منبع تغذیه سوییچینگ

[soa]

منبع تغذیه سوییچینگ چی هست و فرقش با بقیه منابع تغذیه چیه؟
روش طراحیآش چطوریه و منبعی سراغ دارید که آموزش داده باشه؟

[Detector68]

پاسخ : منبع تغذیه سوییچینگ

منبع تغذیه سوییچینگ چی هست و فرقش با بقیه منابع تغذیه چیه؟
روش طراحیآش چطوریه و منبعی سراغ دارید که آموزش داده باشه؟

سلام
یه تاپیک جامع دربارش هست
جستجو کن میادش

[hata6417]

پاسخ : منبع تغذیه سوییچینگ

سلام خدمت شما دوست عزیز.
منابع تغذیه سوییچینگ در واقع همون منابع تغذیه خطی هستند که یه جورایی میشه گفت که دیجیتال شدند. یه توضیح به صورت مختصر:
اگه یادتون باشه که حتما هم هست منابع تغذیه قدیمی(خطی) یک ترانس بزرگ و سنگین و حجیم داشت که با افزایش توان این ترانس بزرگ و بزرگتر میشد و از یه حدی به بعد واقعا اندازه های عجیب غریبی داشت که این علاوه بر هزینه زیادو تلفات زیاد و راندمان پایین به خاطر ابعاد زیادش مشکلات زیادی به همراه داشت. جریان متناوب برق 50 هرتز وارد این ترانس می شد و ولتاژش تا سطح مورد نظر پایین میومد بعد به وسیله یه پل دیودی یکسو می شد و در نهایت یک خازن ریپل رو از بین می برد تا یک ولتاژ DC در خروجی داشته باشیم.
اما برای کوچیک کردن ابعاد و کم کردن حجم این منابع یک مشکل بزرگ وجود داشت. اون هم اینکه با کم شدن ابعاد مدار و ترانس اولا طبق قوانین حاکم بر مدارات گسترده و فشرده ما مجبور به افزایش فرکانس هستیم. ثانیا انتقال یک توان یکسان با یک ترانس کوچک تر مستلزم افزایش سرعت انتقال توانه . برای بهتر فهمیدن این بحث یه مثال خدمتتون می زنم. فرض کنید دو تا حوض داریم با یه حجم مشخص دو نفر می خوان از حوض اول آب بردارند و داخل حوض دومی بریزند و در یک زمان مشخص مثلا نیم ساعت حوض دوم رو پر کنند. اما یه تفاوتی بین این دو نفر وجود داره نفر اول یک سطل بزرگ در اختیار داره و نفر دوم یه پیاله کوچیک. واضحه که نفر اولی چون ظرف انتقال بزرگی در اختیار داره با سرعت کمتری می تونه کار کنه تا در زمان مشخص حوض رو پر کنه. ولی نفر دوم چون ظرف انتقالش کوچیکتره برای اینکه بتونه تو همون بازه زمانی که نفر اول حوض رو پر کرده ، حوض رو پر کنه باید با سرعت بیشتری کار کنه.
برگردیم سر بحث خودمون. از این مثال میشه فهمید که برای کوچیک کردن حجم ترانس و از بین بردم مشکل منابع تغذیه خطی و اینکه بتونیم همون مقدار توانی که از ترانس بزرگتر دریافت می کردیم از یک ترانس کوچیک هم دریافت کنیم مجبوریم فرکانس جریان ورودی به ترانس رو افزایش بدیم این در حالیه که فرکانس برق شهر ثابت و 50 هرتزه. برای حل این مشکل منابع تغذیه سویچینگ به وجود اومدند. این منابع به این صورت عمل می کنند که در ابتدا جریان ورودی با پل دیودی یکسو میشه و یک خازن با ولتاژ و ظرفیت بالا ریپل جریان رو میگیره. سپس این جریان dc شده وارد یک عنصر سویچینگ ( مانند: ترانزیستور - عموما ماسفت) میشه و این عنصر با قطع و وصل شدن با سرعت بالا شکل موج dc شده رو دوباره به یک جریان متناوب( تقریبا مربعی) تبدیل میکنه با این تفاوت که اینبار این جریان متناوب فرکانس بالایی داره و می تونه وارد یک ترانس با ابعاد بسیار کوچکتر بشه تا دامنه ( سطح ولتاژش) به مقدار مورد نظر برسه. و در نهایت بعد از ترانس یک دیود و یک خازن مجدادا جریان رو dc می کنند و به خروجی منبع منتقل می کنند.
چند تا نکته:
1.با توجه به افزایش سرعت تغییر ولتاژ( یعنی افزایش فرکانس) بعد از عنصر سوییچینگ هسته این ترانس کوچیک هم باید با همون سرعت بتونه از نظر مغناطیسی تغییر کنه یعنی متناسب با همین سرعت بالا مغناطیسی بشه و خاصیت مغناطیسیش رو از دست بده اما هسته ترانس های قدیمی توانایی تغییر با این سرعت رو نداشتند. برای همین هسته ترانس های منابع سویچینگ از آلیاژی به نام فریت یا فرنیت ساخته میشند که قابلیت تغییر مغناطیسی با سرعت بالا و متناسب با فرکانس بالا رو دارند.
2. در منابع خطی فقط ترانس بود که با کم کردن دامنه، ولتای خروجی رو کاهش می داد. اما می دونیم که ولتاژ متوسط خروجی یعنی همون ولتاژی که در خروجی منبع داریم علاوه بر دامنه با تغییر پهنای پالس هم قابل کنترل هستش. برای توضیح بیشتر شکل زیر رو ملاحظه کنید.

همونجور که مطلعید ولتاژ متوسط خروجی برابر با مساحت زیر منحنی (ولتاژ- زمان) هستش و طبیعیه که دو تا پارامتر در مقدار این سطح موثره یکی طول (T) و دیگری عرض(A) منحنی . خب ترانس با کم کردنه دامنه (یعنی همون عرض منحنی(A)) ولتاژ رو کاهش میده اما علاوه بر این ما می تونیم با تغییر فرکانس سویچیینگ یعنی تغییر زمان high بودن low بودن عنصر سویچینگ هم در مقدار مساحت زیر منحنی یعنی همون مقدار ولتاژ موثر خروجی تغییر ایجاد کنیم. که به ان عمل مدولاسیون پهنای پالس می گند (PWM).
3. قطع و وصل کردن عنصر سویچینگ نیاز به یک پالس تحریک با فرکانس مشخص داره که این پالس توسط آی سی هایی معروف به پاور منیجمنت ها تامین میشند. که با یه اسیلاتور فرکانس مورد نظر در اون ها تولید میشه و معمولا یه فید بک در خروجی منابع وجود داره که مقدار ولتاژ رو به صورت لحظه ای چک میکنه و اگه این مقدار از حد مورد نظر کم تر یا بیشتر بشه با تغییر در فرکانس پالس تولیدی توسط پاور منیجمنت پهنای پالس یا همون زمان high بودن به زمان low بودن رو در عنصر سویچینگ و در نتیجه جریان تغییر میده تا در نهایت ولتاژ مناسب به ترانس و خروجی منبع برسه.
4. بهترین و کاملترین منبع در مورد منابع تغذیه سویچینگ کتاب " منابع تغزیه سویچینگ " نوشته دکتر ادیب ابریشمی فر انتشارات دانشگاه علم وصنعت هستش.

[anzal]

پاسخ : منبع تغذیه سوییچینگ

مرسی از توضیحات مفید شما جناب hata. یه سری استاندارد هایی در مورد منابع تغذیه وجود داره .همچنین یه سری ضریب هایی هم نیز وجود داره که اگه مارو در این رایطه هم راهنمایی کنید ممنون میشم .مثلا ضریب thd(اعوجاج هارمونیکی کل)

[TRANS BARGH]

پاسخ : منبع تغذیه سوییچینگ

ممنون از مطالب خوبتون

[hata6417]

پاسخ : منبع تغذیه سوییچینگ

مرسی از توضیحات مفید شما جناب hata. یه سری استاندارد هایی در مورد منابع تغذیه وجود داره .همچنین یه سری ضریب هایی هم نیز وجود داره که اگه مارو در این رایطه هم راهنمایی کنید ممنون میشم .مثلا ضریب thd(اعوجاج هارمونیکی کل)

بنده در حال مطالعه تو این زمینه هستم ولی الان نمیتونم اینقدر تخصصی خدمتتون جواب بدم اما توصیه می کنم اگه علاقه مندید حتما کتاب دکتر ابریشمی رو تهیه کنید خیلی مطالب جالبی برای یاد گرفتن داره و اون مواردی رو هم که شما فرمودید با جزییات داخلش هست.