ان دو سرکٹس کو جانیں، پی سی بی ڈیزائن مشکل نہیں ہے!

پاور سرکٹ ڈیزائن کیوں سیکھیں۔

پاور سپلائی سرکٹ الیکٹرانک مصنوعات کا ایک اہم حصہ ہے، پاور سپلائی سرکٹ کا ڈیزائن براہ راست مصنوعات کی کارکردگی سے متعلق ہے۔

پاور سپلائی سرکٹس کی درجہ بندی

ہماری الیکٹرانک مصنوعات کے پاور سرکٹس میں بنیادی طور پر لکیری پاور سپلائیز اور ہائی فریکوئنسی سوئچنگ پاور سپلائیز شامل ہیں۔ نظریہ میں، لکیری پاور سپلائی یہ ہے کہ صارف کو کتنا کرنٹ درکار ہے، ان پٹ کتنا کرنٹ فراہم کرے گا۔ سوئچنگ پاور سپلائی یہ ہے کہ صارف کو کتنی پاور کی ضرورت ہے، اور ان پٹ اینڈ پر کتنی پاور فراہم کی جاتی ہے۔

لکیری پاور سپلائی سرکٹ کا اسکیمیٹک ڈایاگرام

لکیری پاور ڈیوائسز لکیری حالت میں کام کرتی ہیں، جیسے کہ ہمارے عام استعمال شدہ وولٹیج ریگولیٹر چپس LM7805، LM317، SPX1117 وغیرہ۔ تصویر 1 ذیل میں LM7805 ریگولیٹڈ پاور سپلائی سرکٹ کا اسکیمیٹک خاکہ ہے۔

شکل 1 لکیری بجلی کی فراہمی کا اسکیمیٹک خاکہ

یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ لکیری پاور سپلائی فنکشنل اجزاء پر مشتمل ہے جیسے کہ اصلاح، فلٹرنگ، وولٹیج ریگولیشن اور توانائی کا ذخیرہ۔ ایک ہی وقت میں، عمومی لکیری پاور سپلائی ایک سلسلہ وار وولٹیج ریگولیشن پاور سپلائی ہے، آؤٹ پٹ کرنٹ ان پٹ کرنٹ کے برابر ہے، I1=I2+I3، I3 ریفرنس اینڈ ہے، کرنٹ بہت چھوٹا ہے، لہذا I1≈I3 . ہم کرنٹ کے بارے میں کیوں بات کرنا چاہتے ہیں، کیوں کہ پی سی بی ڈیزائن، ہر لائن کی چوڑائی تصادفی طور پر سیٹ نہیں کی جاتی ہے، اس کا تعین اسکیمیٹک میں نوڈس کے درمیان کرنٹ کے سائز کے مطابق کیا جانا ہے۔ بورڈ کو صحیح بنانے کے لیے موجودہ سائز اور موجودہ بہاؤ واضح ہونا چاہیے۔ 

لکیری پاور سپلائی پی سی بی ڈایاگرام

پی سی بی کو ڈیزائن کرتے وقت، اجزاء کا لے آؤٹ کمپیکٹ ہونا چاہیے، تمام کنکشنز کو جتنا ممکن ہو چھوٹا ہونا چاہیے، اور اجزاء اور لائنوں کو اسکیمیٹک اجزاء کے فنکشنل تعلق کے مطابق بچھایا جانا چاہیے۔ یہ پاور سپلائی ڈایاگرام پہلی اصلاح ہے، اور پھر فلٹرنگ، فلٹرنگ وولٹیج ریگولیشن ہے، وولٹیج ریگولیشن انرجی سٹوریج کاپاکیٹر ہے، کیپسیٹر کے ذریعے مندرجہ ذیل سرکٹ بجلی میں بہنے کے بعد۔

شکل 2 مندرجہ بالا اسکیمیٹک ڈایاگرام کا PCB ڈایاگرام ہے، اور دونوں خاکے ایک جیسے ہیں۔ بائیں تصویر اور دائیں تصویر تھوڑی مختلف ہیں، بائیں تصویر میں بجلی کی سپلائی درست کرنے کے بعد براہ راست وولٹیج ریگولیٹر چپ کے ان پٹ فٹ پر ہے، اور پھر وولٹیج ریگولیٹر کیپیسیٹر، جہاں کیپسیٹر کا فلٹرنگ اثر بہت زیادہ خراب ہے۔ ، اور آؤٹ پٹ بھی مشکل ہے۔ دائیں طرف کی تصویر اچھی ہے۔ ہمیں نہ صرف مثبت پاور سپلائی کے مسئلے کے بہاؤ پر غور کرنا چاہیے، بلکہ بیک فلو کے مسئلے پر بھی غور کرنا چاہیے، عام طور پر، مثبت پاور لائن اور گراؤنڈ بیک فلو لائن ایک دوسرے کے زیادہ سے زیادہ قریب ہونی چاہیے۔

لکیری بجلی کی فراہمی کا پی سی بی ڈایاگرام

لکیری پاور سپلائی پی سی بی کو ڈیزائن کرتے وقت، ہمیں لکیری پاور سپلائی کے پاور ریگولیٹر چپ کی گرمی کی کھپت کے مسئلے پر بھی توجہ دینی چاہیے، گرمی کیسے آتی ہے، اگر وولٹیج ریگولیٹر چپ فرنٹ اینڈ 10V ہے، آؤٹ پٹ اینڈ 5V ہے، اور آؤٹ پٹ کرنٹ 500mA ہے، پھر ریگولیٹر چپ پر 5V وولٹیج ڈراپ ہے، اور پیدا ہونے والی حرارت 2.5W ہے۔ اگر ان پٹ وولٹیج 15V ہے، وولٹیج ڈراپ 10V ہے، اور پیدا ہونے والی حرارت 5W ہے، لہذا، ہمیں گرمی کی کھپت کی طاقت کے مطابق کافی گرمی کی کھپت کی جگہ یا مناسب ہیٹ سنک کو الگ کرنے کی ضرورت ہے۔ لکیری پاور سپلائی عام طور پر ایسے حالات میں استعمال ہوتی ہے جہاں پریشر کا فرق نسبتاً چھوٹا ہوتا ہے اور کرنٹ نسبتاً چھوٹا ہوتا ہے، بصورت دیگر، براہ کرم سوئچنگ پاور سپلائی سرکٹ کا استعمال کریں۔

ہائی فریکوئنسی سوئچنگ پاور سپلائی سرکٹ اسکیمیٹک مثال

سوئچنگ پاور سپلائی تیز رفتار آن آف اور کٹ آف کے لئے سوئچنگ ٹیوب کو کنٹرول کرنے کے لئے سرکٹ کا استعمال کرنا ہے، پی ڈبلیو ایم ویوفارم پیدا کرنا، انڈکٹر اور مسلسل کرنٹ ڈائیوڈ کے ذریعے، وولٹیج کو ریگولیٹ کرنے کے طریقے کے برقی مقناطیسی تبدیلی کا استعمال۔ سوئچنگ پاور سپلائی، اعلی کارکردگی، کم گرمی، ہم عام طور پر سرکٹ کا استعمال کرتے ہیں: LM2575، MC34063، SP6659 اور اسی طرح. نظریہ میں، سوئچنگ پاور سپلائی سرکٹ کے دونوں سروں پر برابر ہے، وولٹیج الٹا متناسب ہے، اور کرنٹ الٹا متناسب ہے۔

شکل 3 LM2575 سوئچنگ پاور سپلائی سرکٹ کا اسکیمیٹک خاکہ

سوئچنگ پاور سپلائی کا پی سی بی ڈایاگرام

سوئچنگ پاور سپلائی کے پی سی بی کو ڈیزائن کرتے وقت، اس پر توجہ دینا ضروری ہے: فیڈ بیک لائن کا ان پٹ پوائنٹ اور مسلسل کرنٹ ڈائیوڈ جن کے لیے مسلسل کرنٹ دیا جاتا ہے۔ جیسا کہ شکل 3 سے دیکھا جا سکتا ہے، جب U1 کو آن کیا جاتا ہے، موجودہ I2 انڈکٹر L1 میں داخل ہوتا ہے۔ انڈکٹر کی خصوصیت یہ ہے کہ جب کرنٹ انڈکٹر سے بہتا ہے تو اسے اچانک پیدا نہیں کیا جا سکتا اور نہ ہی یہ اچانک غائب ہو سکتا ہے۔ انڈکٹر میں کرنٹ کی تبدیلی کا ایک وقتی عمل ہوتا ہے۔ انڈکٹینس کے ذریعے بہنے والے پلسڈ کرنٹ I2 کی کارروائی کے تحت، کچھ برقی توانائی مقناطیسی توانائی میں تبدیل ہو جاتی ہے، اور کرنٹ آہستہ آہستہ بڑھتا ہے، ایک خاص وقت پر، کنٹرول سرکٹ U1 I2 کو بند کر دیتا ہے، انڈکٹینس کی خصوصیات کی وجہ سے، کرنٹ اچانک غائب نہیں ہو سکتا، اس وقت ڈایڈڈ کام کرتا ہے، یہ کرنٹ I2 کو لے لیتا ہے، اس لیے اسے مسلسل کرنٹ ڈائیوڈ کہا جاتا ہے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ مسلسل کرنٹ ڈائیوڈ انڈکٹنس کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ مسلسل کرنٹ I3 C3 کے منفی سرے سے شروع ہوتا ہے اور D1 اور L1 کے ذریعے C3 کے مثبت سرے میں بہتا ہے، جو کہ ایک پمپ کے برابر ہے، کیپسیٹر C3 کے وولٹیج کو بڑھانے کے لیے انڈکٹر کی توانائی کا استعمال کرتا ہے۔ وولٹیج کا پتہ لگانے کی فیڈ بیک لائن کے ان پٹ پوائنٹ کا بھی مسئلہ ہے، جسے فلٹر کرنے کے بعد دوبارہ جگہ پر فیڈ کیا جانا چاہیے، ورنہ آؤٹ پٹ وولٹیج کی لہر بڑی ہوگی۔ ان دونوں نکات کو ہمارے پی سی بی کے بہت سے ڈیزائنرز اکثر نظر انداز کر دیتے ہیں، یہ سوچ کر کہ وہاں ایک ہی نیٹ ورک ایک جیسا نہیں ہے، درحقیقت، جگہ ایک جیسی نہیں ہے، اور کارکردگی کا اثر بہت اچھا ہے۔ شکل 4 LM2575 سوئچنگ پاور سپلائی کا PCB ڈایاگرام ہے۔ آئیے دیکھتے ہیں کہ غلط خاکہ میں کیا خرابی ہے۔

LM2575 سوئچنگ پاور سپلائی کا پی سی بی ڈایاگرام

ہم اسکیمیٹک اصول کے بارے میں تفصیل سے کیوں بات کرنا چاہتے ہیں، کیوں کہ اسکیمیٹک میں پی سی بی کی بہت سی معلومات ہوتی ہیں، جیسے اجزاء پن کا ایکسیس پوائنٹ، نوڈ نیٹ ورک کا موجودہ سائز وغیرہ، اسکیمیٹک، پی سی بی ڈیزائن دیکھیں۔ کوئی مسئلہ نہیں ہے. LM7805 اور LM2575 سرکٹس بالترتیب لکیری پاور سپلائی اور سوئچنگ پاور سپلائی کے مخصوص لے آؤٹ سرکٹ کی نمائندگی کرتے ہیں۔ پی سی بی ایس بناتے وقت، پی سی بی کے ان دو خاکوں کی ترتیب اور وائرنگ براہ راست لائن پر ہوتی ہے، لیکن پراڈکٹس مختلف ہوتے ہیں اور سرکٹ بورڈ مختلف ہوتا ہے، جو اصل صورت حال کے مطابق ایڈجسٹ ہوتا ہے۔

تمام تبدیلیاں لازم و ملزوم ہیں، اس لیے پاور سرکٹ کا اصول اور بورڈ کا طریقہ، اور ہر الیکٹرانک پراڈکٹ پاور سپلائی اور اس کے سرکٹ سے الگ نہیں ہوتی، اس لیے دونوں سرکٹ سیکھیں، دوسرے کو بھی سمجھا جاتا ہے۔