سوئیچینگ  (Switched-Mode Power Supplies)

همه چیز درباره سوئیچینگ  (Switched-Mode Power Supplies)

یک منبع تغذیه سوئیچینگ (SMPS) نوعی منبع تغذیه است که از روش‌های سوئیچینگ مبنی بر نیمه‌هادی جهت رسیدن به ولتاژ خروجی مناسب استفاده می‌کند. یک مبدل سوئیچینگ پایه، از یک سوئیچینگ توان و یک مدار کنترل تشکیل شده است. بخش سوئیچینگ توان، تبدیل توان را از ولتاژ ورودی  مدار به ولتاژ خروجی انجام می‌دهد که فیلتر خروجی نیز دارد. منابع تغذیه سوئیچینگ معمولا برای حفاظت از تجهیز، دارای ویژگی های حفاظتی و ایمنی نظیر مدارات محدود کننده جریان هستند.

سوئیچینگ:

وقتیکه جریان بسیار بالای غیرنرمالی از منبع تغذیه کشیده شود، منبع تغذیه این جریان را بعنوان جریان اتصال کوتاه شناسایی می کند و قبل از ایجاد آسیب به سیستم، دستور خاموشی منبع تغذیه را صادر می کند. بعضی منابع تغذیه سوئیچینگ، دارای یک محدودیت مشخص در مینیمم جریان خروجی شان هستند. آنها تنها قادر هستند پاور خروجی را از یک سطحی به بالا تامین کنند و زیر این سطح مشخص شده، عمل نخواهند کرد. در منابع تغذیه سوئیچینگی که مدارحفاظت دارند، چنانچه بعد از روشن شدن حالت بی باری تشخیص داده شود، خاموش می شود.

نکته:

همچنین اگر لازم باشد مدار در حالت بی باری روشن شود، می توان از یک مقاومت یا لامپ 10 واتی برای راه انداز استفاده کرد تا جریان کمی برای منبع تغذیه تامین شود. در منابع تغذیه سوئیچینگ ساده، موج ورودی ممکن است شکل موج خروجی لاین را تغییر بدهد که بر روی بارهای دیگر تاثیر می گذارد ( و این عمل موجب ایجاد کیفیت پایین توان برای مصرف کننده های دیگر می شود ) و همچنین موجب ایجاد گرما در سیم کشی و تجهیزات توزیع می شود. برای حل این مشکل، برخی منابع تغذیه سوئیچینگ، دارای جبران کننده ضریب توان هستند.

مدار لاین فیلتر (line filter) :

متشکل از سلف و خازن است که وظیفه‌ی جلوگیری از ورود و خروج و ایجاد نویز را بر عهده دارد. نحوه کار منبع تغذیه سوئیچینگ به این صورت است که برق ابتدا از ورودی وارد و بعد از فیوز و ترمیستور عبور می‌کند. وظیفه‌ی ترمیستور جلوگیری از شوک‌ها و نوسانات ناگهانی برق است و در واقع ترمیستور برای اتصال نرم مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی مدارها رزیستور دارند و این رزیستور بین فاز و نول، موازی با ورودی برق قرار دارند. وظیفه رزیستور کنترل میزان ولتاژ برق است به نحوی که هنگام افزایش ناگهانی ولتاژ ، اتصال کوتاه شده و اجازه عبور برق به مدار را نداده و در نتیجه فیوز می‌سوزد. اگر پاور از برق کشیده شود، خازن‌ها هنوز شارژ دارند بنابراین با لمس دو شاخه، دچار برق گرفتگی خواهیم شد.

امروزه منابع تغذیه سوئیچینگ در تلویزیون‌ها، کامپیوترها، تقویت کننده های توان ، درایو موتور های DC  و… مورد استفاده قرار می‌گیرند. منابع تغذیه کامپیوتر، معمولا یک سیگنال سلامت پاور به مادربرد ارسال می کنند، عدم ارسال این سیگنال نشان دهنده حضور ولتاژ نامناسب است و جلوی عملکرد سیستم را خواهد گرفت. منابع تغذیه ایی که در کامپیوترها استفاده می شود دارای ضریب توان (Power Factor)  پایینی هستند.

مزایای منبع تغذیه سوئیچینگ

• عدم تولید گرما
• بازدهی بالا
• تلفات کمتر هنگام خرابی
• تولید آمپر بالا در ابعاد کوچک
• سبک و قابل حمل بودن

معایب منبع تغذیه سوییچینگ

• تولید نویز (با کوچکترین نویزی می‌توانند لوازم برقی را مختل کنند، بنابراین بهتر است از مدار محافظ نویز استفاده کرد).
• دارای تعمیرات وقت گیر بودهو خرابی آنها به راحتی قابل تشخیص نمی باشد.
• مدارهای پیچیده‌ای دارند.
• اگر قطعه‌ای خراب شود، روی مابقی قطعات نیز تأثیر گذار است.
• گران‌تر از منابع تغذیه خطی