سوئچنگ پاور سپلائی کا EMI سمولیشن ڈیزائن
سوئچنگ فریکوئنسی اور پاور کثافت میں اضافے کے ساتھ، سوئچنگ پاور سپلائی کے اندر برقی مقناطیسی ماحول زیادہ سے زیادہ پیچیدہ ہوتا جا رہا ہے، اور اس کی برقی مقناطیسی مطابقت بجلی کی فراہمی کے ڈیزائن میں ایک بڑی توجہ اور ایک بڑی مشکل بن گئی ہے۔ روایتی ڈیزائن کے طریقہ کار میں، EMC کے مسئلے کو تجرباتی ڈیزائن کے ذریعے نمٹا جاتا ہے، اور EMC مسئلہ کو صرف پروٹو ٹائپ کے قائم ہونے کے بعد ہی سمجھا جا سکتا ہے۔ روایتی EMC علاج صرف اضافی اجزاء کا اضافہ کر سکتا ہے، جو اصل کنٹرول لوپ بینڈوتھ کو متاثر کر سکتا ہے، جس کے نتیجے میں پورے سسٹم کو دوبارہ ڈیزائن کرنے اور ڈیزائن کی لاگت میں اضافہ کی بدترین صورت سامنے آتی ہے۔ اس صورت حال سے بچنے کے لیے، یہ ضروری ہے کہ ڈیزائن کے عمل میں EMC کی دشواریوں پر غور کیا جائے، کچھ درستگی کے ساتھ سوئچنگ پاور سپلائی کے EMI کا تجزیہ اور پیشن گوئی کی جائے، اور مداخلت کے طریقہ کار اور ہر فریکوئنسی بینڈ میں اس کی تقسیم کے مطابق ڈیزائن کو بہتر بنایا جائے۔ EMI کی سطح کو کم کریں، اس طرح ڈیزائن کی لاگت کو کم کریں۔
2 سوئچنگ پاور سپلائی EMI خصوصیات اور درجہ بندی
سوئچنگ پاور سپلائی کے برقی مقناطیسی مداخلت کی پیشن گوئی کرنے کے لیے، اس کے جنریشن میکانزم اور شور کے ذرائع کی خصوصیات کو واضح کرنا ضروری ہے۔ پاور سوئچ ٹیوب کی تیز رفتار سوئچنگ ایکشن کی وجہ سے، اس کا وولٹیج اور موجودہ تبدیلی کی شرح بہت زیادہ ہے، اور بڑھتے ہوئے کنارے اور گرتے ہوئے کنارے میں زیادہ ہارمونکس ہوتے ہیں، اس لیے برقی مقناطیسی مداخلت کی شدت بڑی ہے۔ سوئچنگ پاور سپلائی کی برقی مقناطیسی مداخلت بنیادی طور پر ڈائیوڈس، پاور سوئچنگ ڈیوائسز، ریڈی ایٹرز اور ان سے منسلک ہائی فریکوئنسی ٹرانسفارمرز کے آس پاس میں مرکوز ہوتی ہے۔ چونکہ سوئچنگ ٹیوب کی سوئچنگ فریکوئنسی دسیوں کلو ہرٹز سے لے کر کئی میگاہرٹز تک ہوتی ہے، اس لیے سوئچنگ پاور سپلائی کی مداخلت کی شکلیں بنیادی طور پر مداخلت اور قریب کے میدان میں مداخلت کی جاتی ہیں۔ ان میں سے، کی گئی مداخلت کو شور کے پھیلاؤ کے راستے کے ذریعے پاور گرڈ میں داخل کیا جائے گا اور پاور گرڈ سے منسلک دیگر آلات میں مداخلت کی جائے گی۔
سوئچنگ پاور سپلائی کی مداخلت کو دو قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔
1) تفریق موڈ (DM) مداخلت۔ ڈی ایم شور بنیادی طور پر di/dt کی وجہ سے ہوتا ہے۔ پرجیوی انڈکٹنس اور مزاحمت کے ذریعے، یہ لائیو تار اور نیوٹرل تار کے درمیان لوپ میں پھیلتا ہے، دو تاروں کے درمیان کرنٹ آئی ڈی ایم پیدا کرتا ہے، جو زمینی تار کے ساتھ لوپ نہیں بناتا۔
2) کامن موڈ (CM) مداخلت۔ CM شور بنیادی طور پر dv/dt کی وجہ سے ہوتا ہے۔ پی سی بی کی آوارہ گنجائش دو پاور لائنوں اور زمین کے درمیان لوپ میں پھیلتی ہے، اور مداخلت لائن اور زمین کے درمیان گھس جاتی ہے۔ مداخلت کا کرنٹ ہر دو لائنوں پر آدھے حصے میں بہتا ہے، زمین کے ساتھ مشترکہ لوپ کے طور پر۔ اصل سرکٹ میں، لائن کی غیر متوازن رکاوٹ کی وجہ سے، کامن موڈ سگنل کی مداخلت کراس اسٹالک مداخلت میں تبدیل ہو جائے گی جسے ختم کرنا آسان نہیں ہے۔
سوئچنگ پاور سپلائی میں EMI کا نقلی تجزیہ
نظریاتی طور پر، چاہے یہ ٹائم ڈومین سمولیشن ہو یا فریکوئنسی ڈومین سمولیشن، جب تک کہ ایک معقول تجزیہ ماڈل قائم ہو، سمولیشن کے نتائج نظام کی EMI کوانٹائزیشن ڈگری کو صحیح طریقے سے ظاہر کر سکتے ہیں۔
ٹائم ڈومین سمولیشن کے طریقہ کار کو ایک سرکٹ ماڈل قائم کرنے کی ضرورت ہے جس میں کنورٹر میں تمام اجزاء کے پیرامیٹرز شامل ہوں، سمولیشن تجزیہ کے لیے PSPICE یا Saber سافٹ ویئر استعمال کریں، اور EMI کے سپیکٹرم ویوفارم حاصل کرنے کے لیے فاسٹ فوئیر تجزیہ ٹول کا استعمال کریں۔ ڈی ایم شور کے تجزیہ میں اس طریقہ کی تصدیق کی گئی ہے۔ تاہم، سوئچنگ پاور سپلائی میں MOSFET اور IGBT جیسے سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز کی نان لائنر خصوصیات اور آوارہ پیرامیٹر ماڈل کو بہت پیچیدہ بنا دیتے ہیں، اور سوئچنگ پاور سپلائی کی سرکٹ ٹوپولاجی جب یہ کام کرتی ہے تو مسلسل تبدیل ہوتی ہے، جس کی وجہ سے بجلی کی فراہمی میں عدم مطابقت کا مسئلہ پیدا ہوتا ہے۔ نقلی. CM شور کا مطالعہ کرتے وقت، تمام پرجیوی عنصر کے پیرامیٹرز کو شامل کرنا ضروری ہے۔ پرجیوی پیرامیٹرز کے اثر و رسوخ کی وجہ سے، FFT کے نتائج تجرباتی نتائج سے ملنا مشکل ہیں۔ سوئچنگ پاور کنورٹرز عام طور پر ٹائم کنسٹنٹ کی ایک بڑی رینج میں کام کرتے ہیں، بنیادی طور پر ٹائم کنسٹینٹس کے تین گروپس شامل ہیں: آؤٹ پٹ ٹرمینل کی بنیادی فریکوئنسی سے متعلق ٹائم کنسٹینٹس (دسیوں ایم ایس)؛ وقت کا مستقل (دسیوں μs) سوئچنگ عناصر کی سوئچنگ فریکوئنسی سے متعلق؛ وقت کا مستقل (متعدد این ایس) بڑھتے وقت اور گرنے کے وقت سے متعلق ہے جب سوئچنگ عنصر کو آن یا آف کیا جاتا ہے۔
اس وجہ سے، وقت کے ڈومین سمولیشن میں، حساب کا ایک بہت چھوٹا مرحلہ استعمال کیا جانا چاہیے، اور حساب کو مکمل کرنے میں کافی وقت لگتا ہے۔ اس کے علاوہ، ٹائم ڈومین طریقہ سے حاصل کردہ نتائج اکثر مداخلت پر سرکٹ میں مختلف متغیرات کے اثر و رسوخ کا واضح طور پر تجزیہ نہیں کر سکتے، بجلی کی فراہمی کو سوئچ کرنے کے EMI رویے کی گہرائی سے وضاحت نہیں کر سکتے، اور EMI میکانزم کے فیصلے کی کمی، اور نہیں دے سکتے۔ EMI کو کم کرنے کا واضح حل۔
