วงจรจ่ายไฟมีบทบาทสำคัญในทุกระบบไฟฟ้าและ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อให้พลังงานไฟฟ้าแก่วงจรนกฮูกหรือโหลดเช่นเครื่องจักรคอมพิวเตอร์ ฯลฯ โหลดที่แตกต่างกันเหล่านี้ต้องการพลังงานที่แตกต่างกันในช่วงและลักษณะต่างๆ ดังนั้นพลังงานจะถูกแปลงเป็นรูปแบบที่ต้องการโดยใช้ตัวแปลงพลังงานที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปโหลดที่แตกต่างกันจะทำงานร่วมกับอุปกรณ์จ่ายไฟประเภทต่างๆเช่น SMPS (แหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์), แหล่งจ่ายไฟ AC, แหล่งจ่ายไฟ AC เป็น DC, แหล่งจ่ายไฟที่ตั้งโปรแกรมได้, ไฟฟ้าแรงสูง แหล่งจ่ายไฟ และแหล่งจ่ายไฟที่ไม่สามารถถอดเปลี่ยนได้

แหล่งจ่ายไฟสลับโหมด

SMPS (Switch-Mode Power Supply) คืออะไร?

SMPS หมายถึงเมื่อแหล่งจ่ายไฟรวมอยู่กับตัวควบคุมการสลับจากการแปลงพลังงานไฟฟ้าจากรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่งที่มีคุณสมบัติที่จำเป็นเรียกว่าแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ แหล่งจ่ายไฟนี้ใช้เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้า DC o / p ที่มีการควบคุมจากแรงดันไฟฟ้า DC i / p หรือ AC ที่ไม่มีการควบคุม

SMPS

SMPS เป็นวงจรที่ซับซ้อนเหมือนกับอุปกรณ์จ่ายไฟอื่น ๆ โดยจ่ายจากแหล่งที่มาไปยังโหลด MPS มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้พลังงานและการออกแบบโครงการอิเล็กทรอนิกส์

โทโพโลยีของ SMPS

โทโพโลยีของ SMPS แบ่งออกเป็นประเภทต่างๆเช่นตัวแปลง AC-DC, ตัวแปลง DC-DC, ตัวแปลงไปข้างหน้าและตัวแปลง Flyback

หลักการทำงานของ Switch Mode Power Supply

การทำงานของโทโพโลยีแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์จะกล่าวถึงด้านล่าง

DC-DC Converter SMPS ทำงาน

ในแหล่งจ่ายไฟนี้ได้รับไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงโดยตรงจากแหล่งจ่ายไฟ DC จากนั้นไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงนี้มักจะเปลี่ยนอยู่ในช่วง 15KHz-5KHz จากนั้นจะป้อนให้กับหน่วยหม้อแปลงแบบ step down ที่ 50Hz o / p ของหม้อแปลงนี้คือ ป้อนเข้ากับวงจรเรียงกระแส กำลังไฟฟ้า o / p ที่แก้ไขแล้วนี้ใช้เป็นแหล่งสำหรับโหลดและออสซิลเลเตอร์ ON time จะถูกควบคุมและสร้างตัวควบคุมวงปิด

ตัวแปลง DC เป็น DC SMPS

แหล่งจ่ายไฟสลับ o / p ถูกควบคุมโดยใช้ การมอดูเลตความกว้างพัลส์ แสดงในวงจรด้านบนสวิตช์จะขับเคลื่อนโดยออสซิลเลเตอร์ PWM จากนั้นทางอ้อมจะควบคุมหม้อแปลงแบบ step down เมื่อจ่ายไฟเข้าหม้อแปลง ดังนั้น o / p จะถูกควบคุมโดยการมอดูเลตความกว้างพัลส์เนื่องจากแรงดันไฟฟ้า o / p และสัญญาณ PWM นี้แปรผกผันซึ่งกันและกัน หากรอบการทำงานเท่ากับ 50% พลังงานสูงสุดจะถูกถ่ายโอนผ่านหม้อแปลงและหากรอบการทำงานลดลงกำลังในหม้อแปลงจะลดลงด้วยการลดการกระจายกำลัง

“คำอธิบายวงจรเครื่องส่งสัญญาณ fm อย่างง่าย ”

AC -DC Converter SMPS ทำงาน

SMPS ประเภทนี้มี AC i / p และถูกแปลงเป็น DC โดยใช้ rectifier & filter แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ไม่ได้ควบคุมนี้จะถูกป้อนเข้ากับ การแก้ไขตัวประกอบกำลัง วงจรตามที่ได้รับผลกระทบ เนื่องจากรอบ ๆ จุดสูงสุดของแรงดันไฟฟ้าวงจรเรียงกระแสจะดึงพัลส์กระแสสั้นที่มีพลังงานความถี่สูงอย่างมีนัยสำคัญซึ่งส่งผลต่อตัวประกอบกำลังที่จะลดลง

ตัวแปลง AC เป็น DC SMPS

เกือบจะเกี่ยวข้องกับตัวแปลงที่กล่าวถึงข้างต้น แต่ในสถานที่ของแหล่งจ่ายไฟ DC เราได้ใช้ AC i / p ดังนั้นส่วนผสมของวงจรเรียงกระแสและตัวกรองแผนภาพบล็อกนี้จึงใช้สำหรับการแปลง AC เป็น DC และการดำเนินการสวิตชิ่งทำได้โดยใช้แอมพลิฟายเออร์ MOSFET กำลัง ทรานซิสเตอร์ MOSFET ใช้ความต้านทานต่ำและสามารถต้านทานกระแสไฟฟ้าได้สูง ความถี่ของการสลับถูกเลือกเพื่อให้ต่ำกว่ามนุษย์ปกติ (สูงกว่า 20KHz) และการทำงานของการสลับจะถูกควบคุมโดยการตอบกลับโดยใช้ PWM oscillator

อีกครั้งแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับนี้ถูกป้อนเข้าที่ o / p ของหม้อแปลง แสดงในรูปด้านบนเพื่อเพิ่มหรือลดระดับแรงดันไฟฟ้า จากนั้น o / p ของหม้อแปลงนี้จะถูกแก้ไขและปรับให้เรียบโดยใช้ตัวกรอง o / p และวงจรเรียงกระแส แรงดันไฟฟ้า o / p ถูกควบคุมโดยวงจรป้อนกลับโดยเปรียบเทียบกับแรงดันอ้างอิง

Fly-back Converter SMPS ทำงาน

วงจร SMPS ที่มีกำลัง o / p ต่ำมาก (น้อยกว่า 100W) เรียกว่า SMPS แบบฟลายแบ็คคอนเวอร์เตอร์ SMPS ประเภทนี้เป็นวงจรที่เรียบง่ายและต่ำมากเมื่อเทียบกับวงจร SMPS อื่น ๆ SMPS ประเภทนี้ใช้สำหรับงานที่ใช้พลังงานต่ำ

Fly-back Converter ประเภท SMPS

แรงดันไฟฟ้า i / p ที่ไม่ได้รับการควบคุมที่มีขนาดคงที่จะเปลี่ยนเป็นแรงดันไฟฟ้า o / p ที่ต้องการโดยการเปลี่ยนอย่างรวดเร็วโดยใช้ MOSFET ความถี่ของการเปลี่ยนอยู่ที่ประมาณ 100 kHz สามารถแยกแรงดันไฟฟ้าได้โดยใช้หม้อแปลง การทำงานของสวิตช์สามารถควบคุมได้โดยใช้ PWM ในขณะที่ใช้งานตัวแปลงบินกลับที่ใช้งานได้จริง

หม้อแปลง Fly-back แสดงลักษณะที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับหม้อแปลงทั่วไปหม้อแปลงแบบ Fly-back ประกอบด้วยขดลวดสองเส้นซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวเหนี่ยวนำคู่แม่เหล็ก o / p ของหม้อแปลงนี้ถูกส่งผ่านตัวเก็บประจุและ ไดโอดสำหรับการกรองและการแก้ไข . ดังที่แสดงในรูปด้านบน o / p ของ SMPS สามารถนำมาเป็นแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุตัวกรอง

ฟอร์เวิร์ดคอนเวอร์เตอร์ประเภท SMPS Working

SMPS ประเภทนี้เกือบจะเหมือนกับ SMPS ประเภท fly back converter แต่ใน SMPS ประเภทนี้จะมีการเชื่อมต่อการควบคุมที่ o / p ของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงเพื่อควบคุมสวิตช์ เมื่อเปรียบเทียบกับตัวแปลงฟลายแบ็ควงจรการกรองและแก้ไขมีความซับซ้อน

“แบตเตอรี่ประเภทต่าง ๆ มีอะไรบ้าง ”

Forward Converter ประเภท SMPS

สิ่งนี้เรียกอีกอย่างว่าตัวแปลงบัค DC-DC พร้อมกับหม้อแปลงที่ใช้สำหรับการปรับขนาดและการแยก นอกจากไดโอด“ D1” และตัวเก็บประจุ“ C” แล้วตัวเหนี่ยวนำ L และไดโอด D ยังเชื่อมต่อที่ส่วนท้ายของ o / p หากสวิตช์ 'S' เปิดอยู่ i / p จะถูกกำหนดให้กับขดลวดหลักของหม้อแปลง ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ปรับขนาดจึงเกิดขึ้นที่ขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง

ดังนั้นไดโอด D1 จะถูกส่งต่อไปข้างหน้าและแรงดันไฟฟ้าที่ปรับขนาดจะถูกส่งผ่าน LPF เพื่อดำเนินการโหลด เมื่อสวิตช์ S เปิดอยู่กระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดจะถึงศูนย์อย่างไรก็ตามกระแสไฟฟ้าผ่านตัวกรองและโหลดอุปนัยไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในไม่ช้าและมีการเสนอช่องทางให้กับกระแสนี้โดยไดโอด D2 ด้วยการใช้ตัวเหนี่ยวนำตัวกรองแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการทั่วไดโอด D2 & เพื่อให้แรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการรักษาเสถียรภาพของกระแสไฟฟ้าที่ตัวกรองอุปนัย แม้ว่ากระแสจะตกลงเมื่อเทียบกับแรงดันไฟฟ้า o / p แต่แรงดันไฟฟ้า o / p คงที่เกือบจะคงอยู่พร้อมกับการมีอยู่ของตัวกรองแบบ capacitive ขนาดใหญ่ ใช้เป็นประจำสำหรับแอพพลิเคชั่นสวิตชิ่งต่างๆที่มีช่วงกำลัง 100 W ถึง 200 W

ทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับ แหล่งจ่ายไฟสลับโหมด และประเภทที่เกี่ยวข้องกับตัวแปลงบั๊ก, ตัวแปลงบั๊กบูสต์ตัวแปลงบินกลับด้วยตัวเอง, ตัวแปลง Boost, Cuk, Sepic, Boost-buck แต่มีการกล่าวถึง SMPS สองสามประเภทในบทความนี้ ได้แก่ ตัวแปลง AC-DC, ตัวแปลง DC-DC, ตัวแปลงไปข้างหน้าและบินกลับ นอกจากนี้ข้อมูลใด ๆ เกี่ยวกับประเภทของ SMPS สามารถแสดงความคิดเห็นของคุณเพื่อให้ข้อเสนอแนะความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง