SMPS چیست؟ معرفی منابع تغذیه سوئیچینگ به زبان ساده
SMPS چیست؟ در شبکه های کامپیوتری برای تما م تجهیزات اکتیو احتیاج به منابع تغذیه وجود دارد و این منابع تغذیه اکثرا سوئیچینگ میباشند لذا خیلی خلاصه به بررسی عملکرد و نکات فنی مربوط به این منابع تغذیه می پردازیم .وظیفه منابع تغذیه تبدیل ولتاژمتناوب برق شهر ( AC) به ولتاژهای DC مورد نیاز بوده وبه دودسته تقسیم می شوند:
دوره های شبکه، برنامه نویسی، مجازی سازی، امنیت، نفوذ و ... با برترین های ایران
سرفصل های این مطلب
- 1-منابع تغذیه خطی : منابع تغذیه خطی بدلیل راندمان پایین و وزن و حجم زیاد امروزه استفاده نمی شوند ولی حسن این منابع تغذیه نویز کم و طراحی آسان و پایداری این سیستمها نسبت به منابع تغذیه سوئیچینگ می باشد.
- 2-منابع تغذیه سوئیچینگ : منابع تغذیه سوئیچینگ راندمان بالا و سیک و حجم کمتری نسبت به منابع تغذیه خطی داشته ولی در عوض دارای طراحی پیچیده و پایداری کمتر و نویز بیشتری تولید میکنند.
امروزه تمام منابع تغذیه حتی شارژ موبایلها از تکنلوژی منابع تغذیه سوئیچینگ استفاده میکنند.یک منبع تغذیه سوئیچینگ همیشه در فرکانس بالاتری نسبت به برق شهر کار میکند و این به خاطر این است که با بالا بردن فرکانس کاری منبع تغذیه حجم و وزن ترانسفرماتور منبع تغذیه کاهش یافته و وزن و حجم کلی منبع تغذیه کاهش می یابد لازم به ذکر است که نوع هسته این ترانسفرماتورها ازفریت بوده ودر فرکانس بالا تلفات کم و راندمان بالایی دارند .
به همین دلیل به این منابع تغذیه High frequency swithching power supply می گویند.اساس کار یک منبع تغذیه سوئیچینگ با برق شهر به قرار زیر استدر ابتدا برق شهر یکسوشده و ولتاژ DC در حدود 330 ولت درست میشود سپس این ولتاژ توسط مدارات دیگری به ولتاژ AC با فرکانس بالا در حدود چند صد کیلو هرتز تبدیل میشود حال این ولتاژ را با یک ترانسفور ماتور فرکانس بالا میتوان به ولتاژ مورد نظر تبدیل کرد و در نهایت با استفاده از مدارات یکسوسازو فیلترخروجی ولتاژ DC مورد نیاز بدست می آید.
منابع تغذیه سوئیچینگ بسته به نوع توپولوژی استفاده شده در طراحی آنها انواع گوناگوگی دارند که معروفترین آ نها پوش پول-نیم پل-فلای بک- مبدل رزونانسی-مبدل کنترل جریان وغیره میباشند. مبدلهای رزونانسی در کولرهای کم مصرف اسپلیت استفاده می شود که طراحی پیچیده و راندمان بالایی دارندواز جدیدترین نوع منابع تغذیه سوئیچینگ هستند.ولی اکثر منابع تغذیه کامپیوترها نیم پل بوده و یا ترکیبی از فلای بک و مبدل کنترل جریان میباشند.
یک منبع تغذیه سوئیچینگ از قسمتهای زیر تشکلیل شده است :
- فیلتر ورودی و محافظ ولتاژ و جریان ورودی
- مدار کنترلرPWM و مدارات فیدبک و ایزولاتور ورودی و خروجی
- مدارات سوئیچینگ قدرت (المانهای سوئیچینگ که در ولتاژ و جریان زیاد کار می کنند)
- ترانسفورماتور قدرت فرکانس بالا
- یکسوسازهای خروجی و فیلتر خروجی و محافظ ولتاژ و جریان خروجی
و اما در شبکه های کامپیوتری خصوصا در شبکه های بی سیم و شبکه های ستاره که از کابل UTP استفاده می کنند نویز منابع تغذیه سوئیچینگ باید پایین باشد تا در کار شبکه اخلالی بوجود نیاورد.با توجه به قسمتهای بالا در یک منبع تغذیه سوئیچینگ برای کاهش نویز خروجی سیستم باید فیلتر خروجی درست طراحی شود تا در خروجی نویز وجود نداشته باشد و برای بررسی نویز در خروجی منبع تغذیه میتوان از اسلیسکوپ استفاده کرد.
فیلتر ورودی هم از برگشت نویزهای فرکانس بالای منبع تغذیه به برق شهر جلوگیری می کند .در همه سیستمهای الکترونیکی از جمله شبکه های کا مپیوتری بیشتری خرابی سخت افزاری مربوط به منابع تغذیه سوئیچینگ می باشد و این به خاطر این است که ولتاژ وجریان کاری منابع تغذیه سوئیچینگ بالا می باشد. والمانهای الکترونیکی قدرت استفاده شده در منابع تغذیه سوئیچینگ طول عمر زیادی ندارند.
نکات فنی مربوط به نگهداری منابع تغذیه سوئیچینگ
- در اکثر منابع تغذیه سوئیچینگ از فن الکتریکی برای خنک کردن این تجهیزات استفاده میشود و چون فن یک المان مکانیکی است خرابی آن زیاد است و با خراب شدن فن منبع تغذیه سریع خراب میشود و با خرابی تغذیه هر سیستم الکترونیکی از کار می افتد لذا این فنها باید همیشه سرویس شوند و در صورت نیاز باید تعویض شوند.
- در منابع تغذیه سوئیچینگ از خازنهای الکترولیتی بزرگی در فیلتر ورودی و فیلتر خروجی استفاده میشود و چون در ساختمان این خازنها از مواد شیمیایی استفاده میشودوگرمای زیادی تحمل میکنند. لذا طول عمر این المانها پایین بوده و بیشترین خرابی الکترونیکی منابع تغذیه سوئیچینگ مربوط به این المانها می باشد .
- ریپل ولتاژ خروجی منبع تغذیه سوئیچینگ باید کم باشد اگر ریپل ولتاژ خروجی بیش از استاندارد باشد طول عمر تجهیزات الکترونیکی کاهش می یابد و با توجه به اینکه بعضی تجهیزات شبکه های کامپیوتری خیلی گران قیمت میباشند لذا درمنانع تغذیه این تجهیزات کنترل ریپل ولتاژ خروجی با اسیلسکوپ الزامی می باشد.
- محیط کاری منابع تغذیه سوئیچینگ باید خنک و تمیز باشد و اگر منبع تغذیه ای همیشه در حال کار باشد متوسط طول عمر این منابع تغذیه سه سال میباشد و بعد از آن باید سالم بودن منابع تغذیه تست گردد چون خرابیهای ناشی از نشتی خازنهای الکترولیت در منابع تغذیه تثبیت ولتاژ های خروجی را در زمانی که جریان زیادی از منبع کشیده میشود کم می کند ودر سیستمهای کامپیوتری این موضوع باعث هنگ کردن ناگهانی این سیستمها می شود. با تشکر