03-06-2018, 10:55 AM
امروزه در اکثر وسایل الکترونیکی از جمله وسایل صوتی و تصویری، پاور کامپیوتر، انواع شارژرها، اینورترها و… ازکلیدزنی و مدارات سوییچینگ برای تبدیل ولتاژ و جریان استفاده می شود. زیرا نسبت به منبع های تغذیه خطی که با ترانسفورمرهای بزرگ عمل تبدیل ولتاژ و جریان را انجام می دهند وزن کمتری دارند، حجم کمتری را اشغال می کنند، نسبتا ارزان قیمت تر هستند و مهم تر از همه این که بازده بالاتری دارند. همچنین می توان رنج ولتاژ ورودی گسترده تری را به آن ها اعمال نمود و با این وجود خروجی آن ها بدون استفاده از رگولاتورهایی با اتلاف انرژی زیاد کاملا تثبیت شده است.
[font=droid arabic naskh]ترانسفورمرهای بزرگ معمولی تنها در فرکانس های پایین مثل فرکانس برق شهری (حدود ۵۰ تا ۶۰ هرتز) عمل می کنند ، اما نمونه های کوچکی که دارای هسته فریت هستند و در مدارات سوییچینگ مورد استفاده قرار می گیرند، برای کار در فرکانس های بالا مناسب اند. در طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ اگر ورودی اصلی جریان متناوب باشد، ابتدا جریان را از یک طبقه یکسوکننده (با استفاده از دیودهای مناسب) عبور داده و یک ولتاژ مستقیم رگوله نشده ایجاد می کنیم و این ولتاژ مستقیم به خازن های فیلترینگ بزرگ متصل می گردد. البته در یک منبع تغذیه با ورودی جریان مستقیم، به مرحله یکسو کننده احتیاجی نیست.[/font]
[font=droid arabic naskh][font=Helvetica]EMI Filter
[/font][/font]
این بخش از عناصر سلف و خازن تشکیل شده و وظیفه ی آن ممانعت از خروج فرکانس های اضافی (درمحدوده کاری نویز حاصل از مدار سوئیچینگ) منبع تغذیه به بیرون است و همچنین از ورود فرکانس های اضافی که ممکن است حاصل از دوران موتور های الکتریکی و سیستمهای مولد حرارت و غیره باشند نیز به داخل منبع تغذیه جلوگیری می کند.
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
[font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh]این بخش معمولاً از دو ترانزیستور قدرت (ماسفت) تشکیل شده و وظیفه ی آن کنترل سطح ولتاژ خروجی از طریق زمان روشن و خاموش شدن (سوئیچ) است.[/font][/font]
[font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh][font=Helvetica]Transformer
[/font][/font][/font]
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 Pulse Width Modular 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 یا دیودهای پرسرعت و دیودهای زنر تشکیل شده و وظیفه آن یکسو سازی ولتاژ خروجی در حالات عادی و قطع کامل جریان خروجی در حالات خاص میباشد.
Heat Sink
این قسمت از آلیاژهای مختلف آلومینیوم و مس ساخته می شود و به واسطه تعبیه شیارهایی برروی آن جهت عبور جریان هوا، وظیفه انتقال دما از ترانزیستورهای سوئیچینگ و همچنین دیودهای شاتکی و پرسرعت (اگر از نوع پرقدرت باشند) 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
[font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh]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 . تعبیه یک Fan مناسب بر روی محفظه منبع تغذیه و مقابل هیت سینک ها(مثل پاور کامپیوتر) می تواند این هدف را به خوبی برآورده سازد.[/font][/font][/font]
[font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh][font=Helvetica]PCB
[/font][/font][/font][/font]
برد اصلی منبع تغذیه می باشد که کلیه قطعات بر روی آن نصب میشوند. رعایت استانداردهای مختلف درساخت برد، از جمله تحمل حرارت بالا و چینش قطعات در جای مناسب و عدم استفاده از مواد خطرناک برای محیط زیست، باعث افزایش ضریب ایمنی کاربر میگردد.
IC Controller
این قسمت پیچیده ترین بخش مدار Pulse Width Modular 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 کرده اند. در زیر بطور خلاصه به وظایف آی سی هایی که در بعضی از پاورهای جدید به کار رفته اشاره می کنیم :
[font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh]کنترل خروجی، که با تولیدپالس های ویدث ماجولار، فرآیند تغییر پهنای یک رشته پالس بر اساس تغییرات سیگنال های دیگر و اعمال بازخورد ولتاژ و جریان و راه اندازی نرم در کلیه خروجی ها 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 ومیانه،تولیدمیکند .
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 .[/font][/font][/font][/font]
[font=droid arabic naskh]ترانسفورمرهای بزرگ معمولی تنها در فرکانس های پایین مثل فرکانس برق شهری (حدود ۵۰ تا ۶۰ هرتز) عمل می کنند ، اما نمونه های کوچکی که دارای هسته فریت هستند و در مدارات سوییچینگ مورد استفاده قرار می گیرند، برای کار در فرکانس های بالا مناسب اند. در طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ اگر ورودی اصلی جریان متناوب باشد، ابتدا جریان را از یک طبقه یکسوکننده (با استفاده از دیودهای مناسب) عبور داده و یک ولتاژ مستقیم رگوله نشده ایجاد می کنیم و این ولتاژ مستقیم به خازن های فیلترینگ بزرگ متصل می گردد. البته در یک منبع تغذیه با ورودی جریان مستقیم، به مرحله یکسو کننده احتیاجی نیست.[/font]
[font=droid arabic naskh][font=Helvetica]EMI Filter
[/font][/font]
این بخش از عناصر سلف و خازن تشکیل شده و وظیفه ی آن ممانعت از خروج فرکانس های اضافی (درمحدوده کاری نویز حاصل از مدار سوئیچینگ) منبع تغذیه به بیرون است و همچنین از ورود فرکانس های اضافی که ممکن است حاصل از دوران موتور های الکتریکی و سیستمهای مولد حرارت و غیره باشند نیز به داخل منبع تغذیه جلوگیری می کند.
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
[font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh]این بخش معمولاً از دو ترانزیستور قدرت (ماسفت) تشکیل شده و وظیفه ی آن کنترل سطح ولتاژ خروجی از طریق زمان روشن و خاموش شدن (سوئیچ) است.[/font][/font]
[font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh][font=Helvetica]Transformer
[/font][/font][/font]
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 Pulse Width Modular 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 یا دیودهای پرسرعت و دیودهای زنر تشکیل شده و وظیفه آن یکسو سازی ولتاژ خروجی در حالات عادی و قطع کامل جریان خروجی در حالات خاص میباشد.
Heat Sink
این قسمت از آلیاژهای مختلف آلومینیوم و مس ساخته می شود و به واسطه تعبیه شیارهایی برروی آن جهت عبور جریان هوا، وظیفه انتقال دما از ترانزیستورهای سوئیچینگ و همچنین دیودهای شاتکی و پرسرعت (اگر از نوع پرقدرت باشند) 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
[font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh]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 . تعبیه یک Fan مناسب بر روی محفظه منبع تغذیه و مقابل هیت سینک ها(مثل پاور کامپیوتر) می تواند این هدف را به خوبی برآورده سازد.[/font][/font][/font]
[font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh][font=Helvetica]PCB
[/font][/font][/font][/font]
برد اصلی منبع تغذیه می باشد که کلیه قطعات بر روی آن نصب میشوند. رعایت استانداردهای مختلف درساخت برد، از جمله تحمل حرارت بالا و چینش قطعات در جای مناسب و عدم استفاده از مواد خطرناک برای محیط زیست، باعث افزایش ضریب ایمنی کاربر میگردد.
IC Controller
این قسمت پیچیده ترین بخش مدار Pulse Width Modular 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 کرده اند. در زیر بطور خلاصه به وظایف آی سی هایی که در بعضی از پاورهای جدید به کار رفته اشاره می کنیم :
[font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh][font=droid arabic naskh]کنترل خروجی، که با تولیدپالس های ویدث ماجولار، فرآیند تغییر پهنای یک رشته پالس بر اساس تغییرات سیگنال های دیگر و اعمال بازخورد ولتاژ و جریان و راه اندازی نرم در کلیه خروجی ها 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 ومیانه،تولیدمیکند .
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 .[/font][/font][/font][/font]