جهاز الطاقة

أنواع أجهزة مزود الطاقة

يُحول **جهاز مزود الطاقة** التيار المتردد (AC) إلى تيار مباشر (DC)، مما يوفر جهدًا وتيارًا مستقرًا ومنظمًا للتيار المباشر للأجهزة الكهربائية لكي تعمل. وتأتي بأشكال وأنواع مختلفة، بما في ذلك أجهزة مزود الطاقة الخطية، والتبديلية، وغير القابلة لانقطاع، والطوارئ، والوحداتية.

• جهاز مزود الطاقة الخطي

  يحتوي مزود الطاقة الخطي على دائرة بسيطة جاهزة للعمل. وهو سهل الاستخدام، لكنه يحتاج إلى محول لتخفيض جهد الخط قبل تصحيحه، وتصفيته، وتنظيمه. ويحتوي أيضًا على منظم جهد يمكن أن يكون منظمًا متسلسلًا أو منظمًا موصلًا. توفر مصادر الطاقة الخطية جهدًا مباشرًا نظيفًا خاليًا من التموج والضوضاء. ولكن، لديها بعض العيوب. فهي تحتوي على محولات كبيرة وثقيلة، وقد تسخن بشكل زائد عند العمل مع جهد عالٍ.

• جهاز مزود الطاقة التبديلي

  تقوم مصادر الطاقة التبديلية بتصحيح جهد إدخال التيار المتردد باستخدام محول لضبط مستوى الجهد قبل تحويله إلى جهد التيار المباشر المقابل. يقوم المحول بضبط الجهد، ويؤدي خرج التردد العالي إلى جعل حجمه أصغر من حجم مزود الطاقة الخطي. ونتيجة لذلك، فهو أخف وزنًا ويمكنه العمل بشكل أكثر برودة مع انخفاض الحرارة عند العمل مع مستوى طاقة عالٍ. يمكن لمصادر الطاقة التبديلية تنظيم جهد الخرج بكفاءة، حتى لو تغير جهد الإدخال بشكل كبير. ومع ذلك، قد يكون جهد الخرج غير مستقر بدون جهد إدخال تيار متردد. كما أنه يحتوي على المزيد من الضوضاء الكهربائية ويتطلب دائرة أكثر تعقيدًا.

• جهاز مزود الطاقة غير القابل لانقطاع

  يرتبط مزود الطاقة غير القابل لانقطاع (UPS) بإدخال الطاقة ويُزود الطاقة الكهربائية إلى الحمل من خلال عاكس من بطارية أو جهاز تخزين طاقة آخر. ويوفر طاقة احتياطية فورية عند انقطاع التيار الكهربائي. يحمي UPS البيانات والمعدات الهامة في حالة انقطاع التيار الكهربائي المفاجئ. ولكن، يحتاج إلى فحوصات منتظمة وله حجم كبير وتكلفة عالية.

• جهاز مزود الطاقة للطوارئ

  تُعد مصادر الطاقة للطوارئ مصادر طاقة احتياطية يتم تشغيلها تلقائيًا عند انقطاع التيار الكهربائي الرئيسي. وهي توفر الطاقة للإضاءة الطارئة حتى يتمكن الناس من الخروج بأمان وبطريقة منظمة. كما أنها تُزود الطاقة للأنظمة الأساسية للمرفق، مثل أنظمة دعم الحياة في المستشفيات، بحيث يمكنها الاستمرار في العمل أثناء انقطاع التيار الكهربائي. تحتاج مصادر الطاقة للطوارئ إلى اختبار وصيانة منتظمين للتأكد من عملها عند الحاجة.

• جهاز مزود الطاقة الوحداتي

  يحتوي مزود الطاقة الوحداتي على أجزاء قابلة للتبديل تسمح للمستخدمين بإضافة أو إزالة أجزاء لتلبية احتياجاتهم. وله العديد من الفوائد، بما في ذلك المرونة، وإمكانية الترقية، وسهولة الصيانة. يُنتج هذا مزود الطاقة أقل كمية من النفايات. يمكن إعادة استخدام أو إعادة تدوير الأجزاء التي لا تزال تعمل عند استبدال مزود الطاقة بنهاية عمره الإنتاجي.

الوظيفة والميزات

أداء أجهزة مزود الطاقة الوظيفة الأساسية المتمثلة في توفير الطاقة الكهربائية للمعدات المختلفة التي تعتمد على الطاقة في المنازل والشركات. وتشمل بعض الميزات الرئيسية لهذه الأجهزة ما يلي:

• تنظيم الجهد

  يساعد نظام تنظيم جهد مزود الطاقة على تثبيت ومراقبة مستويات الجهد في نظام كهربائي. وهو يفعل ذلك عن طريق الحفاظ على مستويات الجهد أو تعديلها لضمان بقائها ضمن الحدود المقبولة.

• حماية الدائرة القصيرة

  تساعد حماية الدائرة القصيرة على منع فشل مزود الطاقة، مما يحسن الموثوقية والسلامة. كما أنها تُقلل من التكاليف المتعلقة بإصلاح واستبدال المعدات التالفة عن طريق منع ارتفاع درجة الحرارة.

• تصفية التموج والضوضاء

  يقوم مزود الطاقة لتصفية التموج والضوضاء بإزالة التغيرات غير المرغوب فيها، مما يضمن مستويات جهد مستقرة. يمثل جهد التموج مكونًا متناوبًا في ما ينبغي أن يكون جهدًا مباشرًا ثابتًا (DC). يمكن أن تؤثر التموجات والضوضاء على أداء وموثوقية الأجهزة الإلكترونية الحساسة.

• تصحيح عامل القدرة

  يساعد تصحيح عامل القدرة في نظام الطاقة الكهربائية على تحسين الكفاءة، مما يقلل من تكاليف الطاقة. كما أنه يتوافق مع اللوائح والمعايير لخفض الانبعاثات عن طريق تقليل البصمة الكربونية.

• زيادة كفاءة الطاقة

  تُقلل زيادة كفاءة الطاقة المثلى من تكاليف التشغيل عن طريق تقليل فقدان الطاقة في عملية التحويل. وهي تُقلل من حرارة النفايات، مما يقلل من تكاليف التبريد في التطبيقات ذات الطاقة العالية. ينتج عن ذلك أجهزة مزود طاقة أصغر حجمًا ويُقلل من التكاليف المرتبطة بمكونات التبريد.

• التصميم الوحداتي

  يحسن تصميم مزود الطاقة الوحداتي من المرونة ويسهل الترقيات. وهو يُمكن من الترقيات المستهدفة لتلبية المتطلبات المتغيرة، عن طريق استبدال الوحدة غير الفعالة فقط.

• الامتثال للمعايير

  يُظهر امتثال مزود الطاقة للمعايير مثل CE و FCC و UL و RoHS أن المنتج يلبي الحد الأدنى من متطلبات السلامة والجودة. يساعد ذلك على تعزيز ثقة العملاء ويُحسن من تنافسية السلع الإلكترونية في السوق العالمية. كما أنه يُساعد على منع العقوبات القانونية عن طريق ضمان الوعي بالقوانين ذات الصلة والحفاظ على المنتجات ضمن الامتثال لتجنب الدعاوى القضائية.

• خيارات التثبيت

  تُقدم خيارات تثبيت أجهزة مزود الطاقة تنوعًا لدمج مختلف التطبيقات. وهذا يُسهل اختيار خيار التثبيت الأمثل، مما يضمن التكامل الفعال في الأنظمة المختلفة مع تلبية متطلبات المساحة والوصول.

تطبيقات أجهزة مزود الطاقة

تُعد أجهزة مزود الطاقة مفيدة في العديد من البيئات الفردية والصناعية. فيما يلي بعض التطبيقات النموذجية:

• الاتصالات: تُعد وحدات مزود الطاقة (PSUs) ضرورية لأنظمة الاتصالات والبنية التحتية للشبكات. فهي تضمن عمل خوادم الاتصالات والمفاتيح والموجهات ومكونات الشبكة الأخرى بسلاسة. توفر وحدات مزود الطاقة طاقة مستقرة ودعمًا أثناء حالات الطوارئ.
• الفضاء والدفاع: تُعد أجهزة مزود الطاقة أساسية لأنظمة الفضاء والدفاع. تُستخدم للتحكم في الطيران الإلكتروني للطائرات، ومعدات الاتصالات، وأنظمة الأسلحة، ومعدات المهمات، ودعم الأرض في جميع أنحاء الجيش. كما توفر وحدات مزود الطاقة دعمًا موثوقًا به في تطبيقات الدفاع.
• المعدات الطبية: تُعد أجهزة مزود الطاقة أساسية للمعدات الطبية. تُستخدم في الأجهزة مثل آلات التشخيص، وأنظمة مراقبة المرضى، والأدوات الجراحية، وغير ذلك الكثير. تُعد إمدادات الطاقة الموثوقة ضرورية لتقديم رعاية صحية فعالة.
• الأتمتة الصناعية: تُستخدم الصناعات أجهزة مزود الطاقة في عمليات الأتمتة الخاصة بها. تُعد مصادر الطاقة ضرورية للتحكم في المستشعرات، والمشغلات، ووحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs)، والمكونات الآلية الأخرى. وهي تضمن عمل الأنظمة الآلية بسلاسة واتساق.
• أنظمة الطاقة المتجددة: تلعب أجهزة مزود الطاقة دورًا كبيرًا في أنظمة الطاقة المتجددة، خاصة أنظمة تخزين الطاقة وتطبيقات ربط الشبكة. على سبيل المثال، تُساعد أجهزة مزود الطاقة على تحويل الطاقة المباشرة من صفائف الفوتوفولتية (PV) إلى طاقة تيار متردد متوافقة مع الشبكة في محطات الطاقة الشمسية.
• السلع الإلكترونية الاستهلاكية: تُستخدم أجهزة مزود الطاقة في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة، وأجهزة التلفزيون، والهواتف الذكية، وأجهزة ألعاب الفيديو، والأجهزة المنزلية. وهي تُزود هذه الأجهزة بالطاقة المطلوبة.

كيفية اختيار جهاز مزود الطاقة

يشمل اختيار مزود الطاقة المثالي لتطبيق معين العديد من العوامل المهمة. أولاً، حدد متطلبات الجهد والتيار. يجب أن يلبي مزود الطاقة متطلبات جهد وتيار التطبيق المحددة. الجهد مهم؛ قد يؤدي استخدام جهد أعلى أو أقل إلى تلف الأجهزة الإلكترونية. من ناحية أخرى، يعني التيار أن مزود الطاقة يمكنه توفير تيار كافٍ دون زيادة الحمل.

بعد ذلك، ضع في الاعتبار نوع مزود الطاقة. يجب على المستخدمين الاختيار بين مصادر الطاقة الخطية والتبديلية بناءً على احتياجات التطبيق. تُعد مصادر الطاقة الخطية بسيطة، بينما تُعد مصادر الطاقة التبديلية أكثر شيوعًا وكفاءة. تُظهر مواصفات الشركة المصنعة الحد الأقصى لحمل الطاقة الذي يمكن لمزود الطاقة تحمله. هذا يتم التعبير عنه بـ Megavolt Amperes (MVA) أو Watts (W). لتجنب زيادة الحمل، استخدم مزود طاقة يمكنه التعامل مع طاقة أكبر من الطاقة التي ستستخدمها الأجهزة.

بعد ذلك، انظر إلى كفاءة مزود الطاقة. سيستخدم مزود الطاقة الأكثر كفاءة طاقة أقل ويُنتج حرارة أقل. يتم حساب كفاءة مزود الطاقة باستخدام صيغة الكفاءة. ستؤدي كفاءة مزود الطاقة الأعلى إلى فقدان أقل للطاقة. علاوة على ذلك، ضع في الاعتبار حماية مزود الطاقة واللوائح. تحقق مما إذا كان مزود الطاقة يحتوي على حماية ضد ارتفاع الجهد، والدوائر القصيرة، وزيادة الحمل. تحقق أيضًا مما إذا كان مزود الطاقة يلبي اللوائح الخاصة بالسوق المستهدف. تضمن هذه اللوائح وجود معايير سلامة في مصادر الطاقة.

أخيرًا، ضع في الاعتبار حجم مزود الطاقة وتثبيته. وهذا عامل مهم إذا كان التطبيق لديه مساحة محدودة. تستغرق معظم وحدات مزود الطاقة المدمجة مساحة أقل وهي مثالية للمناطق الضيقة. تحقق أيضًا من كيفية تثبيت مزود الطاقة. تحتاج بعض النماذج إلى تثبيتها على سكة أو داخل غلاف، بينما يمكن تثبيت البعض الآخر على سطح.

الأسئلة والأجوبة

س1. ما هو دور جهاز مزود الطاقة؟

ج1. يساعد محول مزود الطاقة الداخلي على توزيع وتحويل الطاقة الكهربائية إلى مستويات جهد مختلفة مطلوبة من قبل المكونات لكي تعمل بسلاسة لأن كل جزء من أجزاء الكمبيوتر يحتاج إلى كمية مميزة من الطاقة للعمل.

س2. ما الفرق بين مزود الطاقة ومحول الطاقة؟

ج2. يمكن لمزود الطاقة إنتاج مستويات جهد وتيارات والتحكم في توزيعها. في المقابل، يُشار إلى محول الطاقة، المعروف أيضًا باسم مزود الطاقة، عادةً إلى مزود طاقة خارجي محمول AC-DC يُوفر DC لجهاز معين عن طريق تحويل الجهد والتيار في شكل وحدة قابلة للوصول من خلال مأخذ التيار.

س3. كيفية اختيار جهاز مزود الطاقة؟

ج3. عند اختيار مزود الطاقة، يجب مراعاة العوامل التالية: الطاقة الفورية، وكفاءة مزود الطاقة، وتبريد مزود الطاقة، وتصحيح عامل القدرة النشط، وموصلات وكابلات مزود الطاقة.

س4. ما هي أجهزة مزود الطاقة؟

ج4. تُعد الأجهزة مثل البطاريات، ومحولات الطاقة، أو الشواحن؛ إمداد الطاقة الرئيسي من خلال مأخذ كهربائي كلها أمثلة على مصادر الطاقة الخارجية. تحتاج جميع الأجهزة الإلكترونية إلى مزود طاقة كهربائي خارجي لتشغيلها.