منبع تغذیه صنعتی چیست؟

منبع تغذیه چیست؟

به طور کلی می‌توان گفت منبع تغذیه یا منابع تغذیه تجهیزاتی الکتریکی هستند که وسایل الکترونیکی که نیاز به برق دارند با تغذیه از آنها فعالیت می کنند. در واقع منابع تغذیه انرژی ورودی شان را به فرکانس، ولتاژ و یا جریان مورد نیاز دستگاه های الکتریکی تبدیل می کنند. ممکن است تا به حال شنیده باشید که به منابع تغذیه، مبدل های الکتریکی نیز می گویند. خوب است بدانید که منابع تغذیه علاوه بر اینکه یک مبدل الکتریکی و برقی هستند فعالیت های دیگری نیز انجام می دهند. برخی از منابع تغذیه نیز در مواقعی که خطایی رخ می دهد جریان را قطع می کنند.

ناگفته نماند که منابع تغذیه در مواقع لازم هنگامی که جریان برق قطع می شود همانند یک باتری عمل می کنند و تا آمدن برق، نیروی مورد نیاز حرکت بار های الکتریکی را فراهم می کنند. در واقع منبع تغذیه نیروی مورد نیاز بار های الکتریکی را به آنها می رساند تا حرکت کنند. تمامی منابع تغذیه یک درگاه ورودی و یک یا چند درگاه خروجی دارند، درگاه ورودی نیروی برق را دریافت می کند و درگاه یا درگاه های خروجی انرژی مورد نیاز حرکت بار های الکتریکی را به آنها می رسانند.

عملکرد دقیق منبع تغذیه به چه صورت است؟

منبع تغذیه یا پاورساپلای (Power Supply) وظیفه‌ی تامین برق مورد نیاز سیستم را دارد. عملکرد دقیق آن به این صورت است که منبع تغذیه ابتدا ورودی برق AC (جریان متناوب) را از شبکه برقی گرفته، آن را به فرایند تبدیل به ولتاژ DC (جریان مستقیم) منتثل می‌کند و با استفاده از مدارهای الکترونیکی پایدارسازی، جریان DC را به صورت مداوم ارائه می‌دهد. همچنین منبع تغذیه برای این که بتواند بهتر به عملکرد خود بپردازد، به قابلیت‌هایی همچون حفاظت از دستگاه در برابر افزایش ولتاژ، افزایش جریان و حرارت مجهز می‌شود.
تمامی این موارد در کنار یکدیگر، یک منبع تغذیه استاندارد را تشکیل می‌دهند که در انواع مختلف تقسیم شده و هر یک مناسب برای فعالیتی خاص است.

اجزای منبع تغذیه شامل چیست؟

منابع تغذیه اصلی از چند قسمت تشکیل شده ­اند. این اجزا به منبع تغذیه کمک می­کنند تا ولتاژ را افزایش یا کاهش دهد، توان را تبدیل کند و ولتاژهای ریپلپ (تغییرات باقیمانده در ولتاژ که منجر به هدر رفتن انرژی و گرمای بیش از حد میشود) را کاهش دهد.

ترانسفورماتور: ترانسفورماتور ولتاژ ورودی را به سطح ولتاژ خروجی مورد نیاز تغییر می دهد. این دستگاه ها ممکن است ولتاژ را افزایش یا کاهش دهند. به طور معمول، ولتاژ DC مورد نیاز بسیار کمتر از ولتاژ AC ورودی از منشاء برق اولیه است.

رکتیفایر یا یکسو کننده: برای تبدیل برق ورودی از AC به DC، پاور ساپلای از رکتیفایر استفاده می­کند که ممکن است به صورت نیمه موج، تمام موج یا پل باشد.

فیلتر: در زمان تغییر برق AC به DC، همچنان امواج مشخص نیاز به هموار سازی دارند. فیلتر، امواج را به طور کامل هموار و صاف نمیکند، بلکه آنها را به میزان قابل توجهی کاهش می­دهد. خروجی این قطعه، برق تنظیم نشده است.

رگولاتور: یک تنظیم­ کننده یا رگولاتور ولتاژ، ولتاژهای موج دار باقیمانده از فیلتر را کاهش می­دهد و از شر هر گونه افزایش یا افت ولتاژ که می تواند به دستگاه­ های متصل به پاور ساپلای آسیب برساند، خلاص می­شود.

همه منابع تغذیه از قطعات یکسانی تشکیل نمی­شوند؛ اجزای تشکیل دهنده منبع تغذیه برای عملکرد خاصی که واحد آن واحد قرار است داشته باشد، ضروری هستند.

بررسی و معرفی انواع منبع تغذیه صنعتی

شناخت انواع منابع تغذیه دستگاه‌های الکترونیکی، به دلیل اهمیتی که دارند، بسیار مهم است. در اینجا به بررسی انواعی از منابع تغذیه می‌پردازیم که در ساخت دستگاه‌های الکترونیکی استفاده می‌شود.

سیم پیچ ترانسفورماتور (Transformer)

سیم پیچ ترانسفورماتور یک منبع تغذیه اساسی برای دستگاه‌های الکترونیکی است. این منبع تغذیه با تبدیل ولتاژ بالای AC به ولتاژ پایین‌تر AC یا DC، برای تامین برق در قطعات حساس دستگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

منبع تغذیه خطی (Linear Power Supply)

منابع تغذیه خطی برای تامین برق به دستگاه‌های الکترونیکی با ولتاژ پایین مورد استفاده قرار می‌گیرند. این منابع تغذیه با استفاده از روش‌های تبدیل ولتاژ AC به DC، ولتاژ پایین را برای تامین برق به دستگاه‌های الکترونیکی فراهم می‌کنند.

منبع تغذیه سوئیچینگ (Switching Power Supply)

منابع تغذیه سوئیچینگ در طراحی دستگاه‌های الکترونیکی بسیار پرکاربرد هستند. این منابع تغذیه با استفاده از تنظیم توان خروجی، ولتاژ و جریان خروجی را برای دستگاه‌های الکترونیکی فراهم می‌کنند. علاوه بر این، این منابع تغذیه با کاهش حجم و وزن نسبت به منابع تغذیه خطی، برای دستگاه‌هایی با فضای محدود بسیار مناسب هستند.

منبع تغذیه یو پی اس (Uninterruptible Power Supply)

منابع تغذیه UPS به عنوان یک منبع تغذیه پشتیبان در مواقع قطعی برق، برای دستگاه‌هایی که از قطعات حساس تشکیل شده‌اند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. این منابع تغذیه با استفاده از دو منبع تغذیه، یکی AC و دیگری DC، در صورت قطع برق، با استفاده از باتری نیروی لازم برای دستگاه را فراهم می‌کنند.

منبع تغذیه سوئیچینگ پویا (Dynamic Switching Power Supply)

منابع تغذیه سوئیچینگ پویا با توجه به نیاز دستگاه، ولتاژ و جریان خروجی را تنظیم می‌کنند. این منابع تغذیه با استفاده از تکنولوژی سیستم‌های کنترل دستگاه، توان ولتاژ و جریان را مطابق با نیاز الکترونیکی فراهم می‌کنند. علاوه بر این، با قابلیت کنترل پویای خروجی، این منابع تغذیه باعث بهبود عملکرد دستگاه‌های الکترونیکی می‌شوند.

منبع تغذیه قابل حمل (Portable Power Supply)

منابع تغذیه قابل حمل برای دستگاه‌های الکترونیکی کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد. این منابع تغذیه با استفاده از باتری‌های قابل شارژ، در صورت نیاز در تامین برق برای دستگاه‌های الکترونیکی، استفاده می‌شوند.

منبع تغذیه قابل برنامه‌ریزی (Programmable Power Supply)

این نوع منابع تغذیه با قابلیت کنترل دقیق، در صورت نیاز به تتمین ولتاژ و جریان مشخص برای دستگاه‌های الکترونیکی بکار می‌رود. این منابع تغذیه با توانایی کنترل دقیق پارامترهای خروجی به دستگاه‌های الکترونیکی با نوع کاربرد مختلف، اعم از آزمایشگاهی، تحقیقاتی و صنعتی، مناسب است.

منبع تغذیه فرکانس بالا (High Frequency Power Supply)

این نوع منابع تغذیه با عملکرد ولتاژ و جریان خروجی با فرکانس بالا، در دستگاه‌هایی که نیاز به ولتاژ بالای AC یا DC دارند، با بهره‌گیری از تکنولوژی فرکانس بالا و همچنین کنترل دقیق پارامترهای خروجی، بکار می‌رود.
در نهایت، برای طراحی و ساخت دستگاه‌های الکترونیکی، انتخاب منبع تغذیه مناسب با توجه به نیاز دستگاه، تحت شرایط مختلف، مهم است.

تفاوت منبع تغذیه صنعتی AC و DC

خوب است بدانید که منابع تغذیه برای تبدیل نیروی برق به ولتاژ، فرکانس و یا جریان مورد نیاز شما ساخته شده اند. بعضی از وسایل از جریان AC به DC و بعضی از وسایل از جریان DC به DC تبدیل می شوند. جریان AC همان برق متناوب است که از آن به عنوان برق شهری نیز یاد می شود. بعلاوه جریان الکتریکی همان جنبش الکترون ها است که منجر می شود برق جریان پیدا کند. برق متناوب یا همان AC دارای حرکتی موج دار است که آن را از جریان DC متمایز و برتر می کند.

جریان DC یک جریان صاف و مستقیم است و همانند جریان متناوب یا همان AC نیست زیرا جریان AC یک جریان موج دار است. ولتاژ برقی که DC تحویل میدهد با بیشتر لوازم و وسایل الکترونیکی سازگاری بالایی دارد. به همین جهت بسیاری از لوازم و وسایل الکترونیکی دارای باتری ها یا مبدل هایی هستند که جریان ورودی را به جریان DC تبدیل می کند. البته برخی از وسایل نیز هیچ یک از موارد گفته شده را ندارند و با استفاده از یک تکسوساز (یکسان ساز) جریان و ولتاژ مورد نیاز و مناسب آنها تهیه می شود.

وسایل الکترونیکی همانند لپتاپ، موبایل ها و… که اجزایی ظریف در خود دارند و جریان های موج دار به آنها آسیب و صدمه وارد می کند، نیازمند جریان ثابت هستند. در چنین مواقعی شما باید یک مبدل ای‌سی دی‌سی تهیه کنید تا جریان موج دار به جریان ثابت و تمیز تبدیل شود و وسایلی که در بالا ذکر شد آسیب نبینند.

خلاصه ای از منبع تغذیه صنعتی یا پاور ساپلای

منبع تغذیه یا پاورساپلای، وظیفه‌ تامین برق مستقیم به سیستم را دارد. این دستگاه با تبدیل جریان متناوب AC به DC، جریانی پایدار و مناسبی را برای سیستم فراهم می‌کند. همچنین، منبع تغذیه دارای قابلیت‌های حفاظتی است که در صورت افزایش ولتاژ، جریان و حرارت، از سیستم محافظت می‌کند. در سیستم‌های کامپیوتری، منبع تغذیه نقش بسیار مهمی دارد و کیفیت آن می‌تواند بر عملکرد و عمر مفید سایر قطعات تاثیر گذار باشد.

اگر بخواهیم به صورت خلاصه بگوییم، لیستی از مجموعه کارهایی که منابع تغذیه برای الکترونیک انجام می‌دهند، به شرح زیر است:

1. برق AC (جریان متناوب) را به DC (جریان مستقیم) تبدیل می­کنند.
2. ولتاژ بالا (120-220 ولت) را تا حدود 5 ولت تنظیم می­کنند (ولتاژهای رایج از 3.3 تا 15 ولت است).
3. ممکن است فیوز یا سایر محافظ­های جریان یا گرمای بیش از حد داشته باشند.

power supply ها، در رده پر کاربردترین قطعات الکترونیکی هستند که تقریبا در تمام صنایع مورد استفاده قرار می­گیرند.