• خانه
  • ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ

ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ

ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ

ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ را در این مقاله بررسی می کنیم. منبع تغذیه سوئیچینگ یا SMPS یك واحد منبع تغذیه توان ( psu ) است كه به روش سوئیچینگ عمل رگولاسیون را انجام می دهد. برای ثابت نگه داشتن ولتاژ و جریان خروجی یك منبع تغذیه ، دو روش ساخت منبع تغذیه خطی و ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ وجود دارد.

مقایسه ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ و منبع تغذیه خطی

ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ
ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ

در روش ساخت منبع تغذیه خطی از ترانس و المانهای یكسو كننده جریان و فیلتر استفاده می شود. عیب این روش تلفات بالا و بازدهی پائین و عدم دسترسی به رگولاسیون دقیق و مقادیر دلخواه در خروجی این نوع منبع تغذیه است. یك مقایسه را می توان بین این دو روش به این صورت بررسی كرد:

1- در روش ساخت منابع تغذیه خطی ترانسها در فركانس 50 تا 60 هرتز كار می كنند كه در نتیجه دارای اندازه و حجم بیشتری هستند ولی در ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ به دلیل استفاده از فركانس بالای 50 تا 200 کیلوهرتز حجم و وزن ترانسها را می توان كاهش داد.

2- بازده توان در مدارات سوئیچینگ بیشتر از مدارات خطی است. یك منبع تغذیه خطی با تلف كردن میزان توان، خروجی خود را رگوله می كند ولی در روش تغذیه سوئیچینگ با تغییر میزان دوره سیكل سوئیچ یا همان ( duty cycle ) می توان ولتاژ و جریان خروجی را كنترل كرد. (در توانهای بالا از روش PWM و در توانهای پائین تر از 30 وات از روش كلید زنی به صورت پالسهای معمولی استفاده می شود) یك طرح خوب در این روش می تواند تا 95 % بازدهی داشته باشد.

موردی كه در منابع تغذیه سوئیچینگ وجود دارد بحث نویز و اثرهای ناخواسته الكترومغناطیسی است كه می بایست از فیلتر EMI و اتصالات RF استفاده كرد.

محاسن ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ

۱- راندمان بالا

بازده منبع تغذیه سوئیچینگ بین % ۷۰ تا % ۹۶ است. در مدارات سوئیچینگ عنصر کنترل ( سوئیچینگ ) در حالت اشباع و قطع کار می کند و توان تلفاتی پایینی دارد، در حالی که در منابع تغذیه خطی عنصر کنترل در حالت فعال کار می کند و توان تلفاتی بالائی دارد.

۲- ابعاد کوچک ترانس

در منابع تغذیة خطی ترانس در فرکانس ۵۰ هرتز برق شهر کار می کند. بر این اساس انرژی نسبتاً زیاد در تعداد دفعات کم به خروجی منتقل می شود. در حالی که در منابع تغذیه سوئیچینگ با افزایش فرکانس، بسته های انرژی کوچک تری در تعداد دفعات بیشتری منتقل می گردد.

۳- سبک بودن منابع تغذیه سوئیچینگ

بیشتر وزن یک منبع تغذیه به ترانس آن بستگی دارد. حال اگر ترانس کوچک باشد این منبع سبک خواهد شد.

۴- کاملاً فشرده

ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ را می توان در بسته بندی های کاملاً فشرده قرار داد، چون اتلاف حرارتی کمی دارند.

۵- ورودی با محدوده دینامیکی زیاد

ولتاژ ورودی می تواند در محدودة وسیعی تغییر کند در حالی که ولتاژ خروجی ثابت باقی بماند.

۶- زمان نگهداری بیش از پنج میلی ثانیه منبع تغذیه سوئیچینگ

در ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ زمان نگهداری بیشتر از منبع تغذیه خطی است. دلیل آن ولتاژ dc بالایی است که در خازن ورودی ذخیره می شود. از آنجائی که انرژی ذخیره شده در خازن با مربع ولتاژ رابطه دارد به همین دلیل منبع تغذیه سوئیچینگ زمان نگهداری بیشتری دارد.

معایب ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ

ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ
ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ

۱- در ترانس علاوه بر تشعشع، تلفات افزایش یافته و با افزایش تلفات در ترانس، بازده آن کاهش می یابد:

  • مستقیم که از طریق سیم های ارتباطی انتشار می یابد.
  •  غیرمستقیم که از طریق محیط، ارتباط برقرار می شود.

۲- نیاز به حفاظت در مقابل اضافه بار: در منابع تغذیه خطی و یا غیرخطی از اتصالات P-N بسیار استفاده می شود. هنگامی که از یک پیوند P-N جریان DC عبور می دهیم بیش تر جریان DC از نقاط تخت عبور می کند.

حال اگر جریان بیش از حد قابل تحمل پیوند باشد پیش از آن که پیوند اتصال کوتاه شود، در اثر گرم شدن پیوند سیم ارتباطی آن که با جوش اولتراسوند وصل شده جدا خواهد شد.

۳- با قطع شدن فیدبک در منبع تغذیه خطی افزایش ولتاژ وجود ندارد. در حالی که در ساخت منبع تغذیه سوئیچینگ با قطع شدن فیدبک، قسمت کنترلی ولتاژ خروجی را صفر می بیند. لذا برای افزایش ولتاژ انرژی بیشتری را به خروجی منتقل می کند. زیرا قسمت کنترلی، کاهش ولتاژ را در اثر افزایش بار می داند.

انتقال انرژی بیشتر به خروجی سبب افزایش ولتاژ خروجی می شود تا جایی که منجر به سوختن عناصر مدار می شود.

۴- جریان های یورشی زیاد: جریان های یورشی به جریان هایی گفته می شود که در لحظه اول بعد از وصل شدن منبع تغذیه به علت شارژ نبودن خازن های مدارات سوئیچینگ  از ورودی دریافت می شود.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *