منبع تغذیه یا آداپتور

در این مقاله از سری مقالات فروشگاه آنلاین دیجی تصفیه به معرفی منبع تغذیه یا آداپتور دستگاه تصفیه آب می پردازیم. منبع تغذیه (power supply) یا آداپتور یک وسیله الکتریکی برای تامین توان الکتریکی مورد نیاز مصرف‌کننده الکتریکی است. وظیفه منبع تغذیه، دریافت جریان الکتریکی از یک منبع و تبدیل آن به ولتاژ یا جریان مناسب برای مصرف‌کننده الکتریکی است. در دستگاه تصفیه آب خانگی از آداپتور 24 ولت استفاده می‌شود. انواع منبع تغذیه عبارتند از:

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

آداپتور خطی (LPS) و آداپتور سوئیچینگ (CV SMPS)، ولتاژ خروجی ثابت دارند و درایور جریان خروجی ثابت.

روش‌های تنظیم ولتاژ خروجی یا جریان خروجی

در منبع تغذیه یا آداپتور برای تنظیم ولتاژ خروجی یا جریان خروجی از دو روش استفاده می‌شود:

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

در منبع تغذیۀ تنظیم‌ شده (regulated power supply) قطعاتی برای ثابت نگهداشتن ولتاژ خروجی یا جریان خروجی تحت شرایط تغییر بار تعبیه شده است. در ادامه مطلب به انواع منبع تغذیه بر حسب روش تنظیم به کار رفته و قطعات مورد استفاده در آنها می‌پردازیم.

منبع تغذیه خطی

در منبع تغذیه خطی (LPS) برای ثابت نگه داشتن ولتاژ خروجی از روش تنظیم خطی استفاده می‌شود. 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 آداپتور خطی القاء می‌شود.

منبع تغذیه سوئیچینگ

در منبع تغذیه سوئیچینگ (SMPS) از روش تنظیم سوئیچینگ برای ثابت نگه داشتن ولتاژ خروجی یا جریان خروجی استفاده می‌شود. در روش تنظیم سوئیچینگ، تغییر ولتاژ از طریق روشن و خاموش شدن ترانزیستورها انجام می‌شود. به عبارت دیگر، با تغییر نسبت زمان روشن بودن ترانزیستور به زمان خاموش بودن آن، نسبت ولتاژ خروجی به ولتاژ ورودی تعیین می‌شود. در یک منبع تغذیه سوئیچینگ می‌توان ولتاژ خروجی یا جریان خروجی را تنظیم یا کنترل کرد. در خروجی منبع تغذیه سوئیچینگ برای تنظیم ولتاژ خروجی از خازن و برای تنظیم جریان خروجی از سلف استفاده می‌شود. به عبارت دیگر قطعات به کار رفته در منبع تغذیه سوئیچینگ مشخص می‌کند که کدام کمیت الکتریکی (ولتاژ یا جریان) قرار است کنترل شود. دو نوع منبع تغذیه سوئیچینگ وجود دارد که عبارتند از:

• منبع تغذیه سوئیچینگ ولتاژ ثابت (CV SMPS)
  نام دیگر این نوع منبع تغذیه، آداپتور سوئیچینگ است. آداپتور سوئیچینگ دارای ولتاژ خروجی ثابت و جریان خروجی متغیر است. برای جریان خروجی آنها یک دامنه یا یک حداکثر تعیین می‌شود. آداپتور سوئیچینگ از طریق تغییر جریان در مدار الکتریکی، ولتاژ را ثابت نگه می‌دارد. همانطور که قبلاً بیان شد، در خروجی منبع تغذیه سوئیچینگ ولتاژ ثابت (CV SMPS) یا آداپتور سوئیچینگ، برای کنترل ولتاژ خروجی از یک خازن استفاده شده است. به همین خاطر به این نوع منبع تغذیه، ”منبع تغذیه خازنی“ هم گفته می‌شود. خازن با ذخیره موقت انرژی در میدان الکتریکی و سپس آزاد کردن آن در مدار، نوسانات ولتاژ را کنترل می‌کند.

• منبع تغذیه سوئیچینگ جریان ثابت (CC SMPS)
  به این نوع منبع تغذیه، ”درایور“ نیز گفته می‌شود. درایورها دارای جریان خروجی ثابت و ولتاژ خروجی متغیر هستند. برای ولتاژ خروجی آنها یک دامنه یا یک حداکثر تعیین می‌شود. درایورها از طریق تغییر ولتاژ، جریان را ثابت نگه می‌دارند. همانطور که قبلاً بیان شد، در خروجی منبع تغذیه سوئیچینگ جریان ثابت (CC SMPS) یا درایور، از یک سلف (self) برای کنترل جریان خروجی استفاده می‌شود. به همین دلیل به این نوع منبع تغذیه، ”منبع تغذیه سلفی“ نیز گفته می‌شود. سلف یا القاگر انرژی را موقتا در میدان الکترومغناطیسی ذخیره می‌کند و سپس با آزاد کردن آن در مدار، نوسانات جریان را کنترل می‌کند.

مقایسه آداپتور خطی (LPS) و آداپتور سوئیچینگ (CV SMPS)

• آداپتور سوئیچینگ حجم و وزن کمتری نسبت به آداپتور خطی دارد.
• آداپتور سوئیچینگ گرمای کمتری نسبت به آداپتور خطی ایجاد می‌کند.
• آداپتور سوئیچینگ بازده بالاتر و توان مصرفی کمتری نسبت به آداپتور خطی دارد.
• آداپتور سوئیچینگ در تنظیم ولتاژ بهتر عمل می‌کند و ولتاژ دقیق‌تر و پایدارتری ارائه می‌دهد. ولتاژ خروجی آداپتور خطی با تغییر ولتاژ ورودی، تغییر می‌کند.
• آداپتور خطی درتنظیم جریان بهتر عمل می‌کند و جریان دقیق‌تری ارائه می‌دهد.