سوئچنگ پاور سپلائی کی خصوصیات اور برقی مقناطیسی مداخلت پیدا کرنے کا طریقہ کار
سوئچنگ پاور سپلائیز کی چار بنیادی خصوصیات ہیں:
① مقام نسبتاً واضح ہے۔ بنیادی طور پر پاور سوئچنگ ڈیوائسز، ڈائیوڈس، اور منسلک ہیٹ سنکس اور ہائی فریکوئنسی ٹرانسفارمرز پر مرکوز ہے۔
② توانائی کی تبدیلی کا آلہ آن/آف حالت میں کام کرتا ہے۔ اس حقیقت کی وجہ سے کہ ایک سوئچنگ پاور سپلائی ایک توانائی کی تبدیلی کا آلہ ہے جو سوئچنگ حالت میں کام کرتا ہے، اس کی وولٹیج اور موجودہ تبدیلی کی شرحیں زیادہ ہیں، جس کے نتیجے میں مداخلت کی شدید شدت ہوتی ہے۔
③ پاور پرنٹڈ سرکٹ بورڈز (PCBs) کی وائرنگ عام طور پر دستی طور پر ترتیب دی جاتی ہے۔ یہ انتظام اسے انتہائی صوابدیدی بناتا ہے، پی سی بی کی تقسیم کے پیرامیٹرز کو نکالنے اور میدان کے قریب مداخلت کی پیشن گوئی اور اندازہ کرنے میں دشواری کو بڑھاتا ہے۔
④ سوئچنگ فریکوئنسی بڑی ہے، دسیوں ہزار ہرٹز سے لے کر کئی میگا ہرٹز تک۔ مداخلت کی اہم شکلیں مداخلت اور قریب کے میدان میں مداخلت کی جاتی ہیں۔
برقی مقناطیسی مداخلت پیدا کرنے کا طریقہ کار
سوئچنگ سرکٹس سے پیدا ہونے والی برقی مقناطیسی مداخلت
سوئچنگ سرکٹ سوئچنگ پاور سپلائی کا بنیادی حصہ ہے، جو بنیادی طور پر سوئچنگ ٹیوبوں اور ہائی فریکوئنسی ٹرانسفارمرز پر مشتمل ہوتا ہے۔ اس کے ذریعہ تیار کردہ dv/dt ایک پلس ہے جس میں بڑے طول و عرض، وسیع فریکوئنسی بینڈ، اور بھرپور ہارمونکس ہیں۔ اس نبض کی مداخلت کی بنیادی وجوہات دو گنا ہیں: ایک طرف، سوئچ ٹیوب کا بوجھ ایک اعلی تعدد ٹرانسفارمر کا بنیادی کنڈلی ہے، جو ایک انڈکٹو بوجھ ہے۔ اس وقت جب سوئچ ٹیوب کو آن کیا جاتا ہے، پرائمری کوائل ایک بڑا سرج کرنٹ پیدا کرتی ہے اور پرائمری کوائل کے دونوں سروں پر ایک اعلی سرج چوٹی وولٹیج ظاہر ہوتا ہے۔ سوئچ ٹیوب کے منقطع ہونے کے وقت، پرائمری کوائل کے رساو کے بہاؤ کی وجہ سے، توانائی کا ایک حصہ پرائمری کوائل سے سیکنڈری کوائل میں منتقل نہیں ہوتا ہے۔ انڈکٹر میں ذخیرہ شدہ توانائی کلیکٹر سرکٹ میں کیپیسیٹینس اور ریزسٹنس کے ساتھ اسپائکس کے ساتھ ایک زوال پذیر دولن بنائے گی، جسے ٹرننگ آف وولٹیج پر سپرمپوز کیا جائے گا تاکہ ٹرننگ آف وولٹیج اسپائک بن سکے۔ اس قسم کی بجلی کی سپلائی وولٹیج کی رکاوٹ وہی مقناطیسی سرج موجودہ عارضی پیدا کرے گی جب پرائمری کوائل منسلک ہوتی ہے، اور یہ شور ان پٹ اور آؤٹ پٹ ٹرمینلز میں منتقل کیا جائے گا، جو کنڈکٹو مداخلت کی تشکیل کرتا ہے۔ دوسری طرف، پرائمری کوائل، سوئچ ٹیوب، اور پلس ٹرانسفارمر کے فلٹر کیپیسیٹر پر مشتمل ہائی فریکوئنسی سوئچنگ کرنٹ لوپ اہم مقامی تابکاری پیدا کر سکتا ہے، جس سے تابکاری کی مداخلت ہوتی ہے۔
ہائی فریکوئنسی ریکٹیفائر سرکٹ میں ڈائیوڈ کے ریورس ریکوری ٹائم کی وجہ سے ہونے والی مداخلت فارورڈ کنڈکشن کے دوران ریکٹیفائر ڈایڈڈ کے ذریعے بہتے بڑے فارورڈ کرنٹ کی وجہ سے ہوتی ہے۔ جب اسے ریورس بائیس وولٹیج کی وجہ سے بند کر دیا جاتا ہے، PN جنکشن میں زیادہ کیریئرز کے جمع ہونے کی وجہ سے، کرنٹ کے غائب ہونے سے پہلے کی مدت کے دوران کرنٹ مخالف سمت میں بہے گا، جس کی وجہ سے ریورس ریکوری کرنٹ میں تیزی سے کمی واقع ہو گی۔ کیریئرز غائب ہو جاتے ہیں اور ایک اہم موجودہ تبدیلی (di/dt) کا باعث بن رہے ہیں۔
برقی مقناطیسی مداخلت کو دبانے کے اقدامات
برقی مقناطیسی مداخلت کی تشکیل کرنے والے تین عناصر مداخلت کا ذریعہ، پھیلاؤ کا راستہ، اور پریشان کن آلات ہیں۔ لہذا، برقی مقناطیسی مداخلت کو ان تین پہلوؤں سے دبانا چاہیے۔
اس کا مقصد مداخلت کے ذرائع کو دبانا، مداخلت کے ذرائع اور خلل شدہ آلات کے درمیان جوڑے اور تابکاری کو ختم کرنا، خلل زدہ آلات کی مداخلت مخالف صلاحیت کو بہتر بنانا، اور اس طرح سوئچنگ پاور سپلائیز کی برقی مقناطیسی مطابقت کی کارکردگی کو بہتر بنانا ہے۔
برقی مقناطیسی مداخلت کو دبانے کے لیے فلٹرز کا استعمال
فلٹرنگ برقی مقناطیسی مداخلت کو دبانے کا ایک اہم طریقہ ہے، جو پاور گرڈ میں آلات میں داخل ہونے والی برقی مقناطیسی مداخلت کو مؤثر طریقے سے دبا سکتا ہے اور آلات کے اندر پاور گرڈ میں داخل ہونے والی برقی مقناطیسی مداخلت کو بھی دبا سکتا ہے۔ سوئچنگ پاور سپلائی کے ان پٹ اور آؤٹ پٹ سرکٹس میں سوئچنگ پاور فلٹر نصب کرنے سے نہ صرف منظم مداخلت کا مسئلہ حل ہو سکتا ہے بلکہ تابکاری کی مداخلت کو حل کرنے کا ایک اہم ہتھیار بھی ہے۔ فلٹرنگ سپریشن ٹیکنالوجی کو دو طریقوں میں تقسیم کیا گیا ہے: غیر فعال فلٹرنگ اور ایکٹو فلٹرنگ۔
غیر فعال فلٹرنگ ٹیکنالوجی
غیر فعال فلٹرنگ سرکٹس سادہ، سرمایہ کاری مؤثر، اور قابل اعتماد ہیں، جو انہیں برقی مقناطیسی مداخلت کو دبانے کا ایک مؤثر طریقہ بناتے ہیں۔ غیر فعال فلٹرز انڈکٹینس، کپیسیٹینس، اور مزاحمتی اجزاء پر مشتمل ہوتے ہیں، اور ان کا براہ راست کام کنڈکٹو اخراج کو حل کرنا ہے۔
اصل پاور سپلائی سرکٹ میں فلٹرنگ کیپسیٹر کی بڑی صلاحیت کی وجہ سے، ریکٹیفائر سرکٹ میں پلس چوٹی کرنٹ پیدا ہوتے ہیں، جو کہ بڑی تعداد میں ہائی آرڈر ہارمونک کرنٹ پر مشتمل ہوتے ہیں اور پاور گرڈ میں مداخلت کا باعث بنتے ہیں۔ اس کے علاوہ، سرکٹ میں سوئچ ٹیوب کا کنڈکشن یا کٹ آف، نیز ٹرانسفارمر کی بنیادی کنڈلی، پلسٹنگ کرنٹ پیدا کرے گی۔ موجودہ تبدیلی کی اعلی شرح کی وجہ سے، مختلف تعدد کی حوصلہ افزائی کرنٹ ارد گرد کے سرکٹس میں پیدا ہوتے ہیں، بشمول تفریق اور عام موڈ مداخلت کے سگنل۔ مداخلت کے یہ سگنلز پاور گرڈ کی دوسری لائنوں میں منتقل ہو سکتے ہیں اور دو پاور لائنوں کے ذریعے دوسرے الیکٹرانک آلات میں مداخلت کر سکتے ہیں۔ فگر میں موجود ڈیفرینشل موڈ فلٹرنگ پارٹ سوئچنگ پاور سپلائی کے اندر موجود ڈیفرینشل موڈ مداخلت کے سگنلز کو کم کر سکتا ہے، اور آپریشن کے دوران خود آلات کے ذریعے پیدا ہونے والے برقی مقناطیسی مداخلت کے سگنلز کو بہت کم کر سکتا ہے اور انہیں پاور گرڈ میں منتقل کر سکتا ہے۔ برقی مقناطیسی انڈکشن کے قانون کے مطابق، E-Ldi/dt حاصل کیا جاتا ہے، جہاں E L کے دونوں سروں پر وولٹیج ڈراپ ہے، L انڈکٹنس ہے، اور di/dt موجودہ تبدیلی کی شرح ہے۔ ظاہر ہے، موجودہ تبدیلی کی شرح جتنی کم ہوگی، اتنی ہی زیادہ انڈکٹنس کی ضرورت ہوگی۔
