منبع تغذیه چیست؟

منبع تغذیه تجهیزی است که توانایی تامین انرژی الکتریکی برای یک یا چند مصرف کننده با بار مصرفی یکسان یا متفاوت را بر عهده دارد. منبع های تغذیه به دو صورت جداگانه و جداناپذیر در دسترس هستند که در حالت دوم به صورت ثابت روی تجهیز مصرف کننده نصب شده است و امکان جداسازی آن از دستگاه وجود ندارد. هر منبع تغذیه شامل یک ورودی و یک خروجی است که کاملا نسبت به یکدیگر ایزوله هستند.

انواع منبع تغذیه 
1) منبع تغذیه DC به DC
منبع تغذیه DC به DC

این منبع تغذیه در ورودی یک ولتاژ تغذیه DC را در یک محدوده مشخص (مثلا 12 ولت) تحویل گرفته و در خروجی، یک محدوده ولتاژ DC دیگری (مثلا 48 ولت) تحویل می دهد. در بازار به این نوع منبع تغذیه، مبدل DC به DC نیز می گویند.

2) منبع تغذیه AC به DC
منبع تغذیه AC به DC

در این منبع تغذیه، ورودی ما جریان AC است؛ بر همین اساس برای تبدیل آن در محدوده ولتاژی جریان DC، ابتدا از یک سیم پیچ یا ترانس استفاده می کنیم؛ در مرحله دوم برای تبدیل جریان سینوسی به یک جریان مستقیم باید از رکتیفایرها بهره ببریم و در نهایت با استفاده از یک فیلتر، خروجی مطلوب به دست می آید. خوب است بدانید که در برخی مصرف کننده ها که می توانند ریپل بالا را تحمل کنند، احتیاجی به فیلتر نداریم.

3) منبع تغذیه AC به AC
منبع تغذیه AC به AC

با استفاده از یک سیم پیچ یا ترانسفورمر می توان یک منبع تغذیه AC به AC داشت که البته این مدل، ساده ترین نوع منبع تغذیه است. در بعضی مدل های منبع تغذیه AC به AC از فیلتر نیز استفاده می شود و در بعضی دیگر هدف تنها ایزوله کردن خروجی از ورودی است، در نتیجه ولتاژ ورودی و خروجی یکسان است.

4) رگولاتور خطی
رگولاتور خطی

از رگولاتورهای خطی زمانی استفاده می شود که شما با یک جریان DC اما با دامنه متغیر سرو کار دارید.
رگولاتور خطی کمک می کند تا شما ولتاژ ثابتی داشته باشید و کاربرد آن بیشتر در دامنه ولتاژ پایین است تا تجهیزات پایین دستی را از آسیب های ناشی از تغییرات دامنه ولتاژ محافظت کند.

5) منبع تغذیه ولتاژ بالا
منبع تغذیه ولتاژ بالا

این منبع تغذیه برای شتاب دهی ذرات یا استفاده از تجهیزاتی مانند دستگاه های X-RAY استفاده می شود. منبع تغذیه ولتاژ بالا دارای خروجی چند صد ولتی است و داخل آن از یک کنتاکتور به جهت ایمنی استفاده شده است.

6) منبع تغذیه رایانه
منبع تغذیه رایانه

منبع تغذیه رایانه برق ورودی AC را به ولتاژ های مختلف DC برای تغذیه قطعات مختلف رایانه نظیر مادربرد، کارت های حافظه، هارد، درایو های DVD و… تبدیل می کند.

7) منبع تغذیه قابل برنامه ریزی
منبع تغذیه قابل برنامه ریزی

این منبع امکان برنامه ریزی و کنترل از راه دور را دارا می باشد. در منبع های تغذیه قابل برنامه ریزی شما می توانید مواردی مانند جریان، ولتاژ و فرکانس را کنترل نمایید؛ این منبع ها ریپل و نویز کمی دارند و برای مصارف اتوماسیون صنعتی و الکترونیک بسیار پر کاربرد اند و همچنین برای کار های دقیق و مصارف آزمایشگاهی می توان از آن ها استفاده کرد.

منبع تغذیه سوئیچینگ چیست؟
منبع تغذیه سوئیچینگ

یکی از انواع منبع های تغذیه، منبع تغذیه سوئیچینگ می باشد که در این مدل، ورودی ما برق AC است. سپس از فیلتر های یکسو ساز استفاده کرده و آن را به برق DC تبدیل می کنیم. در مرحله بعدی با استفاده از قطعات نیمه هادی الکترونیک قدرت، یک مدار سوئیچینگ درست می کنیم و با اعمال عملیاتی مشابه خاموش و روشن کردن یک کلید اما در فرکانس بالا ( یعنی به دفعات بسیار زیاد) روی سیگنال DC که داشتیم؛ یک پالس مربعی شکل ( مشابه تابع سینوسی برق AC) درست می کنیم. بر همین اساس یک ولتاژ AC تولید می شود. منظور از فرکانس بالا، در محدوده 10 کیلو تا یک مگا هرتز می باشد. در این صورت امکان استفاده از ادواتی مانند ترانسفورمرها یا فیلترهای خازنی کوچک فراهم است. در ادامه ولتاژ AC فرکانس بالا و یکسو شده با استفاده از فیلتر ها مجدداً به ولتاژ DC تبدیل می کنیم.
برای ایمنی کار، از ترانس فرکانس بالای عایق دار استفاده می کنیم تا خروجی را از ورودی ایزوله کنیم. منابع تغذیه سوئیچینگ عموما دارای یک سیستم فیدبک هستند تا براساس توان مصرفی خروجی، ضریب کاری منبع را افزایش دهند. همچنین اگر جریان کشی از دستگاه به صورت غیر نرمال باشد؛ منبع تغذیه با حس اینکه ممکن است در خروجی اتصال کوتاهی رخ داده باشد؛ پیش از آسیب به سیستم، مدار تغذیه را قطع می کند.
در برخی از منابع تغذیه سوئیچینگ ما محدودیت جریان پایین داریم. یعنی چنانچه میزان جریان بار خروجی از حد تعیین شده کمتر باشد؛ دستگاه خروجی را قطع می کند. در شرایط بی باری یا کم باری، فرکانس مدار برش پاور افزایش می باید و این مسئله باعث حالت ولتاژ گذرا و در نهایت آسیب به قطعات دستگاه می گردد.

مدار منبع تغذیه سوئیچینگ
مدار منبع تغذیه سوئیچینگ

مطابق با تصویر فوق، در یک منبع تغذیه سوئیچینگ ایده آل، ما با یک سیستم حلقه بسته سرو کار داریم؛ بر اساس این سیستم، جریان نمونه با جریان مرجع مطابقت سنجی شده و نتیجه آن به همراه یک نمونه از ولتاژ خروجی تجهیز به بخش کنترل کلید زنی (کنترل سوئیچینگ ) ارسال می شود تا از نظر ولتاژ، جریان، فرکانس و… مورد بررسی قرار گیرد که در نهایت نتیجه آن در قالب یک پالس مربعی PWM ارسال می شود.

نحوه تست منبع تغذیه سوئیچینگ

برای عیب یابی منبع تغذیه سوئیچینگ در حالت ساده نیازمند حداقل یک مولتی متر هستیم:
1- ابتدا به بخش ورودی مدار رفته و سیم ورودی به پاور و فیوز را تست کنیم.
2- چنانچه موارد قبلی بدون ایراد بود به سراغ تست خازن ها می رویم؛ خازن های ترانس را با استفاده از مولتی متر چک می کنیم.
3- در ادامه به سراغ خود ترانس یا همان چوک ها می رویم و از آنها با استفاده از مولتی متر تست اتصال کوتاه می گیریم.
4- در صورت سالم بودن ترانس ها به سراغ قسمت یکسو کننده یعنی دیود ها می رویم؛ اینجا هم می توانیم از تست اتصال کوتاه بهره ببریم.
5- در نهایت اگر ایراد در هیچ کدام از قسمت های ذکر شده نبود؛ باید تجهیز را به تعمیرگاه های مجرب انتقال داد تا با استفاده از دستگاه عیب یابی و تعمیر شود.

کاربرد منبع تغذیه سوئیچینگ

یک نمونه کوچک از کاربرد منبع تغذیه سوئیچینگ، شارژهای باتری نسل جدید است و دیگر کاربرد های منبع تغذیه سوئیچینگ عبارت اند از:
1- ماشین حساب های صنعتی
2- سیستم های راداری
3- تجهیزات آزمایشگاهی و درمانی
4- تجهیزات صوتی و تصویری
5- لوازم خانگی برقی

نکات مهم در هنگام خرید منبع تغذیه

1- ولتاژ ورودی و نوع جریان مشخص باشد.
2- ولتاژ خروجی و نوع جریان مشخص باشد.
3- میزان بار متصل به منبع تغذیه مشخص باشد.
4- نوع بار متصل به منبع تغذیه مشخص باشد.
5- مشخص نماییم که در صورت خرابی منبع تغذیه نیازمند منبع تغذیه دیگری برای پشتیبان هستیم یا خیر؟
6- آیا منبع تغذیه ما باید قابلیت کنترل از راه دور را داشته باشد؟
7- شرایط محیطی مورد نیاز برای نصب منبع تغذیه
8- ابعاد و فضای مورد نیاز برای نصب منبع تغذیه

UPS چیست؟
UPS چیست

Uninterruptible power supply یا منبع تغذیه بدون وقفه، نوعی از منبع های تغذیه می باشند که دارای باتری داخلی یا موتور احتراقی یا توربین داخلی هستند. UPS ها می توانند به صورت همزمان از چند منبع توان استفاده کنند و عموما برق شهری را به عنوان ورودی می گیرند و به وسیله آن باتری داخلی خود را شارژ می کنند. در شرایطی که برق شهری قطع می شود؛ UPS ها به صورت آنی وارد مدار شده و از قطع برق مصرفی بارها جلوگیری می کنند و همین مسئله باعث می شود تا در مدت زمانی مشخص، اپراتور یا مدیر مجموعه به سازمان دهی کارها پرداخته و موارد لازم را برای شرایط اضطراری انجام دهد. مادامی که باتری ها دارای شارژ باشند و یا توربین داخلی کار کند؛ می توان از برق تامین شده توسط UPS استفاده کرد.

انواع UPS
1- OFF LINE UPS

در این مدل از UPS ها و درست زمانی که قطعی برق رخ می دهد، این منبع ها به عنوان جایگزین بلافاصله وارد مدار می شوند.

2- ON LINE UPS

در این مدل UPS، تامین خروجی بعد از پاک سازی برق ورودی از نویز و رعایت سطح ولتاژ انجام می پذیرد و چنانچه دستگاه دچار نقص فنی، اضافه بار یا افزایش دمای بیش از حد شود؛ وارد حالت بای پس می شود.

3- LINE INTERACTIVE UPS

در این حالت، زمانی که UPS در حالت بای پس است؛ ورودی به ترانسفورماتور منتقل می شود؛ در این حالت ترانسفورماتور به عنوان شارژر عمل کرده و در نهایت برق مورد نیاز ما را نیز در خروجی تامین می کند.

اجزای تشکیل دهنده UPS

1- یکسو کننده یا رکتیفایر
2- مبدل DC به AC یا اینورتر
3- سوئیچ ها یا ادوات نیمه هادی الکترونیک قدرت برای عملیات سوئیچینگ
4- باتری ها
عملیات کاری در ساده ترین شکل ممکن، به این شرح است :
در زمانی که برق شهر موجود است؛ UPS با استفاده از یکسو کننده ها برق جریان AC را به DC تبدیل کرده و به وسیله آن باتری ها را شارژ می کند.
در زمان قطع برق؛ با استفاده از مبدل و ادوات سوئیچینگ، برق جریان DC در باتری ها به برق جریان AC تبدیل شده و به خروجی دستگاه داده می شود تا برای بارها استفاده شود.