الشكل 1: مخطط تصميم مصدر الطاقة الخطي القياسي

الشكل 2: الشكل الموجي لإمدادات الطاقة الخطية

على الرغم من أن مصدر الطاقة الخطي مناسب جدًا لتزويد الطاقة للأجهزة منخفضة الطاقة، مثل الهواتف اللاسلكية وPlayStation/Wii/Xbox وأجهزة الألعاب الأخرى، إلا أنه بالنسبة للأجهزة عالية الطاقة، فإن مصدر الطاقة الخطي لن يكون كافيًا.

بالنسبة لإمدادات الطاقة الخطية، يتناسب حجم السعة الداخلية والمحول عكسيًا مع تردد أنابيب التيار المتردد: بمعنى أنه إذا كان تردد أنابيب الإدخال أقل، فستكون هناك حاجة إلى سعة ومحول أكبر لإمدادات الطاقة الخطية، و والعكس صحيح. في الوقت الحاضر، يتم دائمًا استخدام أنابيب التيار المتردد بتردد 60 هرتز (50 هرتز في بعض البلدان)، وهو تردد منخفض نسبيًا، وبالتالي فإن حجم المحول والمكثف غالبًا ما يكون كبيرًا نسبيًا. بالإضافة إلى ذلك، كلما زاد تدفق التيار المتردد، زاد حجم محول مصدر الطاقة الخطي.

لذلك، بالنسبة لمجال أجهزة الكمبيوتر الشخصية، فإن تصنيع مصدر طاقة خطي سيكون خطوة مجنونة، لأن حجمه سيكون كبيرًا جدًا ووزنه سيكون ثقيلًا جدًا. لذلك، فإن مستخدمي أجهزة الكمبيوتر الشخصية غير مناسبين لمشاركة مصدر الطاقة الخطي.

● ما مدى معرفتك بتبديل مصدر الطاقة؟

يمكن أن يؤدي تبديل مصدر الطاقة إلى حل هذه المشكلة جيدًا من خلال وضع التبديل عالي التردد. بالنسبة لإمدادات الطاقة ذات التردد العالي، يمكن تعزيز جهد دخل التيار المتردد قبل دخول المحول (عادة 50-60 كيلو هرتز قبل التعزيز).مع زيادة جهد الدخل، لا يجب أن يكون حجم المكونات مثل المحولات والمكثفات كبيرًا مثل مصدر الطاقة الخطي.

يعد مصدر الطاقة عالي التردد هذا هو ما تحتاجه أجهزة الكمبيوتر الشخصية والمعدات مثل VCR.تجدر الإشارة إلى أن ما نسميه غالبًا "تحويل مصدر الطاقة" هو في الواقع اختصار لـ "تحويل مصدر الطاقة عالي التردد"، والذي لا علاقة له بإيقاف تشغيل مصدر الطاقة نفسه وتشغيله.في الواقع، يعتمد مصدر الطاقة لجهاز الكمبيوتر الخاص بالمستخدم النهائي مخططًا أكثر تحسينًا: نظام الحلقة المغلقة - الدائرة المسؤولة عن التحكم في أنبوب التبديل، والحصول على إشارة التغذية المرتدة من مخرج مصدر الطاقة، ثم زيادة أو تقليل تردد الجهد في فترة معينة وفقًا لاستهلاك الطاقة للكمبيوتر الشخصي وذلك للتكيف مع محول مصدر الطاقة (تسمى هذه الطريقة PWM، تعديل عرض النبض، تعديل عرض النبض).ولذلك، يمكن ضبط مصدر طاقة التبديل ذاتيًا وفقًا لاستهلاك الطاقة للمعدات المتصلة التي تستهلك الطاقة، بحيث يمكن للمحول والمكونات الأخرى أن تستهلك طاقة أقل وتقلل من القيمة الحرارية.

من ناحية أخرى، فإن مفهوم تصميم مصدر الطاقة الخطي هو أن الطاقة لها أهمية قصوى، حتى لو كانت دائرة الحمل لا تتطلب تيارًا كبيرًا. والنتيجة هي أن جميع المكونات تعمل بكامل طاقتها حتى عندما لا يكون ذلك ضروريًا، مما يؤدي إلى حرارة أعلى بكثير.

الشكل 4: مصدر الطاقة مع دائرة PFC

من خلال مقارنة الشكل 3 مع الشكل 4، يمكننا أن نرى الفرق بينهما: أحدهما لديه دائرة PFC نشطة والآخر لا. الأول لا يحتوي على محول 110/220 فولت ولا يوجد دائرة مضاعفة الجهد. سوف يركز ما يلي على شرح مصدر الطاقة النشط PFC.لكي يتمكن القراء من فهم مبدأ عمل مصدر الطاقة بشكل أفضل، فإن ما ورد أعلاه هو مخطط أساسي للغاية، ولا يتضمن دوائر إضافية أخرى، مثل حماية الدائرة القصيرة، والدائرة الاحتياطية، ومولد إشارة PG. وبطبيعة الحال، إذا كنت تريد معرفة رسم تخطيطي أكثر تفصيلا، يرجى الاطلاع على الشكل 5. لا يهم إذا كنت لا تستطيع فهم ذلك، لأن هذه الصورة في الأصل لمصممي الطاقة المحترفين.

الشكل 5: رسم تخطيطي للتصميم النموذجي لمصدر طاقة ATX منخفض النهاية (قد لا تكون الصورة واضحة، لذا أقترح عليك سحبها للخارج لإلقاء نظرة عليها)

قد تتساءل، لماذا لا توجد دائرة تصحيح الجهد في مخطط التصميم في الشكل 5؟ في الواقع، لقد تولت دائرة PWM بالفعل مهمة تصحيح الجهد. سيتم تصحيح جهد الدخل مرة أخرى قبل المرور عبر أنبوب التبديل، ويصبح الجهد الداخل إلى المحول موجة مربعة. لذلك، فإن الشكل الموجي لخرج المحول هو أيضًا موجة مربعة، وليس موجة جيبية. في هذا الوقت، يكون شكل الموجة مربعًا، لذلك يمكن تحويل الجهد بسهولة إلى جهد تيار مستمر بواسطة المحول.

وهذا يعني أنه بعد إعادة معايرة الجهد بواسطة المحول، يصبح جهد الخرج هو جهد DC DC. لهذا السبب يُطلق على تحويل مصدر الطاقة غالبًا اسم محول DC-DC.تعتبر حلقة دائرة التحكم PWM مسؤولة عن جميع وظائف التنظيم المطلوبة. إذا كان جهد الخرج خاطئًا، فستقوم دائرة التحكم PWM بتغيير إشارة التحكم في دورة التشغيل للتكيف مع المحول، وأخيرًا تصحيح جهد الخرج. يحدث هذا غالبًا عندما يزيد استهلاك طاقة الكمبيوتر، ويميل جهد الخرج إلى الانخفاض، أو عندما ينخفض استهلاك طاقة الكمبيوتر، يميل جهد الخرج إلى الزيادة.عند النظر إلى الصفحة التالية، لا بد لنا من معرفة المعلومات التالية:

★ جميع الدوائر والوحدات قبل المحول تسمى "الجانب الأساسي"، وجميع الدوائر والوحدات بعد المحول تسمى "الجانب الثانوي"؛

★ لا يحتوي مصدر الطاقة المصمم باستخدام PFC النشط على محول 110 فولت/220 فولت ومضاعف الجهد؛★ بالنسبة لإمدادات الطاقة بدون دائرة PFC، إذا تم ضبط 110 فولت/220 فولت على 110 فولت، قبل أن يدخل التيار إلى جسر المعدل، سيستخدم مصدر الطاقة نفسه مضاعف الجهد لرفع 110 فولت إلى حوالي 220 فولت؛

★ يتكون أنبوب التبديل الموجود على مصدر الطاقة للكمبيوتر الشخصي من زوج من أنابيب MOSFET للطاقة، وبالطبع، هناك تركيبات أخرى، والتي سنشرحها بالتفصيل لاحقًا؛

★ الشكل الموجي المطلوب للمحول هو موجة مربعة، وبالتالي فإن شكل موجة الجهد بعد المرور عبر المحول هو موجة مربعة، وليس موجة جيبية؛

غالبًا ما يكون تيار التحكم PWM عبارة عن دائرة متكاملة، وعادةً ما يتم عزله عن الجانب الأساسي بواسطة محول صغير، ولكن في بعض الأحيان قد يتم عزله عن الجانب الأساسي بواسطة شريحة اقتران (رقاقة IC صغيرة مزودة بـ LED وترانزستور ضوئي)؛

★تتحكم دائرة التحكم PWM في إغلاق أنبوب التبديل الخاص بمصدر الطاقة وفقًا لحمل الإخراج لمصدر الطاقة. إذا كان جهد الخرج مرتفعًا جدًا أو منخفضًا جدًا، فستقوم دائرة التحكم PWM بتغيير شكل موجة الجهد للتكيف مع أنبوب التبديل، وذلك لتحقيق الغرض من تصحيح جهد الخرج الإيجابي؛

في الصفحة التالية، سوف نقوم بدراسة كل وحدة ودائرة لمزود الطاقة من خلال الصور، ونخبرك بصريًا بمكان العثور عليها في مزود الطاقة من خلال الصور المادية.

تمييز الجانب الأساسي عن الجانب الثانوي.

أعلاه، قدمنا تقريبًا كل وحدة داخل مصدر الطاقة من منظور كلي. دعونا نحسن الأمر ونحول الموضوع إلى مكونات كل وحدة من وحدات إمداد الطاقة ...

04
تحليل دائرة التصفية العابرة

بعد توصيلها بمصدر طاقة تحويل الكمبيوتر، تدخل الطاقة التجارية أولاً إلى دائرة التصفية العابرة، والتي يشار إليها عادة باسم دائرة EMI. يصف الشكل التالي مخطط الدائرة لدائرة التصفية العابرة "الموصى بها" لمصدر طاقة الكمبيوتر.

مخطط الدائرة لدائرة التصفية العابرة

لماذا يجب أن نؤكد أنه "موصى به"؟ لأن العديد من مصادر الطاقة المتوفرة في السوق، وخاصة مصادر الطاقة المنخفضة، غالبًا ما تحذف بعض المكونات الموضحة في الشكل 8. لذلك يمكنك الحكم على جودة مصدر الطاقة الخاص بك عن طريق التحقق مما إذا كانت دائرة EMI قد تقلصت.

المكون الرئيسي لدائرة EMI هو MOV (مكثف أكسيد المعدن)، أو مكثف (RV1 في الشكل 8)، وهو المسؤول عن قمع الذروة في عابرة الطاقة التجارية. يُستخدم عنصر MOV أيضًا في مثبطات التيار المفاجئ. ومع ذلك، غالبًا ما تقوم العديد من مصادر الطاقة المنخفضة بقطع مكونات MOV المهمة من أجل توفير التكاليف. بالنسبة لمصدر الطاقة المجهز بعناصر MOV، ليس من المهم ما إذا كان هناك مانع للاندفاع أم لا، لأن مزود الطاقة لديه بالفعل وظيفة قمع الاندفاع.

L1 و L2 في الشكل. 8 هي لفائف الفريت. C1 وC2 عبارة عن مكثفات قرصية، وعادةً ما تكون زرقاء اللون، وتسمى هذه المكثفات عادةً المكثفات "Y"؛ C3 عبارة عن مكثف بوليستر معدني، عادةً بسعة 100nF أو 470nF أو 680nF، ويسمى أيضًا مكثف "X"؛ تم تجهيز بعض مصادر الطاقة بمكثفين X، متصلين بالتوازي مع التيار الكهربائي، كما هو موضح في الشكل 8 RV1.

يمكن أن يكون المكثف X أي مكثف متصل بالتوازي مع التيار الكهربائي؛ عادةً ما يتم إقران المكثفات Y في أزواج، والتي تحتاج إلى توصيلها على التوالي بين النار والصفر ويجب تأريض النقطة الوسطى للمكثفين من خلال الهيكل. وهذا يعني أنها متصلة بالتوازي مع التيار الكهربائي.

لا تستطيع دائرة المرشح العابر تصفية الطاقة التجارية فحسب، بل تمنع أيضًا الضوضاء الناتجة عن أنبوب التبديل من التداخل مع الأجهزة الإلكترونية الأخرى بنفس الطاقة التجارية.

دعونا نلقي نظرة على بعض الأمثلة العملية. كما هو موضح في الشكل 9، هل يمكنك رؤية بعض الأشياء الغريبة؟ لا يحتوي مصدر الطاقة هذا على دائرة تصفية عابرة! هذا مصدر طاقة "كوخ" رخيص. يرجى ملاحظة، إلقاء نظرة على العلامة الموجودة على لوحة الدائرة. كان من المفترض أن تكون دائرة التصفية العابرة موجودة، ولكن تم طرحها في السوق بواسطة JS بلا قلب.

لا يحتوي مصدر الطاقة "الكوخي" الرخيص هذا على دائرة ترشيح عابرة.

كما هو موضح في الشكل 10، هذا مصدر طاقة منخفض مع دائرة مرشح عابر، ولكن كما نرى، فإن دائرة المرشح العابر لمصدر الطاقة هذا تغفل مكثف MOV المهم وتحتوي فقط على ملف من الفريت؛ ومع ذلك، فإن مصدر الطاقة هذا مزود بمكثف X إضافي.

دائرة EMI لإمدادات الطاقة المنخفضة

تنقسم دوائر التصفية العابرة إلى EMI الأولي و EMI الثانوي. غالبًا ما يتم وضع EMI الأساسي للعديد من مصادر الطاقة على PCB مستقل، بالقرب من واجهة التيار الكهربائي، بينما يتم وضع EMI الثانوي على PCB الرئيسي لمصدر الطاقة، كما هو موضح في الشكلين 11 و12 التاليين.تم تجهيز الفئة I EMI بمكثف X ومحث من الفريت.

انظر إلى EMI الثانوي لمصدر الطاقة هذا. هنا يمكننا أن نرى مكثف MOV، على الرغم من أن موضعه غريب بعض الشيء، خلف الفريت الثاني. بشكل عام، ينبغي القول أن دائرة EMI لمصدر الطاقة هذا كاملة جدًا.

استكمال EMI الثانوي

ومن الجدير بالذكر أن مكثف MOV لمصدر الطاقة أعلاه يكون لونه أصفر، ولكن في الواقع تكون معظم MOVs زرقاء داكنة.

بالإضافة إلى ذلك، فإن دائرة التصفية العابرة لمصدر الطاقة هذا مجهزة بمصهر (كما هو موضح في الشكل 1 بـ F8). تجدر الإشارة إلى أنه إذا وجدت أن المصهر الموجود في أنبوب المصهر قد تم تفجيره، فمن المؤكد أن أحد المكونات أو بعض المكونات الموجودة داخل مصدر الطاقة معيبة. من غير المجدي استبدال المصهر في هذا الوقت، ومن المحتمل أن يحترق مرة أخرى بعد تشغيله.

05

مضاعف الجهد ودائرة التصحيح الأولية

● دائرة مضاعف الجهد والتصحيح الأولي

كما هو مذكور أعلاه، يتضمن تحويل مصدر الطاقة بشكل أساسي مصدر طاقة PFC النشط ومصدر طاقة PFC السلبي. هذا الأخير لا يحتوي على دائرة PFC ولكنه مجهز بمضاعف الجهد. يستخدم مضاعف الجهد مكثفين كهربائيين ضخمين، أي أنه إذا رأيت مكثفين كبيرين داخل مصدر الطاقة، فيمكن الحكم بشكل أساسي على أن هذا هو مضاعف الجهد لمصدر الطاقة. كما ذكرنا سابقًا، فإن مضاعف الجهد مناسب فقط للمناطق ذات الجهد 127 فولت.

مضاعف الجهد يتكون من مكثفين كهربائيين ضخمين

خذها إلى أسفل وإلقاء نظرة

يمكن رؤية جسر المعدل على جانب واحد من مضاعف الجهد. يمكن أن يتكون جسر المقوم من أربعة ثنائيات أو مكون واحد، كما هو موضح في الشكل 15. عادة ما يتم وضع جسر المعدل لإمدادات الطاقة المتطورة على المشتت الحراري الخاص.

جسر المعدل

في الجزء الأساسي، يوجد عادةً ثيرمستور NTC، والذي يمكنه تغيير قيمة المقاومة وفقًا لتغير درجة الحرارة. الثرمستور NTC هو اختصار لمعامل درجة الحرارة السلبية. وتتمثل وظيفتها بشكل أساسي في إعادة مطابقة مصدر الطاقة عندما تكون درجة الحرارة منخفضة جدًا أو مرتفعة جدًا، وهو ما يشبه مكثف القرص الخزفي، وعادة ما يكون زيتيًا.

06دائرة بك النشطة

● دائرة PFC النشطةمما لا شك فيه، لا يمكن رؤية هذا النوع من الدوائر إلا في مصدر الطاقة المجهز بدائرة PFC النشطة.

يوضح الشكل 16 دائرة PFC نموذجية:

مخطط دائرة PFC النشط

تستخدم دائرة PFC النشطة عادةً مفتاحين MOSFET للطاقة. عادة ما يتم وضع أنابيب التبديل هذه على المشتت الحراري للجانب الأساسي. من أجل سهولة الفهم، قمنا بوضع علامة على كل أنبوب مفتاح MOSFET بالأحرف: S تعني المصدر، وD تعني الصرف، وG تعني البوابة.

ثنائي PFC هو ثنائي طاقة، يعتمد عادةً على تقنية تغليف مشابهة لترانزستور الطاقة. يتشابهان في الطول، ويُوضعان أيضًا على المشتت الحراري للجانب الأساسي، إلا أن ثنائي PFC يحتوي على طرفين فقط.

إن المحاثة في دائرة PFC هي أكبر محاثة في مصدر الطاقة؛ يعد مكثف المرشح الموجود على الجانب الأساسي هو أكبر مكثف إلكتروليتي على الجانب الأساسي لمصدر طاقة PFC النشط. المقاوم في الشكل. 16 عبارة عن ثرمستور NTC، والذي يمكنه تغيير قيمة المقاومة مع تغير درجة الحرارة، وله نفس وظيفة الثرمستور NTC الخاص بـ EMI الثانوي.تعتمد دائرة التحكم النشطة PFC عادة على دائرة متكاملة IC، وفي بعض الأحيان تكون هذه الدائرة المتكاملة مسؤولة أيضًا عن التحكم في دائرة PWM (تستخدم للتحكم في إغلاق أنبوب التبديل). يُطلق على هذا النوع من الدوائر المتكاملة عادةً اسم "مجموعة PFC/PWM".

كالعادة، انظر إلى بعض الأمثلة أولاً. في الشكل 17، يمكننا رؤية المكونات بشكل أفضل بعد إزالة المشتت الحراري من الجانب الأساسي. إنها دائرة EMI الثانوية لدائرة المرشح العابر على اليسار، والتي تم تقديمها بالتفصيل أعلاه؛ انظر إلى الجانب الأيسر، كلها مكونات لدائرة PFC النشطة.

نظرًا لأننا قمنا بإزالة المشتت الحراري، فلا يمكن رؤية ترانزستور PFC وثنائي PFC في الصورة. بالإضافة إلى ذلك، إذا كنت تولي القليل من الاهتمام، يمكنك أن ترى أن هناك مكثف X (عنصر بني في الجزء السفلي من المشتت الحراري لجسر المقوم) بين جسر المقوم ودائرة PFC النشطة. عادةً ما يكون الثرمستور الزيتوني، الذي يشبه مكثف القرص الخزفي، مغطى بالمطاط.

مكونات PFC النشطة

الشكل 18 هو عنصر في المشتت الحراري الجانبي الأساسي. تم تجهيز مصدر الطاقة هذا بمفتاحين MOSFET وثنائيات طاقة لدائرة PFC النشطة:

مفتاح، ثنائي الطاقة

بعد ذلك، سوف نركز على أنبوب التبديل …

07
أنبوب التبديل

● تبديل الأنبوبيمكن أن يكون لعاكس التبديل لمصدر الطاقة العديد من الأوضاع. لقد لخصنا المواقف التالية:

بالطبع، نحن نحلل فقط عدد المكونات المطلوبة في وضع معين. في الواقع، سيتم تقييد المهندسين بالعديد من العوامل عند التفكير في الوضع الذي يجب اعتماده.

في الوقت الحاضر، الوضعان الأكثر شيوعًا هما التصميم الأمامي ثنائي الترانزستور وتصميم الدفع والسحب، وكلاهما يستخدم مفتاحي إضاءة. لقد قدمنا بالفعل هذه الأنابيب الباعثة للضوء والتي تم ترتيبها على الجانب الأساسي للمشتت الحراري في الصفحة السابقة، لذا لن أكررها هنا.

فيما يلي رسومات التصميم لهذه الأوضاع الخمسة:

(التكوين الأمامي للترانزستور المفرد)

(التكوين الأمامي للترانزستورين)

(تكوين نصف الجسر)

(تكوين الجسر الكامل)

(تكوين الدفع والسحب)

8،ودائرة التحكم بالمحولات PWM.

● دائرة التحكم بالمحولات و PWM

كما ذكرنا سابقًا، يتم تجهيز مصدر طاقة الكمبيوتر بشكل عام بثلاثة محولات: أكبرها هو المحول الرئيسي الموضح في الأشكال السابقة 3 و4 و19-23. جانبها الأساسي متصل بأنبوب التبديل، وجانبها الثانوي متصل بدائرة المقوم ودائرة الفلتر، والتي يمكن أن توفر مخرج تيار مستمر منخفض الجهد (+12 فولت، +5 فولت، +3.3 فولت، -12 فولت، -5 فولت) من إمدادات الطاقة.

أصغر محول لديه حمل خرج +5VSB، والذي عادة ما يصبح محولًا احتياطيًا، ويكون دائمًا في "حالة الاستعداد" لأن هذا الجزء من الإخراج يكون دائمًا في وضع التشغيل، حتى عندما تكون طاقة الكمبيوتر متوقفة.المحول الثالث عبارة عن عازل يربط دائرة التحكم PWM بأنبوب التبديل. لن يتم تجهيز جميع مصادر الطاقة بهذا المحول، لأن بعض مصادر الطاقة غالبًا ما تكون مجهزة بدوائر متكاملة optocoupler لها نفس الوظيفة.

محول

يستخدم مصدر الطاقة هذا دائرة متكاملة optocoupler بدلاً من المحول.

تعتمد دائرة التحكم PWM على دائرة متكاملة. بشكل عام، سيعتمد مصدر الطاقة بدون PFC النشط دائرة TL494 المتكاملة (تم اعتماد شريحة DBL494 المدمجة المتوافقة في الشكل 26 أدناه). في مصدر الطاقة مع دائرة PFC النشطة، يتم أحيانًا استخدام شريحة تستخدم لاستبدال شريحة PWM ودائرة التحكم PFC. تعد شريحة CM6800 مثالًا جيدًا، حيث يمكنها دمج جميع وظائف شريحة PWM ودائرة التحكم PFC.

دائرة التحكم PWM

08الجانب الثانوي (1)

● الجانب الثانوي

وأخيرا، يتم تقديم الجانب الثانوي. في الجانب الثانوي، سيتم تصحيح وتصفية خرج المحول الرئيسي، ومن ثم سيتم إخراج الجهد المطلوب بواسطة الكمبيوتر. يمكن تصحيح -5 فولت و-12 فولت فقط باستخدام الثنائيات العادية، لأنها لا تحتاج إلى طاقة عالية وتيار كبير.

ومع ذلك، فإن مهام تصحيح الجهود الموجبة مثل +3.3 فولت، +5 فولت، و+12 فولت تحتاج إلى جسر مقوم شوتكي عالي الطاقة. يحتوي هذا Schottky على ثلاثة دبابيس، تشبه في مظهرها الثنائيات القوية، ولكنها تحتوي على ثنائيين عاليي الطاقة مدمجين في الداخل. يتم تحديد إمكانية إكمال تصحيح الجانب الثانوي من خلال هيكل دائرة الطاقة. بشكل عام، قد يكون هناك نوعان من هياكل دوائر التصحيح، كما هو موضح في الشكل 27:

وضع التصحيح

سيتم استخدام الوضع A بشكل أكبر في مصدر الطاقة المنخفض المستوى. يتطلب هذا الوضع ثلاثة دبابيس من المحول. يُستخدم الوضع B في الغالب في مصادر الطاقة المتطورة. بشكل عام، يحتاج هذا الوضع فقط إلى أن يكون مجهزًا بمحولين، ولكن يجب أن يكون محاثة الفريت كبيرة بما يكفي، وبالتالي فإن هذا الوضع يكلف أكثر، وهذا هو السبب الرئيسي وراء عدم اعتماد مصدر الطاقة المنخفض لهذا الوضع.

بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لإمدادات الطاقة المتطورة، من أجل تحسين أقصى سعة إخراج التيار، غالبًا ما تقوم هذه الإمدادت بمضاعفة أقصى خرج التيار لدائرة المقوم عن طريق توصيل اثنين من الثنائيات بالتوازي.

سواء كان مصدر طاقة متطورًا أو منخفضًا، فإن مخرجاته +12 فولت و+5 فولت مجهزة بدوائر مقوم كاملة ودوائر مرشح، لذلك تحتاج جميع مصادر الطاقة إلى مجموعتين على الأقل من دوائر المقوم كما هو موضح في الشكل 27 .

هناك ثلاثة خيارات للاختيار من بينها لإخراج 3.3 فولت:

☆ أضف منظم جهد 3.3 فولت في جزء الإخراج +5 فولت، والذي يتم اعتماده من قبل العديد من مصادر الطاقة المنخفضة؛

☆ أضف دائرة مقوم كاملة ودائرة مرشح كما هو موضح في الشكل 27 لخرج 3.3 فولت، ولكنها تحتاج إلى مشاركة محول مع دائرة المقوم 5 فولت. هذا هو مخطط التصميم الشائع لإمدادات الطاقة المتطورة.

☆ اعتماد دائرة مقوم 3.3 فولت كاملة ومستقلة ودائرة مرشح. هذا النوع من المخططات نادر جدًا، ولا يمكن أن يظهر إلا في عدد قليل من مصادر الطاقة عالية المستوى ذات مستوى الحمى، مثل Galaxy 1000W الخاص بـ Annette.

نظرًا لأن خرج 3.3 فولت عادةً ما يكون دائرة مقوم 5 فولت مشتركة بالكامل (شائعة في مصدر الطاقة المنخفض) أو مشترك جزئيًا (شائعًا في مصدر الطاقة المتقدم)، يُقال أن خرج 3.3 فولت غالبًا ما يكون محدودًا بخرج 5 فولت. ولهذا السبب يجب تسمية العديد من مصادر الطاقة "بخرج مشترك 3.3 فولت و5 فولت" على لوحة الاسم.يوضح الشكل 28 أدناه الجانب الثانوي لمصدر الطاقة المنخفض. هنا يمكننا أن نرى الدائرة المتكاملة المسؤولة عن توليد إشارات PG. بشكل عام، يتم استخدام الدائرة المتكاملة LM339 لإمدادات الطاقة المنخفضة.

الجانب الثانوي

بالإضافة إلى ذلك، يمكننا أيضًا رؤية بعض المكثفات الإلكتروليتية (حجم هذه المكثفات أصغر بكثير من حجم مضاعف الجهد أو دائرة PFC النشطة) والمحاثات، المسؤولة بشكل أساسي عن وظيفة الترشيح.

من أجل مراقبة مصدر الطاقة هذا بشكل أكثر وضوحًا، قمنا بإزالة جميع الأسلاك الطائرة وملفات الترشيح الموجودة على مصدر الطاقة، كما هو موضح في الشكل 29. هنا يمكننا أن نرى بعض الثنائيات الصغيرة، والتي تستخدم بشكل أساسي لتصحيح -12 فولت و-5 فولت، والتيار المار من خلالها صغير جدًا (يحتاج مصدر الطاقة هذا إلى 0.5 أمبير فقط). يجب أن يكون تيار الخرج للجهدات الأخرى 1 أمبير على الأقل، الأمر الذي يتطلب أن تكون الصمام الثنائي للطاقة مسؤولاً عن التصحيح.

ثنائيات مقوم لدوائر الجهد السالب -12 فولت و-5 فولت

10. الجانب الثانوي (II)

● الجانب الثانوي
(2)يوضح الشكل التالي المكونات الموجودة على المشتت الحراري الجانبي الثانوي لمصدر الطاقة المنخفض:

مكونات المشتت الحراري الثانويمن اليسار الى اليمين:

☆ شريحة IC لمنظم الجهد - على الرغم من أنها تحتوي على ثلاثة دبابيس وتبدو مشابهة جدًا للصمام الثلاثي، إلا أنها شريحة IC. يستخدم مصدر الطاقة هذا منظم الجهد 7805 (منظم الجهد الكهربي 5 فولت)، وهو المسؤول عن تثبيت الجهد الكهربي +5VSB. كما ذكرنا من قبل، يعتمد +5VSB دائرة خرج مستقلة، لأنه لا يزال يحتاج إلى توفير خرج +5 فولت إلى +5VSB حتى عندما يكون الكمبيوتر متوقفًا عن التشغيل. ولهذا السبب يشار أيضًا إلى مخرج +5VSB باسم "الإخراج الاحتياطي". يمكن أن يوفر 805IC الحد الأقصى للتيار الناتج 1A.

☆ ترانزستور الطاقة MOSFET، المسؤول بشكل أساسي عن خرج 3.3 فولت. نموذج MOSFET لهذا مصدر الطاقة هو PHP45N03LT، والذي يمكنه السماح بمرور الحد الأقصى للتيار البالغ 45A. كما ذكرنا في الصفحة السابقة، فإن مصدر الطاقة المنخفض فقط هو الذي سيعتمد منظم 3.3 فولت المشترك مع 5 فولت.

☆ مقوم شوتكي القوي، والذي يتم تشكيله عن طريق دمج اثنين من الثنائيات. نموذج Schottky لهذا مصدر الطاقة هو STPR1620CT، وكل ثنائي من مصدر الطاقة هذا يمكن أن يسمح بتيار أقصى يبلغ 8A (16A في المجموع). عادة ما يتم استخدام هذا النوع من مقوم الطاقة شوتكي لإخراج 12 فولت.

☆ مقوم قوة شوتكي آخر. نموذج مصدر الطاقة هذا هو E83-004، والحد الأقصى للتيار المسموح به هو 60 أمبير. غالبًا ما يستخدم مقوم الطاقة هذا لمخرجات +5 فولت و+3.3 فولت. نظرًا لأن المخارج +5 فولت و+3.3 فولت تستخدم نفس المقوم، فإن مجموعها لا يمكن أن يتجاوز الحد الحالي للمقوم. وهذا ما نطلق عليه غالبا مفهوم الناتج المشترك. بمعنى آخر، خرج 3.3V يأتي من مخرج 5V. على عكس المخارج الأخرى، لا يحتوي المحول على خرج 3.3 فولت. غالبًا ما يستخدم هذا التصميم لإمدادات الطاقة المنخفضة. بشكل عام، يتم استخدام مخرجات +3.3 فولت و+5 فولت مستقلة في مصدر الطاقة المتطور.

دعونا نلقي نظرة على المكونات الرئيسية للجانب الثانوي لمصدر الطاقة المتطور:

مكونات الجانب الثانوي لإمدادات الطاقة المتطورة

مكونات الجانب الثانوي لإمدادات الطاقة المتطورة

هنا يمكننا أن نرى:

مقومان شوتكي متوازيان لإخراج 12 فولت. غالبًا ما يحتوي مصدر الطاقة المنخفض على مقوم واحد فقط. يعمل هذا التصميم بشكل طبيعي على مضاعفة الحد الأقصى لخرج التيار للمقوم. يستخدم مصدر الطاقة هذا مقومين STPS6045CW Schottky، كل منهما يمكن أن يعمل بتيار أقصى يبلغ 60 أمبير.

☆ مقوم شوتكي مسؤول عن إخراج 5 فولت. يعتمد مصدر الطاقة هذا مقوم STPS60L30CW، والذي يمكن أن يسمح بمرور تيار بحد أقصى 60 أمبير.

☆ مقوم شوتكي مسؤول عن إخراج 3.3 فولت، وهو الفرق الرئيسي بين مصدر الطاقة المتطور ومصدر الطاقة المنخفض (غالبًا ما لا يحتوي مصدر الطاقة المنخفض على مخرج منفصل 3.3 فولت). يعتمد مصدر الطاقة هذا STPS30L30CT Schottky، والذي يمكن أن يسمح بمرور تيار بحد أقصى 30 أمبير.

☆ منظم جهد لدائرة حماية الطاقة. وهذا أيضًا رمز لإمدادات الطاقة المتطورة.

النقطة الأساسية هي أن الحد الأقصى للتيار الناتج المذكور أعلاه يتعلق فقط بمكون واحد. يعتمد الحد الأقصى لخرج التيار لمصدر الطاقة في الواقع على جودة العديد من المكونات المتصلة به، مثل محاثة الملف والمحول وسمك السلك وعرض ثنائي الفينيل متعدد الكلور وما إلى ذلك. يمكننا الحصول على الطاقة القصوى النظرية لمصدر الطاقة عن طريق ضرب الحد الأقصى لتيار المقوم وجهد الخرج. على سبيل المثال، يجب أن تكون الطاقة القصوى لمصدر الطاقة 12 فولت في الشكل الأخير 16 أمبير * 12 فولت = 192 وات.

إخلاء المسؤولية: هذا المقال مستنسخ من "Power R&D Elite Circle" لدعم حماية حقوق الملكية الفكرية. يرجى الإشارة إلى المصدر الأصلي ومؤلف إعادة الطبع. وفي حالة وجود أي مخالفة يرجى التواصل معنا لحذفها.