سوئیچینگ (پاور)
در مورد پاور سوئیچینگ چه می دانید؟
منبع تغذیه یا همان پاور سـوئیچینگ فرمتی است که با توجه به پیشرفت های حاصل شده در دنیای امروزه هر مدار الکترونیکی یا سیستم الکترونیکی به آن نیاز دارد.
هر پاور سوئیچینگ دارای خصوصیات زیر می باشد .
- ابعاد.
- اندازه فیزیکی بسیار کم و کوچک.
- میزان راندمان بسیار بالا و قابل توجه.
- میزان توان اتلافی بسیار کم .
- سطح ولتاژ یا جریان کنترل شونده.
این خصوصیاتی که عنوان کردیم مربوط به پاور سوئیچینگ می باشند .این خصوصیات در مورد ترانس های سیم پیچ دار سنتی صدق نمی کند . آنها این ویژگی ها را نداشتند.
در انواع مختلف پاور سـوئیچینگ می توانند انواع مختلف تغییر توان الکترونیکی را به انجام رساند که می توانند.
جریان متناوب را به جریان مستقیم .
جریان مستقیم را به جریان متناوب .
جریان متناوب را به جریان متناوب .
جریان مستقیم را به جریان مستقیم تبدیل کنند.
معرفی پاور سـوئیچینگ
منبع تغذیه سوئیچینگ یا همان پاور سوئیچـینگ یک منبع تغذیه الکتریکی می باشند. که در میان قطعات تشکیل دهنده خود یک تنظیم کننده جریان دارند.
این تنظیم کننده میتواند راندمان پاور سوئیچینـگ را در حد زیاد بالا ببرد . کارایی زیادی در هنگام تغییر توان الکتریکی دارد.
پاور سوئیچینگ ها نیز همانند انواع دیگر منابع تغذیه یک توان را از یک منبع دریافت کرده . به مصرف کننده می رسانند و در این میان میزان و مشخصات ولتاژ و جریان را در صورت مورد نیاز تغییر می دهند
این نوع از منابع تغذیه اصولا در زمانی که به ولتاژ ثابت نیاز می باشد. به کار گرفته می شود.
در انواع مختلف پاور سوئیـچینگ ها اصولا یک ترانزیستور به کار برده می شود .که فرکانس آن چیزی در حدود ۵۰ کیلو هرتز می باشد . به عنوان یک کلید قطع و وصل عمل می‌کند .ولی در انواع مختلف منبع تغذیه خطی چنین چیزی(ترانزیستوری) به کار برده نمی شود.
در انواع مختلف منابع تغذیه خطی برای اینکه به توان به ولتاژ دلخواه و مناسب دست پیدا کرد .باید مقداری از ولتاژ ورودی به وسیله ترانزیستور تلف شود. اما برای رسیدن به ولتاژ دلخواه در پاور سوئیچـینگ این گونه نمی باشد . یکی از مهمترین مزیت هایی که پاور سوئیچـینگ ها به آن معروف می باشند .راندمان بالا و میزان توان اتلافی بسیار کم در هنگام استفاده از این وسیله می باشد.
پاور سوئیچـینگ ها دارای ساخت و طراحی پیچیده تری نسبت به منابع تغذیه خطی می باشند .در صورتی که جریان ها و منابع ورودی به پاور سوئیچینگ به صورت اصولی و درست تحت فیلترینگ قرار نگیرند .می تواند هارمونی لازم را از بین برده و نویزهایی در مدار به وجود آید.
کاربردهای مدلهای مختلف منبع سوئیـچینگ
یکی از ساده ترین و در عین حال متداول ترین مدل های پاور سـوئیچینگ رگلاتورهای خطی می باشند.
این رگولاتورها اصولا از یک ترانزیستور و یک سیستم کنترلی تشکیل می شوند. که وظیفه تثبیت ولتاژ خروجی را بر عهده دارد.
ترانزیستور موجود در این نوع از پاور سـوئیچینگ ها از نوع خطی می باشد. که باعث به هدر رفتن توان ورودی پاور سوئیچینگ می شوند.
پاور سوئیچـینگ منابعی هستند که زمان زیادی از اختراع آنها می گذرد. در طی این زمان که مورد استفاده در زمینه های مختلف قرار گرفته اند توانسته اند. محبوبیت بسیار زیادی برای خود ایجاد کنند .
این محبوبیت به خاطره مزایایی است که پاور سـوئیچینگ در اختیار مصرف کننده خود قرار می دهد که از جمله می توان به افزایش کارایی و بازده و در عین حال کاهش هزینه ها.به کارگیری گسترده آنها در زمینه های مختلف مانند. استفاده به عنوان مدارهای تامین کننده. ولتاژ مورد نیاز در منبع تغذیه کامپیوترها.مادربرد ها.پردازنده ها و همچنین استفاده به عنوان منبع تغذیه موبایل ها و پنل های خورشیدی ، استفاده از انها در شارژرها به عنوان منبع تغذیه اشاره کرد.
مزایای استفاده از پاور سـوئیچینگ
از مهم ترین مزایای استفاده از منبع تغذیه سوئیچینگ بازدهی و راندمان بالای انواع مختلف آن می باشد. مشکلی که امروزه بشر با آن دست و پنجه نرم می کند .کاهش روز افزون سطح انرژی است بنابراین بشر همیشه به فکر بوده تا بتواند با استفاده از فرآیندهایی در مصرف انرژی بیشتر از قبل صرفه جویی کند .بتواند بهتر میزان مصرف انرژی الکتریکی را مدیریت کند. پس استفاده از پاور سوئیچینگ ها به عنوان منبع تغذیه می تواند تا حد زیادی میزان مصرف انرژی را کاهش دهد.
یکی دیگر از مزایای پاور سوئیچینگ ها کاهش قیمت قطعات به کار رفته در مدار و سیستم های الکتریکی می باشد. به طور مثال، وقتی که از یک رگولاتور ۵ ولت استفاده می‌کنید .هزینه بسیار زیادی را در مقایسه با استفاده از یک پاور سوئیچینگ مبدل جریان متناوب پرداخت کنید.
از دیگر مشخصات بارز پاور سوئـیچینگ ها تداخل فرکانسی است که می توانند ایجاد نمایند. وقتی که شما از یک رگلاتور از نوع پاور سوئیچینگ به جای استفاده از رگلاتورهای خطی سنتی استفاده می کنید. رگلاتور پاور سوئیچینگ ها به خاطره اینکه فرکانس سوئیچینگ ایجاد می کنند .می توانند هماهنگی و هارمونی بسیار زیادی ایجاد کرده . در نتیجه باعث تداخل فرکانسی شوند
البته اگرکه مدار مورد استفاده شما نسبت به تداخل فرکانسی حساس بوده وبا آن سازگار نیست. بهتر می باشد که از همان رگلاتور های خطی سنتی استفاده کنید . نیاز خود را برطرف سازید. در شرایطی که یک رگولاتور خطی نیازهای شما را برطرف نمی‌کند.تداخل فرکانس مورد نظر شما را ایجاد نمی کند٬ بهتر است که از یک رگلاتور پاور سوئیچینگ استفاده کنید. در مدار مورد نظر خود از فیلترهای کاهش نویز مناسب استفاده کرده تا اندازه هارمونیک و نویز موجود در مدار مورد نظر شما به میزان دلخواه شما رسیده و کاهش پیدا کند
از دیگر ویژگی های استفاده از منبع تغذیه سوئیچینگ این است که نیاز به فضای زیادی ندارند. در ابعاد بسیار کوچکی قابل راه اندازی و نصب می باشند. به طور مثال اگر بخواهید که در مدار خود از یک رگلاتور خطی استفاده کنید .به غیر از این رگلاتور نیاز به تجهیزات جانبی دیگری نیز دارید تا به وسیله و کمک آن ها بطور خطی به درستی کار کند .
بنابراین مقدار زیادی فضا درون مدار اشغال شده و در عین حال پیچیده می شود. اما در صورتی که شما در مدار خود از یک پاور سوئیچینگ استفاده کنید. نهایتاً در ابعادی در حدود ۲ تا ۳ سانتی متر می توانید آن را راه اندازی ونصب کنید. به عنوان مثال در اکثر شارژرهای مورد استفاده در گوشی های همراه و یا تلفن های بیسیم از پاور سوئیچینگ ها استفاده می گردد.
تفاوت پاور سوئیچینگ و منبع تغذیه خطی
اصولا تمامی قطعات الکترونیکی به وسیله یک منبع تغذیه شروع به فعالیت می کنند.
منبع تغذیه در کامپیوتر می توان یک پاور سوئیچینگ باشد .در قطعات کوچکتر همانند گوشی موبایل ، لب تاپ و…اصولا از انواع مختلف منبع تغذیه خطی که اصطلاحا به آن آداپتور می‌گوییم استفاده می شود.
پاور سوئیچینگ ها نسبت به منبع تغذیه خطی اصولا پیشرفته تر و کامل تر بوده . همچنین از طراحی پیچیده‌تری بهره می برند اما منابع تغذیه خطی دارای طراحی ساده تر بوده .نیز همچنین کارایی کمتری دارند.
استفاده از پاور سوئیچینگ در دوربین های مدار بسته
همواره انتخاب منبع تغذیه برای دوربین های مداربسته کار سختی نمی باشد اما بهتر است درهنگام انتخاب پاور سوئیچینگ برای دوربین های مداربسته بدانید که دقیقاً چه وظایفی در مدار موجود بر عهده منبع تغذیه سوئیچینگ خواهد بود.
از آن رو که دوربین های مداربسته اصولا در ولتاژ ۲۲۰ ولت اتصال مستقیم دوربین ها به مدار میسر نیست . معمولاً ولتاژ به کار رفته برای دوربین های مداربسته اندازه ای در حدود ۱۲ ولت می باشد.از این جهت شما برای منبع تغذیه دوربین مداربسته به یک پاور سوئیچینگنیاز خواهید داشت . که بتواند ولتاژ ۲۲۰ ولت را به ۱۲ ولت تبدیل کند
البته برای انتخاب پاور سوئیچینگ مناسب دانستن ولتاژ آن کافی نمی باشد. در زمان انتخاب پاور سوئیچینگ مناسب برای دوربین های مداربسته باید حتما مقدار جریان را نیز به صورت دقیق بدانید.
نکته ای که قابل ذکر می باشد این است که میزان جریان عبوری که در پاور سوئیچینگ دوربین مداربسته وجود دارد.به اندازه بار متصل شده با آن رابطه مستقیم دارد. این امر یعنی هر چه مصرف کننده ای که به پاور سوئیچینگ متصل می‌گردد .دارای حجم و وسعت بزرگتری باشد جریان عبوری نیز بیشتر خواهد شد
در دوربین های مداربسته معمولاً مصرف هر دوربین چیزی در حدود ۵۰۰ میلی آمپر می باشد .البته این میزان مصرف حداکثرآن بوده و اصولا دوربین های مداربسته چیزی کمتر از این مقدار مصرف می کنند. به طور مثال زمانی که شما به چهار دوربین مداربسته نیاز دارید .
قصد نصب آنها را دارید یک منبع تغذیه سوئیچینگ دو آمپری به خوبی جوابگوی نیاز شما می باشد. البته این موضوع در صورتی صدق می کند که از پاور سوئیچینگ برای تغذیه تمامی دوربین‌های مداربسته استفاده کنید .در صورتی که نخواهیم این کار را کنیم می‌توانید از چهار پاور سوئیچینگ یک یا نیم آمپری برای تغذیه هر یک از دوربین های مداربسته استفاده کنید.
پیشنهاد ما این است که از یک آداپتور یا پاور سوئیچینگ برای تغذیه دوربین های مدار بسته خود استفاده کنید .زیرا در صورت خرابی هر یک از پاور سوئیچینگ ها هزینه تعمیرات آن ها بسیار بیشتر می شود.
مدل های مختلف پاور سوئیچینگ
به طور کلی پاور سوئیچینگ ها به ۳ دسته اصلی طبقه بندی می شوند.
- منبع تغذیه صنعتی یا فلزی.
- منبع تغذیه ی دو سر سیم یا بین راهی.
- منبع تغذیه دیواری یا آداپتوری .
اصولا توان و ولتاژ نهایی و خروجی در نظر گرفته شده برای انواع مختلف منبع تغذیه چیزی بین ۵ الی ۴۸ ولت می باشند
جریان خروجی که برای منبع تغذیه صنعتی ارائه می شود .تا ۶۰ آمپر بوده و همچنین برای منبع تغذیه بین راهی تا ۵ آمپر و همچنین برای منبع تغذیه سوئیچینگ آداپتوری یا دیواری تا ۲ آمپر در نظر گرفته می شود.
دلیل اصلی اینکه برای پاور سوئیچینگ های صنعتی که آمپر بالایی دارند .حرارت زیادی نیز تولید می کنند٬ از بدنه فلزی در طراحی ساختمان انها در نظر گرفته می شود. این می باشد که٬ این دستگاه‌ها حرارت بسیار زیادی از خود تولید می کنند .در نتیجه سعی می کنند با این کار تلفات ناشی از حرارت ایجاد شده را به حداقل برسانند.
اصولا قطعاتی مثل ترانزیستور، ماسفت و دیود شاتکی، که در پاور سوئیچینگ به کار برده می شوند . وظایف خود را انجام می‌دهند و در حین فعالیت حرارت بسیار زیادی از خود تولید می کنند .(به خصوص در زمانی که جریان بالایی از آنها در حال عبور می باشد٬). در صورتی که حرارت تولید شده از این قطعات به خوبی دفن نگردد طول عمر این قطعات در پاور سوئیچینگ به شدت کاهش پیدا می کند .
بسیار سریعتر از حالت عادی دچار خرابی شده و یا کاملا از بین می رود وهزینه‌های بسیار زیادی را به وجود می‌آورند. بنابراین در اکثر پروژه‌های صنعتی که آمپر و جریان خروجی در آن ها بسیار بالا در نظر گرفته می شود .از بدنه فلزی و همچنین فن هایی جهت کاهش حرارت تولید شده
توسط قطعات موجود در پاور سوئیچینگ تعبیه می‌شود .تا به کارایی و بازده هر چه بیشتر این قطعات کمک نماید..