منبع تغذیه

 منبع تغذیه

منبع تغذیه یا پاور ساپلای (Power Supply) یک دستگاه الکتریکی یا بهتر بگوییم الکترونیکی است که وظیفه آن تامین انرژی الکتریکی برای تجهیزات مختلف برقی است.
منبع تغذیه انرژی را از منبع انرژی الکتریکی دریافت می کند و آن را به سطح ولتاژ، جریان و فرکانس مورد نیاز یک مصرف کننده الکتریکی تبدیل میکند.
به همین دلیل به آن ها مبدل انرژی گفته می شود.

منابع تغذیه انواع مختلفی دارند و دسته بندی های مختلفی میتوان برای آن در نظر گرفت.
اما مهمترین منبع های تغذیه عبارت اند از:

1- منبع تغذیه سوئیچینگ
2- منبع تغذیه یو پی اس
3- منبع تغذیه AC
4- منبع تغذیه DC

به طور کلی اما ساختار و کاربرد منبع های تغذیه گوناگون این است که یک نوع از انرژی را به نوع دیگری تبدیل کنند.

با توجه به ارزش این دستگاه در صنعت، شرکت های بزرگ زیادی در زمینه تولید منبع تغذیه فعالیت میکنند. بسیاری صرفا منبع تغذیه برای کامپیوتر تولید میکنند و برخی از کمپانی ها به تولید انواع مختلف و گسترده تری میپردازند.
از جمله مهم ترین آنها میتوان به منبع تغذیه امرون و منبع تغذیه سوئیچینگ اتونیکس اشاره کرد.

موارد استفاده منبع تغذیه

منبع تغذیه یا پاور ساپلای یکی از مهم ترین دستگاه هایی است که در صنایع مرتبط با برق کاربرد بسیار بالایی دارد.

1- در مواقعی که قصد محدود کردن جریان را داشته باشیم
2- زمانی که خطای الکتریکی به وجود میاید و میخواهیم جریان را قطع کنیم
3- زمانی که میخواهیم ورود نویز و نوسان را بگیریم
4- زمانی که بخواهیم ضریب توان موثر را تصحیح کنیم
5- موارد بسیار دیگر

اما در ادامه به چند نمونه از مهم ترین کاربرد های این دستگاه میپردازیم.

1- کامپیوتر ها: همه ی کامپیوترها و لپتاپ ها دارای یک منبع تغذیه سوئیچینگ هستند که وظیفه تبدیل ولتاژ AC را به رنج های گوناگون DC دارد.
2- آزمایشگاه ها: در آزمایشگاه ها برای ایجاد جریان الکتریکی از منبع تغذیه رومیزی که به آن آزمایشگاهی یا Bench گفته میشود استفاده میکنند.
3- جوشکاری: برای جوشکاری از یک منبع تغذیه جوشکاری استفاده میشود که توان ذوب فلزات و انواع ماده ها را به دستگاه میدهد.
4- اتوماسیون صنعتی: یکی از اصلی ترین موارد استفاده منبع تغذیه در انواع مختلف محصولات صنعتی خطوط تولید، پمپ ها و موتور ها است.

معرفی انواع منبع تغذیه مهم صنعتی

برای منابع تغذیه دسته بندی های مختلفی میتوان در نظر گرفت.
این دسته بندی ها با توجه به کاربرد منابع تغذیه یا ولتاژ آنها و موارد دیگر میتواند باشد.
اصلی ترین دسته بندی که می توان کرد بر اساس جریان است که AC یا Dc باشد.

انواع منبع تغذیه برای جریان DC

1- منبع تغذیه سوئیچینگ
2- منبع تغذیه خازنی
3- منبع تغذیه خطی
4- منبع تغذیه تبدیل AC به Dc

انواع منبع تغذیه برای جریان AC

1- منبع تغذیه های قابل برنامه نویسی
2- منبع تغذیه یو پی اس یا اضطراری
3- منبع تغذیه ولتاژ بالا
4- آداپتور جریان AC

در ادامه به بررسی منبع تغذیه های سوئیچینگ، منبع تغذیه خطی، منبع تغذیه قابل برنامه ریزی، منبع تغذیه اضطراری و منبع تغذیه ولتاژ بالا می پردازیم.

منبع تغذیه سوئیچینگ (حالت سوئیچ شده SMPS)
منبع تغذیه سوئیچینگ یا منبع تغذیه رایانه ای یکی از انواع منبع تغذیه است که شامل یک تنظیم کننده سوئیچینگ است.

در منبع تغذیه حالت سوئیچ شده (SMPS)، ورودی شبکه AC مستقیماً تصحیح شده و سپس فیلتر می شود تا ولتاژ DC بدست آید.
ولتاژ DC حاصل در این صورت با مدار سوئیچ الکترونیکی با فرکانس بالا قطع و وصل می شود، بنابراین جریان AC تولید می شود که از طریق یک ترانسفورماتور یا سلف با فرکانس بالا عبور می کند.
سوئیچینگ در فرکانس بسیار بالا (معمولاً 10 کیلوهرتز تا 1 مگاهرتز) اتفاق می افتد، در نتیجه امکان استفاده از ترانسفورماتورها و خازن های فیلتر سبک تر و ارزان تر از آنهایی که در منبع تغذیه خطی کار می کنند وجود دارد.
اگر منبع تغذیه سویچینگ از یک ترانسفورماتور با فرکانس بالا با عایق بندی مناسب استفاده کند، خروجی از برق اصلی جدا می شود که این ویژگی اغلب برای ایمنی ضروری است.

اگر يک جریان زیاد از منبع تغذیه سویچینگ کشیده شود، منبع تغذیه سویچینگ مي تواند قبل از آسيب ديدگي خود را خاموش خواهد كرد.
منبع تغذیه کامپیوتر اغلب سیگنال خوبی را برای مادربرد فراهم می کند.
عدم وجود این سیگنال مانع از کار در هنگام وجود ولتاژهای غیر طبیعی می شود.

منبع تغذیه سوئیچینگ شامل موارد زیر است

1- یکسو کننده ورودی و فیلتر
2- اینورتر متشکل از دستگاه‌های سوئیچینگ مانند MOSFET‌ ها
3- تبدیل کننده
4- یکسو کننده خروجی و فیلتر
5- فیدبک و مدار کنترل

منبع تغذیه سویچینگ مورد استفاده در رایانه ها از گذشته دارای ضریب توان کم بوده اند.
در منابع تغذیه سوئچینگ ساده، مرحله ورودی ممکن است شکل موج ولتاژ خط را تحریف کند، که می تواند بر سایر بارها تأثیر سو بگذارد (و منجر به کیفیت پایین برق برای سایر دستگاه ها شود) و باعث گرم شدن غیر ضروری در سیم ها و تجهیزات توزیع شود.

مزایای استفاده از منبع تغذیه سویچینگ

1- راندمان بالا بین 68٪ تا 90٪
2- خروجی های قابل تنظیم و قابل اعتماد بدون توجه به تغییرات در ولتاژ منبع ورودی
3- اندازه کوچک و وزن سبک
4- فناوری انعطاف پذیر این منبع
5- منبع تغذیه خطی یا لاینر (Linear)

تا قبل از سال 1970 و اختراع منبع تغذیه سوئیچینگ منبع تغذیه خطی تنها راه تبدیل ولتاژ الکتریکی بود اما بعد از این سال استفاده از منبع تغذیه خطی به شدت کاهش یافت.

اساس کار این منبع به این گونه است که از یک ترانس برای تبدیل ولتاژ استفاده میکند.
پس از آن ولتاژ خروجی از ترانس به ولتاژ DC تبدیل شده و با استفاده از رگولاتور و تثبیت کننده ثابت و با کیفیت می شود.

اجزای تشکیل دهنده منبع تغذیه خطی 

1- ترانس که ولتاژ 220 را میگیرد و به 15 تبدیل میکند.
2- پل دیود که وظیفه دارد که موج سینوسی را به ولتاژ DC تبدیل کند.
3- یک خازن صافی که ولتاژ بعد از دیود را کاهش میدهد.
4- رگولاتور خطی که نوسان ولتاژ را میگیرد و آن را صاف میکند.

امروزه هنوز با توجه به هزینه پایین و ساختار ساده برای کاربرد های توان پایین از این منبع تغذیه استفاده می شود.
همچنین از مزایای منبع تغذیه خطی میتوان به تولید نویز و نوسان مغناطیسی پایین اشاره کرد.

معایب منبع تغذیه خطی

معایب این منبع تغذیه باعث می شود استفاده از آن به شدت کم شود.

1- وزن و حجم بالا نسبت به سایر منابع تغذیه
2- پایین بودن راندمان و تلفات انرژی بالا به صورت گرما
3- در توانهای پایین استفاده می شوند.
4- كنترل سخت خروجی
5- توان تلفاتی در ترانزيستور های خروجی زياد می باشد
6- تنها بصورت يک رگولاتور كاهنده قابل استفاده می باشد و همواره ورودی بايد 2 تا 3 ولت بيشتر از ورودی باشد.

منبع تغذیه قابل برنامه‌ریزی یا Programmable
منبع تغذیه قابل برنامه‌ریزی (programmable power supplies) این امکان را به کاربر می دهد که به وسیله یک واسط کامپیوتری از راه دور ولتاژ خروجی را کنترل کنند.
این منابع تغذیه دارای مدارهای پردازنده، مدارهای برنامه‌ریزی ولتاژ/جریان، شنت جریان و خوانش مجدد ولتاژ/جریان هستند.
منبع تغذیه قابل برنامه‌ریزی در شکل‌هایی از جمله مودولار (modular)، تخته ای(board-mounted)، دیواری (wall-mounted)، زمینی (floor-mounted) و یا رومیزی (bench top) موجود هستند.
منبع تغذیه قابل برنامه‌ریزی می‌توانند هم DC و هم AC را پوشش دهد و همینطور خروجی AC می‌تواند تک فاز و یا سه فاز باشد.
به طور معمول از تک فاز برای ولتاژ کم و از سه فاز برای ولتاژ های بالاتر استفاده میشود.

منبع تغذیه اضطراری (یو پی اس)
منبع تغذیه بدون وقفه یا یو پی اس (Uninterruptible power supply یا UPS) منبع تغذیه ای است که در کنار برخی وسایل الکتریکی یا رایانه ای نصب می‌شود و در هنگام قطع شدن یا تغییرات شدید ولتاژ ورودی، این امکان را فراهم میکند که دستگاه به حالت عادی به کار خود ادامه دهد.

وظایف اصلی منبع تغذیه بدون وقفه موارد زیر است:

1- تامین توان الکتریکی به صورت بی وقفه
2- جلوگیری از اختلالات و نوسانات برق
3- نگه داشتن سطح ولتاژ و فرکانس به صورت ثابت
4- هنگام نوسانات ناگهانی برق، سیستم یو پی اس از آسیب رسیدن به سیستم‌های الکترونیکی جلوگیری میکند و در برابر تغییر ولتاژ و قطعی برق از آن ها محافظت می‌کند.
هدف اصلی این دستگاه ارائه انرژی بی وقفه و محافطت از هدف است.

یو پی اس‌ های کوچک معمولاً درون خود، یک باتری دارند که هنگام وجود برق در حالت عادی آن را شارژ می‌کنند.
هنگام قطع برق یا افت ولتاژ زمانی که ولتاژ از یک مقدار کمتر شود یو پی اس به‌طور خودکار واحد منبع تغذیه را از برق شهری به باتری موجود درون خود تغییر می‌دهد این کار در مدت زمانی حدود یک یا ۲ میلی ثانیه انجام می‌پذیرد و در نتیجه رایانه متوجه قطع جریان الکتریکی نشده و به کار خود ادامه می‌دهد.
در صورت وجود نوسان یا بالازدگی ولتاژ یا پایین زدگی ولتاژ، یو پی اس برق خروجی را اصلاح می‌کند.
همچنین یو پی اس می‌تواند برق خروجی را از لحاظ ولتاژ و فرکانس و وجود هارمونیک اصلاح کند.

اجزای داخلی یو پی اس

1- اینورتر
بیشتر مصرف کننده های الکتریکی از برق شهری تغذیه می کنند. هنگام قطع شبکه برق، توان الکتریکی ذخیره شده در باتری باید به جریان الکتریکی تبدیل شود که این کار را اینورتر انجام میدهد.
2- باتری و شارژر باتری
شارژ مجدد باتری پس از استفاده از توان الکتریکی هنگام قطعی برق توسط مدار شارژ یو پی اس هنگام وصل مجدد شبکه برق انجام می شود. باتری یو پی اس از نوع سیلد اسید و نیکل کادمیوم است.
3- منبع تغذیه اضطراری یا ups
4- منبع تغذیه ولتاژ بالا یا high voltage
خروجی در منبع تغذیه ولتاژ بالا (high voltage power supply) بسیار بالا و در حد هزاران ولت است.
با توجه به این ولتاژ بالا نیاز است از اتصالات ویژه ای استفاده شود تا از خرابی و تماس با انسان جلوگیری شود.
از دیگر ویژگی های موجود در منبع ولتاژ بالا، توانایی معکوس کردن قطب خروجی است.
برخی از این منابع تغذیه برای کنترل ولتاژ خروجی، یک ورودی آنالوگ فراهم می‌کنند که باعث تبدیل آن‌ ها به آمپلی‌ فایر های ولتاژ بالا می‌شود.

انواع منبع تغذیه بر اساس ظاهر

1- منبع تغذیه مجتمع (integrated power supply)
2- منبع تغذیه آزمایشگاهی (bench power supply)
3- منبع تغذیه خارجی یا آداپتور (external power supply)
4- منبع تغذیه باز (Open frame power supply)

بهترین مارک منبع تغذیه پاور ساپلای

شرکت های بزرگ و کوچک زیادی هستند که در سراسر دنیا و از جمله کشور خودمان ایران به تولید منبع تغذیه مشغول اند.
شناخت یک شرکت برای خرید از آن میتواند بسیار مفید باشد.
به همین منظور در ادامه به معرفی چند تا از مهم ترین این شرکت ها میپردازیم.
این شرکت ها به تولید منبع تغذیه های مخلف با قیمت ارزان و مناسب، گران قیمت یا با کیفیت بسیار بالا می پردازند.

1- منبع تغذیه امرن
2- منبع تغذیه زیمنس
3- منبع تغذیه اشنایدر
4- منبع تغذیه وایدمولر
5- منبع تغذیه فونیکس کنتاکت
6- منبع تغذیه آتونیکس
7- منبع تغذیه آکرو
8- منبع تغذیه دلتا
9- کمنبع تغذیه فتک
10- منبع تغذیه مین ول
11- منبع تغذیه های سویچینگ چینی

منبع تغذیه امرن
امرن یا امرون (Omron) یک شرکت پر قدمت ژاپنی است که سال های سال است به تولید محصولات صنعتی مانند اینورتر، رله، تایمر، منبع تغذیه و… مشغول است.

این کمپانی مانند دیگر شرکت های بزرگ ژاپنی که در زمینه الکتریک و صنعتی کار میکنند به عمر بالای محصولات و خراب نشدن مشهور است.

منبع تغذیه که یکی از اصلی ترین محصولات این شرکت است جزو انتخاب های اول هر صنعتگری در تمام دنیا و ایران است.
منبع تغذیه های عمومی امرن میتوانند نشانه هایی از بلاک های بافر، زمان تعویض و قطعی برق بدهند که همین آنها را قابل اطمینان میکند.
منبع تغذیه های شرکت امرن به دو دسته تنظیمی و غیر تنظیمی تقشیم می شوند و منبع تغذیه تنظیمی خود به دو زیر مجموعه منبع تغذیه خطی و منبع تغذیه سوئیچینگ دسته بندی می شود.

ویژگی های کلی منبع تغذیه های این شرکت شامل محافظت در برابر ولتاژ اضافی، محافظت در برابر جریان اضافی و کنترل جریان است.
در مواقعی که ولتاژ بیشتر از ولتاژ مورد نیاز باشد با یک ویژگی داخلی مانع آن می شود.
همینطور این منبع تغذیه ها از حفاظت های دیگری مانند حفاظت جریان از خطای زمین برخوردار اند.

منابع تغذیه امرون سری S8VK می توانند در بازه وسیع دمایی کارکرد مناسبی داشته باشند.
این بازه دمایی از 40- تا 70 درجه سانتی گراد است و در این دما پایداری منبع تغذیه تست و گارانتی شده است و سایر برندها ممکن است دچار ایراد شوند.
بدنه منابع تغذیه سری S8VK طوری طراحی شده است که در برابر لرزش و آلودگی های محیط کار بسیار مقاوم است و به همین دلیل مورد استقبال بسیاری از سازندگان ماشین آلات صنعتی شده است.

از ویژگی های سری های مختلف منبع تغذیه این شرکت میتوان به موارد زیر اشاره کرد.

سری S8JX-C: قابلیت نصب بر ریل های DIN، خازن الکترونیکی 105 درجه سانتی گراد، مقاومت بالا در برابر ولتاژ های غیر طبیعی

سری S8JX-G: قابلیت نصب پیچی از بالا، افزیش محدوده ولتاژ ورودی

سری S8VK-X: امکان کار در رنج دمایی بالا، ذخیره سازی داده ها، توانایی حمل بار اضافه، توانایی محاسبه مقدار خازن الکترولیتی داخلی

سری S8VK-C: این منبع تغذیه به نسبت باقی از قیمت مناسب تری برخوردار است.
پس مناسب شرایطی است که هزینه دارای اهمیت است. توان خروجی از این سری رنج 60 تا 480 وات است.

منبع تغذیه سوئیچینگ آتونیکس
آتونیکس (Autonics) یکی از مهمترین شرکت های اتوماسیون صنعتی است که در سال 1977 در کره جنوبی تاسیس شد.
امروزه این شرکت تولید کننده بیش از 5000 محصول است و تقریبا در تمام کشورهای دنیا فروش خوبی نیز دارد. این کمپانی در زمینه انواع سنسور شامل سنسورهای نوری، مجاورتی و… در زمینه کنترلر دارای رنج وسیعی از کنترلرهای دیجیتال و آنالوگ مانند کنترلرهای دما، شمارنده ها، تایمرها و… رله های حالت جامد (SSR)، و کنترلرهای توان می باشد.
اما منبع تغذیه این شرکت به خصوص منبع تغذیه سوئیچینگ اتونیکس یکی از مهم ترین محصولات آن است.

این شرکت منبع های تغذیه خودش را در سری های مختلف زیادی ارائه کرده است که از مهم ترین آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد.

سری SPB: منبع تغذیه آتونیکس سری SPB در مدل های مختلف برای خروجی های بین 12 تا 24 ولت DC طراحی شده است.
با این منبع تغذیه ولتاژ ورودی مناسب برای دستگاه هایی که نیازمند برق DC‌ هستند تامین میشود.
از قابلیت های آن تبدیل قدرت بالا، حداقل نویز و موج، اندازه کوچک و مناسب، کاور مناسب ترمینال، سیم کشی آسان، با قدرت خروجی از 15 وات تا 240 وات است.

سری SPA: منبع تغذیه سوئیچینگ SPA آتونیکس تبدیل توان موثر و پایدار را با کمترین نویز و نوسان ارائه می دهند. این سریاز منبع تغذیه های اتونیکس دارای مدار حفاظت داخلی اضافه جریان، اتصال کوتاه، حرات زیاد و اضافه ولتاژ است.
از قابلیت های آن محافظت در برابر جریان بسیار بالا، منبع تغذیه حالت کلیدی، قدرت خروجی از 30 وات تا 100 وات است.

برای خرید محصولات اتونیکس مانند منبع تغذیه، سنسور، تایمر و… و اطلاع از آخرین قیمت محصولات با همکاران ما در مرکز برق تماس بگیرید تا بتوانید تجربه یک خرید راحت را داشته باشید.

منبع تغذیه فونیکس کانتکت
فونیکس کنتاکت (phoenix contact) نیز یکی از شرکت های بسیار بزرگ و با سابقه در زمینه محصولات اتوماسیون صنعتی است.
دفتر اصلی این شرکت در آلمان واقع شده اما در کشور های زیاد دیگری نمایندگی دارد.
از مهم ترین محصولات تولید فونیکس میتوان به انواع منبع تغذیه، انواع برق‌گیر، انواع ترمینال و رله اشاره کرد.

فونیکس به خصوص با طراحی منحصر به فرد در زمینه منابع تغذیه توانسته محصولات با کیفیتی به بازار ارائه کند. منابع تغذیه سوئیچینگ فونیکس کنتاکت در 5 نوع طراحی و عرضه شده اند.

منابع تغذیه TRIO برای کاربردهای رایج صنعتی با ورودی AC
منابع تغذیه QUINT جهت کاربردهای خاص صنعتی با ورودی AC یا DC
منابع تغذیه UNO با عرض کم برای صرفه جویی در فضای با ورودی AC
منابع تغذیه MINI جهت کاربردهای خاص صنعتی و عرض کم با ورودی AC یا DC
منابع تغذیه STEP با عمق کم جهت استفاده در فضاهای کم عمق با ورودی AC یا DC

منبع تغذیه مین ول
مین ول (Mean Well) یکی از بزرگترين توليد کننده های منبع تغذيه و به خصوص منبع تغذیه سوئیچینگ در جهان است. این شرکت که تأسیس آن به سال 1982 در کشور تايوان باز میگردد یکی از پرفروش ترین کمپانی ها در زمینه منبع تغذیه در سراسر دنیاست و دلیل آن کیفیت و همینطور تنوع بسیار بالای محصولات این شرکت است.

از شاخص ترین محصولات این برند می توان در کنار منبع تغدیه سوئیچینگ، میتوان به شارژر ها، درایورهای LED و مبدل های DC-DC اشاره کرد.

منبع تغذیه مین ول MEAN WELL از منابع تغذیه سوئیچینگ محبوب و با قیمت مناسب است که عملکرد مناسبی از خود نشان داده است.

منبع تغذیه سوئیچینگ و یک منبع تغدیه خطی چه تفاوت هایی دارند

انتخاب بین یک منبع تغذیه سوئیچینگ یا خطی می تواند بر اساس کاربرد آنها انجام شود هر یک مشخصات، مزایا و معایب خاص خود را دارند، ‏همچنین حوزه های متعددی وجود دارد که تنها یکی از این دو نوع می تواند مورد استفاده قرار گیرند و یا کاربردهایی که یکی بر دیگری برتری دارد.

مزایای منابع تغذیه خطی:

1- نخست سادگی ( طرح مدار بسیار ساده است و با قطعات کمی به راحتی پایدار می شود )
2- دوم قابلیت تحمل بار زیاد با نویز کم در خروجی و زمان پاسخ دهی بسیار کوتاه
3- ‏برای توان های کمتر از 10 وات ارزانتر از مدارهای مشابه سوئیچینگ تمام می شود

‏معایب منابع تغذیه خطی

معایب این گونه منابع به طور کلی قابل رفع نیستند ولی به کمک طراحی بهتر قابل کاهش می باشند.

1- نخست آنکه تنها به صورت یک وگولاتور کاهنده قابل کاربرد هستند.(ورودی باید حدا قل 2 ‏تا 3‏ولت بیشتر از خروجی باشد)
2- عدم انعطاف پذیری تغذیه، افزودن هر خروجی مستلزم اضافه کردن سخت افزار زیادی است.
3‏- بهره متوسط چنین منابعی کم و نوعأ 30 تا 40 درصد است.
این تلفات توان در ترانزیسترر خروجی تولید حرارت می کند و نیاز به ترانزیستور قویتری را مطرح می کند، تا حدود 15 وات روشهای معمول مفید است ولی بیش از آن نیاز به سرمایش تحت فشار (forced) ‏ وجود دارد.

‏تمامی این معایب در منبع تغذیه سوئیچینگ رفع شده است.

IC  های منبع تغذیه سوئیچینگ

در سالهای اخیر انواع گسترده ای از IC ‏که عملکرد های پیحیده تر را در یک منبع تغذیه سوئیچینگ امکانپذیر و آسان می کند به بازار عرضه شده است.

‏پس از انتخاب آرایشی و سطح انتظارات ، انتخاب بهترین IC ‏کنترل کننده باید انجام گیرد.
علی رغم اختلافات فراوان ، شباهتهای بسیاری بین اینIC ‏ ها وجود دارد.
موارد زیر در اغلب آنها مشترک است.

1- یک نوسان ساز که در فرکانس پایه کار می کند، و موج مثلثی جهت استفاده در PWM ‏ را تولید می کند.
2- راه انداز خروجی که توان کافی وا جهت به کارگیری در مقاصد کم و ( میانه ) متوسط تولید می کند.
3- ولتاژ مبنا که ولتاژ پایه را جهت مقایسه خروجیها و همچنین یک ولتاژ پایدار برای سایر بخشها تولید می کند.
4- تقویت کننده ولتاژ خطا که با بهره بالا ولتاژ مقایسه ای را بین ولتاژ خروجی و ولتاژ مبنای پایدار تامین می کند.
5- یک مبدل خطا، مبدل ولتاژ به عرض پالس که D.C ‏خروجی را متناسب با سطح ولتاژ خطا تنظیم می کند.

‏اینها بلوک های اصلی یک PWM IC ‏را تشکیل می دهند.

‏بخشهایی که در یک سطح بالاتر کاری ممکن است لازم باشد عبارتند از :

1- یک تقویت کننده ‏جریان اضانی ، ‏که تغذیه را در شرایط غیر طبیعی در ارتباط با بار حفاظت می کند.
2- یک مدار شروع نرم که مطابق نامش برای راه اندازی نرم خروجی به کار می رود.
3- کنترل کننده زمان مرده که حداقل عرض پاس PWM ‏را کنترل می کند و از هدایت همزمان دو ترانزیستور ممانعت به عمل می آورد. ( یا D.C ‏برابر 100% )
4- یک ناظر ولتاژ حداقل که از شروع به کار کردن مدار در شرایطی که ولتاژ نامناسبی در ورودی وجود دارد جلوگیری می کند

‏برای شروع پروسه طراحی نخست باید توپولوژی مدار مورد نیاز مناسب انتخاب شود. (اینکه یک یا دو راه انداز در خروجی داشته باشیم ) این نیازهای اولیه IC  ‏را تعیین می کند.

‏کنترل کننده های با یک سر خروجی تنها یک سوئیچ قدرت، انواع دوگانه دو سونیچ قدرت را تحت کنترل خود دارند

عامل دوم نوع سونیچ قدرت به کار گرفته شده است.
بعضی از IC ‏های کنترلر، ترانزیستور خروجی برای راه اندازی دارند که اینها برای راه اندازی ترانزیستورهای دو قطبی لازم است امکان دارد ترانزیستور کمکی خروجی هم لازم باشد.

‏برای MOSFET ‏های قدرت هم طرح ” توتم پل ” بهترین انتخاب است.
این واه اندازی های خروجی برای هدایت ترانزیستورها ایده آل هستند، همحنین جهت تامین جریانهای شارژ و دشارژ خازنهای گیت لازم هستند.
به علوه هر یک از ترانزیستورهای خروجی توان هدایت هر ترانزیستور رأ با حداقل قطعات دارد.

جمع‌بندی
منابع تغذیه سوئیچینگ مدرن از سوئیچ‌های حالت جامد برای تبدیل ولتاژ ورودی DC تنظیم نشده به یک ولتاژ‌ خروجی DC هموار و پایدار با سطوح مختلف بهره می‌برند.
منبع ورودی می‌تواند ولتاژ DC یک باتری یا صفحه خورشیدی و یا ولتاژ یکسو شده یک منبع AC باشد که با استفاده از یک پل دیودی با فیلترهای خازنی مناسب یکسو شده است.

در بسیاری از کاربردهای کنترل توان، ترانزیستور قدرت MOSFET یا IGFET در مُد سوئیچینگ خود کار می‌کند و سرعت بالا خاموش و روشن می‌شود.
مزیت اصلی در این مورد این است که بازده توان بسیار بالا خواهد بود، زیرا ترانزیستور یا کاملاً روشن است و هدایت می‌کند (اشباع است) یا کاملاً خاموش است (قطع است).

چند نوع مبدل DC/DC مختلف وجود دارد که سه نوع مهم و پرکاربرد آن‌ها مبدل‌ها یا رگولاتورهای سوئیچینگ باک، بوست و باک-بوست هستند.
این سه توپولوژی غیرایزوله هستند، یعنی در ولتاژ ورودی و خروجی آن‌ها یک نقطه مشترک زمین وجود دارد.

تنظیم ولتاژ خروجی با کنترل درصد زمان روشن بودن ترانزیستور سوئیچینگ نسبت به مجموع روشن و خاموش بودن آن در یک دوره تناوب انجام می‌شود.
این نسبتِ زمان روشن بودن ترانزیستور به مجموع زمان روشن و خاموش بودن، سیکل کاری یا سیکل وظیفه نامیده می‌شود.
با تغییر سیکل وظیفه می‌توان ولتاژ خروجی مبدل را کنترل کرد.

با استفاده از یک سلف و یک دیود در کنار سوئیچ‌های حالت جامدِ سریع با قابلیت سوئیچینگ در فرکانس‌های چند کیلوهرتز در طراحی منابع تغذیه سوئیچینگ، می‌توان اندازه و وزن مدار را به طور قابل توجهی کاهش داد. دلیل این کاهش هزینه و وزن این است که از ترانسفورماتوهای کاهنده یا افزاینده در مدار استفاده نمی‌شود. البته اگر نیاز باشد بین ترمینال‌های ورودی و خروجی جداسازی و ایزولاسیون انجام دهیم، باید قبل از مبدل یک ترانسفوماتور تعبیه کنیم.

دو پیکربندی محبوب و رایج منابع تغذیه سوئیچینگ، مبدل‌های باک و بوست هستند.
مبدل باک نوعی منبع تغذیه سوئیچینگ است که انرژی الکتریکی را از یک سطح ولتاژ مشخص به سطح ولتاژی پایین‌تر تبدیل می‌کند.
در مبدل باک یک ترانزیستور به صورت سری با منبع ورودی قرار گرفته است. ولتاژ‌ خروجی مبدل باک همیشه کمتر از ولتاژ‌ ورودی آن است. مبدل بوست یک منبع تغذیه سوئیچینگ است و به گونه‌ای طراحی شده که انرژی الکتریکی را از یک سطح ولتاژ‌ معین به سطح ولتاژ بالاتری تبدیل می‌کند.
در مبدل بوست یک ترانزیستور وجود دارد که به صورت موازی با ورودی در مدار قرار می‌گیرد.
در مبدل بوست، ولتاژ خروجی همواره بزرگتر از ولتاژ ورودی است.

در خروجی مبدل‌ها یک خازن بسیار بزرگ برای هموار سازی ولتاژ وجود دارد که با اعمال سوئیچینگ ترانزیستور سبب تولید یک ولتاژ‌ ثابت و پایدار در خروجی می‌شود.

منابع تغذیه سوئیچینگ یك واحد منبع تغذیه توان ( psu ) هستند كه به روش سوئیچینگ عمل رگولاسیون را انجام می دهند.
برای ثابت نگه داشتن ولتاژ و جریان خروجی در یك منبع تغذیه، دو روش خطی و سوئیچینگ وجود دارد.
منابع تغذیه سوئیچینگ یا همان SMPS جایگزينى براى منابع تغذیه خطی سنتی كه به کار می‌ رفتند.

مزايا منبع تغذیه سوئیچینگ

معایب منبع تغذیه سوئیچینگ:

1- ‏اولأ طراحی منابع تغذیه سوئیچینگ اصولأ مشکل و پیحیده است.

‏2- نویز قابل ملاحظه ای از آنها به محیط انتشار می یابد و این اشکالی است که نباید در مرحله طراحی نادیده گرفته شود.
با کمک فیلتر و محافظ به نحو چشمگیری کاهش می یابد سوما به دلیل ماهیت کار این منابع که بر اساس 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 می شود.

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

‏البته هر یک از این منابع حوزه های کاری خود را دارند ، ‏عموما برای مدار های با راندمان و ولتاژ بالا مثل مدار های تغذیه شونده با باطری های قابل حمل منبع تغذیه سوئیچینگ برتری دارند، ‏ولی برای ولتاژهای ثابت و کم منابع خطی ارزان تر و رایج هستند.

1- راندمان بالا:
بازده منبع تغذیه سوئیچینگ معمولا بین % ۷۰ تا % ۹۶ است . در مدارات سوئیچینگ عنصر کنترل در وضعيت وصل و قطع کار می کند و توان تلفاتی پایینی دارد، در صورتى که در منابع تغذیه خطی عنصر کنترل در وضعيت فعال کار می کند و توان تلفاتی بسيار بالائی دارد.
اين منابع توانسته اند اتلاف انرژى را تا حد زيادى كاهش دهند.

2- ابعاد کوچک ترانس:
در منابع تغذیه سوئیچینگ با افزایش فرکانس، بسته های انرژی کوچک تری در تعداد دفعات بیشتری به خروجى منتقل می گردد.
در صورتى كه در منابع تغذیة خطی ترانس در فرکانس ۵۰ هرتز برق شهر کار می کند.
بنابراين انرژی نسبتاً زیاد در تعداد دفعات کم به خروجی منتقل می شود..

3- سبک و كم وزن بودن:
ميزان وزن یک منبع تغذیه به ترانس آن بستگی دارد.
اگر ترانس کوچک باشد این منبع سبک و كم وزن خواهد شد. (به دلیل حذف ترانسفورماتور فرکانس پایین که وزن بالایی دارد)

4- کاملاً فشرده:
منبع تغذیه سوئیچینگ را می توانيد در بسته بندی های کاملاً فشرده قرار دهيد، زيرا اتلاف حرارتی کمی دارند.

5- ورودی با محدوده دینامیکی زیاد:
ولتاژهاى ورودی می تواند در محدودة وسیعی تغییر کنند در حالی که ولتاژ خروجی ثابت باقی خواهد ماند .

6- زمان نگهداری بیش از پنج میلی ثانیه مدار سوئیچینگ:
دلیل آن نيز ولتاژ dc نسبتا بالایی است که در خازن ورودی ذخیره می شود.
بنابراين چون انرژی ذخیره شده در خازن با مربع ولتاژ رابطه مستقيم دارد به همین دلیل منبع تغذیه سوئیچینگ زمان نگهداری بیشتری نسبت به منبع تغذيه خطى دارد.

معایب منبع تغذیه سوئیچینگ

1- تلفات در ترانس
در ترانس علاوه بر تشعشع، تلفات افزایش یافته و با افزایش تلفات در ترانس، بازده آن به صورت مستقيم( كه از طریق سیم های ارتباطی انتشار می یابد ) و غير مستقيم(که از طریق محیط، ارتباط برقرار می شود )کاهش می یابد.

2- نیاز به محفاظت در مقابل اضافه بار

3- قطع فیدبک در مدار تغذیه
با قطع شدن فیدبک در منبع تغذیه خطی افزایش ولتاژ وجود ندارد، درصورتى که در منبع تغذیه سوئیچینگ با قطع شدن فیدبک، قسمت کنترلی ولتاژ خروجی را صفر می بیند. بنابراين برای افزایش ولتاژ انرژی بیشتری را به خروجی منتقل می کند. چون قسمت کنترلی، کاهش ولتاژ را در اثر افزایش بار می داند. انتقال انرژی بیشتر به خروجی موجب افزایش ولتاژ خروجی می شود تا جایی که ممكن است منجر به سوختن عناصر مداربشود.

4- جریان های یورشی زیاد:
جریان های یورشی به جریان هایی گفته می شود که در لحظه اول بعد از وصل شدن منبع تغذیه به علت شارژ نبودن خازن های مدارات سوئیچینگ از ورودی دریافت می شود.

منابع تغذیه سوئیچینگ (صنعتی) به طور کلی به دو دسته تقسیم می شوند:

1- منابع تغذیه سوئیچینگ ریلی
2- منابع تغذیه سوئیچینگ کف خواب