همه چیز در مورد منبع تغذیه

منبع تغذیه به چه معناست؟

منبع تغذیه قطعه ای است که حداقل یک بار الکتریکی را تامین می کند. به طور معمول، یک نوع نیروی الکتریکی را به دیگری تبدیل می کند، اما ممکن است شکل متفاوتی از انرژی - مانند خورشیدی، مکانیکی یا شیمیایی - را به انرژی الکتریکی تبدیل کند.

منبع تغذیه قطعات را با توان الکتریکی تامین می کند. این اصطلاح معمولاً مربوط به دستگاه‌هایی است که در قطعه مورد تغذیه یکپارچه شده‌اند. به عنوان مثال، منابع تغذیه رایانه، جریان AC را به جریان DC تبدیل می‌کنند و معمولاً در پشت کیس رایانه، همراه با حداقل یک فن قرار دارند.

منبع تغذیه به عنوان منبع تغذیه، آجر برق یا آداپتور برق نیز شناخته می شود.

Techopedia منبع تغذیه را توضیح می دهد

اکثر منابع تغذیه کامپیوتر دارای یک سوئیچ ولتاژ ورودی هستند که بسته به موقعیت جغرافیایی می توان آن را روی 110v/115v یا 220v/240v تنظیم کرد. این موقعیت سوئیچ به دلیل ولتاژهای برق متفاوتی که توسط پریزهای برق در کشورهای مختلف تامین می شود، بسیار مهم است.

اکثر کامپیوترها اکنون از منبع تغذیه با حالت سوئیچ استفاده می کنند که جریان AC را به ولتاژ DC تغییر می دهد. این ولتاژ را می توان به صورت الکترونیکی روشن و خاموش کرد. منبع تغذیه حالت سوئیچ نیز می تواند قبل از اینکه آسیب ببیند در صورت تشخیص اتصال کوتاه، خاموش شود.

اکثر منابع تغذیه کامپیوتر شامل تعدادی منبع تغذیه سوئیچ شده هستند که با تولید یک ولتاژ به طور مستقل عمل می کنند. اینها به هم مرتبط شده اند، به طوری که در صورت نقص کامپیوتر به صورت گروهی خاموش می شوند


طبقه بندی کلی منبع تغذیه:

منابع تغذیه را می‌توان به روش‌های مختلفی از جمله بسته‌بندی، عملکرد، روش تبدیل برق دسته‌بندی کرد.

در اینجا منابع تغذیه AC-DC بر اساس بسته بندی طبقه بندی می شوند:

آداپتور دیواری:

منبع تغذیه خارجی است. در این دسته، دوشاخه AC یا ثابت است یا قابل تعویض. در ضمن نوع جک DC نیز متنوع است.

آداپتور دسکتاپ:

منبع تغذیه خارجی است. در این دسته، ورودی AC می تواند کلاس II یا کلاس I (با زمین) باشد. در ضمن نوع جک DC نیز متنوع است.

منبع تغذیه قاب باز

منبع تغذیه داخلی است. در این دسته، می توانید نوع قابل نصب PCB (پین) و نوع ویفر (کانکتور) را پیدا کنید.

منبع تغذیه کپسوله

با توجه به کاربرد، می تواند منبع تغذیه داخلی یا خارجی باشد. در این دسته، می توانید نوع قابل نصب PCB (پین) و نوع سیم را پیدا کنید.

منبع تغذیه بسته

منبع تغذیه داخلی است. در این دسته ممکن است منبع تغذیه با روکش فلزی را بیابید.

منبع تغذیه دین ریل

منبع تغذیه داخلی است. در این دسته می توانید منبع تغذیه با روکش فلزی و ترمینال پیچ را پیدا کنید.

علاوه بر این، با توجه به ویژگی‌ها، منابع تغذیه می‌توانند منابع تغذیه تنظیم‌شده، منابع تغذیه غیرقابل تنظیم، منابع تغذیه قابل تنظیم، منابع تغذیه تنظیم‌شده قابل تنظیم، منابع تغذیه ایزوله یا منابع تغذیه غیر ایزوله باشند.

علاوه بر این، منابع تغذیه را می توان تقریباً به انواع حالت خطی و سوئیچینگ تقسیم کرد. مفهوم طراحی منابع تغذیه خطی دارای تاریخچه طولانی تری است و با روند اخیر طراحی محصول که به حداقل رساندن محصول است، تناسب ندارد.


انواع دیگر منابع تغذیه AC-DC:

منبع تغذیه قابل برنامه ریزی

این می تواند عملکرد خود را از راه دور از طریق رابط دیجیتال یا ورودی آنالوگ کنترل کند. ویژگی هایی که می توان روی یک توان قابل برنامه ریزی تنظیم کرد ممکن است شامل ولتاژ، جریان، و در مورد منابع تغذیه خروجی AC، فرکانس باشد.

منابع تغذیه قابل برنامه ریزی معمولاً از یک میکرو کامپیوتر ضروری برای کنترل و نظارت بر عملکرد روزانه منبع تغذیه با استفاده از پروتکل های خصوصی یا استاندارد از طریق رابط کاربری استفاده می کنند.

منبع تغذیه اضطراری

یک منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) برق خود را از دو یا چند منبع تغذیه به طور همزمان دریافت و ذخیره می کند. این دستگاه عمدتاً مستقیماً از برق AC تغذیه می شود و باتری ذخیره سازی را به طور همزمان شارژ می کند.

منبع تغذیه ولتاژ بالا

منبع تغذیه با ولتاژ بالا ولتاژ خروجی بسیار بالایی را ارائه می دهد که می تواند صدها یا هزاران ولت باشد. این نوع منبع تغذیه ولتاژ بالا از یک کانکتور خروجی ویژه برای جلوگیری از ایجاد قوس الکتریکی، خرابی عایق و تماس تصادفی انسان استفاده می کند. کانکتورهای استاندارد فدرال معمولاً برای کاربردهای بیش از 20 کیلو ولت استفاده می شوند و انواع دیگر کانکتورها ممکن است در ولتاژهای پایین تر استفاده شوند. برخی از منابع تغذیه با ولتاژ بالا دارای ورودی آنالوگ یا رابط ارتباطی دیجیتال برای کنترل ولتاژ خروجی هستند.

مشخصات

مناسب بودن یک منبع تغذیه خاص برای یک برنامه کاربردی با ویژگی های مختلف منبع تغذیه تعیین می شود که معمولاً در مشخصات منبع تغذیه ذکر شده است. ویژگی های مشخص شده معمولا برای منبع تغذیه عبارتند از:

  • نوع ولتاژ ورودی (AC یا DC) و محدوده
  • کارایی تبدیل توان
  • مقدار ولتاژ و جریانی که می تواند به بار خود برساند
  • ولتاژ یا جریان خروجی آن تحت شرایط مختلف خط و بار چقدر پایدار است
  • چه مدت می تواند انرژی را بدون سوخت گیری یا شارژ مجدد تامین کند (در مورد منابع تغذیه ای که از منابع انرژی قابل حمل استفاده می کنند صدق می کند)
  • محدوده دمای عملیاتی و ذخیره سازی


اختصارات رایج مورد استفاده در مشخصات منبع تغذیه:

  • SCP - حفاظت از اتصال کوتاه
  • OPP - حفاظت بیش از حد (بیش از حد).
  • OCP - حفاظت در برابر جریان اضافه
  • OTP - حفاظت در برابر دمای بیش از حد
  • OVP - حفاظت از اضافه ولتاژ
  • UVP - حفاظت در برابر ولتاژ پایین

مدیریت حرارتی

منبع تغذیه یک سیستم الکتریکی تمایل به تولید گرما دارد. هر چه راندمان بالاتر باشد، گرمای بیشتری از دستگاه خارج می شود. راه های زیادی برای مدیریت گرمای یک منبع تغذیه وجود دارد. انواع خنک کننده به طور کلی به دو دسته تقسیم می شوند - همرفت و رسانایی. روش‌های همرفتی رایج برای خنک‌کردن منابع تغذیه الکترونیکی شامل جریان هوای طبیعی، جریان هوای اجباری یا جریان مایع دیگر بر روی واحد است. روش های متداول خنک کننده رسانایی شامل سینک های حرارتی، صفحات سرد و ترکیبات حرارتی است.

حفاظت اضافه بار

منابع تغذیه اغلب از اتصال کوتاه یا اضافه بار محافظت می کنند که می تواند به منبع آسیب برساند یا باعث آتش سوزی شود. فیوزها و کلیدهای مدار دو مکانیزم متداول برای محافظت در برابر اضافه بار هستند.

فیوز حاوی یک تکه سیم کوتاه است که در صورت عبور جریان بیش از حد ذوب می شود. این عمل منبع تغذیه را از بار آن قطع می کند و تا زمانی که مشکلی که باعث اضافه بار شده است شناسایی شود و فیوز جایگزین شود، تجهیزات از کار می افتد. برخی از منابع تغذیه از یک سیم بسیار نازک به عنوان فیوز استفاده می کنند. فیوزها در واحدهای منبع تغذیه ممکن است توسط کاربر نهایی قابل تعویض باشند، اما فیوزهای موجود در تجهیزات مصرف کننده ممکن است به ابزارهایی برای دسترسی و تعویض نیاز داشته باشند.

قطع کننده مدار حاوی عنصری است که گرم می کند، خم می شود و فنری را راه می اندازد که مدار را قطع می کند. هنگامی که المنت خنک شد و مشکل شناسایی شد، می توان بریکر را ریست کرد و برق را بازیابی کرد.

برخی از PSU ها از یک قطع حرارتی مدفون در ترانسفورماتور به جای فیوز استفاده می کنند. مزیت این است که اجازه می دهد جریان بیشتری برای مدت زمان محدودی نسبت به اینکه واحد بتواند به طور مداوم تامین کند، کشیده شود. برخی از این برش‌ها به صورت خودکار تنظیم می‌شوند، برخی فقط یک بار مصرف هستند.

محدودیت فعلی

برخی از منابع به جای قطع برق در صورت بارگذاری بیش از حد، از محدودیت جریان استفاده می کنند. دو نوع محدود کننده جریان مورد استفاده عبارتند از محدود کننده الکترونیکی و محدود کننده امپدانس. اولی در PSU های روی میز آزمایشگاه رایج است، دومی در منابع با خروجی کمتر از 3 وات رایج است.

یک محدود کننده جریان تاشو جریان خروجی را به بسیار کمتر از حداکثر جریان بدون خطا کاهش می دهد.

فروشگاه تکترونیکس بزرگترین تامین کننده انواع دستگاه های تست و اندازه گیری الکترونیک در تهران است که اخیرا تصمیم به راه اندازی سایت و فروشگاه اینترنتی خود گرفته است. برای مشاهده انواع منبع تغذیه می توانید وارد لینک خرید منبع تغذیه شده و از سایت تکترونیکس اقدام به خرید آن ها کنید.

منبع تغذیه (کامپیوتر)

یک واحد منبع تغذیه ATX با پوشش بالایی برداشته شده است

یک واحد منبع تغذیه (PSU) جریان AC را به برق DC تنظیم شده با ولتاژ پایین برای اجزای داخلی رایانه تبدیل می کند. رایانه های شخصی مدرن به طور جهانی از منابع تغذیه با حالت سوئیچ استفاده می کنند. برخی از منابع تغذیه دارای یک کلید دستی برای انتخاب ولتاژ ورودی هستند، در حالی که برخی دیگر به طور خودکار با ولتاژ برق تطبیق می یابند.

اکثر منابع تغذیه کامپیوترهای شخصی رومیزی مدرن با مشخصات ATX مطابقت دارند که شامل ضریب فرم و تحمل ولتاژ است. در حالی که منبع تغذیه ATX به منبع تغذیه متصل است، همیشه یک منبع تغذیه 5 ولتی در حالت آماده به کار (5VSB) ارائه می دهد تا عملکردهای آماده به کار در رایانه و برخی تجهیزات جانبی تغذیه شوند. منبع تغذیه ATX با سیگنالی از مادربرد روشن و خاموش می شود. آنها همچنین سیگنالی را به مادربرد ارائه می دهند تا مشخص شود که ولتاژهای DC در چه زمانی مشخص است، به طوری که رایانه می تواند به طور ایمن روشن و بوت شود. جدیدترین استاندارد ATX PSU نسخه 3.0 از اواسط سال 2022 است.

انتخاب منبع تغذیه

هنگام انتخاب منبع تغذیه، چندین الزام وجود دارد که باید در نظر گرفته شود.

  • توان مورد نیاز بار یا مدار، از جمله
  • ولتاژ
  • جاری
  • ویژگی های ایمنی مانند محدودیت های ولتاژ و جریان برای محافظت از بار.
  • اندازه فیزیکی و کارایی.
  • ایمنی سیستم در برابر نویز.



سوالات متداول

منبع تغذیه من به چه مقدار جریان نیاز دارد؟

یک قانون کلی خوب این است که مقدار جریان درایو مورد نیاز برای رفع نیازهای بار و جریان مورد نیاز برای تغذیه کنترلرها را ترکیب کنید و سپس 10٪ را به عنوان بافر اضافه کنید.

آیا می توانم از همان منبع تغذیه برای هدایت دما و کنترلرهای لیزری خود استفاده کنم؟

بله، تا زمانی که ولتاژ انتخاب شده نیازهای بار را برآورده کند و در محدوده عملیات ایمن (SOA) کنترلر باشد، و لیزر، ترموالکتریک و سنسور دما به صورت الکتریکی از طریق زمین متصل نشده باشند.

برای اطلاعات بیشتر در مورد SOA، به یادداشت کاربردی AN-LDTC01: اصل منطقه عملیاتی ایمن مراجعه کنید.

برای اطلاعات بیشتر در مورد اتصال به زمین، به یادداشت کاربردی AN-LD16: زمین با تنظیمات دیود لیزر ویژه مراجعه کنید.

آیا می توانم از یک منبع تغذیه برای رانندگی همزمان چندین کنترل کننده دما استفاده کنم؟

بله، اما آنها باید با استفاده از اتصالات ستاره (انفرادی) به جای اتصالات سریال (پیوندی) وصل شوند تا اطمینان حاصل شود که ولتاژ هر واحد یکسان است.

آیا می توانم از یک منبع تغذیه 30 ولت با یک کنترل کننده دما که مشخصات آن 5 ولت تا 30 ولت است استفاده کنم؟

بله، اگر ولتاژ بار به اندازه کافی بالا باشد. برای تعیین اینکه آیا بار و ولتاژ منبع تغذیه سازگار هستند یا خیر، از ماشین حساب منطقه عملیاتی ایمن (SOA) برای کنترلر استفاده کنید.

آیا می توانم از منبع تغذیه 4.5 ولت استفاده کنم؟

حداقل مشخصات کنترلر را در بخش "حداکثر مطلق" برگه اطلاعات مرور کنید. اگر مجاز است، افت ولتاژ انطباق در کنترلر را از 4.5 ولت کم کنید تا ببینید آیا ولتاژ کافی برای بار وجود دارد یا خیر.

طول کابل های من چقدر باید باشد؟

کابل های بلندتر نویز بیشتری ایجاد می کنند و افت ولتاژ بیشتری را بین منبع تغذیه و بار ایجاد می کنند. برای به حداقل رساندن اثرات نویز، کابل ها را به هم بچرخانید یا از کابل های محافظ استفاده کنید. برای کمک به به حداقل رساندن افت ولتاژ، آنها را تا حد امکان کوتاه نگه دارید.

از چه سیم گیجی استفاده کنم؟

گیج ظرفیت حمل جریان را تعیین می کند و باید از مشخصات بار تجاوز کند. به عنوان مثال، با استفاده از جدول 2، که برخی از گیج های استاندارد و ظرفیت های حمل سیم جامد را نشان می دهد، برای بار 2 A به یک سیم گیج 20 نیاز است، نه سیم گیج 22. این به این دلیل است که سیم گیج 20 امکان 3.2 را فراهم می کند. جریانی که بیش از 2 A مورد نیاز است.