خازن های بزرگ در منابع تغذیه سوئیچینگ

در این مقاله میخواهیم در مورد خازن های بزرگ در بخش ورودی پاورهای سوئیچینگ صحبت کنیم تا بدانید که کاربرد اصلی این خازن ها چیست ؟

اگر یک پاور سوئیچینگ مانند پاور کامپیوتر را باز کرده باشید احتمالا اولین چیزی که نظر شما را جلب میکند خازن های بزرگ هستند که در پاور سوئیچینگ و در بخش مدار اولیه و بعد از پل دیود قرار گرفته اند.خب اگر شناخت مختصری از خازن ها داشته باشید میدانید که کار خازن ها در مدارات الکترونیکی ذخیره جریان الکتریسیته می باشد تا مانع از افت و خیر ولتاژی در مدار شود و به اصطلاح جریان برق در مدار را تثبیت میکند. خازن هایی هم که در ورودی پاورهای سوئیچینگ هستند هم همین کار را انجام میدهند و به خوبی ولتاژ و در کل جریان برق در پاوررا تثبیت میکنند، ولی چرا انقدر بزرگ هستند و دقیقا در کنار و بعد از پل دیود قرار گرفته اند ؟

یکسوسازی کامل جریان برق

یکی از اصلی ترین دلیل قرار گیری خازن های بزرگ در پاور بعد از پل دیود کمک به یکسوسازی کامل جریان برق در پاور است.درست است که کار پل دیود هم یکسوسازی بود و جریان متناوب برق ورودی را به مستتقیم و یا DC تبدیل میکنند ولی این تبدیل متناوب به مستقیم کمی اختلال داشته و به صورت صد در صد مستقیم نشده است و در واقع به نوعی دارای نویز است که در اصطلاح خیلی تخصصی به خیزک های موج گونه معروف هستند و  به اصطلاح عامیانه برق یکسو شده دارای نویز است.این حالت نویز حتی با درصد کمی که دارد برای استفاده ادامه مدار که دارای قطعات حساس مانند ترانزیستورها – اوسیلاتورها و دیگر قطعات هستند مناسب نیست و پاور نمی تواند به خوبی کار کند و حتی استارت نمی خورد.

به همین منظور در ورودی پاور از خازن های با ظرفیت بالا استفاده می شود تا در ابتدا جریان مستقیم که از پل دیود می آید وارد این خازن ها شده و خازن ها تمام نویز باقی مانده را گرفته و باعث می شوند که جریان برق به صورت کاملا صد درصد مستقیم شده و دیگر نویزی وجود نداشته باشد که این جریان کاملا مستقیم و یا همان DC شده مناسب کار پاورها و مدارات داخلی خصوصا اوسیلاتورها خواهد بود. پس یکی از دلایل حضور خازن های بزرگ در ورودی کمک به یکسوسازی کامل جریان بوده و همین طور گرفتن نویز هایی که در جریان ورودی وجود دارد.

عمل کرد به عنوان ضربه گیر 

از دیگر دلایل حضور خازن در آن نقطه حالتی است به نام ضربه گیر.حالا منظور از ضربه گیر چی هست ؟ در ادامه توضیح خواهم داد.

وقتی پاور به برق شهری متصل است این برق شهری خب از یک مسیر طولانی وارد خانه شده و در نهایت به دستگاه می رسد.هرچند این برق ورودی که نوع آن هم متناوب یا همان AC می باشد به نظر بدون نویز می آید ولی در واقع نویزها و نوسانات زیادی دارد و حتی اگر شما یک لامپ رشته ای از نوع قدیمی ها به برق متصل کنید و لامپ رو زیر نظر داشته باشید در صافترین حالت شاهد چشمک های ریز لامپ خواهید بود که این همان افت و خیر ولتاژی است.

وقتی همین جریان AC با این افت و خیر وارد پل دیود می شود گرفته نشده و در جریان مستقیم تبدیل شده هم حضور دارد که در حالت اول گفته شد.ولی به غیر از این در برخی موارد ما شاهد افت و خیر شدید ولتاژی هستیم که حتی برای 1 ثانیه برق قطع و وصل می شود که این حالت آسیب های بسیاری زیادی میتواند به تمام دستگاه های الکترونیکی بزند و به راحتی باعث سوختن دستگاه ها شود.برای همین بهتر است برای تمامی دستگاه هایی که در منزل مورد استفاده قرار میدهید حتما محافظ برق مناسب و با کیفیت خوب قرار بدهید.

به غیر از محافظ برق، وقتی این افت و خیر ولتاژی که در زمان خیز، یعنی وقتی قطع می شود و دوباره سریع وصل می شود،ضربه ای بسیار خطرناک به مدار می تواند وارد کرده و یک مدار را کاملا بسوزاند،ولی اگر یک ضربه گیر مانند خازن های با ظرفیت بالا در بخش ورودی وجود داشته باشد ضربات این چنینی را خازن ها مهار میکنند و از دیگر دلایل حضور خازن های بزرگ در بخش ورودی پاور همین موضوع است تا اگر افت و خیر شدید ولتاژی اتفاق افتاد،این خازن ها بتوانند جبران و مهارکنند تا مدارات داخلی آسیب نبیند.

تثبیت ولتاژی و جریان در داخل مدار

مدارات الکترونیکی برای این که به بهترین شکل بتوانند کار کنند نیازمند جریان و ولتاژ ثابت هستند. ولی به دلیل جریان کشی قطعات مختلف در مدار و اهمی که خود به خود در یک مدار به وجود می آید ممکن است که توان کاری مدار پایین بیاید و بنابراین برای جلوگیری از این افت توان باید جریان مورد نیاز همواره تامین گردد،به همین دلیل در بخش های مختلف یک مدار خصوصا مدارات تغذیه از خازن های مختلف با ظرفیت های مختلفی استفاده می شود.ولی به غیر از خازن های کوچکتر در مدارات پاور از خازن های با ظرفیت بالا در ورودی نیز استفاده می شود تا جریان کلی مدار پاور افت نداشته باشد و بتواند در نهایت ولتاژ خروجی مناسب و ثابت را داشته باشد.خازن های بزرگ با ظرفیت بالا که در مدار پاور حضور دارند برای این مورد هم در ورودی قرار گرفته اند چون بخش ورودی از مهمترین بخش ها در پاور بوده که سرنوشت کل جریان برق داخل مدار را تعیین میکند و حضور این خازن ها باعث می شود که وات کلی مدار و به اصطلاح توان آن پایین نیاید و همواره ثابت بماند.همچنین خازن ها جریان بیشتری نسبت به جریان ورودی، را همواره برای مدارات تامین کرده و به مانند یک باتری عمل می کنند.

اندازه بزرگ به دلیل ظرفیت بالا

شاید سوال بعدی که برای شما پیش بیاید این است که چرا انقدر اندازه خازن ها در پاور های سوئیچینگ و خصوصا پاور کامپیوتر بزرگ است؟. بهتر است بدانید اندازه بزرگ خازن ها به دلیل ظرفیت بالای این خازن و توان زیاد ذخیره سازی جریان الکتریسیته است تا بتواند به خوبی پاسخگوی مدار شود.اگر در مورد ساختار خازن ها مطالعاتی کرده باشید میدانید که خازن ها در حالت استاندارد از سه لایه کلی تشکیل می شوند که دو لایه رسانا و یک لایه عایق و نارسانا می باشد که این عایق بین دو صفحه رسانا قرار می گیرد و یه این ترتیب خازن به وجود می آید. حالا هر چقدر اندازه و سطح مقطع صفحات رسانا که توان ذخیره سازی برق را دارند بزرگتر باشد ظرفیت خازن هم افزایش پیدا کرده و در نتیجه اندازه خازن هم به مراتب بزرگتر خواهد بود. از آنجایی که ظرفیت خازن های صافی در ورودی پاور بالا می باشد،اندازه بزرگ این خازن ها هم متناسب با ظرفیت خازن ها است و به صورت کلی اندازه بزرگ این خازن ها نشان از ظرفیت بالای این خازن ها است.

یک مورد را هم عرض کنم خدمت شما و این که این ظرفیت خازن که گفته میشود خود مقوله ای طولانی دارد که آوردن این مبحث در این مقاله نمی گنجد.ولی برای بهتر درک کردن کمی توضیح خواهم داد. وقتی گفته میشود ظرفیت خازن منظور یکی ظرفیت ذخیره میزان بار الکتریکی و پتانسیل است که به زبانی ساده همان ولتاژ می باشد و ظرفیت بعدی مقدار فضایی که خازن میتواند از الکتریسیته شارژ شود و این الکتریسیته را به صورت بار الکترواستاتیک نگهداری کند. اگر خازن های بزرگ در پاور را خوب مشاهده کنید میبینید که ولتاژ قابل تحمل خازن ها روی هم حدود400 ولت است ،این در حالیه که ولتاژ برق شهری 220 ولت است.

ولی بهتر است بدانید که با این که ولتاژ برق شهری 220 ولت است ( در ایران که بیشترین ولتاژ است )،این ولتاژ برق شهری بعد از عبور از پل دیود و تبدیل به برق مستقیم،ولتاژ افزایش پیدا کرده و به محدوده 300 ولت می رسد و برقی که در نهایت وارد خازن ها می شود حدود 300 ولت است.بر اساس قانون استفاده از خازن ها،باید خازن همیشه ظرفیت بالاتر از ولتاژ ورودی داشته باشد تا در زمان های مورد نیاز بتواند به عنوان یک صافی خوب عمل کند و نباید ظرفیت برابری با ولتاژ کاری داشته باشد.به همین دلیل خازن های ورودی در پاور ها هم 400 و یا 300 ولتی از نظر ظرفیت ولتاژی انتخاب می شوند که بسیار ایده آل است.

خب پس یاد گرفتید که منظور از ظرفیت خازنها چیست و وقتی صحبت ظرفیت خازن به میان می آید شما باید حتما میزان ظرفیت فضایی ذخیره سازی که همان سطح مقطع است و همچنین میزان ظرفیت ولتاژ و یا پتانسیل را در نظر بگیرید.

در اینجا هم مقاله به پایان می رسد و امیدواریم که این مطالب برای شما مفید بوده و بتوانید از این اطلاعات در عیب یابی و تعمیرات منابع تغذیه سوئیچینگ استفاده کنید.اگر این مطالب برای شما مفید بود لطفا آن را با دوستان و علاقه مندان به اشتراک بگذارید تا آنها نیز بتوانند از مطالب سایت استفاده لازمه را ببرند.همچنین با ارائه نظرات و سوالات خود ما را در هرچه بهتر کردن مقالات یاری کنید.