پاور ساپلای

 در هر جا که وسایل الکتریکی وجود داشته باشد پاور ساپلای قابل استفاده است و آگاهی از نحوه عملکرد آنها به شما این امکان را می‌دهد تا بهترین گزینه ها را برای خود انتخاب کنید. این دسته از مواردی که شما نیاز به برق ولتاژ بالا در ساختمان و مکان های دیگر دارید یا باید یک نوت بوک را برای شارژ کردن به برق متصل کنید شما را مجاب می‌کند که به پاور ساپلای نیاز دارید.

از آنجا که همه مدل‌های پاور ساپلای یکسان نیستند، باید بدانید که چه چیزی پاور ساپلا‌ی‌ها  را از یکدیگر منحصر به فرد می‌کند و چگونه می‌توانید بهترین منبع را برای دستگاه‌های برقی خود انتخاب کنید و بسیاری از نکات و موارد دیگر که در ادامه آنها را بررسی خواهیم کرد. اگر تا به حال درباره نحوه  کارکرد پاور ساپلای ، تعریف آن و یا عملکرد آن سوالی داشته اید ، پاسخ سوالات خود را می‌توانید در مطلب پیدا کنید.

پاور ساپلای چیست؟

 در ابتدا باید بگوییم که پاور ساپلای را با منبع توان اشتباه نگیرید. منبع توان اصولا منشا برق ورودی می باشد. در اکثر موارد، منبع برق یک پریز، ژنراتور یا باتری است. در حالی که پاور ساپلای برای تبدیل توان از منبع به ولتاژ و فرمت مناسب عمل می‌کند. عملکرد پاور ساپلای بستگی به این دارد که آیا به تنظیم میزان انرژی و یا تبدیل توان نیاز دارد؟ برای درک بهتر این منبع و نحوه کارکرد آن ، باید قطعات و سهم آن‌ها را در عملکرد دستگاه بدانید که در ادامه به آن اشاره شده.

عملکرد پاور ساپلای

 پاور ساپلای دارای کارکردهای اساسی است که در همه مدل‌ها وجود دارد و بسته به نوع این دستگاه عملیات دیگری اضافه می‌شود.  منبع تغذیه ممکن است نیازمند به تغییر ولتاژ پایین یا بالا، تنظیم توان برای ولتاژ خروجی روان تر یا تبدیل برق به جریان مستقیم داشته باشند.این عملکرد ها به شما کمک می‌کند که کدام یک از منابع را برای کارکرد های الکتریکی خود انتخاب کنید. تهیه دستگاهی با ویژگی‌های بیش از نیاز می‌تواند هزینه بسیاری را به شما تحمیل کند و از طرفی دیگر اگر به امکانات مورد نیاز دسترسی نداشته باشید، می‌توانید به دستگاه‌های مورد نیاز برای تغذیه آسیب جدی برساند.

آیا دستگاه پاور ساپلای، ولتاژ را تغییر می دهند؟

 تغییر ولتاژ اولین استفاده از این نوع منابع است. پاور ساپلای بدون توجه به نوع وسیله ای می‌خواهید از آن استفاده کنید، خروجی ثابت دارد که برای جلوگیری از اضافه بار، پاور ساپلای ولتاژ را کاهش می‌دهد و یا برعکس، آن را افزایش می‌دهد تا با ملزومات دستگاه مطابقت داشته باشد. خروج بیش از اندازه برق از پاور ساپلای می‌تواند به شدت به دستگاه آسیب برساند‌، اما اگر پاور ساپلای ولتاژ کافی و مورد نیاز را ارائه ندهد، دستگاه آن‌طور که باید کار نمی کند. تغییر انرژی وظیفه اصلی پاور ساپلای است که در بخش عمده‌ای از آن‌ ها از ترانسفورماتور استفاده می‌شود تا در صورت نیاز ولتاژ را پایین یا بالا ببرد.

آیا دستگاه پاور ساپلای، توان را تنظیم می کنند ؟

 بیشتر قطعات الکترونیکی نیازمند توان تنظیم شده هستند. زمانی که پاور ساپلای نوع توان و ولتاژ را تغییر می‌دهد، نتیجه همیشه خروجی ثابت نمی‌باشد. اگرچه کاملا خاموش و روشن نمی‌شود، اما نوسانات ولتاژ خروجی همواره بدون تنظیم رخ می‌دهد. یک پاور ساپلای غیرقابل تنظیم می‌تواند بیشتر از حد انتظار توان ارائه دهد. چنین افزایشی برای قطعات الکترونیکی ظریف مانند تلویزیون و رایانه ای که از آن تغذیه می‌کنند، می‌تواند صدمات بسیار شدیدی به قطعات و یا حتی آسیب‌های دائمی وارد کند که این آسیب‌ها گاهی می‌تواند غیرقابل جبران باشند.

این جمله درست است که عملکرد اضافی تنظیم توان، منجر به افزایش هزینه دستگاه می شود، اما می‌تواند در هزینه خرید لوازم برقی جدید برای جایگزینی وسایلی که خراب شده توسط ولتاژ نامنظمی که بر آنها غلبه می‌کند، صرفه جویی کند. برای صرفه جویی در هزینه های خود هنگام تغذیه دستگاه‌ها با بارهایی که با خروجی پاور ساپلای مطابقت دارد، از منبع‎‌های تغذیه نا منظم استفاده کنید. اما لوازم برقی نیاز به قدرت تنظیم شده دارند. در انتخاب منبع خود اشتباه نکنید.

پاور ساپلای چگونه کار می کند؟

 پاور ساپلای پایه، ولتاژ را تغییر و به برق DC تبدیل می‌کند. در این عملیات ولتاژ تنظیم نشده ارائه می‌شود اما اگر به ولتاژی تنظیم شده نیاز دارید دستگاه‌ها یک مرحله اضافی برای تنظیم ولتاژ را دارند. برای آشنایی بیشتر با نحوه عملکرد یک پاور ساپلای ، ادامه مطلب را بخوانید تا با قسمت های جداگانه و عملکردهای آنها آشنا شوید ، که دیدگاه شما را از کل عملکرد دستگاه روشن می کند.

بخش های پاور ساپلای و کارکرد آنها  

پاور ساپلای از چند بخش متفاوت تشکیل شده است که این بخش‌ها به واحد کمک می‌کند تا ولتاژ را پایین یا بالا ببرد، توان را تبدیل کند و ولتاژ های موج دار را کاهش دهد. این امواج تغییرات باقیمانده در ولتاژ می‌باشد و منجر به گرم شدن بیش از حد و اتلاف توان می شود.

 ترانسفورماتور

 ترانسفورماتور انرژی ورودی را به سطح ولتاژ خروجی مورد نیاز تغییر می‌دهد. این دستگاه‌ها ممکن است ولتاژ را کاهش و یا افزایش دهند. به طور معمول ، ولتاژ DC مورد نیاز بسیار کمتر از ولتاژ AC ورودی از پاور ساپلای اولیه است.

رکتیفایر (یکسو کننده)

 برای تبدیل انرژی ورودی از AC به DC ، پاور ساپلای از یکسو کننده استفاده می‌کند که ممکن است نیم موج، پل یا کامل موج باشد.

فیلتر

 هنگامی که قدرت AC به DC تغییر می کند ، هنوز امواج متمایزی دارد که نیاز به صاف شدن دارند. فیلتر امواج را به طور کامل صاف نمی‌کند ، اما آن ها را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.خروجی این قسمت توان تنظیم نشده است.

رگولاتور (تنظیم کننده)

 یک تنظیم کننده، ولتاژ های موج‌دار باقی مانده از فیلتر را کاهش می‌دهد و از شر هر نوع ولتاژ یا افت قطعی که می‌تواند به دستگاه‌های متصل به پاور ساپلای بسیار آسیب برساند، خلاص می‌شود. این اجزای پاور ساپلای برای عملکرد های  خاص واحد پاور ساپلای ضروری می باشند. در نتیجه، همه منبع های تغذیه از قطعات یکسان تشکیل نمی‌شوند.

ترانسفورماتورهای تامین برق 

 ترانسفورماتور پاور ساپلای در صورت نیاز ولتاژ را کاهش یا افزایش می‌دهد. اکثر دستگاه‌ها به ولتاژ کاهشی از پریز های استاندارد AC ، که 100 تا 240 ولت خروجی دارند، نیاز دارند. با این حال، برخی از ترانسفورماتور ها ولتاژ را افزایش داده و مدار های خروجی و ورودی را جدا می‌کنند. توان ورودی از طریق سیم پیچ اولیه وارد ترانسفورماتور می‌شود. برق خروجی به سیم پیچ ثانویه متصل می‌شود که مابین این دو سیم پیچ هیچ‌گونه ارتباط فیزیکی وجود ندارد. جداسازی سیم پیچ‌ها، ایمنی ترانسفورماتورها را تضمین می ‌کند. قانون فارادی اجازه می ‌دهد تا انرژی الکترومغناطیسی در سیم پیچ ثانویه از سیم پیچ اولیه بدون نیاز به تماس بین این قسمت ها ایجاد شود. پس از اتمام افزایش یا کاهش ولتاژ، ترانسفورماتور توان خروجی را به یک یکسو کننده می ‌فرستد تا جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل کند.

چگونه یک پاور ساپلای جریان AC را به DC تبدیل می کند؟

 قسمتی از اینکه چطور یک منبع توان AC به DC کار می ‌کند مربوط به بخش رکتیفایر می شود واحدی که نوع جریان را تغییر می دهد. سازندگان پاور ساپلای از بین سه مدل یکسو کننده سیلیکون دیود برای تبدیل برق AC به DC انتخاب می کنند که هر مدل مزایا و عملکرد خود را دارد.

 نیم موج : کم هزینه و ارزان‌ترین یکسو کننده از یک دیود سیلیکون استفاده می کند، اما فقط نیمی از موج AC را تبدیل می کند. تبدیل نیمه موج سبب ایجاد ریپل بزرگتر می‌گردد که حذف کردن آن با تنظیم کننده بسیار دشوارتر است. علاوه بر این موضوع، یکسو کننده‌ های نیم‌موج به اندازه سایر مدل‌ها کارآمد و مناسب عمل نمی‌کنند و فقط برای تامین انرژی دستگاه‌های کم اهمیت کار می‌کنند.

 تمام موج : یکسوکننده تمام موج نیازمند یک تپ مرکزی در سیم پیچ دوم است. از آن جا که این یکسو کننده‌ها به ترانسفورماتور های تخصصی نیاز دارند، همواره در پاور ساپلای کارآمد تر و گران‌تر ظاهر می‌شوند. این مدل‌ها نیز پس از تبدیل به انرزی DC موج کمتری تولید می‌کنند، که حذف کردن آن برای تنظیم کننده ها راحت‌تر است.

 پل : کارآمد ترین و مناسب‌ترین یکسو کننده، بهترین نوع کامل موج و نیمه موج را ترکیب می‌کند. پل از چهار دیود برای تبدیل کردن موج AC  بدون نیاز به ترانسفورماتور ویژه دارای تپ مرکزی استفاده می‌کند.

فیلتر خازنی چیست؟

 بعد از تبدیل حجم بیشتر توان DC خروجی همچنان دارای ریپل می‌باشد، پس در نتیجه، یک فیلتر خازنی بد ترین ریپل‌ها را که خروجی یکسو کننده می‌باشند فیلتر می‌کند. خازن‌ها الکترون‌ها را تا زمانی که نیاز باشد نگهداری می کنند، با عبور جریان از خازن این جریان ها به صورت موج حرکت می‌کند در این موج‌ها پیک‌ها دارای الکترون های کافی هستند اما بخش‌های پایینی موج مقادیر بسیار کمتری از الکتریسیته را با خود به همراه دارند در حالی که اعوجاج جریان کم می شود نیاز به الکترون‌های اضافی افزایش می‌یابد خازن الکترون‌ها را وارد جریان می‌کند و امواج مورد نظر را صاف‌تر ارائه می‌کند. امواج صاف‌تر الکتریسیته بیشتری را بدون سرج ایجاد می‌کنند.

 در حالی که خازن‌ها توان صافی را ایجاد نمی‌کنند، اما پایین و بالاهایی را که از یکسو کننده باقی می‌ماند، کاهش می‌دهند. اگر به جریان برق ثابت نیاز دارید، باید پاور ساپلای مبدل داشته باشید، این تجهیزات باقی مانده اعوجاج‌ها را که از خازن خارج می‌شوند از بین می‌برند. منبع های تغذیه‌ای که به لوازم الکترونیکی متصل می‌شوند برای محافظت از مدار های ظریف چنین دستگاه‌هایی، نیازمند تنظیم کننده می باشند.

پاور ساپلای رگولاتور چگونه کار می کند؟

 هنگامی که جریان از فیلتر خازنی خارج می‌شود وظیفه پاور ساپلای در حالت تنظیم نشده به اتمام می رسد. در حالی که پاور ساپلای تنظیم نشده برای استفاده عمومی مناسب و کافی است، اگر به یک جریان پایدار و کاملا ثابت نیاز دارید که هنگامی که بار تغییر می‌کند به هیچ عنوان تغییر نکند به پاور ساپلای تنظیم شده نیاز می‌باشد. منبع‌های تغذیه تنظیم شده بر اساس نحوه تنظیم انرژی به دو نوع پاور ساپلای سوئیچینگ و پاور ساپلای خطی تقسیم می‌شوند.

پاور ساپلای تنظیم شده خطی چگونه کار می کند؟

پاور ساپلای خطی دارای روش عملکرد مستقیم و ساده برای تبدیل انرژی و تقریبا حذف ولتاژ موج‌دار می باشد. طراحی با ترانسفورماتور برای کم کردن ولتاژ شروع می‌شود. سپس دستگاه AC را به  DC تبدیل می‌کند. سپس توان DC از طریق یک تنظیم کننده عبور می‌کند که با کم کردن ولتاژ ریپل آن را حذف می‌کند. این گزینه پاور ساپلای تنظیم شده به دلیل ترانسفورماتور بزرگی که  قدرت را کاهش می دهد وزن بیشتری دارد. خوشبختانه، منبع های تغذیه خطی بسار کم صدا هستند و زمانی که به یک پاور ساپلای کم مصرف، ثابت و تمیز نیاز دارید، گزینه بهتر و مناسب‌تری هستند. آزمایشگاه‌ها، تجهیزات ارتباطی و تجهیزات پزشکی بیشترین بهره را از این نوع پاور ساپلای می‌برند.

پاور ساپلای تنظیم شده سوئیچینگ چیست؟

 پاور ساپلای سوئیچینگ، دارای ظرفیت‌های کوچک‌تر و بالاتر از نمونه‌های خطی خود می باشند. با این حال، این مدل‌ها در زمان استفاده، خصوصا هنگام تغییر قدرت، نویز ایجاد می‌کنند. برخلاف پاور ساپلای خطی، که برای کاربردهای خاص و ویژه مناسب می باشد، منابع تغذیه سوئیچینگ همه کاره هستند. از دلایل انعطاف پذیری این دستگاه‌ها استفاده از مدولاسیون عرض پالس (PWM) است که استفاده از PWM منبع های تغذیه سوئیچینگ را بسیار کارآمد تر از پاور ساپلای خطی می‌کند و به آن ها اجازه می‌دهد تا به سرعت به منابع مختلف انرژی تغییر کنند. زمانی که به کارایی و توان خروجی بیشتر در اندازه کوچک‌تر از پاور ساپلای تنظیم شده خطی نیاز دارید، منبع های تغذیه سوئیچینگ برای شما بهترین انتخاب هستند.

چه کسانی به پاور ساپلای نیاز دارند؟

 هر فردی که از برق استفاده می‌کند به پاور ساپلای نیاز دارد. انتخاب انواع منبع بستگی به این دارد که آیا به مبدل AC-DC یا DC-DC احتیاج دارید؟ یا به برق تنظیم‌شده و یا غیر قابل تنظیم نیاز دارید؟ ولتاژ پایین یا بالا گزینه دیگری است که باید در نظر داشته باشید. اگر به پاور ساپلای مقاوم در برابر ضربه و یا آب و هوا نیاز دارید، باید آن را به لیست ملزومات اضافه کنید. اما در بحث کاربرد پاور ساپلای ناگفته نماند که صنایع مختلفی روزانه از منبع تغذیه استفاده می‌کنند برای مثال در مقوله: 

•  نظامی: ارتش اصولا برای تحمل هر نوع شرایط محیطی منابع تغذیه مستحکمی را سفارش می دهد.
•   قایق‌ها و کشتی ها: منابع تغذیه کشتی ملزومات خاص و ویژه ای برای مدیریت صحیح برق و انرژی بدون پاور ساپلای اصلی سنتی که توسط خطوط برق تهیه می شد، دارند.
•   هوافضا: برای تغذیه ابزار های مورد استفاده خود در این زمینه بیشتر به دستگاه‌هایی نیاز دارند که بتوانند برق یا انرژی را در نقاط دور دست کنترل کنند.
•   ارتباطات: پاور ساپلای مناسب که برق ثابت را برای رایانه‌ها و سایر وسایل ارتباطی فراهم می‌کند، دارای تجهیزات ویژه ای جهت تامین نیازهای آن ها می‌باشند.
•   کاربری های دیگر: اگر صنعتی که شما در آن کار می‌کنید را در این لیست مشاهده نمی‌کنید، نگران نباشید. شما هنوز به پاور ساپلای نیاز دارید، و ما می‌توانیم در مورد نیازهای برق‌تان به شما کمک کنیم. سوال این نیست که آیا شما به پاور ساپلای احتیاج دارید یا خیر بلکه مساله این است که به چه مدلی از پاور ساپلای نیاز دارید؟