હાઇ વોલ્ટેજ રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ તબીબી ઉપકરણોમાં વિદ્યુત પ્રવાહોને પ્રીસેટ રેન્જમાં રાખવા માટે થાય છે.
વપરાયેલ ઉચ્ચ વોલ્ટેજનો અર્થ એ છે કે ઇચ્છિત આઉટપુટ વર્તમાન પ્રાપ્ત કરવા માટે ઓછી સંખ્યામાં પ્રતિરોધકોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
આ પ્રતિરોધકોને દાયકાઓના ઉપયોગનો સામનો કરવા સક્ષમ હોવા જરૂરી છે, તેથી તેઓ ઓછી સામગ્રી સાથે બાંધવામાં આવે છે અને ઓછા ઉત્પાદન ખર્ચને તેમની ડિઝાઇનમાં પરિબળ કરવામાં આવે છે.
મોટાભાગના તબીબી ઉપકરણો ખૂબ ઊંચા વોલ્ટેજ (1-2V આસપાસ) પર કામ કરતા નથી.
જો કે, તેમાં કેટલાક અપવાદો છે.
ઘણા ઇમ્પ્લાન્ટેબલ ડાયગ્નોસ્ટિક ઉપકરણો (IDDs) 5-20V પર કાર્ય કરે છે, અને ઓપરેટિંગ આવર્તન સામાન્ય રીતે સામાન્ય શ્રેણી કરતા પણ વધારે છે.
આનો અર્થ એ છે કે તબીબી ઉપકરણો માટે ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ રેઝિસ્ટર ડિઝાઇન કરતી વખતે ખર્ચની વિચારણાઓ વધુ મહત્વપૂર્ણ બની જાય છે.
નીચે અમે સમજાવીશું કે તમે કેવી રીતે ઓછા ખર્ચે સોલ્યુશન બનાવી શકો છો ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ પ્રતિરોધકો સલામતી અથવા વિશ્વસનીયતા સાથે સમાધાન કર્યા વિના.
તબીબી ઉપકરણોમાં રેઝિસ્ટરનો શું ઉપયોગ થાય છે?
હાઇ વોલ્ટેજ રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ તબીબી ઉપકરણોમાં વિદ્યુત પ્રવાહોને પ્રીસેટ રેન્જમાં રાખવા માટે થાય છે.
વપરાયેલ ઉચ્ચ વોલ્ટેજનો અર્થ એ છે કે ઇચ્છિત આઉટપુટ વર્તમાન પ્રાપ્ત કરવા માટે ઓછી સંખ્યામાં પ્રતિરોધકોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
આ પ્રતિરોધકોને દાયકાઓના ઉપયોગનો સામનો કરવા સક્ષમ હોવા જરૂરી છે, તેથી તેઓ ઓછી સામગ્રી સાથે બાંધવામાં આવે છે અને ઓછા ઉત્પાદન ખર્ચને તેમની ડિઝાઇનમાં પરિબળ કરવામાં આવે છે.
મોટાભાગના તબીબી ઉપકરણો ખૂબ ઊંચા વોલ્ટેજ (1-2V આસપાસ) પર કામ કરતા નથી.
જો કે, તેમાં કેટલાક અપવાદો છે.
ઘણા ઇમ્પ્લાન્ટેબલ ડાયગ્નોસ્ટિક ડિવાઇસ (IDDs) 5-20V પર કાર્ય કરે છે, અને ઓપરેટિંગ આવર્તન સામાન્ય રીતે સામાન્ય શ્રેણી કરતા પણ વધારે છે.
આનો અર્થ એ છે કે તબીબી ઉપકરણો માટે ઉચ્ચ વોલ્ટેજ રેઝિસ્ટર ડિઝાઇન કરતી વખતે ખર્ચની વિચારણાઓ વધુ મહત્વપૂર્ણ બની જાય છે.
નીચે અમે સમજાવીશું કે તમે સલામતી અથવા વિશ્વસનીયતા સાથે સમાધાન કર્યા વિના ઉચ્ચ વોલ્ટેજ રેઝિસ્ટર માટે ઓછા ખર્ચે ઉકેલ કેવી રીતે બનાવી શકો છો.
હાઇ વોલ્ટેજ રેઝિસ્ટરમાં શું જોવું
ઓછી કિંમત - ઉચ્ચ વોલ્ટેજનો અર્થ એ છે કે ઇચ્છિત આઉટપુટ વર્તમાન પ્રાપ્ત કરવા માટે ઘણા વધુ રેઝિસ્ટરની જરૂર છે.
જો કોઈ ઉપકરણમાં ઉચ્ચ ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ હોય, તો રેઝિસ્ટરની કિંમત પણ વધુ હશે.
ફેબ્રિકેશનની સરળતા - ઉચ્ચ વોલ્ટેજ રેઝિસ્ટર સામાન્ય રીતે 1 મીમીથી ઓછા વ્યાસ અને લાંબી લંબાઈના હોય છે.
તે સામાન્ય રીતે FR-4 અથવા FR-5 પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ (PCB) મટિરિયલ પણ હોય છે, જેની સાથે કામ કરવું વધુ ખર્ચાળ FR-32 કરતાં વધુ સરળ છે.
પ્રતિરોધકો દાયકાઓ સુધી ટકી રહે તેની ખાતરી કરવા માટે ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા બાંધકામ મહત્વપૂર્ણ છે.
કેટલાક ઉત્પાદકો ટીન પ્લેટેડ ટ્રેકનો ઉપયોગ કરે છે જ્યારે અન્ય ટીન પ્લેટેડ લીડ્સનો ઉપયોગ કરે છે.
ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા રેઝિસ્ટર્સમાં સિલ્વર પ્લેટેડ ટ્રેક અને લીડ્સ હોય છે.
બેક-ઇએમએફ સહિષ્ણુતા - જેમ જેમ રેઝિસ્ટર લાંબા થાય છે, વાયરનો પ્રતિકાર ઘટે છે.
વર્તમાન પ્રવાહમાં વધારો થવાને કારણે રેઝિસ્ટરની બેક-ઈએમએફ (ઈલેક્ટ્રોમોટિવ ફોર્સ) પણ વધી શકે છે.
આ ફેરફારોને ધ્યાનમાં લેવા માટે રેઝિસ્ટરના મૂલ્યના રિઝોલ્યુશન પર સહનશીલતા જરૂરી છે.
ઉદાહરણ તરીકે, મૂલ્યમાં 5% ભિન્નતા ધરાવતું રેઝિસ્ટર (દા.ત., 9.9 ઓહ્મને બદલે 10.0 ઓહ્મ) સ્વીકાર્ય છે.
ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા - ઉચ્ચ વોલ્ટેજ રેઝિસ્ટર સામાન્ય રીતે -15ºC થી 85ºC તાપમાને કાર્ય કરે છે.
પ્રતિરોધકોને વિકૃત કરવા જેવી સમસ્યાઓ ટાળવા માટે પહેલાનો ભાગ ખૂબ જ ઠંડો છે, જ્યારે બાદમાં વિશ્વસનીયતાના મુદ્દાઓને ટાળવા માટે ખૂબ ગરમ છે.
તેથી વિશ્વસનીયતા સમસ્યાઓ ટાળવા માટે ઉચ્ચ ઓપરેટિંગ તાપમાન શ્રેણી જરૂરી છે.
પગલું 1: જરૂરિયાત ઓળખો
ઉચ્ચ વોલ્ટેજ રેઝિસ્ટરને ડિઝાઇન કરતી વખતે પ્રથમ પગલું એ ઉત્પાદનના ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ અને ઓપરેટિંગ આવર્તનને ઓળખવાનું છે.
ઉદાહરણ તરીકે, તમારે રેઝિસ્ટરની જરૂર પડી શકે છે જે મહત્તમ 5V માટે રેટ કરેલ હોય અને 1kHz અને 10kHz વચ્ચેની આવર્તન પર કાર્ય કરે.
આગળ, તમારે તમારી જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે યોગ્ય ઘટકો શોધવાની જરૂર છે.
લોકપ્રિય પસંદગી સિરામિક સ્પેશિયાલિટી રેઝિસ્ટર (CSR) છે.
ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા બાંધકામ, ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા અને ઓછી કિંમતને કારણે CSR નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ પાવર એપ્લિકેશન માટે થાય છે.
તેની કિંમત અસરકારકતા અને બનાવટની સરળતાને કારણે અન્ય લોકપ્રિય પસંદગી FR-4 PCB સામગ્રી છે.
CSR અને PCB ની નજીકની હરીફ FR-5 સામગ્રી છે.
PCB ની જેમ, FR-5 સામગ્રી પ્રમાણમાં સસ્તી છે.
જોકે, CSR અને PCBને અનુક્રમે ઊંચા વોલ્ટેજ અને ઊંચા તાપમાનનો સામનો કરવામાં સક્ષમ હોવાનો ફાયદો છે.
બીજી તરફ, FR-5 સામગ્રીમાં ઉચ્ચ વોલ્ટેજ સામે PCB ના પ્રતિકારનો અભાવ છે અને તેથી તે કેટલીક એપ્લિકેશનોમાં એટલી વિશ્વસનીય નથી.
પગલું 2: યોગ્ય સામગ્રી પસંદ કરો
તમારા ઉચ્ચ વોલ્ટેજ રેઝિસ્ટર માટે યોગ્ય સામગ્રી પસંદ કરતી વખતે, તમારે ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ અને સામગ્રીના ઓપરેટિંગ તાપમાનની નોંધ લેવાની જરૂર છે.
ઉદાહરણ તરીકે, PCB સામગ્રીનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે -20ºC થી નીચેના તાપમાને થાય છે.
CSR અને PCB ને અનુક્રમે ઊંચા વોલ્ટેજ અને ઊંચા તાપમાનનો સામનો કરવામાં સક્ષમ હોવાનો ફાયદો છે.
પ્રમાણમાં નવા પ્રકારની સામગ્રી મેટલ કોર સાથે FR-5 પોલિમર છે.
પોલિમર PCB અને FR-5 PCB મટિરિયલ્સ કરતાં સસ્તું છે અને મોટાભાગે ઊંચા ઓપરેટિંગ તાપમાને વપરાય છે.
જો કે, તે PCB અથવા FR-4 જેટલું ટકાઉ નથી અને ભેજથી તેને નુકસાન થઈ શકે છે.
તમારા ઉચ્ચ વોલ્ટેજ રેઝિસ્ટર માટે યોગ્ય સામગ્રી પસંદ કરતી વખતે, તમારે ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ અને સામગ્રીના ઓપરેટિંગ તાપમાનની નોંધ લેવાની જરૂર છે.
પગલું 3: કેપેસિટેન્સ અને ESR ની ગણતરી કરો
પ્રતિરોધકો પાસે ચોક્કસ માત્રામાં કેપેસીટન્સ હોય છે, જે તેમની આવર્તન અને અવબાધને અસર કરે છે.
ESR (સમકક્ષ શ્રેણી પ્રતિકાર) મૂલ્ય કેપેસીટન્સનું સમકક્ષ પ્રતિકાર છે અને તે ખૂબ મહત્વનું છે, કારણ કે તે અવબાધના DC ઘટક માટે જવાબદાર છે.
કેપેસિટીન્સ પિકોફારાડ્સ (pF) અથવા મિલિફારાડ્સ (mF) માં માપવામાં આવે છે.
મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, કેપેસિટરની 1% સહિષ્ણુતા ઉચ્ચ વોલ્ટેજ રેઝિસ્ટર માટે પૂરતી કરતાં વધુ છે.
ESR એ કેપેસીટન્સનો સમકક્ષ પ્રતિકાર છે અને તે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે તે અવબાધના DC ઘટક માટે જવાબદાર છે.
પગલું 4: સ્કીમેટિક બોર્ડ ટેમ્પલેટ બનાવવા માટે ભાગો ઉમેરો
એકવાર તમે ઘટકોને ઓળખી લો, તેમના મૂલ્યોની ગણતરી કરો અને તમારા ઉચ્ચ વોલ્ટેજ રેઝિસ્ટર માટે સામગ્રી પસંદ કરી લો, તે પછી તેમને યોજનાકીય બોર્ડ નમૂના પર એકસાથે મૂકવાનો સમય છે.
યોજનાકીય બોર્ડ ટેમ્પલેટ એ સોલ્ડરલેસ બ્રેડબોર્ડ્સનું પ્રમાણભૂત લેઆઉટ છે જેનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ સર્કિટ ડિઝાઇન કરવા માટે થાય છે.
લેઆઉટમાં ડાબી બાજુએ ઘટકોનો કૉલમ અને જમણી બાજુએ પાવર રેલનો કૉલમ હોવો જોઈએ.
સ્કીમેટિક બોર્ડ ટેમ્પલેટ ડિઝાઇન કરતી વખતે ધ્યાનમાં રાખવાની કેટલીક બાબતો છે.
પ્રથમ, તમારે ખાતરી કરવાની જરૂર છે કે ઘટકો યોગ્ય રીતે મૂકવામાં આવ્યા છે અને પાવર રેલના ભલામણ કરેલ ફૂટપ્રિન્ટની અંદર છે.
બીજું, તમારે ખાતરી કરવાની જરૂર છે કે ઘટકો ઓછા વોલ્ટેજ સાથે સંચાલિત છે.
છેલ્લે, તમારે ખાતરી કરવાની જરૂર છે કે સર્કિટ હાજર હોઈ શકે તેવા કોઈપણ ઉચ્ચ વોલ્ટેજથી સુરક્ષિત છે.