منابع تغذیه

برای شروع به تعریف منبع تغذیه می پردازیم. منبع تغذیه، دستگاهی است که می تواند انرژی الکتریکی را برای یک یا چند بارِ مصرفی تامین کند.  در واقع هدف از طراحی منبع تغذیه، دریافت انرژی الکتریکی از یک منبع انرژی مانند (برقی، مکانیکی، شیمیایی، خورشیدی) و تبدیل آن به ولتاژ، جریان و فرکانس مناسب برای تغذیۀ بار مصرفی است. یک منبع تغذیۀ تنظیم‌شده (Regulated)، منبع تغذیه ای است که می‌تواند ولتاژ یا جریان خروجی خود را تا حد معینی تقریباً ثابت نگه دارد.

منابع تغذیه

ویژگی های منابع تغذیه عبارتند از :

مقدار ولتاژ یا جریانی که منابع تغذیه قابلیت تامین آن را برای بار خود دارند.

میزان پایداری ولتاژ یا جریان خروجی منابع تغذیه در شرایط مختلف

اگر منبع تغذیه از یک منبع انرژی قابل حمل استفاده کند در این حالت مقدار زمانی که می تواند بدون انرژی را بدون سوخت گیری تامین نماید چقدر است.

منابع تغذیه دارای انواع مختلفی هستند که به آن ها اشاره شده است.

منابع تغذیه خطی (Linear Power Supplies)

در این نوع منبع تغذیه سوییچینگ (قطع و وصل جریان) صورت نمی گیرد، به همین دلیل است که به این منبع تغذیه خطی می‌گویند، این در حالی است که در ساختار این منابع از عناصر مداریِ مانند دیود که یک المان غیر خطی است استفاده شده است. اساس عملکرد آنها چنین است که ابتدا توسط یک ترانسفورماتور کاهنده دامنه ولتاژ متناوب ورودی را کاهش می دهیم. حالا باید آن را با پُل دیودی یک‌سو سازی کنیم. و پس از حدف ریپِل (Ripple) با یک فیلتر ساده خازنی، خروجی را به بار می دهند. البته پیش از آن، معمولاً از تنظیم‌کننده‌ های ولتاژ خطی (Linear Voltage Regulators) نیز برای تثبیت هر چه بهتر خروجی استفاده می‌شود.

از این نوع منابع تغذیه نمی توان جریان های زیادی را تامین نمود چون دارای محدودیت‌ هستند. از جمله مزایای آن ها استفاده در کاربردهای حساس به نویز است.

منبع تغذیه کامپیوتر

این منبع تغذیه یک منبع تغذیه سوییچینگ است که هدف از طراحی آن دریافت برق متناوب AC از منبع تغذیه اصلی برق و تبدیل آن به چندین ولتاژ DC است. این ولتاژها برای یک کامپیوتر معمولی عبارتند از: 12V , 5V , 5VSB (5 volt stand by) , 3.3 , -5V , -12V در این حالت ولتاژ لازم برای بخش های کامپیوتر فراهم می شود منابع سوییچینگ، به دلیل وزن کمتر، اندازه کوچکتر و قابلیت بیشتر، جایگزین منابع خطی شده‌اند.

منبع تغذیه جوش کاری

جوش‌ کاری قوسِ الکتریکی (Arc Welding)، جهت ذوب الکترود جوش کاری از پدیدۀ قوس الکتریکی که گرمای فراوان تولید می‌کند استفاده می‌کند. خروجی منبع تغذیه جوش‌کاری، می‌تواند AC یا DC باشد. جریان مورد نیاز برای جوش‌کاری قوسِ الکتریکی، به‌طور معمول تا ۳۵۰ آمپر است. اجزای تشکیل دهنده یک منبع تغذیه جوشکاری قدیمی، یک ژنراتور متصل به یک موتور احتراق داخلی بنزینی یا گازوییلی و یک ترانسفورماتور کاهنده هستند. بیشتر منابع تغذیه جوشکاری جدید به برق شهری وصل شده، دارای اینوِرتر (Inverter) بوده و از نیمه‌رساناهای قدرت (مانند IGBT) در مدار سوییچینگ خود استفاده می‌کنند، و دیگر نیازی به ژنراتور و ترانسفورماتور ندارند. برای همین اندازه و وزن آنها کاهش یافته است

منبع تغذیه سوییچینگ

منابع تغذیه دوبل

وظیفه اصلی منابع تغذیه DC تولید ولتاژ و جریان مشخص DC توسط دستگاه است. معمولا حداکثر ولتاژ 30V/3A است اما در برخی از کاربری های منابع تغذیه به ولتاژ حداکثر60 ولت نیاز داریم؛ در این گونه موارد استفاده از منابع تغذیه دوبل تراکینگ یا دو کانال توصیه می شود و می توانیم دو منبع تغذیه مستقل را با یکدیگر به صورت سری ببندیم و تا 60 ولت و 3 آمپر ولتاژ و جریان خروجی داشته باشیم. اگر در مواردی هم به جریانی بیش از 3 آمپر نیاز داشته باشیم با موازی کردن دو منبع تغذیه  به این هدف خواهیم رسید. منبع تغذیه دوبل تراکینگ در مداراتی که دو پاور ساپلای مستقل از هم نیاز داشته باشیم استفاده می گردند.

یک منبع تغذیه دیجیتالی دوبل قابلیت تولید ولتاژ ۰ تا ۳۰ ولت را در خروجی های خود دارد و دارای یک منبع ۱۲ ولت ثابت می‌باشد. این منبع همچنین می‌تواند جریان‌های بسیار کوچک یعنی در حد میلی آمپر را اندازه گیری کند طرز کار این مدار بدین صورت می‌باشد که ابتدا با وارد ولتاژ v۱ از یک تا سی ولت از طریق صفحه کلید و بعد وارد کردن ولتاژ v۲ به همین صورت از ۰ تا 30 ولت می‌باشد.
اندازه گیری ولتاژ و جریان بدین صورت می‌باشد که ابتدا ولتاژ بر روی مقاومت‌ها افت کرده و توسط ADC میکرو اندازه گیری می‌شود و بر روی LCD نمایش داده می‌شود. این دستگاه دارای دو خروجی 0 تا 30 ولت و جریان 3 آمپر است.

منبع تغذیه دوبل

این منبع تغذیه ریپل کمتر از 5 میلی ولت در حالت جریان ماکزیمم دارد و دارای خروجی های ثابت 5 و -5 ولت و 12 و -12 ولت است