در دنياي مدرن استفاده از منابع تغذیه در کارهاى مختلفى استفاده مى شود،اما سوالی که پیش می‌آید این است که چگونه و چه کاربردی در صنایع مختلف دارند. در کشورهای مختلف استفاده از منابع تغذیه برای کارهای مختلف رواج دارد و بسیاری از افراد برای تهیه برق مورد نظر خود از آن ها استفاده می کنند.
بیشترین تصورى که افراد در ذهنشان از منبع تغذیه دارند، این است که برای کامپیوترهای بزرگ و کوچک مورد استفاده قرار دهند. اما منابع تغذیه تنها برای روشن کردن کامپیوتر و کنترل برق ورودی به آن نمی باشد بلکه امروزه منابع تغذیه را می توان به عنوان یو پی اس ها مورد استفاده قرار داد و در زمانی که برق می رود از آن ها برای روشن ماندن وسایل برقی استفاده نمایند.
منبع تغذيه چيست؟
دستگاه الکترونیکی که انرژی الکتریکی را برای بار فراهم میکند منبع تغذيه يا پاورساولاى نامیده میشود. عملکرد اولیه تمام منابع تغذیه تبدیل انرژی الکتریکی به يكديگر میباشد.
منبع تغذیه مؤلفه ای است که حداقل یک بار الکتریکی را تأمین می کند. به طور معمول، نوعی از انرژی الکتریکی را به نوع دیگری تبدیل می کند. به طور مثال برق ac را دریافت کرده و آن را به dc تبدیل خواهد کرد.ما ممکن است یک شکل متفاوت انرژی مانند شيميايى، مکانیکی یا خورشيدي را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. در بعضی از اوقات نیز برق را در خود ذخیره می نماید و در مواقع لزوم (مثلا قطعي برق)برق مورد نياز را تامين مى كند،منبع تغذیه در بعضى مواقع به عنوان تبدیل کننده برق نیز نامیده می شود. منبع تغذیه ها دستگاه های جداگانه و مستقل هستند، در حالیکه دستگاه های دیگر بزرگتر هستند. نمونه هایی از این دستگاه شامل منابع برق موجود در رایانه های رومیزی و دستگاه های الکترونیکی مصرفی هستند.
روش كار منبع تغذيه
هر منبع تغذیه باید انرژی مورد نیاز خود را به بار خود و همچنین هرگونه انرژی مصرفی در هنگام انجام این کار را از یک منبع انرژی دریافت کند. بسته به نوع منبع تغذیه، این دستگاه ممکن است انرژی را از منابع مختلف انرژی، از جمله سیستم های انتقال انرژی الکتریکی، دستگاه های ذخیره سازی انرژی از جمله در باتری ها و سلول های سوختی، سیستم های الکترومکانیکی مانند ژنراتور و آلترناتور، مبدل انرژی خورشیدی، و یا يك منبع تغذیه دیگر به دست آورد.همه انها دارای یک ورودی انرژی هستند که انرژی را از منبع انرژی دریافت می کنند و یک خروجی انرژی که انرژی را به بار تحویل می دهد. در اکثر انها، ورودی و خروجی برق متشکل از اتصالات الکتریکی یا اتصالات مدار سختی است، بعضى از انها انرژی بی سیم را به جای اتصالات گالوانیکی برای ورود یا خروجی برق استفاده می کنند، برخى ديگر برای نظارت و کنترل خارجی دارای انواع مختلفى از ورودی ها و خروجی ها نیز هستند
انواع منبع تغذيه
- منبع تغذیه DC : تامین ولتاژ DC از برق AC .منبع تغذیه DC ، ولتاژ دائمی DC را به بار خود متصل می کند. منبع تغذیه DC بسته به انواع ان، ممکن است از یک منبع DC یا یک منبع AC مانند برق انرژی خود را بدست آورد
- 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.
- UPS : دستگاهى است که زمانی که برق قطع مى شود، انرژی بار را تامین میکند. کاربرد : برق اضطراری آسانسورها و بیمارستان ها و...
- منابع تغذیه ولتاژ بالا (high voltage) : تامین ولتاژ های بالا مانند 1kV
- پاور ساپلای جریان بالا : جریان های بالا مانند 20A به بالا برای کاربردهای جوشکاری
منبع تغذیه AC
منبع تغذیه AC به طور معمول ولتاژ را از یک منبع برق دیود (منبع تغذیه) می گیرد و آن را به ولتاژ مورد نظر کاهش می دهد. بعضی از فیلترینگ ها نیز در این شرایط ممکن است رخ دهند.
امروزه، منابع تغذیه AC را می توان به سیستم های تک فاز و سه فاز تقسیم کرد. “تفاوت اصلی بین قدرت سيستم تک فاز و سه فاز “ AC انتقال مداوم است. منبع تغذیه AC همچنین می تواند برای تغییر فرکانس و همچنین ولتاژ مورد استفاده قرار گیرد.
مزایا منبع تغذیه DC
- قابلیت تنظیم ولتاژ و جریان خروجی
- تنظیم ميزان ولتاژ/جریان از طریق کیبورد یا پیچ تنظیم
- دارای نمایشگر مجزا
- با قابليت برنامه ریزى : امکان افزایش/کاهش ولتاژ در فواصل زمانی مختلف بصورت اتوماتیک. البته این مورد شامل پاورسوپلایهایی 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)
قطعات موجود در منبع تغذیه
- یکسو کننده ای که جریان متناوب AC را به DC تبدیل می کند.
- فیلتری که جریان dc صاف و روان را از یکسو ساز عبور می دهد.
- ترانسفورماتور که توسط پله آن را به بالا یا پایین کنترل ولتاژ ورودی می برد.
- تنظيم كننده ولتاژ که کنترل خروجی دی سی را انجام می دهد و اين امكان را مى دهد كه مقدار معينى از قدرت ولت يا وات به سخت افزار رايانه منتقل شود.
ترتیب عملکرد اجزای منابع تغذیه داخلی به شرح زیر است
- تبدیل کننده
- یکسو کننده
- فیلتر
- تنظیم کننده ولتاژ
- مدارها
انواع مدار منبع تغذیه
سه مدل مدار در منابع تغذیه اصلی وجود دارد. این سه نوع عبارتند از
کنترل نشده حساس ترین نوع است که متشكل است از يكسو كننده،ترانسفورماتور و فيلتر كم گذر .
خطی تنظیم نشده:منبع تنظیم شده خطی به سادگی یک منبع تغذیه "نیروی بی رحم" (کنترل نشده) است که توسط یک مدار ترانزیستور در حالت "فعال" یا "خطی" خودکار عمل می کند، از این رو نام آن خطی می باشد.
سوئیچینگ يا تعويض تنظیم سوئیچینگ ("تعویض") تلاشی برای تحقق مزایای استفاده از هر دو نیروی بی رحمانه و طرح های تنظیم شده خطی می نماید
البته نوع چهارمی نیز وجود دارد که تنظیم شده با موج گفته می شود که ترکیبی از نمونه خطی تنظیم نشده و سوئیچینگ می باشد. منبع تغذیه تنظیم شده با موج جایگزینی برای طرح طراحی تنظیم شده خطی است