مقدمه ای بر منبع تغذیه خطی

مقدمه ای بر منبع تغذیه خطی

منبع تغذیه خطی ابتدا برق AC را از طریق یک ترانسفورماتور تبدیل می کند و سپس آن را از طریق یک مدار یکسو کننده یکسو و فیلتر می کند تا یک ولتاژ DC ناپایدار به دست آید. برای دستیابی به ولتاژ DC با دقت بالا، ولتاژ خروجی باید از طریق بازخورد ولتاژ تنظیم شود. از منظر عملکرد اصلی، این فناوری منبع تغذیه بسیار پخته است، می تواند به پایداری بالایی دست یابد، دارای ریپل بسیار کوچک است و تداخل و صدایی که منابع تغذیه سوئیچینگ دارند را ندارد. مدار بازخورد ولتاژ در حالت خطی با یک افت ولتاژ مشخص بر روی لوله تنظیم کار می کند. هنگام خروجی یک جریان کاری زیاد، مصرف برق لوله تنظیم بسیار زیاد است و در نتیجه راندمان تبدیل پایینی دارد.

منبع تغذیه خطی به لوله ای گفته می شود که برای تنظیم ولتاژ استفاده می شود که در ناحیه خطی کار می کند. به همین ترتیب، منبع تغذیه حالت سوئیچ به ترانزیستوری اطلاق می‌شود که برای تنظیم ولتاژ استفاده می‌شود که در نواحی اشباع و قطع، یعنی وضعیت سوئیچ کار می‌کند.

منبع تغذیه خطی معمولاً از ولتاژ خروجی نمونه برداری می کند و آن را به تقویت کننده ولتاژ مقایسه با ولتاژ مرجع ارسال می کند. خروجی این تقویت کننده ولتاژ به عنوان ورودی یک تنظیم کننده ولتاژ عمل می کند که برای کنترل رگولاتور برای تغییر ولتاژ اتصال آن با ورودی و در نتیجه تنظیم ولتاژ خروجی آن استفاده می شود. اما منبع تغذیه سوئیچینگ با تغییر زمان روشن و خاموش شدن لوله تنظیم یعنی چرخه وظیفه ولتاژ خروجی را تغییر می دهد.

لوله ای که برای تنظیم ولتاژ در منبع تغذیه خطی استفاده می شود در ناحیه خطی کار می کند. به همین ترتیب، منبع تغذیه حالت سوئیچ به ترانزیستوری اطلاق می‌شود که برای تنظیم ولتاژ استفاده می‌شود که در نواحی اشباع و قطع، یعنی وضعیت سوئیچ کار می‌کند.

منبع تغذیه خطی معمولاً از ولتاژ خروجی نمونه برداری می کند و آن را به تقویت کننده ولتاژ مقایسه با ولتاژ مرجع ارسال می کند. خروجی این تقویت کننده ولتاژ به عنوان ورودی یک تنظیم کننده ولتاژ عمل می کند که برای کنترل رگولاتور برای تغییر ولتاژ اتصال آن با ورودی و در نتیجه تنظیم ولتاژ خروجی آن استفاده می شود. اما منبع تغذیه سوئیچینگ با تغییر زمان روشن و خاموش شدن لوله تنظیم یعنی چرخه وظیفه ولتاژ خروجی را تغییر می دهد.

2، اصل منبع تغذیه خطی: منبع تغذیه خطی عمدتاً شامل ترانسفورماتور فرکانس برق، فیلتر یکسو کننده خروجی، مدار کنترل، مدار حفاظتی و غیره است. و آن را از طریق مدار یکسو کننده فیلتر می کند تا یک ولتاژ DC ناپایدار به دست آورد. برای دستیابی به ولتاژ DC با دقت بالا، لازم است ولتاژ خروجی را از طریق بازخورد ولتاژ تنظیم کنید. این نوع از فناوری منبع تغذیه بالغ است، می تواند به پایداری بالایی دست یابد، دارای حداقل امواج است و تداخل و نویز منبع تغذیه حالت سوئیچ را ندارد. اما عیب آن این است که نیاز به ترانسفورماتور بزرگ و حجیم دارد و حجم و وزن خازن های فیلتر مورد نیاز نیز بسیار زیاد است. علاوه بر این، مدار بازخورد ولتاژ در حالت خطی عمل می کند و افت ولتاژ مشخصی روی لوله تنظیم وجود دارد. هنگام خروجی یک جریان کاری زیاد، مصرف برق لوله تنظیم بسیار زیاد است، راندمان تبدیل پایین است و یک هیت سینک بزرگ باید نصب شود. این نوع منبع تغذیه برای نیاز کامپیوتر و سایر دستگاه ها مناسب نیست و به تدریج با پاورهای حالت سوئیچ جایگزین می شود. 3، در مقایسه با منابع تغذیه سوئیچینگ: منابع تغذیه سوئیچینگ عمدتاً شامل فیلترهای شبکه ورودی، فیلترهای یکسو کننده ورودی، اینورترها، فیلترهای یکسو کننده خروجی، مدارهای کنترل و مدارهای حفاظتی است. توابع آنها عبارتند از:

1. فیلتر شبکه برق ورودی: تداخل شبکه برق مانند راه اندازی موتورها، روشن کردن وسایل برقی، صاعقه و غیره را حذف می کند و همچنین از پخش شدن صدای فرکانس بالا ناشی از سوئیچینگ منابع تغذیه به شبکه برق جلوگیری می کند.

2. فیلتر یکسو کننده ورودی: ولتاژ ورودی شبکه برق را اصلاح و فیلتر کنید تا ولتاژ DC به مبدل ارائه شود.

3. اینورتر: بخش مهمی از منبع تغذیه سوئیچینگ است. ولتاژ DC را به ولتاژ متناوب فرکانس بالا تبدیل می کند و در جداسازی قسمت خروجی از شبکه برق ورودی نقش دارد.

4. فیلتر یکسو کننده خروجی: خروجی ولتاژ متناوب فرکانس بالا را توسط مبدل تصحیح و فیلتر کنید تا ولتاژ DC مورد نیاز را به دست آورید و همچنین از تداخل نویز فرکانس بالا با بار جلوگیری کنید.

5. مدار کنترل: ولتاژ DC خروجی را شناسایی کنید، آن را با ولتاژ مرجع مقایسه کنید و آن را تقویت کنید. عرض پالس نوسانگر را مدوله کنید تا مبدل را کنترل کنید تا ولتاژ خروجی پایدار بماند.

6. مدار حفاظتی: هنگامی که منبع تغذیه سوئیچینگ با اضافه ولتاژ یا اتصال کوتاه اضافه جریان مواجه می شود، مدار حفاظتی برای محافظت از بار و خود منبع تغذیه، منبع تغذیه سوئیچینگ را متوقف می کند.