وولٹیج کا حساب لگانا ، ایک ہرن انڈکٹر میں موجودہ

اس پوسٹ میں ہم درست ہرن کنورٹر انڈکٹر ڈیزائن کرنے کے لئے درکار مختلف پیرامیٹرز کو سمجھنے کی کوشش کریں گے ، تاکہ مطلوبہ آؤٹ پٹ زیادہ سے زیادہ کارکردگی کو حاصل کرنے کے قابل ہو۔

ہماری پچھلی پوسٹ میں ہم نے سیکھا بکس کنورٹرس کی بنیادی باتیں اور پی ڈبلیو ایم کے وقفہ وقفہ سے ٹرانجسٹر کے اوقات وقت سے متعلق اہم پہلو کا ادراک کیا جو ہرن کنورٹر کے آؤٹ پٹ وولٹیج کا لازمی طور پر تعین کرتا ہے۔

اس پوسٹ میں ہم تھوڑا سا گہرا ہوجائیں گے اور ان پٹ وولٹیج ، ٹرانجسٹر کا سوئچنگ ٹائم ، آؤٹ پٹ وولٹیج اور بکس انڈکٹر کے موجودہ کے مابین تعلقات کا جائزہ لینے کی کوشش کریں گے ، اور اس بات کے بارے میں کہ بکس انڈکٹر کو ڈیزائن کرتے وقت ان کو کس طرح بہتر بنایا جائے۔

ہرن کنورٹر نردجیکرن

آئیے پہلے ہرن کنورٹر کے ساتھ شامل مختلف پیرامیٹرز کو سمجھیں:

چوٹی انڈکٹر موجودہ ، ( میں_pk ) = یہ حالیہ مقدار کی زیادہ سے زیادہ مقدار ہے جس کو انڈیکٹر سیر ہونے سے پہلے جمع کرسکتا ہے۔ یہاں 'سنترپت' کی اصطلاح کا مطلب ہے ایسی صورتحال جہاں ٹرانجسٹر سوئچنگ کا وقت اتنا لمبا ہوتا ہے کہ یہ انڈکٹکٹر اپنی زیادہ سے زیادہ یا چوٹی کی موجودہ ذخیرہ کرنے کی گنجائش عبور کرنے کے بعد بھی جاری رکھے ہوئے ہے۔ یہ ایک ناپسندیدہ صورتحال ہے اور اس سے اجتناب کرنا چاہئے۔

کم سے کم انڈکٹکٹر موجودہ ، ( میں_یا ) = یہ موجودہ حجم کی کم سے کم مقدار ہے جس سے انڈکٹکٹر تک پہنچنے کی اجازت ہوسکتی ہے جبکہ انڈکٹر اپنی ذخیرہ شدہ توانائی کو بیک ای ایم ایف کی شکل میں جاری کرکے فارغ ہو رہا ہے۔

مطلب ، جب اس عمل میں جب ٹرانجسٹر بند ہوجاتا ہے تو ، شروع کرنے والا اپنی ذخیرہ شدہ توانائی کو بوجھ پر چھوڑ دیتا ہے اور در حقیقت اس کا ذخیرہ شدہ موجودہ تیزی سے گر جاتا ہے صفر کی طرف ، تاہم صفر تک پہنچنے سے پہلے ہی ٹرانجسٹر دوبارہ سوئچ کرسکتا ہے ، اور یہ نقطہ جہاں ٹرانجسٹر ایک بار پھر سوئچ کر سکتے ہیں کم سے کم انڈکٹر موجودہ کے طور پر کہا جاتا ہے.

مذکورہ بالا حالت a کے لئے مستقل موڈ بھی کہی جاتی ہے ہرن کنورٹر ڈیزائن .

اگر انڈکٹر کرنٹ صفر پر گرنے سے پہلے ٹرانجسٹر واپس تبدیل نہیں ہوتا ہے ، تو اس صورتحال کو ڈس انٹونیوس موڈ کہا جاسکتا ہے ، جو ایک ہرن کنورٹر کو چلانے کا ایک ناپسندیدہ طریقہ ہے اور اس سے نظام کے غیر موثر کام کا سبب بن سکتا ہے۔

لہر موجودہ ، (=i =) میں_pk - میں_یا ) = جیسا کہ ملحقہ فارمولے سے دیکھا جاسکتا ہے ، لہر Δ میں ہرن انڈکٹر میں شامل چوٹی موجودہ اور کم سے کم موجودہ کے درمیان فرق ہے۔

ہرن کنورٹر کے آؤٹ پٹ پر ایک فلٹر کیپسیسیٹر عام طور پر اس لہروں کو موجودہ مستحکم کرتا ہے اور اسے نسبتا constant مستحکم بنانے میں مدد کرتا ہے۔

ڈیوٹی سائیکل ، (D =) ٹی_پر / ٹی) = ڈیوٹی سائیکل کا حساب کتاب وقتا فوقتا ٹرانجسٹر کے اوقات کو تقسیم کرکے کیا جاتا ہے۔

متواتر وقت ایک پی ڈبلیو ایم سائیکل کے مکمل ہونے میں پورا وقت ہوتا ہے ، یہ ٹرانجسٹر کو کھلایا جانے والے ایک پی ڈبلیو ایم کا آن وقت + بند وقت ہوتا ہے۔

ٹرانجسٹر کے وقت ( ٹی_پر = D / f) = PWM کے آن ٹائم یا ٹرانجسٹر کا 'سوئچ آن' ٹائم فریکوئینسی کے ذریعہ ڈیوٹی سائیکل کو تقسیم کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے۔

اوسط آؤٹ پٹ موجودہ یا بوجھ موجودہ ، ( میں_پرندہ = /i / 2 = i _بوجھ ) = یہ لہر موجودہ کو 2 سے تقسیم کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔ یہ قیمت چوٹی کے موجودہ کی اوسط اور کم سے کم موجودہ ہے جو ہرن کنورٹر آؤٹ پٹ کے بوجھ میں دستیاب ہوسکتی ہے۔

مثلث کی لہر irms کی RMS قیمت = √ میں_یا ^دو + ()i) ^دو / 12} = یہ اظہار ہمیں آر ایم ایس یا تمام یا کسی بھی مثلث کی لہر جزو کی بنیادی قیمت مربع قیمت فراہم کرتا ہے جو ہرن کنورٹر کے ساتھ وابستہ ہوسکتا ہے۔

ٹھیک ہے ، لہذا مذکورہ بالا مختلف قسم کے پیرامیٹرز اور تاثرات تھے جو بنیادی طور پر ہرن کنورٹر کے ساتھ شامل تھے جو ایک ہرن انڈکٹر کا حساب کتاب کرتے وقت استعمال ہوسکتے ہیں۔

اب آئیے سیکھیں کہ وولٹیج اور کرنٹ کس طرح ہرن انڈکٹکٹر سے متعلق ہوسکتے ہیں اور ان کا صحیح تعین کیسے کیا جاسکتا ہے ، ذیل میں بیان کردہ اعداد و شمار سے:

یہاں یاد رکھنا ہم فرض کر رہے ہیں کہ ٹرانجسٹر کی سوئچنگ کو مسلسل موڈ میں رہنا ہے ، یہی ہے کہ اس سے پہلے کہ انڈکٹر اپنے اسٹورڈ EMF کو مکمل طور پر خارج کردیں اور خالی ہوجائیں ، اس سے قبل ٹرانجسٹر ہمیشہ ہی سوئچ کرتا رہتا ہے۔

یہ اصل میں موزوں صلاحیت (موڑ کی تعداد) کے سلسلے میں ٹرانجسٹر یا پی ڈبلیو ایم ڈیوٹی سائیکل کے اوقات وقت کی مناسب طور پر جہت کرکے کیا جاتا ہے۔

V اور I تعلقات

ایک ہرن انڈکٹر میں وولٹیج اور موجودہ کے درمیان تعلقات کو اس طرح قرار دیا جاسکتا ہے:

V = L di / dt

یا

i = 1 / L 0ʃtVdt + i_یا

مذکورہ فارمولہ ہرن آؤٹ پٹ موجودہ کا حساب لگانے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے اور جب یہ PWM تیزی سے بڑھتی اور گرتی ہوئی لہر کی صورت میں ہوتا ہے یا یہ مثلث کی ایک لہر ہوسکتا ہے تو یہ اچھی طرح سے برقرار رہتا ہے۔

تاہم اگر پی ڈبلیو ایم آئتاکار لہر شکل یا دالوں کی شکل میں ہے تو ، مندرجہ بالا فارمولہ اس طرح لکھا جاسکتا ہے:

i = (Vt / L) + i_یا

یہاں Vt سمیٹ کے اس پار جاری وولٹیج ہے جس میں اس وقت تک برقرار رہتا ہے (مائیکرو سیکنڈ میں)

یہ فارمولا اہم بن جاتا ہے جبکہ ہرن انڈکٹر کے لuct انڈکٹینس کی قیمت ایل کا حساب لگاتے ہوئے۔

مذکورہ بالا اظہار سے پتہ چلتا ہے کہ ہرن انڈکٹر کی موجودہ پیداوار ایک لکیری ریمپ ، یا وسیع مثلث لہروں کی شکل میں ہے ، جب پی ڈبلیو ایم مثلث لہروں کی شکل میں ہے۔

اب ہم دیکھتے ہیں کہ کوئی ہرن انڈکٹر کے اندر چوٹی کا موجودہ تعین کیسے کرسکتا ہے ، اس کا فارمولا یہ ہے:

ipk = (Vin - Vtrans - Vout) ٹن / L + i_یا

مذکورہ بالا اظہار ہمیں چوٹی کا موجودہ مہی providesا کرتا ہے جبکہ ٹرانجسٹر کو تبدیل کیا جاتا ہے اور جیسا کہ انڈکٹر کے اندر موجودہ خط وحدت بڑھ جاتا ہے (اس کی سنترپتی حد میں *)

چوٹی کا کرنٹ لگ رہا ہے

لہذا مذکورہ بالا اظہار کو ہرن انڈکٹر کے اندر چوٹی موجودہ تعمیر کو حساب کتاب کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے جبکہ ٹرانجسٹر سوئچ آن مرحلے میں ہے۔

اگر اظہار Io کو LHS میں منتقل کیا جاتا ہے تو ہمیں ملتا ہے:

میں_pk- میں_یا= (شراب - ویٹرنز - ووٹ) ٹن / ایل

یہاں ویٹرنز سے مراد ٹرانجسٹر کے جمعاکار / ایمیٹر کے وولٹیج ڈراپ سے ہوتا ہے

یاد رکھنا کہ لہر کا کرنٹ بھی =i = ipk - io کی طرف سے دیا جاتا ہے ، لہذا اس کو اس فہرست کو مندرجہ بالا فارمولا میں لے کر ہم حاصل کرتے ہیں۔

=i = (Vin - Vtrans - Vout) Ton / L ------------------------------------- Eq # 1
اب آئیے ٹرانجسٹر کی سوئچ آف آف مدت کے دوران انڈکٹر کے اندر موجودہ حصول کے لئے اظہار خیال کرتے ہیں ، اس کا تعین مندرجہ ذیل مساوات کی مدد سے کیا جاسکتا ہے:

میں_یا= میں_pk- (ووٹ - وی ڈی) ٹف / ایل

ایک بار پھر ، ipk - io by Δi کو تبدیل کرکے مندرجہ بالا اظہار میں:

=i = (ووٹ - وی ڈی) ٹف / ایل ------------------------------------- Eq # 2

Eq # 1 اور Eq # 2 ریپل کی موجودہ اقدار کا تعین کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے جبکہ ٹرانجسٹر انڈکٹکٹر کو موجودہ سپلائی کررہا ہے ، یہ اس وقت کے دوران ہے ..... اور جب انڈکٹکٹر اسٹورڈ کرنٹ کو بوجھ کے ذریعہ سوار کررہا ہے ٹرانجسٹر سوئچ آف ادوار کے دوران۔

مذکورہ بالا گفتگو میں ہم نے ہرن انڈکٹر میں موجودہ (AMP) عنصر کا تعین کرنے کے لئے مساوات کامیابی کے ساتھ حاصل کی۔

وولٹیج کا تعین کرنا

اب آئیے ایک ایسی تاثر تلاش کرنے کی کوشش کریں جس سے ہمیں ہرن انڈکٹر میں وولٹیج عنصر کا تعین کرنے میں مدد مل سکے۔

چونکہ Ei Eq # 1 اور Eq # 2 دونوں میں عام ہے ، لہذا ہم شرائط کو ایک دوسرے کے ساتھ حاصل کرنے کے لئے برابر کرسکتے ہیں:

(شراب - ویٹرنز - ووٹ) ٹن / ایل = (ووٹ - وی ڈی) ٹف / ایل

ونٹن - ویٹرنز - ووٹ = ووٹ ٹف - وی ڈی ٹاف

ونٹن - ویٹرنز - ووٹ ٹن = ووٹ ٹف - وی ڈی ٹاف


VoutTon + VoutToff = VDToff + VinTon - VtransTon


ووٹ = (VDToff + VinTon - VtransTon) / T

مذکورہ بالا اظہار میں ڈیوٹی سائیکل D کے ذریعہ ٹن / T کے تاثرات کو تبدیل کرنا ، ہمیں ملتا ہے

ووٹ = (ون - وٹرنز) D + VD (1 - D)

مذکورہ مساوات پر مزید کارروائی کرتے ہوئے ہمیں ملتا ہے:

ووٹ + وی ڈی = (ون - وٹرنز + وی ڈی) ڈی
یا

D = Vout - VD / (Vin - Vtrans - VD)

یہاں وی ڈی سے مراد ڈایڈڈ کے پار وولٹیج ڈراپ ہوتا ہے۔

مرحلہ وار وولٹیج کا حساب لگانا

اگر ہم ٹرانجسٹر اور ڈایڈڈ کے اس پار وولٹیج کے قطروں کو نظرانداز کریں (چونکہ یہ ان پٹ وولٹیج کے مقابلے میں انتہائی معمولی ہوسکتے ہیں) ، تو ہم مندرجہ بالا اظہار کو تراش سکتے ہیں۔

ووٹ = ڈی وین

مندرجہ بالا حتمی مساوات سٹیپ ڈاون وولٹیج کا حساب لگانے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے جس کا ارادہ بکس کنورٹر سرکٹ ڈیزائن کرتے وقت کسی خاص انڈکٹر سے کیا جاسکتا ہے۔

مذکورہ بالا مساوات وہی ہے جو ہمارے پچھلے مضمون کی حل شدہ مثال میں گفتگو کی گئی ہے ' ہرن کنورٹرس کس طرح کام کرتے ہیں .

اگلے مضمون میں ہم ایک ہرن انڈکٹر میں موڑ کی تعداد کا اندازہ لگانے کا طریقہ سیکھیں گے .... براہ کرم ہم آہنگ رہیں۔