سوئچنگ پاور سپلائی کی پیمائش کرنے کے لیے ڈیجیٹل آسیلوسکوپ کا استعمال
پاور سپلائیز روایتی اینالاگ پاور سپلائیز سے لے کر اعلی کارکردگی والے سوئچنگ پاور سپلائیز تک مختلف اقسام اور سائز میں آتی ہیں۔ ان سب کو کام کے پیچیدہ اور متحرک ماحول کا سامنا ہے۔ سامان کا بوجھ اور مطالبات ایک لمحے میں نمایاں طور پر تبدیل ہو سکتے ہیں۔ یہاں تک کہ "روزمرہ" سوئچنگ پاور سپلائیز کو فوری طور پر ان چوٹیوں کا مقابلہ کرنے کے قابل ہونا چاہئے جو ان کی اوسط آپریٹنگ سطح سے کہیں زیادہ ہے۔ پاور سپلائیز یا سسٹمز ڈیزائن کرنے والے انجینئرز جو پاور سپلائیز استعمال کریں گے ان کو یہ سمجھنے کی ضرورت ہے کہ پاور سپلائی جامد حالات کے ساتھ ساتھ بدترین حالات میں کیسے کام کرتی ہے۔
ماضی میں، پاور سپلائی کے رویے کو نمایاں کرنے کا مطلب ڈیجیٹل ملٹی میٹر کے ساتھ خاموش کرنٹ اور وولٹیج کی پیمائش کرنا اور کیلکولیٹر یا پی سی کے ساتھ محنتی حساب کتاب کرنا تھا۔ آج، زیادہ تر انجینئر اپنے ترجیحی طاقت کی پیمائش کے پلیٹ فارم کے طور پر آسیلوسکوپس کا رخ کرتے ہیں۔ جدید آسیلوسکوپس مربوط طاقت کی پیمائش اور تجزیہ سافٹ ویئر سے لیس ہوسکتے ہیں، سیٹ اپ کو آسان بناتے ہیں اور متحرک پیمائش کو آسان بناتے ہیں۔ صارفین کلیدی پیرامیٹرز کو اپنی مرضی کے مطابق بنا سکتے ہیں، حسابات کو خودکار کر سکتے ہیں، اور سیکنڈوں میں نتائج دیکھ سکتے ہیں، نہ کہ خام ڈیٹا۔
بجلی کی فراہمی کے ڈیزائن کے مسائل اور ان کی پیمائش کی ضروریات
مثالی طور پر، ہر پاور سپلائی کو ریاضیاتی ماڈل کی طرح برتاؤ کرنا چاہیے جس کے لیے اسے ڈیزائن کیا گیا تھا۔ لیکن حقیقی دنیا میں، اجزاء خراب ہوتے ہیں، بوجھ تبدیل ہو سکتا ہے، بجلی کی فراہمی بگاڑ سکتی ہے، اور ماحولیاتی تبدیلیاں کارکردگی کو بدل سکتی ہیں۔ مزید برآں، کارکردگی اور لاگت کی ضروریات میں تبدیلی بھی بجلی کی فراہمی کے ڈیزائن کو مزید پیچیدہ بناتی ہے۔ ان سوالات پر غور کریں:
پاور سپلائی اپنی ریٹیڈ پاور سے زیادہ کتنے واٹ پاور کو برقرار رکھ سکتی ہے؟ یہ کب تک چل سکتا ہے؟ بجلی کی فراہمی کتنی گرمی کو ختم کرتی ہے؟ جب یہ زیادہ گرم ہوتا ہے تو کیا ہوتا ہے؟ کتنی ٹھنڈک ہوا کے بہاؤ کی ضرورت ہے؟ جب لوڈ کرنٹ نمایاں طور پر بڑھتا ہے تو کیا ہوتا ہے؟ کیا ڈیوائس ریٹیڈ آؤٹ پٹ وولٹیج کو برقرار رکھ سکتی ہے؟ بجلی کی فراہمی آؤٹ پٹ پر مکمل شارٹ سرکٹ کا جواب کیسے دیتی ہے؟ جب بجلی کی فراہمی کا ان پٹ وولٹیج تبدیل ہوتا ہے تو کیا ہوتا ہے؟
ڈیزائنرز کو بجلی کی فراہمی تیار کرنے کی ضرورت ہے جو کم جگہ لے، گرمی کو کم کرے، مینوفیکچرنگ لاگت کو کم کرے، اور سخت EMI/EMC معیارات پر پورا اترے۔ صرف ایک سخت پیمائش کا نظام ہی انجینئرز کو ان مقاصد کو حاصل کرنے کے قابل بنا سکتا ہے۔
آسیلوسکوپ اور طاقت کی پیمائش
اوسیلوسکوپ کے ساتھ اعلی بینڈوتھ کی پیمائش کرنے کے عادی افراد کے لیے، نسبتاً کم تعدد کی وجہ سے بجلی کی فراہمی کی پیمائش آسان ہو سکتی ہے۔ درحقیقت، طاقت کی پیمائش میں بہت سے چیلنجز ہیں جن کا سامنا تیز رفتار سرکٹ ڈیزائنرز کو کبھی نہیں کرنا پڑتا۔
پورا سوئچ گیئر ہائی وولٹیج اور "تیرتا" ہو سکتا ہے، یعنی زمین سے منسلک نہیں ہے۔ پلس کی چوڑائی، مدت، فریکوئنسی اور سگنل کی ڈیوٹی سائیکل سب بدل جائیں گے۔ ویوفارم میں کسی بھی قسم کی بے ضابطگیوں کو تلاش کرنے کے لیے ویوفارم کو پکڑ کر ایمانداری سے تجزیہ کرنا چاہیے۔ یہ oscilloscope پر مطالبہ کر رہا ہے. ایک سے زیادہ تحقیقات - سنگل اینڈیڈ پروبس، ڈیفرینشل پروبس، اور کرنٹ پروبس سب کی ضرورت ہے۔ طویل مدتی کم تعدد کے حصول کے نتائج کے لیے ریکارڈنگ کی جگہ فراہم کرنے کے لیے آلے میں بڑی میموری ہونی چاہیے۔ اور ایک ہی حصول میں وسیع پیمانے پر مختلف طول و عرض کے ساتھ مختلف سگنلز کو حاصل کرنے کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔
سوئچنگ پاور سپلائی کی بنیادی باتیں
زیادہ تر جدید نظاموں میں غالب DC پاور آرکیٹیکچر سوئچنگ پاور سپلائی (سوئچنگ پاور سپلائی) ہے، جو بدلتے ہوئے بوجھ کو مؤثر طریقے سے سنبھالنے کی صلاحیت کے لیے مشہور ہے۔ ایک عام سوئچنگ پاور سپلائی کے پاور سگنل پاتھ میں غیر فعال اجزاء، فعال اجزاء، اور مقناطیسی اجزاء شامل ہوتے ہیں۔ سوئچنگ پاور سپلائی میں ممکنہ حد تک کم نقصان دہ اجزاء استعمال ہوتے ہیں (جیسے ریزسٹرس اور لکیری ٹرانجسٹر) اور بنیادی طور پر (مثالی طور پر) نقصان کے بغیر اجزاء استعمال کرتے ہیں: سوئچنگ ٹرانجسٹر، کیپسیٹرز اور مقناطیسی اجزاء۔
سوئچنگ پاور سپلائی کے آلات میں ایک کنٹرول حصہ بھی ہوتا ہے، جس میں پلس چوڑائی ماڈیولیشن ریگولیٹر، پلس فریکوئنسی ماڈیولیشن ریگولیٹر، اور فیڈ بیک لوپ 1 اور دیگر اجزاء شامل ہوتے ہیں۔ کنٹرول سیکشن کی اپنی پاور سپلائی ہو سکتی ہے۔ شکل 1 ایک سوئچنگ پاور سپلائی کا ایک آسان اسکیمیٹک خاکہ ہے، جو پاور کنورژن حصہ کو ظاہر کرتا ہے، بشمول فعال آلات، غیر فعال آلات اور مقناطیسی اجزاء۔
سوئچنگ پاور سپلائی ٹیکنالوجی پاور سیمی کنڈکٹر سوئچنگ ڈیوائسز کا استعمال کرتی ہے جیسے میٹل آکسائیڈ فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹرز (MOSFETs) اور انسولیٹڈ گیٹ بائی پولر ٹرانزسٹرز (IGBTs)۔ ان آلات میں سوئچنگ کا وقت کم ہوتا ہے اور یہ غیر مستحکم وولٹیج اسپائکس کو برداشت کر سکتے ہیں۔ یکساں طور پر اہم، وہ بہت کم توانائی استعمال کرتے ہیں، انتہائی کارگر ہوتے ہیں اور کم گرمی پیدا کرتے ہیں، چاہے وہ آن ہو یا آف حالت میں۔ سوئچنگ ڈیوائسز بڑی حد تک سوئچنگ پاور سپلائی کی مجموعی کارکردگی کا تعین کرتی ہیں۔ سوئچنگ ڈیوائسز کی اہم پیمائشوں میں شامل ہیں: سوئچنگ نقصان، بجلی کا اوسط نقصان، محفوظ آپریٹنگ ایریا اور دیگر۔
