ความแตกต่างระหว่างแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นและแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
1. เกี่ยวกับการพัฒนาเทคโนโลยีแหล่งจ่ายไฟ
ทิศทางการพัฒนาของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังสมัยใหม่กำลังเปลี่ยนจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังแบบดั้งเดิมซึ่งเน้นเทคโนโลยีความถี่ต่ำเพื่อจัดการกับปัญหา ไปสู่อิเล็กทรอนิกส์กำลังสมัยใหม่ซึ่งเน้นเทคโนโลยีความถี่สูงเพื่อจัดการกับปัญหา ในการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังและระบบจ่ายไฟต่างๆ เทคโนโลยีสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลายเป็นแกนหลัก
จากตัวแปลงกระแสตรงแบบทรานซิสเตอร์พุชดึงแบบสั่นที่ตื่นเต้นในตัวเองที่คิดค้นโดย GH Roger ในปี 1955 ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการตระหนักถึงวงจรควบคุมการแปลงความถี่สูง เทคโนโลยีแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งในปัจจุบันกลายเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ โหมดพลังงาน
2. แหล่งจ่ายไฟสลับคืออะไร
แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งเป็นตัวย่อของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งที่มีการควบคุม ซึ่งโดยทั่วไปหมายถึงตัวแปลงไฟฟ้ากระแสสลับ (กระแสสลับ) - กระแสตรง (กระแสตรง) ซึ่งมีอินพุตเป็นแรงดันไฟ AC และเอาต์พุตเป็นแรงดันไฟ DC ท่อสวิตชิ่งภายในแหล่งจ่ายไฟสวิตชิ่งทำงานในสถานะสวิตชิ่งความถี่สูง และใช้พลังงานต่ำมาก ประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายไฟสามารถสูงถึง 75 เปอร์เซ็นต์ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นสองเท่าของแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมเชิงเส้นแบบธรรมดา
1. หลักการทำงานของสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย
แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งเป็นแหล่งจ่ายไฟชนิดหนึ่งที่ใช้เทคโนโลยีพลังงานสมัยใหม่เพื่อควบคุมอัตราส่วนเวลาของการเปิดและปิดทรานซิสเตอร์เพื่อรักษาแรงดันเอาต์พุตให้คงที่ แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งประกอบด้วยการควบคุมการมอดูเลตความกว้างพัลส์ (PWM) (ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์ครึ่งฟิลด์ของโลหะออกไซด์)
สวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลายประกอบด้วยสี่ส่วน: วงจรหลัก วงจรควบคุม วงจรตรวจจับ และวงจรเสริม สวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลาย ตามชื่อที่แนะนำ เทียบเท่ากับมีประตูอยู่ที่นี่ ประตูหนึ่งยอมให้กระแสผ่าน และอีกประตูหนึ่งจะหยุดกระแสไม่ให้ผ่าน แล้วประตูคืออะไร?
พาวเวอร์ซัพพลายแบบสวิตชิ่งบางตัวใช้วงจรเรียงกระแสที่ควบคุมด้วยซิลิคอน และบางตัวใช้หลอดสวิตชิ่ง ทั้งหมดนี้อาศัยฐาน (ท่อสวิตชิ่ง) ขั้วควบคุม (ซิลิกอนควบคุมด้วยซิลิคอน) เพื่อเพิ่มสัญญาณพัลส์เพื่อให้การนำไฟฟ้าและการตัดออกเสร็จสมบูรณ์ เพื่อให้สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์เปิดและปิดอย่างต่อเนื่อง กราวด์เป็น 'เปิด' และ 'ปิด' ทำให้อุปกรณ์สวิตชิ่งอิเล็กทรอนิกส์สามารถปรับพัลส์แรงดันอินพุตได้ จึงทำให้เกิดการแปลงแรงดัน DC/AC, DC/DC และการปรับแรงดันเอาต์พุตและการปรับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่โดยอัตโนมัติ
3. ความแตกต่างระหว่างแหล่งจ่ายไฟสลับและแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น
พูดง่ายๆ ก็คือ การควบคุมแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นสามารถถือเป็นการปรับค่าความต้านทาน ซึ่งเทียบเท่ากับการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าโดยการปรับรีโอสแตตแบบเลื่อน ในขณะที่แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจะเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าโดยการปรับความถี่ของสวิตช์ ในเวลาเดียวกัน เมื่อเทียบกับแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น ต้นทุนของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของกำลังขับ แต่อัตราการเติบโตของทั้งสองจะแตกต่างกัน
1. ค่าใช้จ่ายของแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นสูงกว่าของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งที่จุดจ่ายไฟขาออกบางจุด
ดังนั้น ด้วยการพัฒนาและนวัตกรรมของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลัง เทคโนโลยีสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลายจึงยังคงพัฒนาและสร้างสรรค์ต่อไป ปัญหาด้านต้นทุนนี้ได้ย้ายเทคโนโลยีแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งไปยังแหล่งจ่ายพลังงานต่ำแทน ทำให้มีพื้นที่ในการพัฒนาที่หลากหลายสำหรับแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
2. ความสัมพันธ์ระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังกับงานและชีวิตของผู้คนกำลังใกล้ชิดกันมากขึ้น และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะแยกออกจากแหล่งจ่ายไฟที่เชื่อถือได้ หลังจากเข้าสู่ทศวรรษที่ 1980 คอมพิวเตอร์ได้รู้จักแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งอย่างสมบูรณ์ และในปี 1990 แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งได้เข้าสู่วงการเครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ
ในเวลาเพียงสิบปี เทคโนโลยีสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลายได้ครองตำแหน่งหลักของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังอย่างรวดเร็ว นี่เป็นเพียงเพราะสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลายขนาดเล็กใช่หรือไม่
3. ในความเป็นจริงสามารถเรียนรู้ได้จากแผนผังของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง: ไม่ใช้หม้อแปลงความถี่กำลังสูงและในเวลาเดียวกัน เนื่องจากการกระจายพลังงานบนท่อปรับลดลงอย่างมาก ความร้อนที่มากขึ้น ไม่มีการซิงก์ ทำให้สวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายมีขนาดเล็กลงและเบาลง อย่างไรก็ตาม ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งคือการใช้พลังงานต่ำและประสิทธิภาพสูง ในวงจรสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลาย ภายใต้การกระตุ้นของสัญญาณกระตุ้น ทรานซิสเตอร์จะทำซ้ำสถานะสวิตชิ่งของ "เปิด" และ "ปิด" อย่างต่อเนื่อง ความเร็วในการเปลี่ยนเร็วมาก และความถี่เพียง 50Hz ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการจ่ายไฟได้อย่างมาก
4. แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งมีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่หลากหลาย แรงดันขาออกของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจะถูกปรับตามวัฏจักรการทำงานของสัญญาณกระตุ้น และการเปลี่ยนแปลงของแรงดันสัญญาณอินพุตสามารถชดเชยได้โดยการมอดูเลตความถี่หรือมอดูเลตความกว้าง ด้วยวิธีนี้ เมื่อแรงดันไฟฟ้าของกริดความถี่พลังงานเปลี่ยนแปลงอย่างมาก ก็ยังสามารถรับประกันแรงดันเอาท์พุตที่ค่อนข้างคงที่ได้
5. ความถี่ในการทำงานของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งโดยทั่วไปอยู่ที่ 50kHz ในปัจจุบัน ซึ่งเป็น 1,000 เท่าของแหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมเชิงเส้น ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพการกรองหลังจากการแก้ไขเกือบ 1,000 เท่า ปรับปรุง 500 ครั้ง ภายใต้แรงดันเอาต์พุตระลอกเดียวกัน เมื่อใช้แหล่งจ่ายไฟสลับ ความจุของตัวเก็บประจุตัวกรองจะอยู่ที่ 1/500~1/1000 ของตัวเก็บประจุตัวกรองในแหล่งจ่ายไฟควบคุมเชิงเส้นเท่านั้น
