انواع منبع تغذیه الکتریکی و کاربرد آن‌ها
انواع منبع تغذیه الکتریکی و کاربرد آن‌ها
سیستم‌های الکتریکی برای تامین توان الکتریکی مورد نیاز خود به منبع تغذیه نیاز دارند. منبع تغذیه یا Power Supply وسیله‌ای است که توان الکتریکی مورد نیاز را برای بار الکتریکی یا مصرف کننده‌ی الکتریکی فراهم می‌کند. این دستگاه انرژی الکتریکی را از یک منبع انرژی که می‌تواند برقی، شیمیایی، مکانیکی یا خورشیدی باشد، دریافت می‌کند و آن را به ولتاژ مناسب برای تغذیه‌ی بار الکتریکی تبدیل می‌کند. تمام دستگاه‌های الکترونیکی مانند لپ تاپ، از یک منبع تغذیه برای تامین ولتاژ و جریان مناسب استفاده می‌کنند. در چنین دستگاه‌هایی منابع تغذیه‌ی تثبیت شده، دارای قابلیت ثابت نگه داشتن میزان ولتاژ تا حدی که برای دستگاه مناسب باشد هستند. منابع تغذیه‌ی الکتریکی از لحاظ طرز کار، نوع ولتاژ خروجی و ثابت یا متغیر بودن خروجی، در گروه‌های مختلفی قرار می‌گیرند. در این مقاله به معرفی انواع منبع تغذیه الکتریکی و کاربرد آن‌ها بر اساس طرز کار آن‌ها می‌پردازیم.
منبع تغذیه خطی
منبع تغذیه خطی یا Linear Power Supply دارای مدار خطی است. در ساخت مدار این منبع تغذیه، عناصر غیرخطی مانند ترانزیستور و دیود نیز به کار می‌رود، اما سوئیچینگ یا قطع و وصل کردن جریان اتفاق نمی‌افتد. بنابراین، در این منبع تغذیه فرکانس بالا تولید نمی‌شود و برای تامین ولتاژ برای دستگاه‌هایی که به جریان بالا نیاز دارند، مناسب نمی‌باشد. منبع تغذیه تغذیه خطی، دامنه‌ی ولتاژی که به آن وارد می‌شود (AC) را با استفاده از یک ترنسفورمر کاهنده، کاهش می‌دهد و سپس با استفاده از پل دیودی این ولتاژ را یکسو (DC) می‌کند.
در مرحله‌ی بعد، ریپل را توسط یک فیلتر خازنی ساده حذف کرده و در آخر پس از تثبیت ولتاژ، یک ولتاژ خروجی بدون نویز به بار الکتریکی می‌دهد. تثبیت ولتاژ در منبع تغذیه خطی با استفاده از تنظیم کننده یا رگولاتور ولتاژ خطی انجام می‌شود. منبع تغذیه خطی دارای پیچیدگی کمتری نسبت به منبع تغذیه سوئیچینگ است، اما وزن بالاتر و بازدهی کمتری از آن دارد. از منبع تغذیه خطی ممکن است در برخی تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی، مدارهای کنترل، آمپلیفایرهای کم نویز، پردازش سیگنال و گرفتن اطلاعات در تجهیزاتی مانند سنسورها استفاده شود.
منبع تغذیه سوئیچینگ
منبع تغذیه سوئیچینگ یا Switching Power Supply، ولتاژ را با سوئیچ کردن یک عنصر ذخیره کننده‌ی انرژی مانند خازن، تنظیم می‌کند. در ساختار منبع تغذیه سوئیچینگ، ترانزیستورهایی وجود دارند که با قطع و وصل شدن آن‌ها به طور مداوم، ولتاژ خروجی تولید می‌شود و به بار الکتریکی داده می‌شود. این ترانزیستورها که به عنوان المنت سوئیچینگ عمل می‌کنند، در حالت قطع جریانی از خود عبور نمی‌دهند و در حالت وصل مقاومت الکتریکی ندارند. به همین دلیل هیچ مقداری از جریان از طریق گرما تلف نمی‌شود و تمام توان الکتریکی وارد شده به منبع تغذیه، به بار الکتریکی انتقال می‌یابد. بنابراین، منبع تغذیه سوئیچینگ دارای بازدهی بالایی است و گرمای کمتری ایجاد می‌کند.
از دیگر مزایای این منبع تغذیه می‌توان به حجم و وزن پایین آن اشاره کرد. ترنسفورماتور فرکانس پایین که در منبع تغذیه خطی از آن استفاده می‌شود، دارای وزن زیادی است؛ در منبع تغذیه سوئیچینگ این ترنسفورماتور حذف شده است، به همین دلیل این منبع تغذیه وزن پایینی دارد. این منبع تغذیه بر خلاف منبع تغذیه خطی، پیچیده بوده و ممکن است در آن تداخل رادیویی و الکترومغناطیسی و ایجاد ریپل رخ دهد. منبع تغذیه سوئیچینگ برای جریان‌های بالا در مواردی مانند کامپیوترها، برخی سیستم‌های ارتباطی و تجهیزات شبکه، پیل‌های سوختی و هوانوردی کاربرد دارند.
سخن آخر
در این مقاله به معرفی انواع منبع تغذیه الکتریکی و کاربرد آن‌ها و همچنین توضیح برخی مزایا و معایب آن‌ها پرداختیم. بر اساس ساختار و طرز کار، این منابع تغذیه در دو دسته‌ی خطی و سوئیچینگ قرار می‌گیرند. شناخت این انواع منابع تغذیه الکتریکی و تفاوت‌های آن‌ها با یکدیگر، امری مهم در انتخاب نوع منبع تغذیه‌ی مناسب می‌باشد.
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.