منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی: کاربرد، مزایا و معایب آن

منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی یکی از انواع منبع تغذیه است. منابع تغذیه در سیستم های برق صنعتی نقش مهمی ایفا می کنند. این منابع با اتصال به سیستم انرژی مورد نیاز سیستم را تأمین کرده‌ و همچنین سیستم را از آسیب ‌های احتمالی همچون نوسانات و افزایش ناگهانی ولتاژ شبکه برق شهری حفاظت می کند. حتی از ورود نویز و تداخلات فرکانسی از شبکه برق شهری به مصرف کننده جلوگیری می‌ کند. شاید سوال شما نیز باشد که منبع تغذیه سوئیچینگ چیست. پس در ادامه این مطلب همراه ما باشید.

برای سفارش و خرید انواع منبع تغذیه سوئیچینگ می توانید از طریق تکمیل فرم سفارش ساخت انواع منبع تغذیه اقدام کنید.

انواع منبع تغذیه سوئیچینگ

این منابع به دو دسته اساسی تقسیم می شوند:

• منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی (ریل مونت)
• منبع تغذیه سوئیچینگ کف خواب (کتابی)

تفاوت ‌های اساسى در این دو منبع تغذيه سوئیچینگ در سطح متفاوت ولتاژ ورودی، نوع ترمینال های مورد استفاده، نحوه چینش ترمینال ها، عملکرد حفاظتی اتصال کوتاه در هر یک و ساختار ظاهری آن ها با هم است.

 

ویژگی های منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی

پسوند ریلی که برای این منبع استفاده می شود، عبارتی است که برای ولتاژ تولیدی توسط منبع تغذیه استفاده می شود. منبع تغذیه ی مجهز به چند ریل، احتمالاً دو یا چند سیستم برای ارائه ی خروجی ۱۲ ولت دارد.

ریل ها نیز دسته بندی و انواع خاص خود را دارند. دو دسته اصلی و مهم طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ عبارتند از:

• ریل تکی
• ریل چند تایی

که بسته به المان های موجود در منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی نوع مناسب آن انتخاب شده و نصب می شود.

 

مزایای منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی

این منبع دارای برتری های بسیاری نسبت به منابع تغذیه دیگر است.

از جمله این مزیت ها میتوان به محدوده دریافت ولتاژ به عنوان ورودی، حفاظت از منبع در برابر افت ولتاژ ورودی، جلوگیری از آسیب های احتمالی بر اثر پدیده اتصال کوتاه در منبع، کاهش میزان ریپل و نوسانات خروجی و … اشاره کرد که تمام این ویژگی ها باعث مطرح شدن این منبع تغذیه و رواج آن در بازار مصرف است.

مقایسه منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی و کف خواب

اختلافات و اشتراکات بسیاری میان دو منبع تغذیه وجود دارد که در این مقاله به طور مفصل و کامل به آن ها پرداخته شده است.

 

محدوده مورد قبول ولتاژ ورود در منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی

محدوده ولتاژى كه دستگاه مى تواند با دریافت آن شروع به كار كند از مهم ترین فاکتورهای منبع تغذیه است.

انعطاف منبع تغذیه در دریافت ولتاژ و وسیع بودن این بازه برای رفع نیازها از نکات حائز اهمیت خواهد بود.

منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی محدوده وسیعی در دریافت ولتاژ ورودی داشته و بازه مطلوبی را پوشش می دهد .این منبع تغذیه  برای بازه ۱۰۰ تا ۲۴۰ ولت برنامه ریزی و طراحی شده است.

در نقطه مقابل، منبع تغذیه کف خواب بازه محدودتری نسبت به منبع تغذیه ریلی را پوشش داده و ولتاژ در بازه ۱۰۰ تا ۲۲۰ ولت را ساپورت می کند.

 

افت شدید در ولتاژ ورودی

اگر در دریافت ولتاژ ورودی، منبع تغذیه با افت شدید ولتاژ ورودی مواجه شود، اختلال بزرگی در روند کاری سیستم رخ خواهد داد. در نتیجه ی این اختلال، منبع تغذیه تلاش می کند تا جریانی با شدت بیشتر دریافت کرده و به سیستم تزریق کند.

در صورت نداشتن حفاظت افت ولتاژ ورودی، این جریان شدید و شدیدتر می شود و تا جایی پیش می رود که شدت آن بتواند منبع تغذیه را از بین ببرد.

منبع  تغذیه سوئیچینگ ریلی مجهز به این حفاظت جریان ورودی است و شدت جریان را تا مقدار مجاز محدود می‌ کنند. این حفاظت در برخی از مدل های منبع تغذیه سوئیچینگ کف خواب نیز وجود دارد.

حفاظت اتصال کوتاه

با اتصال کوتاه شدن خروجی یا ایجاد اضافه جریان در قسمت خروجی، منبع تغذیه کف خواب به کلی قطع شده و برای شروع کار حتما باید برق ورودی قطع شده و مجدداً به منبع تغذیه متصل شود.

بالعکس در منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی، بعد از برطرف شدن اتصال کوتاه به طور خودکار شروع به فعالیت می کند و به مدار باز می گردد.

 

حفاظت اضافه جریان خروجی

همانند حفاظت اتصال کوتاه، گاهی لازم است جریان مصرف کننده از مقداری معین بیشتر نشود. در حفاظت اضافه جریان، اگر جریان خروجی از میزان مشخص بیشتر شود، منبع تغذیه به سمت خاموشی تمایل پیدا می‌ کند تا جریان خروجی را در محدوده امن نگه دارد.

این حفاظت معمولا برای مصرف کننده ‌هایی استفاده می‌ شود که دارای مشخصه ولتاژ و جریانی لحظه‌ ای غیر خطی بزرگی هستند.

در منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی و کف (در برخی از مدل ها) حفاظت از اضافه جریان خروجی وجود دارد و حفاظت از سیستم انجام می شود.

 

حفاظت اضافه ولتاژ خروجی در منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی

مواقعی که ولتاژ خروجی به مقدار غیر مجاز خود می ‌رسد، ولتاژ خروجی توسط حفاظت اضافه ولتاژ با کاهش پالس‌ های ورودی ولتاژ خروجی را کاهش می ‌دهد. در بعضی از تجهیزات الکترونیکی حساس در صورتی که روند افزایشی ادامه پیدا کند، خروجی منبع تغذیه توسط یک تریستور اتصال کوتاه می شود تا آسیبی به مصرف کننده ‌های متصل به منبع تغذیه وارد نشود. هر دو نوع ریلی و کف خواب دارای این نوع از حفاظت در مدار هستند.

 

شروع نرم یا سافت استارت در منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی

سافت استارت یا  شروع نرم باعث می شود که وقتی ولتاژ ورودی به حد مجاز خود رسید، ولتاژ خروجی را تثبیت کرده و وصل نماید. اگر که این ویژگی در منبع تغذیه نباشد، سبب آسیب ‌های جدی به منبع تغذیه و دیگر تجهیزات متصل به آن می‌ شود. این ویژگی در تجهیزاتی که نسبت به ولتاژ ورودی خود حساس هستند، اهمیت بیشتری پیدا می ‌کند.

نوعی دیگر از سافت استارت در خروجی وجود دارد که باعث می ‌شود جریان خروجی منبع تغذیه به تدریج افزایش یافته تا از افزایش جریان ناگهانی جلوگیری کند. این ویژگی باعث می ‌شود که عمر منبع تغذیه و تجهیزات متصل به آن افزایش یابد.

متاسفانه با وجود تمام این مزیت ها باید اشاره کرد که این ویژگی در همه منابع تغذیه وجود ندارد و فقط در برخی از مدل های خاص از منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی و کف خواب موجود است.

 

 شروع با وقفه در منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی

این قابلیت، مشابه به حالت افت ولتاژ ورودی خارج از محدوده مجاز است که در آن منبع تغذیه به جهت کم کردن جریان ورودی باید خاموش باشد. به عبارت دیگر وقتی که اولین بار منبع تغذیه به برق متصل می ‌شود، حتی در کوتاه ترین بازه­ ی زمانی، نیاز است تا ولتاژ ورودی خط روی ورودی منبع تغذیه بالا آمده و ورودی به ثبات برسد. اگر منبع تغذیه این قابلیت را نداشته باشد، به محض اتصال برق به دستگاه، جریان زیادی از ورودی عبور کرده و پس از مدت طولانی استفاده از منبع می ‌تواند باعث خرابی منبع تغذیه شود.

این ویژگی نیز در هر دو نوع منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی و کف خواب، شامل حال برخی از مدل ها می شود.

 

ریپل خروجی در منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی

میزان ریپل خروجی در منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی کمتر از ۲۵۰ میلی ولت است. در منبع کف خواب نیز به همین صورت می باشد. ریپل خروجی به میزان تغییرات ولتاژ خروجی حول ولتاژ DC خروجی اطلاق می‌شود.

به بیان دیگر در عمل ولتاژ خروجی یک منبع تغذیه به طور مداوم در حال نوسان حول ولتاژ خروجی است، این نوسانات و تغییرات در ولتاژ خروجی را ریپل ولتاژ خروجی می‌ گویند.

 

نویز خروجی و تداخل الکترومغناطیسی

نویز و تداخل الکترومغناطیسی مورد اهمیت است، زیرا می ‌تواند عملکرد کل سیستم الکتریکی را تحت شعاع خود قرار داده و حتی آن را مختل کند.

به سیگنال های ناخواسته ی به وجود آمده در سیستم «نویز» گفته می ‌شود. اگر در طراحی منابع تغذیه، ملاحظات لازم به منظور حذف نویز و ایمنی از انتشار امواج الکترومغناطیسی در نظر گرفته نشده باشد، منبع تغذیه می ‌تواند منبع بسیار قوی و خوبی برای تولید و انتشار نویز باشد.

در برخی از مدل های منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی با استفاده از تجهیزات و ابزار مختلف نویزها را به حداقل میزان ممکن می رسانند.

بازدهی منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی

یک راه ساده برای ارزیابی بازدهی بالای یک منبع و مقایسه آن با منابع دیگر، اندازه گیری گرمای ایجاد شده حین کار در دستگاه می ‌باشد.

هر چه دمای ایجاد شده توسط منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی بیشتر باشد، تلفات منبع بیشتر خواهد بود و این آمار دما و تلفات، نشان دهنده ی بازده کمتر آن است.

مدل های خاصی از منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی وجود دارند که دارای فن خنک کننده بوده و از رسیدن آسیب  در دمای بالا به این منابع جلوگیری می کنند.

بیشتر بخوانید : منبع تغذیه سوئیچینگ صنعتی

 

ایمنی نصب و راه اندازی

ایمنی نصب و راه اندازی در منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی بسیار بالاتر از منبع کتابی (کف خواب) می باشد. این امر به خاطر طراحی خاص ورودی ها و خروجی های موجود در منبع تغذیه است.

نصب این نوع از منبع نیز راحت تر و سریع تر است. همچنین از نظر ظاهری و راحتیِ کار، بسیار کاربردی تر هستند.

 

جایگاه ترمینال ها در منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی

ترمینال های ورودی و خروجی و مکان قرارگیری آن ها بر روی بدنه ی منبع تغذیه از نظر امنیت و تداخل میدان های الکتریکی و مغناطیسی بسیار مهم است.

در برخى از مدل های منبع تغذیه سوئیچینگ ريلى، به منظور ايمنى بيشتر ترمينال هاى خروجى و ورودى جدا از هم و در قسمت های مختلف از هم قرار دارند.

اما در منابع تغذیه کتابی (كف خواب) که ترمينال هاى ورودى و خروجى در يك سمت دستگاه قرار دارند، احتمال ایجاد تداخل در میدان های الکتریکی و مغناطیسی وجود دارد.

 

كاربردها

منبع تغذیه سوئیچینگ ريلى به خاطر ابعاد کوچک، حساسیت بالا و طول عمر بیشتر، در تجهيزات مهم و  حساسی  مانند PLC، HMI، سنسور و … مورد استفاده قرار می گیرد.

این در حالی است که منابع تغذیه کتابی (كف خواب) به خاطر ابعاد و نحوه ی قرارگیری ورودی و خروجی نیاز به فضای بیشتر داشته و در تجهیزات و سیستم های غير حساس مثل تابلو هاى LED و … استفاده می شوند.

با بررسی و جمع بندی مطالب و مقایسه ها میتوان برداشت کرد که طول عمر منبع تغذیه سوئیچینگ ریلی نسبت به دیگر منابع بالاتر است. همچنین، ظرافت، حساسیت، طراحی، تعداد ترمینال ها و طول عمر این منبع، باعث افزایش ارزش و قیمت بالای این منبع شده و یک منبع تغذیه مطمئن و کاربردی را به ما ارائه می کند.