จะลดการกระเพื่อมของแหล่งจ่ายไฟสลับได้อย่างไร?
ในฐานะที่เป็นแหล่งจ่ายไฟที่มีประสิทธิภาพสูงและมีประสิทธิภาพสูง แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งในกระบวนการจ่ายไฟ จะทำให้เกิดระลอกคลื่นที่แน่นอน แม้ว่าระลอกคลื่นนี้จะไม่ส่งผลกระทบโดยตรงต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แต่สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อนบางอย่าง ระลอกคลื่นไม่สามารถละเลยได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้นการลดการกระเพื่อมของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจึงกลายเป็นปัญหาที่ต้องให้ความสนใจ
แล้วสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลายจะลดการกระเพื่อมได้อย่างไร? บทความนี้จะแนะนำวิธีการสามวิธีโดยละเอียด: การกรอง เทคโนโลยีการปรับ และเทคโนโลยีการควบคุม
1. เทคโนโลยีการกรอง
เทคโนโลยีการกรองเป็นหนึ่งในวิธีการที่ใช้กันมากที่สุดเพื่อลดการกระเพื่อมในการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ด้วยการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุตัวกรองและตัวเหนี่ยวนำตัวกรองแบบอนุกรมที่ปลายเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง จึงสามารถกรองกระเพื่อมความถี่สูงที่ปลายเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งได้อย่างมีประสิทธิภาพ ควรคำนึงถึงประเด็นต่อไปนี้ในเทคโนโลยีการกรอง:
(1) เลือกตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำตัวกรองที่เหมาะสม
การเลือกตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำกรองที่เหมาะสมถือเป็นหัวใจสำคัญของเทคโนโลยีการกรอง โดยทั่วไปแล้ว ตัวเก็บประจุตัวกรองควรมีความจุเพียงพอเพื่อให้สามารถชาร์จและคายประจุได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะช่วยลดระลอกคลื่นได้อย่างเต็มที่ ตัวเหนี่ยวนำตัวกรองควรมีตัวเหนี่ยวนำเพียงพอเพื่อให้สามารถสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับได้เมื่อกระแสเอาต์พุตเปลี่ยนแปลง ซึ่งช่วยลดการกระเพื่อม
(2) ปรับวงจรตัวกรองให้เหมาะสม
ในวงจรตัวกรอง การจัดเรียงและการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุตัวกรองและตัวเหนี่ยวนำตัวกรองจะส่งผลต่อผลการกรอง ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องปรับวงจรตัวกรองให้เหมาะสมเพื่อกำจัดการกระเพื่อมให้มากที่สุด
(3) ประเมินผลการกรอง
สุดท้ายนี้ เราจำเป็นต้องประเมินผลการกรองเพื่อให้แน่ใจว่าระลอกเอาท์พุตของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งได้รับการควบคุมอย่างมีประสิทธิภาพ
2. เทคโนโลยีการมอดูเลต
เทคโนโลยีการมอดูเลตเป็นอีกวิธีหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปเพื่อลดการกระเพื่อมในการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง โดยปกติแล้ว เราใช้โมดูเลเตอร์ PWM เพื่อสร้างระลอกคลื่นที่ควบคุมได้ที่เอาต์พุต ความถี่ของระลอกคลื่นนี้ควรสูงกว่าความถี่จุดตัดของตัวกรองระลอกคลื่น ดังนั้นระลอกคลื่นทั้งหมด รวมถึงระลอกคลื่นที่สร้างโดยโมดูเลเตอร์ จึงสามารถกำจัดออกได้โดยตัวกรอง เทคโนโลยีการปรับมีประเด็นต่อไปนี้ที่ต้องคำนึงถึง:
(1) เลือกความถี่การมอดูเลตที่เหมาะสม
ความถี่การมอดูเลตควรสูงเพียงพอเพื่อให้ตัวกรองสามารถกรองระลอกคลื่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ความถี่การมอดูเลตไม่ควรสูงเกินไป มิฉะนั้นจะนำไปสู่การใช้พลังงานมากเกินไปและการรบกวน EMI
(2) การเพิ่มประสิทธิภาพโมดูเลเตอร์ PWM
การเพิ่มประสิทธิภาพโมดูเลเตอร์ PWM สามารถปรับปรุงความแม่นยำและประสิทธิภาพของการมอดูเลต เพื่อให้ได้ผลที่ดีขึ้นในการลดระลอกคลื่น
(3) การประเมินผลการมอดูเลต
สุดท้ายนี้ มีความจำเป็นต้องประเมินผลการมอดูเลตเพื่อให้แน่ใจว่าการกรองระลอกคลื่นของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งได้รับการควบคุมอย่างมีประสิทธิภาพ
3. เทคโนโลยีการควบคุม
เทคโนโลยีการควบคุมเป็นวิธีการที่ค่อนข้างใหม่ในการลดระลอกคลื่นโดยการเปลี่ยนโหมดการทำงานของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง เทคโนโลยีนี้จำเป็นต้องใช้อัลกอริธึมการควบคุมขั้นสูงเพื่อลดการกระเพื่อมของเอาท์พุตโดยการเปลี่ยนความถี่ในการสวิตชิ่ง อัตราสวิตชิ่งหน้าที่ และพารามิเตอร์อื่นๆ ของสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลาย เทคโนโลยีการควบคุมมีประเด็นต่อไปนี้ที่ควรคำนึงถึง:
(1) การสลับการควบคุมความถี่
การควบคุมความถี่การสลับสามารถเปลี่ยนความถี่ในการทำงานของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งได้ ดังนั้นจะเป็นการปรับกระแสไฟขาออกและแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งภายใต้สภาพการทำงานที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปเทคโนโลยีนี้ต้องใช้อัลกอริธึมการควบคุมขั้นสูงและตัวควบคุมดิจิทัลที่มีความแม่นยำสูง
(2) การควบคุมอัตราส่วนหน้าที่ของสวิตช์
การควบคุมอัตราส่วนหน้าที่การสลับสามารถเปลี่ยนอัตราส่วนหน้าที่การสลับของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์ได้ ดังนั้นจะเป็นการปรับกระแสและแรงดันไฟฟ้าที่ปลายเอาต์พุต เทคโนโลยีนี้จำเป็นต้องใช้อัลกอริธึมการควบคุมที่ซับซ้อน เช่น ตัวควบคุม PID ฯลฯ และต้องใช้ตัวควบคุมดิจิทัลที่มีความแม่นยำสูงจึงจะเข้าใจได้
(3) ประเมินผลการควบคุม
สุดท้ายนี้ มีความจำเป็นต้องประเมินผลการควบคุมเพื่อให้แน่ใจว่าการกรองระลอกคลื่นของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งได้รับการควบคุมอย่างมีประสิทธิภาพ
