تلعب دائرة إمداد الطاقة دورًا أساسيًا في كل شيء كهربائي و دائرة كهربائية لتوفير الطاقة الكهربائية لدائرة البومة أو الأحمال مثل الآلات وأجهزة الكمبيوتر وما إلى ذلك. تتطلب هذه الأحمال المختلفة أشكالًا مختلفة من الطاقة في نطاقات وخصائص مختلفة. لذلك ، يتم تحويل الطاقة إلى الشكل المطلوب باستخدام محولات طاقة مختلفة. بشكل أساسي ، تعمل الأحمال المختلفة مع أنواع مختلفة من مصادر الطاقة مثل SMPS (مصدر طاقة وضع التبديل) ، وإمدادات طاقة التيار المتردد ، وإمدادات الطاقة من التيار المتردد إلى التيار المستمر ، وإمدادات الطاقة القابلة للبرمجة ، والجهد العالي مزود الطاقة & إمدادات الطاقة غير المنقطعة.
تبديل وضع امدادات الطاقة
ما هو SMPS (مصدر الطاقة في وضع التبديل)؟
يتم تعريف SMPS على أنه عندما يتم تضمين مصدر الطاقة مع منظم التحويل من تحويل الطاقة الكهربائية من شكل إلى آخر مع الخصائص الضرورية ، يسمى مصدر طاقة وضع التبديل. يتم استخدام مصدر الطاقة هذا لتحقيق جهد تيار مستمر منظم من جهد تيار مستمر / ص أو تيار متردد غير منظم.
SMPS
SMPS عبارة عن دائرة معقدة مثل مصادر الطاقة الأخرى ، فهي تزود من المصدر إلى الأحمال. تعد MPS ضرورية للأجهزة الكهربائية والإلكترونية المختلفة التي تستهلك الطاقة وكذلك لتصميم المشاريع الإلكترونية.
طبولوجيا SMPS
يتم تصنيف طبولوجيا SMPS إلى أنواع مختلفة مثل محول AC-DC ومحول DC-DC ومحول Forward ومحول Flyback.
مبدأ عمل تبديل وضع التيار الكهربائي
تتم مناقشة عمل طبولوجيا مصدر طاقة وضع التبديل أدناه.
DC-DC محول SMPS العمل
في مصدر الطاقة هذا ، يتم الحصول على طاقة تيار مستمر عالي الجهد مباشرة من مصدر طاقة تيار مستمر. بعد ذلك ، يتم تبديل طاقة التيار المستمر عالية الجهد هذه عادةً في نطاق 15 كيلو هرتز -5 كيلو هرتز. وبعد ذلك يتم تغذيتها إلى وحدة محول تنحى تبلغ 50 هرتز. o / p لهذا المحول هو يتغذى على المعدل ، يتم استخدام طاقة o / p المعدلة كمصدر للأحمال ، ويتم التحكم في وقت تشغيل المذبذب وتشكيل منظم حلقة مغلقة.
DC إلى DC محول SMPS
يتم تنظيم مصدر طاقة التبديل o / p باستخدام تعديل عرض النبض كما هو موضح في الدائرة أعلاه ، يتم تشغيل المفتاح بواسطة مذبذب PWM ، ثم بشكل غير مباشر يتم التحكم في محول التنحي عند تغذية الطاقة إلى المحول. لذلك ، يتم التحكم في o / p عن طريق تعديل عرض النبضة ، حيث يتناسب جهد o / p وإشارة PWM عكسًا مع بعضهما البعض. إذا كانت دورة التشغيل 50٪ ، يتم نقل الطاقة القصوى من خلال المحول ، وإذا انخفضت دورة العمل ، فإن الطاقة في المحول تنخفض أيضًا عن طريق تقليل تبديد الطاقة.
AC -DC محول SMPS يعمل
يحتوي هذا النوع من SMPS على AC i / p ويتم تحويله إلى DC باستخدام المعدل والفلتر. يتم تغذية هذا الجهد DC غير المنظم إلى تصحيح معامل القدرة الدوائر كما تتأثر. هذا لأنه حول قمم الجهد ، يقوم المعدل بسحب نبضات تيار قصيرة لها طاقة عالية التردد بشكل كبير تؤثر على عامل القدرة لتقليله.
AC إلى DC محول SMPS
إنه مرتبط تقريبًا بالمحول الذي تمت مناقشته أعلاه ، ولكن في مكان مصدر طاقة التيار المستمر ، استخدمنا هنا AC i / p. لذلك ، مزيج من المعدل والمرشح ، يتم استخدام مخطط الكتلة هذا لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر ويتم إجراء عملية التبديل باستخدام مضخم MOSFET للطاقة. ال الترانزستور MOSFET تستهلك مقاومة منخفضة ويمكنها مقاومة التيارات العالية. يتم تحديد تردد التبديل بحيث يجب أن يظل منخفضًا عن البشر العاديين (أعلى من 20 كيلو هرتز) ويتم التحكم في إجراء التبديل من خلال ردود فعل باستخدام مذبذب PWM.
مرة أخرى ، يتم تغذية جهد التيار المتردد هذا إلى س / ع من المحولات الموضح في الشكل أعلاه لتصعيد أو التنحي عن مستويات الجهد. بعد ذلك ، يتم تصحيح درجة حرارة المحول وتنعيمه باستخدام مرشح o / p ومعدل. يتم التحكم في جهد o / p بواسطة دائرة تغذية مرتدة عن طريق تشبيهها بالجهد المرجعي.
فلاي باك محول SMPS يعمل
تسمى دائرة SMPS التي لديها طاقة منخفضة جدًا (أقل من 100 واط) باسم محول fly-back SMPS. هذا النوع من SMPS عبارة عن دائرة منخفضة جدًا وبسيطة مقارنة بدارات SMPS الأخرى. يستخدم هذا النوع من SMPS لتطبيقات الطاقة المنخفضة.
نوع محول Fly-back SMPS
يتم تغيير جهد i / p غير المنظم مع مقدار ثابت إلى جهد o / p مفضل عن طريق التبديل السريع باستخدام MOSFET ، ويبلغ تردد التبديل حوالي 100 كيلو هرتز. يمكن تحقيق عزل الجهد باستخدام محول. يمكن التحكم في تشغيل المفتاح باستخدام PWM أثناء تنفيذ محول fly-back عملي.
يُظهر محول Fly-back خصائص متباينة مقارنة بالمحول العادي. يشتمل محول Fly-back على ملفين يعملان كمحث مغناطيسي مقترن. يتم تسليم o / p لهذا المحول من خلال مكثف و الصمام الثنائي للترشيح وكذلك التصحيح . كما هو موضح في الشكل أعلاه ، يمكن اعتبار o / p من SMPS كجهد عبر مكثف المرشح.
نوع المحول إلى الأمام SMPS العمل
هذا النوع من SMPS هو نفسه تقريبًا من نوع محول fly back SMPS. ولكن ، في هذا النوع من SMPS ، يتم توصيل عنصر تحكم عند o / p للملف الثانوي للمحول للتحكم في المفتاح. بالمقارنة مع محول flyback ، فإن دائرة التصفية والتصحيح معقدة.
نوع المحول الأمامي SMPS
يسمى هذا أيضًا بمحول باك DC-DC ، جنبًا إلى جنب مع محول يستخدم للقياس والعزل. بالإضافة إلى الصمام الثنائي 'D1' ومكثف 'C' ، يتم توصيل مغو L & الصمام الثنائي D في نهاية o / p. إذا تم تبديل المفتاح 'S' إلى وضع التشغيل ، فسيتم إعطاء i / p للملف الأساسي للمحول. لذلك ، يتم إنتاج جهد متدرج في الملف الثانوي للمحول.
لذلك ، يحصل الصمام الثنائي D1 على جهد متحيز للأمام ويتم تمرير الجهد المقاس عبر LPF لمتابعة الحمل. عند تشغيل المفتاح S ، تصل التيارات عبر الملف إلى الصفر ، ومع ذلك لا يمكن تغيير التيار عبر المرشح الحثي والحمل قريبًا ، ويتم تقديم حارة لهذا التيار بواسطة الصمام الثنائي الساحلي D2. باستخدام محث الفلتر ، الجهد المطلوب عبر الصمام الثنائي D2 وللحفاظ على القوة الكهرومغناطيسية اللازمة للحفاظ على استقرار التيار عند الفلتر الحثي. على الرغم من أن التيار ينخفض مقابل جهد o / p ، فإن جهد o / p الثابت تقريبًا يستمر مع وجود مرشح سعوي كبير. يتم استخدامه بانتظام لتطبيقات التحويل المختلفة مع نطاق طاقة 100 واط إلى 200 واط.
هذا كل شيء عن تبديل وضع امدادات الطاقة وأنواعه التي تتضمن محول باك ، محول باك-بوست ، محول الذبابة الخلفية يتأرجح ذاتيًا ، محول التعزيز ، Cuk ، Sepic ، Boost-buck. ولكن ، تمت مناقشة بعض أنواع SMPS في هذه المقالة وهي محول AC-DC ، ومحول DC-DC ، ومحول Forward و Fly-back. علاوة على ذلك ، فإن أي معلومات تتعلق بأنواع SMPS ، لا تتردد في تقديم ملاحظاتك لتقديم اقتراحاتك وتعليقاتك في قسم التعليقات أدناه.
