پاور سپلائی ایپلی کیشنز کے لیے ٹرانسفارمر ٹرنز ریشو کا حساب کیسے لگائیں۔

ٹرانسفارمر موڑ کا تناسب ایک بنیادی پیرامیٹر ہے جو پرائمری اور سیکنڈری وائنڈنگز کے درمیان وولٹیج کے تعلق کا تعین کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ پاور سپلائی ایپلی کیشنز کے لیے، تاہم، درست موڑ کے تناسب کا حساب لگانے کے لیے صرف ان پٹ وولٹیج کو آؤٹ پٹ وولٹیج سے تقسیم کرنے سے زیادہ کی ضرورت ہوتی ہے۔

ایک روایتی ٹرانسفارمر میں، وولٹیج کا تناسب براہ راست سمیٹنے والے موڑ کے تناسب سے متعلق ہوتا ہے۔ سوئچنگ پاور سپلائی میں، حتمی ٹرانسفارمر ڈیزائن کنورٹر ٹوپولوجی، سوئچنگ فریکوئنسی، ڈیوٹی سائیکل، ویوفارم، رییکٹیفیکیشن طریقہ، مقناطیسی کور، اور آپریٹنگ وولٹیج کی حد پر بھی منحصر ہوتا ہے۔

ہائی فریکوئنسی ٹرانسفارمر یا سوئچنگ پاور سپلائی ٹرانسفارمر کے ساتھ کام کرنے والے انجینئرز اور OEM خریداروں کے لیے، ان تعلقات کو سمجھنا ٹرانسفارمر کے انتخاب اور اپنی مرضی کے مطابق ترقی کو زیادہ موثر بنا سکتا ہے۔

1. ٹرانسفارمر موڑ کا تناسب کیا ہے؟

ٹرانسفارمر موڑ کا تناسب بنیادی وائنڈنگ پر موڑ کی تعداد اور سیکنڈری وائنڈنگ پر موڑ کی تعداد کے درمیان تعلق کو بیان کرتا ہے۔

ایک مثالی ٹرانسفارمر کے لیے:

Vp / بمقابلہ=Np / Ns

کہاں:

Vp=بنیادی وولٹیج

بمقابلہ=سیکنڈری وولٹیج

Np=بنیادی موڑ

NS=ثانوی موڑ

مثال کے طور پر، اگر بنیادی وولٹیج 400 V ہے اور مطلوبہ ثانوی وولٹیج 40 V ہے:

400 / 40 = 10

بنیادی بنیادی-سے-ثانوی موڑ کا تناسب اس لیے ہے:

Np : Ns=10 : 1

یہ حساب وولٹیج کا بنیادی تعلق فراہم کرتا ہے۔ یہ بذات خود ایک عملی پاور سپلائی ٹرانسفارمر کے حتمی وائنڈنگ ڈیزائن کا تعین نہیں کرتا ہے۔

2. بنیادی موڑ کے تناسب کا حساب کیسے لگائیں۔

سب سے آسان حساب پرائمری اور سیکنڈری وولٹیج پر مبنی ہے۔

موڑ کا تناسب=بنیادی وولٹیج / سیکنڈری وولٹیج

مثال کے طور پر، اس کے ساتھ ایک ٹرانسفارمر پر غور کریں:

بنیادی وولٹیج: 240 V

سیکنڈری وولٹیج: 24 V

بنیادی موڑ کا تناسب یہ ہے:

240 / 24 = 10

لہذا:

Np : Ns=10 : 1

اگر پرائمری وائنڈنگ میں 200 موڑ ہوتے ہیں تو نظریاتی ثانوی وائنڈنگ میں شامل ہوں گے:

200 / 10=20 موڑ

یہ ایک مثالی ٹرانسفارمر کیلکولیشن کے طور پر مناسب ہے۔

ایک حقیقی ٹرانسفارمر کے لیے، مینوفیکچرر کو نقصانات، آپریٹنگ حالات، مقناطیسی بہاؤ، وائنڈنگ کرنٹ، اور مخصوص پاور سپلائی سرکٹ کا مزید جائزہ لینا چاہیے۔

3. سوئچنگ پاور سپلائیز میں بنیادی-سے-ثانوی موڑ کا تناسب

ایک سوئچنگ پاور سپلائی ٹرانسفارمر روایتی مینز-فریکوئنسی ٹرانسفارمر سے مختلف طریقے سے کام کرتا ہے۔

ٹرانسفارمر عام طور پر سیمی کنڈکٹر سوئچنگ سرکٹ کے ذریعہ تیار کردہ ایک سوئچ شدہ لہر کے ذریعہ چلایا جاتا ہے۔ پرائمری وائنڈنگ پر لگائی جانے والی وولٹیج کا انحصار پاور سپلائی ٹوپولوجی اور سوئچنگ کے حالات پر ہوتا ہے۔

عام ٹوپولوجی میں شامل ہیں:

فلائی بیک

آگے

دبائیں-کھینچیں۔

آدھا-پل

مکمل-پل

چونکہ یہ ٹوپولاجز توانائی کو مختلف طریقے سے منتقل کرتے ہیں، ان پٹ وولٹیج، آؤٹ پٹ وولٹیج، ڈیوٹی سائیکل، اور ٹرانسفارمر موڑ کے تناسب کے درمیان تعلق بھی مختلف ہے۔

یہی وجہ ہے کہ مندرجہ ذیل حساب کتاب ہے:

ان پٹ وولٹیج / آؤٹ پٹ وولٹیج

ہر سوئچنگ پاور سپلائی کے لیے حتمی ڈیزائن مساوات کے بجائے ایک نقطہ آغاز کے طور پر سمجھا جانا چاہیے۔

4. ڈیوٹی سائیکل ٹرنز ریشو کو کیوں متاثر کرتا ہے۔

بہت سے PWM پاور سپلائیز میں، آؤٹ پٹ وولٹیج کو سوئچنگ ڈیوٹی سائیکل کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔

ڈیوٹی سائیکل ہر سوئچنگ مدت کے فیصد کی نمائندگی کرتا ہے جس کے دوران سوئچنگ سرکٹ ٹرانسفارمر پر توانائی کا اطلاق کرتا ہے۔

ایک آسان کنورٹر رشتہ کے لیے، آؤٹ پٹ وولٹیج کا تعلق ان پٹ وولٹیج، ڈیوٹی سائیکل، اور موڑ کے تناسب سے ہو سکتا ہے۔

ایک نمائندہ تعلقات کا اظہار اس طرح کیا جا سکتا ہے:

Vout ≈ Vin × D × (Ns / Np)

کہاں:

Vout=آؤٹ پٹ وولٹیج

Vin=متعلقہ سوئچنگ-اسٹیج ان پٹ وولٹیج

ڈی=ڈیوٹی سائیکل

Ns/Np=ثانوی-سے-بنیادی موڑ کا تناسب

اصل مساوات کنورٹر ٹوپولوجی اور سرکٹ کی ترتیب پر منحصر ہے۔

اس وجہ سے، ٹرانسفارمر بنانے والے کو حتمی موڑ کے تناسب کا تعین کرنے سے پہلے پاور سپلائی ٹوپولوجی کو جاننے کی ضرورت ہے۔

5. ان پٹ وولٹیج کی حد پر غور کیا جانا چاہیے۔

صرف برائے نام ان پٹ وولٹیج کا استعمال ایک غیر موزوں ٹرانسفارمر ڈیزائن کا باعث بن سکتا ہے۔

مثال کے طور پر، ایک سوئچنگ پاور سپلائی اس سے کام کر سکتی ہے:

300–400 V DC

ایک مقررہ وولٹیج کے بجائے۔

ٹرانسفارمر کو ضروری آؤٹ پٹ وولٹیج کو برقرار رکھتے ہوئے اور ضرورت سے زیادہ مقناطیسی بہاؤ سے گریز کرتے ہوئے اس رینج میں صحیح طریقے سے کام کرنا چاہیے۔

اپنی مرضی کے مطابق ٹرانسفارمر تیار کرتے وقت، فراہم کریں:

کم از کم ان پٹ وولٹیج

برائے نام ان پٹ وولٹیج

زیادہ سے زیادہ ان پٹ وولٹیج

زیادہ سے زیادہ ڈیوٹی سائیکل

سوئچنگ فریکوئنسی

مطلوبہ آؤٹ پٹ وولٹیج

آؤٹ پٹ کرنٹ

موڑ کا تناسب ایک برائے نام قدر کے بجائے مکمل آپریٹنگ رینج سے جانچا جانا چاہئے۔

6. آؤٹ پٹ وولٹیج ہمیشہ ٹرانسفارمر سیکنڈری وولٹیج کے برابر نہیں ہوتا ہے۔

یہ ٹرانسفارمر موڑ کے تناسب کے حساب کتاب میں سب سے عام غلطیوں میں سے ایک ہے۔

فرض کریں کہ پاور سپلائی کو ریگولیٹڈ 12 V DC آؤٹ پٹ کی ضرورت ہے۔

اس کا لازمی مطلب یہ نہیں ہے کہ ٹرانسفارمر سیکنڈری وائنڈنگ کو صرف 12 V کے لیے ڈیزائن کیا جانا چاہیے۔

ٹرانسفارمر اور فائنل ڈی سی آؤٹ پٹ کے درمیان، سرکٹ میں شامل ہوسکتا ہے:

ریکٹیفائر ڈایڈس

ہم وقت ساز اصلاح

آؤٹ پٹ انڈکٹرز

Capacitors

وولٹیج ریگولیشن سرکٹری

پی سی بی کنڈکٹرز

یہ اجزاء لوڈ کو فراہم کردہ اصل وولٹیج کو متاثر کرتے ہیں۔

اس لیے ٹرانسفارمر سیکنڈری وولٹیج کو مکمل پاور سپلائی سرکٹ کے مطابق طے کرنے کی ضرورت ہے۔

حسب ضرورت ہائی فریکوئنسی ٹرانسفارمر کے لیے، مینوفیکچرر کو صرف حتمی DC آؤٹ پٹ وولٹیج کے بجائے اصل ثانوی-سائیڈ کی ضروریات حاصل کرنی چاہئیں۔

7. وولٹیج کے قطرے عملی موڑ کے تناسب کو متاثر کرتے ہیں۔

ایک مثالی ٹرانسفارمر میں بجلی کا کوئی نقصان نہیں ہوتا ہے۔ ایک حقیقی ٹرانسفارمر کرتا ہے۔

وولٹیج کے قطرے کا نتیجہ ہو سکتا ہے:

بنیادی سمیٹ مزاحمت

ثانوی سمیٹ مزاحمت

ریکٹیفائر وولٹیج ڈراپ

رساو inductance

سوئچنگ-آلہ کے نقصانات

پی سی بی مزاحمت

کنورٹر کے دیگر نقصانات

مثال کے طور پر، اگر فائنل آؤٹ پٹ 24 V پر بوجھ کے تحت رہنا چاہیے، تو ٹرانسفارمر کو ایک ثانوی وولٹیج فراہم کرنے کی ضرورت پڑ سکتی ہے جو باقی سرکٹ میں وولٹیج کے نقصانات کی تلافی کرتا ہے۔

معاوضے کی رقم بجلی کی فراہمی کے ڈیزائن اور لوڈ کے حالات پر منحصر ہے۔

لہذا، حقیقی موڑ کا تناسب مکمل برقی راستے پر غور کرنے کے بعد قائم کیا جانا چاہئے.

8. موڑ کا تناسب اور مقناطیسی کور ڈیزائن

موڑ کا تناسب وائنڈنگز کے درمیان وولٹیج کے تعلق کا تعین کرتا ہے، لیکن موڑ کی مطلق تعداد بھی مقناطیسی کور کے ساتھ ہم آہنگ ہونی چاہیے۔

ہائی فریکوئنسی ٹرانسفارمر کے لیے، بنیادی موڑ اس سے متاثر ہوتے ہیں:

لاگو وولٹیج

سوئچنگ فریکوئنسی

زیادہ سے زیادہ ڈیوٹی سائیکل

کور کراس-سیکشنل ایریا

بنیادی مواد

زیادہ سے زیادہ بہاؤ کثافت

سوئچنگ ویوفارم

بہت کم بنیادی موڑ بہت زیادہ مقناطیسی بہاؤ کا باعث بن سکتے ہیں اور ممکنہ طور پر کور کو سنترپتی کی طرف لے جا سکتے ہیں۔

بہت زیادہ موڑ سمیٹنے کی لمبائی، تانبے کے نقصان، رساو انڈکٹنس، اور ٹرانسفارمر کے سائز کو بڑھا سکتے ہیں۔

لہذا، ٹرانسفارمر ڈیزائن دونوں کی ضرورت ہے:

درست موڑ کا تناسب

اور

موڑ کی صحیح مطلق تعداد۔

یہ متعلقہ ہیں، لیکن وہ ایک ہی ڈیزائن پیرامیٹر نہیں ہیں۔

9. موڑ کا تناسب بھی موجودہ رشتہ کا تعین کرتا ہے۔

ٹرانسفارمر موڑ کا تناسب کرنٹ اور وولٹیج سے متعلق ہے۔

ایک مثالی ٹرانسفارمر کے لیے:

Ip / Is=Ns / Np

کہاں:

آئی پی=بنیادی کرنٹ

ثانوی موجودہ=ہے۔

Np=بنیادی موڑ

NS=ثانوی موڑ

اس کا مطلب یہ ہے کہ جب وولٹیج کو کم کیا جاتا ہے تو، ثانوی سائیڈ عام طور پر اسی منتقل شدہ پاور کے لیے زیادہ کرنٹ لے جاتی ہے۔

اس کا براہ راست اثر ٹرانسفارمر وائنڈنگ ڈیزائن پر پڑتا ہے۔

مینوفیکچرر کو اصل کرنٹ کے مطابق مناسب موصل کے طول و عرض اور سمیٹنے کے انتظامات کا انتخاب کرنا چاہیے۔

ہائی-موجودہ سیکنڈری وائنڈنگز کے لیے، ڈیزائن کی ضرورت ہو سکتی ہے:

بڑے کنڈکٹر

متعدد متوازی تاریں۔

مناسب سمیٹنے والی پرتیں۔

سمیٹنے کے خصوصی انتظامات

لہذا، موڑ کا تناسب ہمیشہ طاقت اور موجودہ ضروریات کے ساتھ مل کر سمجھا جانا چاہئے.

10. مثال: بجلی کی فراہمی کے لیے موڑ کے تناسب کا حساب لگانا

اس کے ساتھ ایک آسان سوئچنگ پاور سپلائی پر غور کریں:

ڈی سی ان پٹ: 320 وی

مطلوبہ آؤٹ پٹ: 24 وی

سوئچنگ ٹوپولوجی: آدھا-پل

تقریبا ڈیوٹی سائیکل: 50%

ایک سادہ وولٹیج کا موازنہ دیتا ہے:

320 / 24 = 13.33

تاہم، آدھے-برج آپریشن پر غور کیے بغیر فوری طور پر 13.33:1 ٹرانسفارمر کا تناسب بتانا غلط ہوگا۔

اصل میں ٹرانسفارمر پرائمری پر لاگو ہونے والا وولٹیج، ڈیوٹی سائیکل، اصلاح کا طریقہ، وولٹیج کے نقصانات، اور ریگولیشن رینج سبھی حتمی ڈیزائن کو متاثر کرتے ہیں۔

اس لیے ٹرانسفارمر مینوفیکچرر اس بات کا تعین کرنے کے لیے بجلی کی فراہمی کی مکمل تفصیلات کا استعمال کرے گا:

مناسب کور

بنیادی موڑ

ثانوی موڑ

موڑ کا تناسب

تار کا سائز

سمیٹنے کا انتظام

موصلیت کا ڈھانچہ

متوقع درجہ حرارت میں اضافہ

یہی وجہ ہے کہ کسٹم ٹرانسفارمر کی ترقی کو اصل کنورٹر ڈیزائن کے ساتھ مل کر انجام دیا جانا چاہیے۔

11. کامن ٹرانسفارمر ریشو کیلکولیشن کی غلطیاں بدلتا ہے۔

غلطی 1: ان پٹ وولٹیج ÷ آؤٹ پٹ وولٹیج کو حتمی تناسب کے طور پر استعمال کرنا

یہ ایک مثالی نقطہ آغاز کے طور پر کام کرتا ہے لیکن کئی سوئچنگ پاور سپلائی ایپلی کیشنز کے لیے کافی نہیں ہے۔

غلطی 2: کنورٹر ٹوپولوجی کو نظر انداز کرنا

فلائی بیک، فارورڈ، آدھا-پل، اور مکمل-برج کنورٹرز میں مختلف وولٹیج اور توانائی-منتقلی تعلقات ہوتے ہیں۔

غلطی 3: ڈیوٹی سائیکل کو نظر انداز کرنا

PWM کنٹرول ٹرانسفارمر کے ذریعے فراہم کردہ موثر وولٹیج اور توانائی کو تبدیل کرتا ہے۔

غلطی 4: ثانوی وولٹیج کے ساتھ ڈی سی آؤٹ پٹ کو الجھانا

حتمی ریگولیٹڈ DC وولٹیج مطلوبہ ٹرانسفارمر سیکنڈری وولٹیج سے مختلف ہو سکتا ہے کیونکہ اصلاح اور سرکٹ کے دیگر نقصانات۔

غلطی 5: کور فلوکس کو چیک کیے بغیر موڑ کا تناسب منتخب کرنا

صحیح وولٹیج کا تناسب اب بھی ضرورت سے زیادہ بہاؤ کثافت کا باعث بن سکتا ہے اگر بنیادی موڑ کی مطلق تعداد بہت کم ہو۔

غلطی 6: وائنڈنگ کرنٹ کو نظر انداز کرنا

وائنڈنگ کنڈکٹر کو حقیقی RMS اور پاور سپلائی سے پیدا ہونے والے چوٹی کرنٹ کو سنبھالنے کے قابل ہونا چاہیے۔

12. آپ کو کسٹم ٹرانسفارمر بنانے والے کو کیا معلومات دینی چاہیے؟

بجلی کی فراہمی کے لیے حسب ضرورت ٹرانسفارمر کی درخواست کرتے وقت، مکمل تکنیکی معلومات فراہم کرنے سے مینوفیکچرر کو ڈیزائن کا صحیح اندازہ لگانے میں مدد ملتی ہے۔

OEM پروجیکٹس کے لیے، یہ پیرامیٹرز ہائی فریکوئنسی ٹرانسفارمر بنانے والے کو نامکمل وولٹیج تصریحات پر انحصار کرنے کے بجائے مقناطیسی اور وائنڈنگ ڈیزائن کا جائزہ لینے کے لیے کافی معلومات فراہم کرتے ہیں۔

13. آپ کو ٹرانسفارمر بنانے والے کے ساتھ کب کام کرنا چاہیے؟

معیاری ٹرانسفارمر موزوں ہو سکتا ہے جب وولٹیج، پاور، فریکوئنسی، طول و عرض، اور بڑھتے ہوئے تقاضے پہلے سے موجود ڈیزائن سے مماثل ہوں۔

تاہم، OEM آلات کے لیے، ٹرانسفارمر کو اصل بجلی کی فراہمی کے ارد گرد اپنی مرضی کے مطابق کرنے کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔

ایک اپنی مرضی کے مطابق ٹرانسفارمر بنانے والا اندازہ کر سکتا ہے:

مقناطیسی کور کا انتخاب

پرائمری اور سیکنڈری موڑ

سمیٹنے والا ڈھانچہ

تار کا انتخاب

موصلیت

رساو inductance

درجہ حرارت میں اضافہ

مکینیکل ابعاد

پیداوار کی فزیبلٹی

یہ خاص طور پر اہم ہے جب ٹرانسفارمر کو ایک مخصوص پی سی بی فٹ ہونا چاہیے یا ایک متعین کارکردگی اور درجہ حرارت کی حد میں کام کرنا چاہیے۔

نتیجہ

ٹرانسفارمر موڑ کے تناسب کا حساب لگانا پرائمری اور سیکنڈری وولٹیج کے درمیان تعلق سے شروع ہوتا ہے:

Vp / بمقابلہ=Np / Ns

لیکن یہ مثالی تعلق ایک عملی پاور سپلائی ٹرانسفارمر کے لیے صرف نقطہ آغاز ہے۔

سوئچنگ ایپلی کیشنز کے لیے، حتمی ڈیزائن میں کنورٹر ٹوپولوجی، ڈیوٹی سائیکل، ان پٹ وولٹیج کی حد، اصلاح، وولٹیج کے نقصانات، سوئچنگ فریکوئنسی، مقناطیسی کور، بہاؤ کی کثافت، وائنڈنگ کرنٹ، اور تھرمل حالات پر بھی غور کرنا چاہیے۔

ہائی فریکوئنسی ٹرانسفارمر کے لیے، درست موڑ کا تناسب اور موڑ کی مطلق تعداد کو ایک ساتھ تیار کیا جانا چاہیے۔ ایک مناسب ڈیزائن کو مقناطیسی بہاؤ، سمیٹنے کے نقصانات، درجہ حرارت میں اضافے، اور مجموعی طول و عرض کو درخواست کی ضروریات کے اندر رکھتے ہوئے مطلوبہ وولٹیج کی تبدیلی فراہم کرنی چاہیے۔

OEM اور حسب ضرورت پاور سپلائی پروجیکٹس کے لیے، ٹرانسفارمر بنانے والے کو مکمل برقی اور مکینیکل وضاحتیں فراہم کرنا مناسب پرائمری اور سیکنڈری وائنڈنگ ڈیزائن کا تعین کرنے کا سب سے قابل اعتماد طریقہ ہے۔

کلیدی ٹیک ویز

ٹرانسفارمر موڑ کے تناسب کا حساب لگاتے وقت، ہمیشہ غور کریں:

• پرائمری اور سیکنڈری وولٹیج
• ان پٹ وولٹیج کی حد
• کنورٹر ٹوپولوجی
• ڈیوٹی سائیکل
• سوئچنگ فریکوئنسی
• اصلاح کا طریقہ
• وولٹیج میں کمی اور سرکٹ کے نقصانات
• مقناطیسی کور اور بہاؤ کثافت
• پرائمری اور سیکنڈری کرنٹ
• موصلیت اور تھرمل ضروریات

موڑ کا تناسب بنیادی وولٹیج کا رشتہ قائم کرتا ہے، لیکن مکمل ٹرانسفارمر ڈیزائن اس بات کا تعین کرتا ہے کہ آیا یہ جزو بجلی کی فراہمی میں واقعی قابل اعتماد کارکردگی کا مظاہرہ کرے گا۔