ต้องคำนึงถึงองค์ประกอบใดบ้างในขณะที่เลือกแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
สำหรับวิศวกร การเลือกสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลายเป็นกระบวนการที่ต้องทำให้เสร็จทุกครั้งที่วางแผนการจ่ายไฟ เป็นคำถามแบบเลือกตอบเพียงผิวเผิน แต่ก่อนการเลือกขั้นสุดท้าย วิศวกรต้องพิจารณาปัจจัยหลายอย่าง แน่นอน เรานึกถึงมันในตอนแรก มันจะเป็นคำถามของค่าใช้จ่าย สิ่งที่ฉันต้องการอธิบายในบทความวันนี้คือ ในกระบวนการเลือกแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง นอกจากต้นทุนแล้ว เราต้องใส่ใจกับปัจจัยภายในบางอย่างเพื่อเลือกโมดูลพลังงานที่เหมาะสมที่สุด
ในการเลือกโมดูลสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลายนั้นเราต้องใส่ใจและคำนึงถึงกฎเกณฑ์ต่างๆ ตัวอย่างเช่น ค่าเล็กน้อยของสายประกันคือ 1A ซึ่งหมายถึงเป้าหมายที่ 25 องศา แต่ถ้าอุปกรณ์ทำงานที่ 50 องศา ค่าเล็กน้อยของสายประกันอาจต่ำกว่า 1A และขอบการออกแบบที่อุณหภูมินี้จะต้อง ได้รับเลือกให้ใหญ่ขึ้น ในทำนองเดียวกัน ค่าความเหนี่ยวนำ 1mH ไม่ใช่ 1mH เสมอไป แต่จะอยู่ที่ 1kHz หากคุณใช้ที่ 1MHz ค่าความเหนี่ยวนำ 1mH ที่โปรเซสเซอร์ส่งมาจะไม่ใช่ 1mH เนื่องจากที่ 1M ขดลวดเหนี่ยวนำจะกระจายความจุในขั้นต้น มีบทบาทสำคัญซึ่งจะชดเชยการเหนี่ยวนำบางส่วน IL การสูญเสียการแทรกของตัวกรอง=25dB คือเมื่อ MHz Rs/RL=50 โอห์ม (อิมพีแดนซ์ต้นทางและอิมพีแดนซ์โหลด) แต่ในทางปฏิบัติ เป็นเรื่องยากที่จะได้อิมพีแดนซ์ตรงตามข้อกำหนดนี้ในแอปพลิเคชันตัวกรองของเรา ดังนั้น 25dB การสูญเสียการแทรกจะลดลงอย่างมาก บีดส์ ตัวเก็บประจุ ไดโอด ตัวต้านทาน... ล้วนมีกฎที่คล้ายกัน พูดคุยเกี่ยวกับกฎของการเลือกโมดูลแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งนอกเหนือจากราคา โมดูลพลังงานมีโทโพโลยีมากมาย เช่น ฟลายแบ็ค เดินหน้า ผลักดึง ฮาล์ฟบริดจ์ และฟูลบริดจ์ ซึ่งแต่ละโมดูลมีคุณสมบัติเหนือกว่าเนื่องจากหลักการที่แตกต่างกัน
ที่นี่เราจะอธิบายกฎการใช้งานของโครงสร้างทอพอโลยีทั่วไปหลายๆ แบบ ประการแรกคือแหล่งจ่ายไฟฟลายแบ็ค ในหนึ่งรอบของสวิตช์จะไม่มีการคายประจุระหว่างช่วงเวลาการชาร์จ เนื่องจากลักษณะเฉพาะนี้ จึงเป็นเรื่องยากที่จะบรรลุผลสำเร็จในการบริหารเวลาที่ยอดเยี่ยมและลักษณะการกระเพื่อม แม้ว่าจะสามารถทำได้ผ่านตัวเก็บประจุเก็บพลังงานขนาดใหญ่ช่วยแก้ไขได้เล็กน้อย แต่ข้อบกพร่องในหลักการก็มีข้อบกพร่องในที่สุด และการขาดสติปัญญาสามารถชดเชยได้จากการทำงานหนัก แต่เมื่อชดเชยและพบกับปัญหาร้ายแรง ก็จะ ไม่สามารถเอาชนะอุปสรรคบางอย่างได้ การเหนี่ยวนำการรั่วไหลยังมีขนาดใหญ่และปัญหาอื่น ๆ แต่ข้อดีของมันคือวงจรง่าย ต้นทุนต่ำ ขนาดเล็ก ไม่จำเป็นต้องเพิ่มขดลวดรีเซ็ตแม่เหล็ก และโครงร่างแรงดันไฟฟ้าอินพุตค่อนข้างกว้าง ด้วยเหตุนี้เองที่ทำให้มีสัดส่วนมากกว่าร้อยละ 70 ของตลาดแหล่งจ่ายไฟทั้งหมด
เรามาพูดถึงโครงสร้างทอพอโลยีของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งที่สำคัญอื่นๆ ในตลาดแหล่งจ่ายไฟกัน ลักษณะการควบคุมชั่วคราวของแรงดันเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟไปข้างหน้านั้นดีกว่าและความสามารถในการรับน้ำหนักนั้นแข็งแกร่งกว่า แต่ข้อเสียก็ชัดเจนเช่นกัน มีการใช้ตัวเหนี่ยวนำตัวกรองการเก็บพลังงานขนาดใหญ่และไดโอดอิสระ ปริมาตรมีขนาดใหญ่ และแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับของขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงสูง ข้อกำหนดสำหรับสายยางสวิตชิ่งสูง (แตกหักง่าย) ความเร็วในการตอบสนองชั่วคราวของแหล่งจ่ายไฟแบบพุชพูลนั้นสูงมากและลักษณะเอาต์พุตของแรงดันไฟฟ้านั้นยอดเยี่ยม ในโครงสร้างทอพอโลยีทั้งหมด เป็นแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งที่มีอัตราการใช้งานสูงสุด ไม่มีการรั่วไหลของฟลักซ์แม่เหล็ก และเป็นวงจรขับเคลื่อนที่เรียบง่าย แต่ข้อเสียคืออุปกรณ์สวิตชิ่งทั้งสองตัวต้องการค่าแรงดันไฟฟ้าที่ทนได้สูง มีขดลวดปฐมภูมิสองชุด และแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งแบบกดดึงที่มีเอาต์พุตกำลังขนาดเล็กเป็นข้อเสีย หากคอนเวอร์เตอร์เดินหน้าสองตัวไม่สมมาตรหรือสมดุลอย่างสมบูรณ์ การดึงดูดไบอัสสะสมหลังจากผ่านไปหลายรอบจะทำให้แกนแม่เหล็กเต็ม ส่งผลให้เกิดกระแสกระตุ้นมากเกินไปของหม้อแปลงความถี่สูง และทำให้ท่อสวิตช์เสียหาย กำลังขับของบริดจ์สวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลายมีขนาดใหญ่มาก กำลังทำงานสูงมาก ค่าแรงดันไฟฟ้าที่ทนต่อการทนของสวิตช์หลอดค่อนข้างต่ำ และขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงต้องการเพียงขดลวดเดียวเท่านั้น ข้อเสียคือพลังงานต่ำจะมีบริเวณกึ่งตัวนำและการสูญเสียมาก
ปัญหาข้างต้นเกิดจากข้อดีและข้อเสียโดยธรรมชาติของโครงสร้างทอพอโลยี แม้ว่าเราจะถือว่าโมดูลพลังงานเป็นกล่องดำ แต่นี่ก็เป็นประเด็นที่เราควรให้ความสำคัญเช่นกันเมื่อเลือกแหล่งจ่ายไฟ เนื่องจากโซลูชันที่สามารถใช้งานฟังก์ชันเดียวกันได้ โซลูชันหนึ่งสามารถรับรู้ได้อย่างง่ายดาย และอีกโซลูชันหนึ่งสามารถรับรู้ได้ด้วยความพยายามอย่างยิ่งยวด
นอกจากการพิจารณาข้อดีและข้อเสียเมื่อเลือกโครงสร้างโทโพโลยีแล้ว เรายังจำเป็นต้องตัดสินตามความไม่เสถียรของโหลดด้วย โหลดบางตัวค่อนข้างเสถียร ในขณะที่โหลดบางตัวไม่เสถียรมากกว่า และบางตัวไม่มีโหลด หรือโหลดเต็ม หรือโหลดเพิ่มขึ้นชั่วขณะ หรือเกิดโหลดตกชั่วขณะ หากมีปัญหาดังกล่าว จะเป็นการดีที่สุดที่จะชี้แจงกับ ผู้ผลิตโมดูลพลังงานและยอมรับว่ามีมาตรการป้องกันที่จำเป็นในแผน ไม่ใช่แหล่งจ่ายไฟทั้งหมดที่สามารถบรรลุเป้าหมายนี้ได้ ประเภทของโหลดจึงเป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลเช่นกัน โมดูลทั่วไปซึ่งเอาต์พุตได้รับการออกแบบเป็นโหลดตัวต้านทานโดยค่าเริ่มต้น หากโหลดเป็นโหลดแบบมีเหตุผลหรือแบบเก็บประจุ จะต้องอธิบายแยกต่างหากกับผู้ผลิตโมดูล เพื่อให้อุปกรณ์ภายในหรือพารามิเตอร์ของโมดูลพลังงานสามารถปรับเปลี่ยนได้เล็กน้อย เมื่อผู้ผลิตออกจากโรงงาน
นอกจากปัจจัยการเลือกที่สำคัญมากข้างต้นแล้ว เรายังจำเป็นต้องพิจารณาความถี่สวิตชิ่ง การกระเพื่อม ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย ฯลฯ เมื่อเลือกโมดูลสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลาย ความถี่สวิตชิ่งของโมดูลจ่ายไฟยังต้องให้ความสนใจด้วย เขาเลือกพารามิเตอร์ตัวกรอง (ความถี่ตัด ลำดับ) ของตัวกรองไฟฟ้าภายนอก การกระเพื่อมเกี่ยวข้องกับโครงสร้างทอพอโลยี พารามิเตอร์ของความจุและตัวเหนี่ยวนำ และสถานะของโหลด สำหรับแหล่งจ่ายไฟ 5v คลื่นสามารถไปถึง 50mv และข้อผิดพลาดของแหล่งจ่ายไฟเดียวคือ 1 เปอร์เซ็นต์ สำหรับวงจรที่ต้องการความแม่นยำสูง, ข้อผิดพลาดของแหล่งจ่ายไฟและวงจรขยาย, ข้อผิดพลาดของสายสัญญาณ, ข้อผิดพลาดของสายสัญญาณ, ข้อผิดพลาดในการปัดเศษของ AD, หลังจากสะสมและรวมข้อผิดพลาดหลายๆ ครั้งแล้ว ข้อผิดพลาดทั้งหมดจะเป็น ใหญ่. มีรูปแบบตัวกรองในโมดูลไฟฟ้าหรือไม่ มีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยหรือไม่ (กระแสไฟรั่ว ฉนวนที่ทนต่อแรงดันไฟฟ้า ข้อกำหนดด้านความชื้น) ลักษณะอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น กำลังไฟฟ้าสวิตชิ่ง รูปแบบความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าขาเข้า อัตราการควบคุมโหลด ฯลฯ ในอุปกรณ์ที่ โมดูลพลังงานอยู่ อย่างไรก็ตาม ยังมีอีกหลายที่ที่ต้องถามหา ดังนั้นเราจึงสามารถเข้าใจได้ว่าการเลือกโมดูลแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งนั้นไม่ได้เป็นเพียงค่าใช้จ่ายเท่านั้น ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้เดียวที่ควรค่าแก่ความสนใจ
