منبع تغذیه چیست؟

۲۸ اسفند ۱۳۹۶

دستگاه الکترونیکی که انرژی الکتریکی را برای بار فراهم میکند، منبع تغذیه یا پاورساپلای نامیده میشود. عملکرد اولیه تمام منابع تغذیه تبدیل انرژی الکتریکی میباشد.

انواع منبع تغذیه:

1- منبع تغذیه DC : تامین ولتاژ DC از برق AC .

2- منابع تغذیه سوئیچینگ : کاهش ولتاژ AC جهت رسیدن به دامنه مطلوب سیگنال AC و یا تبدیل به DC. بطور مثال منابع تغذیه سوئیچینگ یا SMPS ها برق AC را یکسو کرده و با استفاده از متد سوئیچ جریان بار(ON/OFF) به ولتاژ دلخواه دست می یابد.

3- UPS : تجهیزی است که زمانی که برق می رود، انرژی بار را تامین میکند. کاربرد : برق اضطراری آسانسورها و بیمارستان ها و...

4- منابع تغذیه ولتاژ بالا (high voltage) : تامین ولتاژ های بالا مانند 1kV

5- پاور ساپلای جریان بالا : جریان های بالا مانند 20A به بالا برای کاربردهای جوشکاری

هدف از این مقاله معرفی منابع تغذیه DC است.
نحوه عملکرد این منابع در بلوک دیاگرام زیر بیان شده است. ابتدا سیگنال AC از یک ترانسفورماتور دامنه آن کاهش یافته سپس بعد از عبور یکسوساز( بطور مثال پل دیودی) سیگنال تمام موج بدست می آید. سپس با عبور از یک فیلتر شکل موج ریپل دار بدست می آید. با عبور از بلوک رگولاتور ولتاژ DC تثبیت شده حاصل میگردد.

منابع تغذیه DC دارای خروجی متغیر یا ثابت میباشند. بدین معنی که در خروجی ثابت سیگنال DC با دامنه و جریان ثابت (مثلا 5V/3A) بدست می آید اما در خروجی متغیر میزان جریان یا ولتاژ در بازه ای متغیر بوده و توسط پیچی مقدار مطلوب حاصل میگردد. مانند منبع تغذیه متغیر 0-30V/0-3A

بسته به تعداد کانال های خروجی به پاور ساپلای های DC آزمایشگاهی، تک کانال و دوبل تراکینگ( دو کانال متغیر) می گویند.

بطور مثال در شکل فوق منبع تغذیه دوبل تراکینگ 30V/3A میباشد(شامل دو کانال متغیر 0-30V/0-3A به رنگ زرد و آبی و یک کانال خروجی ثابت 5V/3A به رنگ خاکستری). جهت تنظیم ولتاژ با استفاده از پیچ یا کیبورد مقدار مورد نظر را ست نموده و برای محدود کردن جریان دو سر پراب قرمز مشکی که به سر مثبت منفی پاور وصل شده، را اتصال کوتاه کنید و با پیچ جریان مقدار مطلوب را مشخص کنید. جریان بعد از قطع اتصال پراپ یا در مدار قراردادن منبع تغذیه، نشان داده نمیشود. فقط زمانی که منبع تغذیه جریانی بیش از حد تعریف شده بکشد، مقدار نشان میدهد که به معنی اینست که جریانی که تعیین کرده بودید کم بوده است که یا باید جریان را بیشتر کنید یا در طراحی مدار اشتباهی رخ داده. البته از زیاد کردن جریان بدون در نظر گرفتن شرایط مدار خودداری کنید که باعث صدمه زدن به بخشی از مدار نشود.

مزایا منبع تغذیه DC:

قابلیت تنظیم ولتاژ و جریان خروجی

تنظیم مقدار ولتاژ/جریان از طریق کیبورد یا پیچ تنظیم

دارای نمایشگر مجزا

قابل برنامه ریزی بودن : امکان افزایش/کاهش ولتاژ (طبق هر تابع دلخواه) در فواصل زمانی مختلف بصورت اتوماتیک. البته این مزیت شامل پاور سوپلایهایی می شود که قابل برنامه ریزی یا پروگرامبل هستند.
قابلیت استفاده از هر کانال بصورت کاملا مجزا ، سری نمودن منابع(جهت افزایش دامنه ولتاژ)، موازی کردن ( افزایش محدوده جریان) و منفی-مثبت ( تولید سیگنال منفی بطور مثال -30V~0)

معایب منبع تغذیه:

سنگین و بزرگ

راندمان پایین نسبت به SMPS

کاربردهای منبع تغذیه :

آزمایشگاه های آموزشی و تحقیقاتی تمامی رشته های مهندسی

تغذیه مدارات الکترونیکی

کامپیوتر ها (پاور سیستم)

جوشکاری

استفاده بجای آداپتور های AC

صنعت نور و لیزر

سیستم های فتو ولتائیک

باتری سازی(شبیه سازی باتری)