ہائی فریکوئنسی سوئچنگ پاور سپلائی کے لیے برقی مقناطیسی مطابقت ڈیزائن اسکیم
اگر ہائی فریکوئنسی سوئچنگ پاور سپلائی میں موجود برقی مقناطیسی مداخلت (EMI) کا مسئلہ بذات خود مناسب طریقے سے نہیں نمٹا جاتا ہے، تو یہ نہ صرف بجلی کے گرڈ میں آلودگی پھیلانا آسان ہے، جو براہ راست دیگر برقی آلات کے معمول کے کام کو متاثر کرتا ہے، بلکہ یہ بھی آسان ہے۔ آنے والی جگہ میں برقی مقناطیسی آلودگی پیدا کرتا ہے، جس کے نتیجے میں ہائی فریکوئنسی سوئچنگ پاور سپلائی میں برقی مقناطیسی مطابقت (EMC) کا مسئلہ پیدا ہوتا ہے۔ یہ مضمون ریلوے سگنل پاور سپلائی اسکرینوں میں استعمال ہونے والے 1200W (24V/50A) ہائی فریکوئنسی سوئچنگ پاور سپلائی ماڈیول میں معیار سے زیادہ برقی مقناطیسی مداخلت کا تجزیہ کرنے پر توجہ مرکوز کرتا ہے، اور بہتری کے اقدامات تجویز کرتا ہے۔
ہائی فریکوئنسی سوئچنگ پاور سپلائیز سے پیدا ہونے والے برقی مقناطیسی خلل کو دو قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: چلائے جانے والے خلل اور ریڈی ایٹ ڈسٹربنس۔ 30MHz سے کم تعدد کے ساتھ AC پاور ذرائع کے ذریعے چلائی گئی رکاوٹیں پھیلتی ہیں۔ تابکاری کی خلل خلا کے ذریعے پھیلتی ہے، جس کی تعدد 30 سے 1000MHz تک ہوتی ہے۔
ہائی فریکوئنسی سوئچنگ پاور سپلائیز میں برقی مقناطیسی خلل کے ذرائع کا تجزیہ
سوئچنگ پاور ٹرانزسٹر اعلی تعدد ترسیل اور کٹ آف ریاستوں میں کام کرتے ہیں۔ سوئچنگ کے نقصانات کو کم کرنے، بجلی کی کثافت اور مجموعی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے، سوئچ ٹرانزسٹر کے کھلنے اور بند ہونے کی رفتار عام طور پر چند مائیکرو سیکنڈز میں تیز سے تیز تر ہوتی جا رہی ہے۔ سوئچ ٹرانزسٹر اس رفتار سے کھلتا اور بند ہوتا ہے، سرج وولٹیج اور سرج کرنٹ بناتا ہے، جو ہائی فریکونسی اور ہائی وولٹیج چوٹی ہارمونکس اور اسپیس اور AC ان پٹ لائنوں پر برقی مقناطیسی مداخلت پیدا کرے گا۔
ایک ہی وقت میں جب اعلی تعدد ٹرانسفارمر T1 پاور ٹرانسفارمیشن انجام دیتا ہے، یہ متبادل برقی مقناطیسی فیلڈز پیدا کرتا ہے، برقی مقناطیسی لہروں کو خلا میں پھیلاتا ہے، تابکاری میں خلل پیدا کرتا ہے۔ ٹرانسفارمر کی تقسیم شدہ انڈکٹنس اور کیپیسیٹینس دوغلے پیدا کرتے ہیں، جو ٹرانسفارمر کے ابتدائی مراحل کے درمیان تقسیم شدہ گنجائش کے ذریعے AC ان پٹ سرکٹ کے ساتھ جوڑے جاتے ہیں، جس سے ترسیلی خلل پیدا ہوتا ہے۔
جب آؤٹ پٹ وولٹیج نسبتاً کم ہوتا ہے، آؤٹ پٹ ریکٹیفائر ڈائیوڈ ہائی فریکوئنسی سوئچنگ حالت میں کام کرتا ہے اور برقی مقناطیسی مداخلت کا ایک ذریعہ بھی ہے۔
ڈایڈڈ کے لیڈ کے پرجیوی انڈکٹنس اور جنکشن کیپیسیٹینس کے ساتھ ساتھ ریورس ریکوری کرنٹ کے اثر و رسوخ کی وجہ سے، یہ ہائی وولٹیج اور موجودہ تبدیلی کی شرح پر کام کرتا ہے۔ ڈایڈڈ کا ریورس ریکوری کا وقت جتنا لمبا ہوگا، چوٹی کرنٹ کا اثر اتنا ہی زیادہ ہوگا، اور ڈسٹربنس سگنل اتنا ہی مضبوط ہوگا، جس کے نتیجے میں ہائی فریکوئنسی کشندگی دوغلی ہے، جو کہ ایک ڈیفرینشل موڈ کنڈکشن ڈسٹربنس ہے۔
تمام پیدا ہونے والے برقی مقناطیسی سگنل دھاتی تاروں جیسے پاور لائنز، سگنل لائنز، اور گراؤنڈنگ تاروں کے ذریعے بیرونی طاقت کے ذرائع میں منتقل ہوتے ہیں، جس سے ترسیلی خلل پیدا ہوتا ہے۔ ریڈی ایٹ ڈسٹربنس تاروں اور آلات کے ذریعے پھیلنے والے مداخلتی سگنلز یا اینٹینا کے طور پر کام کرنے والی باہم مربوط تاروں کی وجہ سے ہوتی ہے۔
3. ہائی فریکونسی سوئچنگ پاور سپلائی برقی مقناطیسی خلل کے لیے برقی مقناطیسی مطابقت کا ڈیزائن
سوئچنگ پاور سپلائی سے پیدا ہونے والے ہائی آرڈر ہارمونکس کو دبانے کے لیے سوئچنگ پاور سپلائی کے دروازے پر پاور فلٹر شامل کریں۔
ان پٹ اور آؤٹ پٹ پاور لائنوں میں فیرائٹ مقناطیسی حلقے شامل کرنے سے پاور لائنوں کے اندر اعلی تعدد کامن موڈ کو دبایا جا سکتا ہے اور پاور لائنوں کے ذریعے پھیلنے والی خلل توانائی کو کم کیا جا سکتا ہے۔
پاور لائن کو زمینی تار کے جتنا ممکن ہو قریب ہونا چاہیے تاکہ تفریق موڈ ریڈی ایشن کے لوپ ایریا کو کم کیا جا سکے۔ ان پٹ اور آؤٹ پٹ کے درمیان برقی مقناطیسی جوڑے کو کم کرنے کے لیے ان پٹ AC پاور لائن اور آؤٹ پٹ DC پاور لائن کو الگ الگ روٹ کریں۔ سگنل لائن کو پاور لائن سے دور، زمینی تار کے قریب، اور سرکٹ کے لوپ ایریا کو کم کرنے کے لیے اتنا لمبا نہیں ہونا چاہیے؛ پی سی بی بورڈ پر لائنوں کی چوڑائی اچانک تبدیل نہیں ہونی چاہیے، اور کونوں کو آرکس کے ساتھ منتقل کیا جانا چاہیے، جہاں تک ممکن ہو دائیں زاویوں یا تیز کونوں سے گریز کریں۔
ڈیوائس کے متوازی پاور اور گراؤنڈ پن کے جتنا ممکن ہو سکے چپ اور MOS سوئچ ٹیوب پر ڈیکپلنگ کیپسیٹرز انسٹال کریں۔
گراؤنڈنگ وائر میں Ldi/dt کی موجودگی کی وجہ سے، PCB بورڈ اور چیسس بالواسطہ طور پر تانبے کے ستونوں سے جڑے ہوئے ہیں۔ ان لوگوں کے لیے جو تانبے کے ستون کے کنکشن کے لیے موزوں نہیں ہیں، موٹی تاریں استعمال کی جاتی ہیں اور قریب ہی گراؤنڈ کی جاتی ہیں۔
سرج وولٹیج کو جذب کرنے کے لیے سوئچ ٹیوب اور آؤٹ پٹ ریکٹیفائر ڈائیوڈ کے دونوں سروں پر RC جذب سرکٹس شامل کریں۔
