ספק כוח תעשייתי

ספקי כוח הם צורך בסיסי בכל מכשיר טכנולוגי, לא משנה מאיזה ענף תעשייתי. הספק הוא רכיב אלקטרוני הממוקם בתווך בין מקור ההזנה החשמלית – רשת החשמל הכללית, סוללות, מצברים או גנרטורים – ובין המעגל החשמלי של המכשיר, ותפקידו לספק זרם למערכות החשמליות המפעילות מוצרי אלקטרוניקה.

תפקידם של ספקי כוח בתעשייה

ספקי הכוח מצויים בכל רחבי מתקני התעשייה – במערכות מחשוב לשליטה ובקרה, במכונות כבדות, במערכות תקשורת, בפסי ייצור, במנגנוני אוטומציה של מתקני אחסון ועוד. הצרכים האופייניים לענפי התעשייה מחייבים את ספקי הכוח לעמוד בשורה ארוכה של דרישות. לעתים קרובות עליהם לעמוד בסטנדרטים של איכות ובטיחות המקובלים בתעשייה ולפעמים אף חלים עליהם תקנים רשמיים בידי גופים רגולטוריים. חשוב להעיר כי בשירות מערכות מיליטנטיות או מתקני תעשייה צבאית ייתכן ותהיה עדיפות לשימוש בספק כוח צבאי ייעודי, המותאם יותר לתנאי לוחמה ולמצבים קיצוניים.

הספק התעשייתי מוכרח להיות עמיד במתח כניסה גבוה ובמתח יציאה גבוה כאחד. עליו להיות עמיד בפני מכות וחבלות, בפני ויברציות עזות במקרה של מיכון נע ופעמים רבות גם בחום גבוה, כאשר ספקים שונים מותאמים לטווחי טמפרטורות משתנים. בנוכחות חומרים דליקים או נפיצים, חשוב שיהיו מותקנים בספק חיישנים שיפחיתו סיכון להתלקחות או פיצוץ. לעתים יהיה צורך בספקי כוח הניתנים לתכנות מותאם באופן אישי או בכאלו הכוללים צגים דיגיטליים שמאפשרים בקרה מקומית על מצב הפעילות החשמלית.

כדי לוודא התאמה למערכות טכנולוגיות תעשייתיות, יש לשקול האם להשתמש בספק חד-פאזי, דו-פאזי או תלת-פאזי, בהתאם למספר החיבורים הנחוץ. הספקים אף מגיעים במנעד רחב של מידות גובה, רוחב ועומק, על מנת לבצע אינטגרציה חלקה עם המיכון הספציפי.

סוגים שונים של ספקי כוח תעשייתיים

אחד התפקידים המשמעותיים של כלל ספקי הכוח הוא להעניק הגנה מפני נחשולי מתח – תכונה חיונית ביותר בסביבות תעשייתיות הרוויות במכשור מתקדם ורגיש וכאלו שעושות שימוש במקרים רבים ברמות מתח גבוהות. נחשולי מתח הם תופעות אלקטרו-מגנטיות הכוללות זינוק פתאומי ברמת המתח החשמלי והן עשויות להתרחש לעתים קרובות בעקבות מיתוג במערכת אלקטרונית או פריקה אלקטרו-סטטית. הנחשול עשוי לגרום נזקים למערכות יקרות, להוביל לפציעה ואף לסכן חיי אדם.

במצבים רבים, ספק הכוח עושה שימוש בממירי מתח (AC\DC) לצורך יישור זרם, פעולה הנדרשת לצורך המרת זרם החילופין המאפיין את הזינה החשמלית בזרם ישר המתאים להפעלת מעגלים חשמליים המצויים במכשירי אלקטרוניקה. ספק כוח אף ממנן את הזרם החשמלי למידה הרצויה, הן מצד רמת המתח (Voltage) והן מצד התדירות (Hz), ומייצר מתח קבוע ואחיד למכשירים הזקוקים לכך, תוך מניעת הפרעות ומצבי אי-ספיקה חשמלית. מעבר לכך, במרבית הספקים משולבים מנגנונים לפיזור חום במטרה למנוע התחממות יותר של הספק, שעלולה להוביל לשריפת המעגלים החשמליים שבסביבתו.

שני סוגים עיקריים של ספקי כוח משמשים בתעשייה, הראשון הוא ספקי הכוח הליניאריים (Linear Power Supply), המורכבים באופן בסיסי משנאי סלילים, דיודה ופילטר. הם מתאימים מאוד לציוד בדיקה ובקרה מאחר וניתן להתאים אותם למתחים שונים. הסוגים המתקדמים יותר הם ספקי הכוח הממותגים (Switch Mode Power Supply), שגודלם קטן יותר ומותאם למכשירים קטנים ומורכבים ובמיוחד לציוד נייד. בספקים אלו משולבים טרנזיסטורים העוברים ממצב פתוח למצב סגור, בדומה לשבבי מעבדים המוכרים מתעשיית המחשוב. הם נוטים להיות עמידים יותר וחסכוניים יותר באנרגיה וגם לפלוט פחות חום לסביבה.