وحدات التغذية المتخصَّصة

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

تستخدِم بعض النظم الإلكترونية مصادرَ طاقةٍ متخصّصة ومن ضمنها عاكسات الطاقة (Power Inverters) ووحدات عدم انقطاع التغذية (Uninterruptible Power Supplies) ونظم الطاقة الكهربائية الشمسية (Solar-Electtric Energy Systems) وخلايا الوقود (Fuel Cells).

مع زيادة انتباه الناس إلى أهمية نظم الطاقة الداعمة والمُخصّصة لحالات الطوارئ، علينا توقّعُ زيادة انتشار مثل هذه الأجهزة.

عاكسات الطاقة

عاكس الطاقة (Power Inverter) -الذي يسمّى أحياناً وحدة تغذية الفرّامة (Chopper Power Supply) – هو دارة تؤمن تياراً متناوباً عاليَ الفولطية (عادةً 177 فولط فعّال) من مصدر تيار مستمرّ منخفض الفولطية (عادةً 12 إلى 13.5 فولط).

يمثل الشكل 4-17 مخططاً صندوقياً مبسطاً لعاكس طاقة. تتألف الفرّامة من مُهتَزٍّ منخفض التردّد يفتح ويُغلق ترانزستورَ ابتدالٍ عالي التيار. تُسبِّب هذه العمليةُ انقطاعاً في تيار البطارية منتجةً تياراً مستمراً نبضياً. يحوِّل المحول التيارَ المستمر النبضي إلى تيارٍ متناوب ويرفع الفولطية.

لا يتضمن خرجُ عاكِسِ طاقةٍ رخيصِ الثمن بالضرورة موجةً جيبيةً، ولكنّه – بدلاً من ذلك – يشبه سنّ المنشار أو موجة مربعة. يمكن أن يكونَ التردّد أعلى أو أخفض قليلاً من التردّد المعياري 60 هرتز. تُولِّد العاكِسات الأكثرُ تعقيداً (والأغلى ثمناً) خرجاً ذا موجة جيبية مقبولة، ويملك تردّداً قريباً من 60 هرتز.

يُفضَّل أن نستعمِلَ عاكِساتِ الطاقةِ الأحدثَ تقانةً (وأحياناً يغدو هذا الاستعمالُ ضرورةً) مع التجهيزات الإلكترونية الحسّاسة، مثل الحواسيب والراديوات المتحكَّم فيها حاسوبيّاً.

فكرة مفيدة: إذا أتبعنا المحوِّلَ المبيَّنَ في الشكل 4-17 بمقوِّم ومرشّح، يصبح الجهازُ محوِّلاً للتيار المستمر، فيُدعى أيضاً محوِّلاً من تيار مستمر إلى تيار مستمر.

يمكن لجهازٍ من هذا النوع أن يؤمِّن مئاتٍ من الفولطات للتيار المستمر من بطارية منخفضة الفولطية.