوئنسی ٹرانسفارمر کے ڈیزائن میں، کور اور وائنڈنگ کی سالمیت پر زور دیا جاتا ہے، اس لیے کور اور وائنڈنگ کے درمیان کوئی فاصلہ نہیں ہوتا ہے، اور وائنڈنگ کو عام طور پر پوری کھڑکی کو بھرنے کے لیے ڈیزائن کیا جاتا ہے، اس طرح اس کے مکینیکل استحکام کو یقینی بنایا جاتا ہے۔ تاہم، اعلی تعدد مقناطیسی اجزاء کے ڈیزائن میں یہ ضرورت نہیں ہے۔
2) "لوہے کا نقصان=تانبے کا نقصان" - آپٹمائزڈ ٹرانسفارمر ڈیزائن
بہت سے پاور ڈیزائنرز، یہاں تک کہ مقناطیسی اجزاء کے ڈیزائن کے لیے بہت سی حوالہ جاتی کتابوں میں، "لوہے کے نقصان=تانبے کے نقصان" کو اعلی تعدد والے ٹرانسفارمرز کے بہترین ڈیزائن کے معیار میں سے ایک کے طور پر درج کرتے ہیں، لیکن ایسا نہیں ہے۔ اعلی تعدد ٹرانسفارمر کے ڈیزائن میں، لوہے کے نقصان اور تانبے کے نقصان کے درمیان فرق بہت بڑا ہو سکتا ہے، اور بعض اوقات یہ فرق شدت کے حکم تک بھی پہنچ سکتا ہے، لیکن اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ ہائی فریکوئنسی ٹرانسفارمر کو اچھی طرح سے ڈیزائن نہیں کیا گیا ہے۔
یہ غلط فہمی پاور فریکوئنسی ٹرانسفارمر کے ڈیزائن سے بھی متاثر ہے۔ پاور فریکوئنسی ٹرانسفارمرز اکثر وائنڈنگز کی بڑی تعداد کی وجہ سے ایک بڑے علاقے پر قبضہ کرتے ہیں، لہذا تھرمل استحکام اور تھرمل یکسانیت کے نقطہ نظر سے، "آئرن نقصان=تانبے کے نقصان" کا تجرباتی ڈیزائن اصول حاصل کیا جاتا ہے۔
تاہم، اعلی تعدد والے ٹرانسفارمرز کے لیے، انگوٹھے کا یہ اصول برقرار نہیں ہے۔ سوئچنگ پاور سپلائی ہائی فریکوئنسی ٹرانسفارمر کے ڈیزائن میں، بہترین ڈیزائن کا تعین کرنے کے لیے بہت سے عوامل ہیں، اور "لوہے کا نقصان=تانبے کا نقصان" درحقیقت سب سے کم فکر مند پہلو ہے۔
3) میگنیٹائزڈ انڈکٹنس لیکیج انڈکٹنس کے ساتھ=1%
مقناطیسی اجزاء کو ڈیزائن کرنے کے بعد، بہت سے پاور سپلائی ڈیزائنرز اکثر ٹرانسفارمر مینوفیکچررز کو متعلقہ تکنیکی تقاضوں کو جمع کرتے وقت لیکیج انڈکٹنس کی ضروریات کی وضاحت کرتے ہیں۔ بہت سی تکنیکی شیٹس کو اسی طرح کی تکنیکی ضروریات کے ساتھ نشان زد کیا گیا ہے جیسے "رساو انڈکٹنس کے ساتھ میگنیٹائزنگ انڈکٹنس=1%" یا "رساو انڈکٹنس <2% کے ساتھ میگنیٹائزنگ انڈکٹنس"۔ درحقیقت اس قسم کی تحریر یا ڈیزائن کا معیار بہت غیر پیشہ ور ہے۔
پاور سپلائی ڈیزائنر کو سرکٹ کی عام کام کی ضروریات کے مطابق قابل قبول رساو انڈکٹنس پر عددی حد مقرر کرنی چاہیے۔ ٹرانسفارمر بنانے کے عمل میں، لیکیج انڈکٹنس کو ٹرانسفارمر کے دیگر پیرامیٹرز (جیسے ٹرن ٹو ٹرن کیپیسیٹینس) کو خراب کیے بغیر جتنا ممکن ہو کم کیا جائے، بجائے اس کے کہ لیکیج انڈکٹنس اور میگنیٹائزنگ انڈکٹنس کے درمیان متناسب تعلق کو تکنیکی ضرورت کے طور پر دیا جائے۔ .
کیونکہ لیکیج انڈکٹنس اور میگنیٹائزیشن انڈکٹنس کے درمیان تعلق ٹرانسفارمر میں ہوا کے فرق کی موجودگی یا غیر موجودگی کے ساتھ بہت مختلف ہوتا ہے۔ جب کوئی ایئر گیپ نہیں ہوتا ہے تو، رساو انڈکٹنس میگنیٹائزنگ انڈکٹنس کے 0.1% سے کم ہو سکتا ہے، جب کہ جب ہوا کا فرق ہوتا ہے، چاہے ٹرانسفارمر وائنڈنگز قریب سے جوڑے جائیں، رساو کے درمیان متناسب تعلق انڈکٹنس اور میگنیٹائزنگ انڈکٹینس 10٪ تک پہنچ سکتی ہے۔
لہذا، مقناطیسی اجزاء کے مینوفیکچرر کو ٹرانسفارمر کے ڈیزائن انڈیکس کے طور پر لیکیج انڈکٹنس اور میگنیٹائزنگ انڈکٹنس کے درمیان متناسب تعلق فراہم نہیں کیا جانا چاہیے۔ بصورت دیگر، یہ ظاہر کرے گا کہ آپ رساو کے علم کو نہیں سمجھتے یا واقعی رساو کی اصل قدر کی پرواہ نہیں کرتے۔ درست طریقہ یہ ہے کہ قابل قبول رساو انڈکٹنس کی مطلق قدر کی وضاحت کی جائے۔ یقیناً، ایک خاص تناسب کو شامل یا گھٹایا جا سکتا ہے، اور اس تناسب کی عام قدر 20% ہے۔
4) رساو انڈکٹنس کا تعلق مقناطیسی کور پارگمیتا سے ہے۔
کچھ پاور سپلائی ڈیزائنرز کا خیال ہے کہ وائنڈنگز میں مقناطیسی کور شامل کرنے سے وائنڈنگز زیادہ قریب سے جوڑے جائیں گے اور وائنڈنگز کے درمیان رساو انڈکٹنس کم ہو جائیں گے۔ کچھ پاور سپلائی ڈیزائنرز سوچتے ہیں کہ مقناطیسی کور کو وائنڈنگز میں مقناطیسی کور شامل کرنے کے بعد وائنڈنگز کے درمیان فیلڈ کے ساتھ جوڑا جائے گا، جس سے رساو انڈکٹنس بڑھ سکتا ہے۔
درحقیقت، سوئچنگ پاور سپلائی کے ڈیزائن میں، دو کواکسیئل وائنڈنگ ٹرانسفارمرز کے رساو انڈکٹنس کا مقناطیسی کور کے وجود سے کوئی تعلق نہیں ہے۔ یہ نتیجہ سمجھ سے باہر ہو سکتا ہے، کیونکہ کئی ہزار کی نسبتہ پارگمیتا والا مواد جب کوائل کے قریب ہوتا ہے تو اس کا رساو انڈکٹنس پر بہت کم اثر پڑتا ہے۔
سینکڑوں ٹرانسفارمرز کے ناپے گئے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ لیکیج انڈکٹنس کی تبدیلی بنیادی طور پر مقناطیسی کور کے ساتھ یا اس کے بغیر 10% سے زیادہ نہیں ہے، اور بہت سی تبدیلیاں صرف 2% ہیں۔
5) ٹرانسفارمر وائنڈنگ کی موجودہ کثافت کی بہترین قیمت 2A/mm ~ 3.1A/mm ہے۔
بہت سے پاور سپلائی ڈیزائنرز ہائی فریکوئنسی مقناطیسی اجزاء کو ڈیزائن کرتے وقت اکثر وائنڈنگ میں موجودہ کثافت کو بہترین ڈیزائن کے معیار کے طور پر دیکھتے ہیں۔
درحقیقت، بہترین ڈیزائن کا سمیٹ کرنٹ کی کثافت سے کوئی تعلق نہیں ہے۔ جو چیز واقعی اہم ہے وہ یہ ہے کہ سمیٹنے میں کتنا نقصان ہوا ہے اور کیا گرمی کی کھپت کے اقدامات قابل اجازت حد کے اندر درجہ حرارت میں اضافے کو یقینی بنانے کے لیے کافی ہیں۔
ہم بجلی کی فراہمی کو تبدیل کرنے میں گرمی کی کھپت کے اقدامات کے دو انتہائی واقعات کا تصور کر سکتے ہیں۔ جب مائع وسرجن اور ویکیوم کو بالترتیب گرمی کی کھپت کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تو سمیٹنے میں متعلقہ موجودہ کثافت بالکل مختلف ہوگی۔
سوئچنگ پاور سپلائی کی اصل ترقی میں، ہم موجودہ کثافت کی پرواہ نہیں کرتے ہیں، لیکن صرف اس بات کی پرواہ نہیں کرتے ہیں کہ تار پیکج کتنا گرم ہے۔ کیا درجہ حرارت میں اضافہ قابل قبول ہے؟
یہ غلط تصور یہ ہے کہ ڈیزائنرز متغیرات کی تعداد کو آسان بناتے ہیں اور اس طرح حساب کتاب کے عمل کو آسان بناتے ہیں تاکہ بار بار تکلیف دہ آزمائش اور غلطی سے بچا جا سکے، لیکن یہ آسانیاں درخواست کی شرائط کی وضاحت نہیں کرتی ہیں۔
6)، بنیادی وائنڈنگ نقصان=سیکنڈری وائنڈنگ نقصان "-آپٹمائزڈ ٹرانسفارمر ڈیزائن۔
بہت سے پاور سپلائی ڈیزائنرز کا خیال ہے کہ بہتر شدہ ٹرانسفارمر ڈیزائن اس کے مساوی ہے کہ ٹرانسفارمر کا بنیادی وائنڈنگ نقصان سیکنڈری وائنڈنگ نقصان کے برابر ہے۔ یہاں تک کہ مقناطیسی اجزاء کی بہت سی ڈیزائن کی کتابوں میں بھی، اسے بہترین ڈیزائن کے لیے ایک معیار سمجھا جاتا ہے۔ اصل میں، یہ زیادہ سے زیادہ ڈیزائن کے لئے ایک معیار نہیں ہے.
کچھ معاملات میں، ٹرانسفارمر کا لوہے کا نقصان اور تانبے کا نقصان ایک جیسا ہو سکتا ہے۔ لیکن اس سے زیادہ فرق نہیں پڑتا اگر بنیادی وائنڈنگ نقصان اور ثانوی وائنڈنگ نقصان میں بڑا فرق ہے۔
اس بات پر ایک بار پھر زور دینا ضروری ہے کہ ہم اعلی تعدد مقناطیسی اجزاء کے ڈیزائن میں جس چیز کے بارے میں فکر مند ہیں وہ یہ ہے کہ استعمال شدہ حرارت کی کھپت کے موڈ کے تحت وائنڈنگ کتنی گرم ہے۔ پرائمری وائنڈنگ نقصان=سیکنڈری وائنڈنگ نقصان پاور فریکوئنسی ٹرانسفارمر کے ڈیزائن میں صرف ایک تجرباتی اصول ہے۔
7) اگر سمیٹ کا قطر دخول کی گہرائی سے کم ہے تو، اعلی تعدد کا نقصان بہت کم ہوگا۔
صرف اس وجہ سے کہ سمیٹ کا قطر دخول کی گہرائی سے کم ہے اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ اعلی تعدد کا کوئی بڑا نقصان نہیں ہے۔ اگر ٹرانسفارمر وائنڈنگ میں بہت سی پرتیں ہیں، یہاں تک کہ اگر تار کا قطر دخول کی گہرائی سے زیادہ پتلا ہے، تو یہ مضبوط قربت کے اثر کی وجہ سے بہت زیادہ فریکوئنسی نقصان کا سبب بن سکتا ہے۔
لہٰذا، سمیٹنے کے نقصان پر غور کرتے وقت، ہمیں نہ صرف انامیلڈ تار کی موٹائی سے ہونے والے نقصان کا اندازہ لگانا چاہیے، بلکہ وائنڈنگ موڈ، وائنڈنگ لیئرز اور وائنڈنگ موٹائی سمیت پورے وائنڈنگ ڈھانچے کی ترتیب پر بھی جامع غور کرنا چاہیے۔
8) فارورڈ سرکٹ میں ٹرانسفارمر کی اوپن سرکٹ گونج فریکوئنسی سوئچنگ فریکوئنسی سے بہت زیادہ ہونی چاہیے۔
بہت سے پاور سپلائی ڈیزائنرز سوچتے ہیں کہ ٹرانسفارمر کی اوپن سرکٹ گونج فریکوئنسی کنورٹر کی سوئچنگ فریکوئنسی سے کہیں زیادہ ہونی چاہیے جب ٹرانسفارمر کو ڈیزائن اور ٹیسٹ کیا جائے۔ درحقیقت، ٹرانسفارمر کی اوپن سرکٹ گونج فریکوئنسی کا سوئچنگ فریکوئنسی سے کوئی تعلق نہیں ہے۔
ہم حد کے معاملے کا تصور کر سکتے ہیں: ایک مثالی مقناطیسی کور کے لیے، اس کا انڈکٹنس لامحدود ہے، لیکن ایک نسبتاً چھوٹا موڑ سے موڑ کی گنجائش بھی ہوگی، اور اس کی گونج کی فریکوئنسی تقریباً صفر ہے، جو سوئچنگ فریکوئنسی سے بہت چھوٹی ہے۔
جو واقعی سرکٹ سے متعلق ہے وہ ٹرانسفارمر کی شارٹ سرکٹ گونج فریکوئنسی ہے۔ عام طور پر، ٹرانسفارمر کی شارٹ سرکٹ گونج فریکوئنسی سوئچنگ فریکوئنسی کی شدت کے دو آرڈر سے زیادہ ہونی چاہیے۔
