مبدلهای AC-DC

منبع تغذیه سوئیچینگ متغیر ۳۲۰ وات

مهندس سعید جباری
نوشته شده توسط مهندس سعید جباری

منبع تغذیه سوئیچینگ متغیر ۳۲۰ وات جز یکی از بهترین پروژه های بود که تا این لحظه کار کردم و نتایج حاصل از این پروژه بسیار بسیار لذتبخش و کارآمد بود. این پروژه بنابه سفارش یکی از دوستان خوبم آقای مهندس صاریخان که در شرکت نفت مشغول به کار هستند طراحی و ساخته شد. ما باید در این پروژه بخش آنالوگ را طوری طراحی میکردیم که ولتاژ خروجی مبدل بین ۳۰ تا ۱۶۰ ولت DC توسط یک پالس PWM کم و زیاد میشد و از طرفی بحث ایزولاسیون در این مدار از اهمیت بالایی برخوردار بود. در ابتدا ما باید توپولوژی مناسب برای این توان را انتخاب میکردیم که ساختار نیم پل ( Half-Bridge Converter ) را برگزیدیم. از آنجایی که قرار شده بود یک سیستم تمام ایزوله داشته باشیم ما برای تغذیه مدارات آنالوگ از یک منبع تغذیه ۱۲ ولت ۱ آمپر استفاده کردیم و برای راه اندازی سوئیچهای قدرت در طرف اولیه با در نظر گرفتن اصل ایزولاسیون از یک ترانس پالس ۱:۱:۱ که توسط دو عدد ماسفت درایور TC4420 راه اندازی شده بود استفاده کردیم.

مشخصات فنی منبع تغذیه سوئیچینگ متغیر ۳۲۰ وات عبارتنداز :
۱- ولتاژ ورودی بین ۱۸۰ الی ۲۴۰ ولت AC
۲- فرکانس ورودی بین ۴۷ الی ۶۰ هرتز
۳- ولتاژ خروجی قابل تنظیم ۳۰ الی ۱۶۰ ولت
۴- جریان خروجی ۲ آمپر
۵- خروجی دوم با زمین مشترک با ولتاژ متغیر ۵ ولت ۵۰۰ میلی آمپر
۶- خروجی سوم کاملا ایزوله با دو خروجی دیگر ۵ ولت ۲ آمپر
۷- ورودی ریموت برای قطع و وصل منبع متغیر با ایزولاسیون کاملا توسط اپتوکوپلر
۹- ورودی پالس PWM با فرکانس ۲۰ کیلوهرتز و دامنه ۵ ولت
۱۰- راندمان منبع تغذیه در حداکثر توان خروجی ۹۰ درصد
۱۱- پاورفکتور منبع تغذیه بیشتر از ۶۰ درصد
۱۲- پروتکشن ولتاژ در خروجی
۱۳- پروتکشن جریان توسط فیوز در خروجی
۱۴- پروتکشن جریان توسط فیوز و ترانس جریان در ورودی

 

از این منبع تغذیه میتوان در مصارف صنعتی به کاربردهای زیر آشاره کرد:
۱- تغذیه مناسب برای چراغهای LED جهت کنترل روشنایی در امکان عمومی، سینما و مرغداریهای
۲- تغذیه مناسب برای کنترل دور موتورهای DC ولتاژ بالا
۳- تغذیه مناسب برای کاربردهای آزمایشگاهی و آموزشی

 

در فیلم زیر میتوانید کار کرد مدار را مشاهده کنید:

در زیر میتوانید تصاویری از این منبع تغذیه متغیر هنگام تست و آزمایش را مشاهده کنید

درباره نویسنده

مهندس سعید جباری

مهندس سعید جباری

۱۹ نظر

  • سلام خدمت شما
    عذر میخوام سوالی داشتم در رابطه با پاور کامپیوتر .
    روی پاور برای ورودی ۲۳۰ ولت و ۱۰ امپر نوشته شده که میشه ۲۳۰۰ وات و خروجی ۵۰۰ وات میده . که میشه ۱۸۰۰وات تلفات ؟! بازده حدود ۲۰ درصد ؟
    ایراد حساب کردن من کجاست ؟
    خیلی ممنون

    • با سلام و دورد
      دوست عزیز این مشکلی هست که خیلی ها سوال میپرسن و وسیله ای شده برای کسب و کار خیلی از افراد برای مقایسه غیر اصولی!!!!!
      در مورد این موضوع باید خدمتتون عرض کنم که اون توانی که شما در ورودی پاور اعمال میکنید واحدش وات (W) نیست! بلکه ولت آمپر (VA) هست.
      میخوام با یه مثال توضیح بدم، فقط قبل مثال رابطه توان ها به شکل زیر میباشد:
      توان ظاهری = توان حقیقی + توان موهومی
      یا
      توان ظاهری = توان اکتیو + توان راکتیو
      توان اکتیو یا توان حقیقی : به توانی گفته میشود که ما آن را مصرف میکنیم و شاهد انجام کار هستیم. مثل روشنایی چراغ یا توان خروجی پاور یا موتوری که به حرکت در میاد. واحد این توان وات (Watt) هست.
      توان راکتیو یا توان موهومی: به توانی گفته میشود که همراه توان حقیقی مصرف میشود ولی هیچ تاثیری بر روند کارکرد دستگاه ندارد و جز هزینه و اتلاف مصرف بیشتر انرژی کار دیگری انجام نمیدهد. واحد این توان وار (VAR) هست.
      توان ظاهری: مجموع توان موهومی ( راکتیو ) و توان حقیقی ( اکتیو ) را گویند که واحد آن ولت آمپر (VA) میباشد.
      پس اگر به گفته های شما برگردیم ۲۳۰۰ ولت آمپر توان ظاهری شما خواهد بود و در خروجی ۵۰۰ وات توان حقیقی خواهید داشت ولی توان موهومی شما ۱۸۰۰ وار خواهد بود.( بنابه به تجربه کاری، همیشه توان موهومی و توان حقیقی با هم برابر هستند و اختلافی کمی باهم دارند. البته در بار کامل خروجی ) . در بحث راندمان شما باید شما باید توان حقیقی مصرف شده در ورودی را اندازه بگیرید بعد از آن توان خروجی مصرفی ( ۵۰۰ وات ) را به توان حقیقی ورودی تقسیم کنید تا راندمان مدار شما بدست آید. اشتباه شما در این بود که شما توان خروجی با واحد وات (W) را به توان ظاهری با واحد (VA) تقسیم کردید که این کار کاملا اشتباه میباشد.

  • با سلام خدمت شما
    قصد سفارش برای ساخت یک منبع تغذیه سوئیچینگ دارم خروجی DC با ولتاژ ۶ ولت و آمپراژ قابل تنظیم تا ۸۰۰ آمپر البته قابل برنامه ریزی برای آمپر هم باشد به اینصورت که در زمان انتخاب شده آمپر از صفر به مقدار مورد نظر برسد.
    بارگذاری این دستگاه برای هر بار استفاده تا یک هفته به طور مداوم است.
    در صورت امکان شرکتی که توان ساخت این دستگاه با بهترین کیفیت دارد معرفی کنید.
    متشکر از شما

    • با سلام و درود
      بنابه مشخصاتی که فرمودید شما این سیستم رو برای آبکاری و یا بهتر بگم آنادایز نیاز دارید که هدفتون هم از کنترل جریان بخاطر این موضوع هست. باید خدمت دوست عزیزم عرض کنم که تیم ما قادر به طراحی و ساخت با بهترین کیفیت و بهتر تضمین از لحاظ کار کرد و از لحاظ خدمات پس از فروش میباشد و در صورت تمایل به همکاری میتونید با یکی از شماره های ما ۰۴۴۳۲۲۵۴۹۴۴ و یا ۰۹۱۴۳۸۸۳۲۱۷ تماس حاصل فرمائید و بعد از صدور پیشفاکتور به همراه جزئیات پروژه، در صورت توافق دستگاه مورد نظر رو براتون طراحی کنیم.

  • سلام. عذرخواهی میکنم. منبع تغذیه های DC توان ورودیش چه میزان هست. ایا امکان اتصال ان به سل خورشیدی وجود داره

    • با سلام و درود خدمت آقای دکتر آروین
      باید خدمتتون عرض کنم که سوال شما یک سوال خیلی خیلی کلی هست و اگه بخواهیم در یک پاسخ بهش اشاره کنیم شاید نشه بطور کامل توضیح داد! ولی به هر حال، بنده توضیحاتی رو خدمتتون عرض میکنم که امیدوارم پاسخی به سوال شما باشه. منابع تغذیه DC به دو دسته ی مبدلهای AC-DC و DC-DC تقسیم میشن. حدس بنده اینکه منظور شما مبدلهای DC-DC هست، از این رو باید خدمتتون عرض کنم که توان ورودی هر مبدل DC-DC بخ توان خروجی و راندمان مبدل بستگی داره. ولی برای استفاده از سیستمهای تجدیدپذیری مثل ارنژیهای خورشیدی بهترین حالت به این شکل هست که انرژی تولید شده توسط سولار در داخل باطری ذخیره بشه و بعد از فرآیند ذخیره سازی از انرژی موجود برای تبدیل ولتاژ به یک ولتاژ دیگر استفاده کنیم. اگر در مورد کاری که میخواهید انجام دهید توضیحات لازم را ارائه دهید در واقع هدف نهایی را بگویید بنده بهتر میتوانم راهکار ساده و بهینه را در اختیارتون قرار بدم.

  • با سلام و خسته نباشید و تشکر از توضیحات شما..
    میخواستم اگر بخوام طراحی منابع تغذیه سوییچینگ را از صفر شروع کنم ویادبگیرم چه منابعی رو شما برای یادگیری معرفی میکنید؟
    ممنون میشم اگر راهنمایی کنید.
    متشکر

    • با سلام و تشکر بابت وقتی که گذاشتید و سایت و کارهای ما رو مشاهده کردید.
      این سوال رو خیلی از دوستان به عناوین مختلف ازم پرسیدن و بنده هم پاسخهای مختلفی بنابه شرایط کاریشون دادم. مهمترین و اصلیترین قدم تو یادگیری طراحی منابع تغذیه سوئیچینگ صبره! چون خیلی از دوستان بودن که مطالعات زیادی انجام دادن ولی وقتی که به عمل رسیدن و نتونستند به جواب مطلوب برسن سریع بیخیال همه چی شدن و دست از کار کشیدن!
      من خودم اولین استارت کاریمو با توپولوژی فوروارد زدم و بعد رفتم سراغ فلایبک و نزدیک به ۳ سال با این توپولوژی و نحوه ترانس پیچی و طراحی مدارات فیدبکش درگیر بودم و هر رفرنسی که پیدا میکردم حداقل یه بار میخوندم تا چیزای جدید یاد بگیرم، بیشتر این رفرنسهای Application Noteها شرکتهای بزرگی مثل ST, TI, ONsemi, Fairchild, Vishay و … بود. بزرگترین و اصلی ترین ویژگی این فایلها انتقال سریع مفهوم و فرمولها به خواننده بود و از نوشتن مطالب اضافی خودداری میکردن. ولی همه این جای خودشون رو دارن و کتاب Power Supply Cookbook اثر Marty Brown جای خودش رو داره! این کتاب واقعا جز یکی از کتابهایی محسوب میشه که در کنار فرمولها و مباحث تئوری به شرح و توضیح مدارات عملی هم پرداخته و این موضوع باعث یادگیری بهتر خواننده کتاب میشه.
      ولی باید این موضوع رو هم در نظر داشته باشید که این کتاب یه دید اولیه بسیار بسیار خوبی به خواننده میده ولی فردی که این کتاب رو خوند و دو دو تا چهارتا رو یا گرفت باید بره سراغ فایلها و مطالب اضافی دیگه تا دانسته هاش رو با مطالب قوی تری تکمیل کنه. شما میتونید کتاب مارتی براون رو از این لینک دانلود کنید.

  • با تشکر از توضیحات شما
    من از ای سب tl494 استفاده کردم و خروجی های اون رو به درایور hcpl دادم ترانس پالس رو خذف کردم و دقیقا همون کارو انجام میده و تغذیه ها همش جداست و ایزوله شده منظورم ترانس اصلی بود که به ماسفت ها وصل میشه ایا قبل ترانس هم سلف میخاد یا نه
    در ضمن تو وروری برق وریستور یا ntc میخاد یا نه
    ممنون میشم یه شماتیک کوچیک بزارین بهتر متوجه میشم
    با سپاس

  • سلام
    با تشکر از توضیحات مفیدتون
    من هم دارم این مدارو طراحی میکنم با این تفاوت که خروجی ۰ تا ۶۰ ولت ۱۰ امپره
    مدار نیم پل بستم با ترانس پالس و تغذیه ماست ها جداست و درایور ماسفت سری hcpl گذاشتم که اپتو هم هست
    حالا دو تا مشکل دارم یکی تو محاسبه دور اولیه و ثانویه ترانس و یکی سلف خروجی و یکیم اسنابر برای ماسفت هاست
    اسنابری که گذاشتم خوب جواب نمیده و گاهی میسوزه
    ممنون میشم راهنمایی کنید

    • با سلام و تشکر بابت اینکه به دانش اندک ما افتخار دادید و سوالتون رو پرسدید.
      دوست عزیز تو سوال شما یه چیزی رو متوجه نشدم!!!!؟! شما گفتید از ترانس پالس استفاده کردید ولی درایور ماسفتهاتون از سری HCPL هست!!! من خودم تو این پروژه از ترانس پالس استفاده کرده بودم و دیگه هیچ درایوری رو استفاده نکردم و خروجی ترانس پالس رو با چند تا مقاومت و دیود و ترانزیستور به گیت ماسفت وصل کردم و مدارم به خوبی کار کرد!
      در مورد محاسبه تعداد دور ترانس در منابع تغذیه سوئیچینگ من لینک دو تا فایل رو براتون میزارم تا یه بررسی انجام بدید. در واقعا این فایلها ماه عسل کاره بنده بوده که تو دو صفحه توضیح دادم که میتونید از این لینک و از این لینک دانلود کنید. برای محاسبه سلف خروجی میتونید از این مقاله کمک بگیرید.
      اما در مورد اسنابر باید عرض کنم که من همیشه به این شکل عمل میکنم. البته در مدارات نیم پل و تمام پل. خازن رو ۱ الی ۲٫۲ نانو در نظر میگیریم و مقاومت رو بین ۸۲ الی ۱۵۰ اهم ۵ وات آجری قرار میدم. بعده اینکه تست مدار تمام شد و به نتیجه نهایی رسیدم مقدار مقامتها و خازن اسنابر رو کم و زیاد میکنم تا به نتیجه مطلوب دست پیدا کنم. اسنابر رو من قبلا با فرمول و محاسبات قرار میدادم ولی به این نتیجه رسیدم که این بخش اگه با آزمون خطا بالا پایین بشه بهتر جواب میده و سریعتر به نتیجه میرسه.
      امیدوارم توضیحات بنده تونسته باشه بخشی از نیاز شما رو برطرف کنه.
      موفق باشید

  • سلام. خسته نباشید. تشکر بابت زحمات بی وقفه.
    این تصاویر خوبند اما نقشه مدار مهمه. ما یه پروژه داریم که شما میتونید انجام بدید. من چگونه براتون درخواست خودم را بفرستم. یه دستگاه لازم داریم که بخشی از اون تغذیه دستگاهه و بقیشم شامل پیش تقویت کننده و تقویت کننده و تغییر دهنده شکل موج و میکرو با صفحه تاچ ال سی دی و کنترل با میکرو می باشد.

    • با سلام و روز بخیر
      دوست بابت قرار دادن شماتیک مدارات موجود بر روی سایت باید خدمتتون عرض کنم که ما بنابه دو دلیل نمیتونیم این کار رو انجام بدیم
      1. دلیل اول و مهم اینکه ما از طریق سود حاصل از طراحی این مدارات داریم بر روی پیشرفت کارمون سرمایه گذاری میکنیم و از طرفی گذران زندگی ما از این طریق هست. امیدوارم شرایط ما رو درک کنید!
      2. دلیل دوم اینکه برای تک تک پروژه هامون از مشتریانمون هزینه طراحی گرفتیم و از لحاظ اخلاقی درست نیست که ماه عسل نتایج مشتریانمون رو بطور رایگان در اختیار عموم قرار بدیم.

      و اما در مورد سفارش پروژه، شما میتونید مداری که نیاز دارید رو با تمام خواسته هاتون از 4 روش زیر برامون ارسال کنید:
      1. از طریق ایمیل [email protected]
      2. از طریق تلگرام [email protected]
      3. از طریق فکس 04432254945
      4. از طریق تماس تلفنی با دفتر 04432254944 و یا تماس با شماره بنده 09143883217

      موفق و پیروز باشید

  • با سلام و تشکر بابت دیدگاهتون
    دوست من، منابع تغذیه متغییر به دو دسته تقسیم میشه. منابع متغیر خطی و منابع متغیر سوئیچینگ. منابع متغیر خطی از لحاظ ساختمان و طراحی ساده هستند و به راحتی و در مدت زمان کوتاهی میشه به مرحله عمل رسوندش، ولی یکی از بزرگترین مشکلات این نوع منابع اندازه بزرگ و وزن بالا ( چون از ترانس 50 هرتز استفاده میشه ) و راندمان پایین این نوع منابع در توانهای بالا است. ولی منابع تغذیه متغیر سوئیچینگ از لحاظ طراحی و پیاده سازی زمان بر میباشد ولی از لحاظ ابعاد و وزن و راندمان به مراتب بالاتر و بهتر از منابع خطی هستند. راستی، جریان خروجی مورد نیازتون چقدره؟

  • سلام مهندس،من میخوام یه هویه مخصوص کار چرم هست درست کنم چون در ایران نیست، ولتاژهای پایین بین ۱۲ تا ۱۰۰ نیاز دارم.شما منبع تغذیه ای میشناسید که بتونم استفاده کنم یا بتونم درست کنم،ممنون اگر پاسخ من رو بدید

    • با سلام و تشکر بابت دیدگاه گرم و امیدبخشتون
      دوست عزیز شما لطف دارید، بنده در این دنیای بزرگ الکترونیک جزئی بیش نیستم! ولی وقتی دیدگاه های پرمهر عزیزانی مثل شما رو مطالعه میکنم انرژیم 100 چندان میشه و از این فاصله دور دست تک تک شماها رو میبوسم. درضمن تو این شاخه از برق هنوز خیلی زمان نیاز دارم که به درجات بالا برسم ولی با این سواد اندکی که دارم تا آنجایی که در توانم هست میتونم کمکتون کنم و اگه سوالی در مورد مبدلهای DC-DC و AC-DC ، شارژرها، درایورها و یا توپولوژیهای مختلف بود میتونید مطرح کنید. البته برای اینکه سایت شلوغ نشه لطفا با ایمیلم در تماس باشید.
      با تشکر
      سعید جباری

      • سلام
        چشم حتما از نظرات گهربار شما استفاده میکنم.
        از اینکه این همه بزرگوار هستین تشکر میکنم.
        به امید موفقیت های روزافزون شما

نظر بدهید

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.