هدف این مطلب تشریح منابع تغذیه الکتریکی یا به انگلیسی Power Supply می باشد. در ابتدا لازم است تا با منبع تغذیه آشنا شوید. تمامی تجهیزات الکتریکی مانند کامپیوتر، نیاز به توان برای راه اندازی دارند. دستگاهی که تامین کننده توان برای تجهزات الکتریکی است را منبع تغذیه گویند. مهمترین کارکرد منبع تغذیه، تبدیل ولتاز متناوب برق شهر به ولتاژ مستقیم DC می باشد. به عبارت دیگر، منبع تغذیه ولتاژ ورودی ۱۲۰ ولت تا ۲۲۰ ولت را به ولتاژ DC مورد نیاز تجهیزات تبدیل می کند. بطور متداول ولتاژ خروجی +۳٫۳ ولت، +۵ ولت، +۱۲ ولت و -۱۲ ولت است.

در حالت کلی دودسته منبع تغذیه وجود دارد که شامل منابع تغذیه خطی (linear) و سوئیچینگ (switching) هستند. منبع تغذیه خطی ولتاژ برق شهر را از ورودی دریافت کرده و سپس آن را توسط یک ترانسفورماتور به ولتاژ سطح پایین‌تر (معمولا ۱۲ ولت) تبدیل می‌کند. این ولتاژ سطح پایین AC به‌وسیله یک‌سوساز تمام موج به ولتاژ تقریبا مستقیم تبدیل خواهد شد. برای کاهش اعوجاج و ریپل (ripple)، از خازن الکترولیت در خروجی یک‌سوساز و یک دیود زِنِر(Zener diode) پس از خازن استفاده می‌شود تا خروجی کاملاً DC باشد. شکل ۱ شماتیک کارکرد منبع تغذیه خطی را نشان می دهد. خروجی های مربوط به هر مرحله نیز در شکل ۲ نشان داده شده است که آخرین شکل موج مربوط به بعد از دیود زِنِر می باشد.

شکل ۱٫ مدار منبع تغذیه خطی

شکل ۲٫ شکل موج های خروجی منبع تغیذه خطی

در سطوح توان پایین، منبع تغذیه خطی مناسب است اما بزرگترین مشکل آن در توان‌های بالا می‌باشد. همانطور که می‌دانیم، با کاهش فرکانس، اندازه تجهیزاتی نظیر ترانسفورماتور یا خازن افزایش می‌یابد و بالعکس؛ بنابراین، در سطوح فرکانسی پایین (۵۰ هرتز) و سطح توان بالا، حجم و وزن مدار بسیار افزایش می‌یابد. روش مناسب در این حالت استفاده از سوئیچینگ فرکانس بالا است.

عملکرد منبع تغذیه سوئیچینگ، مبتنی بر افزایش فرکانس ورودی تا حد چند کیلوهرتز است. به‌عبارت‌دیگر، در منبع تغذیه سوئیچینگ، فرکانس ولتاژ ورودی بسیار افزایش می‌یابد تا اندازه ترانسفورماتور و خازن الکترولیت کاهش پیدا کند. نکته مهم اینکه، منبع تغذیه سوئیچینگ خلاصه شده منبع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا است. شکل ۳ چند نمونه منبع تغذیه سوئیچینگ را نشان میدهد.

منبع تغذیه

شکل ۳٫ انواع منبع تغذیه سوئیچینگ

یکی از تفاوت‌های دومنبع تغذیه مذکور، در عملکرد بهینه آنهاست. منبع تغذیه خطی همیشه حداکثر توان را در خروجی تحویل می‌دهد و در نتیجه کارکرد با حداکثر جریان برای تمام تجهیزات موجب ایجاد گرمای زیاد می‌شود. منبع تغذیه سوئیچینگ به‌صورت یک حلقه فیدبک کار می‌کند و همواره سوئیچینگ ترانزیستور وابسته به میزان مصرف خروجی است. با توجه به میزان مصرف توان، چرخه‌کاری کلیدزنی ترانزیستور افزایش و یا کاهش می‌یابد.

 

همچنین بخوانید: منبع تغذیه بدون وقفه (UPS)

بازدید مطلب:۵۲۱بار