แหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมแบบสวิตชิ่งทำงานอย่างไร
แหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมแบบสวิตชิ่งเป็นแหล่งจ่ายไฟประเภทหนึ่งที่ทำงานโดยใช้ท่อสวิตชิ่งเพื่อควบคุมขนาดของแรงดันเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟเพื่อรักษาเสถียรภาพของเอาต์พุต หลักการทำงานของมันสามารถแบ่งออกเป็นด้านต่างๆดังต่อไปนี้:
ขั้นแรกให้จำแนกประเภทของแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมแบบสวิตชิ่ง
ก่อนที่จะทำความเข้าใจหลักการทำงานของการสลับแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุม เราต้องเข้าใจการจำแนกประเภทของแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมแบบสวิตชิ่ง ตามวิธีการทำงานที่แตกต่างกัน การสลับแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมสามารถแบ่งออกเป็นแหล่งจ่ายไฟสลับ AC-DC และแหล่งจ่ายไฟสลับ DC-DC
แหล่งจ่ายไฟสลับ AC-DC: แรงดันไฟฟ้าอินพุตเป็นกระแสสลับ (AC) ซึ่งจะถูกแปลงเป็นเอาต์พุต DC ที่เสถียรหลังจากการแก้ไข การกรอง การควบคุมการสลับ และกระบวนการอื่นๆ ในวงจรอินพุต
แหล่งจ่ายไฟสลับ DC-DC: แรงดันไฟฟ้าอินพุตเป็นกระแสตรง หลังจากสลับการแปลง การกรอง และกระบวนการอื่นๆ ในวงจรอินพุต จากนั้นจึงส่งออกกระแสตรงที่เสถียรเพื่อจ่ายโหลด
ประการที่สองหลักการทำงานของท่อสวิตชิ่ง
ในแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมแบบสวิตชิ่ง การใช้งานของท่อสวิตชิ่งเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ หลอดสวิตชิ่งมักหมายถึงทรานซิสเตอร์ หลอดเอฟเฟกต์สนามพลังงาน ทรานซิสเตอร์สองขั้วเกตแบบหุ้มฉนวน และส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์อื่นๆ โดดเด่นด้วยการใช้พลังงานคงที่ต่ำ ความเร็วในการสลับสูง และสามารถควบคุมได้สูง
เมื่อเราต้องการควบคุมแรงดันไฟฟ้า อันดับแรกเราต้องทำให้แรงดันเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟสูงขึ้นหรือเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ ซึ่งจะเปิดท่อสวิตชิ่ง และกระแสจะไหลผ่านท่อสวิตชิ่งเข้าไปในตัวเหนี่ยวนำ เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวเหนี่ยวนำ จะเกิดสนามแม่เหล็กขึ้น และสร้างศักย์ไฟฟ้าบนสายไฟรอบๆ ตัวเหนี่ยวนำ แรงเคลื่อนไฟฟ้านี้สร้างสิ่งที่เรียกว่าการสั่นแบบวนรอบในตัวเก็บประจุ ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเรโซแนนซ์เป็นระยะ เมื่อท่อสวิตชิ่งตัดออก กระแสในตัวเหนี่ยวนำจะถูกขัดจังหวะกะทันหัน และพลังงานแม่เหล็กที่เก็บไว้ในตัวเหนี่ยวนำจะขับเคลื่อนกระแสไฟฟ้าให้ไหลต่อไปและผ่านเอาต์พุตที่โหลดจะใช้ ซึ่งจะส่งออกเป็นแรงดันไฟฟ้าคงที่ ทำซ้ำเพื่อสร้างแรงดันเอาต์พุตที่เสถียรและควบคุมได้
ประการที่สาม การตระหนักถึงวงจรควบคุมการสลับ
ดังที่เราทราบ ความเร็วในการเปลี่ยนของท่อสวิตชิ่งนั้นเร็วมาก สามารถรับรู้ถึงการสลับความถี่สูง มีข้อดีของการประหยัดพลังงาน ความเสถียร ประสิทธิภาพสูงและอื่น ๆ ในแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมแบบสวิตชิ่ง ก่อนอื่นเราต้องออกแบบวงจรควบคุมสวิตชิ่งเพื่อให้เกิดการควบคุมของท่อสวิตชิ่ง จากนั้นแรงดันไฟฟ้าขาออกจะเสถียรโดยการกรอง การป้อนกลับแบบวนซ้ำและอื่นๆ
ในแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมแบบสวิตชิ่ง วงจรควบคุมสวิตชิ่งที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ วงจรควบคุมไดโอด, วงจรควบคุมตัวเหนี่ยวนำ, วงจรควบคุมองค์ประกอบแม่เหล็กและอื่น ๆ ซึ่งที่พบบ่อยที่สุดคือวงจรควบคุมตัวเหนี่ยวนำ
วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบเหนี่ยวนำส่วนใหญ่ประกอบด้วยท่อสวิตชิ่ง ตัวเหนี่ยวนำ ตัวเก็บประจุ ไดโอด และวงจรเอาท์พุต หลักการทำงานของมันเหมือนกับข้างต้น เมื่อเปิดท่อสวิตชิ่ง แรงดันเอาต์พุตสามารถควบคุมได้โดยตัวเหนี่ยวนำ จากนั้นจ่ายให้กับโหลดผ่านวงจรเอาต์พุต และในการตัดท่อสวิตชิ่ง พลังงานในตัวเหนี่ยวนำสามารถแปลงเป็นแรงดันเอาต์พุตผ่านไดโอดและควบคุมได้
แหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมการสลับพลังงานขนาดเล็กและขนาดกลางสามารถรับได้โดยตรงจากวงจรขับเคลื่อนทรานซิสเตอร์ ในขณะที่แหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมการสลับพลังงานขนาดใหญ่ต้องใช้ชิปควบคุมหรือวงจรควบคุมแบบอะนาล็อกเพื่อให้บรรลุการควบคุมที่แม่นยำ
ประการที่สี่การควบคุมการป้อนกลับแบบวนซ้ำ
เนื่องจากแรงดันเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิ โหลดและแรงดันไฟฟ้าอินพุตเปลี่ยนแปลง แรงดันเอาต์พุตจึงต้องได้รับการควบคุม ในแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมแบบสวิตชิ่ง การควบคุมป้อนกลับแบบวนซ้ำมักใช้เพื่อรักษาเสถียรภาพของแรงดันเอาต์พุตโดยการตรวจสอบแรงดันเอาต์พุต และให้การป้อนกลับและการควบคุมเพื่อรักษาเสถียรภาพของแรงดันเอาต์พุต
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การควบคุมป้อนกลับแบบลูปตระหนักถึงการควบคุมแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตโดยการเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างแรงดันเอาท์พุตและแรงดันไฟฟ้าที่ตั้งไว้ และดำเนินการทางคณิตศาสตร์ การขยาย การกรอง จากนั้นควบคุมการนำและการตัดของท่อสวิตชิ่ง ในกระบวนการนี้ควรมั่นใจในความเสถียรของระบบ กล่าวคือ ความเร็วในการควบคุมนั้นเร็วพอ แต่ไม่เร็วเกินไป มิฉะนั้นจะทำให้ระบบไม่เสถียร
กล่าวโดยสรุป แหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมแบบสวิตชิ่งเป็นแหล่งจ่ายไฟชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย และหลักการทำงานของมันคือการใช้ท่อสวิตชิ่งเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้า และในเวลาเดียวกันผ่านการกรอง การป้อนกลับแบบวนซ้ำ และวิธีการอื่น ๆ ในการควบคุมและควบคุม เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าขาออกที่เสถียรและสามารถควบคุมได้ ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง แหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมแบบสวิตชิ่งได้กลายเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก ซึ่งส่งเสริมการพัฒนาและนวัตกรรมของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์อย่างมาก
