در
تمامی مصارف، مدارات الکترونیک بنا به طراحی خاص خود، جهت راه اندازی به
ولتاژ و جریان در سطوح معین نیاز دارند. در نگاه محدودتر، منبع تغذیه
دستگاهی است که قادر است از یک ورودی ولتاژ متناوب یا مستقیم در محدوده
معین، ولتاژهای مستقیم مختلف (قابل تنظیم) با سطوح جریان مختلفی تولید
نماید
منبع تغذیه سوئیچینگ به
روش سوئیچینگ عمل رگولاسیون را انجام میدهد. برای ثابت نگه داشتن ولتاژ
در خروجی یک منبع تغذیه، دو روش رگولاسیون خطی و رگولاسیون به روش سوئیچینگ
رایج میباشد.
تفاوت منبع تغذیه خطی و سوئیچینگ
برای
ثابت نگه داشتن ولتاژ مستقیم در خروجی یک منبع تغذیه، دو روش رگولاسیون
خطی و رگولاسیون به روش سوئیچینگ رایج میباشد. منبع تغذیه سوئیچینگ یک واحد
تغذیه توان است که به روش سوئیچینگ عمل رگولاسیون را انجام میدهد. در روش
رگولاتور خطی از ترانس و المانهای یکسو کننده جریان و فیلتر استفاده میشود.
تلفات بالا و بازدهی پائین و عدم دسترسی به رگولاسیون دقیق و کیفیت دلخواه
در خروجی، مشکلات منبع تغذیه خطی میباشند. سه عامل اصلی در تفاوت این دو
روش عبارتند از فرکانس کار ترانسها در روش خطی 50 تا 60 هرتز است. ترانسهای
فرکانس پایین، اندازه و حجم بزرگی دارند. در روش سوئیچینگ به دلیل استفاده
از فرکانس بالای 50 تا 200 کیلوهرتز، حجم و وزن ترانسها به میزان قابل
توجهی کاهش یافته و درنتیجه اندازه منبع تغذیه سوئیچینگ کوچکتر است
راندمان
یا بازده توان در روش سوئیچینگ بسیار بیشتر از روش خطی است. یک منبع خطی
با تلف کردن توان، خروجی را رگوله یا یکسو میکند ولی در روش سوئیچینگ با
تغییر میزان دوره سیکل سوئیچ ، ولتاژ و جریان خروجی کنترل میشود. با یک
طراحی خوب در روش سوئیچینگ میتوان به حدود 90درصد بازدهی دست یافت
در
طراحی منابع تغذیه سوئیچنگ، بدلیل وجود فرکانس بالا، بحث نویز و اثرهای
ناخواسته الکترومغناطیسی بسیار مهم بوده و برای حذف آنها از فیلتر ای.ام.آی
و اتصالات آر.اف استفاده میشود. طراحی منبع تغذیه خطی بسیار ساده بوده و
اثرات نویز در خروجی بسیار کمتر است
منابع تغذیه سوئیچینگ
در
طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ اگر ورودی اصلی ولتاژ متناوب باشد، ابتدا از یک
طبقه یکسوکننده عبور کرده و یک ولتاژ مستقیم رگوله نشده ایجاد میشود. این
ولتاژ مستقیم به خازنهای فیلترینگ بزرگ متصل میشود. جریان کشیده شده توسط
این یکسوکننده از ورودی ولتاژ متناوب باعث ایجاد پالسهای جریان در اطراف
پیک ولتاژ متناوب میشود. این پالسهای کوچک مولد فرکانسهای بالا بوده و کاهش
فاکتور توان را بهمراه دارند. تکنیک پاور فکتور کورکشن برای مقابله ایجاد
شده است. مدار پاور فکتور کورکشن جریان مصرفی یکسوکننده را شبیه به شکل موج
سینوسی نگاه داشته و در نتیجه فاکتور توان در برق ورودی متناوب اصلاح و
نزدیک به 1،00 باقی میماند
محدوده
ولتاژ متناوب ورودی توسط یک سوئیچ در دو حالت 115 و 230 ولت انتخاب میشود .
در حالت 115 ولت یک مدار دو برابر کننده ولتاژ در طبقه ورودی اضافه میشود.
در برخی مدلها محدوده ولتاژ متناوب ورودی یونیورسال بوده و حداقل100 تا
240 ولت را پشتیبانی میکنند. در یک منبع تغذیه با ورودی ولتاژ مستقیم به
مرحله یکسو کننده احیتاجی نیست
در
مرحله اینورتر، مقدار ولتاژ مستقیم تولید شده در مرحله قبل، دوباره به
ولتاژ متناوب تبدیل میشود. فرکانس خروجی اینورتر بیش از 20 کیلوهرتز (خارج
از محدوده شنوایی) انتخاب میشود. عمل سوئیچ معمولاً به کمک چند طبقه ماسفت جهت
رسیدن به بهره بالا انجام میشود. در مرحله بعد ترانس با تعداد دورهای
پیچشی کم قرار دارد. به دلیل فرکانس بالا دور سیم پیچ ترانس کم میشود و
بسته به نیاز ترانس افزاینده یا کاهنده است. در مرحله نهایی هم یک طبقه
یکسوکننده و فیلتر وجود دارد که وظیفه ی آن ساختن خروجی ولتاژ مستقیم در
محدوده معین و مشخصات مناسب است
