یک منبع تغذیه سوئیچینگ (Switched-mode power Supply) یا SMPS یک واحد منبع تغذیه توان (psu) است که به روش سوئیچینگ عمل رگولاسیون را انجام می دهد. برای ثابت نگه داشتن ولتاژ و جریان خروجی یک منبع تغذیه دو روش رگولاتور خطی و رگولاتور به روش سوئیچینگ وجود دارد.
در روش رگولاتور خطی از ترانس و المانهای یکسو کننده جریان و فیلتر استفاده میآشود. عیب این روش تلفات بالا و بازدهی پائین و عدم دسترسی به رگولاسیون دقیق و مقادیر دلخواه در خروجی این نوع منبع تغذیه است. یک مقایسه را میآتوان بین این دو روش به این صورت بررسی کرد:
1- در روش خطی ترانسها در فرکانس 50 تا 60 هرتز کار میآکنند که در نتیجه دارای اندازه و حجم بیشتری هستند ولی در روش سوئیچینگ به دلیل استفاده از فرکانس بالای 50 تا 200 کیلوهرتز حجم و وزن ترانسها را میآتوان کاهش داد.
2- بازده توان در روش سوئیچینگ بیشتر از روش خطی است. یک منبع خطی با تلف کردن میزان توان، خروجی خود را رگوله میآکند ولی در روش سوئیچینگ با تغییر میزان دوره سیکل سوئیچ یا همان (duty cycle) میآتوان ولتاژ و جریان خروجی را کنترل کرد.
(در توانهای بالا از روش PWM و در توانهای پائین تر از 30 وات از روش کلید زنی به صورت پالسهای معمولی استفاده میآشود) یک طرح خوب در این روش می تواند تا 95% بازدهی داشته باشد.
موردی که در منابع تغذیه سوئیچنگ وجود دارد بحث نویزواثرهای ناخواسته الکترومغناطیسی است که می بایست از فیلتر EMI و اتصالات RF استفاده کرد.
در طرح منبع تغذیه سوئیچینگ اگر ورودی اصلی AC باشد ابتدا از یک طبقه یکسو کننده عبور میآکند. طبقه یکسو کننده یک ولتاژ dc رگوله نشده ایجاد میآکند که این ولتاژ dc به خازنهای فیلترینگ بزرگ متصل میآشود جریان کشیده شده توسط این یکسو کننده از منبع تغذیه AC باعث ایجاد پالسهای کوتاه در اطراف پیک ولتاژ AC میآشود.
این پالسهای کوچک در فرکانسهای بالا باعث کاهش فاکتور توان منبع تغذیه سوئیچینگ میآشوند در اینجا از تکنیکی باید استفاده کرد و جریان یکسو شده را مجبور کرد تا شبیه یک شکل موج سینوسی باشد که در واقع فاکتور توان اصلاح شود.
یک SMPS با ورودی DC به این مرحله (یکسو کننده) احیتاجی نداریم.می توانیم برای ورودی SMPS یک سوئیچ انتخاب حالت قرار دهیم که برای حالت DC مدار یکسو کننده در ورودی سیستم حذف شود و برای حالت ac نیز دو حالت 120 و 220 ولت قرار دهیم . (در حالت 120 ولت یک مدار دو برابر کننده ولتاژ و در حالت 220 ولت یک یکسو کننده در طرح ورودی قرار بگیرد)در مرحله اینورتر دوباره این مقدار dc به AC تبدیل میآشود فرکانس کار این اینورتر (منظور سوئیچ کردن ها) بیش از 20 کیلوهرتز انتخاب میآشود (جهت عدم شنود صدای ترانس) در مرحله بعد ترانس با تعداد دورهای پیچشی کم وجود دارد (به دلیل فرکانس بالا دور سیم پیچ ترانس کم می شود و بسته به نیاز ترانس افزاینده یا کاهنده است) (عمل سوئیچ معمولاً به کمک چند طبقه MOSFET جهت رسیدن به بهره بالا انجام میآشود
در روش رگولاتور خطی از ترانس و المانهای یکسو کننده جریان و فیلتر استفاده میآشود. عیب این روش تلفات بالا و بازدهی پائین و عدم دسترسی به رگولاسیون دقیق و مقادیر دلخواه در خروجی این نوع منبع تغذیه است. یک مقایسه را میآتوان بین این دو روش به این صورت بررسی کرد:
1- در روش خطی ترانسها در فرکانس 50 تا 60 هرتز کار میآکنند که در نتیجه دارای اندازه و حجم بیشتری هستند ولی در روش سوئیچینگ به دلیل استفاده از فرکانس بالای 50 تا 200 کیلوهرتز حجم و وزن ترانسها را میآتوان کاهش داد.
2- بازده توان در روش سوئیچینگ بیشتر از روش خطی است. یک منبع خطی با تلف کردن میزان توان، خروجی خود را رگوله میآکند ولی در روش سوئیچینگ با تغییر میزان دوره سیکل سوئیچ یا همان (duty cycle) میآتوان ولتاژ و جریان خروجی را کنترل کرد.
(در توانهای بالا از روش PWM و در توانهای پائین تر از 30 وات از روش کلید زنی به صورت پالسهای معمولی استفاده میآشود) یک طرح خوب در این روش می تواند تا 95% بازدهی داشته باشد.
موردی که در منابع تغذیه سوئیچنگ وجود دارد بحث نویزواثرهای ناخواسته الکترومغناطیسی است که می بایست از فیلتر EMI و اتصالات RF استفاده کرد.
در طرح منبع تغذیه سوئیچینگ اگر ورودی اصلی AC باشد ابتدا از یک طبقه یکسو کننده عبور میآکند. طبقه یکسو کننده یک ولتاژ dc رگوله نشده ایجاد میآکند که این ولتاژ dc به خازنهای فیلترینگ بزرگ متصل میآشود جریان کشیده شده توسط این یکسو کننده از منبع تغذیه AC باعث ایجاد پالسهای کوتاه در اطراف پیک ولتاژ AC میآشود.
این پالسهای کوچک در فرکانسهای بالا باعث کاهش فاکتور توان منبع تغذیه سوئیچینگ میآشوند در اینجا از تکنیکی باید استفاده کرد و جریان یکسو شده را مجبور کرد تا شبیه یک شکل موج سینوسی باشد که در واقع فاکتور توان اصلاح شود.
یک SMPS با ورودی DC به این مرحله (یکسو کننده) احیتاجی نداریم.می توانیم برای ورودی SMPS یک سوئیچ انتخاب حالت قرار دهیم که برای حالت DC مدار یکسو کننده در ورودی سیستم حذف شود و برای حالت ac نیز دو حالت 120 و 220 ولت قرار دهیم . (در حالت 120 ولت یک مدار دو برابر کننده ولتاژ و در حالت 220 ولت یک یکسو کننده در طرح ورودی قرار بگیرد)در مرحله اینورتر دوباره این مقدار dc به AC تبدیل میآشود فرکانس کار این اینورتر (منظور سوئیچ کردن ها) بیش از 20 کیلوهرتز انتخاب میآشود (جهت عدم شنود صدای ترانس) در مرحله بعد ترانس با تعداد دورهای پیچشی کم وجود دارد (به دلیل فرکانس بالا دور سیم پیچ ترانس کم می شود و بسته به نیاز ترانس افزاینده یا کاهنده است) (عمل سوئیچ معمولاً به کمک چند طبقه MOSFET جهت رسیدن به بهره بالا انجام میآشود
دیدگاه