منبع تغذیه سوئیچینگ
منابع تغذیه را در همه جا می‌توان دید؛ چه نیاز به برق با ولتاژ بالا در کشتی داشته باشید و چه نیازمند یک شارژ لپ‌تاپ باشید، تفاوتی ندارد نیازمند یک منبع تغذیه هستید. از آنجایی که همه‌ی مدل‌ها یکسان نیستند، پس باید بدانید که چه چیزی یک منبع تغذیه AC-DC را منحصر به فرد می کند. منبع تغذیه، برق را از یک منبع دریافت و به فرمت و ولتاژ صحیح تبدیل می کند. انواع مختلفی از منبع تغذیه وجود دارد؛ در این بخش سوئیچینگ ها را بررسی خواهیم کرد.
منبع تغذیه سوئیچینگ چیست؟
منبع تغذیه سوئیچینگ (Switch Mode Power Supply) یا به اصطلاح عامیانه ترانس فلزی یک مبدل برق است که از دستگاه‌های سوئیچینگ مانند ماسفت‌ها (MOSFET) و وسایل ذخیره انرژی مانند خازن‌ها و سلف‌ها استفاده می‌کند. این لوازم دارای راندمان بالایی (گاه تا 90 درصد) هستند و با دارا بودن اندازه ای کوچکی، به طور گسترده‌ای در کامپیوترها و سایر تجهیزات الکترونیکی حساس استفاده می شوند. طبقه بندی سوئیچینگ های اصلی بر اساس ولتاژ ورودی و خروجی منبع تغذیه انجام می‌پذیرد و به چهار گروه اصلی تقسیم می شوند.
1. AC به DC - منبع تغذیه DC آفلاین
2. DC به DC - مبدل
3. DC به AC - اینورتر
4. AC به AC - چرخه‌ای که تغییر فرکانس را تبدیل می‌کند.
پیکره‌بندی‌های سوئیچینگ‌ها
پیکره‌بندی مدار که توپولوژی نامیده می‌شود، نحوه انتقال برق از ورودی به خروجی را تعیین می‌کند.
در اکثر توپولوژی ها، شاهد وجود یک ترانسفورماتور قدرت هستیم. این ترانسفورماتور مقیاس ولتاژ را بر اساس نسبت پیچ‌ها، خروجی‌های متعدد (بسته به تعداد سیم پیچ‌ها) و ایزوله سازی ارائه می‌دهد. توپولوژی هایی مانند باک (buck) و تقویت کننده از ترانسفورماتور استفاده نمی‌کنند و در نتیجه غیر ایزوله هستند. تبدیل توان در این توپولوژی‌ها فقط از طریق انتقال انرژی القایی حاصل می‌شود.
از توپولوژی های غیر ایزوله به صورت محدودتری استفاده می‌شود؛ معمولاً در تنظیم کننده‌های DC به DC استفاده می شوند. آن‌ها معمولا یک خروجی واحد تولید می‌کنند که دامنه آن توسط چرخه کاری (نسبت زمان کاری ماشین به کل بازه‌ی زمانی که یک سیگنال، در آن فعال است که معمولاً به صورت درصد یا نسبت نشان داده می شود) و ولتاژ ورودی محدود می شود.
انتخاب توپولوژی مورد استفاده بستگی به هزینه، کارایی، اندازه و سایر الزامات دارد. انواع توپولوژی سوئیچینگ در ادامه تشریح می‌شود.
• باک (Buck): ارزان‌ترین ، ساده‌ترین و رایج‌ترین معماری غیر ایزوله است و برای کاهش ولتاژ DC به DC استفاده می‌شود.
• تقویت (Boost): افزایش دهنده ولتاژ و مناسب برای کاربردهای غیر ایزوله
• باک و تقویت: افزایش دهنده و کاهنده‌ی ولتاژ، مناسب برای کاربردهای غیر ایزوله
• Flyback: افزایش دهنده و کاهنده‌ی ولتاژ و مناسب برای کاربردهای ایزوله
• Forward:متضاد Flyback، مناسب برای توان‌های بالا
• مبدل فوروارد فشاری-کششی با دو سیم پیچ اصلی
• نیم پل
• پل کامل
مزایای سوئیچینگ
سوئیچینگ‌ها به عنوان نوعی از منابع تغذیه دارای مزایای فراوانی از جمله موارد ذیل هستند.
▪ طرح‌های سوئیچینگ فشرده‌تر هستند و از ترانسفورماتورهای کوچکتری استفاده می‌کنند. قابلیت کوچک کردن منابع نه تنها یک مزیت است، بلکه یک نیاز ضروری برای اکثر وسایل الکترونیکی است که با محدودیت فضا روبرو هستند.
▪ راندمان بالا 68% تا 90%
▪ تکنولوژی انعطاف پذیر
▪ منابع جدا از ترانسفورماتور دارای خروجی های پایدار و مستقل از ولتاژ تغذیه ورودی هستند.
▪ چگالی توان بالا
معایب سوئیچینگ
سوئیچینگ‌ها به مانند همه مفاهیمی که در جهان وجود دارند دارای کاستی‌هایی هستند که در ادامه آن‌ها را نام خواهیم برد.
▪ اجزای خارجی اضافی، که به فضای بیشتری نیز نیاز دارند
▪ نسل EMI و نویز الکتریکی
▪ طراحی پیچیده
▪ هزینه‌بر بودن به دلیل وجود اجزای اضافی
کاربردهای سوئیچینگ
سوئیچینگ‌ها در ولتاژهای مختلف از 5 ولت تا 49 ولت و جریان خروجی 2 تا 40 آمپر در دسترس هستند و دارای کاربردهای مختلفی در کامپیوترها، سرورها و تجهیزات مرتبط هستند، همچنین برای تجهیزات الکترونیکی خانگی، امنیتی و اکثر تجهیزاتی که با باتری کار می‌کنند و نیازمند راندمان بالا و حجم کوچک هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.برندهای مطرح در این گونه LXO، FMG و Mean Well هستند. در صورت نیاز به هر گونه کمک با کارشناسان شرکت فرالیزر در تماس باشید تا بهترین تصمیم را در انتخاب سوئیچینگ مورد نظر انجام دهید.