منبع تغذیه قابل برنامه ریزی خطی چگونه کار می کند؟ اصل طراحی چیست؟

منبع تغذیه قابل برنامه ریزی خطی چگونه کار می کند؟ اصل طراحی چیست؟

منابع تغذیه قابل برنامه ریزی به طور گسترده در آزمایش و اندازه گیری انواع محصولات الکترونیکی استفاده می شود و در صنایع دیگر نیز در حال گسترش است. منبع تغذیه قابل برنامه ریزی در صنعت آبکاری سنتی استفاده می شود که می تواند کیفیت و اتوماسیون محصولات آبکاری را تا حد زیادی بهبود بخشد. کاهش هزینه. علاوه بر این، با توجه به راندمان بالای منابع تغذیه قابل برنامه ریزی، مصرف انرژی در بسیاری از صنایع سنتی را می توان تا حد زیادی کاهش داد.

در ادامه نحوه عملکرد یک منبع تغذیه قابل برنامه ریزی خطی را شرح خواهیم داد.

مدل طراحی اولیه یک منبع تغذیه شامل دستگاه های یکسو کننده و بارگذاری و اجزای کنترلی است که به صورت سری به هم متصل شده اند.

نمودار مدار ساده شده یک منبع تغذیه سری اصلاح شده. این شامل یک پیش تنظیم کننده (به عنوان یک قطع کننده مدار) برای کنترل فاز و یک عنصر سری امپدانس متغیر است. یک پیش رگولاتور کنترل شده با فاز، اتلاف توان را با حفظ یک افت کم پایدار در بین عناصر سری به حداقل می رساند. یک مدار کنترل بازخورد به طور مداوم خروجی منبع تغذیه را نظارت می کند و امپدانس سری را برای تثبیت ولتاژ خروجی پیوسته تنظیم می کند.

دستگاه مقاومت متغیر سری در منبع تغذیه در واقع از یک یا چند ترانزیستور قدرت تشکیل شده است که در حالت خطی کار می کنند، بنابراین منبع تغذیه ای که از این نوع یکسو کننده استفاده می کند اغلب منبع تغذیه خطی نامیده می شود. منابع تغذیه خطی مزایای زیادی دارند. با پایداری بالا و نویز کم، ساده ترین و موثرترین راه حل قدرت روی میز تحقیق و توسعه است.

منبع تغذیه یک منبع تغذیه با برد دوگانه است که می تواند ولتاژ بالاتری در زمانی که جریان کمتر است و جریان بالاتری در زمانی که ولتاژ کمتر است داشته باشد. با یک منبع تغذیه معمولی تک برد، توان خروجی تنها زمانی به حداکثر می رسد که خروجی های ولتاژ و جریان در حداکثر خود باشند. یک منبع تغذیه خطی با دو بخش می تواند حداکثر توان خروجی را ارائه دهد که در آن دو بخش دارای حداکثر ولتاژ و جریان خروجی هستند. هنگام استفاده از منبع تغذیه دو برد، یک شیر در وسط کابل ثانویه ترانسفورماتور اصلی، نزدیک دوشاخه ترمینال وجود دارد. یک سوئیچ در جلوی پیش تنظیم کننده را می توان مستقیماً بین این دو خروجی جابجا کرد و خروجی عقب از قبل تعیین شده است. حالت ولتاژ بالا، حالت جریان کم یا حالت جریان کم-ولتاژ بالا. این تکنیک در کاهش مصرف برق دستگاه های سریال بسیار موثر است.

از نظر عملکرد، منابع تغذیه خطی دارای ویژگی های منبع و بار عالی هستند و می توانند به سرعت به تغییرات شبکه و بار پاسخ دهند. بنابراین، تنظیم خط، تنظیم بار و زمان بازیابی انتقال بهتر از بسیاری از منابع تغذیه سوئیچینگ است. منابع تغذیه خطی مزایای بسیار دیگری نیز دارند مانند: موج و نویز بسیار کم، تحمل تغییرات دمای محیط و قابلیت اطمینان بالا.

در یک منبع تغذیه خطی قابل برنامه ریزی، یک مدار کنترل دیجیتال سطح کنترل خروجی DAC را برای کنترل مستقیم مقدار ولتاژ برنامه ریزی شده منبع تغذیه کنترل می کند. خروجی منبع تغذیه به طور همزمان یک ولتاژ به مدار کنترل ارسال می کند تا نشان دهد ولتاژ خروجی مورد نظر را دارد. پس از اینکه مدار کنترل اطلاعات ولتاژ را از ترمینال خروجی دریافت کرد، اطلاعات را به نمایشگر ارسال می کند. به روشی مشابه، مدار کنترل سایر دستگاه‌ها را از طریق یک رابط PC مانند GPIB، RS{0}}، USB یا LAN از وضعیت ورودی و خروجی واحد منبع تغذیه مطلع می‌کند. این رابط های رایانه شخصی مستقیماً به زمین متصل می شوند و از جداسازی نوری بین مدار کنترل و منبع تغذیه استفاده می شود.

طراحی منابع تغذیه DC خطی بسیار پیچیده است و عملکرد بسیار خوبی دارد. با این حال، مشکل اصلی راندمان نسبتا پایین است. در توان خروجی کامل، راندمان معمولاً به 60 درصد نمی رسد. اگر ولتاژ خروجی کمتر تنظیم شود، بازده بیشتر کاهش می یابد. با افزایش قدرت، حجم و وزن نیز به نسبت افزایش می یابد. بنابراین، منابع تغذیه حالت سوئیچ بیشتر در منابع تغذیه با کارایی بالا استفاده می شود.