به دستگاهی که بتواند بار الکتریکی مورد نیاز برای مدار الکتریکی را فراهم کند منبع تغذیه می‌گویند؛ خیلی ها منبع تغذیه را با منبع برق یکسان می دانند، اما این دو کاملاً با هم متفاوت هستند. منبع برق محدود به یک پریز، ژنراتور یا باطری می شود، اما کارایی منبع تغذیه این است که برق را از منبع برق دریافت کند و آن را به ولتاژی که مورد نیاز است، تبدیل کند.

در این مقاله به ساخت انواع منبع تغذیه براساس تبدیل توان پرداخته شده است؛ اگر علاقه مند به ساخت آنها هستید تا پایان با ما همراه باشید.

 

منبع تغذیه با ترانس، نوعی از منبع تغذیه است که به کمک وسیله ای به نام ترانس، ولتاژ 220 ولت برق شهر را  به سطوح ولتاژ پایین تبدیل می کند؛ در نهایت هم ولتاژ تولید شده خروجی، جهت استفاده تثبیت می شود.

شمای کلی منبع تغذیه با ترانس به شکل زیر است:

 

با توجه به عکس بالا، برای ساخت یک منبع تغذیه با ترانس، به وسایل زیر نیاز است:

ترانس 

یکسوساز

بخش صافی

رگولاتور خطی

برد تنظیم کننده ولتاژ و جریان

شمای منبع برحسب وسایل مورد نیاز به شکل زیر خواهد شد:

پس از اتصال قطعات طبق شکل بالا، روند کار منبع تغذیه به صورت زیر خواهد بود:

ولتاژ AC  وارد شده به دستگاه، توسط ترانسفورماتور کاهش پیدا می کند؛ سپس ولتاژ توسط یکسوساز که از چندین دیود تشکیل شده از حالت نوسان به حالت ثابت تغییر  می یابد. پس از آن، ولتاژ AC توسط یک جفت خازن (بخش صافی) به ولتاژ DC تبدیل می‌ شود. 

رگولاتور، ولتاژ را جهت مطابقت با نیازهای توان خروجی تغییر می دهد؛ برای این که بتوانید میزان ولتاژ و جریان خروجی را  به دلخواه خودتان تنظیم کنید، به بخش دیگری به نام برد تنظیم کننده نیاز دارید که به قسمت پایانی مدار متصل می شود.

 

 

اکثر وسایل الکتریکی مورد استفاده در زندگی روزمره ما مانند چراغ LED، لامپ، شارژر باتری لپ تاپ و تلفن، سشوار، اسباب بازی و مواردی از این دست، با ولتاژ DC پایین مانند 5 ولت، 9 ولت، 12 ولت یا 15 ولت کار می کنند؛ یک منبع تغذیه بدون ترانس به همین منظور طراحی شده است. 

در واقع این منبع تغذیه، یک شبکه تقسیم کننده ولتاژ است که 220 ولت AC را به عنوان ورودی می گیرد و آن را به ولتاژ DC پایین تقسیم می کند.

دو نوع منبع تغذیه بدون ترانس وجود دارد:

خازنی : این نمونه از منبع تغذیه، به دلیل عدم اتلاف حرارت و تلفات بسیار کم توان، کارآمدتر است.

 مقاومتی : منابع تغذیه مقاومتی گرمای بیشتری را دفع می کنند، بنابراین تلفات برق بسیار زیادی دارند. 

برای ساخت یک نمونه منبع تغذیه بدون ترانس، به وسایل زیر نیاز داریم:

خازن:  C1=1uF، C2=470uF

مقاومت: R1=470K، R2=47Ω، R3=1K

یکسوساز

دیود زنر 12 ولت

ال ای دی 5 میلی متر

 

شمای منبع تغذیه بدون ترانس به شکل زیر است:

عملکرد این منبع تغذیه به صورت زیر است: 

در این منبع تغذیه به جای ترانس، از خازن استفاده شده است؛ ولتاژ 220 ولت شهری توسط خازن C1 کاهش یافته، سپس ولتاژ توسط 4 دیود D1 تا D4 یکسوساز می شود؛ در مرحله بعد خازن C2 به عنوان بخش صافی، ولتاژ AC را تبدیل به ولتاژ DC می کند. 

در ادامه ولتاژ توسط دیود زنر (ZD1) ثابت می شود؛ مقاومت R2 مسئول محدود کردن جریان دیود زنر است، بنابراین می توان در خروجی مدار، ولتاژ 6 تا 30 ولت را تولید کرد. LED قرار داده شده در انتهای مدار برای نشان دادن وضعیت مدار است. 

 

 

چهار نوع منبع تغذیه برای رفع نیاز شبکه ها و دستگاه های مختلف وجود دارد:

 این منبع تغذیه ای است که ما برای دستگاه های روزمره مانند شارژرهای تلفن همراه استفاده می کنیم. منبع تغذیه برق AC را از شبکه به برق DC تبدیل می کند و ولتاژ برق را متناسب با نیاز دستگاه ها تغییر می دهد.

این منبع تغذیه مورد استفاده در الکترونیک است. ولتاژ جریان را تغییر می دهد و در صورت لزوم می تواند شکل موج را تغییر دهد.

این منبع تغذیه در برخی کاربردهای بسیار خاص مانند برخی از تقویت کننده های صوتی استفاده می شود.

این منبع می تواند پارامترهای جریان های مختلف را برای تجهیزات تست تغییر دهد.

برحسب موارد ذکر شده دو نوع تکنولوژی منبع تغذیه وجود دارد:

اساس کار منبع تغذیه خطی، تبدیل ولتاژ برق شهر به ولتاژهای دیگر است؛ این سیستم از یک ترانسفورماتور، یکسو کننده، فیلتر و رگولاتور تشکیل شده است؛ ترانسفورماتور دامنه ولتاژ شبکه برق را کاهش می دهد، یکسو کننده، ولتاژ AC را به ولتاژ DC تبدیل می کند؛ فیلتر، انرژی را ذخیره می کند و رگولاتور، تثبیت و ولتاژ خروجی را تنظیم می کند.

شمای کلی این منبع تغذیه به شکل زیر است:

 

-موارد استفاده: مورد استفاده در تجهیزات صوتی و منابع تغذیه آزمایشگاهی

-مزایا: راه اندازی آسان، پایداری خوب، مقاومت در برابر دما 

-معایب: این نوع منبع تغذیه عملکرد ضعیفی دارد و باعث تلفات انرژی می شود.

با این نوع منبع تغذیه، تنظیم الکتریکی توسط قطعات الکترونیکی قدرت، مانند ترانزیستورها انجام می شود. برخلاف منبع تغذیه خطی، منبع تغذیه سوئیچینگ امکان انتقال لحظه ای برق را فراهم می کند؛ این منبع از دهه 1980 برای غلبه بر معایب منابع تغذیه خطی (وزن بالا و راندمان کم) توسعه یافت.

شمای کلی این منبع تغذیه به شکل زیر است:

 

-کاربردها: مورد استفاده برای رایانه، تلویزیون، شارژر تلفن و غیره 

-مزایا: عملکرد بسیار خوب، به خصوص به دلیل کوچکی ترانسفورماتور، وزن و حجم کل سیستم کاهش یافته است

-معایب: این نوع منبع تغذیه نویز هارمونیک تولید می کند.

 

 

برای ساخت یک منبع تغذیه نیاز به وسایل زیادی نیست؛ تنها با خرید چند وسیله ساده الکترونیکی می توان یک نمونه خانگی از این دستگاه را ساخت.

وسایل مورد نیاز:

مبدل افزاینده ولتاژ DC to DC : این مبدل ورودی بین 3 تا 30 ولت و خروجی 3 تا 32 ولت را به ما می دهد. حداکثر جریان هم که می توان از این مبدل کشید 3 آمپر است.

گیره های سوسماری

آداپتور 5 ولت یا یک باتری 3.5 ولت قابل شارژ

 

روند کار به صورت زیر است:

مبدل افزاینده ولتاژ دو ورودی و دو خروجی دارد؛ ورودی 5 ولت آن را به مثبت و منفی آداپتور متصل می کنیم و به خروجی هم مثبت و منفی گیره های سوسماری را متصل می کنیم.

در مرحله بعد آداپتور را به برق متصل می کنیم و خروجی ها را با مولتی متر تست می کنیم. خواهیم دید که میزان خروجی ولتاژ تا 32 ولت خواهد بود؛ البته دقت داشته باشید که برای تغییر خروجی ولتاژ می توان از پیچ پتانسیومتر که بر روی مبدل قرار گرفته استفاده کرد.

به همین سادگی یک منبع تغذیه خانگی ساخته شد؛ برای شکیل تر کردن ظاهر دستگاهمان می توانیم یک باکس بسازیم و منبع را در آن قرار دهیم. 

 

منبع تغذیه دستگاهی است که توان الکتریکی مورد نیاز را برای بار الکتریکی تأمین می‌کند؛ این منابع در انواع مختلفی طراحی می شوند؛ برخی با ترانس و برخی دیگر بدون ترانس هستند که هر کدام شان برای کاربردهای مختلف ساخته می شوند.

در این مقاله ساخت انواع منبع تغذیه براساس تبدیل توان به همراه شمای مداری ارائه شد؛ اگر شما هم علاقه مند به ساخت مدارات الکتریکی هستید، می توانید با تهیه وسایل اولیه مورد نیاز به طراحی آنها بپردازید.

سایت تکترونیکس با نزدیک به سه دهه فعالیت، به فروش بهترین و دقیق ترین تجهیزات الکتریکی مشغول است؛ می توانید با خیال راحت انواع وسایل مورد نیاز خود را از این مجموعه تهیه کنید.