تصنيف التيار الكهربائي وأنواعه المختلفة

تصنيف التيار الكهربائي وأنواعه المختلفة

وحدة الإمداد بالطاقة هي جزء من الأجهزة المستخدمة لتحويل الطاقة المقدمة من المخرج إلى طاقة قابلة للاستخدام إلى أجزاء كثيرة داخل جهاز كهربائي. يجب أن يقود كل مصدر للطاقة حمولته المرتبطة به. اعتمادًا على تصميمها ، قد تحصل وحدة إمداد الطاقة على الطاقة من أنواع مختلفة من مصادر الطاقة ، مثل أنظمة نقل الطاقة الكهربائية أو الأنظمة الكهروميكانيكية مثل المولدات والمولدات ومحولات الطاقة الشمسية وأجهزة تخزين الطاقة مثل البطارية وخلايا الوقود أو غيرها من مصادر الطاقة. يوجد نوعان من مصادر الطاقة ، مصدر طاقة التيار المتردد والتيار المستمر. استنادًا إلى المواصفات الكهربائية للجهاز الكهربائي ، قد يستخدم طاقة التيار المتردد أو طاقة التيار المستمر.



ما هو مزود الطاقة؟

يمكن تعريف مصدر الطاقة بأنه جهاز كهربائي يستخدم لإمداد الكهرباء للأحمال الكهربائية. تتمثل الوظيفة الرئيسية لهذا الجهاز في تغيير التيار الكهربائي من مصدر إلى الجهد الدقيق والتردد والتيار لتزويد الحمل. بعض الأحيان، هذه امدادات الطاقة يمكن تسميتها كمحولات طاقة كهربائية. بعض أنواع الإمدادات عبارة عن قطع منفصلة من الأحمال ، بينما يتم تصنيع البعض الآخر في الأجهزة التي يتحكمون فيها.


مخطط كتلة مصدر الطاقة

تستخدم دائرة إمداد الطاقة في مختلف الأجهزة الكهربائية والإلكترونية. يتم تصنيف دوائر إمداد الطاقة إلى أنواع مختلفة بناءً على الطاقة التي تستخدمها لتوفير الدوائر أو الأجهزة. على سبيل المثال ، الدوائر القائمة على وحدة التحكم الدقيقة هي بشكل عام دوائر تزويد الطاقة (RPS) التي تنظمها 5V DC ، والتي يمكن تصميمها بمساعدة طريقة مختلفة لتغيير الطاقة من 230V AC إلى 5V DC.





تتم مناقشة مخطط كتلة مصدر الطاقة والتحويل التدريجي من 230 فولت تيار متردد إلى تيار مستمر 12 فولت.

  • محول تنحي يحول 230 فولت تيار متردد إلى 12 فولت.
  • يستخدم مقوم الجسر لتغيير التيار المتردد إلى التيار المستمر
  • يستخدم مكثف لتصفية تموجات التيار المتردد ويعطي لمنظم الجهد.
  • أخيرًا ، ينظم منظم الجهد الجهد حتى 5 فولت ، وأخيرًا ، يتم استخدام الصمام الثنائي الحاجب لأخذ شكل الموجة النابضة.
مخطط كتلة مصدر الطاقة

مخطط كتلة مصدر الطاقة



تصنيف التيار الكهربائي وأنواعه المختلفة

سنناقش هنا أنواعًا مختلفة من مصادر الطاقة التي كانت موجودة في عالم السوق. يوضح الجدول أدناه الأنواع الأساسية لمصادر الطاقة للظروف التالية.

الإخراج = DC

الإخراج = التيار المتردد

الإدخال = التيار المتردد

  • ثؤلول الجدار
  • إمدادات الطاقة مقعد
  • شاحن بطارية
  • محول العزل
  • العرض المتغير للتيار المتردد
  • مغير التردد

المدخلات = DC

  • محول DC-DC
  • العاكس
  • مولد كهرباء
  • يو بي إس

متغير التيار الكهربائي المتردد

يتم إنشاء الفولتية المختلفة للتيار المتردد باستخدام محول. المحولات قد تحتوي على ملفات أو حنفيات متعددة ، وفي هذه الحالة تستخدم الأداة مفاتيح لتحديد مستويات الجهد المختلفة. بدلاً من ذلك ، يمكن استخدام محول متغير (محول ذاتي قابل للتعديل) لتغيير الفولتية باستمرار. يتم تضمين بعض إمدادات التيار المتردد المتغيرة عدادات لمراقبة الجهد والتيار و / أو الطاقة.


متغير التيار الكهربائي المتردد

متغير التيار الكهربائي المتردد

مصدر طاقة خطي غير منظم

تحتوي مصادر الطاقة غير المنظمة على محول تنحي ، ومقوم ، ومكثف مرشح ، ومقاوم نازف. هذا النوع من إمدادات الطاقة ، بسبب البساطة ، هو الأقل تكلفة والأكثر موثوقية لمتطلبات الطاقة المنخفضة. العيب الرئيسي هو أن جهد الخرج ليس ثابتًا. سيختلف مع جهد الدخل وتيار الحمل ، والتموج غير مناسب للتطبيقات الإلكترونية. يمكن تقليل التموج عن طريق تغيير مكثف المرشح إلى مرشح LC (مكثف محث) ، لكن التكلفة تصبح أكثر.

مصدر طاقة خطي غير منظم

مصدر طاقة خطي غير منظم

محول الإدخال

يتم استخدام محول الإدخال لتحويل جهد الخط الوارد إلى المستوى المطلوب من مصدر الطاقة. كما أنه يعزل دائرة الإخراج عن إمداد الخط. نحن هنا نستخدم ملف محول تنحي .

المعدل

المعدل المستخدم لتحويل الإشارة الواردة من تنسيق التيار المتردد إلى تيار مستمر خام. يرجى الرجوع إلى هذه الروابط ، تتوفر أنواع مختلفة من المقومات مقوم نصف الموجة و مقوم الموجة الكاملة .

مرشح مكثف

يتم تغذية التيار المستمر النابض من المعدل إلى مكثف التنعيم. سيزيل التموجات غير المرغوب فيها في التيار المستمر النابض.

المقاوم النازف

يُعرف Bleeder Resistor أيضًا بمقاوم استنزاف مصدر الطاقة. يتم توصيله عبر مكثفات المرشح لاستنزاف شحنتها المخزنة بحيث لا يكون مصدر نظام الطاقة خطيرًا.

امدادات الطاقة القابلة للبرمجة

يسمح هذا النوع من مزود الطاقة بالتحكم عن بعد لتشغيله عبر المدخلات التناظرية أو الواجهات الرقمية مثل GPIB أو RS232. تشمل الخصائص التي يتم التحكم فيها لهذا العرض التيار والجهد والتردد. يستخدم هذا النوع من الإمدادات في مجموعة واسعة من التطبيقات مثل تصنيع أشباه الموصلات ، ومولدات الأشعة السينية ، ومراقبة نمو البلورات ، واختبار الأجهزة الآلي.

بشكل عام ، تستخدم هذه الأنواع من مصادر الطاقة حاسوبًا دقيقًا أساسيًا للتحكم في تشغيل مصدر الطاقة ومراقبته. يستخدم مصدر الطاقة المزود بواجهة كمبيوتر بروتوكولات الاتصال القياسية (أو) الخاصة ، ولغة التحكم في الجهاز مثل SCPI (الأوامر القياسية للأدوات القابلة للبرمجة)

مصدر طاقة الكمبيوتر

تعد وحدة الإمداد بالطاقة في الكمبيوتر جزءًا من الأجهزة المستخدمة لتغيير الطاقة التي يتم توفيرها من المنفذ إلى طاقة قابلة للاستخدام لأجزاء متعددة من الكمبيوتر. إنه يحول التيار المتردد إلى تيار مباشر

كما أنه يتحكم في التسخين الزائد من خلال التحكم في الجهد ، والذي قد يتم تعديله يدويًا أو تلقائيًا بناءً على مصدر الطاقة. يُطلق على PSU أو وحدة إمداد الطاقة أيضًا اسم محول طاقة أو حزمة طاقة.

في الكمبيوتر ، تتوفر المكونات الداخلية مثل العلب واللوحات الأم وإمدادات الطاقة في تكوينات وأحجام مختلفة تُعرف باسم عامل الشكل. يجب أن تكون كل هذه المكونات الثلاثة متطابقة بشكل جيد لتعمل معًا بشكل مناسب.

منظم التيار الكهربائي الخطي

إمدادات الطاقة الخطية المنظمة هي نفسها مصدر الطاقة الخطي غير المنظم فيما عدا ذلك منظم 3 أطراف يستخدم بدلا من المقاوم النازف. الهدف الرئيسي من هذا العرض هو توفير المستوى المطلوب من طاقة التيار المستمر للحمل. يستخدم مصدر طاقة التيار المستمر مصدر تيار متردد كمدخل. تتطلب التطبيقات المختلفة مستويات مختلفة من الفولتية الخاصة بالسمات ، ولكن في الوقت الحاضر توفر مصادر طاقة التيار المستمر جهد خرج دقيق. ويتم تنظيم هذا الجهد بواسطة دائرة إلكترونية بحيث توفر جهد خرج ثابتًا على نطاق واسع من أحمال الإخراج.

مخطط كتلة مزود الطاقة المنظم

مخطط كتلة مزود الطاقة المنظم

هنا الرسم التخطيطي الأساسي للدائرة الكهربائية المنظمة الخطية الموضح أدناه.

منظم التيار الكهربائي الخطي

منظم التيار الكهربائي الخطي

تشمل الميزات الرئيسية لمصدر الطاقة هذا ما يلي.

  • تتراوح كفاءة مزود الطاقة هذا من 20 إلى 25٪
  • المواد المغناطيسية المستخدمة في مصدر الطاقة هذا هي CRGO core أو Stalloy.
  • إنه أكثر موثوقية وأقل تعقيدًا وضخمًا.
  • يعطي استجابة أسرع.

تشمل المزايا الرئيسية لمصدر الطاقة الخطي الموثوقية والبساطة والتكلفة المنخفضة ومستوى الضوضاء منخفض. إلى جانب هذه الفوائد ، هناك بعض العيوب مثل

هذه هي الأفضل للعديد من تطبيقات الطاقة المنخفضة نتيجة لذلك عندما تكون الطاقة العالية مطلوبة ، تتحول العيوب إلى أكثر وضوحًا. تشمل عيوب مصدر الطاقة هذا فقدانًا كبيرًا للحرارة والحجم ومستوى منخفض الكفاءة. عندما يتم استخدام مصدر طاقة خطي في تطبيقات عالية الطاقة ، فإنه يتطلب مكونات كبيرة لإدارة الطاقة.

التنعيم

بمجرد التصحيح من إشارة التيار المتردد ، يحتاج التيار المستمر إلى السلاسة لإزالة مستوى الجهد المتغير. تستخدم المكثفات ذات القيمة الكبيرة بشكل عام لهذا الغرض.

منظم ضغط كهربي

يحتوي المنظم الخطي على جهاز تمرير نشط (BJT أو MOSFET) (سلسلة أو تحويلة) يتم التحكم فيه بواسطة مكبر تفاضلي عالي الكسب. يقارن جهد الخرج بجهد مرجعي دقيق ويضبط جهاز المرور للحفاظ على جهد خرج ثابت المستوى. هناك نوعان رئيسيان من إمدادات الطاقة الخطية. اقرأ المزيد عن أنواع مختلفة من منظمات الجهد مع مبدأ العمل .

منظم السلسلة

هذا هو المنظمون الأكثر استخدامًا لإمدادات الطاقة الخطية. كما يوحي الاسم ، يتم وضع عنصر سلسلة في الدائرة كما هو موضح في الشكل أدناه ، وتختلف مقاومته عبر إلكترونيات التحكم لضمان توليد جهد الخرج الصحيح للتيار المأخوذ.

مفهوم منظم جهد السلسلة أو منظم تمرير السلسلة

مفهوم منظم جهد السلسلة أو منظم تمرير السلسلة

منظم التحويلة

أقل استخدامًا لمنظم التحويل هو العنصر الرئيسي داخل منظم الجهد. في هذا ، يتم وضع عنصر متغير عبر الحمل كما هو موضح أدناه. يوجد المقاوم المصدر موضوع في سلسلة مع المدخلات ، ويتنوع منظم التحويل للتأكد من أن الجهد عبر الحمل يظل ثابتًا.

منظم جهد تحويلة مع ملاحظات

منظم جهد تحويلة مع ملاحظات

مصدر طاقة وضع التبديل (SMPS)

يحتوي SMPS على مقوم ومكثف مرشح وترانزستور متسلسل ومنظم ومحول ، ولكنه أكثر تعقيدًا من مصادر الطاقة الأخرى التي ناقشناها.

تبديل وضع التيار الكهربائي

تبديل وضع التيار الكهربائي

التخطيط الموضح أعلاه هو مخطط كتلة بسيط. يتم تصحيح جهد التيار المتردد إلى جهد تيار مستمر غير منظم ، باستخدام الترانزستور المتسلسل والمنظم. يتم تقطيع هذا التيار المستمر إلى جهد ثابت عالي التردد مما يتيح تقليل حجم المحول بشكل كبير ويسمح بإمداد طاقة أصغر بكثير. تتمثل عيوب هذا النوع من التوريد في أن جميع المحولات يجب أن تكون مصنوعة حسب الطلب وأن تعقيد مصدر الطاقة لا يصلح للإنتاج المنخفض أو تطبيقات الطاقة المنخفضة الاقتصادية. يرجى الرجوع إلى هذا الرابط تعرف كل شيء عن SMPS .

مصدر طاقة وضع التبديل (SMPS)

مصدر طاقة وضع التبديل (SMPS)

مزود الطاقة غير المنقطع (UPS)

UPS هي مصدر طاقة احتياطي ، في حالة انقطاع التيار الكهربائي أو تقلباته ، يتيح وقتًا كافيًا لإغلاق النظام بشكل منظم أو لبدء تشغيل مولد الاستعداد. تتكون UPS عادةً من بنك من البطاريات القابلة لإعادة الشحن ودوائر استشعار وتكييف الطاقة. علاوة على ذلك ، اقرأ عن مخطط دائرة UPS والأنواع المختلفة ، يرجى الرجوع إلى هذا الرابط لقراءة المزيد عنه مخطط دائرة UPS والعمل .

مزود الطاقة غير المنقطع (UPS)

مزود الطاقة غير المنقطع (UPS)

DC امدادات الطاقة

مصدر طاقة التيار المستمر هو الذي يوفر جهدًا ثابتًا للتيار المستمر لحمله. بناءً على خطتها ، يمكن التحكم في مصدر طاقة التيار المستمر من مصدر تيار مستمر أو من مصدر تيار متردد مثل أنابيب الطاقة.

DC امدادات الطاقة

DC امدادات الطاقة

كل هذا يتعلق بأنواع مختلفة من مصادر الطاقة والتي تشمل إمدادات الطاقة الخطية ، وإمدادات الطاقة ذات الوضع التبديل ، وإمدادات الطاقة غير المنقطعة. علاوة على ذلك ، لتنفيذ الإلكترونيات و مشاريع كهربائية أو أي معلومات تتعلق بأنواع مصدر الطاقة ، لم تعد متاحة لتقديم ملاحظاتك لتقديم اقتراحاتك وتعليقاتك في قسم التعليقات أدناه.