منبع تغذیه سوییچینگ برق اضطراری

منبع تغذیه (Power Supply)چیست؟

تبدیل انرژی الکتریکی عملکرد اولیه تمام منابع تغذیه می باشد که خروجی آن برای تغذیه و راه اندازی مدارات الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد به عبارتی دیگر دستگاهی که به عنوان منبع انرژی الکتریکی ، برای تأمین انرژی الکتریکی ِ یک یا چند بار الکتریکی بکار می رود را منبع تغذیه می نامند . اصطلاح منبع تغذیه(Power Supply) اغلب برای وسایلی که حالتی از انرژی الکتریکی را به حالتی دیگر تبدیل می کنند بکار می رود که البته می تواند برای دستگاه هایی که یک فرم دیگر انرژی هایی همچون انرژی مکانیکی، شیمیایی، خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند، نیزاستفاده شود.

استاندارد عمومی برای سیستم های یو پی اس ها IEC 62040-3 می باشد، که محدودیت هایی در دامنه و طول مدت انحراف از ولتاژ خروجی قابل قبول برای منابع تغذیه سوئیچینگ (SMPS) را ارائه می کند.

برای ایجاد یک منبع تغذیه اضطراری ، شما نیاز به باتری پشتیبان برای ذخیره سازی انرژی ، شارژر AC-DC و اینورتر DC-AC دارید. سه نوع عمده از منابع قدرت پشتیبان وجود دارد : Standby ، Line Interactive and Online.. همه آنها در زمان قطع برق اصلی از باتری استفاده می کنند، اما تحت شرایط عادی آنها از راه های مختلف ولتاژ را تامیین می کنند.

  Standby یو پی اس با استفاده از یک سوئیچ فقط در زمان قطع برق اصلی،بار را از طریق یک اینورتر به باتری وصل می کند. زمان انتقال معمولا بین 2 تا 10 میلی ثانیه بسته به مقدار زمان لازم برای تشخیص قطع شدن برق اصلی و روشن شدن اینورتر می باشد. در طول این زمان انتقال ولتاژ به بار قطع می شود. منبع تغذیه دستگاه ها برای جلوگیری از ,از دست دادن داده ها باید دارای زمان نگهداری داده ها(Hold up time) بیشتر از زمان فعال شدن یو پی اس باشند. به عنوان مثال ، کامپیوتر های شخصی از منابع تغذیه ای استفاده می کنند که حداقل 16 میلی ثانیه زمان نیاز دارند.

از آنجا که اینورترها در حالت Standby فقط در زمان قطع برق اصلی شروع به کار می کننداین حالت دارای بالاترین بهره وری (95-97 ٪) می باشد. همچنین با توجه به اینکه این نوع از یو پی اس ها،ارزانترین نوع یو پی اس می باشند، رایج ترین نوع مورداستفاده برای رایانه نوعStandbyمی باشد . توجه داشته باشید ، در برخی از سیستم های قدیمی تر، اینورترها در خروجی به جای موج سینوسی ،موج مربعی تولید می کردند که می تواند مشکلاتی را برای برخی از تجهیزات حساس ایجاد کند.

در یک منبع تغذیه سویچینگ (switched-mode power supply) یا SMPS، ورودی برق AC به طور مستقیم یکسو و سپس فیلتر می‌شود تا یک ولتاژ DC به دست آید. سپس ولتاژ DC به دست آمده توسط مدارات سویچینگ الکترونیکی با یک فرکانس بالا روشن و خاموش  می‌شود و در نتیجه یک جریان AC تولید می‌کند که از یک ترانسفورماتور فرکانس بالا و یا القاگر عبور می‌کند. سویچینگ در فرکانس بسیار بالا (معمولا 10 کیلو هرتز تا 1 مگاهرتز) انجام می‌شود و بدین وسیله امکان استفاده از ترانسفورماتور و فیلتر خازن‌های بسیار کوچک‌تر، سبک‌تر و ارزان‌تر از آن‌هایی که در منابع تغذیه خطی که با فرکانس برق کار می‌کنند، فراهم می‌شود. پس از سلف و یا سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور، برق AC فرکانس بالا یکسو و فیلتر می‌شود تا ولتاژ خروجی DC تولید شود. اگر SMPS از ترانسفورماتور فرکانس بالا با عایق کافی استفاده کند، خروجی آن از نظر الکتریکی از برق اصلی جدا می‌شود و این ویژگی اغلب برای ایمنی ضروری است.

منابع تغذیه سویچی معمولا تنظیمی هستند و برای ثابت نگه داشتن ولتاژ خروجی، منبع تغذیه از یک کنترلر فیدبکی (feedback controller) استفاده می‌کند که جریان کشیده شده توسط بار را پایش می‌کند.

SMPSها برای کمک به حفاظت دستگاه و کاربر در برابر آسیب ، اغلب شامل ویژگی های ایمنی مانند محدودکننده جریان ( crowbar circuit) هستند.در صورتی که خروجی توان بالای غیرطبیعی شناسایی شود، منبع تغذیه سویچینگ آن را به عنوان یک اتصال کوتاه فرض می کند و قبل از آسیب دیدن خود را خاموش می کند.منابع تغذیه کامپیوترها اغلب یک سیگنال برق خوب (Power good) به مادربرد ارسال می کنند.

SMPSها دارای یک حد مطلق در حداقل خروجی جریان خود هستند.SMPSها تنها می توانند با خروجی بالاتر از یک سطح توان مشخص کار کنند.در شرایط بدون بار ، فرکانس مدار بسیار بالا می شود و باعث می شود که ترانسفورماتور به عنوان یک سیم پیچ تسلا (Tesla coil) عمل کند و باعث آسیب های ناشی از پرش ولتاژ بسیار بالا شود.منابع تغذیه سویچی با مدارهای حفاظتی ممکن است در زمان کوتاهی روشن شوند اما بعد از آن زمانی که هیچ باری تشخیص داده نشود خاموش گردند.می توان یک بار ساختگی خیلی کوچک مانند یک مقاومت سرامیکی یا لامپ 10 وات را به منبع تغذیه متصل کرد تا بتواند بدون اتصال بار اولیه کار کند.

 ضریب توان (Power factor ) به یک موضوع نگرانی برای سازندگان کامپیوتر تبدیل شده است. منابع تغذیه سویچی به طور سنتی یک منبع هارمونیک توان خط بوده اند و ضریب توان بسیار ضعیفی دارند. مرحله ورودی یکسوساز، شکل موج جریان کشیده شده از برق را مختل می کند که این می تواند اثرات بدی بر بارهای دیگر داشته باشد. جریان تغییر شکل یافته باعث گرمایش اضافی در سیم و تجهیزات توزیع می شود.منابع تغذیه سویچی در یک ساختمان می توانند باعث کیفیت پایین توان برای دیگر مصرف کنندگان برق شود. ممکن است مصرف کنندگان با قبض های برق بالاتری برای یک بار ضریب توان کمتر مواجه شوند.

 برخی از منابع تغذیه سویچی برای بهبود شکل موج جریان گرفته شده از خط AC ، در مدارهای یکسوساز ورودی از فیلتر ها یا مراحل سویچینگ اضافی استفاده می کنند. این باعث افزایش پیچیدگی مدار می شود . بسیاری از منابع تغذیه کامپیوتر ساخته شده در چند سال اخیر ، دارای اصلاح ضریب توان هستند که در منبع تغذیه سویچی قرار دارد و در تبلیغات آن ها گفته شده که دارای ضریب توان 1 هستند.

از مهمترین قابلیت‌ها و توانایی‌های فنی منبع تغذیه اضطراری سیگنال الکترونیک میتوان به موارد ذیل اشاره نمود:

1- قابلیت تغییر ولتاژ از 2 تا 70 ولت

2- استفاده از تغذیه سوییچینگ باک بدلیل بالا بردن بهره دستگاه

3- استفاده از میکروکنترلر قدرتمند pic برای کنترل مدار ونمایش ولتاژ و جریان مصرفی

4- مجهز به سیستم کنترل شارژ و شارژر هوشمند برای استفاده از باتری های نیکل و لیتیوم وupsو...

5- دارای سیستم تشخیص اتصال کوتاه هوشمند در صورت زیاد شدن جریان بار نامی و تشخیص اتصال کوتاه

مشخصات ورودی و خروجی دستگاه:

  • ورودی برق 220 ولت و 1 آمپر وتوان ورودی 75 وات
  • خروجی  13.5 ولت و 5 امپر
  • قابلیت افزایش توان تا 500 وات
  • نمایشگر نشان دهنده ی ولتاژ باتری و جریان مصرفی
  • دارای دو خروجی مصرف کننده و باتری
  • مجهز به سیستم فن هوشمند کنترل شارژ هوشمند باتری

مشخصات فنی برد:

1- تغذیه سوییچینگ باک

2- ورودی 75 ولت dc

3- قابلیت تنظیم خروجی از طریق مقاومت متغییر یا نرم افزار

موارد استفاده:

1- برای استفاده از برق اضطراری دوربین های مدار بسته سیستم در صورت قطع برق ,برق 12 ولت را به صورت خودکار برای دوربین ها تامین میکند.

2- به عنوان شارژر باتری های 3,6,9,12,24ولت با قابلیت انتخاب الگوریتم شارژ باتری های نیکل و لیتیوم وups و ...

3- تامین کننده برق بی سیم های Motorola,kenwoodو...

 


نام
ایمیل
توضیحات
Captcha
کد امنیتی
 
طراحی و پیاده سازی گروه نرم افزاری دوگان