أعط مثالاً لتوضيح الفرق بين مصدر طاقة التبديل ومصدر طاقة عادي
تتطور تقنية تبديل إمدادات الطاقة باستمرار جنبًا إلى جنب مع تقدم تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة وابتكارها. نظرًا لحجمها الصغير ووزنها الخفيف وكفاءتها الكبيرة ، يتم استخدام إمدادات الطاقة التحويلية حاليًا في جميع المعدات الإلكترونية تقريبًا. نظرًا للتطور السريع الحالي لصناعة المعلومات الإلكترونية ، فهي تقنية أساسية لإمداد الطاقة.
تُستخدم التكنولوجيا الإلكترونية الحديثة للطاقة عن طريق تبديل مصادر الطاقة لتنظيم النسبة الزمنية للتشغيل والإيقاف من أجل الحفاظ على جهد خرج ثابت. المكونات الرئيسية لمصدر طاقة التبديل هي MOSFET و IC للتحكم PWM. يرتبط مصدر طاقة التبديل ومصدر الطاقة الخطي. يتم استخدام أنبوب التبديل للتحكم في تشغيل وإيقاف التيار لإنشاء تيار نبضي عالي التردد بعد أن يقوم طرف الإدخال الخاص به بتصحيح التيار المتردد مباشرة إلى تيار مباشر أثناء التشغيل تحت تأثير دائرة التذبذب عالية التردد. يستخدم مغو لتوفير تيار مباشر ثابت منخفض الجهد.
عادةً ما تشكل الدائرة المتكاملة MOSFET بالإضافة إلى وحدة التحكم في تعديل عرض النبضة مصدر طاقة تحويل. أصبح تبديل مصادر الطاقة أمرًا شائعًا بشكل متزايد مع تقدم وابتكار تكنولوجيا إلكترونيات الطاقة نظرًا لصغر حجمها ووزنها الخفيف وكفاءتها العالية ، مما يدل على أهميتها.
يمكن تصنيف تحويل إمدادات الطاقة على نطاق واسع إلى ثلاث مجموعات بناءً على كيفية توصيل أجهزة التبديل في الدائرة: إمدادات طاقة التبديل المتسلسل ، وإمدادات طاقة التبديل المتوازي ، وإمدادات طاقة تحويل المحولات. يمكن تقسيم مصدر طاقة التحويل من نوع المحول إلى مزيد من التباين في الدفع والسحب ونصف الجسر والجسر الكامل والتغيرات الأخرى. يمكن تقسيمها إلى أربع فئات: نوع أمامي ، نوع flyback ، نوع الإثارة الفردية ، ونوع الإثارة المزدوجة ، اعتمادًا على كيفية تحفيز المحول ومرحلة جهد الخرج.
إذن ما هو الفرق بين تبديل مصدر الطاقة ومصدر الطاقة العادي؟
مصدر الطاقة الخطي ، أو مصدر الطاقة الذي يعمل فيه أنبوب الضبط في حالة خطية ، هو المقصود عادةً بمصطلح "مصدر طاقة منتظم". في المقابل ، يعمل أنبوب التبديل في حالتين من التشغيل والإيقاف في مصدر طاقة التبديل: تشغيل ، حيث تكون المقاومة ضئيلة ، وإيقاف التشغيل ، حيث تكون المقاومة كبيرة. شكل جديد نسبيًا من مصدر الطاقة يسمى مصدر طاقة التبديل له فوائد الكفاءة العالية ، والوزن الخفيف ، والقدرة على تصعيد وتنحي ، وطاقة خرج ضخمة. ولكن نظرًا لأن الدائرة تعمل في وضع التبديل ، فإن الضوضاء تكون كبيرة جدًا.
على سبيل التوضيح ، تتكون دائرة إمداد الطاقة للتبديل التدريجي من مفاتيح ، وثنائيات حرة الحركة ، ومحاثات تخزين الطاقة ، ومكثفات المرشح. عندما يكون المفتاح مغلقًا ، يرسل مصدر الطاقة الكهرباء من خلال المفتاح والمحث إلى الحمل بينما يخزن أيضًا بعض الكهرباء في المكثف والمحث. يؤدي الحث الذاتي للحث إلى بناء التيار ببطء بعد تنشيط المفتاح ، مما يمنع الخرج من الوصول بسرعة إلى قيمة جهد مصدر الطاقة ، وسيستمر التيار في الدائرة في التدفق من اليسار إلى اليمين حتى بعد تبديل المفتاح لفترة زمنية محددة مسبقًا بسبب الحث الذاتي للمحث. يدور هذا التيار عبر الحمل ، ويخرج من السلك الأرضي ، وينتقل إلى أنود الصمام الثنائي الطليق ، ويتدفق عبر الصمام الثنائي ، ثم يعود إلى الطرف الأيسر للمحث. يمكن ضبط أوقات إغلاق وفتح المفتاح ، مما يتحكم في جهد الخرج. يتم تحقيق هدف تنظيم الجهد إذا تمت إدارة وقت التشغيل والإيقاف عن طريق مراقبة جهد الخرج للحفاظ على ثبات جهد الخرج.
يستخدم أنبوب ضبط الجهد المستخدم في كل من مصدر طاقة التبديل ومصدر الطاقة المشترك مبدأ التغذية الراجعة لتثبيت الجهد. يتم ضبط مصدر طاقة التحويل باستخدام أنبوب التبديل ، بينما يتم ضبط مصدر الطاقة التقليدي عادةً باستخدام منطقة التضخيم الخطي للثلاثي. في المقابل ، يستخدم مصدر طاقة التحويل طاقة أقل ، وله نطاق تطبيق أوسع لجهد التيار المتردد ، وينتج تيار مستمر بتموج أقل. تبديل تداخل النبض هو عيب.
يتم تشغيل أنابيب تبديل الجسر العلوي والجسر السفلي واحدًا تلو الآخر كمفهوم التشغيل الأساسي لمزود طاقة التحويل نصف الجسر. أنبوب تبديل الجسر العلوي هو المكان الذي يدخل فيه التيار أولاً. تتراكم الطاقة الكهربائية في ملف الحث باستخدام قدرتها على التخزين ، ويتم إغلاق مفتاح الجسر الأعلى أخيرًا. عندما يتم تنشيط أنبوب تبديل الجسر السفلي ، سيستمر ملف الحث والمكثف في توفير الكهرباء للعالم الخارجي ، ويُعرف باسم مصدر طاقة التبديل لأنه يجب تشغيل وإيقاف أنابيب التبديل بالتتابع. بعد إيقاف تشغيل أنبوب التبديل للجسر السفلي ، افتح الجسر العلوي للسماح بتدفق الكهرباء من خلاله. الاختلاف هو مصدر الطاقة الخطي. يقوم أنبوب الماء الأعلى بتصريف المياه باستمرار لأنه لا يوجد مفتاح متضمن. سوف يتسرب الماء إذا كان هناك الكثير منه. في بعض أنابيب ضبط مصدر الطاقة الخطي ، نلاحظ ذلك كثيرًا. يتم تحويل كل الطاقة الكهربائية اللامحدودة إلى طاقة حرارية ، ومن هذا المنظور ، تكون كفاءة تحويل مصدر الطاقة الخطي منخفضة للغاية ، وعندما تكون الحرارة عالية ، فإن عمر المكونات سيقصر حتماً ويكون له تأثير على تأثير الاستخدام النهائي.
ومع ذلك ، فإن الفرق الرئيسي بين مصدر طاقة التبديل وإمدادات الطاقة المنتظمة هو كيفية عملها. يعمل أنبوب ضبط الطاقة الخاص بمصدر الطاقة الخطي بشكل مستمر في منطقة التضخيم ودائمًا ما يكون قيد التشغيل. هناك حاجة إلى أنابيب ضخمة لتعديل القدرة ، كما تم بناء مشعاع كبير نتيجة لفقد الطاقة الكبير في أنبوب الضبط ، مما يؤدي إلى توليد حرارة كبيرة وكفاءة منخفضة ، غالبًا ما بين 40 في المائة و 60 في المائة. يستلزم مبدأ عمل مصدر الطاقة الخطي استخدام جهاز الجهد للتبديل من الجهد العالي إلى الجهد المنخفض. يتكون عادةً من محول ، بينما توجد بدائل مثل مصدر طاقة KX الذي يصحح الإشارة ويخرج جهدًا للتيار المستمر ، وفي هذه الطريقة يكون الحجم كبيرًا وثقيلًا وغير فعال ويولد الكثير من الحرارة ، ولكنه يحتوي أيضًا على فوائد مثل تموج صغير ، ومعدل ضبط جيد ، وتداخل خارجي ضئيل ، ويعمل مع الدوائر التناظرية أو مكبرات الصوت الأخرى. يعمل جهاز الطاقة الخاص بالتبديل في حالة التبديل. بالنسبة للمحول وتخزين الطاقة ، يتم تخزين الطاقة مؤقتًا من خلال ملف الحث عندما يتم ضبط الجهد ، لذلك هناك القليل من الخسارة والكفاءة العالية والحاجة الأقل لتبديد الحرارة. من مواد منخفضة الخسارة وذات نفاذية عالية. المحول له حجم الكلمة. تتراوح الكفاءة من 80 في المائة إلى 98 في المائة بشكل عام. على الرغم من أن مصدر طاقة التبديل صغير وله كفاءة عالية ، إلا أنه أقل كفاءة من مزودات الطاقة الخطية من حيث التموج والجهد ومعدل التعديل الحالي.
