منبع تغذیه آزمایشگاهی چیست؟

منبع تغذیه آزمایشگاهی یکی از لوازم ضروری برای آزمایشگاه‌ و کارگاه برق و الکترونیک است. از این دستگاه برای راه‌ اندازی مدارهای الکترونیک استفاده می‌ شود. به منظور انتخاب و خرید منبع تغذیه آزمایشگاهی باید به ویژگی ‌های متعددی توجه داشته باشید. ولتاژ خروجی، حداکثر جریان خروجی، شکل موج خروجی و پایداری آن‌ ها از ویژگی ‌های مهم یک منبع تغذیه آزمایشگاهی هستند.

در فعالیت ‌های آزمایشگاهی مهندسی برق و الکترونیک همواره نیاز به یک منبع تغذیه وجود دارد. استفاده از منبع تغذیه به مهندسین کمک می ‌کند تا ولتاژ و جریان مورد نیاز مدارهای الکتریکی را تأمین کنند. همچنین یک منبع تغذیه متغیر آزمایشگاهی این قابلیت را دارد تا با تغییر ولوم ولتاژ، ولتاژهای مختلفی در خروجی فراهم کند.

معمولاً منبع تغذیه مورد نیاز برای انجام آزمایشات، منابع تغذیه DC هستند که مانند برق باتری از نوع مستقیم می باشند. از منابع تغذیه استفاده‌های مختلفی می‌شود. اما پیش از آن ببینیم این دستگاه ها دقیقاً چه هستند؟

منبع تغذیه آزمایشگاهی چیست؟

یکی از پرکاربردترین دستگاه های مورد نیاز آزمایشگاه ها، منابع تغذیه هستند. از این دستگاه ها به منظور تأمین انرژی الکتریکی در آزمایشگاه های الکترونیک جهت راه اندازی مدارهای الکترونیکی استفاده می شود. وجود منابع تغذیه متغیر در آزمایشگاه ها برای مهندسین برق ضروری است. این وسایل با امکان تولید ولتاژهای مختلف، امکان انجام آزمایشات گوناگون را فراهم می کند.

انرژی مورد نیاز تجهیزات الکتریکی از راه های گوناگونی تأمین می شود. سیستم های انتقال انرژی الکتریکی، سیستم های الکترومکانیکی مثل ژنراتورها و مبدل های انرژی خورشیدی از جملۀ این ها هستند. اگر بخواهیم تمام توضیحات بالا را در یک یا دو جمله خلاصه کنیم، چنین عبارتی صحیح خواهد بود: «منبع تغذیه به واحدی گفته می‌ شود که قادر به تأمین انرژی الکتریکی برای یک سیستم الکتریکی است.»

منابع تغذیه در کل به حوزه‌ های گوناگونی دسته بندی می شوند. این تجهیزات دارای کاربردی وسیع در آزمایشگاه ها، منازل و صنایع دارند. اینکه از چه منبع تغذیه ای در کجا و تحت چه شرایطی استفاده شود حائز اهمیت است. با این حال پارامترهایی برای تشخیص یک منبع تغذیه خوب وجود دارند. همچنین با انجام برخی تست ها می توان به کیفیت یک منبع تغذیه پی برد.

پارامترهایی برای خرید منبع تغذیه با کیفیت

همۀ مهندسین برق و الکترونیکی از اهمیت زیاد منابع تغذیه آگاهی دارند. یک منبع تغذیه بی کیفیت در آزمایشگاه ممکن است خطرات زیادی را به همراه داشته باشد. منبع تغذیه به عنوان وسیله ای برای تأمین انرژی دستگاه های الکتریکی، ویژگی‌ های خاصی دارد. در نظر گرفتن پارامترهایی برای خرید منابع تغذیه دارای اهمیت زیادی است. مواردی از جمله:

• نوع بازه خروجی ولتاژ

• امکان کنترل جریان خروجی

• وجود خروجی با ولتاژ ثابت

• فراهم کردن ولتاژهای منفی

• دارای بودن ولوم کنترل با تفکیک پذیری کم و زیاد

• دارا بودن ولوم محدود کننده جریان

• قابلیت حفاظت ولتاژ و جریان خروجی بیش از توان دستگاه

• قابلیت حافظت در برابر اتصال کوتاه

• بدنۀ فلزی برای دفع حرارت

• دارا بودن فن برای تنظیم دمای دستگاه

• کاربردپذیری متنوع

• نمایش ولتاژ خروجی و جریان مصرفی

• وجود خروجی دوبل

• و مواردی دیگر.

اگر فردی با تجربه در مهندسی برق، الکترونیک و دیگر شاخه های وابسته هستید حتماً جزئیات این پارامترها را می دانید. با داشتن یک چک لیست برای خرید منبع تغذیه می توانید مواردی که نیاز به دقت بیشتراست را در نظر بگیرید. همچنین تست هایی برای تشخیص کیفیت دستگاه ها نیز وجود دارد.

تست هایی برای تشخیص کیفیت دستگاه

تشخیص کیفیت یک دستگاه منبع تغذیه کار چندان سختی نیست. کافی است اطلاعات و تجربیاتی در این زمینه داشته باشید. با این حال می توانید از روش های زیر برای سنجش کیفیت منبع تغذیه استفاده کنید:

1. تست هارمونیک ها و ریپل نویز: مشاهده مقدار هامونیک ها و ریپل نویز توسط اسیلوسکوپ در خروجی دستگاه به ما در شناخت کیفیت منبع تغذیه کمک می کند. هر چه مقدار هارمونیک و نویز کمتر باشد منبع تغذیه با کیفیت تری است.

2. پاور فاکتور : اهمیت زیاد مولتی متر کلمپی را دانشجویان برق و الکترونیک می دانند. مشاهده پاور فاکتور یا همان کسینوس فی توسط مولتی متر کلمپی مجهز به کسینوس فی متر و هارمونیک تستر به ما در شناخت کیفی منبع تغذیه نیز کمک می کند.

3. تست اتصال کوتاه: در این آزمایش باید خروجی منبع را اتصال کوتاه کنید. اگر ولتاژ و جریان دستگاه هر دو صفر شدند، از خریدن آن ها خودداری کنید. این دستگاه ها کیفیت خوبی ندارند و بهتر است دستگاهی خریداری کنید که در این تست موفق باشد.

4. تست اتصال به لامپ: دستگاه منبع تغذیه را به یک لامپ خودرو متناسب با ولتاژ خروجی اتصال دهید. اگر دستگاه دچار افت ولتاژ نشد یعنی کیفیت خوبی دارد. همچنین می توانید برای اطمینان بیشتر از چند لامپ مختلف برای این تست استفاده کنید.

5. تست درصد خطا: درصد خطای یک منبع تغذیه را می توانید با مولتی متر بسنجید. اگر مولتی متر نشان از درصد خطای کمتر از 0.1 ولت داشت به این معناست که منبع تغذیه کیفیت خوبی دارد. جالب است که برخی منابع تغذیه درصد خطای زیر 0.01 ولت دارند. هرچند که قیمت آن ها بسیار زیاد است.

عملکرد منبع تغذیه آزمایشگاهی به چه صورت است؟

امکان انتخاب ولتاژهای متنوع از ویژگی های منبع تغذیه آزمایشگاهی است. قابلیت انتخاب ولتاژ و جریان خروجی در منابع تغذیه متغیر وجود دارد. منبع تغذیه تراکینگ آزمایشگاهی ممکن است در حالت جریان بالا استفاده شود. بنابراین در انتخاب ولتاژ ترانسفورماتور در طراحی مدار باید به جریان کشی نهایی توجه کرد. مثلاً در یک منبع تغذیه 30 ولت لازم است از یک ترانسفورماتور 35 ولت استفاده کرد.

از دیگر موارد لازم در منابع تغذیه، امکان تولید ولتاژهای ثابت است. این ولتاژها معمولاً در مدارهای با جریان پایین به کار می روند. بنابراین لازم است که حداکثر جریان خروجی آن ها یک آمپر در نظر گرفته شود. با سری یا موازی کردن خروجی های منبع تغذیه می توان به ولتاژ یا جریان های بالاتر دست یافت. مثلاً با سری کردن منبع تغذیه 30 ولت 3 آمپر دوبل میتوان ولتاژ 60 ولت با حداکثر جریان 1.5 ایجاد کرد. همچنین با موازی کردن دو خروجی میتوان ولتاژ 15 ولت با حداکثر جریان 6 آمپر ایجاد کرد.