معرفی منابع تغذیه سوئیچینگSwitched mode power Supply


فونیکس کنتاکت PHOENIX CONTACT

مقدمه : تعریف منبع تغذیه

تفاوت منابع تغذیه خطی و سوئیچینگ

برای ثابت نگه داشتن ولتاژ مستقیم در خروجی یك منبع تغذیه ، دو روش رگولاسیون خطی و رگولاسیون به روش سوئیچینگ رایج میباشد. منبع تغذیه سوئیچینگ یك واحد تغذیه توان است كه به روش سوئیچینگ عمل رگولاسیون را انجام  میدهد. در روش رگولاتور خطی از ترانس و المانهای یكسو كننده جریان و فیلتر استفاده میشود. تلفات بالا و بازدهی پائین و عدم دسترسی به رگولاسیون دقیق و کیفیت دلخواه در خروجی، مشکلات منبع تغذیه خطی میباشند. سه عامل اصلی در تفاوت این دو روش عبارتند از فركانس کار ترانسها در روش خطی 50 تا 60هرتز است. ترانسهای فرکانس پایین، اندازه و حجم بزرگی دارند. در روش سوئیچینگ به دلیل استفاده از فركانس بالای 50 تا 200 کیلوهرتز، حجم و وزن ترانسها به میزان قابل توجهی كاهش یافته و درنتیجه اندازه منبع تغذیه سوئیچینگ کوچکتر است


منبع تغذیه دستگاهی است که قادر است از یک ورودی ولتاژ متناوب یا مستقیم در محدوده معین، ولتاژهای مستقیم مختلف (قابل تنظیم) با سطوح جریان مختلفی تولید نماید

منبع تغذیه سوئیچینگ (Switched-mode powerSupply) یا SMPS یك واحد تغذیه توان (PSU) است كه به روش سوئیچینگ عمل رگولاسیون را انجام می‌دهد.

 

راندمان یا بازده توان در روش سوئیچینگ بسیار بیشتر از روش خطی است. یك منبع خطی با تلف كردن توان، خروجی را رگوله یا یکسو میكند ولی در روش سوئیچینگ با تغییر میزان دوره سیكل سوئیچ ، ولتاژ و جریان خروجی كنترل میشود. با یك طراحی خوب در روش سوئیچینگ میتوان به حدود 90درصد بازدهی دست یافت

در طراحی منابع تغذیه سوئیچنگ ، بدلیل وجود فرکانس بالا، بحث نویز و اثرهای ناخواسته الكترومغناطیسی بسیار مهم بوده و برای حذف آنها از فیلتر ای.ام.آی و اتصالات آر.اف استفاده میشود. طراحی منبع تغذیه خطی بسیار ساده بوده و اثرات نویز در خروجی بسیار کمتر است



منابع تغذیه سوئیچینگ

شكل فوق بلوك دیاگرام منبع تغذیه سوئیچینگ را نشان میدهد. در طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ اگر ورودی اصلی ولتاژ متناوب باشد، ابتدا از یك طبقه یكسوكننده عبور کرده و یك ولتاژ مستقیم رگوله نشده ایجاد میشود. این ولتاژ مستقیم به خازنهای فیلترینگ بزرگ متصل میشود. جریان كشیده شده توسط این یكسوكننده از ورودی ولتاژ متناوب باعث ایجاد پالسهای جریان در اطراف پیك ولتاژ متناوب میشود. این پالسهای كوچك مولد فركانسهای بالا بوده و كاهش فاكتور توان را بهمراه دارند. تكنیك پاور فکتور کورکشن برای مقابله ایجاد شده است. مدار پاور فکتور کورکشن جریان مصرفی یكسوکننده را شبیه به شكل موج سینوسی نگاه داشته و در نتیجه فاكتور توان در برق ورودی متناوب اصلاح و نزدیک به 1،00 باقی میماند

محدوده ولتاژ متناوب ورودی توسط یك سوئیچ در دو حالت 115 و 230 ولت انتخاب میشود . در حالت 115 ولت یك مدار دو برابر كننده ولتاژ در طبقه ورودی اضافه میشود. در برخی مدلها محدوده ولتاژ متناوب ورودی یونیورسال بوده و حداقل100  تا 240 ولت را پشتیبانی میکنند. در یك منبع تغذیه با ورودی ولتاژ مستقیم به مرحله یكسو كننده احیتاجی نیست

در مرحله اینورتر، مقدار ولتاژ مستقیم تولید شده در مرحله قبل، دوباره به ولتاژ متناوب تبدیل میشود. فركانس خروجی اینورتر بیش از 20 كیلوهرتز (خارج از محدوده شنوایی) انتخاب میشود. عمل سوئیچ معمولاً به كمك چند طبقه ماسفت  جهت رسیدن به بهره بالا انجام میشود. در مرحله بعد ترانس با تعداد دورهای پیچشی كم قرار دارد. به دلیل فركانس بالا دور سیم پیچ ترانس كم میشود و بسته به نیاز ترانس افزاینده یا كاهنده است. در مرحله نهایی هم یک طبقه یکسوکننده و فیلتر وجود دارد که وظیفه ی آن ساختن خروجی ولتاژ مستقیم در محدوده معین و مشخصات مناسب است

مزایا و معایب 

مهمترین مزیت یک منبع تغذیه سویچینگ بازده بالای آن است . از آنجایی که ترانزیستور سویچینگ فقط در ناحیه قطع و اشباع کار می کند ( در حالت قطع جریان  عبوری از آن ناچیز بوده و در حالت اشباع هم افت ولتاژ روی آن کم است ) بنابراین توان مصرفی آن ناچیز است که این سبب بالا رفتن بازده منبع تغذیه می گردد . سایر مزایای آن عبارتند از حجم ‌‌و وزن کمتر ( به دلیل حذف ترانسفورماتور فرکانس پایین که وزن بالایی دارد ) و گرمای ایجاد شده کمتر (به دلیل بازده بالاتر ). معایب آن عبارتند از پیچیدگی زیاد و امکان تداخل الکترومغناطیسی و همچنین ایجاد موجک (ریپل ) در فرکانس سویچینگ و هماهنگ های آن نوع ارزان قیمت این گونه منابع می تواند نویز الکتریکی حاصل از سویچینگ وارد شبکه برق شهری نماید که این سبب بروز تداخل با سایر دستگهاهای صوتی و تصویری که به همان فاز وصل شده اند، میگردد . منابع تغذیه سویچینگ فاقد تصحیح ضریب توان نیز ممکن است اعوجاج هارمونیک ایجاد نمایند

فونیکس کنتاکت با طراحی منحصر به فرد در زمینه منابع تغذیه بطور خاص به این مهم پرداخته است. 
منابع تغذیه سوئیچینگ فونیکس کنتاکت در 4 نوع طراحی و با تنوع ولتاژ و جریان خروجی و قابلیت نصب بر روی ریل ارائه می گردند 
کلیه 
منابع تغذیه Phoenix Contact دربرابر اتصال کوتاه حفاظت شده هستند. 

 
   
منابع تغذیه MINI فونیکس کنتاکت 
منابع تغذیه MINI با عرض کم برای صرفه جوئی در فضای تابلو


   
منابع تغذیه QUINT فونیکس کنتاکت
منابع تغذیه QUINT با قابلیتهای ویژه جهت کاربردهای خاص صنعتی با ورودی AC یا DC


   
منابع تغذیه STEP فونیکس کنتاکت
منابع تغذیه STEP با عمق کم مناسب جهت استفاده در تابلوهای کم عمق


   
منابع تغذیه TRIO فونیکس کنتاکت
ایده آل برای کاربردهای رایج صنعتی و ورودی AC با قیمت فوق العاده مناسب


ذیلا شرح مختصری از این منابع تغذیه را ملاحظه می فرمایید 



منبع تغذیه کوئینت فونیکس کنتاکت Phoenix Contact Quint Power Supply (QUINT-PS )
این منابع تغذیه فونیکس کنتاکت با قابلیت دریافت رنج وسیعی از ولتاژ ورودی AC و DC در دوحالت تکفاز و سه فاز طراحی شده اند. 
منابع تغذیه QUINT فونیکس کنتاکت قابلیت تامین جریان دائمی مازاد تا 50درصد جریان نامی را دارا هستند (مشروط بر محدود بودن دمای محیط تا 40درجه سانتیگراد) این قابلیت به نام POWER BOOST مشهور میباشد. 
این ویژگی باعث می گردد تا افت ولتاژ ناشی از راه اندازی بارهای پرمصرف در شبکه متصل به این منابع تغذیه Phoenix Contact ایجاد نشده و همیشه ولتاژی ثابت برای مصرف کننده تامین گردد. 
امکان موازی شدن به منظور ارتقاء قابلیت اطمینان (REDUNDANT) یا افزایش جریان خروجی از دیگر قابلیتهای این سیستمهاست. 
لازم به ذکر است این منابع تغذیه قابلیت سری شدن جهت افزایش ولتاژ را نیز دارا هستند. 
عمر مفید بسیار بالای منابع تغذیه فونیکس کنتاکت از دیگر ویژگیهای آنها می باشد. 
درحالت ورودی سه فاز درصورت قطع یک فاز اختلالی در عملکرد سیستم بوجود نیامده و منبع تغذیه با دوفاز باقیمانده به کار خود ادامه می دهد. 
برخی از مدلهای 
کوئینت Phoenix Contact قابلیت نصب در محیطهای EXX را نیز دارا هستند



منبع تغذیه تریو فونیکس کنتاکت Phoenix Contact TRIO Power Supply (TRIO-PS )
این منابع تغذیه Phoenix Contact با قابلیت دریافت ورودی AC در دوحالت تکفاز و سه فاز طراحی شده اند. 
درحالت ورودی سه فاز درصورت قطع یک فاز اختلالی در عملکرد سیستم بوجود نیامده و منبع تغذیه با دوفاز به کار خود ادامه می دهد. 
ولتاژ خروجی این منابع تغذیه توسط پتانسیومتر قابل تغییر است. 
امکان موازی شدن به منظور ارتقاء قابلیت اطمینان و یا افزایش جریان خروجی از دیگر قابلیتهای این سری منابع تغذیه می باشد. 
منابع تغذیه TRIO فونیکس کنتاکت قیمت بسیار مناسب تری نسبت به سری QUINT داشته و در کاربردهای رایج صنعتی بسیار مقرون به صرفه هستند.

 

 

جهت کسب اطلاعات بیشتر مطالعه فرمایید : 

وبلاگ مقالات امرن الکتریک      وبلاگ کاربران امرن الکتریک

 

فروشگاه امرن الکتریک  نماینده رسمی برندهای جهانی زیر در ایران می باشد : 

نماینده رسمی امرن OMRON (ژاپن)

نماینده رسمی فونیکس کنتاکت Phoenix contact (آلمان)

نماینده رسمی ریتال Rittal (آلمان)

نماینده رسمی فوجی الکتریک Fuji Electric (ژاپن)

نماینده رسمی بونگشین Bongshin (کره)

نماینده رسمی اسیت Esit (ترکیه)

نماینده رسمی میکروسونیک Microsonic (آلمان)

نماینده رسمی دوپکه Doepke (آلمان)

نماینده رسمی پپر اند فوکس Pepperl + Fuchs (آلمان)

نماینده رسمی یاسکاوا Yaskawa (ژاپن)

نماینده رسمی میتسوبیشی Mitsubishi (ژاپن) در ایران

 

کلیه حقوق برای شرکت اتوماسیون صنعتی مارلیک محفوظ می باشد . (1395 / 2016 ) توسط مدیرسایت : نورآرا

 

 

 

در هر سیستم صنعتی استفاده از انرژی الکتریکی معمولاً بصورتی که در نیروگاه تولید و توزیع شده، مورد استفاده واقع نمیشود.  عملاً تمامی تجهیزات الکترونیکی جهت استفاده از انرژی الکتریکی به نوعی تبدیل نیازمندند.

 منبع تغذیه یا پاور ساپلای وسیله ای است که  با استفاده از مدارات الکترونیکی، انرژی الکتریکی منبع ورودی را به شکل مناسب به بار (مصرف کننده) انتقال داده و یا تبدیل میکند.