دانلود انواع کرک,نرم افزار,کتاب

كالبد‌شكافي
SPC و بخش‌هاي مختلف يك منبع‌تغذيه
همه منبع‌تغذيه‌هاي امروزي از سوئيچينگ تبديل توان (كه به اختصار SPC ناميده ‌مي‌شود) استفاده مي‌كنند. عملكرد SPC‌ها كاملاً ساده است، آن‌ها برق را از طريق  كابل دريافت كرده، سپس با فركانس بالا آن را به بسته‌هاي انرژي كوچك‌تر خرد مي‌كنند و در پايان با كمك قطعاتي همچون خازن و سلف، توان منتقل مي‌شود. در نهايت، همه بسته‌هاي انرژي با يکديگر ادغام مي‌شوند و پس از  فرآيند يك‌سوسازي انرژي، به‌طور يكنواخت و هموار از  ‌خروجي‌هاي منبع‌تغذيه خارج مي‌شوند. به‌طور كلي، در ورودي منبع‌تغذيه ولتاژ 100 يا 230 ولت (اين ولتاژ از نوع متناوب «AC» است و فركانس آن در كشورهاي مختلف متفاوت است) و در بخش خروجي چندين ولتاژ DC (مستقيم) داريم (كه البته مقادير آن‌ها در همه كشورهاي جهان يكسان است). يك حقيقت جالب توجه اين‌كه، هر چه فركانس سوئيچينگ افزايش پيدا كند، اندازه بسته‌هاي انرژي كوچك‌تر مي‌شوند و به اين وسيله اندازه عناصر (سلف و خازن) كه اين بسته‌ها را ذخيره يا انتقال مي‌دهند نيز كوچك‌تر مي‌شود. به‌طور كلي، منبع‌تغذيه‌اي كه از SPC استفاده مي‌كند، Switching Mode Power Supply يا به‌طور اختصار SMPS ناميده مي‌شود. اين توضيح لازم است كه، همه منبع‌تغذيه‌هاي امروزي از SPC استفاده مي‌كنند، بنابراين همه آن‌ها يك SMPS هستند.

دو مزيت مهم يك SMPS نسبت به يك منبع‌تغذيه خطي كه از طراحي متفاوتي استفاده مي‌كند، كاهش اندازه، وزن و راندمان بالاتر است كه مي‌تواند به سادگي از نود درصد نيز تجاوز كند. از طرفي ديگر، قابل توجه‌ترين عيب يك SMPS، پيچيدگي و توليد امواج راديويي و الكترومغناطيسي (EMI/RFI) است كه موجب استفاده ضروري از فيلتر EMI و محافظ RFI مي‌شود.

تصوير دياگرام يك SMPS را نمايش مي‌دهد كه داراي هفت قطعه اصلي است. اين قطعات ولتاژ AC برق شهر را به چندين ولتاژ DC كه موردنياز قطعات مختلف كامپيوتر است، تبديل مي‌كنند.
- فيلتر EMI/Transient: مانع ورود و خروج EMI/RFI مي‌شود و از ولتاژ نامتعارف (ولتاژ‌هاي كه اغلب در اثر نوسانات برق شهر ايجاد مي‌شوند) جلوگيري مي‌كند.
- پل ديود (Bridge Rectifier): يك‌سوكننده و مبدل برق AC به DC
APFC -: جريان فراهم‌شده توسط منبع‌تغذيه را كنترل مي‌كند، به‌طوري كه شكل موج جريان متناسب با شكل موج ولتاژ اصلي باشد.  
- سوئيچ‌هاي اصلي (Main Switches): سيگنال DC را به بسته‌هاي انرژي خيلي كوچك با فركانس بالا خرد مي‌كند.
- مبدل (Transformer): طرف اوليه را از ثانويه جدا مي‌كند و همچنين تبديل‌كننده ولتاژهاست.
- فيلترها و تصحيح‌كننده‌هاي خروجي (Output Rectifiers & Filter): خروجي‌هاي DC را توليد و فيلتر مي‌كنند.
- مدارات حفاظتي (Protection Circuits): زماني كه خطايي رخ مي‌دهد، منبع‌تغذيه را خاموش مي‌كنند.
- كنترلر PWM: سيكل سوئيچ‌هاي اصلي را تنظيم مي‌كند. به اين ترتيب، موجب پايدار ماندن ولتاژ خروجي اصلي تحت همه بارها مي‌شود.
Isolator -: نتايج ولتاژ خروجي‌هاي DC را به كنترلر PWM هدايت مي‌كند.
در يك SMPS، بخش‌هاي قبل از مبدل توان (Transformer) طرف اوليه و بخش‌هاي بعد از آن، طرف ثانويه ناميده مي‌شود.
در ادامه، به بررسي دقيق‌تر هريك از قسمت‌هاي فوق خواهيم‌پرداخت.

فيلتر EMI/Transient
به‌طور كلي، مشكل اصلي منبع‌تغذيه‌ها اين است كه ترانزيستورهاي سوئيچينگ آن‌ها EMI/RFI توليد مي‌كنند. اين امواج راديويي و الكترومغناطيسي مي‌تواند روي وسايل الكترونيكي موجود در منازل تأثير بگذارد. از طرف ديگر، برق شهر نيز داراي نوسانات زيادي است. به‌طوري كه در برخي مواقع ولتاژ به صورت لحظه‌ا‌ي افزايش پيدا مي‌كند. اين نوسانات در طولاني‌مدت موجب صدمه زدن به منبع‌تغذيه و وسايل متصل به آن مي‌شوند، بنابراين منبع‌تغذيه‌ها بايد در مقابل نويز و نوسانات ولتاژ ورودي محافظت شوند. فيلتر EMI/Transient وظيفه كاهش ميزان امواج راديويي و الكترومغناطيسي و همچنين محافظت از نويز و نوسانات ولتاژ ورودي برق را بر عهده دارد. نويزها مي‌توانند در دو نوع با توجه به تأثيري كه مي‌گذارند، طبقه‌بندي شوند: نويز عمومي و نويز تفاضلي
نويز عمومي، تداخل الكتريكي با زمين يا سيم‌‌هاي عمومي است. اين نويز از سيم‌هاي معيوب يا از EMI/RFI وسايل مجاور ايجاد مي‌شود. براي جلوگيري از اثرات اين نويز از سيم‌پيچ‌ها و خازن‌هاي Y استفاده مي‌شود. نويز تفاضلي اشاره به نويزي دارد كه بين دو خط (سيم) اندازه‌گيري مي‌شود. براي مقابله با اين نويز از خازن‌هاي X در مسيرها استفاده مي‌شود.

بنابراين فيلتر EMI/Transient داراي هر دو نوع خازن X و Y براي مقابله با امواج مزاحم (نويز) است. به‌طور كلي، فيلتر EMI/Transient هميشه در منبع‌تغذيه‌ها قبل از پل ديود واقع شده‌است زيرا در اين وضعيت اين فيلتر مي‌تواند نويزي را كه به واسطه پل ديودها نيز ايجاد مي‌شود، حذف ‌كند (بله، پل‌ديودها نيز نويز توليد مي‌كنند، به خصوص در لحظه‌‌اي كه آن‌ها در حال خاموش شدن هستند). فيلتر EMI/Transient شامل دو خازن X، دو خازن Y، دو سيم پيچ، يك وريستور اكسيد فلزي (MOV) و يك فيوز است. وريستور اكسيد فلزي به‌طور خيلي خلاصه يك مقاومت وابسته به ولتاژ است كه از منبع‌تغذيه و سيستم در مقابل نوسانات ولتاژ برق شهر محافظت مي‌كند.
اغلب سازندگان براي آن‌كه محصولات ارزان‌قيمت‌تري توليد كنند، برخي از اجزاي ذكر شده را در محصولات خود حذف مي‌كنند. اين موضوع به خصوص در منبع‌تغذيه‌هاي ارزان‌قيمت بيشتر مشاهده مي‌شود زيرا به واسطه حذف اجزاي مختلف، مي‌توانند محصولات ارزان‌قيمت‌تري توليد كنند. اولين چيزي كه در اين‌گونه از منبع‌تغذيه‌ها به‌طور معمول حذف مي‌شود، وريستور اكسيد فلزي است. اگر منبع‌تغذيه فاقد يك وريستور در فيلتر EMI/Transient باشد، كاربر بايد از UPS يا محافظ برق شهر استفاده كند، در غير اين صورت نوسانات برق شهر علاوه بر اين‌كه ممكن است به منبع‌تغذيه صدمه برساند، اين احتمال نيز وجود دارد كه قطعات درون سيستم هنگام اين نوسانات صدمه ببينند.
پس از فيلتر EMI/Transient، ترميستور  NTC يا Negative Temperature Coefficient قرار دارد كه از اجزاي سيستم در مقابل جريان بالا محافظت مي‌كند. به زبان ساده، ترميستور مقاومتي است كه مقدار مقاومت آن با توجه به درجه حرارتش تنظيم مي‌شود. مقاومت يك ترميستور سرد به‌طور معمول بين شش الي دوازده اهم است كه بعد از روشن شدن منبع‌تغذيه، حرارت ترميستور افزايش و مقاومت آن به تقريباً 0/5 الي 1 اهم كاهش مي‌يابد.

برخي از منبع‌تغذيه‌ها ‌علاوه بر ترميستور داراي يك رله هستند كه اين رله پس از روشن شدن منبع‌تغذيه، ترميستور را از مدار خارج مي‌كند. در نتيجه، ترميستور خنك مي‌شود و دوباره پس از خاموش / روشن شدن منبع‌تغذيه به‌طور طبيعي عمل مي‌كند. با حذف ترميستور، راندمان اندكي بهبود مي‌يابد زيرا هيچ انرژي به واسطه حرارت توليدشده توسط اين مقاومت حرارتي تلف نمي‌شود. اصولاً منبع‌تغذيه‌هايي كه راندمان بالايي دارند از اين رله استفاده مي‌كنند (در مجموع، قيمت اين منبع‌تغذيه‌ها نيز بيشتر است).

پل ديود
ولتاژ AC بعد از آن‌كه از فيلتر EMI/Transient عبور كرد، به وسيله يك يا چند پل ديود يك‌سو مي‌شود. در حقيقت، وظيفه اين بخش تبديل ولتاژ AC به ولتاژ DC است. در اين تبديل، مقدار ولتاژ نيز افزايش مي‌يابد. به‌طور مثال، اگر ورودي منبع‌تغذيه 230 ولت باشد، خروجي DC پل ديود v2 * 230 = 325.27 ولت خواهدبود. پس از اين مرحله، ولتاژ DC شده به مدار PFC منتقل مي‌شود.

تصحيح‌كننده فاكتور توان (PFC (Power Factor Correction
اجازه دهيد قبل از آن‌كه درباره تصحيح‌كننده فاكتور توان صحبت كنيم، نگاه سريعي به مفهوم فاكتور توان داشته‌باشيم. فاكتور توان از نسبت توان واقعي به توان ظاهري به دست مي‌آيد (kW/kVA). توان واقعی در حقيقت مقدار تواني است كه يك مصرف‌كننده براي تبديل انرژی الکتريکی به ديگر شکل‌های انرژی مصرف مي‌كند، در حالي‌که توان ظاهری به دليل اختلاف بين ولتاژ و جريان پديد می‌آيد.
به‌طور كلي، در هر سيستمي دو نوع بار وجود دارد: Active (اين بار فقط شامل مقاومت است) و Reactive (اين بار شامل سلف، خازن يا هر دو است). در سيستمي با بار فقط مقاومتي، هر دو منحني ولتاژ و جريان سينوسي هستند، بنابراين جريان و ولتاژ قطبيت آن‌ها به‌طور همزمان تغيير مي‌كند، به عبارتي با همديگر مثبت يا منفي مي‌شوند (در حقيقت، زاويه فاز بين ولتاژ و جريان صفر درجه است). در نتيجه، حاصل توان هميشه مثبت است يا به عبارت ديگر جهت انرژي معكوس نمي‌شود، بنابراين توان واقعي به بار منتقل مي‌شود.

در وضعيتي كه بار كاملاً Reactive باشد، بين ولتاژ و جريان اختلاف زمان وجود دارد (اين اختلاف از نظر تئوري حداكثر نود درجه است)، بنابراين توان در نيمي از سيكل‌ها مثبت و در نيم ديگر منفي است. همچنين هنگامي كه ولتاژ در حداكثر مقدار مثبت يا منفي باشد، جريان صفر است و بالعكس هنگامي كه جريان در حداكثر مقدار مثبت يا منفي باشد، ولتاژ صفر است. در چنين مواقعي، توان صفر است. حال هنگامي كه توان مثبت است، انرژي به بار منتقل مي‌شود و هنگامي كه توان منفي است، انرژي در جهت معكوس حركت مي‌كند، به عبارتي به منبع (برق شهر) منتقل مي‌شود. بنابراين در يك سيكل كامل كل انرژي به بار منتقل نخواهد‌شد .

اگرچه در دنياي واقعي، بارها در هر لحظه مقاومتي، سلفي و خازني هستند و هيچ‌گاه چنين وضعيتي رخ نخواهدداد كه به‌عنوان مثال، يك بار فقط مقاومتي باشد. از اين رو، در هر لحظه هر دو توان Active و Reactive توسط بارها مصرف خواهندشد. توان ظاهري (تواني كه يك مصرف‌كننده، مصرف مي‌كند) حاصل‌جمع برداري توان Active و Reactive است. همان‌طور كه پيش از اين نيز گفتيم، فاكتور توان نسبت بين توان واقعي و ظاهري است و هرچه اين ميزان به 1 نزديك‌تر شود، مطلوب‌تر خواهدبود. زيرا نزديك شدن اين عدد به 1 در حقيقت يعني اتلاف توان كمتر است. به عبارت ديگر، تواني كه در ورودي مصرف‌كننده است به همان ميزان توسط مصرف‌كننده، مصرف مي‌شود. منبع‌تغذيه‌ها براي دريافت گواهي Gold 80 Plus نيازمند فاكتور توان 0/9 يا بيشتر هستند.
همان‌طور كه مي‌دانيد، هزينه برق مصرفي واحدهاي مسكوني از طريق محاسبه ميزان مصرف توان واقعي است و وازرت نيرو هيچ هزينه‌اي براي مصرف توان ظاهري از مشتركين دريافت نمي‌كند. اما براساس استاندارد EN61000-3-2 اتحاديه اروپا همه منبع‌تغذيه‌ها با خروجي توان بيش از 75 وات بايد دست‌کم شامل تصحيح‌كننده فاكتور توان غيرفعال (Passive PFC) باشند. چندين سال است كه بسياري از سازندگان منبع‌تغذيه از تصحيح‌كننده فاكتور توان غيرفعال در محصولات خود استفاده مي‌كنند. PPFC داراي فيلتري است كه اجازه عبور جريان را فقط در فركانس پنجاه يا شصت هرتز مي‌دهد. از اين رو، جريان‌هاي هارمونيك كاهش پيدا مي‌كنند و بار غيرخطي تبديل به بار خطي مي‌شود، بنابراين سازندگان با به‌كارگيري خازن‌ها يا سلف‌ها مي‌توانند فاكتور توان را به يك نزديك كنند. به‌طور كلي، منبع‌تغذيه‌هايي كه داراي PPFC هستند، فاكتور توان پايين‌تري در مقايسه با منبع‌تغذيه‌هاي با APFC دارند. اگرچه آن‌ها به ولتاژ دو برابر نياز دارند، بنابراين PPFC داراي راندمان بالاتري نسبت به APFC است.

اصلاح‌كننده فاكتور توان فعال (APFC) در اصل يك مبدل AC/DC است كه جريان توليدشده توسط منبع‌تغذيه را از طريق PWM كنترل مي‌كند. در منبع‌تغذيه‌ا‌ي كه داراي اين نوع اصلاح‌كننده است، نخست ولتاژ AC به وسيله پل ديود، يك‌سو مي‌شود، سپس PWM ماسفت‌هاي APFC (كه اغلب دو تا هستند) را روشن مي‌كند كه ولتاژ DC به پالس ثابت تبديل مي‌شود. اين پالس‌ها به وسيله خازن‌ هموارساز صاف و هموار مي‌شوند و سوئيچ‌هاي اصلي را تغذيه مي‌كنند. قبل از خازن هموارساز هميشه يك سلف (سيم‌پيچ) وجود دارد. از آنجا كه سلف يك عنصر Reactive است، قابليت محدود كردن جريان‌هاي ناگهاني بالا را بدون اتلاف انرژي دارد. خازن‌هايي كه به سيگنال DC به‌طور مستقيم متصل هستند، بايد فشار جريان غيرقابل كنترلي را تحمل ‌كنند، بنابراين وجود يك سلف در اين بخش ضروري است زيرا موجب محدود شدن اين فشار مي‌شود. بعضي مواقع در اين بخش يك ترميستور (مقاومت حرارتي) نيز وجود دارد. ترميستور براي محدود كردن بيشتر جريانات بالا به ويژه در فاز switch-on منبع‌تغذيه استفاده مي‌شود.
در APFC دو نوع كنترل متفاوت استفاده مي‌شود، وضعيت انتقال ناپيوسته (DCM) كه ماسفت‌هاي PFC فقط زماني كه جريان سلف به صفر مي‌رسد، روشن مي‌شوند و وضعيت انتقال پيوسته (CCM) كه ماسفت‌ها زماني روشن مي‌شوند كه جريان سلف بالاي صفر است. بنابراين ماسفت‌ها از همه سيكل‌هاي جريان منفي صرف‌نظر مي‌كنند (به هر حال، صرف‌نظر از سيكل‌هاي جريان منفي، موجب اتلاف انرژي مي‌شود). به‌طور كلي، در منابع تغذيه از CCM بيشتر استفاده مي‌شود و اصولاً اين نوع كنترل براي منبع‌تغذيه‌ها با توان خروجي بيش از دويست وات مناسب است. اشكال اصلي CCM اتلاف انرژي و توليد EMI است كه با خاموش شدن ديودها ايجاد مي‌شود (جريان معكوس ديود موجب اتلاف توان قابل توجهي نسبت به ماسفت‌ها مي‌شود و EMI را افزايش مي‌دهد). از اين رو، اغلب يك خازن نوع X بعد از پل ديودها وجود دارد.

سوئيچ‌هاي اصلي- مبدل
سوئيچ‌هاي اصلي فقط در دو وضعيت عمل مي‌كنند: روشن (وضعيت انتقال جريان) و خاموش (وضعيت جلوگيري از عبور جريان). اين سوئيچ‌ها سيگنال DC را كه از خازن هموارساز مي‌آيد به پالس‌هايي كه دامنه آن‌ها برابر با ولتاژ ورودي و چرخه كارشان (Duty Cycle) به وسيله PWM كنترل مي‌شود، خرد مي‌كنند. در نتيجه، سيگنال DC به شكل موج AC مستطيلي تبديل و به مبدل منتقل مي‌شود. مبدل در حقيقت نقش يك جداكننده بين سمت اوليه و سمت ثانويه را بازي مي‌كند. در مرحله آخر نيز اين ولتاژ كه يك‌سوكننده‌هاي خروجي را تغذيه مي‌كند (كه همه خروجي‌هاي DC  مانند12V, 5V, 3.3V, 5VSB, -12V+ را توليد مي‌كند)، كاهش مي‌يابد.

هنگامي كه سوئيچ‌ها روشن هستند، ولتاژ آن‌ها صفر است و هنگامي كه خاموش هستند، جرياني كه از آن‌ها عبور مي‌كند، صفر است. بنابراين هميشه حاصل V * I صفر است. اين موضوع به اين معني است كه در سوئيچ‌ها هيچ تواني اتلاف نمي‌شود. به هر حال، اين موضوع خيلي ايده‌آل است زيرا در دنياي واقعي اين سوئيچ‌ها اندكي توان اتلاف مي‌كنند (از آنجا كه يك دوره زماني كوتاه بين وضعيت روشن و خاموش يك ترانزيستور فاصله است و در اين زمان حاصل V * I صفر نيست، اندكي اتلاف توان خواهيم‌داشت).

يكسوكننده‌هاي خروجي و فيلترها
همانطور كه از اسم‌شان پيداست وظيفه يكسو‌كننده‌هاي خروجي و فيلترها، يكسوسازي و فيلتر شكل موج فركانس ‌بالاست كه بوسيله سوئيچ‌هاي اصلي ايجاد مي‌شود و دومين مبدل (ترانسفورماتور) اصلي را تغذيه مي‌كنند. بطور كلي در اين قسمت دو نوع طراحي يكسوكننده وجود دارد : سينكرون (Synchronous) و انفعالي (Passive). تفاوت اين دو طراحي در اين است كه در طراحي انفعالي از SBRها استفاده مي‌شود و در طراحي سينكرون از MOSFET‌ها استفاده مي‌شود. از آنجاييكه در يكسوسازي سينكرون از MOSFET‌ها استفاده مي‌شود و MOSFET‌ها نيز بر خلاف SBRها داراي افت ولتاژ بسيار پاييني هستند، راندمان افزايش مي‌يابد. اجازه دهيد با ذكر مثالي موضوع را واضح‌تر توضيح دهيم. يك SBR معمولاً داراي 0/5 افت ولتاژ است بنابراين در صورت عبور 40 آمپر جريان از آن 20 وات توان اتلاف مي‌شود (20 = 0/5 × 40). در صورتيكه اگر در عوض اين SBR از يك MOSFET‌RDS(on)  3 ميلي اهمي استفاده شود تنها 4/8 وات توان اتلاف مي‌شود (4/8 = 0/003 × 40 × 40). نتيجه 15/2 وات اتلاف توان كمتر و 24 درصد افزايش راندمان است.

علاوه بر دو طراحي بالا برخي مواقع از طراحي بنام نيمه سينكرون Semi-Synchronous نيز ممكن است استفاده ‌شود. در طراحي نيمه سينكرون از هر دو SBRها و MOSFET استفاده مي‌شود. با اين كار راندمان افزايش و هزينه نيز كاهش پيدا مي‌كند.
از آنجاييكه در سيستم‌هاي امروزي از ولتاژ 12- استفاده زيادي نمي‌شود (اكثريت مواقع جريان اين خط كمتر از 1 آمپر است)، اين ولتاژ تنها توسط يك ديود توليد مي‌شود (يا به عبارت ديگر يكسو مي‌شود). درحاليكه ولتاژ 5VSB بطور دائم در حال استفاده است حتي در زمانيكه منبع‌تغذيه خاموش است (در وضعيت Standby) بنابراين اين ولتاژ داراي يك مدار بطور كاملاً مستقل با يك مبدل (ترانسفورماتور) منحصربفرد است. براي توليد و فيلتر خروجي‌هاي اصلي ديگر نظير +12V ، 5V و 3.3V نيز از سه روش استفاده مي‌شود. روش تنظيم‌كننده گروهي، روش تنظيم‌كننده مستقل و مبدل DC-DC. در ادامه به بررسي هر يك از اين روش‌ها خواهيم پرداخت.

روش گروهي معمولاً در منبع‌تغذيه‌ها ارزان قيمت و وات پايين استفاده مي‌شود. يك راه سريع براي تشخيص استفاده از روش گروهي  شمردن تعداد سيم‌پيچ‌ها در طرف ثانويه است. اگر تنها 2 عدد سيم‌پيچ در اين قسمت موجود باشد يعني سازنده منبع‌تغذيه از روش گروهي استفاده كرده است. سيم پيچ بزرگ‌تر براي 12 و 5 ولت و سيم پيچ كوچكتر براي 3/3 ولت استفاده مي‌شود. در اين روش 12+ ولت و 5 ولت با همديگر توليد مي‌شوند و هر دو آنها خطاي ولتاژ خروجي‌شان را به يك كنترلر تنظيم‌كننده مي‌دهند. اين موضوع بدين معني است كه اگر بار بين خطوط (خط 12+ ولت و 5 ولت) نامتعادل باشد كنترلر تنظيم‌كننده كار سختي را براي تنظيم صحيح در پيش خواهد داشت. به عنوان مثال اگر بار در خط 12+ ولت بالا و در 5 ولت پايين باشد ولتاژ روي خط 12 ولت بايد افزايش پيدا كند ولي از آنجاييكه هر دو خط داراي يك كنترلر هستند ولتاژ روي هر دو خط بطور همزمان افزايش پيدا مي‌كند. در روش تنظيم‌كننده گروهي خط 3/3 ولت معمولاً بوسيله يك تنظيم‌كننده Mag-Amp از 12 يا 5 ولت تنظيم مي‌شود.

تنظيم‌كننده مستقل معمولاً در منبع‌تغذيه‌هايي كه داراي توان بالاتري هستند استفاده مي‌شود هزينه اين منبع‌تغذيه‌ها بيشتر از منبع‌تغذيه‌ها با تنظيم‌كننده گروهي است. در اين نوع از تنظيم‌كننده همه خروجي‌ها DC اصلي مدار تنظيم‌كننده مستقل خودشان دارند و بارهاي نامتعادل موجب هيچ‌كونه مشكلي روي خطوط ولتاژ نمي‌شود. خط 12+ ولت بوسيله كنترلر تنظيم‌كننده اصلي و 5 و 3/3 ولت نيز بوسيله تنظيم‌كننده mag-amp تنظيم مي‌شود. تشخيص منبع‌تغذيه‌با تنظيم كننده مستقل بسيار ساده است. تنها لازم است كه تعداد سيم‌پيچ‌هاي طرف ثانويه را بشماريد. در صورتيكه تعداد آنها 3 عدد باشد (هر سيم پيچ براي يك خط ولتاژ) منبع‌تغذيه داراي تنظيم‌كننده ولتاژ مستقل است.

در بسياري از منبع‌تغذيه‌هاي امروزي ولتاژ خط‌هاي پايين‌تر بوسيله مبدل‌ها توليد مي‌شوند (مبدل DC-DC يا VRMs -Voltage Regulation Modules). در اين گونه از منبع‌تغذيه‌ها ولتاژ‌هاي 5 ولت و 3/3 ولت مستقيماً از ولتاژ 12+ ولت توليد مي‌شوند. اين روش تأثير مثبتي روي راندمان دارد. البته اشاره به اين موضوع حائز اهميت است كه در منبع‌تغذيه‌ها‌يي كه از مبدل DC-DC استفاده مي‌كنند هر خط داراي تنظيم‌كننده مستقل است.

قبل از آنكه به بررسي كنترلر PWM بپردازيم بايد به اين نكته اشاره كنيم كه سلف‌هاي واقع شده بعد از يكسوكننده تنها وظيفه يكسوسازي ولتاژ  را برعهده ندارند بلكه در فرآيند فيلترينگ نيز كاربرد دارند، از اين رو آنها براي هموارسازي ولتاژ و جريان و كاهش خروجي‌هاي DC نيز استفاده مي‌شوند. به هرحال در منبع‌تغذيه‌اي كه از توپولوژي LLC استفاده مي‌كنند معمولاً در بخش ثانويه (براي توليد 12 ولت) سلفي وجود ندارد و اگر سلفي هم وجود داشته باشد تنها براي فيلترينگ استفاده مي‌شود.

 

كنترلر PWM - Isolator
هدف اصلي كنترلر PWM پايدار نگه‌داشتن ولتاژ خروجي تنظيم شده و كنترل مقدار انرژي تحويل داده شده به بار است. كنترلر PWM اين عمل بوسيله تنظيم Duty Cycle سوئيچ‌هاي اصلي انجام مي‌دهد. Duty Cycle مي‌تواند از صفر تا 100 درصد تنظيم شود اما اين مقدار معمولاً كمتر است. به عبارتي مي‌توان گفت ولتاژ خروجي شباهت زيادي به حاصل ضرب ولتاژ ورودي در Duty Cycle دارد (Duty Cycle × Vin = Vout).

كنترلر PWM از يك ولتاژ مرجع به عنوان مرجع ايده‌آل منبع‌تغذيه استفاده مي‌كند و ولتاژ خروجي دائماً با آن مقايسه مي‌كند. در PWM همچنين يك تقويت‌كننده خطا ولتاژ (Voltage Error Amplifier) وجود دارد كه ولتاژ مفيد بالا با ولتاژ خروجي و ولتاژ مرجع اشاره شده در بالا را  مقايسه مي‌كند. با توجه به اين مقايسه، يك مبدل ولتاژ خطا به عرض پالس بوسيله تقويت‌كننده خطا ولتاژ ، Duty Cycle را در پاسخ به سطح ولتاژ خطا تنظيم مي‌كند. كنترلر PWM علاوه بر تعيين Duty Cycle سوئيچ‌هاي اصلي عملكردهاي ديگري را نيز كنترل مي‌كند.

به منظور اينكه نتايج خروجي‌هاي DC به تقويت‌كننده خطا در PWM برسد يك ايزوله‌كننده مورد نياز است. بطوركلي دو روش ايزوليشن الكتريكي وجود دارد اپتيكال (Optoisolator) و مغناطيسي (transformer). در منبع‌تغذيه‌هاي امروزي عموماً از Optoisolatorها استفاده مي‌شود. تقويت‌كننده ولتاژ خطا در طرف ثانويه Optoisolator قرار مي‌گيرد.

محافظت‌هاي گوناگون از منبع تغذيه
در اين بخش به بررسي انواع گوناگون محافظت از منبع تغذيه در مقابل شرايط بحراني مي‌پردازيم. بسياري از منابع تغذيه ارزان قيمت فقط داراي محافظ‌هاي ضروري هستند كه بايد در همه منبع‌تغذيه‌ها بكار گرفته شود (نظير OCP، SCP، OVP) اما منبع‌تغذيه‌هاي گران‌قيمت و حرفه‌ا‌ي معمولاً شامل مدارات حفاظتي بيشتري هستند.

 

Power Good
سيگنال Power Good يا Power_OK اشاره به اين دارد كه خروجي‌هاي ولتاژ‌هاي 12+ ولت، 5 ولت و 3/3+ ولت در سطح مناسبي قرار دارند و توسط منبع‌تغذيه به درستي تنظيم شده‌اند. اين سيگنال تضمين مي‌كند كه منبع‌تغذيه قادر است توان مورد نياز را تامين كند. در صورت بروز هرگونه مشكل در خروجي‌ها، اين سيگنال صادر نخواهد شد و بنابراين منبع‌تغذيه نيز روشن نمي‌شود.

 

محافظت از جريان بالا (OCP)
اين محافظ در اكثريت منبع‌تغذيه‌ها وجود دارد و اجازه نمي‌دهد تا جريان از مقدار مجاز فراتر رود و زمانيكه اين اتفاق رخ دهد سريع جريان را محدود خواهد كرد. طبق استاندارد ATX 2.2 در صورتيكه بار در هر خط خروجي به 240 ولت آمپر يا بالاتر برسد OCP بايد مداخله كند و مانع عبورش از حد جريان شود (به هرحال در نسخه جديد اين استاندارد يعني استاندارد ATX 2.31، محدوديت 240 ولت آمپر حذف شد). بسياري از سازندگان به منظور دور زدن محدوديت 240 ولت‌آمپري كه استاندارد ATX 2.2 ايجاد كرده بود، در عوض يك خط 12+ ولت از چند خط 12+ ولت مجازي در منبع‌تغذيه‌‌هايشان استفاده مي‌كردند. هريك از اين خط‌ها محدوديت 240 ولت آمپر دارند، بنابراين با توجه به اينكه تعداد خط‌هاي 12+ ولت افزايش پيدا مي‌كرد در نتيجه مقدار OCP نيز افزايش مي‌يافت.

براي بكارگيري OCP در منبع‌تغذيه دو چيز ضروري است، IC محافظ كه از OCP پشتيباني كند و مقاومت‌هاي شنت. مقاومت‌هاي شنت،  مقاومت‌هاي كوچك و بسيار دقيقي هستند كه براي اندازه‌گيري جريان در خروجي‌هاي منبع‌تغذيه استفاده مي‌شوند. بوسيله شمردن تعداد مقاومت‌هاي شنت در جاهاي كه سيم‌هاي 12+ ولت لحيم شده قادر به تشخيص تعداد خط‌هاي مجازي 12+ ولت خواهيم بود.

 

محافظ ولتاژ بالا و پايين (OVP/UVP)
طبق استاندارد ATX 2.31 مدارات تشخيص محافظت ولتاژ بالا بايد از مدارات كنترل تتظيم‌كننده مجزا و مستقل باشند. بنابراين منبع‌تغذيه‌ها داراي مدار محافظت مستقل براي ولتاژهاي بالا هستند. لازم بذكر است كه محافظت از ولتاژ‌هاي پايين (UVP) جزو مشخصات استاندارد ATX نيست بنابراين بكارگيري اين ويژگي در اختيار سازندگان خواهد بود.
همانطور كه اشاره شد UVP و OVP ولتاژ هريك از خط‌هاي منبع‌تغذيه را بررسي مي‌كند و در صورتيكه مقادير آنها از مقدار مجاز بيشتر يا كمتر باشند واكنش نشان مي‌دهند. استاندارد ATX 2.31 مقادير حداكثر، حداقل و استاندارد ولتاژ‌هاي مختلف مشخص كرده است. در جدولي كه در ادامه آمده اين مقادير براي UVP مشخص شده است. لازم بذكر است كه محافظت از ولتاژ 5VSB جزو مشخصه‌هاي ضروري استاندارد ATX نيست.

همانطور كه مشاهده مي‌كنيد مقادير حداكثر ولتاژ بسيار بالا است. سازند‌گان مي‌توانند مقدار OVP را براي ولتاژ 12+ ولت تا 15/6 ولت تنظيم كنند. اما در مورد UVP از آنجاييكه هيچ استانداردي در اين مورد وجود ندارد بنابراين مقادير مربوط به آن در اختيار خود سازندگان خواهد بود.

 

محافظ توان بالا (OPP)
اين نوع محافظت در حقيقت زماني عمل مي‌كند كه از منبع‌تغذيه تواني بيش از حداكثر توان تعيين شده براي آن بكشيم. معمولاً OPP بين 50 تا 100 وات بالاتر از حداكثر توان منبع‌تغذيه است.

 

محافظ درجه حرارت بالا (OTP)
منبع‌تغذيه‌هايي كه داراي اين نوع محافظت هستند در حرارت‌گير (Heatsink) ثانويه داراي ترميستور هستند. ترميستور در حقيقت مدار محافظت را در مورد درجه حرارت حرارت‌گير مطلع مي‌كند. اگر درجه حرارت بيش از مقدار پيش‌فرض شود منبع‌تغذيه خاموش خواهد شد.

محافظ اتصال كوتاه (SCP)
اين محافظ كليه خروجي‌هاي منبع‌تغذيه را بررسي مي‌كند و درصورتيكه امپدانس كمتر از 0/1 پيدا كند بلافاصله منبع‌تغذيه را خاموش خواهد كرد. به عبارت ديگر اگر در خط‌هاي خروجي اتصال كوتاهي رخ دهد اين محافظ عمل مي‌كند و موجب خاموش شدن منبع‌تغذيه مي‌شود. در حقيقت با اين عمل از آتش‌سوزي يا صدمه ديدن قطعات كامپيوتر جلوگيري مي‌كند. طبق استاندارد ATX 2.31 دو خط خروجي 12+ ولت بايد داراي محافظ اتصال كوتاه مجزايي باشند.
در جدول زير مشخصات چند نوع از محبوب‌ترين مدارات مجتمع شده محافظت در طرف ثانويه منبع‌تغذيه‌هاي امروزي ارايه مي‌كنيم: