منبع تغذیه دستگاه تصفیه آب

منبع تغذیه (power supply) یک وسیله الکتریکی است که توان الکتریکی مورد نیاز مصرف‌کننده الکتریکی را تأمین می‌کند. وظیفه منبع تغذیه، دریافت جریان الکتریکی از یک منبع و تبدیل آن به ولتاژ و جریان مناسب برای مصرف‌کننده الکتریکی است. یک منبع تغذیۀ تنظیم‌ شده (regulated) ولتاژ یا جریان خروجی ثابتی دارد. برخی از منبع‌های تغذیه، قطعات جداگانه‌ای از مصرف‌کننده الکتریکی هستند (مثل شارژ موبایل)، در حالی که برخی دیگر درون مصرف‌کننده الکتریکی جا می‌گیرند (مثل پاور کامپیوتر رومیزی). ما در این مطلب تنها به سه نوع منبع تغذیه خارجی (external) می‌پردازیم که عبارتند از:

• ”منبع تغذیه خطی“ (LPS) که به آن ”آداپتور خطی“ و یا ”ترانس“ هم می‌گویند.
• ”منبع تغذیه سوئیچینگ ولتاز ثابت“ (CV SMPS) که به آن ”آداپتور سوئیچینگ“ نیز گفته می‌شود.
• ”منبع تغذیه سوئیچینگ جریان ثابت“ (CC SMPS) که به آن ”درایور“ نیز می‌گویند.

روش‌های تنظیم ولتاژ یا جریان خروجی منبع تغذیه

برای ثابت نگه داشتن ولتاژ یا جریان خروجی منبع تغذیه، دو روش وجود دارد:

• تنظیم خطی (linear regulator)
• تنظیم سوئیچینگ (switching regulation)

در ادامه مطلب به انواع منبع تغذیه بر حسب روش تنظیم به کار رفته در آنها می‌پردازیم.

منبع تغذیه خطی

منبع تغذیه خطی (linear power supply – LPS) از روش تنظیم خطی (linear regulator) برای ثابت نگه داشتن ولتاژ خروجی خود استفاده می‌کند. به منبع تغذیه خطی، آداپتور خطی یا ترانس نیز گفته می‌شود. ترانس مخفف کلمه ترانسفورمر (transformer) است. اتفاقی که در آداپتور خطی می‌افتد، القاء ولتاژ از طریق ایجاد میدان مغناطیسی است. در هر آداپتور خطی دو سیم‌پیچ وجود دارد. با ورود جریان الکتریکی به یکی از سیم‌پیچ‌ها، یک میدان مغناطیسی در هسته آداپتور ایجاد می‌شود. این میدان مغناطیسی ولتاژی را ایجاد می‌کند که در سیم‌پیچ دیگر القاء می‌شود.

منبع تغذیه سوئیچینگ

منبع تغذیه سوئیچینگ (switched-mode power supply SMPS) از روش تنظیم سوئیچینگ (switching regulation) برای ثابت نگه داشتن ولتاژ یا جریان خروجی خود استفاده می‌کند. در تنظیم سوئیچینگ، تغییر ولتاژ به وسیله روشن و خاموش شدن ترانزیستورها انجام می‌شود. به عبارت دقیق‌تر، با تغییر نسبت زمان روشن بودن به خاموش بودن ترانزیستورها، نسبت ولتاژ خروجی به ولتاژ ورودی تعیین می‌شود. یک منبع تغذیه سوئیچینگ می‌تواند ولتاژ یا جریان خروجی را کنترل کند بسته به این که در خروجی آن از خازن استفاده شده باشد یا سلف. به عبارت دیگر تنظیمات الکتریکی منبع تغذیه سوئیچینگ مشخص می‌کند که کدام کمیت الکتریکی را قرار است کنترل کند. دو نوع منبع تغذیه سوئیچینگ عبارتند از:

• منبع تغذیه سوئیچینگ ولتاژ ثابت (CV SMPS)
  به این نوع منبع تغذیه، ”آداپتور سوئیچینگ“ (switching adapter) نیز گفته می‌شود. آداپتور سوئیچینگ دارای ولتاژ خروجی ثابت و یک دامنه یا یک حداکثر برای جریان خروجی است. آداپتور سوئیچینگ از طریق تغییر در جریان مدار الکتریکی، ولتاژ را ثابت نگه می‌دارد.
  همانطور که قبلاً بیان شد، در خروجی منبع تغذیه سوئیچینگ ولتاژ ثابت (CV SMPS)، برای کنترل ولتاژ از یک خازن (capacitor) استفاده شده است. به همین دلیل به این نوع منبع تغذیه، ”منبع تغذیه خازنی“ (capacitive power supply) نیز گفته می‌شود. خازن (capacitor) با ذخیره موقت انرژی در میدان الکتریکی و سپس آزاد کردن آن در مدار، نوسانات ولتاژ را کاهش می‌دهد.
• منبع تغذیه سوئیچینگ جریان ثابت (CC SMPS)
  به این نوع منبع تغذیه، ”درایور“ (driver) نیز گفته می‌شود. درایورها دارای جریان خروجی ثابت و یک دامنه یا یک حداکثر برای ولتاژ خروجی هستند. درایورها از طریق تغییر ولتاژ در مدار الکتریکی، جریان را ثابت نگه می‌دارند.
  همانطور که قبلاً بیان شد، در خروجی منبع تغذیه سوئیچینگ جریان ثابت (CC SMPS)، برای کنترل جریان از یک سلف (self) استفاده شده است. به همین دلیل به این نوع منبع تغذیه، منبع تغذیه سلفی (self-contained power supply) نیز گفته می‌شود. سلف یا القاءگر با ذخیره موقت انرژی در میدان الکترومغناطیسی و سپس آزاد کردن آن در مدار، نوسانات جریان را کاهش می‌دهد.

نکته مهم: آداپتور ترانسی (LPS) و آداپتور سوئیچینگ (CV SMPS)، ولتاژ را تنظیم می‌کنند و درایور جریان را.

مقایسه منبع تغذیه خطی و منبع تغذیه سوئیچینگ

• منبع تغذیه سوئیچینگ حجم و وزن کمتری نسبت به منبع تغذیه خطی دارد.
• منبع تغذیه سوئیچینگ گرمای کمتری نسبت به منبع تغذیه خطی ایجاد می‌کند.
• منبع تغذیه سوئیچینگ بازده بالاتر و توان مصرفی کمتری نسبت به منبع تغذیه خطی دارد.
• ”منبع تغذیه سوئیچینگ ولتاژ ثابت“ (CV SMPS) در تنظیم ولتاژ بهتر عمل می‌کند و ولتاژ دقیق‌تر و پایدارتری ارائه می‌دهد. ولتاژ خروجی منبع تغذیه خطی با تغییر ولتاژ ورودی، تغییر می‌کند.
• منبع تغذیه خطی درتنظیم جریان بهتر عمل می‌کند و جریان دقیق‌تری ارائه می‌دهد.