منبع تغذیه سوئیچینگ چیست و کجا از آن استفاده کنیم؟
اگر به برق و الکترونیک علاقه دارید پس حتما باید بدانید منبع تغذیه سوئیچینگ چیست و کجا از آن استفاده کنیم؟
از پاور سوئیچینگ برای تبدیل ولتاژ ورودی به مقدار مورد نیاز قطعات داخلی استفاده می شود. نام رایج دیگر برای سوئیچینگ منابع تغذیه اینورتر است.
منبع تغذیه سوئیچینگ چیست
اینورتر منبع تغذیه ثانویه است که از تبدیل دوگانه به ولتاژ AC ورودی استفاده می کند با تغییر عرض مدت پالس و در برخی موارد فرکانس آن ، مقدار خروجی را تنظیم میکند به این نوع مدولاسیون مدولاسیون طول موج مربعی گفته می شود
اصل منبع تغذیه سوئیچینگ
اینورتر با اصلاح ولتاژ اولیه و تبدیل آن به پشت سر هم با فرکانس بالا کار می کند این تفاوت از ترانسفورماتورهای سنتی است ولتاژ خروجی برای تولید سیگنال بازخورد منفی استفاده می شود که امکان تنظیم پارامترهای پالس را فراهم می آورد با کنترل عرض پالس می توان ولتاژ یا جریان پارامتر خروجی را به راحتی تنظیم کرد به عبارت دیگر ، می تواند یک تنظیم کننده ولتاژ یا یک تنظیم کننده جریان باشد
تعداد و قطبیت مقادیر خروجی بسته به عملکرد منبع تغذیه سوئیچینگ می تواند بسیار متفاوت باشد
اگر به دنبال یک شغل پردرآمد و در عین حال راحت و با سرمایه کم میگردید پس همین الان آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی را شروع کنید.
انواع تغذیه ها
از چندین نوع اینورتر با مدارهای مختلف استفاده میشود
- بدون ترانسفورماتور
- ترانسفورماتور
تفاوت در این است که بدون ترانسفورماتور دنباله پالس مستقیماً وارد یکسو کننده خروجی دستگاه و فیلتر صاف کننده می شود این مدار شامل حداقل اجزای سازنده است یک اینورتر ساده شامل یک مدار مجتمع اختصاصی است.
نقطه ضعف اصلی دستگاه های بدون ترانسفورماتور این است که ممکن است در صورت عدم عایق گالوانیک از شبکه برق ، خطر شوک وجود داشته باشد. آنها همچنین معمولاً از قدرت کم برخوردار هستند و فقط یک مقدار ولتاژ خروجی را تولید می کنند
معمولاً یک دستگاه ترانسفورماتور که در آن یک توالی پالس با فرکانس بالا بر روی سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور اعمال می شود ممکن است در صورت نیاز سیم پیچ های ثانویه زیادی وجود داشته باشد این امکان را می دهد تا ولتاژهای خروجی چندگانه تشکیل شود هر سیم پیچ ثانویه دارای یکسو کننده و فیلتر صاف کننده خاص خود است
بلوک منبع تغذیه سوئیچینگ قدرتمند هر رایانه مطابق با چنین مدار ساخته شده است و از قابلیت اطمینان و ایمنی بالایی برخوردار است برای سیگنال بازخورد از ولتاژ 5 ولت یا 12 ولت در اینجا استفاده می شود زیرا این مقادیر باید تا حد امکان پایدار باشند
استفاده از ترانسفورماتور برای تبدیل ولتاژ با فرکانس بالا ده ها کیلوهرتز به جای 50 هرتز باعث کاهش قابل توجهی در حجم و وزن آن می شود و از مواد فرومغناطیسی با فشار بالا به عنوان ماده اصلی مغناطیسی به جای سیم های برقی استفاده می کند.
مبدل DC-DC نیز بر اساس مدولاسیون موج مربعی است تبدیل بدون استفاده از مدار معکوس بسیار دشوار است
- مدار برق DC
- نمودارهای مدار متداول ترین تنظیمات اینورترهای پالس شامل
- فیلتر خط برای سرکوب تداخل
- یکسو کننده
- فیلتر صاف کننده
- مبدل موج مربعی
- ترانزیستور کلید
- ترانسفورماتور خروجی با فرکانس بالا
- یکسو کننده خروجی
- فیلترهای خروجی فردی و جمعی
هدف از فیلتر تداخل ، ضبط تداخل از عملکرد دستگاه در منبع تغذیه است تعویض اجزای نیمه هادی با قدرت بالا می تواند با پالس های کوتاه مدت تولید شده در طیف گسترده ای همراه باشد بنابراین لازم است از یک جزء ویژه طراحی شده به عنوان خازن گذر برای پیوند فیلتر استفاده شود
یکسو کننده برای تبدیل ولتاژ AC ورودی به یک فیلتر صاف کننده پایین دست ولتاژ DC برای از بین بردن موج دار شدن ولتاژ اصلاح شده استفاده می شود.
یکسو کننده و فیلتر در هنگام استفاده از مبدل DC بی فایده هستند سیگنال ورودی پس از عبور از مدار فیلتر نویز مستقیماً به تعدیل کننده مبدل عرض پالس ارسال می شود.
PWM پیچیده ترین قسمت مدار منبع تغذیه سوئیچینگ است وظایف آن شامل موارد زیر است
پالس های با فرکانس بالا
نظارت بر پارامترهای خروجی واحد و تصحیح پشت سر هم بر اساس سیگنال بازخورد
نظارت و محافظت از اضافه بار
سیگنال PWM به پین کنترل ترانزیستور پرقدرت متصل به پل یا نیم پل ارسال می شود سیم برق به سیم پیچ اصلی ترانسفورماتور خروجی با فرکانس بالا متصل است ترانزیستورهای دو قطبی سنتی توسط ترانزیستورهای IGBT یا MOSFET با افت ولتاژ اتصال بسیار کم و عملکرد سرعت بالا جایگزین می شوند بهبود عملکرد ترانزیستور باعث کاهش اتلاف انرژی در همان اندازه و طراحی مهندسی می شود.
مجتمع فنی تهران پایتخت برگزار کننده دوره تعمیرات بردهای الکترونیکی در تهران به صورت حرفه‌ای و تضمین صد در صدی برگزار میکند.
ترانسفورماتور پالس خروجی از همان اصل تبدیل به عنوان ترانسفورماتور سنتی استفاده می کند عملیات اورکلاک یک استثنا است بنابراین ترانسفورماتورهای با فرکانس بالا اندازه کمتری برای همان قدرت انتقال دارند
ولتاژ سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور قدرت ممکن است چندین بار به یکسو کننده خروجی ارسال شود متفاوت از یکسو کننده ورودی ، دیود یکسو کننده مدار ثانویه باید فرکانس کاری بالاتری داشته باشد دیودهای Schottky در این قسمت از مدار بهترین کار را می کنند مزایای آنها در مقایسه با دیودهای سنتی به شرح زیر است
- فرکانس کاری بالا
- خازن اتصال p-n پایین تر
- افت ولتاژ کم
هدف از فیلتر خروجی در تعویض منبع تغذیه ، کاهش موج دار شدن ولتاژ خروجی اصلاح شده به حداقل لازم است از آنجا که فرکانس موج دار بسیار بالاتر از ولتاژ خط است ، نیازی به خازن بالا و القای زیاد در سیم پیچ نیست
دامنه کاربرد منبع تغذیه سوئیچینگ
در بیشتر موارد از اینورترهای ولتاژ پالس برای جایگزینی اینورترهای ترانسفورماتور سنتی با تثبیت کننده های حالت جامد استفاده می شود اینورتر کوچکتر ، سبک تر و قابل اطمینان تر با قدرت برابر است. مهمترین چیز این است که کارآمدتر است و می تواند در طیف گسترده ای از ولتاژ ورودی کار کند. و حداکثر توان چندین برابر بیشتر از یک اینورتر با اندازه معادل است
منابع پالس گزینه های کمی در زمینه هایی مانند تبدیل ولتاژ DC دارند و می توانند نه تنها با کاهش ولتاژ بلکه با تولید ولتاژ بالاتر و وارونگی قطبیت بافت کار کنند. فرکانس تبدیل بالا ، فیلتر و تثبیت پارامترهای خروجی را تا حد زیادی تسهیل می کند
اینورترهای کوچک مبتنی بر ASIC به عنوان شارژر برای وسایل مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. قابلیت اطمینان آنها به حدی است که عمر واحد شارژ می تواند چندین برابر بیشتر از دستگاه های تلفن همراه باشد.
درایور برق 12 ولت برای روشن کردن منبع نور LED نیز بر اساس مدار سوئیچینگ است
نحوه تهیه منبع تغذیه سوئیچینگ توسط خودتان
اینورترها ، به ویژه آنهایی که دارای مدارهای پیچیده اینورتر قدرتمند هستند ، فقط توسط علاقه مندان به رادیو آماتور با تجربه قابل استفاده هستند یک مدار کم مصرف ساده با استفاده از یک کنترلر اختصاصی PWM می تواند برای خود مونتاژ منبع تغذیه شبکه توصیه شود این مدارهای مجتمع کم سیم هستند و طراحی مدار کاملی دارند که تقریباً نیازی به تنظیم یا تنظیم ندارند.
هنگامی که مشغول ساخت و ساز دستی یا تعمیر تجهیزات صنعتی هستید ، به خاطر داشته باشید که بخشی از مدار همیشه تحت پتانسیل شبکه خواهد بود و باید اقدامات احتیاطی امنیتی انجام شود
همچنین یادبگیرید: آموزش تعمیرات موبایل
