ความแตกต่างระหว่างแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์และแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น
แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งคืออะไร
แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งเป็นตัวย่อสำหรับแหล่งจ่ายไฟควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบสวิตชิ่ง โดยทั่วไปหมายถึงตัวแปลงไฟฟ้ากระแสสลับ (กระแสสลับ) - กระแสตรง (กระแสตรง) ที่ป้อนแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับและส่งออกแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ท่อสวิตช์ไฟภายในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์ทำงานในสถานะสวิตช์ความถี่สูง ซึ่งใช้พลังงานต่ำมาก ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสามารถเข้าถึง 75% ถึง 90% ซึ่งสูงเป็นสองเท่าของแหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียรเชิงเส้นทั่วไป
หลักการทำงานของแหล่งจ่ายไฟสลับโหมด
แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งเป็นแหล่งจ่ายไฟประเภทหนึ่งที่ใช้เทคโนโลยีพลังงานสมัยใหม่เพื่อควบคุมอัตราส่วนเวลาในการเปิดและปิดทรานซิสเตอร์ โดยรักษาแรงดันเอาต์พุตให้คงที่ แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งประกอบด้วยการควบคุมการมอดูเลตความกว้างพัลส์ (PWM) (ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามเซมิคอนดักเตอร์โลหะออกไซด์)
แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งประกอบด้วยสี่ส่วนหลัก: วงจรหลัก วงจรควบคุม วงจรตรวจจับ และวงจรเสริม การเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟตามชื่อ เทียบเท่ากับการมีประตูที่นี่ ประตูหนึ่งให้กระแสไหลผ่าน และประตูอีกบานหนึ่งหยุดกระแสไม่ให้ไหลผ่าน แล้วประตูคืออะไร?
อุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งบางชนิดใช้ไทริสเตอร์ ในขณะที่บางตัวใช้ทรานซิสเตอร์แบบสวิตชิ่ง ซึ่งอาศัยฐานและอิเล็กโทรดควบคุม (ไทริสเตอร์) บวกกับสัญญาณพัลส์เพื่อให้การนำและการตัดเสร็จสมบูรณ์ ทำให้สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ 'เปิด' และ 'ปิด' อย่างต่อเนื่อง และ ช่วยให้อุปกรณ์สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์สามารถปรับพัลส์แรงดันไฟฟ้าขาเข้าได้ จึงสามารถแปลงแรงดันไฟฟ้า DC/AC, DC/DC ได้ เช่นเดียวกับการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้และอัตโนมัติของแรงดันไฟขาออก
ความแตกต่างระหว่างแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์และแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น
พูดง่ายๆ ก็คือ การควบคุมแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นสามารถมองได้ว่าเป็นการควบคุมค่าความต้านทาน ซึ่งเทียบเท่ากับการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าโดยการปรับตัวต้านทานแบบเลื่อน ในขณะที่แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจะเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าโดยการปรับความถี่ของสวิตช์ ในขณะเดียวกัน เมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น ต้นทุนของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งทั้งสองจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของกำลังไฟฟ้าเอาท์พุต แต่อัตราการเติบโตของทั้งสองจะแตกต่างกัน
1. ต้นทุนของแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นนั้นสูงกว่าต้นทุนของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งที่จุดไฟเอาท์พุตที่แน่นอน
ดังนั้นด้วยการพัฒนาและนวัตกรรมของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลัง เทคโนโลยีการจ่ายไฟแบบสวิตช์โหมดยังคงพัฒนาและสร้างสรรค์ต่อไป ปัญหาด้านต้นทุนนี้ได้เปลี่ยนเทคโนโลยีการจ่ายไฟแบบโหมดสวิตช์ไปสู่การจ่ายพลังงานเอาท์พุตต่ำ ทำให้เกิดพื้นที่การพัฒนาที่หลากหลายสำหรับการจ่ายไฟแบบโหมดสวิตช์
2. ความสัมพันธ์ระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังกับงานและชีวิตของผู้คนกำลังใกล้ชิดกันมากขึ้น และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไม่สามารถทำได้หากไม่มีแหล่งพลังงานที่เชื่อถือได้ หลังจากเข้าสู่ทศวรรษ 1980 คอมพิวเตอร์ได้ตระหนักถึงแหล่งจ่ายไฟแบบโหมดสวิตช์อย่างสมบูรณ์ และในทศวรรษ 1990 แหล่งจ่ายไฟแบบโหมดสวิตช์ได้เข้าสู่สาขาอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้าต่างๆ อย่างต่อเนื่อง
ในเวลาเพียงสิบปี เทคโนโลยีการจ่ายไฟแบบสวิตช์โหมดได้เข้ามาครอบครองตำแหน่งหลักของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังอย่างรวดเร็ว นี่เป็นเพียงเพราะแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์มีขนาดเล็กใช่หรือไม่?
3. ในความเป็นจริง จากแผนผังของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง สามารถเข้าใจได้ว่าไม่ได้ใช้หม้อแปลงความถี่พลังงานขนาดใหญ่ และเนื่องจากพลังงานที่กระจายบนท่อปรับลดลงอย่างมาก จึงช่วยลดความจำเป็นในการระบายความร้อนขนาดใหญ่ . ซึ่งจะช่วยลดขนาดและน้ำหนักของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง อย่างไรก็ตาม ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์คือการใช้พลังงานต่ำและประสิทธิภาพสูง ในวงจรจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ทรานซิสเตอร์จะสลับระหว่างสถานะ 'เปิด' และ 'ปิด' ซ้ำๆ ภายใต้สัญญาณกระตุ้น ด้วยความเร็วการแปลงที่รวดเร็วมากและความถี่เพียง 50Hz ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานได้อย่างมาก
4. แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งมีช่วงการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่กว้าง แรงดันเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งถูกควบคุมโดยรอบการทำงานของสัญญาณกระตุ้น และการแปรผันของแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณอินพุตสามารถชดเชยได้ด้วยการมอดูเลตความถี่หรือการมอดูเลตความกว้าง ด้วยวิธีนี้ แม้ว่าแรงดันไฟฟ้าของโครงข่ายไฟฟ้าจะแตกต่างกันมาก แต่ก็ยังสามารถรับประกันแรงดันไฟขาออกที่ค่อนข้างเสถียรได้
5. ความถี่การทำงานของแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์ปัจจุบันโดยทั่วไปอยู่ที่ 50kHz ซึ่งสูงกว่าความถี่ของแหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมเชิงเส้นถึง 1,000 เท่า นอกจากนี้ยังเพิ่มประสิทธิภาพการกรองของแหล่งจ่ายไฟที่แก้ไขได้เกือบ 1,000 เท่า แม้จะมีการแก้ไขครึ่งคลื่นและการกรองตัวเก็บประจุ ประสิทธิภาพก็เพิ่มขึ้น 500 เท่า ที่แรงดันเอาต์พุตกระเพื่อมเดียวกัน เมื่อใช้แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ความจุของตัวเก็บประจุกรองจะอยู่ที่เพียง 1/500~1/1000 ของความจุในแหล่งจ่ายไฟควบคุมเชิงเส้น
