انواع منابع تغذیه در صنعت برق

منابع تغذیه به لحاظ تکنولوژی‌های بکار رفته در آن به سه دسته اصلی تقسیم می‌شود:

• منابع تغذیه خطی
• منابع تغذیه سوئیچینگ با مدولاتور عرض پالس
• منابع تغذیه سوئیجینگ رزونانسی با بازدهی بالا

در صنعت منابع تغذیه بر اساس مزایا و معایبی که هر کدام از ساختار های فوق دارند برحسب مورد از یک یا ترکیبی از دو یا چند ساختار استفاده می شود تا محصولی مناسب و متناسب با نیاز مصرف کننده ارائه گردد. در ادامه به توضیح هر کدام از ساختار های فوق می پردازیم.

1- منابع تغذیه خطی

این نوع منبع تغذیه نسبت به ساختارهای دیگر از پایین‌ترین بازدهی برخوردار بوده به طوری که تنها زمانی که گرمای ایجاد شده به خاطر تلفات بالای منبع تغذیه از اهمیت بالایی برخوردار نیست و همچنین قیمت تمام شده دستگاه و سادگی طراحی آن در اولویت های سیستم باشد از این منبع تغذیه استفاده می شود. از مزایای این نوع منبع تغذیه می توان به نویز بسیار پایین و تداخل الکترومغناطیسی بسیار پایین آن اشاره کرد.

در منابع تغذیه خطی که مستقیم از برق شهری تغذیه می کنند یک ترانسفورماتور که هم وظیفه ایزوله سازی را دارد و هم در اغلب موارد ولتاژ بالای ورودی را متناسب با مصرف کننده پایین می آورد دیده می شود. در منابع تغذیه خطی بر خلاف منابع تغذیه سوئیچینگ ولتاژ ورودی حتما می بایست بزرگتر از ولتاژ ورودی باشد وگرنه عمل یکسوسازی به خوبی انجام نمی شود و خروجی ناپایدار خواهد شد. به طور متوسط بازدهی این نوع منابع تغذیه از بین 35 تا 50 درصد بوده و همان طور که در بالا اشاره شد این تلفات به صورت گرما خود را نشان می دهند.

2- منابع تغذیه سوئیچینگ PWM

این گونه منابع نسبت به منابع خطی از بازدهی بسیار بالاتری برخوردارند (85 تا 92 درصد). منابع تغذیه PWM امروزه به وفور در صنعت‌های مختلف (مثل هوا فضا کشتی سازی هواپیما سازی صنعت برق و حتی صنعت لوازم خانگی) استفاده می شوند. معمولا در هر تابلو برق به منظور راه اندازی میکروپروسسورها و میکروکنترلرها از یک منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده می شود. از مزایای این ساختار از منابع تغذیه بازدهی بالا و وزن پایین تر نسبت به منابع خطی است که توجه طراحان را به خود جلب کرده است. در مقابل طراحی و پیاده سازی این گونه منابع بسیار پیچیده تر و فراینده طراحی بسیار طولانی تر از منابع خطی است.

3- منابع تغذیه سوئیچینگ رزنانسی با بازدهی بالا

این نمونه از منابع نسخه پیشرفته ای از منابع تغذیه سوئیچینگ PWM به حساب می آیند که نسبت به منابع تغذیه PWM دارای نویز کمتری بوده اندازه کوچکتری دارند اما فرایند طراحی و تولید پیچیده تر و طولانی تری دارند. در مصارفی که دارای حساسیت بسیار بالایی هستند (ابعاد کوچک، نویز بسیار پایین، بازدهی بسیار بالا) استفاده می شود. طراحی این سری از منابع تغذیه از دو سری قبلی به مراتب پیچیده تر و طولانی تر بوده و هزینه تمام شده و ساخت آن نیز معمولا بیشتر است.

در جدول زیر مشخصات انواع مختلف منابع تغذیه به همراه مزایا و معایب هر کدام آمده است.

جدول 1 مشخصات انواع مختلف منابع تغذیه

[1] Linear

[2] Pulse Width Modulator (PWM)