تعریف منبع تغذیه
انرژی الکتریکی معمولاً بصورتی که در نیروگاه تولید و توزیع شده، مورد استفاده واقع نمیشود. عملاً تمامی تجهیزات الکترونیکی جهت استفاده از انرژی الکتریکی به نوعی تبدیل نیازمندند. منبع تغذیه یا پاور ساپلای وسیله ای است که با استفاده از مدارات الکترونیکی، انرژی الکتریکی منبع ورودی را به شکل مناسب به بار (مصرف کننده) انتقال داده و یا تبدیل میکند
در تمامی مصارف، مدارات الکترونیک بنا به طراحی خاص خود، جهت راه اندازی به ولتاژ و جریان در سطوح معین نیاز دارند. در نگاه محدودتر، منبع تغذیه دستگاهی است که قادر است از یک ورودی ولتاژ متناوب یا مستقیم در محدوده معین، ولتاژهای مستقیم مختلف (قابل تنظیم) با سطوح جریان مختلفی تولید نماید
منبع تغذیه سوئیچینگ (Switched-mode power Supply) یا SMPS یک واحد تغذیه توان (PSU) است که به روش سوئیچینگ عمل رگولاسیون را انجام می‌دهد. برای ثابت نگه داشتن ولتاژ در خروجی یک منبع تغذیه، دو روش رگولاسیون خطی و رگولاسیون به روش سوئیچینگ رایج میباشد.
آشنایی با اجزاء فیزیکی منبع تغذیه
در اینجا به صورت مختصر و با زبان ساده، اجزاء داخلی منبع تغذیه سوئیچینگ شرح داده شده است. بدیهی است که این ساختار عمومی نبوده و در حدود 75 درصد از ساختار های داخلی منابع تغذیه استاندارد کنونی را در بر میگیرد
EMI Filter
این بخش از عناصر سلف و خازن تشکیل شده و وظیفهی آن ممانعت از خروج فرکانس های اضافی (درمحدودهی کاری نویز حاصل از مدار سوئیچینگ) منبع تغذیه به بیرون و همچنین ممانعت از ورود فرکانس های اضافی (حاصل ازدوران موتور های الکتریکی و سیستمهای مولد حرارت و غیره) به داخل منبع تغذیه میباشد
Input Capacitor
این قسمت از دو خازن الکترولیت با ظرفیت متناسب توان منبع تغذیه تشکیل شده و وظیفه آن کنترل سطح ولتاژ ورودی در هنگام کارکرد و همچنین ذخیره انرژی مورد نیاز مدار سوئیچینگ به هنگام وقفه های کوتاه انرژی میباشد
Power Switching
این بخش معمولاً از دو ترانزیستور قدرت (ماسفت) تشکیل شده و وظیفه ی آن کنترل سطح ولتاژ خروجی را از طریق زمان روشن و خاموش شدن (سوئیچ) است
Transformer
این بخش بنا به نوع طراحی، از دو تا سه ترانس (سوئیچینگ تی.آر، درایو تی.آر و غیره) تشکیل شده که علاوه بر ایزولاسیون ولتاژ مستقیم، وظیفه تغییر سطح ولتاژ را بر عهده دارند. طراحی این قسمت بسیار حساس است، زیرا اگر تعداد دور های اولیه و ثانویه متناسب با طراحی مدار پالز ویدث ماجولار نباشد، پایداری مدار و ضریب اطمینان نیمه هادی و در نهایت کارکرد منبع تغذیه با مشکل اساسی مواجه خواهد شد
Output Diodes
این قسمت از دیودهای شاتکی، زنر و فست تشکیل شده و وظیفه آن یکسو سازی ولتاژ خروجی را در حالات عادی و قطع کامل جریان خروجی را در حالات خاص میباشد
Heat Sink
این قسمت از آلیاژهای مختلف آلومینیوم و مس ساخته می شود و به واسطه تعبیه شیارهایی بر روی آن جهت عبور جریان هوا، وظیفه انتقال دما از ترانزیستورهای سوئیچینگ و همچنین دیودهای شاتکی و فست به محیط اطراف را بر عهده دارد
Output Filter
این قسمت از چند خازن الکترولیت و سلف های چند لایه تشکیل شده است که وظیفه ذخیره انرژی در زمان روشن و ارائه آن در زمان خاموشی ترانزیستور را بر عهده دارد
FAN
با وجود اینکه معمولاً مصرف کنندگان برای این قسمت اهمیتی قائل نمیشوند، انتقال حرارت در منابع تغذیه بسیار مهم و حیاتی بوده و رابطه مستقیمی با راندمان و طول عمر ان دارد. تهویه بهتر هوای گرم ازمحیط داخلی منبع تغذیه به فضای بیرون، کارکرد بهتر و عملکرد درازمدت تر منبع تغذیه را در پی دارد
PCB
برد اصلی منبع تغذیه میباشد که کلیه قطعات بر روی آن نصب میشوند. رعایت استانداردهای مختلف درساخت برد، از جمله تحمل حرارت بالا و عدم استفاده از مواد خطرناک برای محیط زیست ، باعث افزایش ضریب ایمنی کاربر میگردد
IC Controller
این قسمت پیچیده ترین بخش مدار پالس ویدث ماجولار می باشد و درسال های اخیر تغییرات چشمگیری در طراحی آن به وجود آمده است. آی سی های جدید چند نوع وظیفه مختلف بر عهده دارند و کارکرد منابع تغذیه جدید را بهتر کردهاند. در زیر بطور خلاصه به وظایف آی سی هایی که در بعضی از پاورهای جدید به کار رفته اشاره شده است
کنترل خروجی، که با تولید پالس های ویدث ماجولار ، فرآیند تغییر پنهانی یک رشته پالس بر اساس تغییرات سیگنال های دیگر و اعمال بازخورد ولتاژ و جریان و راه اندازی نرم در کلیه خروجیها را بر عهده دارد
مونیتورینگ، که ازطریق یک شبکه تقسیم مقاومتی، کسری از ولتاژ خروجی به آی سی جهت مقایسه با یک ولتاژ مبنا، منتقل میشود و در صورت بروز هرگونه تغییر در خروجی دستور وقفه از طریق آی سی صادر میشود
نوسان ساز، که در فرکانس پایه کار میکند و موج مثلثی جهت استفاده در پالس ویدث ماجولار را تولید میکند
راه اندازخروجی، که توان کافی را جهت بکارگیری در بارهای کم و میانه، تولید میکند
ولتاژ مبنا، که ولتاژ پایه را جهت مقایسه خروجیها و همچنین یک ولتاژ پایدار برای سایر بخشها تولید میکند
مبدل خطا، که عرض پالس ولتاژ خروجی را متناسب با سطح ولتاژ، تنظیم مینماید
پاور فکتور کورکشن، که وظیفه آن تصحیح هارمونیک های فرکانس خروجی و هدایت و کنترل آنها به مدار پالس ویدث ماجولار است .
مشخصات ظاهری یک منبع تغذیه با کیفیت مطلوب
از آنجاییکه برای مصرف کننده نهایی امکان انجام تست های فنی وجود ندارد، این سوال مطرح است که چگونه می توان یک پاور مناسب را از نظر ظاهری شناخت؟ در اینجا تعدادی از موارد ظاهری در یک منبع تغذیه مناسب و استاندارد ذکر میگردد. در صورت رعایت موارد زیر توسط تولید کننده، این اطمینان پیدا میشود که منبع تغذیه مورد اشاره مناسب و در محدودهای که استاندارد مشخص نموده تولید شده و در آینده مشکلاتی ایجاد نمیکند
دارای استانداردهای بین المللی باشد و علامت آن برروی برچسب نصب شده، درج شده باشد
دارای گارانتی معتبر شرکت تولیدکننده باشد
علاوه بر مقدار توان حداکثر که بر روی برچسب ذکر شده است، حتماٌ مقدار توان واقعی آن در قسمتی از برچسب و یا مدل ذکر شده باشد. چرا که برای کاربر فقط و فقط مقدار توان واقعی پاور اهمیت دارد
حد اکثر تفاوت میان توان واقعی و توان حداکثر درج شده بر روی برچسب از 30درصد تجاوز نکند
برچسب نصب شده بر روی جعبه پاور ، خوانا و شامل موارد زیر باشد: محدوده ولتاژ ورودی، جریان ورودی و فرکانس کاری. علاوه بر مقدار توان خروجی حداکثر، مقدار توان خروجی واقعی نیز بر روی آن درج شده باشد. نام کارخانه تولید کننده به همراه علامت تجاری آن، بر روی برچسب درج شده باشد نام آزمایشگاههای تاییدکننده و همچنین کلیه علامات استانداردهای کسب شده، بر روی آن درج شده باشد مشخصات ولتاژ خروجیها و همچنین مقدار آمپر عبوری هر یک به طور مجزا برروی آن درج شده باشد