همه چیز درباره منبع تغذیه

منبع تغذیه چیست؟

طبقه بندی منابع تغذیه و انواع مختلف آن:

منبع تغذیه سوئیچینگ سخت افزاری است که برای تبدیل نیروی تأمین شده از آداپتور ،

به برق قابل استفاده برای بسیاری از قسمت های داخل یک دستگاه برقی استفاده می شود.

هر منبع  باید باری را که به آن متصل می شود، هدایت کند.

بسته به نوع طراحی آن، یک منبع تغذیه ممکن است از انواع مختلفی از منابع انرژی مانند سیستم های انتقال انرژی الکتریکی،

سیستم های الکترومکانیکی مانند ژنراتور و آلترناتورها، مبدل های خورشیدی،

دستگاه های ذخیره انرژی مانند باتری و سلول های سوختی یا سایر موارد انرژی دریافت کند.دو نوع منبع تغذیه وجود دارد، منبع تغذیه AC  و DC.

نمودار بلوک منبع تغذیه: 

مدار منبع تغذیه در دستگاه های مختلف الکتریکی و الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد.

این مدار ها بر اساس توان مورد استفاده برای تأمین مدار یا دستگاه، به انواع مختلفی تقسیم می شوند.

به عنوان مثال، مدارهای مستقر در میکروکنترلر معمولاً مدارهای منابع تغذیه تنظیم شده ،

5 ولت DC (RPS) هستند که می توانند با کمک روش متفاوتی برای تغییر نیرو از 230 ولت AC به 5 ولت DC طراحی شوند.

نمودار بلوک منبع تغذیه و تبدیل مرحله به مرحله 230V AC  به 12V DC  در زیر بحث شده است.

ترانسفورماتور گام به پایین 230 ولت AC را به 12v  تبدیل می کند.

یکسو کننده پل برای تغییر AC به DC استفاده می شود

از یک خازن برای فیلتر مکعب AC استفاده می شود و به تنظیم کننده ولتاژ می دهد.

سرانجام تنظیم کننده ولتاژ ولتاژ را به 5 ولت تنظیم می کند و در آخر، یک دیود مسدود کننده برای گرفتن شکل موج پالس کننده استفاده می شود.

منبع تغذیه متغیر:

ولتاژ های مختلف AC با استفاده از ترانسفورماتور ایجاد می شود.

ترانسفورماتور ممکن است دارای سیم پیچ های مختلف باشد، در این صورت ابزار برای انتخاب سطح ولتاژ مختلف از سوئیچ ها استفاده می کند.

از طرف دیگر، برای تغییر مداوم ولتاژ ها می توان از ترانسفورماتور متغیر و قابل تنظیم استفاده کرد.

برخی از منابع متغیر AC برای نظارت بر ولتاژ، جریان یا توان متر را در بر می گیرند.

منبع تغذیه خطی کنترل نشده:

منابع  کنترل نشده شامل ترانسفورماتور گام به پایین، یکسو کننده، خازن فیلتر و مقاومت Bleeder می باشد.

این نوع منابع  به دلیل سادگی، کم هزینه ترین و مطمئن ترین برای نیازهای کم مصرف است.

نقطه ضعف اصلی این است که ولتاژ خروجی ثابت نیست. با ولتاژ ورودی و جریان بار متفاوت خواهد بود ،

و موج برای برنامه های الکترونیکی مناسب نیست. با تغییر خازن فیلتر به فیلتر LC (سلف-خازن) می توان موج را کاهش داد ، اما هزینه بیشتر می شود

ترانسفورماتور ورودی:

ترانسفورماتور ورودی برای تبدیل ولتاژ خط ورودی به سطح مورد نیاز منابع تغذیه استفاده می شود. همچنین مدار خروجی را از منبع خط جدا می کند.

یکسو کننده:

یکسو کننده استفاده شده برای تبدیل سیگنال ورودی از یک فرمت AC به DC که در انواع مختلف یکسو کننده های نیمه موج و تمام موج موجود هستند .

خازن فیلتر:

DC پالس شده از یکسو کننده به خازن صاف کننده تغذیه می شود. موج های ناخواسته را در پالس دی سی برطرف می کند.

مقاومت Bleeder:

Bleeder Resistor همچنین به عنوان مقاومت تخلیه منابع تغذیه شناخته می شود. به خازن های فیلتر وصل می شود تا شارژ ذخیره شده آنها تخلیه شود تا منبع تغذیه سیستم خطرناک نباشد.

منابع قابل برنامه ریزی:

این نوع منبع تغذیه کنترل از راه دور را برای عملکرد خود از طریق ورودی آنالوگ و در غیر این صورت رابط های دیجیتالی مانند GPIB یا  RS232 مجاز می کند.

خواص کنترل شده این منبع شامل جریان، ولتاژ، فرکانس است.

این نوع تجهیزات در طیف گسترده ای از برنامه ها مانند ساخت نیمه هادی ها، ژنراتور های اشعه ایکس، نظارت بر رشد کریستال، آزمایش دستگاه های خودکار استفاده می شود.

به طور کلی، این نوع مدار از یک میکرو کامپیوتر مهم برای کنترل و همچنین نظارت بر عملکرد آن استفاده می کند. منبع تغذیه مجهز به رابط رایانه از پروتکل های ارتباطی استاندارد (یا) اختصاصی و زبان کنترل استفاده می کند.

منبع تغذیه کامپیوتر:

در رایانه، اجزای داخلی مانند مادربرد ها و منابع تغذیه همه در تنظیمات مختلف،

اندازه هایی که به عنوان عامل شکل شناخته شده اند، در دسترس هستند. همه این سه مؤلفه باید به خوبی با هم هماهنگ باشند تا بتوانند در کنار هم کار کنند.

منبع تغذیه خطی تنظیم شده:

منبع تغذیه خطی تنظیم شده همان مدار خطی کنترل نشده است به استثنای اینکه از یک تنظیم کننده 3 ترمینال به جای مقاومت Bleeder استفاده می شود.

هدف اصلی این تأمین، تأمین سطح لازم انرژی DC به بار است. منبع تغذیه DC از منبع تغذیه به عنوان ورودی استفاده می کند.

ولتاژهای مختلف در برنامه های مختلف نیاز به سطح متفاوتی دارند،

اما امروزه منبع تغذیه DC یک ولتاژ خروجی دقیق ارائه می دهد و این ولتاژ توسط یک مدار الکترونیکی تنظیم می شود ،

به گونه ای که یک ولتاژ خروجی ثابت را برای طیف گسترده ای از بارهای خروجی فراهم می کند.

ویژگی های اصلی این منابع تغذیه شامل موارد زیر است:

بازده این منابع تغذیه از 20 تا 25 درصد متغیر است

مواد مغناطیسی مورد استفاده در این منبع تغذیه هسته CRGO یا Stalloy هستند.

قابل اطمینان تر، حجیم و با پیچیدگی کمتر است.

پاسخ سریع تری می دهد.

از مزایای اصلی منابع  خطی می توان به قابلیت اطمینان، سادگی، هزینه کم و میزان سر و صدای کم اشاره کرد.

تنظیم کننده ولتاژ:

تنظیم کننده خطی یک دستگاه سری یا موازی است که توسط یک تقویت کننده دیفرانسیل با بهره بالا کنترل می شود.

ولتاژ خروجی را با ولتاژ مرجع دقیق مقایسه می کند و دستگاه پاس را برای حفظ ولتاژ خروجی سطح ثابت تنظیم می کند.

تنظیم کننده سری:

پرکاربرد ترین تنظیم کننده برای منابع تغذیه خطی است.

همانطور که از نام آن مشخص است یک عنصر سری در مدار قرار دارد همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است و مقاومت آن از طریق الکترونیک کنترل متفاوت است

تا اطمینان حاصل شود که ولتاژ خروجی صحیح برای جریان گرفته شده تولید می شود.

تنظیم کننده موازی:

تنظیم کننده موازی کمتر به عنوان عنصر اصلی در تنظیم کننده ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرد.

در آن، یک عنصر متغیر در سراسر بار قرار می گیرد همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است.

یک مقاومت منبع در سری با ورودی قرار دارد و تنظیم کننده موازی متنوع است تا اطمینان حاصل شود که ولتاژ در طول بار ثابت است.

منبع تغذیه حالت سوئیچ (SMPS):

منابع سوئیچینگ دارای یکسو کننده، خازن فیلتر، ترانزیستور سری، رگولاتور، ترانسفورماتور است،

اما از سایر منابع که ما در مورد آنها گفتیم پیچیده تر است

معرفی منابع تغذیه meanwell:

منبع تغذیه meanwell ( مین ول ) یک منبع تغذيه سوئیچینگ است،

که توسط یکی از بزرگترين شرکت های توليد کننده منبع تغذيه سوئیچینگ در جهان ساخته شده است.

تأسیس شرکت مینول در سال 1982 به کشور تايوان تعلق می گیرد،

محصولات مختلف این برند در مدل های مختلف و طبق نیاز به  تغذیه های مختلف در سراسر دنیا، طراحی و بهینه سازی شده اند.

امروزه می توان برند مینول را به عنوان یکی از معتبرترین برند های منابع تغذیه در ایران شناخت،

همچنین وجود ملحقات این منبع تغذیه ها که شامل آداپتور مین ول یا پاور مین ول و … می باشد نیز از محصولات این شرکت است