همانطور که می دانید هر وسیله الکترونیکی بنا به طراحی خاص خود ، به ولتاژ و آمپراژ مشخصی جهت راه اندازی و کارکرد نیاز دارد . منبع تغذیه دستگاهی است که قادر است از یک ورودی با ولتاژ وآمپراژ ثابت ( بنا به طراحی داخلی خود ) ، ولتاژ وآمپراژ مختلفی را تولید نماید. 
در این مقاله  برای آشنایی شما با قلب تپنده تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی خود تلاش کرده‌ایم.‏‎ ‎اکثر افراد در هنگام خرید و یا ارتقای سیستم های خود به دلیل عدم آگاهی از نقش کلیدی منبع تغذیه، بودجه کمتری را نسبت به سایر قطعات سخت ‏افزاری صرف تهیه آن می‌کنند. این مسأله در دراز مدت، ساعات خروج از سرویس تجهیزات شما را بیشتر کرده و مشکلات بسیاری به وجود مي آورد. هدف از این کار آگاهی دادن مستقیم به مشتری و توجه به اهمیت منبع تغذیه می‌باشد، چرا که با این روش مشتری در هنگام خرید منبع تغذیه، علاوه بر مقادیر ولت و آمپر، بر اساس شرایط مطلوب کاری و ‏توان مصرفی، مناسب ترین پاور را با در نظر گرفتن بودجه در طراحی خود انتخاب می‌کند.‏
  منبع تغذيه چیست؟
همانطور که می دانید تمامی تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی بنا به طراحی خاص خود، به ولتاژ و جریان مشخصی جهت راه اندازی و کارکرد نیاز دارند.منبع تغذيه  دستگاهی است که قادر است از یک ‏ورودی ولتاژ ‏AC‏ یا ‏DC‏ در محدوده معین، ولتاژهای ‏DC‏ مختلف (قابل تنظیم) با سطوح جریان مختلفی تولید نماید.‏
    مقدمه‌ای بر منابع تغذيه سوئيچينگ  ‏Switching power Supply )‎‏)‏
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.‏‎  
در روش رگولاتور خطی از ترانس و المان‌های یکسو کننده جریان و فیلتر استفاده‎ ‎می‌شود. نقطه ضعف این روش، تلفات بالا و بازدهی پائین و عدم دسترسی به رگولاسیون دقیق و‎ ‎کیفیت دلخواه در ‏خروجی منبع تغذیه خطی هست. این دو‎ ‎روش را می‌توان به صورت زیر با هم مقایسه کرد:‏
‏1- فرکانس کار ترانس‌ها در روش خطی 50 تا 60 هرتز است. ترانس‌های فرکانس پایین، اندازه و حجم بزرگی دارند. در روش سوئیچینگ به دلیل‎ ‎استفاده از فرکانس بالای 50 تا 200 کیلوهرتز، حجم و وزن ‏ترانس‌ها به میزان قابل توجهی کاهش‎ ‎می‌یابد‎. 
‏2- راندمان یا بازده توان در روش سوئیچینگ بسیار بیشتر از روش خطی است. یک منبع خطی با تلف‎ ‎کردن توان، خروجی خود را رگوله می‌کند ولی در روش سوئیچینگ با تغییر میزان‎ ‎دوره سیکل سوئیچ یا ‏همان‎ duty cycle ‎می‌توان ولتاژ و جریان خروجی را کنترل کرد‎.‎
با یک طراحی خوب در‎ ‎روش سوئیچینگ می‌توان به حدود 90% بازدهی دست یافت. در توان‌های بالا از‎ ‎روش‎ PWM ‎و در توان‌های پائین تر‎ ‎از 30 وات معمولاً از روش کلید زنی به صورت پالس‌های معمولی ‏استفاده می‌شود.‏
در طراحی منابع تغذیه سوئیچنگ، بحث نویز و اثرهای ناخواسته الکترومغناطیسی بسیار مهم و برای حذف آن‌ها از فیلتر‎ EMI ‎و اتصالات‎ RF ‎استفاده می‌شود‎.‎

منبع تغذيه ، قلب تپنده تجهیزات شما
‎در طراحي منبع تغذيه  سوئیچینگ‎ ‎اگر ورودی اصلی‎ AC ‎‏ باشد، ابتدا‎ ‎از یک طبقه یکسوکننده عبور کرده و یک ولتاژ‎ DC ‎رگوله نشده به وجود مي آيد. این ولتاژ‎ DC ‎به خازن‌ های فیلترینگ بزرگ‎ ‎متصل می‌شود.‏
جریان کشیده شده توسط این یکسوکننده از ورودی‎ AC ‎باعث ایجاد پالس‌های جریان در اطراف پیک‎ ‎ولتاژ‎ AC ‎می‌شود‎.‎‏ این‎ ‎پالس‌های کوچک مولد فرکانس‌های بالا بوده و کاهش فاکتور توان را به همراه دارد. ‏تکنیک ‏Power Factor Correction‏ برای مقابله ایجاد شده است. مدار ‏PFC‏ جریان مصرفی یکسوکننده را شبیه به شکل‎ ‎موج سینوسی نگاه داشته و در نتیجه فاکتور توان در برق ورودی ‏AC‏ اصلاح و ‏نزدیک به 1،00 باقی می‌ماند‎. 
محدوده ولتاژ ‏AC‏ ورودی توسط‎ ‎یک سوئیچ در دو حالت 115 و‎ ‎‏230‏‎ ‎ولت انتخاب می‌شود . در حالت 115 ولت یک مدار دو برابر کننده ولتاژ در طبقه ورودی اضافه می‌شود. در برخی مدل‌ها محدوده ولتاژ ‏AC‏ ‏ورودی ‏Universal‏ بوده و حداقل100  تا 240 ولت را پشتیبانی می‌کنند.‏
در یک‎ SMPS ‎با ورودی‎ DC ‎به این مرحله (یکسو کننده) احیتاجی‎ ‎نیست.‏
در مرحله اینورتر، این مقدار‎ DC ‎دوباره به‎ AC ‎تبدیل می‌شود‎.‎‏ فرکانس خروجی اینورتر بیش از 20 کیلوهرتز انتخاب می‌شود (خارج از محدوده شنوایی). عمل سوئیچ‎ ‎معمولاً به کمک چند طبقه‎ MOSFET ‎‏ جهت رسیدن به بهره بالا انجام می‌شود. در مرحله بعد ترانس با تعداد دورهای پیچشی کم وجود دارد. به دلیل فرکانس بالا دور‎ ‎سیم پیچ ترانس کم می‌شود و بسته به نیاز ترانس افزاینده یا کاهنده است. ‏در مرحله نهایی هم یک طبقه یکسوکننده و فیلتر وجود دارد که وظیفه‌ی آن ساختن خروجی ‏DC‏ در محدوده معین و مشخصات مناسب است.‏

اين متن به سفارش وبسايت پارسيان الكتريك بخش مقالات برق و الكتريك گردآوري شده است.شمارگان 132