ڈیجیٹل آسیلوسکوپ کے ساتھ سوئچنگ پاور سپلائی کی پیمائش کا طریقہ
پاور سپلائیز روایتی اینالاگ قسم کے پاور سپلائیز سے لے کر اعلی کارکردگی والے سوئچنگ پاور سپلائیز تک مختلف اقسام اور سائز میں آتی ہیں۔ ان سب کو ایک پیچیدہ اور متحرک کام کرنے والے ماحول کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ آلات کا بوجھ اور مطالبات ایک لمحے میں ڈرامائی طور پر تبدیل ہو سکتے ہیں۔ یہاں تک کہ ایک "روزمرہ" سوئچنگ پاور سپلائی اپنی اوسط آپریٹنگ لیول سے زیادہ وقتی چوٹیوں کو اچھی طرح برداشت کر سکتی ہے۔ انجینئرز جو پاور سپلائی یا پاور سپلائی کو سسٹم میں استعمال کرنے کے لیے ڈیزائن کرتے ہیں انہیں یہ سمجھنے کی ضرورت ہوتی ہے کہ پاور سپلائی کس طرح جامد حالات کے ساتھ ساتھ بدترین حالات میں بھی چلتی 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 پاور پیمائش پلیٹ فارم کے طور پر آسیلوسکوپ کا رخ کرتے ہیں۔ جدید آسیلوسکوپس کو مربوط طاقت کی پیمائش اور تجزیہ سافٹ ویئر سے لیس کیا جا سکتا ہے، سیٹ اپ کو آسان بنانا اور متحرک پیمائش کو آسان بنانا۔ 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۔
پاور سپلائی 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 ناقص ہیں، بوجھ مختلف ہو سکتے ہیں، بجلی کی فراہمی کو مسخ کیا جا سکتا ہے، اور ماحولیاتی تبدیلیاں کارکردگی کو تبدیل کر سکتی ہیں۔ اس کے علاوہ، بدلتی ہوئی کارکردگی اور لاگت کی ضروریات بجلی کی فراہمی کے ڈیزائن کو پیچیدہ بناتی ہیں۔ ان سوالات پر غور کریں:
بجلی کی سپلائی اس کی ریٹیڈ پاور سے زیادہ کتنے واٹ تک برقرار رہ 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؟ اسے کتنی ٹھنڈک ہوا کے بہاؤ کی ضرورت ہے؟ جب لوڈ کرنٹ نمایاں طور پر بڑھتا ہے تو کیا ہوتا ہے؟ کیا آلہ ریٹیڈ آؤٹ پٹ وولٹیج کو برقرار رکھ سکتا ہے؟ بجلی کی فراہمی آؤٹ پٹ پر ڈیڈ شارٹ سے کیسے نمٹتی 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 سیدھی ہو سکتی ہے۔ درحقیقت، طاقت کی پیمائش میں بہت سے چیلنجز ہیں جن کا سامنا تیز رفتار سرکٹس کے ڈیزائنرز کو کبھی نہیں کرنا پڑتا۔
پورا سوئچ گیئر ہائی وولٹیج اور "تیرتا" ہو سکتا ہے، یعنی زمین سے جڑا نہیں ہے۔ نبض کی چوڑائی، مدت، فریکوئنسی اور سگنل کی ڈیوٹی سائیکل مختلف ہو سکتے ہیں۔ ویوفارم میں بے ضابطگیوں کا پتہ لگانے کے لیے ویوفارمز کو پکڑنا اور ان کا ایمانداری سے تجزیہ کرنا چاہیے۔ یہ oscilloscope پر مطالبہ کر رہا ہے. ایک سے زیادہ پروبس—ایک ہی وقت میں سنگل اینڈڈ، ڈیفرینشل، اور کرنٹ پروبس کی ضرورت ہوتی 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 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 مختلف بوجھ کو مؤثر طریقے سے سنبھالنے کی صلاحیت کے لیے جانا جاتا 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 ممکن حد تک کم نقصان دہ اجزاء استعمال کرتی ہے (جیسے ریزسٹرس اور لکیری ٹرانجسٹر) اور زیادہ تر (مثالی طور پر) بے نقصان اجزاء: سوئچنگ ٹرانجسٹر، کیپسیٹرز، اور میگنیٹکس۔
سوئچنگ پاور سپلائی ڈیوائس 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، جس میں پاور کنورژن سیکشن دکھایا گیا 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 معمولی وولٹیج کی بڑھتی ہوئی وارداتوں کو برداشت کر سکتے ہیں۔ اتنا ہی اہم، وہ آن اور آف دونوں حالتوں میں بہت کم بجلی استعمال کرتے ہیں، انتہائی موثر ہیں اور کم گرمی پیدا کرتے ہیں۔ سوئچنگ ڈیوائسز بڑی حد تک سوئچنگ پاور سپلائی کی مجموعی کارکردگی کا تعین کرتی ہیں۔ سوئچنگ ڈیوائسز پر کلیدی پیمائشوں میں شامل ہیں: سوئچنگ نقصان، بجلی کا اوسط نقصان، محفوظ آپریٹنگ ایریا، اور دیگر۔
