محافظ برق پای کنتور یک دستگاه الکترونیکی است که به منظور حفاظت از تجهیزات متصل به آن در برابر نوسانات و مشکلات برق طراحی شده است. این محافظ برق در سیستم‌های برقی خانگی و تجاری استفاده می‌شود و به طور خاص در مواردی که نوسانات و اختلالات برقی رایج هستند، مفید است.

عملکرد محافظ برق پای کنتور به این صورت است که ورودی برق را به دو فاز و نول تقسیم می‌کند. سپس با استفاده از مدارهای الکترونیکی، ولتاژ و جریان ورودی را نظارت می‌کند و در صورت وقوع نوسانات غیرمطلوب یا افزایش بیش از حد جریان، به صورت خودکار خروجی برق را قطع می‌کند. این عمل باعث جلوگیری از خطراتی مانند اتصال کوتاه، برق‌گرفتگی و آسیب به تجهیزات متصل شده به کنتور می‌شود.

مزایای استفاده از محافظ برق پای کنتور عبارتند از:

1. حفاظت از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی در برابر نوسانات و افزایش بیش از حد ولتاژ و جریان برق.
2. جلوگیری از خطرات احتمالی ناشی از اتصال کوتاه و برق‌گرفتگی.
3. افزایش عمر مفید تجهیزات و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری.
4. آسانی در نصب و استفاده

مهمترین نکته در استفاده از محافظ برق پای کنتور، انتخاب یک مدل با کیفیت و استاندارد است. برای این منظور، بهتر است از تامین کنندگان معتبر و محصولات با گواهینامه استفاده کنید و همچنین توصیه می‌شود دستورالعمل‌ها و راهنمای نصب و استفاده را به دقت مطالعه و رعایت کنید.

تنظیم کننده:محمد صادقی

تهیه شده توسط:  اروند الکترونیک

نشر مطلب توسط: فروشگاه قطعات الکترونیک dc-ac.ir

روشنایی مصنوعی یکی از اجزای اساسی در طراحی داخلی ساختمان‌ها است. استفاده از روشنایی مصنوعی مناسب و کنترل آن در ساختمان‌ها، تأثیر زیادی بر روحیه، راحتی و بهره‌وری افراد دارد. در این مقاله، به بررسی نقش ریموت کنترل ها در کنترل روشنایی مصنوعی و اهمیت آن در ایجاد محیطی مناسب خواهیم پرداخت.

1. روشنایی مصنوعی و اهمیت کنترل آن:

– تأثیر روشنایی مصنوعی در ایجاد محیطی راحت و مناسب برای فعالیت‌های روزمره.

– نیاز به کنترل دقیق روشنایی در محیط‌های مختلف ساختمان.

2. ریموت کنترل ها و نقش آن‌ها در کنترل روشنایی مصنوعی:

– نوع ریموت کنترل ها و قابلیت‌های آن‌ها در کنترل روشنایی.

– امکان تنظیم شدت نور، رنگ نور و سایر پارامترهای روشنایی با استفاده از ریموت کنترل.

– راحتی و سهولت استفاده از ریموت کنترل ها در تنظیم روشنایی.

3. فناوری‌های نوین در ریموت کنترل ها:

– استفاده از ریموت کنترل‌های هوشمند با قابلیت اتصال به شبکه‌های بی سیم و کنترل از راه دور.

– امکان برنامه‌ریزی زمانبندی روشنایی با استفاده از ریموت کنترل ها.

– اتصال ریموت کنترل ها به سیستم‌های هوشمند ساختمان برای کنترل یکپارچه روشنایی و سایر اجزای ساختمان.

4. مزایا و تأثیرات استفاده از ریموت کنترل ها در کنترل روشنایی مصنوعی:

– افزایش راحتی و سهولت در تنظیم روشنایی برای کاربران.

– کاهش هدررفت انرژی و بهبود بهره‌وری انرژی در ساختمان.

– امکان کنترل دقیق روشنایی بر اساس نیازهای محیط و فعالیت‌های مختلف.

ریموت کنترل ها نقش مهمی در کنترل روشنایی مصنوعی ساختمان‌ها دارند. با استفاده از ریموت کنترل ها، کاربران قادر خواهند بود روشنایی مصنوعی را به طور دقیق کنترل کنند و محیطی مطلوب و مناسب را ایجاد کنند. استفاده از ریموت کنترل ها در کنترل روشنایی مصنوعی، نه تنها به راحتی و سهولت در تنظیم روشنایی منجر می‌شود، بلکه همچنین به بهبود بهره‌وری انرژی و کاهش هدررفت انرژی در ساختمان کمک می‌کند. همچنین، امکان کنترل دقیق روشنایی بر اساس نیازهای محیط و فعالیت‌های مختلف نیز با استفاده از ریموت کنترل ها فراهم می‌شود.

در نهایت، استفاده از ریموت کنترل ها در کنترل روشنایی مصنوعی ساختمان‌ها بهبود قابل توجهی را در تجربه کاربران و بهره‌وری ساختمان‌ها ایجاد می‌کند. با توجه به پیشرفت فناوری، ریموت کنترل ها نیز بهبود و توسعه یافته‌اند، به طوری که ریموت کنترل های هوشمند با قابلیت اتصال به شبکه‌های بی سیم و کنترل از راه دور، برنامه‌ریزی زمانبندی روشنایی و اتصال به سیستم‌های هوشمند ساختمان را فراهم می‌کنند.

با توجه به مزایا و تأثیرات مثبت استفاده از ریموت کنترل ها در کنترل روشنایی مصنوعی، توصیه می‌شود که در طراحی و اجرای سیستم روشنایی مصنوعی در ساختمان‌ها، از ریموت کنترل های مناسب و فناوری‌های نوین استفاده شود.

تنظیم کننده:محمد صادقی

تهیه شده توسط:  اروند الکترونیک

نشر مطلب توسط: فروشگاه قطعات الکترونیک dc-ac.ir

امروزه سیستم های مخابراتی کاربرد های بسیار وسیعی در زندگی ما دارند به طوری که تصور زندگی بدون سیگنال های مخابراتی بسیار سخت و غیر ممکن شده است . از انواع سیگنال های مخابراتی ساده مانند سیگنال های رادیو و تلویزیون  انالوگ تا سیگنال های دیجیتال از انواع مودم های بیسیم تا انواع سیستم های کنترل از راه دور از انواع سیگنال های موبایل تا سیگنال های ماهواره ای همه و همه به زندگی بشر امروزی گره خورده است.

بلوک دیاگرام یک سیستم مخابراتی می‌تواند به صورت زیر باشد:

“`

+——-+

| مبدا |

+——-+

|

| انتقال داده

|

+——-+

| کانال |

+——-+

|

| انتقال داده

|

+——–+

| مقصد |

+——–+

“`

در این بلوک دیاگرام، دو دستگاه مخابراتی (مبدا و مقصد) توسط یک کانال مخابراتی به هم متصل شده‌اند. داده‌ها از مبدا شروع می‌شود و از طریق کانال به مقصد منتقل می‌شوند.

در این سیستم مخابراتی، وظیفه مبدا ایجاد و ارسال داده‌ها است. داده‌ها برای انتقال از طریق کانال، به یک فرم خاص (مثلاً باینری یا کوادرنری) تبدیل می‌شوند. سپس داده‌ها به صورت بسته‌های کوچک تقسیم می‌شوند و به ترتیب از طریق کانال به مقصد ارسال می‌شوند.

وظیفه کانال، انتقال داده‌ها از مبدا به مقصد است. کانال ممکن است به صورت مجسمه‌ای (مثلاً هوا، فضا) یا به صورت فیزیکی (مثلاً کابل یا ماهواره) باشد. در هر صورت، انتقال داده‌ها با استفاده از روش‌های مختلفی از جمله مدولاسیون و تحلیل مدولاسیون (Demodulation) انجام می‌شود.

در نهایت، وظیفه مقصد، دریافت و بازگشت دادن داده‌ها به فرم اولیه است. به این منظور، داده‌های

ریموت کنترل چی هست

ریموت کنترل یا Remote Control، یک دستگاه الکترونیکی است که به کمک آن می‌توان دستگاه‌های الکترونیکی مانند تلویزیون، رادیو، تلفن همراه، پخش کننده‌های دیجیتال و دیگر دستگاه‌های الکترونیکی را از راه دور کنترل کرد.

ریموت کنترل دارای دکمه‌های مختلفی است که با فشار دادن هر یک از آن‌ها، دستورات مربوط به دستگاه مورد نظر ارسال می‌شود. این دستورات به صورت سیگنال‌های الکترونیکی از طریق فرستنده‌ی ریموت کنترل به گیرنده‌ی دستگاه الکترونیکی منتقل می‌شوند. برای این که ریموت کنترل بتواند دستگاه‌های الکترونیکی را کنترل کند، باید آن را با مدل و برند دستگاه مورد نظر هماهنگ کرد. این کار با فشار دادن کلیدهای مشخصی در ریموت کنترل و دستگاه الکترونیکی انجام می‌شود.

ریموت کنترل‌ها به دلیل قابلیت استفاده آسان و راحت، بسیار محبوب و در بسیاری از محصولات الکترونیکی، مانند تلویزیون، پخش کننده دیجیتال، دستگاه‌های صوتی و تصویری و دیگر دستگاه‌های الکترونیکی، استفاده می‌شوند.

fsk چی هست

FSK مخفف عبارت Frequency Shift Keying است و یکی از روش‌های مدولاسیون برای انتقال داده‌ها در سیستم‌های ارتباطی است. در این روش، داده‌ها به صورت دو سیگنال با فرکانس‌های مختلف، مدوله می‌شوند. هنگامی که داده‌ی منتقل شده به گیرنده می‌رسد، با توجه به تغییرات فرکانس، داده‌ها را بازیابی می‌کند.

در FSK، دو فرکانس مختلف به عنوان نماینده‌ی دو حالت دیجیتال یا بازه‌ی داده‌ای استفاده می‌شود. به عنوان مثال، یکی از فرکانس‌ها می‌تواند نماینده‌ی یک و دیگری نماینده‌ی صفر باشد. با توجه به اینکه فرکانس یک سیگنال برای مدت زمان ثابتی باقی می‌ماند، FSK برای مقاومت در برابر نویز و اختلالات در شبکه‌های ارتباطی مناسب است.

FSK در سیستم‌های ارتباطی، از جمله رادیو، تلفن همراه، مودم‌های دیتا و سایر دستگاه‌های ارتباطی استفاده می‌شود.

در این قسمت ما می خواهیم به یکی از کاربرد های سیستم های مخابراتی بپردازیم . ریموت کنترل های رادیویی که امروزه بسیار طرفدار و درخواست کننده دارند و برای مصارف مختلف مانند کنترل انواع جرثغیل ، کنترل از راه دور انواع روشنایی ، کنترل از راه دور انواع ربات ها و… کاربرد دارند.

در بازار انواع ریموت کنترل های رادیویی موجود می باشد که از لحاظ کاربری با هم متفاوت می باشند و هرکدام دارای مزایا و معایبی هستند.مثلا از لحاظ نوع مدولاسیون FSK و ASK و از لحاظ فرکانس در مدل های  315MH , 433MH ,915MH می باشند.

از دیگر تفاوت های ریموت کنترل ها موجود در بازار ولتاژ تغذیه مدار نوع خروجی انها می باشد که هنگام انتخاب باید به ان توجه شود.

در مورد اخر یعنی خروجی باید توجه نمود که ریموت کنترل برای چه نوع مصرفی استفاده می شود.مثلا اگر ریموت کنترل برای فرمان به کنتاکتور یا رله های قوی استفاده می شود لازم نیست خروجی بسیار قدرتمند داشته باشد و رله هایی با کنتاکت 7 یا 10 امپر برای ارسال فرمان قطع یا وصل کافی است ولی به صورت مثال در صورتی که ریموت کنترل بخواهد بصورت مستقیم به  یک موتور قدرت مانند پمپ اب یا به لامپ های روشنایی فرمان قطع یا وصل بدهد باید ار ریموت کنترل هایی با رله های قدرتمند استفاده نمود.

نکته دیگر هنگام خرید ریموت کنترل ها تعداد کانال های خروجی ان می باشد.ریموت کنترل های موجود در انواع تک کانال ، دو کانال ، چهار کانال ، شش کانال ، هشت کانال ، دوازده کانال و … موجود می باشد که نسبت به نیاز باید از انها استفاده نمود.

تنظیم کننده:محمد صادقی

تهیه شده توسط:  اروند الکترونیک

نشر مطلب توسط: فروشگاه قطعات الکترونیک dc-ac.ir

تنظیم کننده:محمد صادقی

از بدو اختراع الکتریسته و تولید وسائل برقی اولین نیاز منبع تغذیه وسائل برقی بود که این وظیفه را ژنراتورها یا پیل های الکتریکی انجام می دادند .

با شروع عمر الکترونیک نیاز به منابع تغذیه تفاوتهای بسیاری را به وجود آورد. اولا جریان مصرفی در دستگاههای الکترونیک بر خلاف دستگاهای برقی DC می باشدو دوما این دستگاهها برای کار به  ولتاژ بیشتری به نسبت دستگاههای برقی نیاز دارند و سوما اینکه به علت دقت و حساسیت این دستگاه ها  رگوله بودن و نبود هرنوع نویزوپارازیت ، در منبع تغذیه بسیار  بسیار مهم است.

پس در ابتدا به تبدیل ولتاژ به ولتاژ دلخواه را داریم در مرحله دوم تبدیل جریان AC به DC (در صورت استفاده از جریان AC در ورودی ) و در نهایت رگوله و فیلترینگ کردن جریان خروجی برای ما اهمیت دارد.

در ساده ترین روشها که هنوز هم در منابع تغذیه ساده و ارزان قیمت بسیار رایج است روش منابع تغذیه خطی می باشد در این روش در اولین مرحله جریان ورودی وارد ترانسفورماتور می شود تا به ولتاژ مورد نظر تبدیل میشود بعد از ترانسفورماتور مرحله یکسوسازی جریان AC مطرح می شود و در پایان با توجه به نوع و مصرف منبع تغذیه عملیات تغییر ولتاژ ، فیلترینگ ، رگولاتورها و … قرار می گیرند.

این منابع تغذیه سالهاست که وظیفه تولید توان کلیه دستگاههای الکترونیکی را بر عهده دارند اما معایب بسیاری نیز دارند که می توان از این معایب به بزرگی و سنگینی، هزینه نسبتاً بالا و نویز زیاد آنها اشاره کرد.

مشکل نویز را با اضافه کردن فیلترهای مختلف و بهینه سازی تولید منبع تغذیه  می توان تا حد بسیاری مرتفع و وزن و حجم زیاد (90% از وزن و حجم زیاد به علت ترانس بزرگ و سنگین در این نوع منابع می باشد)  این منابع زیاد قابل رفع نیست تا اینکه نظریه “منابع تغذیه  سوئیچینگ” در سال 1930 مطرح می شود و در  سال 1970 رسما تولید انبوه آن شروع و مورد استفاده قرار گرفت.

انتخاب بین یک منبع تغذیه خطی یا سوییچینگ می تواند براساس کاربرد آنها انجام شود.هر یک مشخصات مزایا و معایب خاص خود را دارند ، همچنین حوزه های متعددی موجود دارد که تنها یکی ازاین دونوع می تواند مورد استفاده قرار گیرند و یا کاربردهایی که یکی از بردیگری برتری دارد.

• نخست سادگی (طرح مداربسیار ساده است و با قطعات کمی  به راحتی پایدار میشود.)
• دوم قابلیت تحمل بار زیاد نویز ناچیز یا کم در خروجی و زمان پاسخ دهی بسیار کوتاه
• برای توان های کمتر از 10w ارزانتر از مدار های مشابه سوییچینگ تمام میشود.

(معایب این گونه منابع به طورکلی قابل رفع نیستند ولی به کمک طراحی بهتر قابل کاهش می باشند.)

• نخست آنکه تنها به صورت یک رگولاتور کاهنده قابل کاربرد هستند(ورودی باید حداقل 2تا 3 ولت بیشتر از خروجی باشد.
• عدم انعطاف پذیری تغذیه ، افزودن هر خروجی مستلزم اضافه کردن سخت افزار زیادی است.
• بهره متوسط چنین منابعی کم و نوعا 30%تا 40% است . این تلفات توان در ترانزیستور خروجی تولید حرارت می کند و نیاز به ترانزیستور قویتری را مطرح میکند،تاحدود 15w روشهای معمول مفید است ولی بیش از آن نیاز به سرمایش تحت فشار وجود دارد.

• افزایش راندمان به حدود 68% تا 90% کارکرد ترانزیستور در نواحی قطع و اشباع به انتخاب حرارت گیر یا خنک کننده و ترانزیستور کوچکتر منجر شده.
• به دلیل اینکه قدرت خروجی از یک ولتاژ DC بریده شه که به شکل AC  در یک قطعه مغناطیسی ذخیره می شود ، تامین می گردد. لذا با اضافه گردن تنها یک سیم پیچ می توان خروجی دیگری را به دست آورد ، که در مقام مقایسه بسیار ارزانتر و ساده تر تمام می شود.
• به علاوه به دلیل افزایش فرکانس کاری به حدود 50تا 60 KH اجزاء ذخیره کننده انرژی می توانند خیلی کوچکتر انتخاب شوند
• برخلاف منابع خطی ،در توان های خیلی بالا قابل استفاده هستند.
• همه این موارد به کاهش هزینه و توان تلفاتی وافزایش بهره دهی و انعطاف پذیری منجر می شود.

معایب این منابع ناچیز بوده و به کمک طراحی بهینه قابل رفع  می باشد.

اولا طرح  چنین منابعی اصولا مشکل و پیچیده است.

دوما نویز قابل ملاحظه ای از آنها به محیط انتشار می یابد و این اشکالی است که نباید در مرحله طراحی نادیده گرفته شود. و باکمک فیلتر و محافظ به نحو چشمگیری کاهش می یابد.

سوما به دلیل ماهیت کار این منابع که براساس برش یک ولتاژ DC استوار است ، زمان رسیدن ولتاژ خروجی به مقدار مطلوب در مقایسه با منابع خطی زیاد است. این زمان اصطلاحا زمان پاسخ ناپایدار نامیده میشود .

تمامی این موارد در جهت کاهش کارآمدی انعطاف پذیری و افزایش قیمت هستند ولی با طراحی بهتر قابل بهبود می باشند.

البته هر یک از این منابع حوزه های کاری خود را دارند ، عموما برای مدارهای با راندمان و ولتاژ بالا مثل مدارهای تغذیه شونده با باطری های قابل حمل تغذیه سوییچینگ برتری دارد، ولی برای ولتاژهای ثابت و کم منابع خطی ارزانتر و ارجح هستند.

اولین مزیت این منابع حجم کم آنها می باشد که به دلیل استفاده از ترانسفورماتور با سلف کوچک  این امر صورت می گیرد.

چرا که در منابع تغذیه سوئیچینگ ترانس کوچک می شود؟

در شار و فلوی تولیدی در هسته و سیم پیچ های ترانس فورماتور فرکانس نوسانات جریان مهمترین نقش را در طراحی دارد به این شکل که هر چه فرکانس بالاتر برود اثر مغناطیس شوندگی هسته و در نتیجه تاثیرات متقابل سیم پیچ ها افزایش پیدا می کند که به همین منظور می توان از هسته بسیار کوچکتری در فرکانسهای بالاتر (در یک توان ثابت) استفاده کرد.

دوم میدانیم که با توجه به روابط حاکم بر محاسبات الکتریکی با بالا رفتن فرکانس مقاومت سیم پیچ بالا می رود و در صورت نیاز به مقاومت ثابت در مدار منبع تغذیه باید از ظرفیت سیم پیچ و در نتیجه از تعداد دور آن کاست که این مسئله خود باعث کوچکی سلف تا ترانس مورد نظر می شود.

همانطور که از  مباحث فوق مشخص است اولین  هدف در مباحث منبع تغذیه، بالا بردن فرکانس می باشد. با توجه به اینکه مصرف و ورودی خود مدار تولید فرکانس (نوسان ساز) جریان مستقیم می باشد ، در ابتدای کار باید جریان ورودی به جریان DC تبدیل شود و وارد مدار نوسان ساز با فرکانس بالا شود در پایان این مرحله جریان برای ارسال به ترانس کوچک آماده است و بعد از خروج از ترانسفورماتور با توجه به قیمت و مورد استفاده منبع تغذیه سوئیچینگ می توان از یک مبدل DC و یک فیلتر خازنی ساده تا مدارات پیچیده تر برای تولید جریان بسیار با کیفیت تری را استفاده کرد.

همانطور که مشخص است بیشتر بافت منبع تغذیه سوئیچینگ را مدارات  الکترونیکی اشغال می کند که این مسئله باعث ارزانتر شدن سبک شدن و  کوچکتر شدن منابع تغذیه سوئیچینگ می شود (در منابع تغذیه خطی بخش زیادی از حجم ووزن به ترانسفورماتور مربوط می شود)

اکنون با توضیحات مختصری که درباره تغذیه خطی و سوئیچینگ داده شد مزایا و معایب این دو را بررسی می کنیم.

• افزایش راندمان به حدود 68 تا 90 درصد که باعث استفاده از ترانزیستور خنک کننده کوچکتر می انجامد
• بدلیل اینکه قطعه مغناطیسی (ترانس یا سلف) با کلیه جریان DC بریده شود کار می کند برای هر خروجی اضافی فقط کلیه سیم پیچ اضافی لازم داریم
• به علت افزیش فرکانس کاری به حدود 50 تا 60 کیلو هرتز (1000 برابر جریان برق شهر) ابزار ذخیره کننده انرژی مثل ترانس و خازن بسیار کوچک می شوند.
• برخلاف منابع خطي، در توانهاي خيلي بالا قابل استفاده هستند.

• اولاً طرح چنين منابعي اصولاً پيچيده است.
• نويز قابل ملاحظه اي از آنها به محيط انتشار مي يابد.( به علت فركانس كاري بالا)
• به علت ماهيت كار اين منابع ، كه با جريان DC برش دار كار مي كند زمين ولتاژ خروجي كندتر صورت مي گيرد.

براي توليد جريان معرفي قطعات مغناطيسي ( سلف و ترانس ) احتياج به يك جريان متناوب داريم. در منابع تغذيه سوئيچينگ براي بازده بالاتر سادگي كار و علكرد و بازده بهتر نيمه هادي ها كه فقط در نقطه قطع و اشباع مار مي كنند از يك ولتاژ DC برش خورده ( موج مربعي ) كه در هسته قطعه مغناطيسي به صورت AC ذخيره مي شود، استفاده مي گردد براي توليد اين موج مربعي مورد نظر با فركانس دلخواه از دو روش زير استفاده مي شود:

1- فوروارد
2-فلاي بك

در اين روش جريان ورودي به قطعه مغناطيسي با فركانس خاص دائم قطع و وصل مي شود كه باعث توليد يك جريان DC برش خورده يا يك موج مربعي منظم مي شود.مانند شکل 1-20 که تئوری این مدار را نشان می دهد.

در اين سيستم براي توليد جريان DC برش خورده جريان ارسالي به قطعه مغناطيسي و خازن دائم و با فركانس خاص در حال اتصال كوتاه شدن است ( شورت سير كوئيت ) كه همان نتيجه روش فوروارد را در بر دارد.

در شکل 1-21 نیز این مدار را مشاهده می نمایید.

1- فيلتر EMI

اين بخش از دو عنصر القاگر L₁  و خازن C₁ كه يك فيلتر را مي سازند، تشكيل شده است. وظيفه عمده اين قسمت:

• ممانعت از تشعشع راديويي در فركانس كاري و تزريق نويز حاصل از سوئيچينگ به خط تغذيه اصلي V_in .
• جلوگيري از ورود اسپايك هاي موجود در تغذيه V_in به مدار.

توجه : فركانس قطع اين فيلتر نبايد از 2 تا 3 برابر فركانس كار تغذيه بيشتر باشد.

2- خازن فيلتر ورودي:
شامل يك خازن است كه وظيفه ذخيره انرژي را برعهده دارد و معمولاً مركب از دو خازن است. يك خازن الكتروليت يا تانتاليوم براي مولفه هاي جريان در فركانس تغذيه و يك خازن سراميك براي مولفه هاي هارمونيك فركانس سوئيچينگ.

3- ترانسفورمر :
اين قسمت وظيفه ايزولاسيون DC و تغيير سطح ولتاژ را برعهده دارد.

4- سوئيچ قدرت :
براي اينكار از يك نيمه هادي قدرت استفاده مي شود. مي توان از يك ترانزيستورBJT استفاده كرد اما معمولاً از Mosfet هاي قدرت استفاده مي شود و چون هم جريان ورودي ( گيت ) بسيار ناچيزي دارند و هم براي كار در دو ناحيه قطع و اشباع ( سوئيچينگ ) بسيار مناسبند. حساسترين و آسيب پذيرترين قطعه در منبع تغذيه سوئيچينگ همين قطعه است.

5- يكسو كننده خروجي :
اين يكسو كننده ها ( ديودها ) وظيفه يكسو سازي ولتاژ خروجي را بر عهده دارند. براي اينكار استفاده از ديود هاي معمولي مناسب نيست و بايد از ديودهاي سريع و خيلي سريع استفاده كرد.

6-فيلتر خروجي :
وظيفه ذخيره انرژي در زمان روشني و ارائه آن را به بار در زمان خاموشي ترانزيستور برعهده دارد و رگوله و صاف كردن جريان خروجي را بر عهده دارد.

اكنون اقدام به بررسي آرايش كلي فرآيند توليد منبع تغذيه سوئيچينگ مي كنيم. چند عامل ممتاز كننده آرايش هاي مختلف شامل :

• حداكثر جريان اوليه كه تعيين كننده حد تحمل نيمه هادي قدرت است.
• مقدار ولتاژي كه بايد روي اوليه ترانس بيفتد.
• بخشي از ظرفیت مغناطيسي B-H ( مربوط به هسته اي كه انرژي را به شكل مغناطيسي در خود ذخيره مي كند ) كه اين نشان دهنده آن است كه كدام آرايش ترانسفورماتور كوچكتري را براي يك توان مشخص دارد.
• ايزولاسيون ورودي ، كه ايزولاسيون DC خروجي را از ورودي تامين مي كند. و اين اجازه را به طراح مي دهد كه خروجي هاي متعددي را به راحتي اضافه كند.
• قيمت و قابليت اطمينان: طراح همواره به دنبال طراحي با حداقل قطعه و هزينه بدون تاثيرگذاري سوء در عملكرد و يا بروز حالات ناخواسته است.

اولين مسئله در فرآيند توليد منبع تغذيه سوئيچينگ توان و ولتاژ منبع تغذيه مي باشد. براي انجام اين مهم بايد آشنا به موارد استفاده انواع رگولاتورهاي سوئيچينگ باشيم.

رگولاتورهاي سوئيچينگ فاقد ترانسفورماتور ايزوله كننده :

1. كاهنده Buck
2. افزاينده Boost
3. Buck & Boost معكوس كننده

ساده ترين سيستم در ميان رگولاتورها همين نوع مي باشد. اين رگولاتور داراي معايب بسياري است. اما با وجود تمام معايب توان تحويل بيش از w 1000 را به بار دارا مي باشد. اين رگولاتور نوعي رگولاتور فوروارد است.

شکل 1-22 نمایانگر یک رگولاتور باک است.

ساده ترين سيستم در ميان رگولاتورها همين نوع مي باشد. اين رگولاتور داراي معايب بسياري است. اما با وجود تمام معايب توان تحويل بيش از w 1000 را به بار دارا مي باشد. اين رگولاتور نوعي رگولاتور فوروارد است.

شکل 1-22 نمایانگر یک رگولاتور باک است.

اين نوع رگولاتور فلاي بك بوده كه عملكرد آن خيلي به عملكرد رگولاتور Boost شبيه است. به علاوه به عنوان يك رگولاتور معكوس كننده هم شناخته مي شود. اين نوع رگولاتور بسيار مناسب تر از دو نوع ديگر بوده و با وجود معايب خود بر دو نوع ديگر برتري دارد، اما توان تحويلي آن تا w  100 مي باشد كه خود جزء معايب آن است.

این نوع رگولاتور در شکل 1-24 نمایش داده شده است

استفاده از رگولاتورهاي ترانسفورمري بسيار متداولتر و مناسبتر است زيرا اين رگولاتورها به علت وجود عايق سيم ها در ترانس داراي ايزولاسيون بسيار بالا بوده و براي افزودن به خروجي ها تنها احتياج به افزودن يك سيم پيچ است و مزيت بزرگ ديگر اين رگولاتورها انتخاب هر ولتاژ ( كاهنده يا افزاينده ) بدون هيچ محدوديت تنها با تكيه بر محاسبات سيم پيچ ترانس محيا مي شود.

در اين رگولاتورها نيز دو نوع فوروارد و فلاي بك وجود دارد كه البته نوع كاربري اين دو نوع رگولاتور در آرايش تغذيه ترانس متفاوت است كه منجر به تقسيم بندي رگولاتورهاي ترانسفورمري به انواع زير مي شود

1- فلاي بك        2- پوش پول         3- نيم پل      4- تمام پل

اساس كار اين رگولاتور بسيار شبيه رگولاتور (Boost) است با اين تفاوت كه از يك سيم پيچ ثانويه در كنار سلف اين رگولاتور كمك گرفته شده است

اين روش كه نوعي فوروارد است داراي مزاياي بسياري است كه مي تواند تواني تا 3 برابر نوع فلاي بك را توليد كند.

بزرگترين اشكال اين منابع تغذيه غير همسان بودن دو ترانزيستور آنها مي باشد. كه اين مسئله باعث غير متوازن شدن جريان تحويلي به ترانس و فشار نامناسب بر روي خود ترانزيستورها مي شود. براي همين منظور طراحان روش هاي نيم پل و تمام پل را ترجيح مي دهند.

شکل 1-25 یک رگولاتور پوش پول است

در اين طرح اوليه ترانس داراي يك سيم پيچ است و به علت اينكه اين نصف ولتاژ ورودي مستقيم روي سيم پيچ مي افتد، خطر اشباع وجود ندارد.

شکل 1-26 نمایانگر این موضوع می باشد.

اين نوع رگولاتورها در محدوده w50 تا w 500 مناسبترين انتخاب هستند. در توانهاي كمتر نوع فلاي بك و در توان بالاتر تمام پل توصيه مي شود

در اين نوع منابع تغذيه از 4 ترانزيستور براي تغذيه اوليه ترانس استفاده شده است كه اين مسئله باعث انتقال تمام ولتاژ ورودي بر روي اوليه ترانس مي شود.

اين روش جريان عبوري را كاهش داده و امكان انتقال توان را تا حد قابل توجهي افزايش مي دهد. محدوده مناسب عملكرد اين رگولاتورها w400 تا چند كيلو وات است

در شکل 1-27 نمونه از ان نمایش داده شده است

درنهایت شکل 1-28 زیر یک جمع بندی از مطالب گفته شده تا کنون را نمایش می دهد

ترانزيستورها از بدو ورود منابع تغذيه سوئيچينگ يكي از مهمترين وظايف را در توليد اين منابع ايفا كرده اند. بخش سوئيچ دستگاه كه همان برش دهنده جريان DC يا توليد يك موج مربعي با توان بالا در مدار مي باشد، بدون استفاده از ترانزيستورها ممكن نيست.

اولين ترانزيستوري كه به نظر مي رسد يك BJT با فرمان گرفتن از يك مدار ديگر كه مي تواند ترانزيستوري يا IC دار باشد شروع به سوئيچ كردن مي كند كه به معني استفاده از ترانزيستورها در ناحيه قطع و اشباع مي باشد.

اين مسئله كمك زيادي به نيمه هادي براي بازدهي بالا و توان مناسب توليدي آن مي كند اما خود BJT كاملاً خطي نبوده و مشكلاتي مانند زمان خاموش شدن زمان روشن شدن و … دارد.

در اولين ديدگاه فركانس توليدي ما بسيار محدود مي شود كه خود از معايب بزرگ است. در مرحله بعد مي توان مشاهده كرد كه حتي در فركانس هاي مناسب هم BJT موج مربعي مناسبي را در خروجي خود به همراه ندارد كه خود باعث مشكلات فراواني در هسته قطعه مغناطيسي مي شود كه بازخورد اين انرژي هاي ناخواسته ممكن است باعث آسيب رسيدن به خود نيمه هادي نيز شود.

مشكل ديگر مصرف جريان در بيس BJT است كه خود باعث بروز چند مشكل مي شود. يكي خود مصرف و نياز بيس به جريان و زمان تامين جريان كافي باعث اشكال ناخواسته در خروجي موج مربعي موردنظر مي شود. اين مشكل تا حدي بوسيله مدارات ديگر قابل رفع است.

مدارات هدايت بيس معمولاً خود شامل يك يا چند ترانزيستور ديگر مي باشد. از نظر كلي هر چند BJT ها در ناحيه اشباع با بازده بالاتري كار مي كنند، اما ساختار كلي آنها مناسب براي كار در ناحيه فعال مي باشد كه به همين دليل و دلايل ذكر شده در بالا طراحان معمولاً از استفاده BJT ها در مدارات سوئيچينگ كمتر استفاده مي كنند. و به جز مدارات محدود كه در استفاده هاي خاص مي باشد و اولين و قديميترين مدارات سوئيچينگ كمتر مورد استفاده قرار مي گيرند و بيشتر نظرها به سوي نيمه هادي هايي جلب مي شود كه براي سوئيچينگ مناسب باشند

ماسفت هاي قدرت به عنوان بهترين ابزار سوئيچ هاي شناخته شده اند. اين نيمه هادي ها مي توانند با سرعت 10 برابر BJT ها در شرايط يكسان سوئيچ كنند. ماسفت ها به جريان بسيار كمتري به نسبت BJT ها براي رسيدن به اشباع احتياج دارند و تحريك آنها با اعمال ولتاژ به گيت ( بدون احتياج به جريان) صورت مي گيرد.

ولتاژ ورودي آنها بالا بوده (حدودv10) كه اين در مقايسه با BJT ها V_BE 7/0 ولت احتياج دارند، بسيار مناسب است، زيرا كم كردن ولتاژ خود باعث بروز بسياري از عوارض ناخواسته مي شود.

يك راه انداز مناسب با سرعت حدود hs 30 تا 50 كار مي كند، بهترين طراحي ها براي جلوگيري از تلفات حرارتي انتخاب زمان هاي كمتر از يك ميكروثانيه مي باشد (فركانس يك مگاهرتز) البته Mosfet ها با تمام مزايايي كه دارند داراي معايب بسياري نيز مي باشند كه در طراحي بايد در نظر گرفته شوند. اين معايب عبارتند از

اين پديده اين است كه در BJT ها نيز وجود دارد و فقط با توجه به ساختار متفاوت آنها نحوه بروز آن تاحدي متفاوت است. سهم عمده اين مشكل در اثر امپدانس نشتي سيم پيچ هاي ترانس يا يكسو كننده هاي پارازيت دو قطبي ناشي از ديودهاي پارازيتي دوقطبي ايجاد مي شود

پارامترهاي مهم در انتخاب يكسوكننده ها در منابع سوئيچينگ به اين قرار هستند:

• افت ولتاژ مستقيم
• زمان احياي معكوس
• زمان احياي مستقيم
• ولتاژ بلوك كننده معكوس

با كمترين افت هدايت و سرعت مناسب (lonsec)، اما ولتاژ قابل تحمل كم حدود v100 و جريان اشباع معكوس زياد مي باشد، براي ولتاژ كم و جريان زياد مناسب است

اين ديودها ولتاژ هدايت زيادي دارند (حدود يك ولت) زمان هدايت معكوس حدود 35 تا 50 نانوثانيه و به علاوه ولتاژ شكست معكوس آنها بيش از v1000 است

اين گونه ديودها افت ولتاژ مستقيم بيشتر و زمان احياء معكوس نسبتاً طولاني تري در مقايسه با ديودهاي فوق سريع دارند (nsec200و v4/1). ارزانتر از ديودهاي فوق سريع مي باشند.مناسب استفاده ما مي باشد

اين ديودها در سوئيچينگ استفاده اي ندارند و تنها در منابع تغذيه H_z 50 مناسب هستند

امروزه بسياري از اعمال كنترلي منابع سوئيچينگ بوسيله Ic ها صورت مي گيرد كه اين امر بسيار به كوچك شدن و با كيفيت شدن مدارات كمك مي كند. در يك منبع تغذيه سوئيچينگ مناسب اگر طراح از يك تراشه مناسب كمك بگيرد،

تنها چند قطعه كه مجتمع كردن آنها ممكن نمي باشد مانند قطعات مغناطيسي، قطعات قدرت و خازن هاي بزرگ بايد در بيرون مدار تراشه قرار بگيرمد. البته در عمل اين يك حالت ايده آل است و به واقعيت فقط نزديك است. شباهت هاي فراواني بين Ic هاي مدارات سوئيچينگ وجود دارد كه به اين قرار هستند:

• يك نوسان ساز كه در فركانس پايه كار مي كند و موج مثلثي جهت استفاده در PWM را توليد مي كند.
• راه انداز خروجي كه توان كافي را جهت به كارگيري در مقاصد كم و(ميانه) متوسط توليد مي نمايد.
• ولتاژ مبنا كه ولتاژ پايه را جهت مقايسه خروجي ها و همچنين يك ولتاژ پايدار براي ساير بخش ها توليد مي كند.
• تقويت كنننده ولتاژ خط كه با بهره بالا ولتاژ مقايسه اي را بين ولتاژ خروجي و ولتاژ مبناي پايدار تامين مي كند.
• يك مبدل خطا. مبدل ولتاژ به فرض پالس كه DC خروجي را متناسب با سطح ولتاژ خط تنظيم مي كند.

با توجه به نوع طراحي و مصرف مي توانيم از :

• كنترل كننده هاي حالت ولتاژ
• كنترل كننده هاي حالت جريان
• كنترل كننده هاي حالت شبيه رزنانس

استفاده كرد. با توجه به نوع نياز طراحي بايد نياز به هر گروه را تشخيص داده و از Ic مورد نظر استفاده كرد. چند تراشه معروف در سه كاربرد فوق به قرار زير هستند:

الف) تك خروجي:

NE5560-MC34063-UA78S40-MC34060-SG1524

ب) جفت خروجي:

TL494/495-SG1525/26/27

الف) تك خروجي:

MC34065-MC34129-UC3842/43/45

ب) جفت خروجي:

CU3825

UC3860ZCS-LD405ZCS-MC34066ZCS

يكي از مهمترين قسمتهاي يك منبع تغذيه بخش مغناطيس يا ترانسفورماتور آن است(از بررسي سلف ها به علت موارد استفاده محدودتر صرف نظر مي كنيم) و در ضمن يكي از دلايل ساخت مدارات سوئيچينگ نيز همين برطرف كردن مشكلات بخش مغناطيس در منابع تغذيه مي باشد.

محاسبات ترانسفورماتورها داراي فرمول هاي مغناطيسي ثابت هستند كه با توجه به فركانس، ولتاژ و جريان ترانس مورد نظر محاسبه مي شود. اگر فركانس كاري ثابت در نظر گرفته شود، مي توان در فرمول ها آنرا به صورت ثابت هاي فرمولي فرض كرد و فرمول ها و روابط بدست آمده ساده تري را بكار برد.

عمليات حفاظت:

بعد از مرحله طراحي و توليد منبع تغذيه سوئيچينگ بايد احتمالات حالات غير منطقي در نظر گرفته شود و براي جلوگيري از آسیب هايي كه ممكن است در صورت بروز اين حالات به منبع تغذيه يا بار وارد شود، اقدامات پيشگيرانه لازم انجام گيرد.

نخست بايد كليه عوامل ايجاد ناامني براي منبع تغذيه و بار را شناسايي كرد

1- شرايط معكوس ،كاري خط AC ورودي

الف – افت خط AC

ب- حالت سوختن خارجي

ج- نشتي و حالت گذرا

د- حالت ورودي DC مغاير

و- حالت ولتاژ كم

ن- حالت ولتاژ زياد

ه- افت خروجي

2- حفاظت از بار در مقابل تغذيه و خودش:

براي جلوگيري از اتفاقات پيش بيني شده و محتمل براي بار مي توان از روش هاي زيراستفاده كرد :

الف- استفاده از ديود زنر

ب- اهرم ولتاژ فوق العاده

ج- روش هاي سخت افزاري براي مقابله با حالت جريان بيش از حد

3- محدود كردن جريان و فيزيك :

براي ثبات كلي موارد ايمني پایه كار مي توان از تجهيزات ساده الكترونيكي مثل فيوزها، خازن هاي بزرگ و … در طراحي، سود جست كه خود مانع بسياري از اتفاقات نامطلوب در منبع تغذيه و بار خواهند بود.

طرح منبع تغذیه و سیستم زمین

طرح زمین در منبع تغذیه سوییچینگ به دلائل تاثیر در پایداری سیستم و ایجاد قابلیت اطمینان بالا در سیستم مهم است دانستن این مسائل برای مهندس طراحی حیاتی است .

همچنین مهندس طراح باید مراقب طراحی داخل تغذیه هم باشد طراح مدار چاپی تغذیه جایی است که می تواند دردسر زیادی ایجاد کند و اطمینان کمی به همراه داشته باشد .

در اغلب طرحهای دستی و همه طراحی های خودکار کامپیوتری زمین خطی است که ولتاژ DC صفر دارد و همانند یک چاه نامحدود جریان، عمل می کند برای هر مقدار جریانی که به داخل آن ریخته شود ( جریان دهی زمین نباید فراتر از حد پایداری باشد)  .

یک زمین خوب باید مشخصات را داشته باشد :

بازگشت جریان مصرفی توسط مدار به منبع

تزویج مدارهای مرتبط با یکدیگر

در منابع تغذیه سوییچینگ طیف های بسیار گسترده ای از مولفه های فرکانسی بالا و پایین با چگالی جریان بالا وجود دارند چنین مولفه های جریانی توان تبدیل شدن به ولتاژ را در امپدانس های مسیر PCB دارند این اندوکتانس های معادل به صورت سری با مسیر جریان قرار گرفته اند ، و متناسب با جریان ارسالی بزرگتر می شوند . طرح زمین از اندوکتانس های سری پارازیتی ایمن نخواهد بود.

زمین مشابه ، ماتریسی از اندوکتانس ها در هر جهت از طرح عمل می کند . این اندوکتانس ها از مقادیر مشابه در PCB های تک مسیره خیلی کوچکتر هستند . مولفه های بالا تمایل به تخریب مسیر خود دارند .

در منابع PWM معمولاً ارتباط زمینها سه مسئله را ایجاد می کند :

ولتاژ ریپل

جریان AC  اشتراکی در خازن های موازی

پایداری حلقه بسته تغذیه و سطوح RFI و EMI

در مورد خازن ها مسیرهای PCB علاوه بر اندوکتانس ESL مقاومت سری  ESR را هم به مدار اضافه می کنند و این قابلیت محلی خازن را متاثر می کند . از اینرو کاهش قابلیت خازن را به همراه دارد

در این حالت خازنی که مسیر کوتاهتری دارد انرژی بیشتری را نسبت به خازن دیگر که مسیر طولانی تری دارد جذب می کند جریان ربپل مرتبط با بخش کنترل باید آنقدر که ممکن است کم نگاه داشته شود چرا که تقویت کننده ها به تغییرات چند میلی ولت در ورودیهایشان حساس هستند.

اگر زمین جریان کم مربوط به بخش کنترلر با زمین جریان زیاد مخلوط شود ولتاژ تولید شده توسط اندوکتانس های پارازیتی به صورت حسابی با ولتاژ بازخورد یا سیگنال جریان جمع می شوند. تقویت کننده ها به تغییرات چند میلی ولتی حساس هستند به علاوه جریان زیادی که مسیر را تحت تأثیر قرار دهد نمی کشند.

هنگام ترکیب زمین کنترل و قدرت پایداری ولتاژ مشکلتر می شود. هر چند غیر ممکن نمی شود. در مقاصد غیر ایزوله زمین کنترل باید مستقیما به ترمینال زمین خروجی متصل گردد به دلیل اینکه بخش خروجی نسبت به نویز خیلی صبورتر است. سرانجام اینکه طرح زمین خوب در ارتباط نزدیک با  مسائل EMI و RFI قرار دارد. در هر منبع تغذیه سه نوع زمین وجود دارد.

 زمینهای منابع تغذیه:

اولین زمین مسیر برگشت اولیه ترانسفورمر و سوییچ قدرت که باید به خازن bulk ورودی که  منبع جریان لحظه ای است اتصال یابد.

زمین دوم شامل ثانویه ترانسفورمر و فیلتر خازن خروجی است. در اینجا هم شامل پیک جریان و شکل موجهای جریان ثانویه است. سومین زمین، زمین کنترل است که شامل همه زمینهای پیرامون IC می باشد. همه این زمینها در یک نقطه به هم اتصال یافته اند.

جریان قدرت بالا نباید اجازه هدایت در این مسیر را پیدا کند، خازن های به کار رفته باید مشخصه فرکانسی خوبی داشته باشند این خازن ها باید توان حذف مؤلفه های فرکانس بالا را دارا باشند، تا یک مدار ساکت آنالوگ را فراهم آورند. این مؤلفه های فرکانسی توان تبدیل شدن به تشعشعات RFI و EMI را دارند. یک سیستم زمین خوب را نمایش می دهد هر یک از خازن های به کار رفته مشخصه فرکانسی مطلوبی دارند به علاوه برای جبران اثرات فرکانس بالا خازن های ویژه ای هم به موازات آنها قرار گرفته اند.

استفاده از اسنوبر و کلمپر در یک منبع تغذیه به منظور کاهش اثرات مرگبار اسپایک های ولتاژ تولیدی و کاهش تشعشعات RFI و EMI انجام می گیرد.

دامنه و شکل این اسپایک ها می تواند به فراتر از نواحی کاری بایاس مستقیم و معکوس FBSOA و RBSOA تجاوز کندجهت ولتاژ و تغییرات جریان مرتبط با یک اسپایک  می تواند به راحتی RFI تولید کند که در محیط پراکنده می شوند.

لازم به ذکر است که افزون بر اسنوبر یا کلمپر تنها به عنوان آخرین راه حل مطرح است.کار بیشتری هنگام طرح «طرح مدار چاپی» PCB و ترانسفورمر و انتخاب عنصر می تواند انجام گیرد. اگر نیاز به  اسنوبر برطرف نشد این کار عملا بعد از تولید نمونه های اولیه می تواند انجام گیرد.

شکل فیزیکی و انرژی داخلی یک اسپایک ولتاژ کاملا می تواند توسط اندوکتانس ها و خازن های پارازیتی موجود در طرح مدار چاپی و طرح ترانسفورمر تعیین گردد. و پیش از اضافه کردن حفاظت طرح نهایی محسوب نمیشود. این طرح حفاظت نباید تلفات اضافی به مجموعه بیفزاید مگر آنکه یقینا لازم باشد.

امکان وقوع خطاهای بسیاری هنگام استفاده از اسنوبر یا کلمپر وجوددارد. هر دوی اینها تمایل به کاهش پیک اسپایک را دارند و دو وظیفه متفاوت را انجام می دهند.

مهمترین چیز این است که طراح بداند چه چیزی باید حفاظت شود عموما این نیمه هادی قدرت است، ترانزیستور دو قطبی یا  MOSFET ، ترانزیستورهای قدرت، ولتاژ بالا را خیلی بهتر از MOSFET ها تحمل می کنند به علاوه در مقابل شکست بهمنی در مقایسه با MOSFET خیلی مقاومتر هستند ولی ترانزیستورهای قدرت شکست ثانویه دارند و مسئله ازدحام جریان که در زیر ولتاژ بهمنی رخ می دهد.

نواحی عملکرد ایمن توسط SOA مشخص شده است مشکل هنگامی بروز می  کند که بخواهیم ترانزیستور (نیمه هادی) را در SOA خاموش و روشن کنیم، و تعیین مقادیر مجاز حداکثر لحظه ای ودایم I  و V. در ترانزیستور نواحی RBSOA برای خاموش سازی و FBOSA برای روشن کردن و متناظرا برای MOSFET منحنی های SSOA و FBSOA  وجود دارد اگر هر نقطه کاری خارج از SOA قرار بگیرد نیمه هادی آماده سوختن است.

ممکن است سوختن بلادرنگ رخ ندهد یا حتی در نمونه های اولیه هم اتفاق نیفتد ولی یکجا دستگاه خواهد سوخت. و لذا طراح باید شکل موجهای جریان و ولتاژ سوییچ را در ناحیه SOA مورد مطالعه قرار دهد. و عملیات مناسب در طرح را انجام دهد. دیودهای کلاسیک و برشگر کلمپ زنر منحصرا برای شرایط فوق ولتاژ یا شکست بهمنی مورد استفاده قرار گیرند.

و این هنگامی است که اسپایک های ولتاژ از محدوده V_ceo یا V_dss بدون تجاوز به ناحیه شکست ثانویه یا ازدحام جریان، تجاوز می کنند. اگر دیود برشگر یکسو کننده بخواهد بکار رود دیود باید از نوع دیودهای با زمان بازیافت خیلی سریع باشد. و این به خاطر آن است که زمان بازیافت مستقیم (زمان روشن شدن دیود) مربوط به یک دیود فوق سریع از همه پیوندهای P-N کوتاهتر است.

و این زمان به منظور آغاز زمان برش اسپایک ها به سرعت هر چه تمامتر لازم است. دیودهای کندتر به ولتاژ اسپایک اجازه افزایش به مافوق ولتاژ طرح شده را می دهند، پیش از آنکه دیود شروع به هدایت کند. (انرژی موج اسپایک به یک امپدانس کوچک چاه sink می کند) همه دیودهای زنر خطی سریع شروع به هدایت می کنند ولی یک امپدانس سری از خود به نمایش می گذارند که این می تواند به اسپایک اجازه افزایش به ولتاژی بیش از ولتاژ زنر را بدهد، که وابستگی بیشتری به ولتاژ اسپایک و امپدانس زنر Z_zt  دارد.

برش های دیودهای یکسوگر نوعا به خازن فیلتر ورودی bulk باز می گردند(جهت بازیافت ). در حالی که انرژی داخل زنر به صورت E × I تحمل و تلف می شود. تغییر در سطح برش دیود آن چیزی است که برش نرم نام دارد. این برشگر انرژی را به یک چاه «چاه نرم انرژی» مانند یک خازن با اندازه متوسط بر می گرداند. برای استفاده از این طرح ،طراح باید انرژی اسپایک را برای اندازه خازن بهینه بداند. سپس ولتاژ اسپایک در خازن نگاه داشته می شود. این روش نه تنها اسپایک ها را می برد بلکه لبه های آنها را هم شکل می دهد که می تواند به ممانعت از شکست ثانویه و ازدحام جریان کمک کند. ولتاژ برش ورودی و پیک ولتاژ می تواند به وسیله D.C ولتاژ ورودی تغییر کند.

هر دو ثابت زمانی شارژ و دشارژ خازن باید به دقت برای محاسبه دینامیک رنج ورودی منبع تغذیه محاسبه شوند. لازم به ذکر نیست که در اینجا هم دیود باید یک دیود فوق سریع باشد.

روشی که در تغذیه های فلای بک به کار گرفته می شود. سیم پیچ کلمپ نام دارد. یا به دلیل اینکه تغذیه فلای بک ترانسفورمرش را جهت تغذیه ذخیره انرژی به کار می گیرد و در زمان ما بین خاموش کردن سوییچ قدرت و روشن شدن یکسو کننده منحنی کاملا بی بار می شود اسپایک های ولتاژ تولیدی کاملا می توانند بریده شوند. سیم پیچی کلمپ یک سیم پیچ با نسبت 1:1 است، که هدایت و بازگشت انرژی را به خازن فیلتر ورودی در طی دوره بی باری بر عهده دارد.

که باید به دقت با سیم پیچی اولیه یکسان باشد به خاطر اینکه نه تنها انرژی را حمل کند بلکه تزویج خازنی را با اندوکتانس نشتی سیم پیچ اولیه را هم ایجاد کند. اگر به خوبی تزویج نشده باشد سیم پیچ کلمپ عمل نخواهد کرد و نتیجه ای حاصل نخواهد شد. در این صورت یک برشگر خارجی یا اسنوبر باید اضافه شود. به دلیل برگشت انرژی به اولیه تلفات قابل ملاحظه ای به شبکه اضافه نمی شود. سرانجام، اسنوبر با ملاحظات خاصی در تغذیه های فلای بک مورد استفاده قرار می گیرد.

که هدف آن کنترل نرخ گذاری اسپایک و شکل پیک آن است. این راه به علاوه عملی ترین شکل پرهیز از شکست ثانویه وازدحام جریان می باشد(در ترانزیستور دو قطبی).

تئوری کاربرد آن براساس ساخت مدار “tune” شده با اندوکتانس های پارازیتی و خازن  های میرا شونده فیزکی مسیرهای طرح مدار چاپی و ترانسفورمر استوار است. در اختصار اسنوبر، راکتانس های پارازیتی یک مدار تانک “lossy” را می سازد. به دلیل پراکندگی خازن ها و سلف های پارازیتی در میان عنصرهای پیرامون طرح مدار چاپی، تعیین محل سرچشمه و اندازه گیری آنها مشکل است و لذا مدل سازی برای آن غیر ممکن می باشد. و طراح نمی تواند با مقادیر به صورت جعبه سیاه روبرو شود و معادله ساده ای برای مدل کردن مقادیر عنصرها وجود ندارد.

روشی مطابق پروسه بعدی قابل اجرا است.

1-قراردادن پروپ ولتاژ اسیلوسکوپ در نزدیکترین نقطه ممکن به عنصری که می خواهد اسنوب کند. (زمین را در حداقل فاصله ممکن قرار دهید). سپس پیک و فرکانس موجک ها را  اندازه گیری کنید.

2-قراردادن یک خازن خیلی کوچک به موازات عنصری که می خواهد اسنوب کند و افزایش خازن تا اینکه فرکانس موجک ها «رینگینگ» به نصف کاهش یابد (در مقایسه با فرکانس در غیاب خازن) در این حالت مجموع خازنهای پارازیتی برابر نصف   خازن اضافه شده است.

3-محاسبه مقدار بهینه مقاومت اسنوبر به وسیله رابطه :

4-اضافه کردن این مقاومت به صورت سریال به خازن اضافه شده (امکان تغییر مقدار این مقاومت جهت نیل به پیک ولتاژ مطلوب وجود دارد).

توجه : توان تلف شده به وسیله اسنوبر توسط رابطه دمپینگ P_s = CF. (V_P.P)² محاسبه می شود. F فرکانس کاری تغذیه، V_P.P ولتاژ پیک توپیک در طی خازن اسنوبر است.

این تقرب[1] به مقادیر خیلی خوبی برای عنصرهای اسنوبر منتهی می شود. توان تلفاتی اسنوبر امکان دارد به مسئله ای در توان مصرفی منجر شود. افزایش مقاومت و کاهش خازن توان تلفاتی در اسنوبر را خواهد کاست ولی فاکتور دمپینگ بدتر می شود و پیک ولتاژ اسپایک را افزایش خواهدداد، طراح توان تلفاتی در اسنوبر را باید فراموش کند.

استفاده از اسنوبر یا برشگر باید آخرین راه حل باشد. مهم  این است که طراح با سایر طرحها هم آشنا باشد در صورت نیاز طراح باید از انتخاب طرح بهینه آگاه باشد.

ایجاد انتشار، و تداخل امواج در حوزه های رادیویی و الکترومغناطیسی مسئله خاصی را در منابع تغذیه سوییچینگ مطرح می کنند. تغییرات خیلی سریع در شکل موج جریان با چگالی بالا در منابع تغذیه سوییچینگ PWM منبع این تشعشعات هستند. در طرحهای نوین، منابع تغذیه سوییچینگ PWM به فرکانس کاری 5/0 تا MHz1.

نائل شده اند که آنها را جهت تشعشعات رادیویی به محیط اطراف بالقوه آماده تر می کند. در این حالت طیف فرکانسی تشعشعات حاصله از سوییچ قدرت تحت کنترل تحت فشار تا صدها مگاهرتز هم خواهد رسید. کنترل تشعشعات RFI و EMI احتمالا تاریکترین نقطه در طراحی منابع تغذیه سوییچینگ است.

کلیه کارهای انجام گرفته توسط طراح مادامی که عملا مورد آزمایش قرار نگیرند اطمینان بخش نخواهند بود. و این شک نگرانی هایی را برای طراح در طی پروسه طراحی ایجاد می کند.

نقطه شروع کنترل تشعشعات طرح خود رگولاتور است. نخست آنکه همه شاخه های جریان بالا هرچه ممکن است کوتاهتر انتخاب شوند، سوییچ های قدرت دیودها و ترانسفورمرها و خازن ها به صورت فیزیکی هر چه تمامتر به یکدیگر نزدیک باشند.

سپس طراح باید همه حالات گذرا را  ملاحظه کند؛ آیا اسپایک وجود دارد، آیا تغییرات سریع  وجود دارد، در صورتی که پاسخ مثبت باشد، مثلا شاید استفاده از اسنوبر و برشگر مفید باشد، و یا اینکه طرحهای فراوانی برای زمین جریان بالا مطرح است. (به خاطر داشته باشید کمی پرهیز و جلوگیری از بسیاری درمان بهتر است).

در نهایت استفاده از شیلد توصیه می شوند، شیلدها به منظور به دام انداختن و نابودی هر گونه تشعشعی طرح شده اند و براساس تئوری گره گاوس کار می کنند. به ویژه آنکه شیلد باید مولد تشعشعات را کاملا  احاطه کند و پیرامون آن را به یک زمین خوب اتصال دهد هر نقطه از شیلد باید مقاومت بسیار کوچکی تا زمین داشته باشد و اگر نه کارایی آن به نحو چشمگیری کاهش می یابد. شیلدهای تک لایه در مقایسه با شیلدهای چند لایه حفاظت کمتری را در مقابل تشعشع به عمل می آورند این شیلدها سیمهای حامل جریان بالا را هم باید در بر گیرند.

حدود مجاز تشعشع برای هر ناحیه تفاوت دارد و این به دلیل طیف فرکانس رادیویی محلی است. تعیین این حدود بر عهده دولتهای محلی است در ایالات متحده کمیته فدرال FCC کار تعیین این حدود مجاز را بر عهده دارد. محدوده مجاز برای اتحادیه اروپا در شکلهای به نمایش درآمده است. رعایت این معیارها اهمیت بالایی دارند و لذا این آزمونها را  خیلی سبک نگیرید.

هر یک از کشورهای صنعتی استانداردهای ایمنی خود را به منظور کسب اطمینان از اینکه مصرف کننده یا تعمیرکار مرتبط هنگام استفاده یا انجام تعمیر از ایمنی کامل برخوردار باشد تدوین کرده اند محدوده اجرای این قوانین مرزهای جغرافیایی این کشورها است مگر آنکه کشور دیگری شمول این قوانین را برای اتباع و محدوده خود بپذیرید.

برای تجهیزات الکترونیکی واژه ایمنی به معنای این است که محصول شوک ایجاد نکند. آتش نگیرد، و یا حالات ناخواسته را به افراد کاربر تحمیل نکند، همچنین از یک درجه امنیت قابل قبول برای تعمیرکار برخوردار باشد.

اگر تلاش به عرضه محصولات خود را در هر جای دنیا دارید باید از اهمیت خاص خودش نزد شما برخوردار باشد. برای منابع تغذیه نیازهای ایمنی مضاعفی وجود دارد این گونه منابع نه تنها باید با نیازهای ایمنی خودشان بلکه با نیازهای مربوط به مصرف کننده و سایر قسمتهای دستگاه نیز روبرو شوند.

آژانس های مختلف تعیین معیارهای ایمنی در همه دنیا وجود دارد، هر چند در مواردی همچون اتحادیه اقتصادی اروپا (EEC ) و آمریکای شمالی همگرایی و یکسان سازی استانداردها تجارب موفقی را به نمایش گذاشته اند. ولی تمایل به داشتن معیارهای جداگانه هنوز هم وجود دارد.

آژانس های نظارتی در آمریکای شمالی عبارتند از :

• UL در ایالات متحده
• CSA در کانادا

در کشورهای عضو اتحادیه اروپا استانداردهای مشترک به وسیله کمیته بین المللی الکتروتکنیک تدوین یافته است و این در حالی است که حدود12 آژانس نظارت کننده در اروپا وجود دارد.

ولی آژانس های اصلی نظارت کننده VDE برای آلمان غربی و BSI در انگلستان است. و کمپانی هایی که به کشورهای خارجی خدمات ارائه  می دهند وجود دارند. این شرکتها عموما  معیارهایی را که سایر کشورها با آنها  کار می کنند مورد آزمون قرار می دهند. ( به جهت انطباق با استانداردهای ذکر شده ).

هر چند که ممکن است مقصود نهایی نباشد ولی به جهت دسته بندی مفید است. برای منابع تغذیه و بعضی محصولات جدول 9-1 تدوین شده است. برای ایجاد احساس پذیرش پاره ای از موارد مؤثر در اینجا فهرست شده اند :

1-نشان گذاری و برچسب چسباندن، نکات مهمی همانند : محدوده ورودی خروجی  نوع قدرت ورودی و مشخصات آن (فرکانس…)، کلاس عایق کاری، بار نامی … باید به وسیله برچسبی که به خوبی چسبیده باشد در محدوده مناسب نصب گردد.

2-فاصله گذاری[1] و عایق کردن هادیها، عبارت است از حداقل فاصله بین هادیهایی که در اختلاف پتانسیل نسبت به یکدیگر قرار دارند. چنانکه جداسازی تنها به وسیله هوا مابین هادیها انجام گیرد آن را فاصله آزاد گوییم و اگر این کار به وسیله عایق انجام شود آن را جهنده می نامیم.

برای V_RMS 250، cl و cr عبارت است از حداقل mm3 بین خطوط ورودی و mm8 مابین خطوط ورودی و خروجی. این نیازها می توانند با قرار گیری یک عایق تأیید شده بین هادیها تأمین گردند.

3-ولتاژهای مخاطره آمیز، کلیه ولتاژهای بالاتر  از V5/42 و توان جریان دهی بیش از A8 برای اشخاص در صورت تماس با بدن خطرناک هستند، مادون  این ولتاژها (SELV) نام دارد که باید به صورت فیزیکی از ولتاژهای مخاطره آمیز جدا و عایق شوند.

4-خطای کاربر (اپراتور): اپراتور نباید آگاهانه اعمال مخرب انجام دهد، مدار باید در مقابل رخداد چنین حوادثی ایمن باشد(مثلا اتصال ولتاژهای غیر مجاز…) حتی ممکن است نیاز به قفلهای داخلی برای برش ولتاژهای اعمالی از خارج باشد. (تعیین لزوم، محدوده و چگونگی چنین حفاظتهایی وظیفه طراحان با تجربه است).

5-سیم کشی : همه سیمهای داخل دستگاه باید به عایقی با مقاومت بیشتر از حداکثر ولتاژ موجود در دستگاه مجهز باشند.

6-بسته بندی : جعبه یا حفاظ باید ازجنس عایق انتخاب شود و در صورتی که فلزی است باید به زمین اتصال یابد این اتصال و سایر اتصالات زمین به وسیله سیمهای سبز یا سبز زرد باید انجام گیرد. مقاومت هر نقطه از زمین (شامل حفاظ و کلیه سطوح و سیمهای رابط به زمین) نباید از مقدار 1/0 اهم برای جریان A25 تجاوز کند. این به آن معناست که از سیمهایی با AWG [2] بزرگتر از 18 برای این منظور استفاده گردد.

7-مقاومت در برابر آتش : مواد بکار رفته در تغذیه و محصولات نباید مانند سوخت برای آتش عمل کنند. (یعنی اینکه حتی در صورت آتش گرفتن نباید دامنه آتش را توسعه دهند و یا اینکه بدون منبع آتش خارجی به سوختن ادامه دهند) این معیارها در مورد انتخاب PCB ها هم به کار می رود.

استانداردهای 478-UL از معیارهای اتحادیه اروپا در این مورد سختگیرانه تر است.

8-مقاومت عایقی و دی الکتریک : اینها مجموعه ای از آزمونها هستند جهت روبرو شدن با شرایط غیر معمول همانند رعد و برق جرقه و تموج ولتاژ…

برای ولتاژهای بیشتر از V250 آزمونها 10 بار تکرار شود. اگر ثانویه در ولتاژی کمتر از V30 کار می کند نیازی به تست نیست.

با توجه به مطالب بالا پیچیدگی ساخت یک منبع تغذیه مناسب جهت استفاده در این پروژه نمایان شده از طرفی در این سیستم ما به یک منبع 24 ولت 5 امپر نیاز مند می باشیم

شکل 1-29 این منبع را نشان میدهد

وسيله اي است که با اعمال نيرويي غير از نيروي دست عمل مي نمايد و ميزان جريان سيال را در يك سيستم كنترل فرايندي تنظيم مي كند.

كنترل  ولو عنصر نهایی در لوپ کنترل است و نقش مهم و اساسي در يك صنعت فرايندي ايفا مي نمايد .

به طور کلی کنترل ولو ها بر اساس مشخصه های مختلف طبقه بندی می شوند مثلا بر اساس نوع جنس بدنه، نوع سیال،نوع حرکت و …

با توجه به گستردگی و تنوع استفاده از ولوهای صنعتی در زیر به انواع پر مصرف آنها اشاره میگردد .