بجلی کی فراہمی کے لیے اوور وولٹیج کا تحفظ

پاور سپلائی اوور وولٹیج پروٹیکشن واقعی کارآمد ہے - کچھ PSU کی ناکامیاں آلات پر بڑے وولٹیج کو نقصان پہنچا سکتی ہیں۔ اوور وولٹیج پروٹیکشن لکیری ریگولیٹرز اور سوئچ موڈ پاور سپلائیز دونوں پر ایسا ہونے سے روکتا ہے۔

اگرچہ جدید پاور سپلائیز اب بہت قابل اعتماد ہیں، لیکن ہمیشہ ایک چھوٹا لیکن حقیقی موقع ہوتا ہے کہ وہ ناکام ہو سکتے ہیں۔

وہ بہت سے طریقوں سے ناکام ہو سکتے ہیں اور ایک خاص طور پر تشویشناک امکان یہ ہے کہ سیریز پاس کا عنصر، یعنی مین پاس ٹرانزسٹر یا FET اس طرح ناکام ہو سکتا ہے کہ یہ شارٹ سرکٹ ہو جائے۔ اگر ایسا ہوتا ہے تو ایک بہت بڑا وولٹیج جس کو اکثر اوور وولٹیج کہا جاتا ہے سرکٹری پر ظاہر ہو سکتا ہے جس سے پورے آلات کو تباہ کن نقصان پہنچتا ہے۔

اوور وولٹیج پروٹیکشن کی شکل میں تھوڑی اضافی حفاظتی سرکٹری شامل کرنے سے، اس غیر ممکن لیکن تباہ کن امکان سے بچانا ممکن ہے۔

زیادہ تر پاور سپلائیز جو کہ اعلیٰ قیمت والے آلات کے انتہائی قابل اعتماد آپریشن کے لیے ڈیزائن کی گئی ہیں ان میں زیادہ وولٹیج کے تحفظ کی کسی نہ کسی شکل کو شامل کیا جائے گا تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ بجلی کی سپلائی میں ناکامی کے نتیجے میں چلنے والے آلات کو نقصان نہ پہنچے۔ یہ لکیری پاور سپلائیز اور سوئچ موڈ پاور سپلائیز دونوں پر لاگو ہوتا ہے۔

ہو سکتا ہے کہ کچھ پاور سپلائیز اوور وولٹیج پروٹیکشن کو شامل نہ کریں اور انہیں مہنگے آلات کو پاور کرنے کے لیے استعمال نہیں کیا جانا چاہیے - یہ ممکن ہے کہ تھوڑا سا الیکٹرانک سرکٹ ڈیزائن کیا جائے اور ایک چھوٹا اوور وولٹیج پروٹیکشن سرکٹ تیار کیا جائے اور اسے ایک اضافی چیز کے طور پر شامل کیا جائے۔

اوور وولٹیج تحفظ کی بنیادی باتیں

بہت سے طریقے ہیں جن میں بجلی کی فراہمی ناکام ہو سکتی ہے۔ تاہم اوور وولٹیج کے تحفظ اور سرکٹ کے مسائل کو تھوڑا سا سمجھنے کے لیے ایک بہت ہی سادہ Zener ڈایڈڈ اور سیریز پاس ٹرانزسٹر کا استعمال کرتے ہوئے لکیری وولٹیج ریگولیٹر کی ایک سادہ سی مثال لینا آسان ہے۔

زینر ڈائیوڈ اور ایمیٹر فالوور کا استعمال کرتے ہوئے بنیادی سیریز کا ریگولیٹر

اگرچہ زیادہ پیچیدہ سپلائیز بہتر کارکردگی دیتے ہیں، لیکن وہ آؤٹ پٹ کرنٹ کو منتقل کرنے کے لیے سیریز ٹرانزسٹر پر بھی انحصار کرتے ہیں۔ بنیادی فرق وہ طریقہ ہے جس میں ٹرانزسٹر کی بنیاد پر ریگولیٹر وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے۔

عام طور پر ان پٹ وولٹیج ایسا ہوتا ہے کہ سیریز کے وولٹیج ریگولیٹر عنصر میں کئی وولٹ گرائے جاتے ہیں۔ یہ سیریز پاس ٹرانزسٹر کو آؤٹ پٹ وولٹیج کو مناسب طریقے سے منظم کرنے کے قابل بناتا ہے۔ اکثر سیریز کے پاس ٹرانزسٹر میں گرا ہوا وولٹیج نسبتاً زیادہ ہوتا ہے - 12 وولٹ کی سپلائی کے لیے، مطلوبہ ضابطے اور ریپل ریجیکشن وغیرہ دینے کے لیے ان پٹ 18 وولٹ سے بھی زیادہ ہو سکتا ہے۔

اس کا مطلب یہ ہے کہ وولٹیج ریگولیٹر عنصر میں حرارت کی ایک اہم سطح ہو سکتی ہے اور کسی بھی عارضی اسپائکس کے ساتھ مل کر جو ان پٹ پر ظاہر ہو سکتی ہے، اس کا مطلب ہے کہ ناکامی کا امکان ہمیشہ رہتا ہے۔

ٹرانزسٹر سیریز پاس ڈیوائس عام طور پر کھلے سرکٹ کی حالت میں ناکام ہوجاتی ہے، لیکن کچھ حالات میں، ٹرانزسٹر کلکٹر اور ایمیٹر کے درمیان شارٹ سرکٹ پیدا کرسکتا ہے۔ اگر ایسا ہوتا ہے، تو مکمل غیر منظم ان پٹ وولٹیج وولٹیج ریگولیٹر کے آؤٹ پٹ میں ظاہر ہوگا۔

اگر آؤٹ پٹ پر پورا وولٹیج ظاہر ہوتا ہے، تو یہ سرکٹ میں فراہم کیے جانے والے بہت سے ICs کو نقصان پہنچا سکتا ہے۔ اس صورت میں سرکٹ اقتصادی مرمت سے باہر ہو سکتا ہے.

سوئچنگ ریگولیٹرز کے کام کرنے کا طریقہ بہت مختلف ہے، لیکن ایسے حالات ہیں جن میں بجلی کی فراہمی کے آؤٹ پٹ پر مکمل آؤٹ پٹ ظاہر ہو سکتا ہے۔

لکیری ریگولیٹڈ پاور سپلائیز اور سوئچ موڈ پاور سپلائیز دونوں کے لیے، اوور وولٹیج پروٹیکشن کی کچھ شکلیں ہمیشہ تجویز کی جاتی ہیں۔

اوور وولٹیج تحفظ کی اقسام

بہت سی الیکٹرانک تکنیکوں کی طرح کسی خاص صلاحیت کو نافذ کرنے کے کئی طریقے ہیں۔ یہ زیادہ وولٹیج کے تحفظ کے لیے درست ہے۔

کئی مختلف تکنیکیں ہیں جو استعمال کی جا سکتی ہیں، ہر ایک کی اپنی خصوصیات ہیں۔ کارکردگی، لاگت، پیچیدگی اور آپریشن کے موڈ سب کا تعین کرتے وقت الیکٹرانک سرکٹ ڈیزائن کے مرحلے کے دوران کون سا طریقہ استعمال کرنا ہے۔

• SCR کروبار: جیسا کہ نام سے ظاہر ہوتا ہے کہ اگر زیادہ وولٹیج کی حالت کا سامنا ہو تو کروبار سرکٹ پاور سپلائی کے آؤٹ پٹ پر شارٹ سرکٹ لگاتا ہے۔ عام طور پر thyristors، یعنی SCRs کو اس کے لیے استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ وہ بڑے کرنٹ کو تبدیل کر سکتے ہیں اور جب تک کوئی چارج منتشر نہیں ہو جاتا اس وقت تک آن رہتے ہیں۔ تھائرسٹر کو ایک فیوز سے جوڑا جا سکتا ہے جو ریگولیٹر کو مزید وولٹیج لگانے سے الگ کر دیتا ہے۔

  تھائرسٹر کروبار اوور وولٹیج پروٹیکشن سرکٹ

  اس سرکٹ میں، زینر ڈائیوڈ کا انتخاب کیا جاتا ہے تاکہ اس کا وولٹیج آؤٹ پٹ کے عام آپریٹنگ وولٹیج سے اوپر ہو، لیکن وولٹیج سے نیچے جہاں نقصان پہنچے۔ اس ترسیل میں، کوئی کرنٹ زینر ڈائیوڈ سے نہیں گزرتا کیونکہ اس کے بریک ڈاؤن وولٹیج تک نہیں پہنچا ہے اور نہ ہی کوئی کرنٹ تھائیرسٹر کے گیٹ میں بہتا ہے اور یہ بند رہتا ہے۔ بجلی کی فراہمی معمول کے مطابق کام کرے گی۔

  اگر پاور سپلائی میں سیریز پاس ٹرانزسٹر ناکام ہو جاتا ہے، تو وولٹیج بڑھنا شروع ہو جائے گا - یونٹ میں ڈیکپلنگ اس بات کو یقینی بنائے گی کہ یہ فوری طور پر نہ بڑھے۔ جیسے جیسے یہ بڑھتا ہے، یہ اس مقام سے اوپر اٹھ جائے گا جہاں سے Zener ڈایڈڈ چلنا شروع ہوتا ہے اور کرنٹ تھائیرسٹر کے گیٹ میں بہہ جاتا ہے جس کی وجہ سے یہ متحرک ہوتا ہے۔

  جب تھائرسٹر ٹرگر کرتا ہے، تو یہ پاور سپلائی کے آؤٹ پٹ کو زمین پر کم کر دے گا، اور اس کی طاقت والے سرکٹری کو پہنچنے والے نقصان کو روکے گا۔ اس شارٹ سرکٹ کو فیوز یا دوسرے عنصر کو اڑانے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، وولٹیج ریگولیٹر سے بجلی لینے اور یونٹ کو مزید نقصان سے الگ کرنے کے لیے۔

  اکثر ایک چھوٹے کیپسیٹر کی شکل میں کچھ ڈیکپلنگ کو تھائرسٹر کے گیٹ سے گراؤنڈ پر رکھا جاتا ہے تاکہ یونٹ کے تیز ٹرانزینٹس یا RF کو گیٹ کے کنکشن تک پہنچنے سے روکا جا سکے اور ایک جعلی ٹرگر بن جائے۔ تاہم اسے بہت بڑا نہیں کرنا چاہیے کیونکہ یہ ناکامی کی حقیقی صورت میں سرکٹ فائرنگ کو سست کر سکتا ہے اور تحفظ بہت آہستہ ہو سکتا ہے۔

  Thyristor Crowbar overvoltage تحفظ پر نوٹ:

  Thyristor یا SCR، Silicon Controlled Rectifier کو پاور سپلائی سرکٹ میں اوور وولٹیج سے تحفظ فراہم کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ہائی وولٹیج کا پتہ لگا کر، سرکٹ وولٹیج ریل کے اس پار شارٹ سرکٹ یا کروبار لگانے کے لیے تھائرسٹر کو فائر کر سکتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ یہ وولٹیج میں زیادہ نہ بڑھے۔

  مزید پڑھیں تھائرسٹر کروبار اوور وولٹیج پروٹیکشن سرکٹ۔

• وولٹیج کلیمپنگ: اوور وولٹیج پروٹیکشن کی ایک اور بہت آسان شکل وولٹیج کلیمپنگ کے نام سے ایک طریقہ استعمال کرتی ہے۔ اس کی آسان ترین شکل میں یہ ریگولیٹڈ پاور سپلائی کے آؤٹ پٹ پر رکھے گئے Zener ڈایڈڈ کا استعمال کرکے فراہم کی جاسکتی ہے۔ زینر ڈائیوڈ وولٹیج کو زیادہ سے زیادہ ریل وولٹیج سے تھوڑا اوپر منتخب کرنے کے ساتھ، عام حالات میں یہ کام نہیں کرے گا۔ اگر وولٹیج بہت زیادہ بڑھ جاتا ہے، تو یہ ریل وولٹیج سے قدرے اوپر والی قدر پر وولٹیج کو کلیمپ کرنا شروع کر دے گا۔

  اگر ریگولیٹڈ پاور سپلائی کے لیے زیادہ موجودہ صلاحیت کی ضرورت ہو تو ٹرانجسٹر بفر کے ساتھ Zener ڈایڈڈ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ سادہ Zener ڈایڈڈ سرکٹ پر موجودہ صلاحیت میں اضافہ کرے گا، ٹرانجسٹر کے موجودہ فائدہ کے برابر ایک عنصر کے ذریعہ۔ جیسا کہ اس سرکٹ کے لیے پاور ٹرانزسٹر کی ضرورت ہے، ممکنہ طور پر موجودہ فائدہ کی سطح کم ہوگی - ممکنہ طور پر 20 - 50۔

  زینر ڈایڈڈ اوور وولٹیج کلیمپ
  (a) - سادہ Zener diode، (b) - ٹرانجسٹر بفر کے ساتھ زیادہ کرنٹ

• وولٹیج کو محدود کرنا: جب سوئچ موڈ پاور سپلائیز کے لیے اوور وولٹیج پروٹیکشن کی ضرورت ہوتی ہے، تو SMPS کلیمپ اور کروبار تکنیکوں کا استعمال بجلی کی کھپت کی ضروریات اور اجزاء کے ممکنہ سائز اور قیمت کی وجہ سے کم استعمال ہوتا ہے۔

  خوش قسمتی سے زیادہ تر سوئچ موڈ ریگولیٹرز کم وولٹیج کی حالت میں ناکام ہو جاتے ہیں۔ تاہم زیادہ وولٹیج کے حالات کی صورت میں وولٹیج کو محدود کرنے کی صلاحیتوں کو جگہ پر رکھنا اکثر سمجھداری کی بات ہے۔
  
  اکثر یہ زیادہ وولٹیج کی حالت کو محسوس کرکے اور کنورٹر کو بند کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے۔ یہ خاص طور پر DC-DC کنورٹرز کے معاملے میں لاگو ہوتا ہے۔ اس کو لاگو کرتے وقت، ایک سینس لوپ کو شامل کرنا ضروری ہے جو مرکزی IC ریگولیٹر سے باہر ہے - بہت سے سوئچ موڈ ریگولیٹرز اور DC-DC کنورٹرز سرکٹ کی اکثریت حاصل کرنے کے لیے ایک چپ کا استعمال کرتے ہیں۔ ایکسٹرنل سینس لوپ کا استعمال کرنا بہت ضروری ہے کیونکہ اگر سوئچ موڈ ریگولیٹر چپ کو زیادہ وولٹیج کی وجہ سے نقصان پہنچتا ہے تو سینس میکانزم کو بھی نقصان پہنچ سکتا ہے۔

  ظاہر ہے اوور وولٹیج کے تحفظ کی اس شکل کے لیے سرکٹس کی ضرورت ہوتی ہے جو مخصوص سرکٹ اور سوئچ موڈ پاور سپلائی چپس کے لیے مخصوص ہوتے ہیں۔

تینوں تکنیکوں کا استعمال کیا جاتا ہے اور موثر پاور سپلائی اوور وولٹیج تحفظ فراہم کر سکتی ہے۔ ہر ایک کے اپنے فوائد اور نقصانات ہیں اور تکنیک کا انتخاب دی گئی صورت حال پر منحصر کرنے کی ضرورت ہے۔

ایک پیغام چھوڑ دیں 

پیغام کی فہرست