منابع تغذیه سوئیچینگ چیست



تاریخ ایجاد:
تاریخ ویرایش:
تعداد بازدید:

منبع تغذیه سوئیچینگ چیست

منابع تغذیه سوئیچینگ، منابع تغذیه الکترونیکی هستند که به منظور تبدیل توان الکتریکی به سطح ولتاژ دیگر با راندمان بالا، دارای کنترلر سوئیچینگ می باشند. منابع تغذیه سوئیچینگ مانند دیگر منابع تغذیه، می توانند به یک منبع بزرگتر متصل شوند و باری را با جریان و ولتاژ متفاوت تغذیه نمایند. برخلاف یک منبع تغذیه خطی، ترانزیستور های قدرت یک منبع تغذیه سوییچینگ، مدام در حال خاموش و روشن شدن هستند که همین عامل باعث مینیمم اتلاف توان در این تجهیزات است. ولتاژ خروجی در منابع تغذیه سوییچینگ با تنطیم زمان خاموش یا روشن بودن ترانزیستورها انجام می گیرد. از بزرگترین مزیت های منابع تغذیه سوئیچینگ، راندمان بالا و حداقل تلفات توان می باشد.

تاریخچه منابع تغذیه سوئیچینگ

ایده منابع تغذیه سوئیچینگ در سال 1970 توسط مهندسان الکترونیک مطرح گردید. این تجهیزات درابتدای امر از بازدهی پایین برخوردار بودند، ولی درمقایسه با باتریها و منابع تغذیه آنالوگ وزن و حجم کوچکتر، ولی در عین حال توان بالایی داشتند. در طرحهای اولیه منابع تغذیه از عناصر ابتدایی نظیر BJT استفاده می شد که این خود عامل کاهش راندمان در حدود 68 درصد بود. با پیدایش ماسفت های پر سرعت تلفات ترانزیستوری به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافت. امروزه منابع تغذیه سوئیچینگ در مدل های مختلفی تولید می شوند و مجهزتر می شوند. برای مثال در شکل زیر نمونه ای از منبع تغذیه سوئیچینگ دارای خنک کننده مایع را مشاهده می کنید.

انواع منابع تغذیه سوئیچینگ

منابع تغذیه سوئیچینگ به دو نوع کلی زیر تقسیم بندی می شوند: 1) فوروارد 2) فلای بک با وجود شباهت های فراوان ، تفاوت های متمایز کننده ای نیز دارند. نحوه عملکرد و چگونگی قرار گیری عنصر مغناطیسی تعیین کننده نوع مدار است. عناصر اصلی این منابع عبارتند از: -یک منبع سوئیچ جهت تهیه موج PWM - القاگر ( در منابع پیشرفته القاگر جای خود را به ترانس می دهد) - ترانزیستور قدرت - خازن ذخیره کننده ی انرژی در خروجی - شبکه های حس کننده و عمل کننده بازخورد

منبع تغذیه سوئیچینگ فوروارد

آرایش کلی یک منبع سوئیچینگ forward درشکل زیر نمایش داده شده است. وقتی که کلید باز است، با برقراری جریان از طریق دیود، انرژی از سوی القاگر تامین می شود و در سیکل بعدی، با بسته شدن کلید، انرژی مجددا توسط منبع ورودی وارد القاگر می گردد.

منبع سوئیچینگ فلای بک

آرایش یک منبع سوئیچینگ flyback در شکل زیرآورده شده است. با بسته شدن سوئیچ، جریان در القاگر برقرار شده و در این حالت دیود قطع می شود. با باز شدن سوئیچ، خازن شارژ شده و بار تغذیه می گردد.

مبدلهای dc

برای تبدیل سطح ولتاژ DC به سطح ولتاژ دیگر در توان های کم، می توان از مدارات آنالوگ جهت کاهش یا افزایش سطح ولتاژ استفاده نمود. ولی در توان های بالاتر، باید مبدل های تغذیه سوئیچینگ را به کاربرد. برخی از منابع تغذیه سوئیچینگ امکان تغذیه از ورودی ac و dc را داشته و در خروجی ولتاژ dc مورد نظر را ایجاد می کنند. منابع تغذیه سوئیچینگ بر اساس نوع ورودی خود در انواع تکفاز، دوفاز و سه فاز برای رنجهای ولتاژی و جریانی مختلف تولید می شوند. شرکت زیگلر و جی اشنایدر از تولیدکنندگان بزرگ منابع تغذیه سوئیچینگ می باشند. نمونه ای از محصولات آنها را در شکل زیر مشاهده می کنید.