پاور سپلائی ریپل اور ریپل گتانک
بجلی کی فراہمی کا بنیادی کام الیکٹرانک مصنوعات کے لیے برقی توانائی فراہم کرنا ہے، لیکن بجلی کی فراہمی ناگزیر طور پر لہروں، شور وغیرہ کو متعارف کرائے گی، جس سے الیکٹرانک نظام اور یہاں تک کہ پوری مصنوعات کی استحکام اور وشوسنییتا کم ہو جائے گی۔
وولٹیج کی لہر بجلی کی فراہمی کے مختلف سرکٹس کو بہت متاثر کر سکتی ہے، جیسے A/D کنورژن سرکٹس، آپریشنل ایمپلیفائر سرکٹس، ریکٹیفائر فلٹر سرکٹس وغیرہ۔ عام ایپلی کیشنز میں درج ذیل خطرات ہوتے ہیں:
غیر مطلوبہ ہارمونکس پیدا کریں، جس سے اوور وولٹیج یا اوور کرنٹ حادثات کا باعث بنے۔ اضافی نقصانات میں اضافہ اور برقی آلات کی کارکردگی اور استعمال کو کم کرنا؛
سامان کو غیر معمولی طور پر کام کرنے، بڑھاپے کو تیز کرنے، اور زندگی کو کم کرنے کا سبب بننا؛ ریلے کے تحفظ، خودکار آلات، کمپیوٹر سسٹمز اور دیگر آلات کو غیر معمولی طور پر کام کرنے یا عام طور پر کام کرنے میں ناکام ہونے کا سبب بنتا ہے۔
یہ پیمائش اور پیمائش کے آلات میں انحراف کا سبب بن سکتا ہے۔ مواصلاتی نظام میں مداخلت، سگنل کی ترسیل کے معیار کو کم کرنا، اور یہاں تک کہ مواصلاتی آلات کو نقصان پہنچانا۔
لہذا، الیکٹرانک مصنوعات کو ڈیزائن کرتے وقت، یہ ضروری ہے کہ لہر کی درست پیمائش کی جائے اور ایک خاص حد کے اندر لہر کو دبایا جائے۔
1 پاور سپلائی ریپل اور ریپل گتانک
سخت الفاظ میں، ریگولیٹڈ پاور سپلائی میں چار حصے شامل ہیں: پاور ٹرانسفارمر، ریکٹیفائر سرکٹ، فلٹر سرکٹ اور وولٹیج اسٹیبلائزنگ سرکٹ۔ چونکہ DC-DC کو ریگولیٹڈ پاور سپلائی کے طور پر بھی شمار کیا جا سکتا ہے، اس لیے رییکٹیفائر سرکٹ، فلٹر سرکٹ اور وولٹیج اسٹیبلائزنگ سرکٹ کو ریگولیٹڈ پاور سپلائی کے تین ضروری حصوں کے طور پر شمار کیا جاتا ہے [1]۔
ریکٹیفائر سرکٹ متبادل کرنٹ کو پلسیٹنگ ڈائریکٹ کرنٹ میں تبدیل کرنے کے لیے یک طرفہ کنڈکٹیو ڈیوائسز کا استعمال کرتا ہے۔ پلسٹنگ ڈائریکٹ کرنٹ ہموار نہیں ہے اور اس میں متبادل کرنٹ کے اجزاء کی ایک بڑی مقدار ہوتی ہے۔
فلٹر سرکٹ pulsating DC پاور کو نسبتاً فلیٹ DC پاور میں تبدیل کرنے کے لیے توانائی ذخیرہ کرنے والے اجزاء کا استعمال کرتا ہے۔ فلٹر سرکٹ کی مختلف کارکردگی کی وجہ سے، اگرچہ یہ AC کے زیادہ تر اجزاء کو فلٹر کر سکتا ہے، لیکن یہ اسے مکمل طور پر فلٹر نہیں کر سکتا۔
اصلاح اور فلٹرنگ کے بعد وولٹیج اسٹیبلائزنگ سرکٹ آؤٹ پٹ وولٹیج کو مستحکم کرنے اور AC کے اجزاء کو کم سے کم کرنے کے لیے سرکٹ کے ایڈجسٹمنٹ فنکشن کا استعمال کرتا ہے۔ یہ AC جزو جسے مستحکم وولٹیج آؤٹ پٹ کے ساتھ مکمل طور پر فلٹر نہیں کیا جا سکتا اسے ریپل وولٹیج کہتے ہیں۔
ڈی سی ریگولیٹڈ پاور سپلائی فلٹرنگ کی کارکردگی کو نمایاں کرنے کے لیے، ریپل کوفیشینٹ کا تصور متعارف کرایا گیا ہے [2-3]۔ ریپل کوفیشینٹ ψ کو ریپل وولٹیج Vr اور DC آؤٹ پٹ وولٹیج Vo کی موثر قدر کی فیصد ویلیو کے طور پر بیان کیا گیا ہے، یعنی:
DC پاور سپلائی کے مستحکم اور خالص آؤٹ پٹ کا جائزہ لینے کے لیے لہر کا گتانک ایک اہم اشارے ہے۔ مندرجہ بالا فارمولے کے مطابق، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ لہر کی گتانک کو تلاش کرنے کے لیے ریپل وولٹیج کی پیمائش کرنے کی ضرورت ہے۔
2 بجلی کی فراہمی کی لہر کی پیمائش
بجلی کی فراہمی کی لہر کی درست پیمائش کے لیے عام طور پر دو آلات کی ضرورت ہوتی ہے، یعنی الیکٹرانک لوڈ (الیکٹرانک لوڈ) اور ڈیجیٹل اسٹوریج آسیلوسکوپ (DSO)۔
الیکٹرانک بوجھ موجودہ ایڈجسٹمنٹ کی سہولت فراہم کرتے ہیں اور عام طور پر مستقل مزاحمتی موڈ (CR) میں سیٹ ہوتے ہیں۔ ڈیجیٹل سٹوریج آسیلوسکوپس براہ راست لہر کی پوری لہر کو پکڑ سکتے ہیں، ذخیرہ کرسکتے ہیں، بڑھا سکتے ہیں اور لہر کی قدر کو پڑھ سکتے ہیں۔ رپل گتانک حاصل کرنے کے لیے فارمولے میں اوسیلوسکوپ ریڈنگ کو تبدیل کریں۔
پیمائش کرتے وقت، آپ کو درج ذیل دو نکات پر توجہ دینی چاہیے (یہ دو نکات پیمائش کے نتائج کی درستگی کے لیے خاص طور پر اہم ہیں):
(1) ڈیجیٹل اسٹوریج آسیلوسکوپ کی پروب گراؤنڈ وائر کو ان پلگ کیا جانا چاہیے اور اس کے بجائے پروب اسمبلی میں گراؤنڈ اسپرنگ پن کا استعمال کرنا چاہیے۔ یہ گراؤنڈ لوپس کو EMI شور میں جوڑنے سے روک سکتا ہے، جس سے پیمائش کے نتائج غلط ہو سکتے ہیں۔
پروب گراؤنڈ وائر بہت لمبا ہے اور لوپ ایریا بہت بڑا ہے، جو ایک وصول کرنے والا اینٹینا بناتا ہے اور ہائی فریکوئنسی کی بے ترتیبی یا EMI شور کو ناپے ہوئے سگنل میں جوڑتا ہے۔
(2) ڈیجیٹل سٹوریج آسیلوسکوپ کو خود اپنی ترتیبات کو ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت ہے۔
بجلی کی فراہمی کے اختتام سے شامل ہونے والے شور کو مزید فلٹر کرنے کے لیے ڈیجیٹل اسٹوریج آسیلوسکوپ کو اچھی طرح سے گراؤنڈ کرنے کی ضرورت ہے۔ DC کو بلاک کرنے کے لیے ڈیجیٹل سٹوریج آسیلوسکوپ کے AC کپلنگ کا استعمال کریں، جس سے ریپل ٹیسٹ زیادہ بدیہی اور درست ہو؛
جنرل ریپل ٹیسٹنگ کے لیے فریکوئنسی کو 20MHz سے کم کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، لہذا ڈیجیٹل اسٹوریج آسیلوسکوپ کو ہائی فریکوئنسی شور کو الگ کرنے کے لیے 20MHz بینڈوتھ کی حد کو کھولنا چاہیے۔
پاور سپلائی ریپل کو دبانے کے 3 طریقے
ریگولیٹڈ پاور سپلائی کے آؤٹ پٹ وولٹیج کی لہر کو دبانے کے لیے، عام طور پر درج ذیل چار طریقے اپنائے جاتے ہیں: RLC فلٹرنگ کا طریقہ، عام موڈ فلٹرنگ کا طریقہ، فیرائٹ میگنیٹک رِنگ فلٹرنگ کا طریقہ، اور تین طریقوں کا مجموعہ۔
فلٹر سرکٹ جو DC-DC پاور سپلائی کی لہر کو دباتا ہے اسے تجرباتی تصدیق کے ذریعے ظاہر کیا جاتا ہے۔ تصدیقی تجربے میں، مین ویل سے 100W DC-DC پاور سپلائی، 48V ان پٹ، 5V آؤٹ پٹ، ماڈل SD-100C-5 کا انتخاب کیا گیا۔
ڈیجیٹل اسٹوریج اوسیلوسکوپ GWINSTEK کے GDS-1072B کا انتخاب کرتا ہے، جس کی بینڈوتھ 70MHz، 1GSa/s کی نمونے کی شرح، اور 10M فی چینل کی اسٹوریج کی گہرائی ہے۔
GWINSTEK سے الیکٹرانک لوڈ PEL{{0}} ہے، جس کی وولٹیج کی حد 1.5V~150V ہے، موجودہ رینج 0~35A، اور پاور 175W ہے۔
اس حساب کے مطابق، سرکٹ میں کرنٹ 20A ہے۔ شکل 3 پاور سپلائی ریپل ٹیسٹ کا کنکشن بلاک ڈایاگرام دکھاتا ہے۔
پاور سپلائی کی لہر کو دبانے کے اثر کو زیادہ بدیہی اور واضح بنانے کے لیے، پہلے SD-100C-5 کے فلٹر سرکٹ کو شارٹ سرکٹ کریں اور اس کے آؤٹ پٹ وولٹیج کی لہر کی پیمائش کریں۔ اس سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ بجلی کی فراہمی کی لہر تقریباً 85.6mVpp ہے اور مؤثر قدر 48.2mVrms ہے۔
