کون سے پاور الیکٹرانک آلات انرجی سٹوریج انورٹرز سے چلتے ہیں؟

انرجی سٹوریج انورٹرز کا کام نہ صرف توانائی کے ذخیرہ کرنے والے نظام کی کارکردگی اور آپریشنل استحکام کو بہتر بنانے کے لیے فائدہ مند ہے بلکہ توانائی کے ذخیرہ کرنے والے نظام میں مختلف معلومات کی ترسیل، پروسیسنگ اور حقیقی وقت میں انسانی مشین کے تعامل کے لیے ایک معلوماتی پلیٹ فارم کے طور پر بھی کام کرتا ہے۔ ، اسے ایک اہم سامان بنانا۔

انورٹر توانائی ذخیرہ کرنے کا مرکز ہے۔ انرجی سٹوریج انورٹر کا بنیادی کام ڈی سی کو روزمرہ کی زندگی کے لیے درکار AC پاور میں تبدیل کرنا ہے، اور اس فنکشن کو حاصل کرنے والے بنیادی اجزاء پاور سیمی کنڈکٹرز ہیں (جیسے IGBT اور MOSFET)۔

یہ پاور سیمی کنڈکٹرز فی سیکنڈ میں ہزاروں یا دسیوں ہزار بار سوئچ کر سکتے ہیں، اور پھر سگنلز کے ذریعے سرکٹ کی تبدیلیوں کو کنٹرول کر سکتے ہیں تاکہ ڈائریکٹ کرنٹ کو سائنوسائیڈل الٹرنیٹنگ کرنٹ میں تبدیل کر سکیں۔

سناک پاور، گوڈیوئی، اور جن لانگ ٹیکنالوجی جیسی معروف انورٹر کمپنیوں کے شماریاتی تجزیے کے ذریعے، ساختی اجزاء لاگت کا 23%، IGBT اور MOS لاگت کا 20%، مقناطیسی اجزاء لاگت کا 17% بنتے ہیں۔ ، اور چپ انٹیگریٹڈ سرکٹس لاگت کا 10% ہے۔ ان میں آئی جی بی ٹی، چپ انٹیگریٹڈ سرکٹس، کیپسیٹرز، سینسرز، پی سی بی بورڈز اور انورٹرز میں موجود دیگر مصنوعات پاور الیکٹرانکس کے شعبے سے تعلق رکھتی ہیں۔

یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ پاور الیکٹرونک ڈیوائسز انورٹرز کی لاگت کا 46% حصہ بنتی ہیں اور اہم جز ہیں۔

اس لیے یہ بات قابل غور ہے کہ انرجی سٹوریج انورٹرز میں استعمال ہونے والے سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز میں IGBT، MOS ٹرانزسٹر، MCU، پاور مینجمنٹ چپ، Capacitor، PCB بورڈ وغیرہ شامل ہیں۔ ان میں IGBT، MOS ٹرانزسٹر، اور پاور مینجمنٹ IC کا تناسب بہت زیادہ ہے۔ اور توانائی ذخیرہ کرنے والے انورٹرز میں بڑی مقدار، اور ضروری آلات ہیں۔

یہ پیشین گوئی کی جا سکتی ہے کہ توانائی ذخیرہ کرنے کی خوشحالی میں بہتری کے ساتھ، انورٹرز میں سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز کی مانگ بڑھے گی، جو کہ سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کمپنیوں کے لیے مستقبل میں انرجی سٹوریج کی مارکیٹ کو ترتیب دینے کا بہترین موقع ہے۔

1. IGBT

توانائی ذخیرہ کرنے کے شعبے میں آئی جی بی ٹی کے اہم کام وولٹیج کی تبدیلی، فریکوئنسی کی تبدیلی، متبادل کرنٹ کنورژن وغیرہ ہیں۔ یہ توانائی ذخیرہ کرنے کی ایپلی کیشنز میں ایک ناگزیر آلہ ہے۔

IGBT ایک جامع مکمل طور پر کنٹرول شدہ وولٹیج سے چلنے والا پاور سیمی کنڈکٹر ڈیوائس ہے جو BJT (بائپولر ٹرانزسٹر) اور MOS (انسولیٹڈ گیٹ فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر) پر مشتمل ہے، جو MOSFET کے ہائی ان پٹ مائبادی اور GTR کے کم کنڈکشن وولٹیج ڈراپ کے فوائد کو یکجا کرتا ہے۔ IGBT توانائی کی تبدیلی اور ترسیل کا بنیادی جزو ہے، جسے عام طور پر پاور الیکٹرانک آلات کے "CPU" کے نام سے جانا جاتا ہے۔

IGBT مسابقتی زمین کی تزئین کی

IGBT کے اعلی ڈیزائن اور عمل کی ضروریات کے ساتھ ساتھ IGBT سے متعلق تکنیکی صلاحیتوں کی کمی، کمزور عمل کی بنیاد، اور چین میں انٹرپرائز انڈسٹریلائزیشن کے دیر سے آغاز کی وجہ سے، IGBT مارکیٹ پر طویل عرصے سے بڑے غیر ملکی کثیر القومی اداروں کی اجارہ داری ہے۔

2015 سے، چین کی IGBT خود کفالت کی شرح 10% سے تجاوز کر گئی ہے اور بتدریج بڑھ رہی ہے۔ توقع ہے کہ چین کی IGBT خود کفالت کی شرح 2024 تک 40% تک پہنچ جائے گی۔ متعلقہ قومی پالیسیوں میں تجویز کردہ بنیادی اجزاء کی گھریلو سازی کی ضرورت کی بنیاد پر، گھریلو متبادل گھریلو IGBT صنعت کا ترقی کا رجحان بن گیا ہے۔

اس وقت، گھریلو IGBT مارکیٹ بنیادی طور پر بیرون ملک مقیم مینوفیکچررز جیسے Infineon، Mitsubishi Electric، اور Fuji Electric کا غلبہ ہے۔ چینی IGBT مارکیٹ شیئر میں سرفہرست تین کمپنیاں Infineon، Mitsubishi Electric، اور Fuji Electric ہیں۔ ان میں، Infineon کا سب سے زیادہ تناسب 15.9% ہے۔

2. MOS ٹرانجسٹر

MOSFET FET کی ایک قسم ہے جس میں موصل گیٹ ہوتا ہے، جہاں وولٹیج آلہ کی چالکتا کا تعین کرتا ہے۔ MOSFETs کی ایجاد FETs کی خرابیوں پر قابو پانے کے لیے تھی، جیسے کہ ہائی ڈرین ریزسٹنس، اعتدال پسند ان پٹ رکاوٹ، اور سست آپریشن۔ لہذا MOSFETs کو FET کی جدید شکل کہا جا سکتا ہے۔

MOSFETs عام طور پر سگنل کو تبدیل کرنے یا بڑھانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ لاگو وولٹیج کے ساتھ چالکتا کو تبدیل کرنے کی صلاحیت کو الیکٹرانک سگنل کو بڑھانے یا تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

MOSFETs ڈیجیٹل سرکٹس میں آج تک کے سب سے زیادہ عام ٹرانزسٹر ہیں، کیونکہ میموری چپس یا مائیکرو پروسیسرز میں سینکڑوں یا لاکھوں ٹرانجسٹر ہو سکتے ہیں۔

p-type یا n-type سیمک کنڈکٹرز سے بننے کی صلاحیت کی وجہ سے، تکمیلی MOS ٹرانجسٹرز کو CMOS منطق کی شکل میں بہت کم بجلی کی کھپت کے ساتھ سوئچ سرکٹس بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

ڈیجیٹل اور اینالاگ سرکٹس میں، MOSFETs اب BJTs سے بھی زیادہ عام ہیں۔

3. پاور مینجمنٹ چپ

پاور مینجمنٹ چپ الیکٹرانک ڈیوائس سسٹمز میں ایک چپ ہے جو برقی توانائی کی تبدیلی، تقسیم، پتہ لگانے اور دیگر انتظام کے لیے ذمہ دار ہے۔ بنیادی طور پر سی پی یو پاور سپلائی کے طول و عرض کی شناخت، متعلقہ مختصر ٹارک لہریں پیدا کرنے، اور بعد میں آنے والے سرکٹ کے پاور آؤٹ پٹ کو چلانے کے لیے ذمہ دار ہے۔

کچھ اہم پاور مینجمنٹ چپس ڈوئل ان لائن چپس ہیں، جبکہ دیگر سطحی ماؤنٹ پیکجز ہیں۔ ان میں سے، HIP630x سیریز چپ ایک کلاسک پاور مینجمنٹ چپ ہے جسے معروف چپ ڈیزائن کمپنی Intersil نے ڈیزائن کیا ہے۔

یہ دو/تین/چار فیز پاور سپلائی کو سپورٹ کرتا ہے، VRM9 کی حمایت کرتا ہے۔ فریکوئنسی 80KHz تک، اور اس میں بڑی بجلی کی فراہمی، چھوٹی لہر، اور کم اندرونی مزاحمت کی خصوصیات ہیں۔ یہ سی پی یو پاور سپلائی وولٹیج کو درست طریقے سے ایڈجسٹ کر سکتا ہے۔

عام پاور مینجمنٹ چپس میں HIP6301، IS6537، RT9237، ADP3168، KA7500، TL494، وغیرہ شامل ہیں۔

تمام الیکٹرانک آلات میں بجلی کی فراہمی ہوتی ہے، لیکن مختلف نظاموں میں بجلی کی فراہمی کے لیے مختلف تقاضے ہوتے ہیں۔ الیکٹرانک سسٹمز کی کارکردگی کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے، یہ ضروری ہے کہ پاور مینجمنٹ کا سب سے موزوں طریقہ منتخب کیا جائے۔

پاور مینجمنٹ کا دائرہ کافی وسیع ہے، جس میں انفرادی توانائی کی تبدیلی (بنیادی طور پر DC سے DC، یعنی DC/DC)، انفرادی توانائی کی تقسیم اور پتہ لگانے کے ساتھ ساتھ توانائی کی تبدیلی اور توانائی کے انتظام کو یکجا کرنے والے نظام شامل ہیں۔

اسی طرح، پاور مینجمنٹ چپس کی درجہ بندی میں یہ پہلو بھی شامل ہیں، جیسے لکیری پاور چپس، وولٹیج ریفرنس چپس، سوئچ پاور چپس، LCD ڈرائیور چپس، ایل ای ڈی ڈرائیور چپس، وولٹیج کا پتہ لگانے والی چپس، بیٹری چارجنگ مینجمنٹ چپس وغیرہ۔

4. پی سی بی بورڈ

پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ، جسے مختصراً PCB کہا جاتا ہے، جسے پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ، پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ، پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ بھی کہا جاتا ہے۔

پرنٹنگ سرکٹس، طباعت شدہ اجزاء، یا پہلے سے طے شدہ ڈیزائن کے مطابق انسولیٹنگ سبسٹریٹ پر دونوں کے امتزاج کے ذریعے تشکیل پانے والا کنڈکٹو پیٹرن عام طور پر پرنٹ شدہ سرکٹ کہلاتا ہے، جبکہ موصلیت والے سبسٹریٹ پر اجزاء کے درمیان برقی روابط فراہم کرنے والا کوندکٹو پیٹرن پرنٹڈ کہلاتا ہے۔ سرکٹ

منقسم مصنوعات کا ڈھانچہ

اس وقت چین میں پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈز کی ذیلی تقسیم کی مصنوعات میں بنیادی طور پر چھ اقسام شامل ہیں: ملٹی لیئر بورڈز، لچکدار بورڈز، ایچ ڈی آئی (ہائی ڈینسٹی انٹرکنیکٹ بورڈز)، ڈبل سائیڈڈ بورڈز، سنگل پینلز اور پیکیجنگ سبسٹریٹس۔

اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ چین میں طباعت شدہ سرکٹ بورڈ کی مصنوعات کا سب سے بڑا تناسب ملٹی لیئر بورڈز کا ہے، جو کہ 45.97 فیصد تک پہنچ گیا ہے، جو کہ دیگر مصنوعات سے کہیں زیادہ ہے۔ اس کے بعد نرم بورڈ ہے، جس کا حساب 16.68 فیصد ہے۔ HDI کا تناسب 16.59% ہے۔ اس کے علاوہ، دو طرفہ پینلز، سنگل پینلز، اور پیکیجنگ سبسٹریٹس کا تناسب بالترتیب 11.34%، 6.13%، اور 3.29% ہے۔

5.MCU

MCU چپ سے مراد مائیکرو کنٹرولر یونٹ (MCU) ہے، جسے سنگل چپ مائکرو کمپیوٹر یا مائیکرو کنٹرولر بھی کہا جاتا ہے۔ یہ سنٹرل پروسیسنگ یونٹ کی فریکوئنسی اور تصریحات کو مناسب طریقے سے کم کرتا ہے، اور پردیی انٹرفیس جیسے کہ میموری، کاؤنٹر، USB، A/D کنورژن، UART، PLC، DMA، اور یہاں تک کہ LCD ڈرائیور سرکٹ کو ایک چپ پر مربوط کرتا ہے تاکہ چپ کی سطح بن سکے۔ کمپیوٹر، جو مختلف ایپلیکیشن کے منظرناموں کے لیے کنٹرول کے مختلف مجموعے انجام دے سکتا ہے۔ لہذا، MCU چپ ایک مائکروکنٹرولر چپ ہے.

MCU سپلائرز کے لحاظ سے، بہت سے انورٹر مینوفیکچررز TI کی C2000 سیریز MCUs استعمال کریں گے۔ اب، مائیکرو انورٹرز کے عروج کے ساتھ، کچھ مینوفیکچررز مین کنٹرول کے لیے Arm core 32-bit MCUs کا استعمال بھی شروع کر رہے ہیں۔

لہذا، MCU کے اہم سپلائرز میں غیر ملکی مینوفیکچررز جیسے TI، NXP، ST، Microchip، Infineon، Renesas کے ساتھ ساتھ Zhaoyi Innovation جیسے گھریلو مینوفیکچررز شامل ہیں۔

6. سینسر

توانائی ذخیرہ کرنے والے انورٹرز میں، کرنٹ کا پتہ لگانا اور مناسب کرنٹ سینسر کا انتخاب کرنا ضروری ہے۔ ہم موجودہ کھوج کو کئی رینجز میں تقسیم کر سکتے ہیں۔

1) 5A سے 70A تک کے DC یا AC کرنٹ کا پتہ لگائیں۔

چپ پر مبنی ہال کرنٹ سینسر، جیسے CH701 کرنٹ سینسر IC، عام طور پر 5A سے 50A تک کے DC یا AC کرنٹ کا پتہ لگانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ یہ صنعتی، آٹوموٹو، تجارتی اور مواصلاتی نظام میں AC یا DC کرنٹ سینسنگ کے لیے ایک اقتصادی اور درست حل ہیں۔ چھوٹی پیکیجنگ جگہ کی محدود ایپلی کیشنز کے لیے ایک مثالی انتخاب ہے، جبکہ سرکٹ بورڈ کے رقبے کو کم کر کے اخراجات کو بھی بچاتا ہے۔ عام ایپلی کیشنز میں موٹر کنٹرول، لوڈ کا پتہ لگانے اور انتظام، بجلی کی فراہمی کو تبدیل کرنا، اور اوورکرنٹ فالٹ پروٹیکشن شامل ہیں۔

2) 50A سے 200A تک کے DC یا AC کرنٹ کا پتہ لگائیں۔

براہ راست اندراج کی قسم موجودہ سینسر کو منتخب کیا جا سکتا ہے

CH704 ایک الگ تھلگ انٹیگریٹڈ کرنٹ سینسنگ چپ ہے جو خاص طور پر ہائی کرنٹ ڈیٹیکشن ایپلی کیشنز کے لیے تیار کی گئی ہے۔ CH704 میں 0.1 m Ω کا بلٹ ان پرائمری کنڈکٹر ریزسٹر ہے، مؤثر طریقے سے چپ ہیٹنگ کو کم کرتا ہے اور ہائی کرنٹ کا پتہ لگانے میں مدد کرتا ہے: ± 50A، ± 100A، ± 150A، ± 200A۔ یہ -40 سے 150 ڈگری کی مکمل درجہ حرارت کی حد میں چپ کی اچھی مستقل مزاجی حاصل کرنے کے لیے اندرونی طور پر ایک منفرد درجہ حرارت معاوضہ سرکٹ کو مربوط کرتا ہے۔ چپ کو فیکٹری چھوڑنے سے پہلے حساسیت اور جامد (صفر کرنٹ) آؤٹ پٹ وولٹیج کے لیے کیلیبریٹ کیا گیا ہے، جو درجہ حرارت کی پوری حد میں ± 2% کی عام درستگی فراہم کرتا ہے۔

3) 200A سے 1000A کے اوپر DC یا AC کرنٹ کا پتہ لگائیں۔

لکیری ہال اور مقناطیسی رنگ کا استعمال کیا جا سکتا ہے، اور قابل پروگرام ہال سینسر کو 1500A تک موجودہ پتہ لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

مثال کے طور پر، CHI612 قابل پروگرام لکیری ہال چپ 5V واحد پاور سپلائی کو سپورٹ کرتی ہے۔ 120 کلو ہرٹز بینڈوتھ،<3us response time, programmable 0.8-24 mV/G, 2% accuracy can be achieved within the full temperature range of -40 to 150 degrees. The chip completes the calibration of static (zero current) output voltage before leaving the factory.