سوئچنگ پاور سپلائی کے ڈیزائن میں، جسمانی ڈیزائن پی سی بی کے بورڈ آخری لنک ہے. اگر ڈیزائن کا طریقہ غلط ہے تو، پی سی بی بہت زیادہ برقی مقناطیسی مداخلت کو خارج کر سکتا ہے اور بجلی کی فراہمی کو غیر مستحکم کرنے کا سبب بن سکتا ہے۔ ہر مرحلے کے تجزیہ میں مندرجہ ذیل امور پر توجہ دینے کی ضرورت ہے۔

منصوبہ بندی سے پی سی بی تک ڈیزائن کا بہاؤ

اجزاء کے پیرامیٹرز کا قیام – “ان پٹ اصول نیٹ لسٹ” – “ڈیزائن پیرامیٹر کی ترتیبات -” دستی لے آؤٹ – “دستی وائرنگ-” تصدیقی ڈیزائن -” جائزہ – “CAM آؤٹ پٹ۔

اجزاء کی ترتیب۔

پریکٹس نے ثابت کیا ہے کہ اگر سرکٹ کا اسکیمیٹک ڈیزائن درست ہے اور پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کو صحیح طریقے سے ڈیزائن نہیں کیا گیا ہے تو بھی یہ الیکٹرانک آلات کی وشوسنییتا کو بری طرح متاثر کرے گا۔ مثال کے طور پر، اگر طباعت شدہ بورڈ کی دو پتلی متوازی لائنیں ایک دوسرے کے قریب ہیں، تو یہ سگنل ویوفارم میں تاخیر اور ٹرانسمیشن لائن کے آخر میں عکاسی کے شور کا سبب بنے گی۔ پاور سپلائی اور گراؤنڈ لائن کے غلط خیال کی وجہ سے ہونے والی مداخلت مصنوعات کو نقصان پہنچانے کا سبب بنے گی۔ کارکردگی کم ہو جاتی ہے، لہٰذا پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کو ڈیزائن کرتے وقت درست طریقہ اختیار کرنے پر توجہ دی جانی چاہیے۔ ہر سوئچنگ پاور سپلائی میں چار موجودہ لوپس ہوتے ہیں:

(1) پاور سوئچ اے سی سرکٹ

(2) آؤٹ پٹ ریکٹیفائر AC سرکٹ

(3) ان پٹ سگنل سورس کرنٹ لوپ

(4) آؤٹ پٹ لوڈ کرنٹ لوپ ان پٹ لوپ

ان پٹ کیپسیٹر کو تقریباً ڈی سی کرنٹ سے چارج کیا جاتا ہے۔ فلٹر کیپسیٹر بنیادی طور پر براڈ بینڈ انرجی اسٹوریج کے طور پر کام کرتا ہے۔ اسی طرح، آؤٹ پٹ فلٹر کیپسیٹر کا استعمال آؤٹ پٹ رییکٹیفائر سے ہائی فریکوئنسی توانائی کو ذخیرہ کرنے اور آؤٹ پٹ لوڈ لوپ کی DC توانائی کو ختم کرنے کے لیے بھی کیا جاتا ہے۔ لہذا، ان پٹ اور آؤٹ پٹ فلٹر کیپسیٹرز کے ٹرمینلز بہت اہم ہیں۔ ان پٹ اور آؤٹ پٹ کرنٹ سرکٹس کو صرف بالترتیب فلٹر کیپسیٹر کے ٹرمینلز سے بجلی کی فراہمی سے منسلک ہونا چاہیے۔ اگر ان پٹ/آؤٹ پٹ سرکٹ اور پاور سوئچ/ریکٹیفائر سرکٹ کے درمیان کنکشن کو کپیسیٹر سے نہیں جوڑا جا سکتا ہے تو ٹرمینل براہ راست جڑا ہوا ہے، اور AC انرجی ان پٹ یا آؤٹ پٹ فلٹر کیپسیٹر کے ذریعے ماحول میں پھیل جائے گی۔

پاور سوئچ کے AC سرکٹ اور ریکٹیفائر کے AC سرکٹ میں اعلی طول و عرض trapezoidal کرنٹ ہوتے ہیں۔ ان دھاروں کے ہارمونک اجزاء بہت زیادہ ہیں۔ تعدد سوئچ کی بنیادی تعدد سے بہت زیادہ ہے۔ چوٹی کا طول و عرض مسلسل ان پٹ/آؤٹ پٹ DC کرنٹ کے طول و عرض سے 5 گنا زیادہ ہو سکتا ہے۔ منتقلی کا وقت عام طور پر تقریباً 50 این ایس ہوتا ہے۔

یہ دو لوپس برقی مقناطیسی مداخلت کا سب سے زیادہ شکار ہیں، اس لیے ان AC لوپس کو بجلی کی فراہمی میں دیگر پرنٹ شدہ لائنوں سے پہلے بچھایا جانا چاہیے۔ ہر لوپ کے تین اہم اجزاء فلٹر کیپسیٹرز، پاور سوئچز یا ریکٹیفائر، انڈکٹرز یا ٹرانسفارمرز ہیں۔ انہیں ایک دوسرے کے قریب رکھیں اور اجزاء کی پوزیشن کو ایڈجسٹ کریں تاکہ ان کے درمیان موجودہ راستہ جتنا ممکن ہو سکے چھوٹا ہو۔ سوئچنگ پاور سپلائی لے آؤٹ کو قائم کرنے کا بہترین طریقہ اس کے برقی ڈیزائن کی طرح ہے۔ بہترین ڈیزائن کا عمل مندرجہ ذیل ہے:

ٹرانسفارمر رکھو

ڈیزائن پاور سوئچ موجودہ لوپ

ڈیزائن آؤٹ پٹ ریکٹیفائر کرنٹ لوپ

AC پاور سرکٹ سے منسلک کنٹرول سرکٹ

ان پٹ کرنٹ سورس لوپ اور ان پٹ فلٹر کو ڈیزائن کریں۔ سرکٹ کے فنکشنل یونٹ کے مطابق آؤٹ پٹ لوڈ لوپ اور آؤٹ پٹ فلٹر ڈیزائن کریں۔ سرکٹ کے تمام اجزاء کو ترتیب دیتے وقت، درج ذیل اصولوں کو پورا کرنا ضروری ہے:

(1) سب سے پہلے، PC B کے سائز پر غور کریں۔ جب PC B کا سائز بہت بڑا ہو گا، پرنٹ شدہ لائنیں لمبی ہوں گی، رکاوٹ بڑھے گی، شور مخالف کی صلاحیت کم ہو جائے گی، اور لاگت بڑھے گی۔ اگر پی سی بی کا سائز بہت چھوٹا ہے تو، گرمی کی کھپت اچھی نہیں ہوگی، اور ملحقہ لائنوں کو آسانی سے پریشان کیا جائے گا. سرکٹ بورڈ کی بہترین شکل مستطیل ہے، پہلو کا تناسب 3:2 یا 4:3 ہے، اور سرکٹ بورڈ کے کنارے پر موجود اجزاء عام طور پر سرکٹ بورڈ کے کنارے سے 2mm سے کم نہیں ہوتے ہیں۔

(2) ڈیوائس لگاتے وقت، بعد میں سولڈرنگ پر غور کریں، زیادہ گھنے نہیں۔

(3) ہر فنکشنل سرکٹ کے بنیادی جزو کو مرکز کے طور پر لیں اور اس کے ارد گرد بچھا دیں۔ پی سی بی پر اجزاء کو یکساں طور پر، صاف ستھرا اور کمپیکٹ طریقے سے ترتیب دیا جانا چاہیے، اجزاء کے درمیان لیڈز اور کنکشن کو کم سے کم اور چھوٹا کرنا چاہیے، اور ڈیکپلنگ کیپسیٹر ڈیوائس کے VCC کے جتنا ممکن ہو قریب ہونا چاہیے۔

(4) اعلی تعدد پر کام کرنے والے سرکٹس کے لیے، اجزاء کے درمیان تقسیم شدہ پیرامیٹرز پر غور کیا جانا چاہیے۔ عام طور پر، سرکٹ کو جتنا ممکن ہو متوازی میں ترتیب دیا جانا چاہئے. اس طرح، یہ نہ صرف خوبصورت ہے، بلکہ انسٹال کرنے اور ویلڈ کرنے میں بھی آسان ہے، اور بڑے پیمانے پر پیداوار میں بھی آسان ہے۔

(5) ہر فنکشنل سرکٹ یونٹ کی پوزیشن کو سرکٹ کے بہاؤ کے مطابق ترتیب دیں، تاکہ لے آؤٹ سگنل کی گردش کے لیے آسان ہو، اور سگنل کو اسی سمت میں رکھا جائے۔

(6) ترتیب کا پہلا اصول یہ ہے کہ وائرنگ کی شرح کو یقینی بنایا جائے، ڈیوائس کو حرکت دیتے وقت فلائنگ لیڈز کے کنکشن پر توجہ دیں، اور منسلک آلات کو ایک ساتھ رکھیں۔

(7) سوئچنگ پاور سپلائی کی تابکاری کی مداخلت کو دبانے کے لیے لوپ ایریا کو جتنا ممکن ہو کم کریں۔

پیرامیٹر کی ترتیبات

ملحقہ تاروں کے درمیان فاصلہ برقی حفاظت کے تقاضوں کو پورا کرنے کے قابل ہونا چاہیے، اور آپریشن اور پیداوار کو آسان بنانے کے لیے، فاصلہ زیادہ سے زیادہ چوڑا ہونا چاہیے۔ کم از کم وقفہ کم از کم قابل برداشت وولٹیج کے لیے موزوں ہونا چاہیے۔ جب وائرنگ کی کثافت کم ہوتی ہے تو، سگنل لائنوں کے وقفے کو مناسب طریقے سے بڑھایا جا سکتا ہے۔ اونچی اور نچلی سطحوں کے درمیان بڑے فرق کے ساتھ سگنل لائنوں کے لیے، وقفہ جتنا ممکن ہو چھوٹا ہونا چاہیے اور فاصلہ بڑھانا چاہیے۔ ٹریس سپیسنگ 8mil پر سیٹ کریں۔

پیڈ کے اندرونی سوراخ کے کنارے سے پرنٹ شدہ بورڈ کے کنارے تک کا فاصلہ 1 ملی میٹر سے زیادہ ہونا چاہیے، تاکہ پروسیسنگ کے دوران پیڈ کے نقائص سے بچا جا سکے۔ جب پیڈ سے جڑے نشانات پتلے ہوتے ہیں، تو پیڈ اور نشانات کے درمیان کنکشن کو ڈراپ شکل میں ڈیزائن کیا جانا چاہیے۔ اس کا فائدہ یہ ہے کہ پیڈ کو چھیلنا آسان نہیں ہے، لیکن نشانات اور پیڈ آسانی سے منقطع نہیں ہوتے ہیں۔

وائرنگ

سوئچنگ پاور سپلائی میں ہائی فریکوئنسی سگنلز ہوتے ہیں۔ PC B پر کوئی بھی پرنٹ شدہ لائن اینٹینا کے طور پر کام کر سکتی ہے۔ پرنٹ شدہ لائن کی لمبائی اور چوڑائی اس کی رکاوٹ اور انڈکٹنس کو متاثر کرے گی، اس طرح تعدد ردعمل کو متاثر کرے گا۔ یہاں تک کہ پرنٹ شدہ لائنیں جو ڈی سی سگنلز کو پاس کرتی ہیں وہ ملحقہ پرنٹ شدہ لائنوں سے ریڈیو فریکوئنسی سگنلز کو جوڑ سکتی ہیں اور سرکٹ کے مسائل کا سبب بن سکتی ہیں (اور یہاں تک کہ مداخلت کرنے والے سگنلز کو دوبارہ پھیلائیں)۔ لہٰذا، تمام پرنٹ شدہ لائنیں جو AC کرنٹ سے گزرتی ہیں ان کو ممکنہ حد تک مختصر اور چوڑا ہونے کے لیے ڈیزائن کیا جانا چاہیے، جس کا مطلب ہے کہ پرنٹ شدہ لائنوں اور دیگر پاور لائنوں سے جڑے تمام اجزاء کو بہت قریب رکھا جانا چاہیے۔

طباعت شدہ لائن کی لمبائی انڈکٹنس اور مائبادی کے متناسب ہے جو یہ ظاہر کرتی ہے، جب کہ چوڑائی پرنٹ شدہ لائن کے انڈکٹنس اور رکاوٹ کے الٹا متناسب ہے۔ لمبائی پرنٹ شدہ لائن کے ردعمل کی طول موج کی عکاسی کرتی ہے۔ لمبائی جتنی لمبی ہوگی، اتنی ہی کم فریکوئنسی جس پر پرنٹ شدہ لائن برقی مقناطیسی لہریں بھیج اور وصول کر سکتی ہے، اور یہ زیادہ ریڈیو فریکوئنسی توانائی کو خارج کر سکتی ہے۔ پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کے کرنٹ کے مطابق، لوپ کی مزاحمت کو کم کرنے کے لیے پاور لائن کی چوڑائی بڑھانے کی کوشش کریں۔ اس کے ساتھ ساتھ، پاور لائن اور گراؤنڈ لائن کی سمت کو کرنٹ کی سمت کے مطابق بنائیں، جو شور مخالف صلاحیت کو بڑھانے میں مدد کرتا ہے۔ گراؤنڈنگ سوئچنگ پاور سپلائی کے چار موجودہ لوپس کی نچلی شاخ ہے۔ یہ سرکٹ کے لیے ایک عام حوالہ نقطہ کے طور پر اہم کردار ادا کرتا ہے۔ مداخلت کو کنٹرول کرنے کا یہ ایک اہم طریقہ ہے۔

لہذا، گراؤنڈنگ تار کی جگہ کا تعین احتیاط سے ترتیب میں غور کیا جانا چاہئے. مختلف بنیادوں کو ملانے سے بجلی کی عدم استحکام پیدا ہو جائے گی۔

گراؤنڈ وائر ڈیزائن میں درج ذیل نکات پر توجہ دی جانی چاہیے:

1. صحیح طریقے سے سنگل پوائنٹ گراؤنڈنگ کا انتخاب کریں۔ عام طور پر، فلٹر کیپسیٹر کا مشترکہ ٹرمینل دوسرے گراؤنڈنگ پوائنٹس کو ہائی کرنٹ کے AC گراؤنڈ سے جوڑنے کے لیے واحد کنکشن پوائنٹ ہونا چاہیے۔ اسے اس سطح کے گراؤنڈنگ پوائنٹ سے جوڑا جانا چاہیے، بنیادی طور پر اس بات پر غور کرتے ہوئے کہ سرکٹ کے ہر حصے میں زمین کی طرف واپس آنے والا کرنٹ تبدیل ہو گیا ہے۔ اصل بہتی ہوئی لائن کی رکاوٹ سرکٹ کے ہر حصے کی زمینی صلاحیت میں تبدیلی کا سبب بنے گی اور مداخلت کو متعارف کرائے گی۔ اس سوئچنگ پاور سپلائی میں، اس کی وائرنگ اور آلات کے درمیان انڈکٹنس کا بہت کم اثر ہوتا ہے، اور گراؤنڈنگ سرکٹ کے ذریعے بننے والا گردشی کرنٹ مداخلت پر زیادہ اثر انداز ہوتا ہے۔ گراؤنڈ پن سے جڑے ہوئے، آؤٹ پٹ ریکٹیفائر کرنٹ لوپ کے متعدد اجزاء کی زمینی تاریں متعلقہ فلٹر کیپسیٹرز کے گراؤنڈ پنوں سے بھی جڑی ہوئی ہیں، تاکہ بجلی کی فراہمی زیادہ مستحکم طریقے سے کام کرے اور خود کو پرجوش کرنا آسان نہ ہو۔ دو ڈایڈس یا ایک چھوٹے ریزسٹر کو جوڑیں، درحقیقت اسے تانبے کے ورق کے نسبتاً مرتکز ٹکڑے سے جوڑا جا سکتا ہے۔

2. گراؤنڈنگ تار کو جتنا ممکن ہو گاڑھا کریں۔ اگر گراؤنڈنگ وائر بہت پتلی ہے، تو کرنٹ کی تبدیلی کے ساتھ گراؤنڈ پوٹینشل بدل جائے گا، جس کی وجہ سے الیکٹرانک آلات کی ٹائمنگ سگنل لیول غیر مستحکم ہو جائے گی، اور شور مخالف کارکردگی خراب ہو جائے گی۔ لہذا، اس بات کو یقینی بنانا ضروری ہے کہ ہر بڑے کرنٹ گراؤنڈنگ ٹرمینل میں پرنٹ شدہ تاروں کو جتنا ممکن ہو چھوٹا اور چوڑا استعمال کیا جائے، اور پاور اور زمینی تاروں کی چوڑائی کو جتنا ممکن ہو چوڑا کیا جائے۔ زمینی تاروں کو بجلی کی تاروں سے زیادہ چوڑا بنانا بہتر ہے۔ ان کا رشتہ ہے: زمینی تار “پاور وائر” سگنل تار۔ چوڑائی 3 ملی میٹر سے زیادہ ہونی چاہیے، اور تانبے کی تہہ کے بڑے حصے کو گراؤنڈ وائر کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، اور پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ پر غیر استعمال شدہ جگہوں کو زمینی تار کے طور پر زمین سے جوڑا جاتا ہے۔ عالمی وائرنگ انجام دیتے وقت، درج ذیل اصولوں پر بھی عمل کرنا ضروری ہے:

(1) وائرنگ کی سمت: سولڈرنگ سطح کے نقطہ نظر سے، اجزاء کی ترتیب اسکیمیٹک ڈایاگرام کے ساتھ ممکن حد تک مطابقت پذیر ہونی چاہئے۔ وائرنگ کی سمت سرکٹ ڈایاگرام کی وائرنگ سمت کے مطابق ہونا بہتر ہے، کیونکہ پیداوار کے عمل کے دوران سولڈرنگ کی سطح پر عام طور پر مختلف پیرامیٹرز کی ضرورت ہوتی ہے۔ معائنہ، لہذا یہ پیداوار میں معائنہ، ڈیبگنگ اور اوور ہال کے لیے آسان ہے (نوٹ: سرکٹ کی کارکردگی اور پوری مشین کی تنصیب اور پینل لے آؤٹ کی ضروریات کو پورا کرنے کی بنیاد سے مراد ہے)۔

(2) وائرنگ ڈایاگرام کو ڈیزائن کرتے وقت، وائرنگ کو زیادہ سے زیادہ جھکنا نہیں چاہیے، اور پرنٹ شدہ آرک پر لائن کی چوڑائی اچانک تبدیل نہیں ہونی چاہیے۔ تار کا کونا ≥90 ڈگری ہونا چاہیے، اور لکیریں سادہ اور واضح ہونی چاہئیں۔

(3) پرنٹ شدہ سرکٹ میں کراس سرکٹس کی اجازت نہیں ہے۔ ان لائنوں کے لیے جو کراس ہو سکتی ہیں، آپ مسئلے کو حل کرنے کے لیے “ڈرلنگ” اور “وائنڈنگ” کا استعمال کر سکتے ہیں۔ یعنی، ایک مخصوص لیڈ کو دوسرے ریزسٹرس، کیپسیٹرز، اور ٹرائیوڈ پنوں کے نیچے موجود گیپ کے ذریعے “ڈرل” کرنے دیں، یا کسی خاص لیڈ کے سرے سے “ہوا” چلیں جو کراس ہو سکتی ہے۔ خاص حالات میں، سرکٹ کتنا پیچیدہ ہے، اسے ڈیزائن کو آسان بنانے کی بھی اجازت ہے۔ کراس سرکٹ کا مسئلہ حل کرنے کے لیے تاروں کا استعمال کریں۔ سنگل سائیڈڈ بورڈ کی وجہ سے، ان لائن اجزاء p to p سطح پر واقع ہیں اور سطح کے ماؤنٹ ڈیوائسز نیچے کی سطح پر واقع ہیں۔ لہٰذا، ان لائن ڈیوائسز ترتیب کے دوران سطحی ماؤنٹ ڈیوائسز کے ساتھ اوورلیپ ہوسکتی ہیں، لیکن پیڈز کو اوورلیپ کرنے سے گریز کیا جانا چاہیے۔

3. ان پٹ گراؤنڈ اور آؤٹ پٹ گراؤنڈ یہ سوئچنگ پاور سپلائی ایک کم وولٹیج DC-DC ہے۔ آؤٹ پٹ وولٹیج کو ٹرانسفارمر کے پرائمری تک پہنچانے کے لیے، دونوں اطراف کے سرکٹس کا ایک مشترکہ حوالہ گراؤنڈ ہونا چاہیے، لہٰذا دونوں طرف زمینی تاروں پر تانبے کو بچھانے کے بعد، ان کو ایک ساتھ جوڑ کر مشترکہ گراؤنڈ بنانا چاہیے۔

ایک امتحان

وائرنگ کا ڈیزائن مکمل ہونے کے بعد، یہ احتیاط سے جانچنا ضروری ہے کہ آیا وائرنگ کا ڈیزائن ڈیزائنر کے مقرر کردہ اصولوں کے مطابق ہے، اور ساتھ ہی، یہ تصدیق کرنا بھی ضروری ہے کہ آیا قائم کردہ قواعد پرنٹ شدہ بورڈ پروڈکشن کے عمل کی ضروریات کو پورا کرتے ہیں یا نہیں۔ . عام طور پر، لائنوں اور لائنوں، لائنوں اور اجزاء کے پیڈ، اور لائنوں کو چیک کریں۔ آیا سوراخوں، اجزاء کے پیڈوں اور سوراخوں سے، سوراخوں کے ذریعے اور سوراخوں سے فاصلے مناسب ہیں، اور آیا وہ پیداواری ضروریات کو پورا کرتے ہیں۔ آیا پاور لائن اور گراؤنڈ لائن کی چوڑائی مناسب ہے، اور آیا پی سی بی میں گراؤنڈ لائن کو چوڑا کرنے کی جگہ ہے یا نہیں۔ نوٹ: کچھ غلطیوں کو نظر انداز کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، جب کچھ کنیکٹرز کے آؤٹ لائن کا ایک حصہ بورڈ کے فریم سے باہر رکھا جاتا ہے، تو وقفہ کاری کی جانچ کرتے وقت غلطیاں پیدا ہوں گی۔ اس کے علاوہ، ہر بار جب وائرنگ اور ویاس میں ترمیم کی جاتی ہے، تانبے کو دوبارہ لیپت کرنا ضروری ہے۔