مقاله کامل در باره چگونگی انتخاب یک منبع تغذیه مناسب

مقاله کامل در باره چگونگی انتخاب یک منبع تغذیه مناسب

با توجه به تجربه ای که بعد از سال ها کار بر روی انواع وسایل الکترونیکی به دست آورده ام یکی از موضوعاتی که توجه ام را خیلی جلب کرده این است که بسیاری از دوستان هنگامی که اقدام به ساخت یک پروژه الکترونیکی می نماید توجه کافی به منبع تغذیه مورد استفاده برای دستگاه نمی کنند و این در حالی است که یکی از مهمترین اجزای سازنده یک سیستم الکترونیکی منبع تغذیه آن می باشد به خاطر همین تصمیم گرفتم که در یک مقاله شما را با چگونگی انتخاب یک منبع تغذیه مناسب آشنا کنم .

مشخصات يك منبع تغذيه خوب

در نظر بسياري از مصرف كنندگان اكثر منابع تغذيه شبيه هم مي باشند كه البته اين مساله درست نيز مي باشد چون كه طبيعت بازار بر اين است كه اكثر توليدكنندگان تمام هم و غم خود را بر روي عملكرد منبع تغذيه ( توليد ولتاژ خروجي ) مي گذارند نه بر روي طراحي.

بنابر اين هنگامي كه مي خواهيد منبع تغذيه اي بخريد به نكات زير توجه كنيد :
در منبع تغذيه اي كه تهيه مي كنيد به مسايل حرارتي آن توجه كنيد. اگر منبع تغذيه اي كه تهيه مي كنيد در هنگام كار كردن از لحاظ حرارتي دماي قابل قبولي نداشته باشد در اين صورت براي خنك كردن منبع نياز به فن خواهيد داشت و بايد به نوبه خود هزينه اي براي تهيه فن، سيم كشيهاي مورد نياز و مدارات خاص آن صرف كنيد.
امروزه مواد جديدي به بازار آمده كه حرارت را بهتر انتقال مي دهند و در كنار استفاده از قطعات با كيفيت بهتر و همچنين رعايت نكات طراحي باعث بهبود قابل توجه در مسايل حرارتي مي شود.
بعضي منابع ساخته شده از دماي 0 درجه سلسيوس تا دماي 50 درجه سلسيوس و با حداكثر توان خروجي به صورت هوا خنك( Natural air convection cooling ) كار مي كنند.

نكته بسيار مهم ديگري كه درهنگام خريد منبع تغذيه بايد به آن توجه كنيد پايداري حرارتي منبع تغذيه مي باشد. اين بدان معناست كه منبع تغذيه در بازه دمايي كه كار ميكند بايد ولتاژ خروجي را تا ميزان خطايي كه قابل قبول است و جزء استانداردهاي منبع تغذيه مي باشد ثابت نگه دارد. اين مسأله به خاطر آن است كه سيستمي كه شما طراحي مي كنيد امكان دارد در مكانهاي متفاوتي در كشور نصب گردد كه بازه دمايي زيادي را در بر مي گيرد و همچنين چون سيستم براي كاركرد در تمامي فصول سال مي باشد در نتيجه باز هم از اين نظر منبع تغذيه شما بايد قابليت كار كردن در بازه دمايي زيادي را داشته باشد. همچنين امكان دارد سيستمي كه شما طراحي مي كنيد در كنار ديگر دستگاههاي ديگر نصب شود كه آنها هم به نوبه خود به دليل توان مصرفي كه دارند باعث مي شود كه تا حدودي دماي سيستم افزايش يابد كه در اين صورت باز هم منبع تغذيه بايد بتواند ولتاژ مورد نياز دستگاههاي شما را تا خطاي قابل قبولي ثابت نگه دارد.
مثالي كه براي اين مساله مي توان آورد سيستمهاي مخابراتي مي باشد كه هم بايد در مكانهاي شهري در دسترس نصب شوند و هم در مكانهاي دورافتاده. بنابراين دستگاهها بايد بتوانند در بازه دمايي زيادي كار كنند. حتي ممكن است در مكانهاي با آب و هواي خشك دماي داخل اتاق يا مكاني كه سيستم در آن نصب مي شود تا 70 درجه سلسيوس نيز برسد. بنابراين امروزه مهندسي كنترل دما در طراحي منابع تغذيه سوييچينگ يك مساله حياتي مي باشد.
پايداري حرارتي در منابع تغذيه با يك عدد مشخص مي شود كه اصطلاحا به آن Output temperature coefficient مي گويند.
براي رنج كاركرد دمايي با پايداري حرارتي بسيار خوب، اين ميزان خطا كمتر از 0.02 ± درصد به ازاي هر درجه سلسيوس تغييرات دماي سيستم مي باشد.

نكته ديگري كه در هنگام خريد منبع تغذيه بايد به آن توجه كنيد ثابت ماندن ولتاژهاي خروجي ( به ميزان قابل قبول ) در رنج كاركرد ولتاژ ورودي منبع تغذيه مي باشد. بازه ولتاژي كه منبع تغذيه، در ورودي با آن كار مي كند باعث مي شود كه سيستم با حداكثر توان خروجي در اكثر شبكه هاي موجود در كشور با ولتاژهاي مختلف كار كند.
مثلا اگر ولتاژ ورودي منبع تغذيه برق شهر ( در مورد منابعي كه ورودي آنها ولتاژ AC است ) يا باتري ( در مورد منابعي كه ورودي آنها ولتاژ DC است ) باشد به دليل آن كه ولتاژ ورودي داراي خطا مي باشد و ثابت نيست در اين صورت منبع تغذيه بايد قابليت ثابت نگه داشتن ولتاژهاي خروجي را ( تا ميزان خطاي قابل قبول ) داشته باشد. ثابت ماندن ولتاژهاي خروجي منبع تغذيه با تغييرات ولتاژ ورودي را اصطلاحا Line regulation مي گويند.
براي منابع تغذيه داراي Line regulation خوب در خروجي، اين ميزان خطا كمتر از 0.5 ± درصد به ازاي رنج كاركرد ولتاژ ورودي منبع تغذيه مي باشد.

نكته ديگري كه در هنگام خريد منبع تغذيه بايد به آن توجه كنيد ثابت ماندن ولتاژهاي خروجي منبع تغذيه ( به ميزان قابل قبول ) در برابر تغييرات بار خروجي مي باشد. زيرا امكان دارد سيستمي كه شما طراحي مي كنيد همواره مقدار جريان ثابتي از خروجي نكشد. ثابت ماندن ولتاژهاي خروجي منبع تغذيه با تغييرات جريان خروجي را اصطلاحا Load regulation مي گويند.
براي منابع تغذيه داراي Load regulation خوب در خروجي، اين ميزان خطا كمتر از 0.5 ± درصد به ازاي رنج كاركرد جريان خروجي منبع تغذيه ( از % 10 تا % 100 جريان خروجي منبع تغذيه ) مي باشد.

نكته مهم ديگري كه در هنگام خريد منبع تغذيه بايد به آن توجه كنيد مسايل حفاظتي منبع تغذيه مي باشد. مثلا بايد به وجود يا عدم وجود حفاظتهاي زير در يك منبع تغذيه توجه كنيد :
■ حفاظت در برابر اتصال كوتاه شدن خروجي
   ( Output Short Circuit Protection )
■ حفاظت در برابر افزايش ولتاژخروجي منبع از حدي معين
   ( Output Over Voltage Protection )
■ حفاظت در برابر كاهش ولتاژخروجي منبع از حدي معين
   ( Output Under Voltage Protection )
■ حفاظت در برابر افزايش ولتاژ ورودي منبع از حدي معين
( Input Over Voltage Protection )
■ حفاظت در برابر كشيدن توان اضافه تر از توان كلي اسمي دستگاه
( Total Output Over Power Protection )
■ حفاظت در برابر كشيدن توان اضافه تر از توان اسمي هر يك از خروجيها
( Output Over Power Protection )
■ حفاظت در برابر اتصال معكوس ولتاژ ورودي در منابعي كه به ورودي آنها ولتاژ DC وصل ميشود
( Reverse Input Voltage Protection )

همين طور يكي از مسايل بسيار مهمي كه بايد در هنگام خريد منبع تغذيه به آن توجه كنيد مقدار عايق بودن ولتاژ ورودي از ولتاژهاي خروجي و همچنين مقدار عايق بودن بدنه دستگاه ( كه معمولا آن را به Earth وصل مي كنند ) از ولتاژهاي ورودي و خروجي دستگاه مي باشد. اين كه ببينيد در سيستم خود به چه ميزان ولتاژ عايقي نياز داريد و اين كه منبعي كه تهيه مي كنيد اين ميزان عايقي را دارا مي باشد يا نه. زيرا در هر صورت بايد اين احتمال را بدهيد كه اگر در ورودي منبع تغذيه ولتاژ ناگهاني زيادي بر اثر وجود خطا در سيستم انتقال برق بيافتد در اين صورت منبع تغذيه بايد توانايي اين كه خود و سيستم شما را در برابر اين ولتاژ ناگهاني محافظت كند، داشته باشد. در اين حالت سيستمهاي حفاظتي منبع تغذيه وارد عمل مي شوند و اجازه عبور اين ولتاژ ناگهاني را به خود منبع تغذيه و نهايتا سيستم شما نمي دهند و يا اين كه در بدترين حالت اگر خود منبع بسوزد ولي باز هم نبايد براي سيستم شما اتفاقي بيفتد و سيستم شما بايد سالم باقي بماند. در اين حالت ميزان عايقي ولتاژ ورودي از ولتاژهاي خروجي و همچنين ميزان عايقي بدنه از ولتاژهاي خروجي و يا ورودي مهم مي باشد.

حال با در نظر گرفتن موارد بالا تازه متوجه مي شويد كه همه منابع موجود در بازار شبيه هم نيستند.
بعضي منابع تغذيه داراي ويژگيهاي مثبت زير نيز مي باشد :
1 ) منابع طراحي شده، در هنگام روشن شدن به آرامي روشن مي شوند ( Soft Start ) تا جريان اوليه هجومي ( Input Inrush Current Limiting ) را محدود كنند.
2 ) قابليت نصب آسان :
براي نصب نياز به هيچ گونه ابزار خاص يا آموزش ويژه اي ندارند كه اين موضوع زماني كه بخواهيد منابع ما را در مكانهاي مختلف و توسط افراد متفاوت در دستگاههاي خود نصب كنيد يك مزيت مهم مي باشد.
فقط كافيست كه ولتاژ ورودي منبع را وصل كنيد و ولتاژهاي خروجي آن را هم به سيستم خود وصل كنيد.
همچنين نحوه قرارگيري پيچها براي نصب دستگاه به گونه اي است كه بتوان به راحتي براي مقاصد تعمير يا كارهاي ديگر، دستگاه را باز كرد.
3 ) وجود LED در ولتاژهاي ورودي و خروجي منبع تغذيه اجازه تشخيص زودهنگام خطا در ورودي و خروجيها را مي دهد.
4 ) حداقل فضا و حجم
اندازه و حجم يك سيستم يك مساله مهم مي باشد. اين مساله نه تنها باعث كاهش هزينه ها و مدارات به كار رفته در سيستم مي شود بلكه باعث مي شود فضا را نيز كوچكتر كنيم و همچنين باعث مي شود سيستم خود را از مكانهاي سربسته بزرگ به فضاهاي باز كوچكتر ببريم ( مثلا در سيستمهاي مخابراتي ).

منبع : www.amper.ir

مقاله کامل در باره چگونگی انتخاب یک منبع تغذیه مناسب

مطالب مشابه :

تشریح کامل مدار یک منبع تغذیه سوئیچینگ

توضیحاتی پیرامون منبع تغذیه (Power Supply) مقالات آموزشی کامپیوتر-آموزش سخت افزار

طرح یک منبع تغذیه بارگولاتور317

منبع تغذیه 1.2vتا 24vبسیار ساده و کاربردی باLM317

مختصری در مورد آی سی های رگولاتور

مقاله کامل در باره چگونگی انتخاب یک منبع تغذیه مناسب

آموزش کامل ساخت منبع تغذیه سوییچینگ

طراحي و ساخت منبع تغذيه سوئیچینگ‌ Q

تشریح مدار یک منبع تغذیه سوئیچینگ

دانلود مقاله نکات مهم در انتخاب پاور و کیس