ہائبرڈ ڈی سی سرکٹ بریکر
زیادہ تر ڈی سی مولڈ کیس سرکٹ بریکرز میں قدرتی ہوا کا آرک ختم کرنے کا طریقہ استعمال کیا جاتا ہے، اور عام طور پر دو آرک ختم کرنے کے طریقے ہوتے ہیں: ایک عام کھولنے اور بند کرنے کا طریقہ ہے، جس میں کنٹاکٹس آرک کو محوری طور پر پھیلاتے ہیں، جبکہ کنڈکٹ کرکٹ میگنیٹک فیلڈ تیار کرتا ہے جو آرک کو موڑتا ہے اور آرک کو پھیلاتا ہے، اسے آرک محور کے عمودی طور پر پھیلتا ہے۔ یہ نہ صرف آرک کی لمبائی میں اضافہ کرتا ہے بلکہ جانبی حرکت بھی پیدا کرتا ہے، جس سے ہوا کی تبرید کے ذریعے آرک ختم ہو سکتا ہے۔
دوسرا طریقہ یہ ہے کہ آرک کو اپنے میگنیٹک فیلڈ یا میگنیٹک بلاؤ آؤٹ کoil کے میگنیٹک فیلڈ کے ذریعے آرک چیٹ میں لایا جاتا ہے، جس سے آرک کی تیزی سے ختمی ہوتی ہے۔ جب کرنٹ کی مقدار کچھ مخصوص حد (کریٹیکل لوڈ کرنٹ) سے نیچے گرتی ہے، تو عام کھولنے کے دوران آرک کو موثر طور پر ختم نہیں کیا جا سکتا۔ اس وقت میگنیٹک بلاؤ آؤٹ کی قوت ضعیف ہوتی ہے، جس سے آرک کی حرکت کے لیے کافی قوت فراہم نہیں ہوتی، جس کے باعث آرک کو آرک چیٹ میں داخل نہیں ہونے دیا جا سکتا۔ اس کے نتیجے میں آرک چیٹ کارآمد نہیں رہتا ہے، جس سے آرک کو ٹھہرنا پڑتا ہے اور وہ لمبے عرصے تک مستقل طور پر جلتی رہتی ہے، جس سے کٹنے کا وقت بہت زیادہ بڑھ جاتا ہے یا پھر کٹنے کی فیل ہو سکتی ہے۔ اس لیے، کریٹیکل لوڈ کرنٹ پر کٹنے کے دوران فنی بہتری کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ آرک کی تیزی سے ختمی ہو سکے۔
یوزفول میڈل کنٹینٹ
پیش کردہ یوزفول میڈل کا مقصد موجودہ ٹیکنالوجی کی کمزوریوں کو دُور کرنا ہے، خصوصی طور پر کریٹیکل لوڈ کرنٹ پر کٹنے کے دوران بہت لمبی آرک کی مدت کو دُور کرنا ہے، ایک ہائبرڈ ڈی سی سرکٹ بریکر فراہم کرتا ہے۔ یہ ڈیوائس خود کو ٹیکنالوجی کے ذریعے یہ تعین کر سکتا ہے کہ کتنے کرنٹ کی مقدار کریٹیکل ہے کٹنے کے دوران، اور اگر یہ ہے تو خود کو کرنٹ کمیوٹیشن کے طریقہ کار کو استعمال کرتا ہے تاکہ کریٹیکل لوڈ کرنٹ کی وجہ سے پیدا ہونے والی آرک کو تیزی سے ختم کر سکے۔
پیش کردہ یوزفول میڈل کا خاص طور پر درج ذیل فنی حل استعمال کرتا ہے مذکورہ مشکل کو حل کرنے کے لیے: ایک ہائبرڈ ڈی سی سرکٹ بریکر جس میں مین سرکٹ میں سیریز میں جڑا ہوا پہلا مکانیکل سوئچ ہوتا ہے، پہلے مکانیکل سوئچ کے ساتھ پیریل کنیکشن میں جڑا ہوا کمیوٹیشن سرکٹ، اور جب برقی شدہ ہو تو کمیوٹیشن سرکٹ کو کام کرنے کے لیے ڈرائیو سرکٹ ہوتا ہے۔ ہائبرڈ ڈی سی سرکٹ بریکر میں مزید شامل ہیں:
ایک سوئچنگ پاور سپلائی، جس کے دو ان پٹ ٹرمینل پہلے مکانیکل سوئچ کے دونوں سر پر جڑے ہوتے ہیں؛
ایک ڈیلے سرکٹ، جو سوئچنگ پاور سپلائی کے آؤٹ پٹ اور ڈرائیو سرکٹ کے ان پٹ کے درمیان سیریز میں جڑا ہوتا ہے، ہارڈوئیر کے ذریعے لاگو کیا جاتا ہے، تاکہ سوئچنگ پاور سپلائی کے آؤٹ پٹ کو پیش سیٹ فرسٹ ڈیلے ٹائم کے بعد ڈرائیو سرکٹ کو بھیجنے سے پہلے ڈیلے کرے؛ فرسٹ ڈیلے ٹائم اور سوئچنگ پاور سپلائی کے قائم کرنے کے وقت کا مجموعہ ڈرائیو ڈیلے ٹائم بناتا ہے، جو غیر کریٹیکل لوڈ کرنٹ کی حالت میں ہائبرڈ ڈی سی سرکٹ بریکر کی آرک کی مدت سے زیادہ ہوتا ہے؛
ایک دوسرا مکانیکل سوئچ، جو مین سرکٹ میں پہلے مکانیکل سوئچ کے ساتھ سیریز میں جڑا ہوتا ہے۔ دوسرا مکانیکل سوئچ مکانیکی طور پر پہلے مکانیکل سوئچ سے منسلک ہوتا ہے لیکن پہلے سوئچ کے مقابلے میں پیش سیٹ ٹائم لاگ کے ساتھ کام کرتا ہے۔ یہ پیش سیٹ ٹائم ڈرائیو ڈیلے ٹائم اور غیر کریٹیکل لوڈ کرنٹ کی آرک کی مدت کے فرق سے کم ہوتا ہے۔
مزید یہ کہ ڈیلے سرکٹ کو ڈرائیو سرکٹ کو برقی شدہ کرنے کے بعد سوئچنگ پاور سپلائی کے آؤٹ پٹ کو ڈرائیو سرکٹ کو بھیجنے کے بعد اور اسے دوسرے ڈیلے ٹائم تک برقرار رکھنے کے بعد برقی شدہ کرنے کو روکنے کے لیے بھی استعمال کیا جاتا ہے۔ پرجیہ کیا جاتا ہے کہ ڈیلے سرکٹ دو آر سی ڈسچارج سرکٹس سے مل کر بنایا جاتا ہے جو آپٹو کوپلر کے ذریعے منسلک ہوتے ہیں۔
موجودہ ٹیکنالوجی کے مقابلے میں، پیش کردہ یوزفول میڈل کا فنی حل درج ذیل فائدے رکھتا ہے: ڈی سی سرکٹ بریکروں میں کریٹیکل لوڈ کرنٹ پر آرک ختم کرنے کے چیلنجز کو نظرانداز کرتے ہوئے، پیش کردہ یوزفول میڈل موجودہ آرک ختم کرنے کے طریقے میں کمیوٹیشن سرکٹ کا اضافہ کرتا ہے، اور صرف ہارڈوئیر کے ذریعے کار آپریشن کو یہ تعین کرنے کی صلاحیت دیتا ہے کہ کتنے کرنٹ کی مقدار کریٹیکل ہے کٹنے کے دوران۔ کریٹیکل لوڈ کرنٹ پر کام کرتے ہوئے ڈیوائس خود کو کمیوٹیشن کے طریقہ کار کو استعمال کرتا ہے تاکہ کریٹیکل لوڈ کرنٹ کی وجہ سے پیدا ہونے والی آرک کو تیزی سے اور منتخب کرتا ہے۔
چکنے 3 میں دکھایا گیا ہے، یہ ہائبرڈ ڈی سی سرکٹ بریکر کا عمل اور اصول یہ ہے:
وقت 0 سے T₀ تک، نظام عام طور پر کام کرتا ہے۔ پہلا مکانیکل سوئچ اور دوسرا مکانیکل سوئچ بند ہوتے ہیں۔ سوئچنگ پاور سپلائی سرکٹ برقی شدہ نہیں ہوتا ہے، اور کمیوٹیشن سرکٹ غیر فعال ہوتا ہے۔
T₀ کے وقت سے شروع ہو کر، پہلے مکانیکل سوئچ کے متحرک اور ثابت کنٹاکٹس جسمانی طور پر الگ ہونا شروع کرتے ہیں، جس سے اس کے ٹرمینلز کے درمیان آرک پیدا ہوتا ہے۔ سوئچنگ پاور سپلائی آرک ولٹیج کو اپنے ان پٹ برقی سپلائی کے طور پر استعمال کرتا ہے اور اپنے آؤٹ پٹ کو قائم کرنے کا آغاز کرتا ہے۔ اگر سرکٹ بریکر کسی غیر کریٹیکل لوڈ کرنٹ کو کٹنے کی کوشش کر رہا ہے تو، آرک کی مدت T₀ سے T₁ تک ہوتی ہے، اور آرک ولٹیج کا ویو فارم Uarc₁ ہوتا ہے۔ اگر سرکٹ بریکر کریٹیکل لوڈ کرنٹ کو کٹنے کی کوشش کر رہا ہے تو، آرک کی مدت T₀ سے T₂ تک بڑھ جاتی ہے، اور آرک ولٹیج کا ویو فارم Uarc₂ ہوتا ہے۔
اس یوزفول میڈل میں استعمال کی گئی کمیوٹیشن سرکٹ صرف کم کرنٹ کی کریٹیکل لوڈ کی حالت میں فعال ہوتی ہے۔ اس لیے، اسے کمیوٹیشن کے لیے بالا ریٹڈ کرنٹ کے کمپوننٹ کی ضرورت نہیں ہوتی، جس سے کمیوٹیشن سرکٹ کی تعمیر کی لاگت کم ہوتی ہے۔ مزید یہ کہ کمیوٹیشن کنٹرول صرف ہارڈوئیر سرکٹ کے ذریعے لاگو کیا جاتا ہے، جس کی وجہ سے لوژک کنٹرول یونٹ یا پیچیدہ کنٹرول الگورتھم کی ضرورت نہیں ہوتی۔
