ہیلو، سب، میں نے اپنے مضامین کو کافی عرصے سے اپ ڈیٹ نہیں کیا ہے۔ ایک طرف، میں اپنے کام میں مصروف ہوں، اور میں واقعی سست ہوں۔ اعداد و شمار کے مطابق، میں روزانہ کام کے بعد اپنے موبائل فون پر جو اوسط وقت گزارتا ہوں وہ تقریباً دو گھنٹے ہے۔ یہ ایک افسوس کی بات ہے. ایک مثبت اور پرعزم نوجوان کے طور پر، میں خود کو اس طرح نیچے جانے کی اجازت کیسے دے سکتا ہوں؟ اس لیے میں نے اپنا موبائل فون چھوڑ دیا اور سائنس کے مشہور مضامین کرتا رہا!

یہمدتآئیے ایک چیٹ کرتے ہیںIGBTطاقت کو ضائع کریں، اکثر دوستوں سے پوچھتے سنتے ہیں۔IGBTزیادہ سے زیادہ کرنٹ کیا ہے جو چل سکتا ہے؟ سوئچنگ فریکوئنسی کتنی زیادہ ہو سکتی ہے؟ دراصل، ہاں۔IGBTجو کوئی بھی درخواست کے بارے میں کچھ جانتا ہے اسے معلوم ہونا چاہیے کہ ان مسائل کے درست اور مقداری نتائج دینے کا کوئی طریقہ نہیں ہے۔IGBTڈیوائس کی سوئچنگ فریکوئنسی اور آؤٹ پٹ کرنٹ بنیادی طور پر ڈیوائس کی گرمی کی کھپت پر منحصر ہے۔ جب تک گرمی کی کھپت کافی اچھی ہے، ڈالوIGBTپیدا ہونے والی حرارت کو وقت پر چھین لیا جا سکتا ہے، پھر آپ کر سکتے ہیں۔"Overclockingپاور مینوفیکچررز کچھ ٹیوبوں کو فاسٹ ٹیوبز کہنے کی وجہ یہ ہے کہ وہ آپٹمائزڈ ہیں۔IGBTسوئچنگ کی رفتار سوئچنگ نقصان کو کم کرتی ہے۔کہIGBTآپریشن کے دوران گرمی کی کھپت کی بجلی کی کھپت کیا ہے؟ہوسکتا ہے کہ آپ کے پاس بہت بدیہی تصور نہ ہو۔ آج، ہم کچھ گھریلو آلات کو یکجا کریں گے اورIGBTبجلی کی کھپت کے افقی موازنہ پر ایک نظر ڈالیں۔

سب سے پہلے، آئی جی بی ٹی کے نقصان کا مختصر تعارف کرائیں۔IGBTنقصان بنیادی طور پر تقسیم کیا جاتا ہےسوئچنگ نقصان اور ترسیل کا نقصاندو حصے۔ سوئچنگ نقصانات میں تقسیم ہیں۔ٹرن آن نقصان اور ٹرن آف نقصان，کیونکہ IGBT کی زیادہ تر ایپلی کیشنز ہیں۔دلکش بوجھ， آن کرنے کے عمل میں، کلیکٹر کرنٹ پہلے بڑھتا ہے، اور پھر وولٹیج گرتا ہے۔ اس کے برعکس، ٹرن آف عارضی حالت کے لیے، IGBT کا کلیکٹر وولٹیج پہلے بنتا ہے، اور پھر کرنٹ گرتا ہے، تاکہIGBTسوئچنگ کا عمل، وولٹیج اور کرنٹ ہوگا۔اوور لیپنگ حصہ，اس عمل میں، وولٹیج اور کرنٹ دونوں مثبت ہیں، اور ان سے ضرب کی جانے والی طاقت بھی مثبت ہے، لہذا یہتوانائی کی رہائیاگرچہ IGBT ایک پاور الیکٹرانک سوئچ ہے، لیکن یہ کنڈکٹ کرتے وقت مکینیکل سوئچ سے مختلف ہے، اور کئی وولٹ کا وولٹیج ڈراپ ہوگا، اس لیے یہ ایک خاص نقصان بھی پیدا کرے گا، جسے کنڈکشن نقصان کہا جاتا ہے۔

زیادہ تر صنعتی ایپلی کیشنز کے لیے،IGBTاندر ایک ڈائیوڈ ہوگا۔ اگرچہ ڈایڈڈ ایک غیر فعال آلہ ہے، کیونکہ اس کے ساتھ والا دوست ایک سوئچنگ ڈیوائس ہے، وہ نہیں کر سکتا اور نہیں کر سکتا۔دوسروں کا خیال کیے بغیر اپنی اخلاقی ترقی پر توجہ دیں۔ہے.IGBT کتنی تیزی سے آن ہوتا ہے، کتنی تیزی سے خود کو آف کرتا ہے۔تاہم، فطری مادی خصوصیات اس بات کا تعین کرتی ہیں کہ آپ کے پاس اس وقت بند کرنے کی صلاحیت نہیں ہے، تاکہ ڈایڈڈ ایک ہی وقت میں ریورس وولٹیج اور ریورس کرنٹ کو ایک ہی وقت میں برداشت کر لے۔ اس وقت، دونوں کی ضرب کی طاقت مثبت ہے، لہذا اسے بھی توانائی جاری کرنے کی ضرورت ہے. ڈائیوڈ کا فارورڈ آن ہونے سے بھی کچھ نقصان ہوگا، لیکن یہ ٹرن آف نقصان سے چھوٹا ہے، اس لیے ڈائیوڈ کے سوئچنگ نقصان سے مراد بنیادی طور پر ٹرن آف نقصان ہے۔ ایک ہی وقت میں، ریورس ٹرن آف کے لیے ایک مخصوص ریکوری وقت کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے ڈائیوڈ کے سوئچنگ نقصان کو ریورس ریکوری نقصان بھی کہا جاتا ہے۔ ڈایڈس کا مجموعہIGBTاسی طرح، اگرچہ براہ راست وولٹیج کو کم کرنے کے لیے کنڈکٹنس ماڈیولیشن کا طریقہ اپنایا جاتا ہے، پھر بھی1-2Vہائی کرنٹ کے تحت ڈائیوڈ کے فارورڈ وولٹیج ڈراپ کو نظر انداز نہیں کیا جا سکتا، جو کہ ڈایڈڈ کی ترسیل کا نقصان ہے۔ ڈائیوڈز کے بارے میں سوچنا آسان نہیں ہے، نہ صرف ان کے ساتھ والے بڑے بھائی کے دباؤ میں، بلکہ نئے مواد کے ذریعے بھی۔ایس سیڈایڈڈ کی تبدیلی کا خطرہ ظاہر کرتا ہے کہ ڈایڈڈ کی کمپریشن مزاحمت بھی غیر معمولی ہے۔ . . یہ تھوڑا سا موضوع سے ہٹ کر ہے۔ چلو۔ . .

آئی جی بی ٹی سوئچنگ نقصان کو جاننے کے بعد، آئیے اسے دوبارہ دیکھتے ہیں۔IGBTنقصان کا حساب، یہاں لاؤ گینگ آپ کو ایک شاندار الگورتھم دکھانا چاہتا ہے، مقصد یہ ہے کہ سب سے پہلےIGBTکھپتاور طاقت اور توانائیرشتے کی گہری سمجھ ہے۔ یہاں، ہم ایک سادہ وضاحت کے لیے Infineon کے 1700V 1400A ماڈیول کو مثال کے طور پر لیتے ہیں، جس کے ماڈل نمبر کے ساتھFF1400R17IP4۔ماضی کے مواد کو پڑھنے والے چھوٹے دوست لاؤ گینگ سے پوچھ سکتے ہیں کہ آپ ہمیشہ اس پائپ کو مثال کے طور پر کیوں لیتے ہیں۔ ایک لفظ یاد رکھیں، میں ہائی پاور میں مصروف ہوں، اور سب سے پہلی چیز جس سے میرا رابطہ ہوا وہ یہ ماڈیول ہے۔ مجھے اس ماڈیول کے لیے گہرے احساسات ہیں۔ آئیے اس ماڈیول کے سوئچنگ نقصان اور کرنٹ کے درمیان متعلقہ تعلق پر ایک نظر ڈالتے ہیں، جیسا کہ درج ذیل تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ جیسے جیسے کرنٹ بڑھتا ہے۔IGBTسوئچنگ نقصان بڑا ہو جاتا ہے، اور نقصان کا تعلق درجہ حرارت سے بھی ہوتا ہے۔ سے متعلق1400Aماڈیول، اچھی گرمی کی کھپت کے ساتھ، چل سکتا ہے800A، تو پھر شروع کرتے ہیں۔800Aمثال کے طور پر، مندرجہ بالا اعداد و شمار سے معلوم کرنا مشکل نہیں ہے.IGBTمیں125℃ 800Aہر موڑ پر نقصان کے موجودہ کے تحت ہے280 ایم جےیونٹ بھی ہو سکتا ہے۔mWs，ٹرن آف نقصان ہے۔420 ایم جے，پھر فی وقت کل سوئچنگ نقصان ہے۔700 ایم جےفرض کریںIGBTکی سوئچنگ فریکوئنسی ہے۔2kHz،IGBT کا 1s 700mJ *2000= 1400J حرارت پیدا کرے گا، جو کہ ایک گھنٹے میں استعمال ہونے والی 1.4 kWh بجلی کے برابر ہے۔ وہ 1s نسل1400Jبرقی آلات کی کتنی طاقت کے برابر؟ سادہ تبدیلی کے بعد، یہ a کے برابر ہو سکتا ہے۔1400Wبوڑھے گینگ نے گھریلو سامان کے ارد گرد دیکھا، گرم پانی کی کیتلی بھاپتی ہوئی پائی، اور مشہور برانڈ کو دیکھا۔1500Wاتفاق سے، یہ ماڈیول کی بجلی کی کھپت کی طرح ہے۔

کچھ دوست کہہ سکتے ہیں کہ آپ بہت غیر پیشہ ور ہیں۔ آپ ایسے کیسے کر سکتے ہیں؟ ہاں، مندرجہ بالا حساب واقعی بے معنی ہے، کیونکہ یہ عملی استعمال سے الگ ہے، اور ساتھ ہی، اس میں ترسیل کے نقصان، ڈائیوڈ کے نقصان وغیرہ کو بھی مدنظر نہیں رکھا جاتا ہے۔ لاؤ گینگ کا بنیادی مقصد سائنس کو سب کے لیے مقبول بنانا ہے۔اور طاقت اور توانائیفرق، جب تک آپ محسوس کرتے ہیں کہ حاصل کرنے کے لئے کچھ ہے. حقیقت میںIGBTنقصان کے حساب کتاب کا فارمولا پیچیدہ ہے، جس کا تعلق سرکٹ ٹوپولوجی، پاور فیکٹر،PWMماڈیولیشن اور اسی طرح. حساب کتاب کے تفصیلی فارمولوں کے لیے بہت سے آن لائن وسائل موجود ہیں۔ آپ انہیں خود تلاش کر سکتے ہیں، اور ان میں سے زیادہ تر انفینیون کی دستاویز سے ہیں“۔Infineon IGBT ماڈیولز کے نقصان اور تھرمل حساب کے لیے طول و عرض پروگرام IPOSIMاگر آپ اسے نہیں ڈھونڈ سکتے ہیں تو آپ لاؤ گینگ سے بھی رابطہ کر سکتے ہیں۔ رابطے کی معلومات ماضی میں دستیاب رہی ہیں۔ درج ذیل Infineon کی بنیاد پر ہے۔آئیپوسمنقلی سافٹ ویئر عام طور پر دو طریقوں سے استعمال ہوتا ہے۔IGBTانورٹر پاور کی کھپت کی مثال کے لیے، ایک نظر ڈالیں۔IGBTکام کرتے وقت کتنا بڑا نقصان ہوتا ہے؟

اب جب کہ نئی توانائی والی برقی گاڑیاں بہت مشہور ہیں، آئیے مثال کے طور پر Infineon HP Drive ماڈیول FS820R08A6P2B کو لیں۔ یہ 6 یونٹ آٹوموٹو پاور ماڈیول ہے۔ نئی توانائی میں مصروف دوستوں کے مطابق، یہ ماڈیول Weilai، Geely اور GM Buick میں استعمال ہوتا ہے، اور یہ ایک سٹار پروڈکٹ ہے۔ اس ماڈیول کا ریٹیڈ وولٹیج 750V ہے، کرنٹ 820A ہے، اور اندر 6 IGBT ہیں۔ اس ماڈیول سے بنے ڈرائیور کی آؤٹ پٹ پاور 200kW تک پہنچ سکتی ہے، جو کہ مسافر کاروں میں استعمال ہونے پر بالکل فائدہ مند ہے۔ ماڈیول کی تصویر اور اندرونی سرکٹ کو مندرجہ ذیل شکل میں دکھایا گیا ہے:

Infineon IPOSIM سادہ پاور سمولیشن کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ 400V کی بیٹری وولٹیج، 500A کے آؤٹ پٹ سرکٹ اور 8kHz کی سوئچنگ فریکوئنسی کی شرائط کے تحت، ایک IGBT کی ڈسپیپشن پاور 500W ہے، اور پورے ماڈیول کی تقریباً 3000W W ہے۔ گینگ نے دوبارہ گھریلو سامان کے ارد گرد دیکھا، اور پتہ چلا کہ نہانے کے لیے واٹر ہیٹر کی طاقت صرف 3000W W ہے۔ کیا اتفاق ہے۔ اس وقت، کچھ دوست ضرور ہوں گے جو کہیں گے، لاؤ گینگ، تم اتنا حساب کیسے کر سکتے ہو؟ ہاہاہا، تم جانتے ہو۔ . . یہ تصور کرنا مشکل ہے کہ ہتھیلی کے سائز کا ایسا ماڈیول کام کرتے وقت اتنی زیادہ بجلی کی کھپت پیدا کر سکتا ہے۔

مندرجہ بالا ماڈیول کی گرمی کی کھپت کی طاقت چھوٹی نہیں ہے. آئیے ایک بڑا ماڈیول بنائیں، اور مثال کے طور پر درمیانے وولٹیج 3300V ہائی پاور تھری لیول انورٹر کو مثال کے طور پر لیں۔ انورٹر 4500 A کے آؤٹ پٹ کرنٹ کے ساتھ 1200AV 500A IHV پیکیج ماڈیول کو اپناتا ہے۔ تین سطحوں کے لیے کل 12 IGBT ماڈیولز اور 6 diodes کی ضرورت ہے، جیسا کہ درج ذیل تصویر میں دکھایا گیا ہے:

نصف بس وولٹیج پر2800V، آؤٹ پٹ کرنٹ500Aسوئچنگ فریکوئنسی1kHzکا نقلی ڈیٹا ذیل میں دکھایا گیا ہے، اور یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ تین سطحی بیرونی ٹیوب کا سوئچنگ نقصان قریب ہے۔2500W，ٹیوب کے سوئچنگ نقصان صرف ہے740W， یہ بنیادی طور پر انورٹر کے کام کرنے کی حالت سے متعلق ہے۔ بعد میں جب آپ کو موقع ملے تو آپ اس موضوع پر خصوصی طور پر بات کر سکتے ہیں، اس لیے میں اس شمارے میں اس پر بات نہیں کروں گا۔

سادہ حساب کے بعد، ایک تین سطحی برج بازو کی کل بجلی کی کھپت 8,400 W ہے، اور ان تینوں مراحل کی کل بجلی کی کھپت تقریباً 25kW ہے۔ یہ بجلی کا نقصان اب بھی بہت بڑا ہے، لیکن اس وقت، انورٹر کی آؤٹ پٹ پاور بھی بہت بڑی ہے، تقریباً 3MW۔ اردگرد نظر دوڑائیں تو لگتا ہے کہ گھر میں اتنے بڑے آلات نہیں ہیں۔ مجھے اچانک خیال آیا کہ میں نے ابھی کچھ دیر پہلے ہی بجلی کا بل ادا کیا ہے۔ میں نے فہرست کو دیکھا۔ اوسط ماہانہ بجلی کا بل 200 kWh ہے، اور بجلی کا بل 100 یوآن ہے، لہذا یہ 7 یوآن میں تقریباً 3.5 کلو واٹ فی دن ہے۔ یہ بجلی کی کھپت زیادہ تر گھرانوں کی نمائندگی کرنے کے قابل ہونی چاہیے۔ اگر اوپر مذکور انورٹر پورے لوڈ پر چلتا ہے، تو IGBT سے پیدا ہونے والی حرارت کتنے صارفین کی بجلی کی کھپت کے برابر ہوگی؟ ایک دن میں بجلی کا بل کتنا ضائع ہوتا ہے؟ دلچسپی رکھنے والے دوست خود حساب لگا سکتے ہیں۔ یہاں براہ راست جواب ہے: 89 گھرانوں، 312 یوآن۔ کیا تم چھونک گئے؟ یہ ایک عمارت کے صارفین کے لیے تقریباً کافی بجلی ہے۔ اوہ، کچھ دوستوں نے یاد دلایا کہ اس کا حساب صنعتی بجلی کے بل کے حساب سے ہونا چاہیے۔ ٹھیک ہے، قیمت زیادہ ہے. . .

 مندرجہ بالا معاملات میں سے کچھ صرف کچھ سادہ نقلی اعداد و شمار ہیں، اور ان اور اصل اطلاق کے درمیان اب بھی ایک خاص فرق ہے۔ زیادہ سنجیدہ نہ ہوں، اسے صرف مقبول سائنس کے طور پر لیں۔ تاہم، یہ معلوم کرنا مشکل نہیں ہے کہ IGBT کی گرمی کی کھپت کتنی اہم ہے۔ اگر گرمی کی اتنی بڑی مقدار کو اچھی طرح سے نہیں سنبھالا گیا تو یہ خطرناک ہوگا۔ . .

ٹھیک ہے، آئیے آج اسے یہاں شیئر کرتے ہیں۔ اگر مندرجہ بالا مواد میں کچھ غلط ہے، تو براہ کرم مجھے تنقید اور درست کریں! اگر آپ محسوس کرتے ہیں کہ آپ نے کچھ حاصل کیا ہے، تو براہ کرم اسے پسند کریں اور اسے آگے بھیجنے میں مدد کریں، تاکہ اس مضمون کو زیادہ سے زیادہ ضرورت مند لوگ دیکھ سکیں۔ شکریہ!پاور الیکٹرانک ہارڈویئر کے بارے میں مزید جاننے کے لیے، براہ کرم WeChat پر WeChat آفیشل اکاؤنٹ کے "ڈاکٹر گینگز پاور الیکٹرانک ٹیکنالوجی" کو تلاش کریں، جو آپ کو پاور الیکٹرانک ٹیکنالوجی کے سمندر میں لے جانے کے لیے ہر ہفتے اپ ڈیٹ کیا جائے گا!کچھ تصاویر انٹرنیٹ سے لی گئی ہیں۔ اگر کوئی خلاف ورزی ہوتی ہے تو، براہ کرم مصنف سے رابطہ کریں تاکہ انہیں حذف کیا جا سکے!