MOSFET کے ساتھ موٹر اسپیڈ کنٹرول

کی بہت سی ایپلی کیشنز ہیں۔ MOSFET صنعتی شعبے سے لے کر گھریلو آلات جیسے موٹر اسپیڈ کنٹرول، لائٹ ڈمنگ، ایمپلیفائنگ اور الیکٹرانک آلات کے اندر الیکٹرانک سگنلز کو تبدیل کرنا، بطور انورٹر، ہائی فریکوئنسی ایمپلیفائر، اور بہت کچھ۔ عام طور پر، یہ مختلف الیکٹرانک پراجیکٹس کی ضروریات سے ملنے کے لیے مختلف سائز میں دستیاب ہوتے ہیں۔ جب بھی ہمیں چھوٹے سگنل کے ساتھ بڑے وولٹیجز اور کرنٹ کو کنٹرول کرنے کی ضرورت ہوتی ہے تو MOSFETs کا استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ مضمون MOSFET ایپلی کیشنز میں سے ایک کے بارے میں مختصر معلومات فراہم کرتا ہے جیسے کہ ڈیزائن کیسے کریں a MOSFET کے ساتھ موٹر اسپیڈ کنٹرول .

MOSFET کے ساتھ موٹر اسپیڈ کنٹرول

جدید معاشرے میں، برقی موٹروں کی رفتار پر قابو ہر جگہ ہے کیونکہ یہ مختلف مشینوں کے لیے اہم ہے۔ مطلوبہ فنکشن اور برقی موٹروں کی کارکردگی وسیع ہے۔ جب ہم موٹر کے اسپیڈ کنٹرول والے حصے پر فوکس کرتے ہیں تو سٹیپر اور سروو موٹرز کا سپیڈ کنٹرول پلس ٹرین کے ذریعے کیا جا سکتا ہے جبکہ برش لیس ڈی سی اور انڈکشن موٹر سپیڈ کنٹرول ڈی سی وولٹیج یا ایکسٹرنل ریزسٹر سے کیا جا سکتا ہے۔ اس وقت بہت سی صنعتوں میں بجلی کی موٹریں ایک ناگزیر طاقت کے منبع کے طور پر استعمال ہوتی ہیں۔ لیکن، موٹر اسپیڈ کنٹرول ضروری ہے کیونکہ یہ مشین کے آپریشن، کوالٹی اور کام کے نتیجے کو براہ راست متاثر کرتا ہے۔

اس کا بنیادی مقصد ایک سرکٹ ڈیزائن کرنا ہے۔ ڈی سی موٹر کی رفتار کو کنٹرول کرنا MOSFET کے ساتھ۔ MOSFET ٹرانزسٹر کی ایک قسم ہے، جو سرکٹس کے اندر وولٹیج کو بڑھانے یا تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ اس سرکٹ میں استعمال ہونے والی MOSFET کی قسم انہانسمنٹ موڈ MOSFET ہے جو صرف انہینسمنٹ موڈ میں کام کرتا ہے اس کا مطلب ہے کہ جب بھی گیٹ ٹرمینل کو کوئی وولٹیج فراہم نہیں کیا جائے گا تو یہ ٹرانزسٹر بند ہو جائے گا اور جب بھی وولٹیج فراہم کیا جائے گا تو اسے آن کر دیا جائے گا۔ لہذا ٹرانزسٹر کو ڈی سی موٹر کو کنٹرول کرنے کے لیے سوئچ کی طرح استعمال کرنے کے لیے مثالی بناتا ہے۔

DC موٹر مختلف ایپلی کیشنز جیسے روبوٹ، آلات، کھلونے وغیرہ میں استعمال ہوتی ہے۔ لہذا بہت سے DC موٹر ایپلی کیشنز میں، موٹر کی رفتار اور سمت کا کنٹرول ضروری ہے۔ یہاں ہم یہ بتانے جا رہے ہیں کہ MOSFET کے ساتھ ایک سادہ ڈی سی موٹر کنٹرولر کیسے ڈیزائن کیا جائے۔

مطلوبہ اجزاء:

اس DC موٹر کنٹرولر کو بنانے کے لیے مطلوبہ اجزاء میں 12V بیٹری، 100K پوٹینومیٹر , IRF540N E-MOSFET، ایک DC موٹر، ​​اور ایک سوئچ۔

رابطے:

اس ڈی سی موٹر سپیڈ کنٹرول کے کنکشن کے ساتھ IRF540N EMOSFET کی پیروی کریں

IRF540 E-MOSFET گیٹ ٹرمینل potentiometer سے منسلک ہے، سورس ٹرمینل موٹر کے مثبت تار سے منسلک ہے، اور MOSFET کا ڈرین ٹرمینل ایک سوئچ کے ذریعے بیٹری کے مثبت ٹرمینل سے منسلک ہے۔

موٹر منفی تار بیٹری کے منفی ٹرمینل سے منسلک ہے۔

پوٹینشیومیٹر آؤٹ پٹ ٹرمینل MOSFET کے گیٹ ٹرمینل سے جڑا ہوا ہے، GND موٹر کے منفی تار کے ذریعے بیٹری کے منفی ٹرمینل سے منسلک ہے، اور VCC پن MOSFET کے ڈرین ٹرمینل کے ذریعے بیٹری کے مثبت ٹرمینل سے منسلک ہے۔ اور سوئچ.

کام کرنا

ایک بار جب سوئچ 'S' بند ہو جاتا ہے تو MOSFET گیٹ ٹرمینل پر وولٹیج کی سپلائی ڈرین (D) ٹرمینل سے سورس (S) کو کرنٹ سپلائی کا سبب بنتی ہے۔ اس کے بعد ڈی سی موٹر میں کرنٹ بہنا شروع ہو جاتا ہے اور موٹر موڑنا شروع کر دیتی ہے۔ DC موٹر کو فراہم کردہ کرنٹ کی مقدار کو صرف پوٹینشیومیٹر کو ایڈجسٹ کرکے ریگولیٹ کیا جاسکتا ہے، اس کے بعد یہ MOSFET کے گیٹ ٹرمینل پر لاگو وولٹیج کو تبدیل کرتا ہے۔ لہذا ہم MOSFET میں گیٹ ٹرمینل پر وولٹیج کو کنٹرول کرکے ڈی سی موٹر کی رفتار کو کنٹرول کرسکتے ہیں۔ DC موٹر کی رفتار کو بڑھانے کے لیے، ہمیں MOSFET کے گیٹ ٹرمینل پر لگائی گئی وولٹیج کو بڑھانا ہوگا۔

یہاں، IRF540N MOSFET پر مبنی DC موٹر کنٹرولر سرکٹ کی رفتار کو کنٹرول کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا۔ موٹر . یہ سرکٹ ایک MOSFET اور ایک پوٹینشیومیٹر کا استعمال کرکے ڈیزائن کرنا بہت آسان ہے۔ ہم صرف MOSFET کے گیٹ ٹرمینل پر لاگو وولٹیج کو کنٹرول کر کے موٹر کی رفتار کو کنٹرول کر سکتے ہیں۔

موٹر سپیڈ کنٹرول کے لیے MOSFETs کے فوائد:

ٹرانزسٹرز موٹر اسپیڈ کنٹرول سرکٹس میں بنیادی کردار ادا کرتے ہیں، اور MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-effect Transistors) اکثر دوسرے قسم کے ٹرانزسٹروں جیسے BJTs (بائپولر جنکشن ٹرانزسٹرز) اور IGBTs (مختلف وجوہات کے لیے انسولیٹڈ گیٹ بائپولر ٹرانزسٹرز) پر ترجیح دیتے ہیں۔ . اس آرٹیکل میں، ہم دوسرے ٹرانجسٹروں پر موٹر سپیڈ کنٹرول کے لیے MOSFETs کے استعمال کے فوائد اور ایپلی کیشنز کا جائزہ لیں گے۔

• اعلی کارکردگی :
  • MOSFETs بہت کم آن مزاحمت (RDS(on)) کی نمائش کرتے ہیں، جس کی وجہ سے کم سے کم بجلی کی کھپت اور موٹر کنٹرول سرکٹس میں اعلی کارکردگی ہوتی ہے۔
  • اس اعلی کارکردگی کا مطلب ہے کہ کم گرمی پیدا ہوتی ہے، جس سے وسیع کولنگ سسٹم کی ضرورت کم ہوتی ہے، MOSFETs کو ہائی پاور ایپلی کیشنز کے لیے موزوں بناتا ہے۔
• تیز رفتار سوئچنگ :
  • MOSFETs کی سوئچنگ کی رفتار بہت تیز ہوتی ہے، عام طور پر نینو سیکنڈ رینج میں۔
  • یہ فوری ردعمل موٹر کی رفتار اور سمت کے عین مطابق کنٹرول کی اجازت دیتا ہے، جس سے وہ ان ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہو جاتا ہے جہاں تیز رفتار تبدیلیوں کی ضرورت ہوتی ہے۔
• لو گیٹ ڈرائیو پاور :
  • MOSFETs کو اپنی آن اور آف ریاستوں کے درمیان سوئچ کرنے کے لیے کم سے کم گیٹ ڈرائیو پاور کی ضرورت ہوتی ہے۔
  • یہ خصوصیت ٹرانزسٹر کو کنٹرول کرنے کے لیے درکار طاقت کو کم کرتی ہے، جس کے نتیجے میں توانائی کے موثر موٹر کنٹرول سسٹم ہوتے ہیں۔
• کسی گیٹ کرنٹ کی ضرورت نہیں ہے۔ :
  • BJTs کے برعکس، MOSFETs کو اپنی حالت میں رہنے کے لیے مسلسل گیٹ کرنٹ کی ضرورت نہیں ہوتی، جو کنٹرول سرکٹ کی بجلی کی کھپت کو کم کرتا ہے۔
  • یہ خاص طور پر بیٹری سے چلنے والی ایپلی کیشنز میں فائدہ مند ہے جہاں توانائی کی کارکردگی اہم ہے۔
• درجہ حرارت کی رواداری :
  • MOSFETs درجہ حرارت کی ایک وسیع رینج پر کام کر سکتے ہیں، انہیں انتہائی سرد اور گرم دونوں ماحول کے لیے موزوں بناتے ہیں۔
  • یہ خصوصیت آٹوموٹو سسٹمز اور صنعتی مشینری جیسی ایپلی کیشنز میں قابل قدر ہے۔
• EMI میں کمی :
  • MOSFETs BJTs اور IGBTs کے مقابلے میں کم برقی مقناطیسی مداخلت (EMI) پیدا کرتے ہیں۔
  • یہ ایپلی کیشنز میں بہت اہم ہے جہاں EMI قریبی الیکٹرانک آلات یا سسٹمز میں مداخلت کر سکتی ہے۔

MOSFETs کے ساتھ موٹر سپیڈ کنٹرول کی درخواستیں:

• الیکٹرک گاڑیاں (EVs) اور ہائبرڈ گاڑیاں :
  • MOSFETs عام طور پر الیکٹرک اور ہائبرڈ گاڑیوں کے موٹر کنٹرول سسٹم میں استعمال ہوتے ہیں۔
  • وہ برقی موٹروں پر موثر اور درست کنٹرول پیش کرتے ہیں، جس سے گاڑی کی کارکردگی اور رینج بہتر ہوتی ہے۔
• صنعتی آٹومیشن :
  • صنعتوں میں، MOSFET پر مبنی موٹر سپیڈ کنٹرول کنویئر بیلٹس، روبوٹک ہتھیاروں اور دیگر خودکار نظاموں کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
  • MOSFETs کی تیزی سے سوئچنگ کی رفتار مینوفیکچرنگ کے عمل میں درست اور ذمہ دار کنٹرول کو یقینی بناتی ہے۔
• گھر کے سامان :
  • MOSFETs گھریلو آلات جیسے واشنگ مشین، ایئر کنڈیشنر، اور موٹر سپیڈ کنٹرول کے لیے پنکھے میں پائے جاتے ہیں۔
  • ان کی کارکردگی اور کم گرمی کی پیداوار انہیں توانائی کے موثر آلات کے لیے مثالی بناتی ہے۔
• HVAC سسٹمز :
  • حرارتی، وینٹیلیشن، اور ایئر کنڈیشننگ (HVAC) سسٹم MOSFETs کو پنکھے اور کمپریسرز میں موٹروں کی رفتار کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں۔
  • اس سے توانائی کی بچت اور درجہ حرارت کے درست ضابطے میں مدد ملتی ہے۔
• ڈرون پروپلشن :
  • استحکام اور چال چلن کو برقرار رکھنے کے لیے ڈرونز کو موثر موٹر اسپیڈ کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے۔
  • MOSFETs کو ان کے کم وزن اور اعلی کارکردگی کی وجہ سے ڈرون موٹر کنٹرول سرکٹس میں ترجیح دی جاتی ہے۔
• کمپیوٹر کولنگ سسٹم :
  • MOSFETs کا استعمال کمپیوٹر کولنگ فین میں پنکھے کی رفتار کو درجہ حرارت کی بنیاد پر ایڈجسٹ کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، جس سے کم سے کم شور کے ساتھ بہترین کولنگ کی کارکردگی کو یقینی بنایا جاتا ہے۔
• الیکٹرک ٹرینیں اور لوکوموٹو :
  • MOSFETs کو برقی ٹرینوں اور انجنوں کے موٹر کنٹرول سسٹم میں استعمال کیا جاتا ہے تاکہ رفتار اور سمت کو مؤثر طریقے سے منظم کیا جا سکے۔
• قابل تجدید توانائی کے نظام :
  • ونڈ ٹربائنز اور سولر ٹریکنگ سسٹم موٹرز کی رفتار کو کنٹرول کرنے کے لیے MOSFETs کا استعمال کرتے ہیں، توانائی کی پیداوار کو بہتر بناتے ہیں۔

خلاصہ طور پر، MOSFETs موٹر اسپیڈ کنٹرول کے لیے بہت سے فوائد پیش کرتے ہیں، بشمول اعلی کارکردگی، تیز سوئچنگ اسپیڈ، کم گیٹ ڈرائیو پاور کی ضروریات، اور EMI میں کمی۔ یہ فوائد انہیں برقی گاڑیوں اور صنعتی آٹومیشن سے لے کر گھریلو آلات اور قابل تجدید توانائی کے نظام تک ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج میں ترجیحی انتخاب بناتے ہیں۔ MOSFETs کی استعداد اور وشوسنییتا انہیں جدید موٹر کنٹرول ٹیکنالوجی کا سنگ بنیاد بناتی ہے۔