پاور الیکٹرانکس کیا ہے؟

اس مضمون میں ہم پاور الیکٹرانکس کے بارے میں بات کریں گے۔ پاور الیکٹرانکس کیا ہے، یہ کس چیز پر مبنی ہے، کیا فوائد ہیں اور اس کے امکانات کیا ہیں؟ آئیے پاور الیکٹرانکس کے اجزاء پر غور کریں، مختصراً غور کریں کہ وہ کیا ہیں، وہ ایک دوسرے سے کیسے مختلف ہیں اور یہ یا ان قسم کے سیمی کنڈکٹر سوئچز کن ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہیں۔ یہاں روزمرہ کی زندگی، مینوفیکچرنگ اور روزمرہ کی زندگی میں استعمال ہونے والے پاور الیکٹرانکس آلات کی مثالیں ہیں۔

حالیہ برسوں میں، پاور الیکٹرانکس آلات نے توانائی کے تحفظ میں ایک اہم تکنیکی پیش رفت کی ہے۔ پاور سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز، ان کی لچکدار کنٹرولیبلٹی کی وجہ سے، بجلی کی موثر تبدیلی کو قابل بناتی ہیں۔ آج کے وزن اور سائز اور کارکردگی کے میٹرکس نے پہلے ہی کنورٹرز کو معیار کے لحاظ سے نئی سطح پر پہنچا دیا ہے۔

بہت سی صنعتیں سافٹ اسٹارٹرز، اسپیڈ کنٹرولرز، بلاتعطل بجلی کی فراہمی کا استعمال کرتی ہیں، جو جدید سیمی کنڈکٹر کی بنیاد پر کام کرتی ہیں اور اعلی کارکردگی کا مظاہرہ کرتی ہیں۔ یہ سب پاور الیکٹرانکس ہے۔

پاور الیکٹرانکس میں برقی توانائی کے بہاؤ کو کنٹرول کرنا سیمی کنڈکٹر سوئچز کی مدد سے کیا جاتا ہے، جو مکینیکل سوئچز کی جگہ لے لیتے ہیں اور جس کو ضروری الگورتھم کے مطابق کنٹرول کیا جا سکتا ہے تاکہ مطلوبہ اوسط طاقت حاصل ہو سکے اور اس یا اس کے کام کرنے والے ادارے کی درست کارروائی ہو سکے۔ سامان

لہذا، پاور الیکٹرانکس نقل و حمل میں، کان کنی کی صنعت میں، مواصلات کے میدان میں، بہت سی صنعتوں میں استعمال ہوتے ہیں، اور آج ایک بھی طاقتور گھریلو سامان اپنے ڈیزائن میں شامل پاور الیکٹرانک یونٹس کے بغیر نہیں کر سکتا۔

پاور الیکٹرانکس کے بنیادی بلڈنگ بلاکس بالکل سیمی کنڈکٹر کے کلیدی اجزاء ہیں جو میگاہرٹز تک مختلف رفتار سے سرکٹ کو کھول اور بند کر سکتے ہیں۔ آن حالت میں، سوئچ کی مزاحمت اوہم کی اکائیاں اور کسر ہوتی ہے، اور آف حالت میں، میگوہمز۔

کلیدی نظم و نسق کو زیادہ طاقت کی ضرورت نہیں ہوتی ہے، اور ایک اچھی طرح سے ڈیزائن کردہ ڈرائیور کے ساتھ سوئچنگ کے عمل کے دوران کلید کے نقصانات ایک فیصد سے زیادہ نہیں ہوتے ہیں۔ اس وجہ سے، لوہے کے ٹرانسفارمرز اور مکینیکل سوئچ جیسے روایتی ریلے کی نقصان دہ پوزیشنوں کے مقابلے پاور الیکٹرانکس کی کارکردگی زیادہ ہے۔

پاور الیکٹرانک ڈیوائسز وہ ڈیوائسز ہیں جن میں موثر کرنٹ 10 ایمپیئر سے زیادہ یا اس کے برابر ہوتا ہے۔ اس صورت میں، کلیدی سیمی کنڈکٹر عناصر یہ ہو سکتے ہیں: بائپولر ٹرانزسٹر، فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر، آئی جی بی ٹی ٹرانزسٹر، تھائرسٹرس، ٹرائیکس، لاک ان تھائرسٹرس اور مربوط کنٹرول کے ساتھ لاک ان تھائرسٹر۔

کم کنٹرول پاور آپ کو پاور مائیکرو سرکٹس بنانے کی بھی اجازت دیتی ہے جس میں ایک ساتھ کئی بلاکس مل جاتے ہیں: خود سوئچ، کنٹرول سرکٹ اور کنٹرول سرکٹ، یہ نام نہاد سمارٹ سرکٹس ہیں۔

یہ الیکٹرانک بلڈنگ بلاکس ہائی پاور صنعتی تنصیبات اور گھریلو برقی آلات دونوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ چند میگا واٹ کے لیے انڈکشن اوون یا چند کلو واٹ کے لیے ہوم اسٹیمر — دونوں میں سالڈ اسٹیٹ پاور سوئچ ہوتے ہیں جو مختلف واٹجز پر کام کرتے ہیں۔

اس طرح، پاور thyristors 1 MVA سے زیادہ کی گنجائش والے کنورٹرز میں کام کرتے ہیں، براہ راست کرنٹ والی الیکٹرک ڈرائیوز کے سرکٹس میں اور ہائی وولٹیج کے ساتھ متبادل کرنٹ ڈرائیوز، ری ایکٹیو پاور کے معاوضے کے لیے، انڈکشن پگھلنے والی تنصیبات میں استعمال ہوتے ہیں۔

لاکنگ تھائرسٹرز کو زیادہ لچکدار طریقے سے کنٹرول کیا جاتا ہے، وہ سینکڑوں کے وی اے کی صلاحیت والے کمپریسرز، پنکھوں، پمپوں کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں، اور ممکنہ سوئچنگ پاور 3 MVA سے زیادہ ہے۔ آئی جی بی ٹی ٹرانجسٹر مختلف مقاصد کے لیے MVA یونٹس تک کی صلاحیت کے ساتھ کنورٹرز کی تعیناتی کو فعال کریں، دونوں موٹر کنٹرول کے لیے اور مسلسل بجلی کی فراہمی اور بہت سی جامد تنصیبات میں ہائی کرنٹ کو سوئچ کرنے کے لیے۔

MOSFETs میں سینکڑوں کلو ہرٹز کی فریکوئنسیوں پر بہترین کنٹرولیبلٹی ہوتی ہے، جو IGBTs کے مقابلے ان کے قابل اطلاق کی حد کو بہت زیادہ بڑھا دیتی ہے۔

ٹرائیکس AC موٹرز کو شروع کرنے اور کنٹرول کرنے کے لیے بہترین ہیں، وہ 50 kHz تک کی فریکوئنسیوں پر کام کر سکتے ہیں، اور IGBT ٹرانزسٹروں کے مقابلے میں کنٹرول کرنے کے لیے کم توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔

آج، IGBTs میں زیادہ سے زیادہ سوئچنگ وولٹیج 3500 وولٹ اور ممکنہ طور پر 7000 وولٹ ہے۔یہ اجزاء آنے والے سالوں میں بائی پولر ٹرانزسٹرز کی جگہ لے سکتے ہیں اور MVA یونٹس تک کے آلات پر استعمال کیے جائیں گے۔ کم طاقت والے کنورٹرز کے لیے، MOSFETs زیادہ قابل قبول رہیں گے، اور 3 MVA سے زیادہ کے لیے - لاک ان تھائیرسٹرس۔

تجزیہ کاروں کی پیشین گوئی کے مطابق، مستقبل میں زیادہ تر سیمی کنڈکٹرز کا ماڈیولر ڈیزائن ہوگا، جہاں ایک پیکج میں دو سے چھ اہم عناصر موجود ہوں گے۔ ماڈیولز کا استعمال آپ کو اس سامان کے وزن، سائز اور قیمت کو کم کرنے کی اجازت دیتا ہے جس میں وہ استعمال کیے جائیں گے۔

IGBT ٹرانزسٹرز کے لیے، پیش رفت 3.5 kV تک وولٹیج پر 2 kA تک کرنٹ میں اضافہ اور آسان کنٹرول اسکیموں کے ساتھ 70 kHz تک آپریٹنگ فریکوئنسیوں میں اضافہ ہوگا۔ ایک ماڈیول میں نہ صرف سوئچ اور ایک ریکٹیفائر ہو سکتا ہے بلکہ ڈرائیور اور ایکٹو پروٹیکشن سرکٹس بھی ہو سکتے ہیں۔

حالیہ برسوں میں تیار کیے گئے ٹرانزسٹرز، ڈائیوڈز، تھائرسٹرس نے پہلے ہی اپنے پیرامیٹرز کو نمایاں طور پر بہتر کیا ہے، جیسے کرنٹ، وولٹیج، رفتار، اور پیش رفت ابھی تک نہیں کھڑی ہے۔

متبادل کرنٹ کو ڈائریکٹ کرنٹ میں بہتر طور پر تبدیل کرنے کے لیے، کنٹرول شدہ ریکٹیفائر استعمال کیے جاتے ہیں، جو صفر سے برائے نام کی حد میں رییکٹیفائیڈ وولٹیج کی ہموار تبدیلی کی اجازت دیتے ہیں۔

آج، ڈی سی الیکٹرک ڈرائیو اتیجیت نظام میں، thyristors بنیادی طور پر ہم وقت ساز موٹروں میں استعمال کیا جاتا ہے. ڈبل تھائرسٹرس — ٹرائیکس — میں دو متوازی متوازی تھائرسٹرس کے لیے صرف ایک گیٹ الیکٹروڈ ہوتا ہے، جو کنٹرول کو مزید آسان بنا دیتا ہے۔

معکوس عمل کو انجام دینے کے لیے، براہ راست وولٹیج کو متبادل وولٹیج میں تبدیل کرنے کا استعمال کیا جاتا ہے۔ انورٹرز… آزاد سیمی کنڈکٹر سوئچ انورٹرز ایک آؤٹ پٹ فریکوئنسی، شکل اور طول و عرض فراہم کرتے ہیں جس کا تعین الیکٹرانک سرکٹ سے ہوتا ہے، نیٹ ورک سے نہیں۔ انورٹرز مختلف قسم کے کلیدی عناصر کی بنیاد پر بنائے جاتے ہیں، لیکن بڑی طاقتوں کے لیے، 1 MVA سے زیادہ، دوبارہ، IGBT ٹرانزسٹر انورٹرز سب سے اوپر آتے ہیں۔

thyristors کے برعکس، IGBTs آؤٹ پٹ کرنٹ اور وولٹیج کی وسیع اور زیادہ درست شکل فراہم کرتے ہیں۔ کم طاقت والے کار انورٹرز اپنے کام میں فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹرز کا استعمال کرتے ہیں، جو 3 کلو واٹ تک کی طاقت پر ایک اعلی تعدد پلس کنورٹر آپریٹنگ کے ذریعے 12 وولٹ کی بیٹری کے ڈائریکٹ کرنٹ کو پہلے ڈائریکٹ کرنٹ میں تبدیل کرنے کا بہترین کام کرتے ہیں۔ 50 کلو ہرٹز سے سینکڑوں کلو ہرٹز کی فریکوئنسی پر، پھر متبادل 50 یا 60 ہرٹز میں۔

ایک فریکوئنسی کے کرنٹ کو دوسری فریکوئنسی کے کرنٹ میں تبدیل کرنے کے لیے، استعمال کریں۔ سیمی کنڈکٹر فریکوئنسی کنورٹرز… پہلے، یہ مکمل طور پر thyristors کی بنیاد پر کیا جاتا تھا، جس میں مکمل کنٹرول نہیں ہوتا تھا۔ thyristors کے زبردستی تالا لگانے کے لیے پیچیدہ اسکیموں کو تیار کرنا ضروری تھا۔

فیلڈ ایفیکٹ MOSFETs اور IGBTs جیسے سوئچز کا استعمال فریکوئنسی کنورٹرز کے ڈیزائن اور نفاذ میں سہولت فراہم کرتا ہے، اور یہ پیشین گوئی کی جا سکتی ہے کہ thyristors، خاص طور پر کم طاقت والے آلات میں، مستقبل میں ٹرانزسٹرز کے حق میں ترک کر دیے جائیں گے۔

Thyristors اب بھی الیکٹرک ڈرائیوز کو ریورس کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے؛ ضرورت کے سوئچ کیے بغیر دو مختلف کرنٹ ڈائریکشنز فراہم کرنے کے لیے thyristor کنورٹرز کے دو سیٹ ہونا کافی ہے۔ اس طرح جدید نان کنٹیکٹ ریورس ایبل اسٹارٹرز کام کرتے ہیں۔

ہم امید کرتے ہیں کہ ہمارا مختصر مضمون آپ کے لیے کارآمد تھا اور اب آپ جان چکے ہیں کہ پاور الیکٹرانکس کیا ہے، پاور الیکٹرانکس کے کون سے عناصر پاور الیکٹرانکس میں استعمال ہوتے ہیں اور ہمارے مستقبل کے لیے پاور الیکٹرانکس کی کتنی بڑی صلاحیت ہے۔