میٹل آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر کو اکثر سلیکان کے زیر کنٹرول آکسیڈیشن کے ساتھ گھڑا جاتا ہے۔ اس وقت، یہ سب سے زیادہ استعمال ہونے والی ٹرانزسٹر کی قسم ہے کیونکہ اس ٹرانزسٹر کا بنیادی کام چالکتا کو کنٹرول کرنا ہے، بصورت دیگر MOSFETs سورس اور ڈرین ٹرمینلز کے درمیان کتنا کرنٹ سپلائی کر سکتا ہے اس کا انحصار اس کے گیٹ ٹرمینل پر لگائی گئی وولٹیج کے مجموعے پر ہے۔ گیٹ ٹرمینل پر لگائی جانے والی وولٹیج ڈیوائس کی ترسیل کو کنٹرول کرنے کے لیے ایک برقی فیلڈ تیار کرتی ہے۔ MOSFETs کا استعمال مختلف ایپلیکیشن سرکٹس جیسے DC-DC کنورٹرز، موٹر کنٹرول، بنانے کے لیے کیا جاتا ہے۔ انورٹرز , وائرلیس پاور ٹرانسفر وغیرہ۔ یہ مضمون بحث کرتا ہے کہ انتہائی موثر استعمال کرتے ہوئے وائرلیس پاور ٹرانسفر سرکٹ کو کیسے ڈیزائن کیا جائے۔ MOSFET .

MOSFET کے ساتھ وائرلیس پاور ٹرانسفر

اس کا بنیادی تصور Tx اور Rx کوائل کے درمیان پاور ٹرانسمیشن کو کنٹرول کرنے کے لیے MOSFETs اور resonant inductive coupling کے ساتھ WPT (وائرلیس پاور ٹرانسفر) سسٹم کو ڈیزائن کرنا ہے۔ یہ AC سے ریزونینٹ کوائل کی چارجنگ کے ساتھ کیا جا سکتا ہے، اس کے بعد بعد میں سپلائی کو مزاحمتی بوجھ میں منتقل کیا جا سکتا ہے۔ یہ سرکٹ کم طاقت والے ڈیوائس کو وائرلیس طریقے سے انڈکٹیو کپلنگ کے ذریعے بہت تیز اور طاقتور طریقے سے چارج کرنے میں مددگار ہے۔

“ینالاگ سے ڈیجیٹل کنورٹر تصاویر ”

وائرلیس پاور ٹرانسمیشن کی تعریف اس طرح کی جا سکتی ہے۔ بجلی کے منبع سے بجلی کے بوجھ تک بغیر کسی کیبل یا کنڈکٹنگ وائر کے ایک فاصلے تک برقی توانائی کی ترسیل کو WPT (وائرلیس پاور ٹرانسمیشن) کہا جاتا ہے۔ وائرلیس پاور ٹرانسفر الیکٹریکل انجینئرنگ کے شعبے میں ایک غیر معمولی تبدیلی لاتا ہے جو روایتی تانبے کی تاروں اور کرنٹ لے جانے والی تاروں کے استعمال کو ہٹاتا ہے۔ وائرلیس پاور ٹرانسمیشن موثر، قابل اعتماد، کم دیکھ بھال کی لاگت اور طویل فاصلے یا مختصر رینج کے لیے تیز ہے۔ یہ سیل فون یا ریچارج ایبل بیٹری کو وائرلیس چارج کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

مطلوبہ اجزاء

MOSFET سرکٹ کے ساتھ وائرلیس پاور ٹرانسفر میں بنیادی طور پر ٹرانسمیٹر سیکشن اور ریسیور سیکشن شامل ہوتا ہے۔ وائرلیس پاور ٹرانسفر کے لیے ٹرانسمیٹر سیکشن بنانے کے لیے درکار اجزاء بنیادی طور پر شامل ہیں۔ وولٹیج سورس (Vdc) - 30V، capacitor-6.8 nF، RF چوکس (L1 اور L2) 8.6 μH اور 8.6 μH ہے، ٹرانسمیٹر کوائل (L) - 0.674 μH، مزاحم R1-1K, R2-10 K, R3-94 ohm, R4-94 ohm, R5-10 K, Capacitor C ایک گونجنے والے کیپسیٹرز کی طرح کام کرتا ہے، diodes D1-D4148, D2-D4148, MOSFET Q1-IRF540 اور MOSFET Q2-IRF540

وائرلیس پاور ٹرانسفر کے لیے ریسیور سیکشن بنانے کے لیے درکار اجزاء بنیادی طور پر شامل ہیں۔ ڈیوڈس D1 سے D4 - D4007، ریزسٹر (R) - 1k اوہم، وولٹیج ریگولیٹر IC – LM7805 IC، رسیور کوائل (L) – 1.235μH، کیپسیٹرز جیسے C1 – 6.8nF اور C2 220μF ہے۔

MOSFET کنکشن کے ساتھ وائرلیس پاور ٹرانسفر

وائرلیس پاور ٹرانسمیٹر سیکشن کے کنکشن مندرجہ ذیل ہیں؛

وائرلیس پاور ٹرانسمیٹر ٹرانسمیٹر سرکٹ

R1 ریزسٹر مثبت ٹرمینل 30V وولٹیج سورس سے منسلک ہے اور دوسرا ٹرمینل LED سے منسلک ہے۔ LED کا کیتھوڈ ٹرمینل R2 ریزسٹر کے ذریعے GND سے جڑا ہوا ہے۔
R3 ریزسٹر مثبت ٹرمینل 30V وولٹیج سورس سے منسلک ہے اور دوسرا ٹرمینل MOSFET کے گیٹ ٹرمینل سے منسلک ہے۔ یہاں، ایل ای ڈی کا کیتھوڈ ٹرمینل MOSFET کے گیٹ ٹرمینل سے منسلک ہے۔
MOSFET کا ڈرین ٹرمینل ڈائیوڈ کے مثبت ٹرمینل کے ذریعے وولٹیج کی فراہمی سے منسلک ہوتا ہے اور انڈکٹر 'L1'۔
MOSFET کا سورس ٹرمینل GND سے منسلک ہے۔
انڈکٹر 'L1' میں ایک اور ٹرمینل D2 ڈائیوڈ کے اینوڈ ٹرمینل سے منسلک ہے اور اس کا کیتھوڈ ٹرمینل R3 ریزسٹر سے Capacitors 'C' اور انڈکٹر 'L' کے ذریعے جڑا ہوا ہے۔
R4 ریزسٹر مثبت ٹرمینل وولٹیج سپلائی سے منسلک ہوتا ہے اور ریزسٹر کا دوسرا ٹرمینل MOSFET کے گیٹ ٹرمینل سے diodes D1 اور D2 کے انوڈ اور کیتھوڈ ٹرمینلز کے ذریعے منسلک ہوتا ہے۔
انڈکٹر 'L2' مثبت ٹرمینل وولٹیج کی فراہمی سے منسلک ہے اور دوسرا ٹرمینل MOSFET کے ڈرین ٹرمینل سے ڈائیوڈ 'D2' کے انوڈ ٹرمینل کے ذریعے جڑا ہوا ہے۔
MOSFET کا سورس ٹرمینل GND سے منسلک ہے۔

وائرلیس پاور ٹرانسفر ریسیور سیکشن کے کنکشن مندرجہ ذیل ہیں؛

وائرلیس پاور ٹرانسفر رسیور سرکٹ

انڈکٹر 'L'، capacitor 'C1' مثبت ٹرمینلز D1 کے انوڈ ٹرمینل سے جڑے ہوئے ہیں، اور انڈکٹر 'L'، Capacitor 'C1' کے دیگر ٹرمینلز D4 کے کیتھوڈ ٹرمینل سے جڑے ہوئے ہیں۔
D2 diode anode ٹرمینل D3 diode کیتھوڈ ٹرمینل سے منسلک ہے اور D3 diode anode ٹرمینل D4 diode anode ٹرمینل سے جڑا ہوا ہے۔
D2 diode کیتھوڈ ٹرمینل D1 diode کیتھوڈ ٹرمینل سے منسلک ہے اور D1 diode anode ٹرمینل inductor 'L'، اور capacitor 'C1' کے دوسرے ٹرمینلز سے جڑا ہوا ہے۔
ریزسٹر 'R' مثبت ٹرمینل D1 اور D2 کے کیتھوڈ ٹرمینلز سے جڑا ہوا ہے اور ایک ریزسٹر کے دوسرے ٹرمینل LED کے اینوڈ ٹرمینل سے جڑے ہوئے ہیں اور LED کا کیتھوڈ ٹرمینل GND سے منسلک ہے۔
Capacitor C2 مثبت ٹرمینل LM7805 IC کے ان پٹ ٹرمینل سے منسلک ہے اس کا دوسرا ٹرمینل GND سے منسلک ہے اور LM7805 IC GND پن GND سے منسلک ہے۔

کام کرنا

اس وائرلیس پاور ٹرانسفر سرکٹ میں بنیادی طور پر دو حصے ٹرانسمیٹر اور ریسیور شامل ہیں۔ اس حصے میں، ٹرانسمیٹر کوائل 6 ملی میٹر انامیلڈ تار یا مقناطیسی تار سے بنایا گیا ہے۔ دراصل، یہ تار ایک تانبے کا تار ہے جس پر ایک پتلی موصلیت کی تہہ ہے۔ ٹرانسمیٹر کوائل کا قطر 6.5 انچ یا 16.5 سینٹی میٹر اور لمبائی 8.5 سینٹی میٹر ہے۔

ٹرانسمیٹر سیکشن سرکٹ میں ڈی سی پاور سورس، ٹرانسمیٹر کوائل اور آسکیلیٹر شامل ہے۔ ڈی سی پاور سورس ایک مستحکم ڈی سی وولٹیج فراہم کرتا ہے جو آسکیلیٹر سرکٹ کو ان پٹ کے طور پر دیا جاتا ہے۔ اس کے بعد، یہ ہائی فریکوئنسی کے ساتھ DC وولٹیج کو AC پاور میں تبدیل کرتا ہے اور ٹرانسمیٹنگ کوائل کو دیا جاتا ہے۔ ہائی فریکوئنسی کے ساتھ AC کرنٹ کی وجہ سے، ٹرانسمیٹر کنڈلی کوائل کے اندر ایک متبادل مقناطیسی میدان پیدا کرنے کے لیے توانائی پیدا کرے گا۔

ریسیور سیکشن کے اندر ریسیور کوائل 18 AWG تانبے کے تار سے بنایا گیا ہے جس کا قطر 8cm ہے۔ ریسیور سیکشن سرکٹ میں، ریسیور کوائل کو وہ توانائی اپنے کنڈلی میں ایک الٹرنیٹنگ وولٹیج کے طور پر حاصل ہوتی ہے۔ اس ریسیور سیکشن میں ایک ریکٹیفائر وولٹیج کو AC سے DC میں تبدیل کرتا ہے۔ آخر میں، یہ تبدیل شدہ DC وولٹیج پورے وولٹیج کنٹرولر سیگمنٹ میں لوڈ کو فراہم کیا جاتا ہے۔ وائرلیس پاور ریسیور کا بنیادی کام انڈکٹیو کپلنگ کے ذریعے کم طاقت والی بیٹری کو چارج کرنا ہے۔

جب بھی ٹرانسمیٹر سرکٹ کو پاور سپلائی فراہم کی جاتی ہے، تو ڈی سی کرنٹ L1 اور L2 کوائلز کے دونوں اطراف اور MOSFETs ڈرین ٹرمینلز کو سپلائی کرتا ہے، پھر وولٹیج MOSFETs کے گیٹ ٹرمینلز پر ظاہر ہوتا ہے اور ٹرانزسٹروں کو آن کرنے کی کوشش کرتا ہے۔ .

اگر ہم فرض کریں کہ پہلا MOSFET Q1 آن ہے، تو دوسرے MOSFET کے ڈرین وولٹیج کو GND کے قریب کر دیا جائے گا۔ اس کے ساتھ ہی، دوسرا MOSFET آف کنڈیشن میں ہوگا، اور دوسرے MOSFET کا ڈرین وولٹیج چوٹی تک بڑھ جائے گا اور ایک ہی نصف سائیکل کے دوران 'C' کپیسیٹر اور آسکیلیٹر کے پرائمری کوائل کے ذریعے بنائے گئے ٹینک سرکٹ کی وجہ سے گرنا شروع ہو جائے گا۔

وائرلیس پاور ٹرانسفر کے فوائد ہیں؛ کہ یہ کم مہنگا ہے، زیادہ قابل اعتماد ہے، وائرلیس زون میں بیٹری کی طاقت کبھی ختم نہیں ہوتی ہے، یہ تاروں کے مقابلے میں زیادہ طاقت کو موثر طریقے سے منتقل کرتا ہے، بہت آسان، ماحول دوست، وغیرہ۔ وائرلیس پاور ٹرانسفر کے نقصانات ہیں؛ کہ بجلی کا نقصان زیادہ ہے، غیر سمت ہے، اور طویل فاصلے کے لیے موثر نہیں ہے۔

دی وائرلیس پاور ٹرانسفر کی ایپلی کیشنز صنعتی ایپلی کیشنز شامل ہیں جن میں روٹری شافٹ کے اوپر وائرلیس سینسرز، وائرلیس آلات کی چارجنگ اور پاورنگ، اور چارجنگ کورڈز کو ہٹا کر واٹر ٹائٹ آلات کو محفوظ بنانا شامل ہیں۔ یہ موبائل ڈیوائسز چارجنگ، گھریلو آلات، بغیر پائلٹ کے ہوائی جہاز اور الیکٹرک گاڑیوں کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ یہ میڈیکل امپلانٹس کو چلانے اور چارج کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں جن میں شامل ہیں؛ پیس میکر، ذیلی ادویات کی فراہمی اور دیگر امپلانٹس۔ یہ وائرلیس پاور ٹرانسفر سسٹم اس کے آپریشن کو سمجھنے کے لیے گھر/بریڈ بورڈ میں بنایا جا سکتا ہے۔ دیکھتے ہیں

گھر پر وائرلیس پاور ٹرانسفر ڈیوائس کیسے بنائیں؟

گھر پر ایک سادہ وائرلیس پاور ٹرانسفر (WPT) ڈیوائس بنانا ایک تفریحی اور تعلیمی پروجیکٹ ہوسکتا ہے، لیکن یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ اہم پاور آؤٹ پٹ کے ساتھ ایک موثر WPT سسٹم بنانے میں عام طور پر زیادہ جدید اجزاء اور غور و فکر شامل ہوتے ہیں۔ یہ گائیڈ انڈکٹیو کپلنگ کا استعمال کرتے ہوئے تعلیمی مقاصد کے لیے ایک بنیادی DIY پروجیکٹ کا خاکہ پیش کرتا ہے۔ براہ کرم آگاہ رہیں کہ درج ذیل کم طاقت ہے اور آلات کو چارج کرنے کے لیے موزوں نہیں ہے۔

ضروری مواد:

ٹرانسمیٹر کوائل (TX کوائل): تار کی ایک کنڈلی (تقریبا 10-20 موڑ) ایک بیلناکار شکل کے ارد گرد زخم ہے، جیسے پی وی سی پائپ۔
رسیور کوائل (RX کوائل): TX کوائل کی طرح، لیکن ترجیحی طور پر بڑھے ہوئے وولٹیج آؤٹ پٹ کے لیے زیادہ موڑ کے ساتھ۔
ایل ای ڈی (لائٹ ایمیٹنگ ڈائیوڈ): پاور ٹرانسفر کا مظاہرہ کرنے کے لیے ایک سادہ بوجھ کے طور پر۔
N-channel MOSFET (مثال کے طور پر، IRF540): ایک آسکیلیٹر بنانے اور TX کوائل کو سوئچ کرنے کے لیے۔
ڈائیوڈ (مثلاً، 1N4001): RX کوائل سے AC آؤٹ پٹ کو درست کرنے کے لیے۔
Capacitor (مثال کے طور پر، 100μF): درست شدہ وولٹیج کو ہموار کرنے کے لیے۔
ریزسٹر (مثال کے طور پر، 220Ω): ایل ای ڈی کرنٹ کو محدود کرنے کے لیے۔
بیٹری یا ڈی سی پاور سپلائی: ٹرانسمیٹر (TX) کو پاور کرنے کے لیے۔
بریڈ بورڈ اور جمپر تاریں: سرکٹ کی تعمیر کے لیے۔
ہاٹ گلو گن: کنڈلی کو پوزیشن میں محفوظ کرنے کے لیے۔

سرکٹ کی وضاحت:

آئیے دیکھتے ہیں کہ ٹرانسمیٹر اور ریسیور سرکٹ کو کیسے جوڑنا ہے۔

ٹرانسمیٹر سائیڈ (TX):

بیٹری یا ڈی سی سپلائی: یہ ٹرانسمیٹر کے لیے آپ کی طاقت کا ذریعہ ہے۔ بیٹری کے مثبت ٹرمینل یا DC پاور سپلائی کو اپنے بریڈ بورڈ کی مثبت ریل سے جوڑیں۔ منفی ٹرمینل کو منفی ریل (GND) سے جوڑیں۔
TX کوائل (ٹرانسمیٹر کوائل): TX کوائل کے ایک سرے کو MOSFET کے ڈرین (D) ٹرمینل سے جوڑیں۔ TX کوائل کا دوسرا سرا بریڈ بورڈ کی مثبت ریل سے جڑتا ہے، جہاں آپ کے پاور سورس کا مثبت ٹرمینل منسلک ہوتا ہے۔
MOSFET (IRF540): MOSFET کا سورس (S) ٹرمینل بریڈ بورڈ کی منفی ریل (GND) سے جڑا ہوا ہے۔ یہ MOSFET کے سورس ٹرمینل کو آپ کے پاور سورس کے منفی ٹرمینل سے جوڑتا ہے۔
MOSFET کا گیٹ (G) ٹرمینل: سادہ سرکٹ میں، اس ٹرمینل کو غیر منسلک چھوڑ دیا جاتا ہے، جو مؤثر طریقے سے MOSFET کو مسلسل آن کرتا ہے۔

وصول کنندہ سائیڈ (RX):

ایل ای ڈی (لوڈ): ایل ای ڈی کے اینوڈ (لمبی لیڈ) کو بریڈ بورڈ کی مثبت ریل سے جوڑیں۔ ایل ای ڈی کے کیتھوڈ (چھوٹے لیڈ) کو RX کوائل کے ایک سرے سے جوڑیں۔
RX کوائل (رسیور کوائل): RX کوائل کا دوسرا سرا روٹی بورڈ کے منفی ریل (GND) سے منسلک ہونا چاہیے۔ یہ ایل ای ڈی کے لیے بند سرکٹ بناتا ہے۔
ڈائیوڈ (1N4001): ایل ای ڈی کے کیتھوڈ اور بریڈ بورڈ کے منفی ریل (GND) کے درمیان ڈائیوڈ رکھیں۔ ڈائیوڈ کا کیتھوڈ ایل ای ڈی کے کیتھوڈ سے منسلک ہونا چاہیے، اور اس کا اینوڈ منفی ریل سے منسلک ہونا چاہیے۔
Capacitor (100μF): کپیسیٹر کی ایک لیڈ کو ڈائیوڈ کے کیتھوڈ (ایل ای ڈی کی اینوڈ سائیڈ) سے جوڑیں۔ کیپسیٹر کی دوسری لیڈ کو بریڈ بورڈ کی مثبت ریل سے جوڑیں۔ یہ کپیسیٹر ایل ای ڈی کو زیادہ مستحکم وولٹیج فراہم کرتے ہوئے درست شدہ وولٹیج کو ہموار کرنے میں مدد کرتا ہے۔

اس طرح سرکٹ میں اجزاء جڑے ہوئے ہیں۔ جب آپ ٹرانسمیٹر سائیڈ (TX) کو پاور کرتے ہیں، تو TX Coil ایک بدلتی ہوئی مقناطیسی فیلڈ تیار کرتی ہے، جو RX Coil میں رسیور سائیڈ (RX) میں وولٹیج پیدا کرتی ہے۔ اس حوصلہ افزائی وولٹیج کو درست کیا جاتا ہے، ہموار کیا جاتا ہے، اور ایل ای ڈی کو پاور کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جو وائرلیس پاور ٹرانسفر کو بہت بنیادی شکل میں ظاہر کرتا ہے۔ یاد رکھیں کہ یہ ایک کم طاقت اور تعلیمی مظاہرہ ہے، عملی وائرلیس چارجنگ ایپلی کیشنز کے لیے موزوں نہیں ہے۔