معرفی انواع منبع تغذیه DC بهمراه مزایا و معایب و کاربردهای آنها

تعریف منبع تغذیه

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

معرفی انواع منبع تغذیه

۱-منبع تغذیه DC

این منبع تغذیه ، ولتاژ DC را از برق AC تولید میکند.

۲-منبع تغذیه سوئیچینگ 

این منبع تغذیه ها با کاهش ولتاژ AC جهت رسیدن به دامنه مطلوب سیگنال AC و یا تبدیل به DC کار می‎‌کنند. بطور مثال منبع 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.

۳- UPS

دستگاهی است که زمانی که برق می رود، انرژی بار را تامین میکند. کاربرد آن برای تامین برق اضطراری آسانسورها و بیمارستان ها و… می‌باشد.

۴- منبع تغذیه ولتاژ بالا (high voltage)

این نوع منبع تغذیه برای تامین ولتاژ های بالا مانند ۱kV بکار می‌رود.

۵- پاور ساپلای جریان بالا

این منبع تغذیه برای تبدیل جریان‌های بالا مانند ۲۰A به بالا استفاده می‌شود و بیشترین کاربرد آن برای کاربردهای جوشکاری می‌باشد.

 

منبع تغذیه DC چگونه کار میکند؟

هدف از این مقاله معرفی انواع منبع تغذیه DC است. نحوه عملکرد این نوع منبع تغذیه ها در بلوک دیاگرام زیر بیان شده است. ابتدا سیگنال AC از یک ترانسفورماتور دامنه آن کاهش یافته سپس با عبور از یکسوساز الکتریکی ( 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.

یک منبع تغذیه DC دارای خروجی متغیر یا ثابت می‌باشد. بدین معنی که در خروجی ثابت، سیگنال DC با دامنه و جریان ثابت (مثلا ۵V/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 ۰-۳۰V/0-3A

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

 

 

 

مثال

بطور مثال مداری را فرض کنید که در آن منبع تغذیه دوبل تراکینگ ۳۰V/3A می‌باشد. (یعنی شامل دو کانال متغیر  ۰-۳۰V/0-3A به رنگ زرد و آبی و یک کانال خروجی ثابت ۵V/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.

سپس

جریان بعد از قطع اتصال پراپ یا در مدار قراردادن منبع تغذیه، نشان داده نمی‌شود. فقط زمانی که منبع تغذیه جریانی بیشتر از حد تعریف شده بکشد، مقدار نشان میدهد که به معنی اینست که جریانی که تعیین کرده بودید کم بوده است. در این شرایط 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. این مثال بصورت کاملا عملی در کارگاه آموزش طراحی برد الکترونیکی آموزش داده می‌شود.

 

مزایای 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 -۳۰V~0)

معایب منبع تغذیه DC

• سنگین و بزرگ
• راندمان پایین نسبت به SMPS

کاربردهای منبع تغذیه DC

• آزمایشگاه های آموزشی و تحقیقاتی تمامی رشته های مهندسی
• تامین انرژی مدارات الکترونیکی
• استفاده بعنوان منبع برق کامپیوتر ها (پاور سیستم)
• منبع تامین برق برای جوشکاری
• استفاده بجای آداپتور های AC (بعنوان منبع برق)
• صنعت نور و لیزر
• سیستم های فتو ولتائیک
• باتری سازی(شبیه سازی باتری)

 

آموزش دوره های فنی حرفه ای در آموزشگاه فنی پویان