منبع قدرت تنظیم شده: دیاگرام مدار و انواع

چه چیزی را منبع تغذیه تنظیم شده می‌گویند؟

یک منبع تغذیه تنظیم شده جریان متناوب (Alternating Current) را به جریان مستقیم (Direct Current) ثابت تبدیل می‌کند. این نوع منبع تغذیه برای اطمینان از ثابت بودن خروجی، حتی در صورت تغییر ورودی استفاده می‌شود.

یک منبع تغذیه DC تنظیم شده همچنین به عنوان یک منبع تغذیه خطی نیز شناخته می‌شود. این یک مدار تعبیه شده است و شامل بلوک‌های مختلفی است.

منبع تغذیه تنظیم شده ورودی AC را قبول کرده و خروجی DC ثابت می‌دهد. شکل زیر نمودار بلوک یک منبع تغذیه DC تنظیم شده معمولی را نشان می‌دهد.

بلوک‌های بنیادی یک منبع تغذیه DC تنظیم شده عبارتند از:

1. ترانسفورماتور پایین‌بر

2. مستطیل‌ساز

3. فیلتر DC

4. تنظیم‌کننده

(توجه داشته باشید که سوالات چندگزینه‌ای الکترونیکی ما (MCQs) بسیاری از سوالات مرتبط با این موضوعات را شامل می‌شوند)

عملکرد منبع تغذیه تنظیم شده

ترانسفورماتور پایین‌بر

یک ترانسفورماتور پایین‌بر ولتاژ را از شبکه AC به ولتاژ مورد نیاز کاهش می‌دهد. نسبت دوران ترانسفورماتور به گونه‌ای تنظیم می‌شود که ولتاژ مورد نیاز به دست آید. خروجی ترانسفورماتور به مدار مستطیل‌ساز داده می‌شود.

مستطیل‌سازی

مستطیل‌ساز یک مدار الکترونیکی است که از دیودها تشکیل شده است که فرآیند مستطیل‌سازی را انجام می‌دهد. مستطیل‌سازی فرآیند تبدیل ولتاژ یا جریان متناوب به مقدار متناظر مستقیم (DC) است. ورودی مستطیل‌ساز AC است و خروجی آن DC یک‌سویه و نوسانی است.

هرچند که یک مستطیل‌ساز نیمه‌پریودی می‌تواند استفاده شود، اما تلفات قدرت آن نسبت به یک مستطیل‌ساز کامل‌پریودی قابل توجه است. بنابراین، یک مستطیل‌ساز کامل‌پریودی یا یک مستطیل‌ساز پلی برای مستطیل‌سازی هر دو نیمه‌دوره تغذیه AC (مستطیل‌سازی کامل‌پریودی) استفاده می‌شود. شکل زیر یک مستطیل‌ساز پلی کامل‌پریودی را نشان می‌دهد.

مستطیل‌ساز پلی از چهار دیود p-n تشکیل شده است که به صورت نشان داده شده در بالا متصل شده‌اند. در نیمه‌دوره مثبت تغذیه، ولتاژ القاء شده در دومینه ثانویه ترانسفورماتور الکتریکی یعنی VMN مثبت است. بنابراین نقطه E نسبت به F مثبت است. بنابراین دیودها D3 و D2 بازخورد دارند و دیودها D1 و D4 پیشرو هستند. دیود D3 و D2 به عنوان سوئیچ‌های باز (در عمل تقریباً همیشه یک افت ولتاژ وجود دارد) و دیودها D1 و D4 به عنوان سوئیچ‌های بسته عمل می‌کنند و شروع به هدایت می‌کنند. بنابراین یک موج مستطیل‌شده در خروجی مستطیل‌ساز ظاهر می‌شود مانند شکل اول. وقتی ولتاژ القاء شده در دومینه ثانویه یعنی VMN منفی است، D3 و D2 پیشرو هستند و دو دیگر بازخورد دارند و یک ولتاژ مثبت در ورودی فیلتر ظاهر می‌شود.

فیلتراسیون DC

ولتاژ مستطیل‌شده از مستطیل‌ساز یک ولتاژ DC نوسانی با محتوای ریپل بسیار بالاست. اما این چیزی نیست که می‌خواهیم، ما یک موج DC بدون ریپل می‌خواهیم. بنابراین یک فیلتر استفاده می‌شود. انواع مختلفی از فیلترها مانند فیلتر کندانسور، فیلتر LC، فیلتر ورودی چک، فیلتر نوع π استفاده می‌شود. شکل زیر یک فیلتر کندانسوری که در خروجی مستطیل‌ساز متصل شده است و موج خروجی نتیجه شده را نشان می‌دهد.

وقتی ولتاژ لحظه‌ای شروع به افزایش می‌کند، کندانسور شارژ می‌شود. این کندانسور تا رسیدن موج به مقدار پیک شارژ می‌شود. وقتی ولتاژ لحظه‌ای شروع به کاهش می‌کند، کندانسور شروع به تخلیه نمایی می‌کند و به آرامی از طریق بار (ورودی تنظیم‌کننده در این مورد) تخلیه می‌شود. بنابراین یک مقدار DC تقریباً ثابت با محتوای ریپل بسیار کم به دست می‌آید.

تنظیم