سوئچنگ تکنیک کے طور پر پی ڈبلیو ایم کا استعمال
پلس کی چوڑائی ماڈیولیشن (پی ڈبلیو ایم) عام طور پر الیکٹرانک ڈیوائس پر ڈی سی پاور پر قابو پانے کے لئے ایک عام استعمال شدہ تکنیک ہے ، جسے جدید الیکٹرانک پاور سوئچز کے ذریعہ عملی بنایا گیا ہے۔ تاہم ، یہ AC ہیلی کاپٹروں میں بھی اپنی جگہ تلاش کرتا ہے۔ بوجھ کو فراہم کردہ موجودہ کی اوسط قیمت اس کی حالت کی سوئچ پوزیشن اور مدت کے ذریعہ کنٹرول کی جاتی ہے۔ اگر سوئچ کی مدت ختم ہونے کے مقابلے میں اس کی لمبائی زیادہ ہوجائے تو ، بوجھ نسبتا higher زیادہ طاقت حاصل کرتا ہے۔ اس طرح پی ڈبلیو ایم سوئچنگ فریکوینسی کو تیز ہونا ضروری ہے۔
عام طور پر سوئچنگ ایک منٹ میں کئی بار الیکٹرک چولہے میں ، 120 چ ہرٹج میں لیمپ ڈیمر میں ، کلو کٹ ہرٹز (کلو ہرٹز) سے لے کر دسیوں کلو ہرٹز تک موٹر ڈرائیو کے لئے کرنا پڑتی ہے۔ آڈیو یمپلیفائر اور کمپیوٹر بجلی کی فراہمی کے لئے سوئچ فریکوینسی میں تقریبا دس سے سیکڑوں کلو ہرٹز ہے۔ نبض کے اوقات کے وقت کا تناسب ڈیوٹی سائیکل کے طور پر جانا جاتا ہے۔ اگر ڈیوٹی سائیکل کم ہے تو ، اس کا مطلب کم طاقت ہے۔
سوئچنگ ڈیوائس میں بجلی کا خسارہ بہت کم ہے ، اس وجہ سے کہ آلہ کی آف اسٹیٹ میں تقریبا current نہ ہونے والی موجودہ بہاو اور اس کی بند حالت میں وولٹیج ڈراپ کی نہ ہونے کے برابر مقدار کی وجہ سے۔ ڈیجیٹل کنٹرولز پی ڈبلیو ایم تکنیک کا بھی استعمال کرتے ہیں۔ پی ڈبلیو ایم کو مواصلات کے کچھ مخصوص نظاموں میں بھی استعمال کیا گیا ہے جہاں مواصلاتی چینل پر معلومات پہنچانے کے لئے اس کا ڈیوٹی سائیکل استعمال کیا جاتا ہے۔
PWM عام طور پر ہونے والے نقصانات کے بغیر کسی بوجھ کو پہنچائی جانے والی بجلی کی مجموعی رقم کو ایڈجسٹ کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے جب بجلی کی منتقلی مزاحم ذرائع سے محدود ہوجائے۔ خرابیاں ڈیوٹی سائیکل ، سوئچنگ فریکوینسی اور بوجھ کی خصوصیات کی طرف سے تعریف کی گئی پلسس ہیں۔ کافی حد تک اعلی سوئچنگ فریکوئنسی کے ساتھ ، اور جب ضرورت ہو تو ، اضافی غیر فعال الیکٹرانک فلٹرز کا استعمال کرتے ہوئے پلس ٹرین کو ہموار کیا جاسکتا ہے اور اوسط ینالاگ ویوفارم برآمد ہوسکتا ہے۔ اعلی تعدد پی ڈبلیو ایم کنٹرول سسٹم کو سیمیکمڈکٹر سوئچ کا استعمال کرتے ہوئے آسانی سے نافذ کیا جاسکتا ہے۔
جیسا کہ پہلے ہی اوپر بتایا جا چکا ہے کہ سوئچ کے ذریعہ کسی بھی ریاست میں یا بند حالت میں کوئی طاقت ختم نہیں ہوتی ہے۔ تاہم ، آن اور آف اسٹیٹس کے مابین ٹرانزیشن کے دوران وولٹیج اور موجودہ دونوں غیر صفر ہوتے ہیں اور اس طرح سوئچ میں کافی طاقت ختم ہوجاتی ہے۔ خوش قسمتی سے ، مکمل طور پر آن اور مکمل طور پر آف کے مابین ریاست کی تبدیلی کافی تیز ہے (عام طور پر 100 نانو سیکنڈ سے کم) عام یا دور اوقات کے نسبت ، اور اس طرح اوسط بجلی کی کھپت بجلی کی فراہمی کے مقابلے میں کافی کم ہے یہاں تک کہ جب اعلی سوئچنگ تعدد استعمال کیا جاتا ہے۔
ڈی سی پاور کو لوڈ کرنے کیلئے پی ڈبلیو ایم کا استعمال
زیادہ تر صنعتی عمل کو بعض پیرامیٹرز پر چلانے کی ضرورت ہوتی ہے جہاں ڈرائیو کی رفتار کا تعلق ہے۔ بہت سے صنعتی ایپلی کیشنز میں استعمال ہونے والے الیکٹرک ڈرائیو سسٹم کو کنٹرول میں آسانی کی وجہ سے اعلی کارکردگی ، وشوسنییتا ، متغیر رفتار کی ضرورت ہوتی ہے۔ ڈی سی موٹر کا سپیڈ کنٹرول ایپلی کیشنز میں اہم ہے جہاں صحت سے متعلق اور تحفظ کا جوہر ہوتا ہے۔ موٹر اسپیڈ کنٹرولر کا مقصد یہ ہے کہ مطلوبہ رفتار کی نمائندگی کرنے والا سگنل لیا جائے اور اس رفتار سے موٹر چلائی جائے۔
پلس کی چوڑائی ماڈیولیشن (پی ڈبلیو ایم) ، جیسے یہ موٹر کنٹرول پر لاگو ہوتا ہے ، دالوں کے تسلسل کے ذریعے توانائی کی فراہمی کا ایک ایسا طریقہ ہے جس کی بجائے مسلسل مختلف (سگنل) سگنل ہوتا ہے۔ نبض کی چوڑائی کو بڑھا یا کم کرکے ، کنٹرولر موٹر شافٹ میں توانائی کے بہاؤ کو باقاعدہ کرتا ہے۔ موٹر کا اپنا متعلanceقہ فلٹر کی طرح کام کرتا ہے ، 'آن' سائیکل کے دوران توانائی کو اسٹور کرتا ہے جبکہ اسے ان پٹ یا ریفرنس سگنل سے وابستہ شرح پر جاری کرتا ہے۔ دوسرے الفاظ میں ، توانائی سوئچنگ فریکوئنسی میں اتنی زیادہ بوجھ میں نہیں بہتی ہے ، بلکہ حوالہ تعدد پر۔
سرکٹ کی رفتار کو کنٹرول کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے ڈی سی موٹر PWM تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے۔ سیریز متغیر اسپیڈ DC موٹر کنٹرولر 12V موٹر ڈپٹی DC12 وولٹ کو منظم کرنے کے لئے PWM پلس جنریٹر کے طور پر 555 ٹائمر IC استعمال کرتا ہے۔ آئی سی 555 ٹائمر سرکٹس بنانے کے لئے مشہور ٹائمر چپ ہے۔ اسے 1972 میں سگنیٹکس نے متعارف کرایا تھا۔ اسے 555 کے نام سے پکارا جاتا ہے کیوں کہ اندر تین 5 کے مزاحمات موجود ہیں۔ آای سی دو تقابلی اجزاء ، ایک ریزٹر چین ، ایک فلپ فلاپ اور آؤٹ پٹ اسٹیج پر مشتمل ہے۔ یہ 3 بنیادی طریقوں میں کام کرتا ہے - آسٹبل ، مونوسٹ ایبل (جہاں یہ ایک شاٹ پلس جنریٹر اور بسٹ ایبل وضع کو کام کرتا ہے۔ یعنی جب اس کی حرکت ہوتی ہے تو ٹائمنگ ریزسٹر اور کیپسیٹر کی قدروں پر مبنی مدت تک پیداوار زیادہ ہوجاتی ہے۔ آسٹبل موڈ (اے ایم وی) ، آئی سی ایک مفت چلانے والے ملٹی وریٹر کے طور پر کام کرتا ہے۔ آؤٹ پٹ آؤٹ پٹ کو آسکیلیٹر کے طور پر دینے کے ل The آؤٹ پٹ زیادہ اور کم ہوجاتا ہے ۔بیسٹیبل موڈ میں جسے شمٹ ٹرگر بھی کہا جاتا ہے ، آئی سی اعلی کے ساتھ فلپ فلاپ کے طور پر کام کرتا ہے۔ یا ہر ٹرگر اور ری سیٹ پر کم آؤٹ پٹ۔
اس سرکٹ میں ، IRF540 MOSFET استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ N چینل میں اضافہ MOSFET ہے۔ یہ ایک اعلی درجے کی پاور مووسٹ ہے جس کے ڈیزائن کے مطابق ، تجربہ کیا گیا ہے ، اور اس بات کی ضمانت دی گئی ہے کہ آپریٹنگ کے بریک ڈاون برفانی تودے کے موڈ میں توانائی کی ایک مخصوص سطح کا مقابلہ کرے۔ یہ پاور موسفٹ ایپلی کیشنز کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے جیسے سوئچنگ ریگولیٹرز ، سوئچنگ کنورٹرس ، موٹر ڈرائیورز ، ریلے ڈرائیورز ، اور ڈرائیورز ہائی پاور بائپولر سوئچنگ ٹرانجسٹروں کے لئے جس میں تیز رفتار اور کم گیٹ ڈرائیو طاقت کی ضرورت ہوتی ہے۔ ان اقسام کو مربوط سرکٹس سے براہ راست چلایا جاسکتا ہے۔ اس سرکٹ کے ورکنگ وولٹیج کو کارفرما ڈی سی موٹر کی ضروریات کے مطابق ایڈجسٹ کیا جاسکتا ہے۔ یہ سرکٹ 5-18 وی ڈی سی سے کام کرسکتا ہے۔
سرکٹ کے اوپر یعنی پی ڈبلیو ایم کے ذریعہ ڈی سی موٹر اسپیڈ کنٹرول تکنیک ڈیوٹی سائیکل میں مختلف ہوتی ہے جو موڑ کی رفتار کو کنٹرول کرتی ہے۔ IC 555 حیرت انگیز موڈ فری چلانے والے ملٹی وائبریٹر میں منسلک ہے۔ سرکٹ میں ایک پوٹینومیٹر اور دو ڈائیڈس کا انتظام ہوتا ہے ، جو ڈیوٹی سائیکل کو تبدیل کرنے اور تعدد کو مستقل رکھنے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ جیسا کہ متغیر ریزٹر یا پوٹینومیٹر کی مزاحمت مختلف ہوتی ہے ، ایم او ایس ایف ای ٹی پر لاگو کی جانے والی دالوں کا ڈیوٹی سائیکل مختلف ہوتا ہے اور اسی کے مطابق موٹر پر ڈی سی پاور مختلف ہوتی ہے اور اس طرح اس کی رفتار بڑھتی ہے جیسے ڈیوٹی سائیکل بڑھ جاتا ہے۔
AC بجلی کو لوڈ کرنے کیلئے PWM کا استعمال کریں
جدید سیمیکمڈکٹر سوئچ جیسے MOSFETs یا انسولیٹڈ گیٹ بائپولر ٹرانجسٹر (IGBTs) کافی مثالی اجزاء ہیں۔ اس طرح اعلی کارکردگی کے کنٹرولرز بنائے جاسکتے ہیں۔ عام طور پر AC موٹروں کو کنٹرول کرنے کے لئے استعمال ہونے والے فریکوئینسی کنورٹرس میں کارکردگی ہوتی ہے جو 98٪ سے بہتر ہے۔ کم آؤٹ پٹ وولٹیج کی سطح کی وجہ سے سوئچنگ پاور سپلائی میں کم کارکردگی ہوتی ہے (اکثر مائکروپروسیسروں کے لئے 2 V سے بھی کم کی ضرورت ہوتی ہے) لیکن پھر بھی 70-80٪ سے زیادہ کارکردگی حاصل کی جاسکتی ہے۔
AC کے لئے اس طرح کا کنٹرول بجلی سے تاخیر سے چلنے والے فائرنگ کا زاویہ طریقہ ہے۔ یہ بہت ہی سستا ہے اور حقیقی PWM کنٹرول کے مقابلے میں بہت زیادہ برقی شور اور ہارمونکس پیدا کرتا ہے جو نہ ہونے کے برابر شور کو فروغ دیتا ہے۔
بہت سے ایپلی کیشنز میں ، جیسے صنعتی حرارتی ، لائٹنگ کنٹرول ، نرم اسٹارٹ انڈکشن موٹرز اور مداحوں اور پمپس کے لئے اسپیڈ کنٹرولرز کے لئے فکسڈ AC ماخذ سے متغیر AC وولٹیج کی ضرورت ہوتی ہے۔ ان ضروریات کے لئے ریگولیٹرز کے فیز اینگل کنٹرول کو وسیع پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے۔ یہ کچھ فوائد پیش کرتا ہے جیسے سادگی اور معاشی طور پر بڑی مقدار میں بجلی پر قابو پانے کی صلاحیت۔ تاہم ، تاخیر سے چلنے والے زاویہ لوڈ بوجھ میں تعل pق اور بہت زیادہ ہم آہنگی کا سبب بنتے ہیں اور جب فائرنگ کا زاویہ بڑھتا ہے تو AC کے اطراف میں طاقت کا پیچھے رہ جانے والا عنصر ہوتا ہے۔
ان مسائل کو PWM AC ہیلی کاپٹر استعمال کرکے بہتر کیا جاسکتا ہے۔ یہ پی ڈبلیو ایم اے ہیلی کاپٹر متعدد فوائد کی پیش کش کرتا ہے جیسے قریب اتحاد اتحاد عنصر کے ساتھ سینوسائڈیل ان پٹ کرنٹ۔ تاہم ، فلٹر کے سائز کو کم کرنے اور آؤٹ پٹ ریگولیٹر کے معیار کو بہتر بنانے کے ل the سوئچنگ فریکوینسی میں اضافہ کیا جانا چاہئے۔ اس سے زیادہ سوئچنگ کا نقصان ہوتا ہے۔ دوسرا مسئلہ فری ویلنگ سوئچ S2 کے ساتھ ٹرانسفر کرنے والے سوئچ S1 کے درمیان تبدیلی ہے۔ اگر موجودہ وقت میں دونوں سوئچوں کو ایک ہی وقت میں (شارٹ سرکٹ) آن کیا گیا ہو ، اور اگر دونوں سوئچ آف کردیئے گئے ہوں تو ولٹیج اسپائک کا سبب بنتا ہے۔ ان پریشانیوں سے بچنے کے لئے ، آر سی سنوبر کا استعمال کیا گیا۔ تاہم ، اس سے سرکٹ میں بجلی کے ضیاع میں اضافہ ہوتا ہے اور یہ مشکل ، مہنگا ، بڑا اور اعلی طاقت والے استعمال کے ل ine غیر موزوں ہے۔ زیرو کرنٹ وولٹیج سوئچنگ (زیڈ سی ایس۔ زیڈ ویس) کے ساتھ اے سی ہیلی کاپٹر تجویز کیا گیا ہے۔ اس کے آؤٹ پٹ وولٹیج ریگولیٹر کو پی ڈبلیو ایم سگنل کے ذریعہ کنٹرول سوئچنگ آف ٹائم میں مختلف ہونا ضروری ہے۔ اس طرح ، نرم سوئچنگ کو حاصل کرنے کے ل frequency فریکوینسی کنٹرول کا استعمال کرنا ضروری ہے اور عام کنٹرول سسٹم PWM تکنیک استعمال کرتے ہیں جو وقت پر سوئچنگ پیدا کرتے ہیں۔ اس تکنیک میں سگما ڈیلٹا ماڈیولیشن کے ساتھ سادہ کنٹرول جیسے فوائد ہیں اور موجودہ ان پٹ جاری ہے۔ مجوزہ سرکٹ کنفیگریشن اور پی ڈبلیو ایم کٹی ہوئی نمونوں کی خصوصیات ذیل میں پیش کی گئیں۔
