منبع تغذیه در برق

با پیشرفت تکنولوژی و صنعت برق استفاده از دستگاه های برقی در محل کار، منزل و به صورت کلی در زندگی روزمره به امری بدیهی تبدیل شده است و تا جایی پیش رفته است که اگر این دستگاه ها را در اختیار نداشته باشیم امورات زندگی مان مختل می گردد. از جمله این دستگاه ها می توان به یخچال، فریزر، تلویزیون، انواع لوازم روشنایی، موبایل، کامپیوتر و لپ تاپ اشاره کرد. در تمامی این دستگاه ها بخشی به نام منبع تغذیه وجود دارد که نقشی حیاتی در عملکرد دستگاه ایفا می کند.

منبع تغذیه یا پاور

در صورتی که به دلیل معیوب شدن دستگاه برقی خود به تعمیرگاه مراجعه کرده باشید قطعا این جمله رو از متخصص تعمیر کار شنیدید: “مشکل از پاورشه” 

اما منظور از پاور یا منبع تغذیه دستگاه چیست؟
منبع تغذیه یا پاور یک دستگاه بخشی از همان دستگاه است که وظیفه تامین ولتاژ و جریان قسمت های دیگر دستگاه را برعهده دارد. بخش پاور می تواند بسیار پیچیده باشد و ولتاژ ها و جریان های مختلف به همراه محافظت های گوناگون را در بر داشته باشد یا اینکه بسیار ساده باشد به صورتی که تنها شامل یک یا دو مورد محافظت باشد. این که منبع تغذیه دستگاه ساده باشد یا پیچیده کاملا به نوع عملکرد دستگاه بستگی دارد. برخی از دستگاه ها مستقیما با ولتاژ 220 ولت برق شهری سازگار هستند و تنها نیاز به محافظت هایی همچون فیوز دارند که در این صورت پاور آنها بسیار ساده خواهد بود. اما برخی از دستگاه ها مانند لپ تاپ اینگونه نیستند. پاور لپ تاپ باید ولتاژهای گوناگونی برای تراشه های مختلف و همچنین قطعات دیگر بسازد ضمن اینکه شارژ باتری هم بر عهده همین بخش است. 

اهمیت منبع تغذیه و انواع آن

با توجه به توضیحات بالا متوجه شدیم که اگر بخش منبع تغذیه یک دستگاه برقی به درستی کار نکند عملکرد کل دستگاه مختل خواهد شد بنابراین عملکرد درست بخش پاور بسیار حائز اهمیت است.
منبع تغذیه ها را می توان به چند روش دسته بندی کرد. ما در این مقاله قصد داریم آنها را از نقطه نظر ورودی و خروجی بررسی و دسته بندی کنیم.

• ورودی AC / خروجی AC: این نوع منبع تغذیه از ساده ترین نوع منبع تغذیه می باشد. در صورتی که عملکرد دستگاه با ولتاژ 220 ولت AC یا همان برق شهر سازگار باشد نیازی به تبدیل سطح ولتاژ نبوده و تنها می بایست از المان های محافظت استفاده کرد. اما اگر ولتاژ مورد نیاز دستگاه کمتر از 220 ولت باشد (به عنوان مثال 12 یا 24 ولت AC) در اینصورت به تبدیل سطح ولتاژ نیاز خواهیم داشت که این تبدیل توسط یک ترانس به سادگی انجام پذیر است.
• ورودی DC / خروجی DC: این نوع منبع تغذیه از نظر پیچیدگی در سطح بالاتری قرار دارد. در این مورد هم در صورتی که دستگاه تنها به ولتاژ ورودی (فرض کنید 24 ولت) نیاز داشته باشد، فقط استفاده از المان های حفاظتی کفایت می کند. اما در صورتی که سطوح ولتاژ مختلف نیاز باشد باید از مدارات الکترونیکی که عموما شامل رگولاتور ها است بهره جست.
• ورودی AC / خروجی DC: این نوع منبع تغذیه به دلیل اینکه فرم ورودی را تغییر می دهد نسبت به دو مورد قبلی سخت تر و پیچیده تر است. در این منبع تغذیه ولتاژ متناوب وارد شده به ولتاژ مسقیم تبدیل می شود و در خروجی قرار می گیرد. به مانند مورد قبلی، در این منبع تغذیه هم ممکن است سطوح ولتاژی مختلفی بر مبنای نیاز دستگاه ساخته شود.
• ورودی DC / خروجی AC: به این نوع منبع تغذیه اینورتر هم گفته می شود که پیچیده ترین عملکرد را بین دیگر منبع تغذیه ها دارند. اصولا تبدیل ولتاژ متناوب به ولتاژ مستقیم ساده تر از تبدیل ولتاژ ساده به متناوب می باشد.

دستگاهی به نام منبع تغذیه

در صنعت برق و الکترونیک دستگاه هایی به نام منبع تغذیه وجود دارند که وظیفه آنها تامین توان برای دستگاه های مختلف است. در بخش قبلی با منبع تغذیه داخلی دستگاه های برقی آشنا شدیم. اما در این بخش منبع تغذیه های خارجی را مورد بحث قرار می دهیم. منظور از منبع تغذیه خارجی، منبع تغذیه ای است که جزئی از یک دستگاه دیگر نیست بلکه خودش یک دستگاه جدا می باشد. 

آشنایی با انواع دستگاه های منبع تغذیه و کاربرد آنها

دستگاه های منبع تغذیه نیز انواع مختلفی دارند و به طرق مختلف قابل دسته بندی هستند. به صورت کلی این دستگاه ها به دو دسته خروجی متغیر و خروجی ثابت تقسیم می شوند.

منبع تغذیه خروجی ثابت

این نوع منبع تغذیه بیشتر در موارد صنعتی استفاده می شوند و به همین دلیل به آنها منبع تغذیه صنعتی نیز گفته می شود. خروجی این دستگاه ها بنا به مدل آنها همیشه یک مقدار ثابت می باشد. از این نوع منبع تغذیه برای دستگاه هایی که نیاز به ولتاژ DC دارند و تنها برق 220 ولت شهری در دسترس است استفاده می شود. برای مثال در تابلو برق ها و محیط های صنعتی که از PLC استفاده می کنند به طور قطع به حداقل یک منبع تغذیه صنعتی 24 ولت نیاز خواهید داشت.

منبع تغذیه خروجی متغیر

این نوع منبع تغذیه که بیشتر توسط مهندسین طراح مدار و تعمیرکاران استفاده می شود، دارای یک یا چند خروجی است و هر کانال قابلیت تنظیم ولتاژ و جریان دلخواه را خواهد داشت. حداکثر ولتاژ و جریان قابل تنظیم برای این نوع منبع تغذیه به مدل دستگاه بستگی دارد. منبع تغذیه 30 ولت 5 آمپر دوبل یکی از پرکاربردترین منبع تغذیه ها می باشد. این مدل ولتاژ 0 تا 30 ولت و جریان 0 تا 5 آمپر را در هر خروجی ارائه می دهد. ضمن اینکه با قابلیت سری و موازی کردن دو کانال با یکدیگر این مقادیر تا 2 برابر افزایش می یابد.

کاربرد منبع تغذیه متغیر

همانطور که گفته شد منبع تغذیه متغیر بیشتر برای طراحی و تست و عیب یابی مدارات الکترونیکی استفاده می شود. این نوع پاور به دلیل اینکه نمایشگر ولتاژ و جریان خروجی دارد به متخصص کمک می کند تا قطعات مختلف را تست کند، مدار طراحی شده را آزمایش کند یا قطعه معیوب یک دستگاه تعمیری را پیدا کند. یک متخصص برق و الکترونیک می داند که قطعات و بردهای الکترونیکی با چه سطح ولتاژ و جریانی کار می کنند. بنابراین در صورتی که نمایشگر منبع تغذیه متغیر افت ولتاژ یا جریان کشی غیر معمولی را نمایش دهد، متخصص متوجه ایراد شده و در غیر اینصورت قطعه یا برد مورد نظر با سربلندی از تست بیرون خواهد آمد.

مزیت بعدی منبع تغذیه متغیر قابلیت تنظیم مقادیر ولتاژ و جریان است. این ویژگی کمک می کند تا رنج وسیعی از بردها، دستگاه ها و قطعات برقی و الکترونیکی را به وسیله آن تست کنیم.