وحدة تغذية الطاقة Power supply النوع من عدة أنظمة مختلفة في نظام العمل والت

تعتمد الأجهزة الكهربية عموما علي هذا الجزء وهو أشبه بالماء والغذاء لها ، فبدونه لا حياة ولا روح فيها.
ويتنوع تكوين وحدة تغذية الطاقة الكهربية " Power supply " من جهاز الي آخر من حيث قيمة الخرج والتصميم ونظام عملها أيضا.
في الأجهزة القديمة مثلا كان يوجد وحدة الباور مكونه من محول كهربائي عادي ذو القلب الحديدي المكون من شرائح الحديدي السليكوني ، والمحول قد يكون له اكثر من خرج للجهد الكهربي حسب احتياج لوحة الريسيفر ، ويتم تحويل التيار المتردد " الخارج من المحول إلى تيار مستمر مباشرة بواسطة مجموعة من الموحدات "Diode Bridge " والقليل من دوائر التنقية كان هو المستخدم.
إلا أن هذا النظام غير مستخدم الآن إلا في القليل من الأجهزة الكهربية البسيطة.
وعيوب هذا النظام هي :
1- كبير الحجم .
2- يفقد الكثير من الطاقة .
3- سريع التأثر بالتغير في قيمة جهد التيار العالي " 220 فولت " ويتبعه تغيير في الخرج .
4- الجهد الخارج " التيار المستمر" غير نقي ويحتوي علي شوائب.
5- يفقد الطاقة علي هيئة حرارة ويسبب ارتفاع لدرجة حرارة الجهاز.
6- قصير العمر.
ويصعب استخدام هذا النوع مع أجهزة الريسيفر " حديث الموضوع " بسبب الاحتياج إلى القدرة العالية لكثرة المكونات " تصل ألي 30 وات " .
لذا كان التغيير مهما والاعتماد علي تكنولوجيا متطورة هو الحل الأمثل في هذا الأمر.
فتم الاعتماد بصورة كاملة علي نظام وحدة الباور الموجودة في الريسيفر حاليا وهي تتكون من عدة أجزاء سوف نقوم بشرحها كلها وشرح عدة نمازج لها وطرق تصميمها وصيانتها.



ويسمي هذا النوع من وحدة الباور بـ " Switched mode power supply " أو " SMPS ".
ويمتاز هذا النظام بالقدرة العالية وعدم التأثر بالتغيير في جهد الدخل ويعمل علي جهد من 90 إلى 250 فولت.
ويمتاز أيضا بتحمل تيار كبير يصل إلى 10 أمبير وقدرة كبيرة تصل إلى 50 وات والخرج نقي وخالي من الشوائب.
Switched Mode Power Supply

يتكون هذا كوين وطرق معالجة التيار الخارج منها وسف نشرح نوع واحد منها فقط وهو يسمي " Flayback " وهو المستخدم في الأجهزة الكهربية والريسيفر.
ويستعمل مع هذا النظام محول من نوع ذو القلب الكربوني الذي يستطيع العمل بترددات عالية تصل إلى 150 ك هرتز " 150 KHz " دون فقد الطاقة أو توليد حرارة عالية .




وقد يختلف المحول من وحدة إلى أخرى حسب الشركة المنتجة لهذه المحولات .
ويتم حساب الجهد الخارج منها حسب النسبة بين عدد اللفات في الملف الابتدائي " الدخل " والملف الثانوي " الخرج " .
ويمكن أن يكون لهذا المحول اكثر من خرج حسب الحاجة إلى ذلك.
وفي أجهزة الريسيفر يكون له اكثر من خرج ومنها 3.3 فولت و 5 فولت و 12 فولت و 22 فولت و30 فولت.
ولكل قيمة من القيم السابقة استخدام في دوائر الريسيفر وسوف يذكر قيمة هذه الجهود في المراحل التالية .
أما الشكل العام لدائر الـ " Power supply " وهو عبارة عن المحول المذكور سابقا إلى جانب المكونات الإلكترونية التي تعمل معه.


أن الجهد المتردد الداخل إلى وحدة الباور يتم تحويله إلى تيار مستمر عن طرق الموحدات وتثبيت قيمتها بواسطة مكثف الكتروليتي ذو 400 فولت وعادة ما يصل إلى 82 مايكرو .
ويوصل الطرف الموجب منها إلى الملف الابتدائي للمحول والطرف الثاني " السالب " إلى المقطع أو " switching transistor " وهو الذي يوصل الطرف السالب مقطعا إلى المحول .
والسبب في تقطيع التيار المستمر هو أن المحول لا يعمل علي التيار المستمر وإنما يعمل علي التيار المتردد " المتقطع" حتى يحدث نقل الجهد إلى الملفات الثانوية " Power transferred " وذلك حسب النسبة بين عدد اللفات في الملف الثانوي إلى الملف الابتدائي.
وتم تحويل الدخل المتردد " AC input " إلى مستمر حتى يسهل تقطيعه والتحكم به.
وبالتأكيد فأولي الأعطال التي تحدث هي تلف المكثف الكبير المسؤول عن تثبيت التيار المستمر وذلك إذا تعدت قيمة الدخل عن 400 فولت " حدث تلامس بين خط الأرضي مع خط الكهرباء في الأعمدة الهوائية بالشوارع " .
ويكون صاحب التلف التالي هو المقطع " Switching Transistor " المسؤول عن تحويل التيار المستمر إلى تيار متردد يناسب عمل المحول.
ويتم التحكم في خرج المحول وتثبيت قيمته إذا حدث أي تغير نتيجة الحمل الزائد في الدائرة أو تغير قيمة الدخل عن طريق قيمة التردد الخارج من المقطع أو Switcher .
والـ Transistor المستخدم من نوع Mosfet المعزول قاعدته تماما عن أطراف الـ Source والـ Drain التي تمرر التيار إلى المحول ويتم التحكم به عن طريق البوابة " Gate " التي تصل ب وحد قيادة أخرى Driver وهي المسؤولة عن التحكم بالدائرة.
وعادة ما يتم تجميع الـ Driver وال Mosfet في دائرة واحدة لها ثلاث أو أربعة أطراف .



إحدى دوائر الـ Driver الشائعة الاستخدام والـ Switch هو من نوع Mosfet الموضح بالدائرة الحمراء .
وبالتأكيد لن نتعمق داخل هذه الدائرة لان موضوعها كبير ويحتاج إلى عام كامل من الدراسة ولكن يكفينا منها الوظيفة فقط.
والمهم بالطبع أيضا هو معرفة شكل التيار الخارج من هذه الدائرة عن نقطة الـ Drain التي تصل أيضا إلى طرف المحول مباشرة أو عن طريق موحد أو ملف وسوف نشاهد ذلك في تصميم وحدة باور كاملة.
الذي يوضح شكل التيار المار في المحول إلى الـ Mosfet .


توجد نقطة تحكم أخرى " Control Pin " وهي المسؤولة عن معرفة قيمه الجهد الخارج من المحول وتوصيله إلى دائرة القائد " Driver " حتى يتم تثبيت جهد الخرج إذا حدث أي تغيير.
وعادة ما يتم الربط بين جزئئ الدخل والخرج بواسطة OptoCopler " " LV817 " وذلك للحماية من الجهود المرتفعة.
وهذه هي دائرة باور كاملة حتي نتمكن من الشرح عليها :



في المربع الأحمر يوجد الـ Mosfet والمربع الأخضر توجد ابسط دائرة للقائد " Driver " والدائرة الحمراء بالأسفل تصف لنا الـ Optocupler الذي يستخدم في الربط كما ذكرنا ويقوم بدور العازل أيضا .
أما الدائرة الزرقاء الصغيرة فهي تصف الـ " Zener " المتغير KA431 .
ويتم تحويل الجهد الخارج بواسطة موحد واحد فقط مع وجود فلتر مكون من مكثف ومقاومة لمنع الشوائب من المرور.
أحيانا ما يحدث بعض العيوب في هذه الدائرة ومنها :
1- الخرج متقطع " بمعدل مرتين في الثانية " .
2- الدائرة تعمل وعند التحميل يبدأ في التقطيع.
3- لا يوجد خرج نهائيا .
4- الدائرة تعمل ولكن يوجد اختلاف في قيم الخرج .

- في الحالة الأولى أو الثانية يكون العيب الأساسي في مكثفات تثبيت الجهد الخارج ناحية الخرج ويجب استبدالها بأخرى سليمة.
- أما في الحالة الثالثة يكون العطل ناحية الدخل والمسئول الأول هو وحدة الـ Driver و Mosfet ويجب استبداله.
- في الحالة الثالثة أحيانا يكون السبب في تلف المكثف الكبير ناحية الدخل ذو الـ 400 فولت 82 مايكرو ويجب استبداله ، أو يكون السبب في جزء الـ Control وهو تلف الـ Zener KA431 ويجب استبداله.