ความแตกต่างระหว่างพาวเวอร์ซัพพลายแบบแอนะล็อก พาวเวอร์ซัพพลายแบบดิจิทัล และพาวเวอร์ซัพพลายแบบสวิตชิ่ง
เราจะเลือกโมดูลพลังงานในการออกแบบแหล่งจ่ายไฟได้อย่างไร? หลักการของการเลือกคือเราต้องเข้าใจอุปกรณ์จ่ายไฟทุกชนิดและความแตกต่างระหว่างอุปกรณ์เหล่านั้น เพื่อให้เราสามารถเลือกอุปกรณ์จ่ายไฟได้อย่างถูกต้อง
รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับพลังงานอะนาล็อก
แหล่งจ่ายไฟอะนาล็อก: นั่นคือแหล่งจ่ายไฟหม้อแปลงซึ่งรับรู้โดยแกนเหล็กและขดลวด จำนวนรอบของขดลวดกำหนดอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าที่ปลายทั้งสอง หน้าที่ของแกนเหล็กคือการส่งสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลง (ประเทศของฉัน) ขดลวดหลักสร้างสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงที่ความถี่ 50Hz สนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงนี้จะถูกส่งไปยังขดลวดทุติยภูมิผ่านแกนเหล็ก และเกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นในขดลวดทุติยภูมิ ดังนั้นหม้อแปลงจึงตระหนักถึงการแปลงแรงดันไฟฟ้า
ข้อเสียของแหล่งจ่ายไฟแบบแอนะล็อก: ขดลวดและแกนเหล็กเป็นตัวนำ ดังนั้น จะเกิดความร้อน (สูญเสีย) เนื่องจากกระแสเหนี่ยวนำตัวเองในระหว่างกระบวนการแปลงแรงดันไฟฟ้า ดังนั้นประสิทธิภาพของหม้อแปลงจึงต่ำมาก โดยทั่วไปไม่เกิน 35 เปอร์เซ็นต์
การประยุกต์ใช้หม้อแปลงในเพาเวอร์แอมป์เครื่องเสียง: เพาเวอร์แอมป์กำลังสูงต้องใช้หม้อแปลงเพื่อให้กำลังขับมากขึ้น จากนั้นสามารถรับรู้ได้โดยการเพิ่มจำนวนรอบของขดลวดและการเพิ่มปริมาตรแกนเหล็กเท่านั้น และการเพิ่มจำนวนรอบและปริมาตรแกนเหล็กจะทำให้การสูญเสียรุนแรงขึ้น ดังนั้นหม้อแปลงของเพาเวอร์แอมป์กำลังสูงจึงต้องเป็น ทำให้มีขนาดใหญ่มาก ซึ่งจะนำไปสู่: เทอะทะ เกิดความร้อนสูง
บทนำเกี่ยวกับแหล่งจ่ายไฟสลับ
แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง: ก่อนที่กระแสจะเข้าสู่หม้อแปลง โดยผ่านฟังก์ชันสวิตชิ่งของทรานซิสเตอร์ ความถี่ปัจจุบันของ 50Hz ปกติของเราจะเพิ่มขึ้นเป็นหมื่นเฮิรตซ์ ที่ความถี่สูงเช่นนี้ ความถี่ของการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กก็สูงถึงหลายหมื่นเฮิรตซ์ ดังนั้นขดลวด จำนวนรอบและปริมาตรของแกนเหล็กจึงมีอัตราส่วนการแปลงแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน เนื่องจากจำนวนรอบของขดลวดลดลงและปริมาตรของแกนเหล็กทำให้การสูญเสียลดลงอย่างมาก โดยทั่วไป ประสิทธิภาพของสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลายถึง 90 เปอร์เซ็นต์ และสามารถทำปริมาตรได้น้อยมาก และเอาต์พุตมีความเสถียร ดังนั้นสวิตช์พาวเวอร์ซัพพลายจึงมีข้อได้เปรียบที่ยากจะทำได้กับพาวเวอร์ซัพพลายแบบอะนาล็อก
(แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งยังมีข้อบกพร่องในตัวเอง เช่น การกระเพื่อมของแรงดันเอาต์พุตและสัญญาณรบกวนการสลับ แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นไม่มี)
อุปกรณ์เครื่องเสียง-การประยุกต์ใช้สวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายในเพาเวอร์แอมป์: ข้อดีของเพาเวอร์ซัพพลายแบบสวิตชิ่งได้แสดงให้เห็นแล้วในขั้นตอนการอธิบายของสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย ดังนั้นแม้ว่าจะเป็นเพาเวอร์แอมป์กำลังสูง เพาเวอร์ซัพพลายแบบสวิตชิ่งก็ทำได้ดีมาก และขนาดเล็ก
รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับพลังงานดิจิทัล
ในแอปพลิเคชันที่ใช้งานง่ายและต้องการการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์เพียงเล็กน้อย ผลิตภัณฑ์พลังงานแบบอะนาล็อกมีข้อได้เปรียบมากกว่า เนื่องจากความเกี่ยวข้องของแอปพลิเคชันสามารถรับรู้ได้ผ่านการบ่มด้วยฮาร์ดแวร์ และในแอปพลิเคชันที่มีปัจจัยที่ควบคุมได้มากกว่า ความเร็วในการตอบสนองตามเวลาจริงที่เร็วขึ้น และอีกมากมาย ในการใช้งานระบบประสิทธิภาพสูงที่ซับซ้อนซึ่งต้องการการจัดการพลังงานของระบบอะนาล็อก พลังงานดิจิทัลมีข้อได้เปรียบมากกว่า นอกจากนี้ ในธุรกิจหลายระบบที่ซับซ้อน เมื่อเทียบกับพาวเวอร์ซัพพลายแบบอะนาล็อก พาวเวอร์ซัพพลายแบบดิจิทัลทำให้ใช้งานได้หลากหลายผ่านการเขียนโปรแกรมซอฟต์แวร์ ความสามารถในการปรับขนาดและการนำกลับมาใช้ใหม่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถเปลี่ยนพารามิเตอร์การทำงานและเพิ่มประสิทธิภาพระบบจ่ายไฟได้อย่างง่ายดาย นอกจากนี้ยังลดจำนวนส่วนประกอบต่อพ่วงด้วยการป้องกันและจัดการกระแสไฟเกินแบบเรียลไทม์
ในธุรกิจที่มีหลายระบบที่ซับซ้อน เมื่อเทียบกับแหล่งจ่ายไฟแบบอะนาล็อก แหล่งจ่ายไฟแบบดิจิทัลทำให้ใช้งานได้หลากหลายผ่านการเขียนโปรแกรมซอฟต์แวร์ ความสามารถในการปรับขนาดและการนำกลับมาใช้ใหม่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถเปลี่ยนพารามิเตอร์การทำงานและเพิ่มประสิทธิภาพระบบจ่ายไฟได้อย่างง่ายดาย นอกจากนี้ยังลดจำนวนส่วนประกอบต่อพ่วงด้วยการป้องกันและจัดการกระแสไฟเกินแบบเรียลไทม์
แหล่งจ่ายไฟดิจิตอลควบคุมโดย DSP และ MCU กล่าวคือ แหล่งจ่ายไฟที่ควบคุมโดย DSP ใช้วิธีการกรองแบบดิจิทัล ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของแหล่งจ่ายไฟที่ซับซ้อนได้ดีกว่า ความเร็วในการตอบสนองตามเวลาจริงที่เร็วกว่า และประสิทธิภาพการรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟที่ดีกว่าแหล่งจ่ายไฟที่ควบคุมโดย MCU
พลังดิจิทัลมีประโยชน์อย่างไร
ประการแรก สามารถตั้งโปรแกรมได้ และฟังก์ชันทั้งหมด เช่น การสื่อสาร การตรวจจับ และการวัดและส่งข้อมูลทางไกลสามารถรับรู้ได้ด้วยการเขียนโปรแกรมซอฟต์แวร์ นอกจากนี้ แหล่งจ่ายไฟดิจิตอลยังมีประสิทธิภาพสูงและความน่าเชื่อถือสูง และมีความยืดหยุ่นสูง
การรบกวน: ระหว่างดิจิตอลและอนาล็อกในไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียว เนื่องจากสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณพัลส์ที่มีสเปกตรัมกว้าง ส่วนใหญ่เป็นส่วนดิจิตอลที่รบกวนอย่างรุนแรงกับส่วนอนาล็อก ไม่เพียงแต่แหล่งจ่ายไฟดิจิทัลและแหล่งจ่ายไฟอะนาล็อกเท่านั้นที่แยกจากกันโดยทั่วไป แต่การเชื่อมต่อตัวกรองทั้งสอง ในบางโอกาสที่มีความต้องการสูง เช่นเมื่อตัวแปลง AD ภายในไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียวบางรุ่นทำการแปลง AD ก็มักจะจำเป็นต้องปล่อยให้ ส่วนดิจิทัลเข้าสู่สถานะพักตัว และลอจิกดิจิทัลส่วนใหญ่หยุดทำงานเพื่อป้องกันไม่ให้สร้างความเสียหายต่อส่วนอะนาล็อก การรบกวน. หากสัญญาณรบกวนร้ายแรง คุณสามารถใช้แหล่งจ่ายไฟสองเครื่องแยกกันได้ และโดยทั่วไปจะใช้ตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุเพื่อแยกออกจากกัน นอกจากนี้ยังสามารถเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟของชิ้นส่วนดิจิทัลและอะนาล็อกบนบอร์ดทั้งหมดเข้าด้วยกัน และใช้เส้นทางแยกเพื่อเชื่อมต่อโดยตรงกับข้อต่อประสานของตัวเก็บประจุตัวกรองพลังงาน หากข้อกำหนดในการป้องกันสัญญาณรบกวนไม่สูง ก็สามารถเชื่อมต่อเข้าด้วยกันได้แบบสบายๆ
เคล็ดลับชนิด
(1) หากไม่ได้ใช้ฟังก์ชัน A/D หรือ D/A ของชิป ก็ไม่จำเป็นต้องแยกความแตกต่างระหว่างพลังงานดิจิตอลและพลังงานอนาล็อก
(2) หากใช้ A/D หรือ D/A ควรพิจารณาการออกแบบแหล่งจ่ายไฟอ้างอิงด้วย
ข้อมูลข้างต้นเป็นเพียงการแนะนำสั้นๆ เกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างแหล่งจ่ายไฟแบบอะนาล็อก แหล่งจ่ายไฟแบบดิจิตอล และแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง อยากเป็นวิศวกรต้องเรียนรู้เพิ่มเติม
