بجلی کی فراہمی کے سوئچ کے مسئلے کو تیزی سے کیسے پہچانا جا سکتا ہے؟
نام نہاد سوئچنگ پاور سپلائی سے مراد ایسی پاور سپلائی ہے جو سوئچ ٹیوب کھلنے کے وقت کے تناسب اور مستحکم آؤٹ پٹ وولٹیج کو برقرار رکھنے کے لیے ٹیوب سیکشن کو کنٹرول کرنے کے لیے جدید الیکٹرانک پاور ٹیکنالوجی کا استعمال کرتی ہے۔ سوئچنگ پاور سپلائی عام طور پر پلس چوڑائی ماڈیولیشن کنٹرول IC اور MOSFET پر مشتمل ہوتی ہے۔ پاور الیکٹرانکس ٹیکنالوجی کی ترقی اور جدت کے ساتھ، سوئچنگ پاور سپلائی ٹیکنالوجی بھی مسلسل جدت آ رہی ہے. اس کے بعد، میں سوئچنگ پاور سپلائی کے ڈیزائن کے عمل میں کچھ احتیاطی تدابیر متعارف کرواؤں گا، اور یہ بھی بتاؤں گا کہ سوئچنگ پاور سپلائی میں کوئی مسئلہ ہونے پر فوری طور پر سوئچنگ پاور سپلائی کا مسئلہ کیسے معلوم کیا جائے۔
سوئچنگ پاور سپلائی کی ترتیب
سوئچنگ پاور سپلائی بجلی کی فراہمی کی ایک قسم ہے جو مستحکم آؤٹ پٹ وولٹیج کو برقرار رکھنے کے لیے سوئچ آن اور آف کے وقت کے تناسب کو کنٹرول کرنے کے لیے جدید پاور الیکٹرانک ٹیکنالوجی کا استعمال کرتی ہے۔ سوئچنگ پاور سپلائی عام طور پر پلس چوڑائی ماڈیولیشن (PWM) کنٹرول IC اور MOSFET پر مشتمل ہوتی ہے۔
ہائی فریکوئنسی سوئچنگ پاور سپلائیز کو ڈیزائن کرتے وقت لے آؤٹ بہت اہم ہے۔ ایک اچھی ترتیب اس قسم کی بجلی کی فراہمی کے ساتھ بہت سے مسائل کو حل کر سکتی ہے۔ لے آؤٹ کی وجہ سے مسائل عام طور پر ہائی کرنٹ پر ظاہر ہوتے ہیں اور ان پٹ اور آؤٹ پٹ وولٹیجز کے درمیان بڑے وولٹیج کے فرق پر زیادہ واضح ہوتے ہیں۔ کچھ اہم مسائل بڑے آؤٹ پٹ کرنٹ اور/یا بڑے ان پٹ/آؤٹ پٹ وولٹیج کے فرق، آؤٹ پٹ پر اضافی شور اور شروع ہونے والی ویوفارمز پر ریگولیشن میں کمی اور عدم استحکام ہیں۔ ذیل میں چند آسان اصولوں پر عمل کر کے ایسے مسائل کو کم کیا جا سکتا ہے۔
انڈکٹر
سوئچنگ پاور سپلائی بند فیرائٹ کور کے ساتھ کم EMI (Electro MagneTIc Interference) انڈکٹرز استعمال کرتی ہے۔ جیسے گول یا بند ای کور۔ اوپن کور کو بھی استعمال کیا جا سکتا ہے اگر ان میں EMI کی خصوصیات کم ہوں اور وہ کم پاور والے تاروں اور اجزاء سے بہت دور واقع ہوں۔ اگر ایک کھلا کور استعمال کر رہے ہیں، تو یہ بھی اچھا خیال ہے کہ کور کے کھمبے پی سی بی کے لیے کھڑے ہوں۔ راڈ کور (sTIck cores) عام طور پر زیادہ تر ناپسندیدہ شور کو ختم کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔
رائے
فیڈ بیک لوپ کو انڈکٹرز اور شور کے ذرائع سے دور رکھنے کی کوشش کریں۔ فیڈ بیک لائن کو بھی جتنا ممکن ہو سکے سیدھا اور موٹا بنائیں۔ ان دونوں طریقوں کے درمیان بعض اوقات تجارت ہوتی ہے، لیکن فیڈ بیک لائن کو انڈکٹر کے EMI اور شور کے دیگر ذرائع سے دور رکھنا دونوں میں زیادہ اہم ہے۔ فیڈ بیک لائن کو پی سی بی پر انڈکٹر کے مخالف سمت پر رکھیں اور اسے درمیان میں زمینی جہاز سے الگ کریں۔
فلٹر کیپاسٹر
چھوٹے سیرامک ان پٹ فلٹر کیپسیٹر کا استعمال کرتے وقت، اسے IC کے VIN پن کے جتنا ممکن ہو قریب رکھا جانا چاہیے۔ یہ لائن انڈکٹنس کے زیادہ سے زیادہ اثر کو ختم کر دے گا، جس سے اندرونی IC لائنوں کو صاف وولٹیج کا ذریعہ ملے گا۔ سوئچنگ پاور سپلائیز کے کچھ ڈیزائنوں میں عام طور پر استحکام کی وجوہات کی بناء پر آؤٹ پٹ سے فیڈ بیک پن سے منسلک فیڈ فارورڈ کپیسیٹر کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس صورت میں، یہ بھی IC کے جتنا ممکن ہو قریب واقع ہونا چاہئے۔ سطحی ماؤنٹ کیپسیٹرز کا استعمال سیسہ کی لمبائی کو بھی کم کرتا ہے، اس طرح سوراخ کے اجزاء کی وجہ سے موثر اینٹینا (مؤثر اینٹینا) میں شور کے جوڑے کو کم کرتا ہے۔
معاوضہ
اگر استحکام کے لیے خارجی معاوضے کے اجزاء کی ضرورت ہے، تو انہیں بھی IC کے زیادہ سے زیادہ قریب رکھنا چاہیے۔ فلٹر کیپسیٹرز کے لیے انہی وجوہات کی بنا پر سرفیس ماؤنٹ اجزاء کی بھی سفارش کی گئی ہے۔ یہ اجزاء بھی انڈکٹر کے زیادہ قریب نہیں ہونے چاہئیں۔
نشانات اور زمینی طیارے
تمام پاور (زیادہ کرنٹ) کے نشانات کو جتنا ممکن ہو چھوٹا، سیدھا اور موٹا رکھیں۔ معیاری PCB پر، یہ بہترین ہے کہ مطلق کم از کم چوڑائی 15mil (0.381mm) فی ایم پی ہو۔ انڈکٹر، آؤٹ پٹ کیپسیٹر، اور آؤٹ پٹ ڈایڈڈ کو جتنا ممکن ہو ایک دوسرے کے قریب ہونا چاہیے۔ یہ پاور سپلائی کے نشانات کو سوئچ کرنے کی وجہ سے ہونے والی EMI کو کم کرنے میں مدد کر سکتا ہے جب ان میں سے بڑے سوئچنگ کرنٹ بہتے ہیں۔ یہ لیڈ انڈکٹنس اور مزاحمت کو بھی کم کرتا ہے، جس سے شور کی بڑھتی ہوئی آوازیں، گھنٹی بجنا، اور مزاحمتی نقصانات کم ہوتے ہیں، جو وولٹیج کی خرابیاں پیدا کر سکتے ہیں۔ IC کا گراؤنڈ، ان پٹ کیپسیٹر، آؤٹ پٹ کیپسیٹر، اور آؤٹ پٹ ڈایڈڈ (اگر موجود ہو) سب کو براہ راست ایک زمینی جہاز سے منسلک ہونا چاہیے۔ پی سی بی کے دونوں طرف زمینی طیارہ رکھنا بہتر ہے۔ یہ گراؤنڈ لوپ کی خرابیوں کو کم کرتا ہے اور انڈکٹر کے ذریعہ پیدا ہونے والی زیادہ EMI جذب کرتا ہے، اس طرح شور کو کم کرتا ہے۔ دو سے زیادہ تہوں والے ملٹی لیئر بورڈز کے لیے، کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے پاور پلین (وہ علاقہ جہاں پاور کے نشانات اور اجزاء رہتے ہیں) اور سگنل پلین (وہ علاقہ جہاں فیڈ بیک اور معاوضے کے اجزاء رہتے ہیں) کو الگ کرنے کے لیے زمینی طیارہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ملٹی لیئر بورڈز پر، نشانات کو مختلف طیاروں سے جوڑنے کے لیے ویاس کی ضرورت ہوتی ہے۔ اگر ٹریس کو ایک طرف سے دوسری طرف ایک بڑا کرنٹ لے جانے کی ضرورت ہے، تو یہ اچھا عمل ہے کہ ایک معیار کو فی 200mA کرنٹ کے ذریعے استعمال کریں۔
اجزاء کو ترتیب دیں تاکہ ابتدائی کرنٹ لوپس ایک ہی سمت میں گھومیں۔ ہیڈ ریگولیٹر کس طرح کام کر رہا ہے اس پر منحصر ہے کہ دو پاور سٹیٹس ہیں۔ ایک حالت وہ ہوتی ہے جب کھلنا بند ہوتا ہے اور دوسری حالت وہ ہوتی ہے جب افتتاحی ہوتا ہے۔ ہر حالت کے دوران، ایک کرنٹ لوپ پاور ڈیوائس کے ذریعے بنایا جاتا ہے جو فی الحال آن ہے۔ پاور ڈیوائسز کو اس طرح ترتیب دیا گیا ہے کہ موجودہ لوپ ہر ریاست کے دوران ایک ہی سمت میں چلتا ہے۔ یہ دو نصف حلقوں کے درمیان نشانات میں مقناطیسی میدان کے الٹ جانے کو روکتا ہے اور EMI کے اخراج کو کم کرتا ہے۔
کولنگ
سطحی ماؤنٹ پاور آئی سی یا بیرونی پاور سوئچز کا استعمال کرتے وقت، پی سی بی کو اکثر ہیٹ سنک کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ پی سی بی پر تانبے کی پوشیدہ سطح کو استعمال کرنے کے لیے ہے تاکہ ڈیوائس کو گرمی کو ختم کرنے میں مدد ملے۔ PCB تھرمل ڈسپیشن کے استعمال کے بارے میں معلومات کے لیے مخصوص ڈیوائس ہینڈ بک سے رجوع کریں۔ یہ عام طور پر سوئچنگ پاور سپلائی کے ذریعے شامل کردہ کولنگ ڈیوائس کو بچا سکتا ہے۔
