تست الکتریکال برد مدار چاپی PCB
تست الکتریکال برد مدار چاپی PCB
مهر ۶, ۱۳۹۷
مهندسی معکوس PCB
مهندسی معکوس pcb
آبان ۲۱, ۱۳۹۷
نمایش همه
منبع تغذیه سوئیچینگ

منبع تغذیه سوئیچینگ – منابع تغذیه سوئیچینگ – یا SMPS یك واحد منبع تغذیه توان ( psu ) است كه به روش سوئیچینگ عمل رگولاسیون را انجام می دهد. برای ثابت نگه داشتن ولتاژ و جریان خروجی یك منبع تغذیه ، دو روش منابع تغذیه خطی و منابع تغذیه سوئیچینگ وجود دارد.

مقایسه منابع تغذیه سوئیچینگ و منابع تغذیه خطی:

در روش منبع تغذیه خطی از ترانس و المانهای یكسو كننده جریان و فیلتر استفاده می شود. عیب این روش تلفات بالا و بازدهی پائین و عدم دسترسی به رگولاسیون دقیق و مقادیر دلخواه در خروجی این نوع منبع تغذیه است. یك مقایسه را می توان بین این دو روش به این صورت بررسی كرد:

۱- در روش منابع تغذیع خطی ترانسها در فركانس ۵۰ تا ۶۰ هرتز كار می كنند كه در نتیجه دارای اندازه و حجم بیشتری هستند ولی در  مدارات سوئیچینگ به دلیل استفاده از فركانس بالای ۵۰ تا ۲۰۰ کیلوهرتز حجم و وزن ترانسها را می توان كاهش داد.

۲- بازده توان در مدارات سوئیچینگ بیشتر از مدارات خطی است. یك منبع تغذیه خطی با تلف كردن میزان توان، خروجی خود را رگوله می كند ولی در روش تغذیه سوئیچینگ با تغییر میزان دوره سیكل سوئیچ یا همان ( duty cycle ) می توان ولتاژ و جریان خروجی را كنترل كرد. (در توانهای بالا از روش PWM و در توانهای پائین تر از ۳۰ وات از روش كلید زنی به صورت پالسهای معمولی استفاده می شود) یك طرح خوب در این روش می تواند تا ۹۵ % بازدهی داشته باشد.

موردی كه در منابع تغذیه سوئیچینگ وجود دارد بحث نویز و اثرهای ناخواسته الكترومغناطیسی است كه می بایست از فیلتر EMI و اتصالات RF استفاده كرد.

محاسن منبع تغذیه سوئیچینگ:

۱- راندمان بالا: بازده منبع تغذیه سوئیچینگ بین % ۷۰ تا % ۹۶ است. در مدارات سوئیچینگ عنصر کنترل ( سوئیچینگ ) در حالت اشباع و قطع کار می کند و توان تلفاتی پایینی دارد، در حالی که در منابع تغذیه خطی عنصر کنترل در حالت فعال کار می کند و توان تلفاتی بالائی دارد.

۲- ابعاد کوچک ترانس: در منابع تغذیة خطی ترانس در فرکانس ۵۰ هرتز برق شهر کار می کند. بر این اساس انرژی نسبتاً زیاد در تعداد دفعات کم به خروجی منتقل می شود. در حالی که در منابع تغذیه سوئیچینگ با افزایش فرکانس، بسته های انرژی کوچک تری در تعداد دفعات بیشتری منتقل می گردد.

۳- سبک بودن منابع تغذیه سوئیچینگ: بیشتر وزن یک منبع تغذیه به ترانس آن بستگی دارد. حال اگر ترانس کوچک باشد این منبع سبک خواهد شد.

۴- کاملاً فشرده: منبع تغذیه سوئیچینگ را می توان در بسته بندی های کاملاً فشرده قرار داد، چون اتلاف حرارتی کمی دارند.

۵- ورودی با محدودة دینامیکی زیاد: ولتاژ ورودی می تواند در محدودة وسیعی تغییر کند در حالی که ولتاژ خروجی ثابت باقی بماند.

۶- زمان نگهداری بیش از پنج میلی ثانیه مدار سوئیچینگ: در منبع تغذیه سوئیچینگ زمان نگهداری بیشتر از منبع تغذیه خطی است. دلیل آن ولتاژ dc بالایی است که در خازن ورودی ذخیره می شود. از آنجائی که انرژی ذخیره شده در خازن با مربع ولتاژ رابطه دارد به همین دلیل منبع تغذیه سوئیچینگ زمان نگهداری بیشتری دارد.

معایب منبع تغذیه سوئیچینگ:

۱- در ترانس علاوه بر تشعشع، تلفات افزایش یافته و با افزایش تلفات در ترانس، بازده آن کاهش می یابد:

الف) مستقیم که از طریق سیم های ارتباطی انتشار می یابد.

ب) غیرمستقیم که از طریق محیط، ارتباط برقرار می شود.

۲- نیاز به حفاظت در مقابل اضافه بار: در منابع تغذیه خطی و یا غیرخطی از اتصالات P-N بسیار استفاده می شود. هنگامی که از یک پیوند P-N جریان DC عبور می دهیم بیش تر جریان DC از نقاط تخت عبور می کند.

حال اگر جریان بیش از حد قابل تحمل پیوند باشد پیش از آن که پیوند اتصال کوتاه شود، در اثر گرم شدن پیوند سیم ارتباطی آن که با جوش اولتراسوند وصل شده جدا خواهد شد.

۳- با قطع شدن فیدبک در منبع تغذیه خطی افزایش ولتاژ وجود ندارد. در حالی که در منبع تغذیه سوئیچینگ با قطع شدن فیدبک، قسمت کنترلی ولتاژ خروجی را صفر می بیند. لذا برای افزایش ولتاژ انرژی بیشتری را به خروجی منتقل می کند. زیرا قسمت کنترلی، کاهش ولتاژ را در اثر افزایش بار می داند.

انتقال انرژی بیشتر به خروجی سبب افزایش ولتاژ خروجی می شود تا جایی که منجر به سوختن عناصر مدار می شود.

۴- جریان های یورشی زیاد: جریان های یورشی به جریان هایی گفته می شود که در لحظه اول بعد از وصل شدن منبع تغذیه به علت شارژ نبودن خازن های مدارات سوئیچینگ  از ورودی دریافت می شود.

 

مدارات سوئیچینگ

اپتوکوپلر و نحوه عملکرد آن

طراحی مدار الکترونیکی

شماتیک مدار الکترونیکی

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *