سنگل چپ مائکرو کمپیوٹر کے لیے ڈی سی سوئچنگ پاور سپلائی کا ڈیزائن
سوئچ موڈ پاور سپلائی کا بنیادی کنٹرول طریقہ PWM دالوں کو آؤٹ پٹ کرنے کے لئے پلس چوڑائی ماڈیولیشن انٹیگریٹڈ سرکٹ کا استعمال کرنا ہے، اور پلس چوڑائی ماڈیولیشن کے لیے اینالاگ PID ریگولیٹر کا استعمال کرنا ہے۔ اس کنٹرول کے طریقہ کار میں کچھ غلطیاں ہیں اور سرکٹ نسبتاً پیچیدہ ہے۔ یہ مضمون مسلسل ایڈجسٹ آؤٹ پٹ وولٹیج کی ایک وسیع رینج کے ساتھ پاور سوئچنگ پاور سپلائی پیش کرتا ہے، جسے ST کمپنی کے اعلیٰ کارکردگی والے مائیکرو کنٹرولر μpsd3354 کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ مائکروکنٹرولر براہ راست PWM لہریں پیدا کرتا ہے اور سوئچنگ پاور سپلائی کے مین سرکٹ پر ڈیجیٹل کنٹرول کرتا ہے۔ سرکٹ سادہ اور طاقتور ہے۔
پاور ڈی سی پاور سپلائی سسٹم کا اصول اور مجموعی ڈیزائن
1.1 سسٹم کا اصول
یہ پاور ڈی سی پاور سپلائی سسٹم دو حصوں پر مشتمل ہے: سوئچنگ پاور سپلائی کا مین سرکٹ اور کنٹرول سرکٹ۔ مرکزی سرکٹ بنیادی طور پر برقی توانائی پر کارروائی کرتا ہے، جبکہ کنٹرول سرکٹ بنیادی طور پر برقی سگنل پر کارروائی کرتا ہے۔ منفی رائے کا استعمال خودکار کنٹرول سسٹم بنانے کے لیے کیا جاتا ہے۔ سوئچنگ پاور سپلائی PWM کنٹرول کا طریقہ اپناتی ہے، اور دی گئی مقدار اور فیڈ بیک کی مقدار کا موازنہ کرکے انحراف حاصل کیا جاتا ہے۔ سوئچنگ پاور سپلائی کے آؤٹ پٹ کو کنٹرول کرنے کے لیے PWM آؤٹ پٹ کو ڈیجیٹل PID ریگولیٹر کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ ان میں سے، پی آئی ڈی ریگولیشن اور پی ڈبلیو ایم آؤٹ پٹ دونوں کو مائکرو کنٹرولر سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے سافٹ ویئر کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔
1.2 مجموعی طور پر سسٹم ڈیزائن
سسٹم کا ہارڈویئر حصہ ان پٹ اور آؤٹ پٹ رییکٹیفیکیشن اور فلٹرنگ سرکٹس، پاور کنورژن پارٹس، ڈرائیو سرکٹس، مائیکرو کنٹرولر سسٹمز اور معاون سرکٹس پر مشتمل ہے۔ شکل 1 مائیکرو کنٹرولر کے ذریعے کنٹرول کردہ ڈی سی پاور سپلائی کا ساختی خاکہ دکھاتا ہے۔
جیسا کہ دیکھا جا سکتا ہے، 50Hz اور 220V AC پاور کو گرڈ فلٹر کے ذریعے فلٹر کیا جاتا ہے تاکہ گرڈ سے مداخلت کو ختم کیا جا سکے، اور پھر اصلاح اور فلٹرنگ کے لیے ان پٹ ریکٹیفائر فلٹر میں داخل ہو کر اسے DC وولٹیج سگنل میں تبدیل کر دیا جائے۔ ڈی سی سگنل کو پاور کنورژن سرکٹ کے ذریعے ہائی فریکوئنسی AC سگنل میں تبدیل کیا جاتا ہے، اور ہائی فریکوئنسی AC سگنل کو پھر آؤٹ پٹ رییکٹیفیکیشن اور فلٹرنگ سرکٹ کے ذریعے ڈی سی وولٹیج آؤٹ پٹ میں تبدیل کیا جاتا ہے [1]۔ کنٹرول سرکٹ PWM پلس چوڑائی ماڈیولیشن کا طریقہ اپناتا ہے، اور PWM کنٹرول سگنل کو ایڈجسٹ پلس چوڑائی کے ساتھ جو مائیکرو کنٹرولر کے ذریعے تیار کیا جاتا ہے ڈرائیونگ سرکٹ کے ذریعے پاور کنورژن سرکٹ کو کام کرنے کے لیے پروسیس کیا جاتا ہے۔ ایک مائیکرو کنٹرولر کے تیز رفتار ADC کنورژن چینل کا استعمال کرتے ہوئے باقاعدہ وقفوں پر آؤٹ پٹ وولٹیج اکٹھا کرنا، اور اس کا متوقع قدر سے موازنہ کرتے ہوئے، اس کی غلطی کی بنیاد پر PID ایڈجسٹمنٹ کی جاتی ہے۔ وولٹیج کے حصول کا سرکٹ DC وولٹیج V0 کے حصول کا احساس کرتا ہے اور اسے A/D کنورٹر کی اینالاگ ان پٹ وولٹیج رینج سے ملاتا ہے۔ سوئچنگ پاور سپلائی میں اوور وولٹیج، اوور کرنٹ اور شارٹ سرکٹ کی خرابیوں کی صورت میں، پروٹیکشن سرکٹ پاور سپلائی اور لوڈ کے لیے حفاظتی کردار ادا کرتا ہے۔ معاون بجلی کی فراہمی کنٹرول سرکٹس، ڈرائیو سرکٹس وغیرہ کے لیے ڈی سی پاور فراہم کرتی ہے۔
2. سوئچ پاور سپلائی کا مین سرکٹ ڈیزائن
سوئچنگ پاور سپلائی کا مین سرکٹ DC-AC-DC کی تبدیلی کو مکمل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ سسٹم مین سرکٹ ایک مکمل پل DC-DC کنورٹر کو اپناتا ہے، جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔ اس سسٹم میں استعمال ہونے والا پاور سوئچنگ ڈیوائس EUPEC کمپنی کا BSM 50GB120DN2 سیریز IGBT ماڈیول ہے۔ ہر ماڈیول آدھے پل کا ڈھانچہ ہے، اس لیے پورے پل کے نظام میں دو ماڈیول درکار ہیں۔ ہر ماڈیول ایک تیز فری وہیلنگ ڈائیوڈ کے ساتھ سرایت کرتا ہے۔
