ہر روز بجلی اور الیکٹرانک ڈیوائس جسے ہم اپنی روز مرہ کی زندگی میں استعمال کرتے ہیں اس کے لئے بجلی کی فراہمی کی ضرورت ہوگی۔ عام طور پر ، ہم 230V 50Hz کی AC فراہمی کا استعمال کرتے ہیں ، لیکن اس طاقت کو مختلف اقسام کے آلات کو بجلی کی فراہمی کے ل for مطلوبہ اقدار یا وولٹیج کی حد کے ساتھ مطلوبہ شکل میں تبدیل کرنا پڑتا ہے۔ یہاں مختلف قسم کے پاور الیکٹرانک کنورٹرس جیسے قدم نیچے کنورٹر ، سٹیپ اپ کنورٹر ، وولٹیج اسٹیبلائزر ، AC سے DC کنورٹر ، DC سے DC کنورٹر ، DC سے AC کنورٹر وغیرہ شامل ہیں۔ مثال کے طور پر ، ان مائکروکانٹرولرز پر غور کریں جو بہت سے لوگوں کی نشوونما کے لئے کثرت سے استعمال ہوتے ہیں سرایت شدہ نظاموں پر مبنی پروجیکٹس اور کٹ ریئل ٹائم ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتی ہیں۔ ان مائکروکانٹرولرز کو 5V ڈی سی کی فراہمی کی ضرورت ہوتی ہے ، لہذا AC 230V کو ان کی بجلی کی فراہمی کے سرکٹ میں سٹیپ ڈاؤن کنورٹر کا استعمال کرتے ہوئے 5V DC میں تبدیل کرنے کی ضرورت ہے۔
بجلی کی فراہمی سرکٹ
کنورٹر سرکٹ نیچے اتاریں
بجلی کی فراہمی کا سرکٹ ، نام ہی اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ یہ سرکٹ دوسرے برقی اور الیکٹرانک سرکٹس یا آلات کو بجلی کی فراہمی کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ مختلف ہیں بجلی کی فراہمی کی اقسام بجلی کی بنیاد پر سرکٹس جو وہ آلات فراہم کرنے کے لئے استعمال ہوتی ہیں۔ مثال کے طور پر ، مائکرو کنٹرولر پر مبنی سرکٹس ، عام طور پر 5V ڈی سی ریگولیٹڈ پاور سپلائی سرکٹس استعمال کیے جاتے ہیں ، جو دستیاب 230V AC پاور کو 5V ڈی سی پاور میں تبدیل کرنے کے لئے مختلف تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے ڈیزائن کیا جاسکتا ہے۔ عام طور پر ان پٹ وولٹیج سے کم آؤٹ پٹ وولٹیج والے کنورٹرس کو سٹیپ ڈاؤن کنورٹر کہا جاتا ہے۔
230V AC کو 5V DC میں تبدیل کرنے کے 4 اقدامات
1. وولٹیج کی سطح نیچے
ہائی ولٹیج کو کم وولٹیج میں تبدیل کرنے کے لئے اسٹیپ ڈاون کنورٹرز استعمال کیے جاتے ہیں۔ ان پٹ وولٹیج سے کم آؤٹ پٹ وولٹیج والے کنورٹر کو سٹیپ ڈاؤن کنورٹر کہا جاتا ہے ، اور ان پٹ وولٹیج سے زیادہ آؤٹ پٹ وولٹیج والے کنورٹر کو سٹیپ اپ کنورٹر کہا جاتا ہے۔ یہاں سٹیپ اپ اور مرحلہ وار ٹرانسفارمر ہیں جو وولٹیج کی سطح کو اوپر بڑھانے یا نیچے اتارنے کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔ 230V AC کو اسٹیپ ڈاون ٹرانسفارمر کا استعمال کرتے ہوئے 12V AC میں تبدیل کیا گیا ہے۔ سٹیپ ڈاون ٹرانسفارمر کا 12V آؤٹ پٹ ایک RMS ویلیو ہے اور اس کی چوٹی کی قیمت RMS ویلیو کے ساتھ دو کے مربع جڑ کی مصنوعات کی طرف سے دی گئی ہے ، جو تقریبا 17V ہے۔
مرحلہ سے نیچے ٹرانسفارمر
اسٹیپ ڈاون ٹرانسفارمر دو ونڈینگ پر مشتمل ہوتا ہے ، یعنی پرائمری اور سیکنڈری ونڈنگ جہاں پرائمری کو کم موج تار کے ساتھ زیادہ موڑ کے ساتھ ڈیزائن کیا جاسکتا ہے کیونکہ یہ کم موجودہ ہائی وولٹیج پاور لے جانے کے ل is استعمال ہوتا ہے ، اور سیکنڈری سمیٹ کا استعمال کرتے ہوئے اعلی گیج تار کم تعداد میں موڑ کے ساتھ ہے کیونکہ یہ اعلی موجودہ کم وولٹیج بجلی لے جانے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ ٹرانسفارمرز فراڈے کے برقی مقناطیسی انڈکشن کے قوانین کے اصول پر کام کرتے ہیں۔
2. AC کو DC میں تبدیل کریں
230V AC پاور کو 12V AC (12V RMS ویلیو میں تبدیل کیا جاتا ہے جس میں چوٹی کی قیمت 17V کے آس پاس ہوتی ہے) ، لیکن اس مقصد کے لئے مطلوبہ طاقت 5V DC ہے ، 17V AC پاور کو بنیادی طور پر ڈی سی پاور میں تبدیل کرنا ضروری ہے پھر اسے نیچے رکھا جاسکتا ہے۔ 5V ڈی سی۔ لیکن سب سے پہلے اور ، ہمیں AC کو DC میں تبدیل کرنے کا طریقہ جاننا چاہئے۔ AC پاور کو کسی ایک کا استعمال کرکے ڈی سی میں تبدیل کیا جاسکتا ہے الیکٹرانک کنورٹر ریکٹفایر کے نام سے پکارا جاتا ہے۔ مختلف قسم کے ریکٹفایرس ہیں ، جیسے آدھی لہر ریکٹفائیر ، فل ویو ریکٹیفائر اور پُل ریکٹیفیر۔ آدھے اور فل ویو ریکٹیفیر سے زیادہ پُل ریکٹفایر کے فوائد کی وجہ سے ، پُل ریکٹفایر اکثر AC کو DC میں تبدیل کرنے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔
برج ریکٹیفائر
برج ریکٹفایر چار ڈایڈڈ پر مشتمل ہے جو ایک پل کی شکل میں جڑے ہوئے ہیں۔ ہم جانتے ہیں کہ ڈایڈڈ ایک غیر قابو شدہ اصلاحی ہے جو صرف آگے کی جانبداری کرے گا اور الٹا تعصب کے دوران نہیں کرے گا۔ اگر ڈایڈڈ انوڈ وولٹیج کیتھوڈ وولٹیج سے زیادہ ہے تو کہا جاتا ہے کہ ڈایڈڈ فارورڈ تعصب میں ہے۔ مثبت آدھے چکر کے دوران ، ڈایڈس D2 اور D4 کرے گا اور منفی نصف سائیکل کے دوران Diodes D1 اور D3 کرے گا۔ لہذا ، اے سی کو یہاں ڈی سی میں تبدیل کیا جاتا ہے حاصل شدہ خالص ڈی سی نہیں ہوتا ہے کیوں کہ یہ دالوں پر مشتمل ہوتا ہے۔ لہذا ، اس کو پلسیٹنگ ڈی سی پاور کہا جاتا ہے۔ لیکن ڈایڈس کے پار وولٹیج ڈراپ (2 * 0.7V) 1.4V ہے لہذا ، اس ریفائفیر سرکٹ کی پیداوار میں چوٹی کا وولٹیج تقریبا 15V (17-1.4) ہے۔
3. فلٹر کا استعمال کرتے ہوئے لہروں کو ہموار کرنا
15V DC کو اسٹیپ ڈاؤن کنورٹر کا استعمال کرتے ہوئے 5V DC میں باقاعدہ بنایا جاسکتا ہے ، لیکن اس سے پہلے ، خالص DC طاقت حاصل کرنے کی ضرورت ہے۔ ڈایڈ برج کا آؤٹ پٹ ایک ڈی سی ہے جس میں لہروں پر مشتمل ہوتا ہے جسے پلسٹنگ ڈی سی بھی کہا جاتا ہے۔ اس پلسٹنگ ڈی سی کو انڈیکٹر فلٹر یا کیپسیٹر فلٹر یا ریزٹر-کپیسیٹر-جوڑ مل فلٹر کا استعمال کرتے ہوئے فلٹر کیا جاسکتا ہے۔ ایک کیپسیٹر فلٹر پر غور کریں جو زیادہ تر معاملات میں ہموار کرنے کے لئے اکثر استعمال ہوتا ہے۔
فلٹر کریں
ہم جانتے ہیں کہ ایک سندارتر توانائی ذخیرہ کرنے کا عنصر ہے۔ سرکٹ میں ، کپیسیٹر توانائی کو اسٹور کرتا ہے جبکہ ان پٹ صفر سے چوٹی کی قیمت تک بڑھتا ہے اور ، جبکہ سپلائی وولٹیج چوٹی کی قیمت سے صفر تک کم ہوجاتی ہے ، جبکہ سندارتر خارج ہونے لگتا ہے۔ کیپسیٹر کا یہ معاوضہ اور خارج ہونے سے پلسٹنگ ڈی سی کو خالص ڈی سی بنادے گا ، جیسا کہ اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے۔
4. وولٹیج ریگولیٹر کا استعمال کرتے ہوئے 12V ڈی سی کو 5V ڈی سی میں باقاعدہ بنانا
15V DC وولٹیج کے طور پر کہا جاتا ہے DC مرحلے سے نیچے کنورٹر کا استعمال کرتے ہوئے 5V DC وولٹیج پر نیچے جا سکتا ہے وولٹیج ریگولیٹر IC7805۔ آئی سی 7805 وولٹیج ریگولیٹر کے پہلے دو ہندسے ‘78’ مثبت سیریز وولٹیج ریگولیٹرز کی نمائندگی کرتے ہیں اور آخری دو ہندسے ‘05’ وولٹیج ریگولیٹر کے آؤٹ پٹ وولٹیج کی نمائندگی کرتے ہیں۔
IC7805 وولٹیج ریگولیٹر اندرونی بلاک ڈایاگرام
آئی سی 7805 وولٹیج ریگولیٹر کا بلاک ڈایاگرام اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے جو آپریٹنگ یمپلیفائر پر مشتمل ہے جس میں خرابی یمپلیفائر کام کیا گیا ہے ، زینر ڈایڈٹ وولٹیج حوالہ فراہم کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے ، جیسا کہ اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے۔
زینر ڈایڈڈ بطور وولٹیج حوالہ
ٹرانجسٹر حرارت ایس او اے تحفظ (سیف آپریٹنگ ایریا) اور اضافی توانائی کو ضائع کرنے کے لئے استعمال ہونے والے ایک سیریز پاس عنصر کے طور پر حرارت کے سنک تھرمل تحفظ کے لئے استعمال ہوتے ہیں ضرورت سے زیادہ فراہمی وولٹیج کی صورت میں۔ عام طور پر ، ایک IC7805 ریگولیٹر 7.2V سے 35V تک وولٹیج کا مقابلہ کرسکتا ہے اور 7.2V وولٹیج کی زیادہ سے زیادہ کارکردگی دیتا ہے اور اگر وولٹیج 7.2V سے زیادہ ہے تو پھر گرمی کی صورت میں توانائی کا نقصان ہوتا ہے۔ ریگولیٹر کو زیادہ گرمی سے بچانے کے لئے ، حرارت کے سنک کا استعمال کرتے ہوئے تھرمل تحفظ فراہم کیا جاتا ہے۔ اس طرح ، 230V AC طاقت سے 5V DC حاصل کیا جاتا ہے۔
ہم 230V AC کو ٹرانسفارمر کا استعمال کیے بغیر 5V DC میں براہ راست تبدیل کرسکتے ہیں ، لیکن ہمیں اعلی درجہ بندی والے ڈائیڈس اور دیگر اجزاء کی ضرورت پڑسکتی ہے جو کم کارکردگی دیتے ہیں۔ اگر ہمارے پاس 230V DC بجلی کی فراہمی ہے تو ہم 230V DC کو DC-DC بکس کنورٹر کا استعمال کرکے 5V DC میں تبدیل کرسکتے ہیں۔
230v سے 5v DC-DC بک کنورٹر:
آئیے ڈی سی-ڈی سی ہرن کنورٹر کا استعمال کرتے ہوئے ڈی سی ریگولیٹڈ پاور سپلائی سرکٹ سے شروع کریں۔ اگر ہمارے پاس 230V DC بجلی کی فراہمی ہے تو ، پھر ہم 230V DC کو 5V DC بجلی کی فراہمی میں تبدیل کرنے کے لئے DC-DC buck کنورٹر استعمال کرسکتے ہیں۔ DC-DC ہرن کنورٹر میں کپیسیٹر ، موسفٹ ، PWM کنٹرول ، ڈایڈس اور انڈکٹرز۔ ڈی سی-ڈی سی بکس کنورٹر کی بنیادی ٹوپولاجی ذیل کے اعداد و شمار میں دکھائی گئی ہے۔
ڈی سی سے ڈی سی بک کنورٹر
انڈکٹکٹر میں وولٹیج کی کمی اور ڈیوائس کے ذریعے بہتے ہوئے الیکٹرک کرنٹ میں تبدیلیاں ایک دوسرے کے متناسب ہیں۔ لہذا ، ہرن کنورٹر ایک انڈکٹکٹر میں ذخیرہ شدہ توانائی کے اصول پر کام کرتا ہے۔ پاور سیمیکمڈکٹر MOSFET یا IGBT کو سوئچنگ عنصر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے کو دو مختلف ریاستوں کے مابین بکس کنورٹر سرکٹ کو بند کرنے یا کھولنے اور بند کرکے یا سوئچنگ عنصر کے ذریعہ تبدیل کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔ اگر سوئچ حالت میں ہے تو ، پھر تیزی سے موجودہ کرنٹ کی وجہ سے انڈکٹکٹر میں ایک صلاحیت پیدا ہوجاتی ہے جو سپلائی وولٹیج کی مخالفت کرے گی ، جس کے نتیجے میں آؤٹ پٹ وولٹیج میں کمی واقع ہوجاتی ہے۔ چونکہ ڈایڈ ریورس متعصب ہے ، کوئی ڈایڈڈ ڈایڈڈ کے ذریعے نہیں بہے گا۔
اگر سوئچ کھلا ہوا ہے ، تو پھر انڈکٹکٹر کے ذریعہ کرنٹ اچانک اچھال پڑتا ہے اور ڈایڈڈ کی ترسیل شروع ہوجاتی ہے ، اس طرح انڈکٹر کرنٹ کو واپسی کا راستہ فراہم کیا جاتا ہے۔ حوصلہ افزائی کرنے والے انڈکٹیکٹر کے اس پار وولٹیج کا ڈراپ پلٹ جاتا ہے ، جسے اس سوئچنگ سائیکل کے دوران آؤٹ پٹ پاور کا بنیادی ذریعہ سمجھا جاسکتا ہے اور اس کی وجہ موجودہ بہاؤ میں اس تیزی سے تبدیلی کی وجہ سے ہے۔ انڈکٹکٹر کی ذخیرہ شدہ توانائی مستقل طور پر بوجھ پر پہنچا دی جاتی ہے اور اس طرح انڈکٹر کرنٹ اس وقت تک گرنا شروع ہوجائے گا جب تک موجودہ موجودہ قیمت یا اگلی ریاست پر نہ آجائے۔ بوجھ تک توانائی کی فراہمی کا تسلسل انڈکٹیکٹر کرنٹ میں اس وقت تک کمی کا باعث بنتا ہے جب تک کہ موجودہ اپنی سابقہ قیمت پر نہ آجائے۔ اس رجحان کو آؤٹ پٹ ریپل کہا جاتا ہے جسے آؤٹ پٹ کے متوازی طور پر اسموگٹنگ کاپاکیٹر کا استعمال کرتے ہوئے قابل قبول قیمت تک کم کیا جاسکتا ہے۔ اس طرح ، DC-DC کنورٹر مرحلہ سے نیچے کنورٹر کے طور پر کام کرتا ہے.
PWM Cotrol کا استعمال کرتے ہوئے DC سے DC مرحلہ وار کنورٹر
اعداد و شمار میں ہائی فریکوینسی سوئچنگ کے لئے پی ڈبلیو ایم آسکیلیٹر کا استعمال کرتے ہوئے ڈی سی ٹو ڈی سی اسٹیپ ڈاون کنورٹر کنٹرول شدہ کام کا اصول دکھاتا ہے اور ایک آراء ایک خرابی یمپلیفائر کے ساتھ جڑا ہوا ہے۔
تمام سرایت شدہ سسٹم پر مبنی الیکٹرانکس کے منصوبے ایک مقررہ یا ایڈجسٹ وولٹیج ریگولیٹر کی ضرورت ہوتی ہے جو بجلی اور الیکٹرانک سرکٹس یا کٹس کو مطلوبہ رسد فراہم کرنے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ بہت سارے جدید خود کار طریقے سے وولٹیج ریگولیٹرز درخواست کے معیار پر مبنی آؤٹ پٹ وولٹیج کو خود بخود ایڈجسٹ کرنے کے اہل ہیں۔ بجلی کی فراہمی سرکٹ اور قدم نیچے کنورٹر کے سلسلے میں مزید تکنیکی مدد کے لئے ، براہ کرم نیچے دیئے گئے کمنٹ سیکشن میں اپنے سوالات کو تبصرہ کے طور پر پوسٹ کریں۔
