پاور ساپلای چیست؟ (قسمت اول)

معرفی پاورساپلای

اگر بخواهیم ساده بگوییم نیرو ،ستون فقرات هر سیستم الکترونیکی است و پاور ساپلای یا همان منابع تغذیه همان چیزی است که سیستم را تغذیه می کنند. انتخاب درست منبع تغذیه مناسب می تواند تفاوت اساسی بین دستگاهی باشد که در سطوح مطلوب کار می کند و دستگاهی باشد که ممکن است نتایج متناقضی را به همراه داشته باشد

علاوه بر منبع تغذیه جریان متناوب (AC) به جریان مستقیم (DC)، مبدل های DC به DC نیز موجود است. اگر DC از قبل در سیستم شما موجود باشد، مبدل DC به DC می تواند انتخاب بهتری نسبت به AC باشد که در زیر به ان اشاره می کنیم.

منبع تغذیه جریان مستقیم ،یا تنظیم نشده یا تنظیم می شود. منابع تغذیه تنظیم شده شامل خطی، سوئیچ شده و باتری می باشد

شرح تبدیل AC DC

منبع تغذیه جریان برق AC را از پریز دیواری می گیرد، آن را به DC تنظیم نشده تبدیل می کند و ولتاژ را با استفاده از ترانسفورماتور ورودی کاهش می دهد و اصولا آن را به ولتاژ مورد نیاز و متناسب بار کاهش می دهد. به دلایل امنیتی، ترانسفورماتور ها همچنین منبع تغذیه خروجی را از ورودی شبکه جدا می کنند.

جریان متناوب به شکل موج سینوسی در می آید که ولتاژ با گذشت زمان از مثبت به منفی متناوب می شود.

در اولین مرحله از فرآیند، ولتاژ به وسیله مجموعه ای از دیودها اصلاح می شود. اصلاح AC سینوسی را تغییر می دهد. یکسو کننده امواج سینوسی را به یک سری قله های مثبت تبدیل می کند.

پس از اصلاح ولتاژ، هنوز نوسان در شکل موج (زمان بین قله ها ) وجود دارد که باید حذف شود. ولتاژ اصلاح شده AC سپس با خازن فیلتر می شود

خازن هامعمولا کاملاً بزرگ هستند و مخزنی از انرژی ایجاد می کنند که با افت ولتاژ اصلاح شده به بار وارد می شود. انرژی ورودی در خازن لبه در حال افزایش ذخیره شده و همچنین با افت ولتاژ مصرف می شود. این به طور قابل توجهی میزان افت ولتاژ را کاهش می دهد و ولتاژ را فیلتر می کند. با افزایش ظرفیت ذخیره سازی خازن، به طور کلی منبع تغذیه با کیفیت بالاتر تولید می شود

پس از تبدیل ولتاژ، باز هم تغییراتی در خروجی وجود دارد که به آن ripple گفته می شود. در منبع تغذیه تنظیم شده، ولتاژ از طریق یک رگولاتور عبور داده می شود تا یک خروجی ثابت DC با موج کمتری ایجاد شود

مقایسه منبع تغذیه

منبع تغذیه AC به دو نوع تنظیم نشده و تنظیم شده تقسیم می شود. Unregulated اساسی ترین نوع منبع تغذیه است و توانایی تأمین ولتاژ ثابت بار را ندارد، در صورتی که منبع تغذیه تنظیم شده گزینه های مختلف طراحی را انجام می دهد
مبدل های خطی کمترین پیچیده هستند اما بیشترین گرما را نیز ایجاد می کنند، در صورتی که منابع تغذیه سوئیچینگ پیچیده و خنک تر هستند اما نویز بیشتری ایجاد می کنند. باتری ها معمولا مبدل های سوئیچ شده هستند. هرکدام مزایا و معایبی دارند اما استفاده از آنها بیشتر بر اساس نوع کاربرد و شرایط اجرای آن می باشد.

نظریه منبع تغذیه بی نظیر

از آنجا که منبع تغذیه غیرمجاز ،تنظیم کننده ولتاژ در آن تعبیه نشده است، اصولا برای تولید ولتاژ خاص در حداکثر جریان بار خروجی خاص طراحی می شوند. آنها به طور معمول شارژرهای بلوک دیواری هستند که AC را به قطره کوچکی از DC تبدیل می کنند و اصولا برای تأمین انرژی دستگاه هایی مانند وسایل الکترونیکی خانگی استفاده می شوند. آنها متداول ترین آداپتورهای برق هستند و به آنها زگیل دیواری می گویند.

معمولا خروجی ولتاژ DC به ترانسفورماتور کاهش ولتاژ داخلی بستگی دارد و باید تا آنجا که ممکن است با جریان مورد نیاز بار مطابقت داشته باشد. اصولا ولتاژ خروجی با افزایش خروجی جریان به بار کاهش می یابد.

با یک منبع تغذیه تنظیم نشده DC، ولتاژ خروجی با اندازه بار متفاوت است. معمولا از یکسو کننده و صاف کننده خازن تشکیل شده است، اما هیچ نظارتی برای ثابت نگه داشتن ولتاژ ندارد. ممکن است دارای مدارهای ایمنی باشد و برای کاربردهایی که به دقت احتیاج ندارند بهترین خواهند بود.

نظریه تأمین برق تنظیم شده

منبع تغذیه DC تنظیم شده اساساً یک منبع تغذیه تنظیم نشده با افزودن تنظیم کننده ولتاژ می باشد. این امر اجازه می دهد تا ولتاژ بدون توجه به مقدار جریان مصرفی بار پایدار بماند، به شرط آنکه از مرزهای از پیش تعیین شده فراتر نروند

در منابع تغذیه تنظیم شده، یک مدار به طور مداوم بخشی از ولتاژ خروجی را نمونه برداری می کند و سیستم را تنظیم می کند تا ولتاژ خروجی را در مقدار مورد نیاز نگه دارد. در اکثر موارد، مدارهای اضافی برای ارائه محدودیت های جریان یا ولتاژ، فیلتر نویز و تنظیمات خروجی گنجانده شده است.

برای دیدن قسمت ادوم این مقاله کلیک کنید