หน่วยจ่ายไฟเป็นส่วนหนึ่งของฮาร์ดแวร์ที่ใช้ในการแปลงพลังงานจากเต้าเสียบให้เป็นพลังงานที่ใช้งานได้ไปยังชิ้นส่วนต่างๆภายในอุปกรณ์ไฟฟ้า แหล่งจ่ายพลังงานทุกชนิดต้องขับเคลื่อนภาระของมันซึ่งเชื่อมต่อกับมัน หน่วยจ่ายไฟอาจได้รับพลังงานจากแหล่งพลังงานประเภทต่างๆเช่นขึ้นอยู่กับการออกแบบ ระบบส่งพลังงานไฟฟ้า , ระบบเครื่องกลไฟฟ้าเช่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและอัลเทอร์เนเตอร์, ตัวแปลงพลังงานแสงอาทิตย์, อุปกรณ์จัดเก็บพลังงานเช่นแบตเตอรี่และเซลล์เชื้อเพลิงหรือแหล่งจ่ายไฟอื่น ๆ มีแหล่งจ่ายไฟสองประเภทคือแหล่งจ่ายไฟ AC และ DC ตามข้อกำหนดทางไฟฟ้าของอุปกรณ์ไฟฟ้าอาจใช้ไฟ AC หรือไฟ DC
พาวเวอร์ซัพพลายคืออะไร?
แหล่งจ่ายไฟสามารถกำหนดได้เนื่องจากเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้จ่ายไฟฟ้าให้กับโหลดไฟฟ้า หน้าที่หลักของอุปกรณ์นี้คือการเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิดเป็นแรงดันไฟฟ้าความถี่และกระแสไฟฟ้าที่ถูกต้องเพื่อจ่ายโหลด บางครั้ง อุปกรณ์จ่ายไฟเหล่านี้ สามารถตั้งชื่อให้เป็นตัวแปลงพลังงานไฟฟ้า วัสดุสิ้นเปลืองบางประเภทแยกเป็นชิ้นส่วนของโหลดในขณะที่อุปกรณ์อื่น ๆ ถูกประดิษฐ์เป็นเครื่องใช้ที่พวกเขาควบคุม
แผนภาพบล็อกพาวเวอร์ซัพพลาย
วงจรแหล่งจ่ายไฟใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ วงจรแหล่งจ่ายไฟแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆตามกำลังไฟที่ใช้ในการจัดหาวงจรหรืออุปกรณ์ ตัวอย่างเช่นวงจรที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์โดยทั่วไปคือวงจร 5V DC ที่มีการควบคุมแหล่งจ่ายไฟ (RPS) ซึ่งสามารถออกแบบได้ด้วยความช่วยเหลือของวิธีการต่างๆในการเปลี่ยนพลังงานจาก 230V AC เป็น 5V DC
แผนภาพบล็อกแหล่งจ่ายไฟและการแปลง 230V AC เป็น 12V DC ทีละขั้นตอนจะกล่าวถึงด้านล่าง
- หม้อแปลงไฟฟ้าแบบ step-down จะแปลง 230V AC เป็น 12v
- วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์ใช้เพื่อเปลี่ยน AC เป็น DC
- ตัวเก็บประจุใช้เพื่อกรองระลอกคลื่นกระแสสลับและมอบให้กับตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า
- ในที่สุดตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าจะควบคุมแรงดันไฟฟ้าเป็น 5V และในที่สุดก็ใช้ไดโอดปิดกั้นเพื่อรับรูปคลื่นที่เร้าใจ
แผนภาพบล็อกพาวเวอร์ซัพพลาย
การจำแนกประเภทของพาวเวอร์ซัพพลายและประเภทต่างๆ
ในที่นี้เราจะกล่าวถึงแหล่งจ่ายไฟประเภทต่างๆที่มีอยู่ในตลาดโลก ตารางด้านล่างจะบอกประเภทพื้นฐานของอุปกรณ์จ่ายไฟสำหรับเงื่อนไขต่อไปนี้
เอาท์พุท = DC | เอาท์พุท = AC | |
อินพุต = AC |
|
|
อินพุต = DC |
|
|
แหล่งจ่ายไฟ AC แบบแปรผัน
แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่แตกต่างกันถูกสร้างขึ้นโดยใช้หม้อแปลงไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้า อาจมีหลายขดลวดหรือก๊อกซึ่งในกรณีนี้เครื่องมือจะใช้สวิตช์เพื่อเลือกระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน หรืออีกวิธีหนึ่งคือสามารถใช้หม้อแปลงแบบแปรผัน (หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติที่ปรับได้) เพื่อเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง อุปกรณ์จ่ายไฟ AC แบบแปรผันบางตัวรวมมิเตอร์เพื่อตรวจสอบแรงดันกระแสและ / หรือกำลังไฟ
แหล่งจ่ายไฟ AC แบบแปรผัน
แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นที่ไม่มีการควบคุม
แหล่งจ่ายไฟที่ไม่ได้รับการควบคุมประกอบด้วยหม้อแปลงแบบ step-down, rectifier, filter capacitor และตัวต้านทานแบบ bleeder แหล่งจ่ายไฟประเภทนี้เนื่องจากความเรียบง่ายจึงมีค่าใช้จ่ายน้อยที่สุดและเชื่อถือได้มากที่สุดสำหรับความต้องการพลังงานต่ำ ข้อเสียเปรียบหลักคือแรงดันไฟฟ้าขาออกไม่คงที่ จะแตกต่างกันไปตามแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและกระแสโหลดและการกระเพื่อมไม่เหมาะสำหรับการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์ การกระเพื่อมสามารถลดลงได้โดยการเปลี่ยนตัวเก็บประจุตัวกรองเป็นตัวกรอง LC (ตัวเหนี่ยวนำ - ตัวเก็บประจุ) แต่ค่าใช้จ่ายจะมากขึ้น
แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นที่ไม่มีการควบคุม
อินพุตหม้อแปลง
หม้อแปลงอินพุตใช้เพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้าของสายขาเข้าให้อยู่ในระดับที่ต้องการของแหล่งจ่ายไฟ นอกจากนี้ยังแยกวงจรเอาต์พุตออกจากแหล่งจ่ายไฟ เรากำลังใช้ไฟล์ หม้อแปลงไฟฟ้าแบบ step-down .
วงจรเรียงกระแส
วงจรเรียงกระแสที่ใช้ในการแปลงสัญญาณขาเข้าจากรูปแบบ AC เป็น DC ดิบ โปรดดูลิงค์เหล่านี้มีวงจรเรียงกระแสประเภทต่างๆ วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น และ วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น .
ตัวเก็บประจุกรอง
กระแสตรงแบบพัลส์จากวงจรเรียงกระแสจะถูกป้อนเข้ากับตัวเก็บประจุแบบเรียบ มันจะลบระลอกคลื่นที่ไม่ต้องการใน DC แบบพัลส์
ตัวต้านทาน Bleeder
Bleeder Resistor เรียกอีกอย่างว่าตัวต้านทานการระบายของแหล่งจ่ายไฟ เชื่อมต่อผ่านตัวเก็บประจุตัวกรองเพื่อระบายประจุที่เก็บไว้เพื่อไม่ให้แหล่งจ่ายไฟของระบบไฟฟ้าเป็นอันตราย
แหล่งจ่ายไฟที่ตั้งโปรแกรมได้
แหล่งจ่ายไฟประเภทนี้อนุญาตให้ใช้รีโมทคอนโทรลสำหรับการทำงานผ่านอินพุตอะนาล็อกหรืออินเทอร์เฟซดิจิทัลเช่น GPIB หรือ RS232 คุณสมบัติที่ควบคุมของแหล่งจ่ายนี้ ได้แก่ กระแสไฟฟ้าแรงดันความถี่ วัสดุสิ้นเปลืองประเภทนี้ใช้ในการใช้งานที่หลากหลายเช่นการประดิษฐ์เซมิคอนดักเตอร์เครื่องกำเนิดรังสีเอกซ์การตรวจสอบการเติบโตของคริสตัลการทดสอบอุปกรณ์อัตโนมัติ
โดยทั่วไปอุปกรณ์จ่ายไฟประเภทนี้ใช้ไมโครคอมพิวเตอร์ที่จำเป็นสำหรับการควบคุมและตรวจสอบการทำงานของแหล่งจ่ายไฟ แหล่งจ่ายไฟที่มาพร้อมกับอินเทอร์เฟซของคอมพิวเตอร์ใช้โปรโตคอลการสื่อสารมาตรฐาน (หรือ) ที่เป็นกรรมสิทธิ์และภาษาควบคุมอุปกรณ์เช่น SCPI (คำสั่งมาตรฐานสำหรับเครื่องมือที่ตั้งโปรแกรมได้)
แหล่งจ่ายไฟคอมพิวเตอร์
หน่วยจ่ายไฟในคอมพิวเตอร์เป็นส่วนหนึ่งของฮาร์ดแวร์ที่ใช้สำหรับเปลี่ยนพลังงานที่จ่ายจากเต้าเสียบให้เป็นพลังงานที่สามารถใช้งานได้สำหรับส่วนต่างๆของคอมพิวเตอร์ มันแปลงกระแสสลับเป็นกระแสตรง
นอกจากนี้ยังควบคุมความร้อนเกินผ่านการควบคุมแรงดันไฟฟ้าซึ่งอาจปรับเปลี่ยนด้วยตนเองหรือโดยอัตโนมัติตามแหล่งจ่ายไฟ PSU หรือหน่วยจ่ายไฟเรียกอีกอย่างว่าตัวแปลงไฟหรือชุดไฟ
ในคอมพิวเตอร์ส่วนประกอบภายในเช่นเคสมาเธอร์บอร์ดและอุปกรณ์จ่ายไฟทั้งหมดมีให้เลือกหลายแบบขนาดซึ่งเรียกว่าฟอร์มแฟคเตอร์ ส่วนประกอบทั้งสามนี้ต้องเข้ากันได้ดีจึงจะทำงานร่วมกันได้อย่างเหมาะสม
แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นที่มีการควบคุม
แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นที่มีการควบคุมจะเหมือนกับแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นที่ไม่มีการควบคุมยกเว้นนั้น ตัวควบคุม 3 ขั้ว ใช้แทนตัวต้านทาน bleeder จุดมุ่งหมายหลักของแหล่งจ่ายไฟนี้คือเพื่อจัดหาไฟฟ้ากระแสตรงในระดับที่ต้องการให้กับโหลด แหล่งจ่ายไฟ DC ใช้แหล่งจ่ายไฟ AC เป็นอินพุต การใช้งานที่แตกต่างกันต้องการระดับแรงดันไฟฟ้าของแอตทริบิวต์ที่แตกต่างกัน แต่ในปัจจุบันแหล่งจ่ายไฟ DC ให้แรงดันไฟฟ้าขาออกที่แม่นยำ และแรงดันไฟฟ้านี้ถูกควบคุมโดยวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้แรงดันเอาต์พุตคงที่ในช่วงโหลดเอาต์พุตที่หลากหลาย
แผนภาพบล็อกพาวเวอร์ซัพพลายที่มีการควบคุม
นี่คือแผนภาพวงจรพื้นฐานสำหรับแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นที่มีการควบคุมด้านล่าง
แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นที่มีการควบคุม
คุณสมบัติหลักของแหล่งจ่ายไฟนี้มีดังต่อไปนี้
- ประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายไฟนี้อยู่ในช่วง 20 ถึง 25%
- วัสดุแม่เหล็กที่ใช้ในแหล่งจ่ายไฟนี้คือแกน CRGO หรือ Stalloy
- มีความน่าเชื่อถือมากขึ้นไม่ซับซ้อนและใหญ่โต
- มันให้การตอบสนองที่เร็วขึ้น
ข้อได้เปรียบหลักของแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น ได้แก่ ความน่าเชื่อถือความเรียบง่ายต้นทุนต่ำและระดับเสียงต่ำ นอกจากประโยชน์เหล่านี้แล้วยังมีข้อเสียบางประการเช่น
สิ่งเหล่านี้ดีที่สุดสำหรับแอปพลิเคชั่นที่ใช้พลังงานต่ำหลาย ๆ ตัวดังนั้นเมื่อต้องการใช้พลังงานสูงข้อเสียจะชัดเจนขึ้น ข้อเสียของแหล่งจ่ายไฟนี้ ได้แก่ การสูญเสียความร้อนสูงขนาดและระดับประสิทธิภาพต่ำ เมื่อใดก็ตามที่ใช้แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นในแอพพลิเคชั่นพลังงานสูงจำเป็นต้องใช้ส่วนประกอบขนาดใหญ่เพื่อจัดการพลังงาน
การปรับให้เรียบ
เมื่อแก้ไขจากสัญญาณ AC แล้ว DC จะต้องปรับให้เรียบเพื่อลบระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปตัวเก็บประจุที่มีค่าขนาดใหญ่จะใช้เพื่อจุดประสงค์นี้
ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า
ตัวควบคุมเชิงเส้นมีอุปกรณ์ส่งผ่านแบบแอคทีฟ (BJT หรือ MOSFET) (ซีรีส์หรือตัวแบ่ง) ควบคุมโดยแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลอัตราขยายสูง เปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าขาออกกับแรงดันอ้างอิงที่แม่นยำและปรับอุปกรณ์ส่งผ่านเพื่อรักษาระดับแรงดันขาออกให้คงที่ มีสองประเภทหลักของแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าประเภทต่างๆพร้อมหลักการทำงาน .
ตัวควบคุมซีรี่ส์
นี่คือตัวควบคุมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น เนื่องจากชื่อมีความหมายถึงองค์ประกอบของอนุกรมจะถูกวางไว้ในวงจรดังแสดงในรูปด้านล่างและความต้านทานจะแปรผันตามอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุมเพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันเอาต์พุตถูกสร้างขึ้นสำหรับกระแสไฟฟ้าที่ถ่าย
แนวคิดของ Series Voltage Regulator หรือ Series Pass Regulator
ตัวควบคุม Shunt
ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าใช้น้อยกว่าเป็นองค์ประกอบหลักภายในตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า ในสิ่งนี้องค์ประกอบตัวแปรจะถูกวางไว้บนโหลดดังแสดงในด้านล่าง มีตัวต้านทานต้นทางวางอยู่ในอนุกรมพร้อมกับอินพุตและตัวควบคุมการปัดจะแตกต่างกันไปเพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าทั่วโหลดยังคงที่
Shunt Voltage Regulator พร้อมข้อเสนอแนะ
แหล่งจ่ายไฟสลับโหมด (SMPS)
SMPS มีวงจรเรียงกระแสตัวเก็บประจุตัวกรองชุดทรานซิสเตอร์ตัวควบคุมหม้อแปลง แต่มีความซับซ้อนมากกว่าอุปกรณ์จ่ายไฟอื่น ๆ ที่เราได้กล่าวถึง
แหล่งจ่ายไฟสลับโหมด
แผนผังที่แสดงด้านบนเป็นแผนภาพบล็อกธรรมดา แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจะถูกแก้ไขให้เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ไม่มีการควบคุมด้วยทรานซิสเตอร์แบบอนุกรมและตัวควบคุม DC นี้ถูกสับให้เป็นแรงดันไฟฟ้าความถี่สูงคงที่ซึ่งทำให้ขนาดของหม้อแปลงลดลงอย่างมากและช่วยให้จ่ายไฟได้น้อยลงมาก ข้อเสียของแหล่งจ่ายประเภทนี้คือหม้อแปลงทั้งหมดต้องทำขึ้นเองและความซับซ้อนของแหล่งจ่ายไฟไม่ได้ให้ยืมตัวไปใช้งานที่มีการผลิตต่ำหรือประหยัดพลังงาน โปรดดูลิงก์นี้เพื่อ รู้ทุกอย่างเกี่ยวกับ SMPS .
แหล่งจ่ายไฟสลับโหมด (SMPS)
เครื่องสำรองไฟ (UPS)
UPS เป็นแหล่งพลังงานสำรองที่ในกรณีไฟฟ้าดับหรือมีความผันผวนช่วยให้มีเวลาเพียงพอสำหรับการปิดระบบอย่างเป็นระเบียบหรือเพื่อให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสแตนด์บายเริ่มทำงาน โดยปกติ UPS จะประกอบด้วยแบตเตอรีแบบชาร์จไฟได้และวงจรตรวจจับและปรับสภาพกำลังไฟ นอกจากนี้อ่านเกี่ยวกับแผนภาพวงจร UPS และประเภทต่างๆโปรดดูลิงค์นี้เพื่ออ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ แผนภาพวงจร UPS และการทำงาน .
เครื่องสำรองไฟ (UPS)
แหล่งจ่ายไฟ DC
แหล่งจ่ายไฟ DC เป็นแหล่งจ่ายไฟ DC ที่สม่ำเสมอกับโหลด ตามแผนอาจมีการควบคุมแหล่งจ่ายไฟ DC จากแหล่งจ่ายไฟ DC หรือจากแหล่งจ่ายไฟ AC เช่นแหล่งจ่ายไฟ
แหล่งจ่ายไฟ DC
ทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับอุปกรณ์จ่ายไฟประเภทต่างๆซึ่งรวมถึงแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นแหล่งจ่ายไฟในโหมดสวิตชิ่งแหล่งจ่ายไฟที่ไม่สะดุด นอกจากนี้ในการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และ โครงการไฟฟ้า หรือข้อมูลใด ๆ เกี่ยวกับประเภทของแหล่งจ่ายไฟสามารถแสดงความคิดเห็นเพื่อให้ข้อเสนอแนะความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง
