سخن ابتدایی
در این مقاله ما به انواع منابع تغذیه در آیفون تصویری می پردازیم تا دید روشنی نسبت به این منابع و مزایا و منابع هرکدام به شما خواننده عزیز ارایه کنیم،ابتدا شرحی از دلایل وجود منابع تغذیه و سپس به معرفی انواع آن و معایب و مزایا آنها و در آخر به ذکر سوالات متداول در این حوزه می پردازیم،با ما همراه باشید
یکی از اولین سوالاتی که ممکن است هر استادکاری در کار با سیستم آیفون تصویری در ذهن خود ببیند این است که پاور و تغذیه یا ترانس چه تفاوتی با هم دارند و آیا نمی شود یک منبع تغذیه کار همه را انجام دهد و نیاز به چند منبع تغذیه نباشد؟؟؟
در این مقاله ما به بحث در مورد تفاوت انواع مبدل های ولتاژ و منابع تغذیه در شکل و کارایی می پردازیم.
منابع ولتاژ چرا به وجود آمده اند؟
امروزه در صنایع و مصارف نیاز های مختلف منابع برق با دامنه ها و فرکانس های متعددی وجود دارد.بطور مثال موتور های الکتریکی با دامنه تک فاز(220 ولت) و یا یه فاز(380 ولت) و همچنین دستگاه های ولتاژ DC به عنوان مثال اینورتر ها و دستگاه هایی که با ولتاژ DC (مدارات الکترونیکی نظیر آیفون تصویری) از این دسته ها می باشند.
از آنجایی که امکان تولید برق با چند نوع ولتاژ و دامنه در مبدا(نیروگاه) و تامین انتقال آن کاری ناشدنی است،تصمیم گیرندگان توزیع قدرت از ابتدا تصمیم بر تولید یک ولتاژ با دامنه ثابت و فرکانس ثابت برای مصارف شهری نمودند که این ولتاژ در ایران همان برق شهر (220 ولت 50 هرتز) می باشد.
اما به راستی برای تامین ولتاژ مورد نیاز دستگاه های مختلف چه باید کرد؟؟؟
منابع تغذیه و مبدل ولتاژ چه هستند؟
از آنجایی که دستگاه های مختلف نیاز به ولتاژ های مختلف دارند نیاز به مبدل هایی برای تغییر ولتاژ و فرکانس وجود دارد یعنی اینکه ما بتوانیم ولتاژ برق شهر را برای دستگاه خود مناسب سازی کنیم مثلا 220 ولت 50 هرتز را به 12 ولت 50 هرتز یا 12 ولت بدون فرکانس(DC) تغییر دهیم.
برای اینکار دستگاه های الکتریکی یا الکترونیکی به عنوان واسط نیاز است که ما به آن مبدل می گوییم.
از آنجا که هدف ما پرداختن به آیفون تصویری و منابع آن است پس از این به بعد ما صرفا به منابع تغذیه به آیفون تصویری می پردازیم.
انواع منابع تغذیه و مبدل ها در آیفون تصویری
در آیفون تصویری از هر دو دسته مبدل ذکر شده استفاده می شود.از ترانس برای کاهش ولتاژ برق شهر ، از 220 ولت به حدود 14 ولت AC (VAC) و از منبع تغذیه برای تبدیل برق شهر به ولتاژ DC 15 ولت استفاده می شود.
ترانس در آیفون تصویری از نوع کاهنده است و عملکرد پیچیده ای ندارد اما از آنجایی که برای تامین ولتاژ درب باز کن نیاز به ولتاژ AC می باشد وجود ترانس ضروری است.
نکته:به علت خاصیت آهنربایی(مگنتیک) که بعد از اعمال ولتاژ در بوبین دربازکن باقی می ماند و ممکن است بوبین را در حالت مگنت شده تا چند ثانیه حفظ کند وجود ولتاژ متناوب(سینوسی ac) که اثر این حالت را بسیار کاهش می دهد ضروری است.
منابع تغذیه :
منابع تغذیه در سیستم آیفون تصویری نقش مهمی بازی می کنند آنها مثل همه منابع تغذیه از دو نوع منابع تغذیه خطی و منابع تغذیه غیر خطی( سوییچینگ) بهره می برند.
در ادامه به بررسی هر دو نوع منبع تغذیه استفاده شده در آیفون تصویری می پردازیم و به ذکر مزایا و معایب هر کدام می پردازیم تا شما بهتر بتوانید با کارایی و انتخاب هر کدام در پروژه خود به عنوان یک استادکار یا مشاور بپردازید.
منابع تغذیه خطی:
منابع تغذیه خطی به منابعی گفته می شود که عنصر کنترل در آنها در ناحیه فعال از عملکرد خود قرار دارد.این تعاریف به نظر کمی پیچیده می رسد،البته که شما قرار نیست طراح مدار باشید پس بگذارید کمی ساده تر بگوییم
در این دسته از منابع تغذیه آیفون تصویری برق شهر بعد از ورود و گذر از فیلترهای ورودی (مقاله آن بزودی در بخش مقالات اضافه خواهد شد) وارد ترانس می شود، سپس یکسو سازی و فیلتر شده و در نهایت وارد بخش تثبیت شده و خروجی را به بار ارائه می دهد، این بار می تواند تغذیه پنل یا حتی مانیتور باشد، همانطور که مانیتورهای سیاه سفید قدیم از این نوع تغذیه زیاد استفاده می کردند
منابع تغذیه غیر خطی(سوییچینگ)
امروزه کاربرد منابع تغذیه سوییچینگ بدلیل مزایای آن بسیار زیاد است،این منابع ساختار بهتر و جدیدتری از تکنولوژی را در خود جای داده اند و برای دستگاه های جدید که از دید طراحی و چینش اعضا ساختار منسجم تر و اصطلاحا کامپکت شده تری دارند مناسبترند،کاربرد منابع تغذیه سوییچینگ در آیفون تصویری به شکل فراگیر در حال گسترش است.
اما ساختار این منابع تغذیه چگونه است؟؟؟
در این نوع منابع تغذیه که در آیفون تصویری هم کاربرد فراوانی دارند ابتدا برق شهر وارد یکسو ساز شده و پس از صاف شدن به عنصر سوییچینگ( ماسفت یا ترانزیستور) وارد می شود،این عنصر بوسیله پالس PWM که از آیسی در یافت می کند ولتاژ DCحدود 310 ولتی را بصورت نوسانی با فرکانس بالا به هسته ترانس فریت می رساند و بعد از آن ولتاژ شبه سینوسی با دامنه حدودا 40 ولت دوباره یکسو (DC) می شود و پس از گذشت از آی سی زنر به میزان حدود 15.5 ولت که مناسب آیفون تصویری است می رسد،
در این میان البته ذکر این نکته لازم است که آی سی در این مدارات بوسیله اوپت کوپلر از خروجی که در اثر جریان کشی ممکن است ناپایدار شود نمونه گرفته و با افزایش ضربان PWM افزایش ولتاژ و تصحیح را به همراه می آورد.
با این توضیح مختصر از عملکرد منبع تغذیه (سوییچینگ) یا پاور در آیفون تصویری بهتر است ببینیم هر کدام چه مزایا و معایبی دارد
مزایا و معایب منابع تغذیه
معایب و مزایا منابع تغذیه خطی
منابع در استفاده از منابع تغذیه خطی در آیفون تصویری معایب و مزایایی وجود دارد که ما در زیر به مواردی از آن اشاره می کنیم.
چون مبدل ترانس منابع تغذیه خطی در ابتدا مسیر برق شهر قرار دارد همواره برق در ترانس آن در حال تبدیل شدن به دامنه پایین تر است،لذا چند عیب همواره وجود دارد:
عیب اول این سازه، تلفات بسیار زیاد برق به شکل گرماست.
عیب دیگر آن حجم و وزن بالای هسته ترانس در توان های بالاست.
نکته: حجم هسته ترانس نسبت مستقیم با مقدار جریان خروجی دارد.
عیب سوم هم این است که ممکن است با کاهش مقدار ولتاژ ورودی ولتاژ خروجی دستخوش تغییر شود(مثلا اگر ولتاژ برق شهر 180 ولت شد خروجی قطع شود).
عیب چهارم نیز قیمت تمام شده آن است با توجه به قیمت روزافزون فلزات اولویت تمامی سازندگان برای بازار بزرگتر، قیمت تمام شده کمتر است
عیب پنجم هم راندمان یا بازدهی پایین این نوع منابع تغذیه است،راندمان یا بازدهی نسبت توان ورودی به توان خروجی است و بر اساس درصد مشخص می شود،معمولا راندمان منابع تغذیه کمتر از 50 درصد است.
مزیت اول این سازه این است که نویز و نوسانات کمتر وارد سیستم می شود زیرا ترانس در دور اولیه و ثانویه کاملا ایزوله و مجزاست.
مزیت دیگر اینکه بسیاری از نوسانات برق در آیفون تصویری را خود ترانس در خود حل می کند و از این رو عمر کارکردی بالاتری خواهد داشت.
مزیت سوم آنکه چون عنصر سوییچینگ بعد از مبدل قرار دارد، در معرض مستقیم ولتاژ ورودی نیست به همین جهت معمولا عمر این تغذیه ها بالاست.
مزیت چهارم در این نوع منابع تثبیت بسیار عالی است طوری که تغییراتت جریان خروجی به سرعت جبران می شود و حضور واحد فیدبک خیلی زمان بر نیست
مزایا و معایب تغذیه سوییچینگ یا پاور در آیفون تصویری
در این نوع تغذیه که بنا به دلایل ذکر شده بسیار پرکاربرد هم هستند بدلیل استفاده از نیمه هادی ها و ترانس کوچکتر مزایا و البته معایبی وجود دارد که ما در زیر به آن می پردازیم:
اولین مزیت تغذیه سوییچینگ در آیفون تصویری وجود حجم کم و سبک بودن است این یک حسن بزرگ است زیرا امکان مینی مایز کردن مانیتور را در آیفون تصویری می دهد.
مزیت دیگر این نوع تغذیه ارزانتر بودن و اقتصادی بودن است،شاید این نوع تغذیه عمر نسبتا کمتری نسبت به تغذیه خطی داشته باشد اما قطعا به لحاظ اولا اقتصادی و ثانیا از لحاظ رشد روزافزون تکنولوژی حتما در رتبه بالاتری از کاربرد قرار خواهد گرفت.
مزیت سوم اینکه رنج ولتاژ کاری ورودی این نوع منابع از 90 ولت تا 280 ولت می باشد و معمولا آی سی با شناسایی ولتاژ ورودی و خروجی و تطبیق PWM ولتاژ خروجی را تنظیم می کند.
مزیت چهارم نیز راندمان بالا در این نوع منابع تغذیه در آیفون تصویری می باشد،راندمان یا بازدهی نسبت توان ورودی به توان خروجی است و بر اساس درصد مشخص می شود،معمولا راندمان منابع تغذیه سوییچینگ یا پاور آیفون تصویری در شکل ایده ال و عالی خود حدود 90 درصد است.
عیب اول این سازه نویز پذیری آن است این این سیستم هم احتمال نویز پذیری بالایی دارد هم بعلت فرکانس هسته فریت ممکن است خود نیز نویز برای خود تولید کند البته هسته فریت به شدت محافظت می شود ولی باز هم نویز وجود خواهد داشت.
عیب دیگر این نوع منابع عمر پایین تر آن نسبت به منبع تغذیه خطی است.
عیب سوم هم زمان نگهداری ولتاژ خروجی در زمان قطع ولتاژ است که یک مزیت برای هر منبع تغذیه محسوب می شود.
سوالات متداول
چرا از یک تغذیه برای یکپارچه در ایفون تصویری هم برای دربازکن و هم برای تغذیه مانیتور و پنل استفاده نمی شود؟؟؟
برای این منظور لازم است بدانیم که اولا همانطور که عنوان شد دو نوع جریان (AC , DC) برای کارکرد یک سیستم آیفون تصویری نیاز است و نمی توان با یک تغذیه سوییچینگ اینکار را انجام داد،یا لا اقل تا به حال تولید نشده البته با تغذیه خطی امکان پذیر است اما در واحدهای آپارتمانی عملا مشکل دو چندان می شود، و از لحاظ اقتصادی به صرفه نیست.
آیا تغذیه سوییچینگ آیفون تصویری می تواند ولتاژ ACتولید کند؟؟؟
بله امکان چنین چیزی در حال حاضر وجود دارد و شرکتهایی نظیر آلدو و سوزوکی برای تغذیه های دربازکن خود نوعی تغذیه سبک طراحی کردند که ولتاژ شبه سینوسی برای دربازکن ارائه می دهد
بهترین تغذیه یا پاور آیفون تصویری حال حاضر را کدام شرکت می سازد؟؟؟
این نظر را به صراحت نمی توان گفت اما در بین شرکتها عملکرد نسبتا مشابهی وجود دارد و معمولا تغذیه های داخلی عمر مفید حدود 5 سال دارند،اما در بین تغذیه های بازار آزاد قطعا تغذیه سما از عملکرد بسیار خوبی بهره می برد،این صادقانه حاصل تجربه بیش چند هزار استفاده و پایداری این محصول است.
آیا ترانس ممکن است گاهی در را باز کند و گاهی درب را باز نکند؟؟؟
البته در این ایراد بیشتر نقش دربازکن پر رنگ است (این مقاله را بخوانید) اما از آنجایی که ترانس نیز تحت تاثیر ولتاژ ورودی برق شهر ممکن است ولتاژ خروجی اش کم شود این ایراد در نقاطی که شبکه توزیع ضعیف عمل می کند(نظیر مناطق روستایی) بسیار شایع است.
آیا می توان در یک آپارتمان از یک تغذیه برای همه ی واحد ها استفاده کرد؟؟؟
بله این امکان وجود دارد،اگر منابع تغذیه داخلی واحدها با یک تغذیه با آمپر بالاتر جایگزین شود این امکان وجود خواهد داشت که به این قابلیت به تعمیم از سیستم شبکه POE گفته می شود،با توجه به رشد روز افزون تقاضا برای تبدیل آیفون صوتی به ایفون تصویری و وجود آپارتمان های زیادی که برق در کنار آیفون صوتی خود پیش بینی نکرده اند این قابلیت راه گشای خیلی از اساتید خواهد بود.
نکته مهم:تبدیل مانیتور و نصب سیستم POE در مانیتور بوسیله هر شخصی بجز نمایندگی مجاز ممکن است شرایط گارانتی را برای شما از بین ببرد؛لذا حتما برای این کار با نمایندگی شرکت ها هماهنگ کنید،البته این سیستم بیش از 8 سال است که توسط متخصصین شهر آیفون در ایران انجام شده است.
سوال های بعدی را شما در بخش دیدگاه ها بپرسید،بسرعت جواب آنرا به این مقاله اضافه می کنیم
بخش پایانی
در این مقاله ما از منابعی نظیر کتاب منابع تغذیه سوییچینگ اثر دکتر ادیب ابریشمی فر و تجربیات تیم شهر آیفون استفاده شد،سعی بر این بوده با نگاه علمی به موضوع خواننده با انواع منابع تغذیه بخصوص برای کاربرد در سیستم آیفون تصویری آشنا شود تا در ارائه کار خود به بهترین شکل بهره ببرد، هرگونه کپی برداری و نشر آن با یا بدون ذکر اسم شهر آیفون مجاز است و امید است از آن برای بهبود عملکرد و دانش شخصی استفاده شود.
عالی توضیح دادید تشکر
سلام، وقت بخیر، انشالله که مورد استفاده قرار بگیره