ความเหมือนและความแตกต่างระหว่างแหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูงกับแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น

ความเหมือนและความแตกต่างระหว่างแหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูงกับแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น

คุณสมบัติของแหล่งจ่ายไฟธรรมดา:

โดยปกติจะเป็นแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นหมายถึงแหล่งจ่ายไฟที่ท่อควบคุมทำงานในสถานะเชิงเส้น อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้แตกต่างจากพาวเวอร์ซัพพลายแบบสวิตชิ่งความถี่สูง ท่อสวิตช์ (ในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ท่อปรับค่ามักจะเรียกว่าท่อสวิตช์) ทำงานในสองสถานะ: ความต้านทานเปิดมีค่าน้อยมาก ความต้านทานนอกมีขนาดใหญ่มาก

คุณสมบัติของแหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูง:

แหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูงมักจะประกอบด้วย (การมอดูเลตความกว้างพัลส์) ไอซีควบคุม PWM และ MOSFET ด้วยการพัฒนาและนวัตกรรมของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลัง แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจึงถูกใช้เป็นหลักในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทั้งหมดที่มีลักษณะขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และมีประสิทธิภาพสูง และความสำคัญก็ชัดเจน

แหล่งจ่ายไฟสลับโหมดความถี่สูงเป็นแหล่งจ่ายไฟที่ค่อนข้างใหม่ มีข้อดีของประสิทธิภาพสูง น้ำหนักเบา แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นและลดลง และกำลังขับสูง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากวงจรทำงานในสถานะสวิตชิ่ง สัญญาณรบกวนจึงค่อนข้างมาก เรามาคุยกันสั้นๆ ว่า step-down switching power supply ทำงานอย่างไร

วงจรประกอบด้วยสวิตช์ K (ทรานซิสเตอร์หรือทรานซิสเตอร์ภาคสนามในวงจรจริง), ไดโอดอิสระ D, ตัวเหนี่ยวนำการเก็บพลังงาน L, ตัวเก็บประจุตัวกรอง C เป็นต้น เมื่อปิดสวิตช์ แหล่งจ่ายไฟจะจ่ายกระแสให้กับโหลดผ่าน สลับ K กับตัวเหนี่ยวนำ L และจะเก็บพลังงานไฟฟ้าส่วนหนึ่งในตัวเหนี่ยวนำ L และตัวเก็บประจุ C ด้วยกระแส เนื่องจากการเหนี่ยวนำตัวเองของตัวเหนี่ยวนำ L กระแสจะเพิ่มขึ้นค่อนข้างช้าหลังจากเปิดสวิตช์ กล่าวคือ เอาต์พุตไม่สามารถเข้าถึงค่าแรงดันไฟฟ้าได้ทันที หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง สวิตช์จะปิด เนื่องจากผลการเหนี่ยวนำตัวเองของตัวเหนี่ยวนำ L (สามารถสันนิษฐานได้ชัดเจนกว่าว่ากระแสในตัวเหนี่ยวนำมีผลเฉื่อย) กระแสในวงจรยังคงเหมือนเดิม กล่าวคือไหลจากซ้ายไปขวาอย่างต่อเนื่อง กระแสไหลผ่านโหลด จากกราวด์ เส้นย้อนกลับไหลไปยังแอโนดของไดโอด D ที่หมุนอิสระ ไหลผ่านไดโอด D และกลับไปที่ปลายด้านซ้ายของตัวเหนี่ยวนำ L เกิดเป็นลูป แรงดันเอาต์พุตสามารถควบคุมได้โดยการควบคุมเมื่อสวิตช์ปิดและเปิด (เช่น การมอดูเลตความกว้างพัลส์ PWM) การควบคุมทำได้เมื่อตรวจพบแรงดันเอาต์พุตเพื่อควบคุมเวลาเปิดและปิดเพื่อให้แรงดันเอาต์พุตคงที่

ประการที่สอง แหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูงและแหล่งจ่ายไฟทั่วไป

เนื่องจากมีตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าและใช้หลักการป้อนกลับสำหรับการควบคุมแรงดันไฟฟ้า ข้อแตกต่างคือแหล่งจ่ายไฟสลับความถี่สูงจะถูกปรับผ่านท่อสวิตชิ่ง ในขณะที่แหล่งจ่ายไฟธรรมดามักจะปรับผ่านช่วงอัตราขยายเชิงเส้นของไตรโอด

ในทางตรงกันข้าม การใช้พลังงานของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งมีขนาดเล็ก ช่วงการใช้งานของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับกว้าง และค่าสัมประสิทธิ์การกระเพื่อมของเอาต์พุต DC จะดีกว่า

หลักการทำงานหลักของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งแบบฮาล์ฟบริดจ์ธรรมดาคือสวิตช์ของบริดจ์ด้านบนและบริดจ์ด้านล่าง (เมื่อความถี่สูง สวิตช์จะเป็น VMOS) จะเปิดทีละตัว ประการแรก กระแสไหลเข้าจากหลอดสวิตช์สะพานด้านบน และฟังก์ชันการจัดเก็บของขดลวดเหนี่ยวนำจะถูกใช้เพื่อรวบรวมพลังงานไฟฟ้า ในขดลวด ท่อสวิตช์ของสะพานบนจะปิด และท่อสวิตช์ของสะพานล่างเปิดอยู่ ขดลวดเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุทำหน้าที่จ่ายไฟไปยังภายนอกต่อไป จากนั้นปิดสวิตช์บริดจ์ตัวล่างแล้วเปิดบริดจ์ตัวบนเพื่อให้กระแสไหลเข้า และกระบวนการจะทำซ้ำ เนื่องจากต้องเปิดและปิดห้องดับอาร์คทั้งสองห้องติดต่อกัน จึงเรียกว่าแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง

แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นจะแตกต่างกัน เนื่องจากไม่มีการสลับการทำงาน ท่อน้ำด้านบนจึงระบายออกเสมอ หากมีมากเกินไปน้ำจะรั่วไหลออกมา สิ่งนี้มักจะเกิดขึ้นเมื่อท่อควบคุมพลังงานเชิงเส้นบางหลอดสร้างความร้อนจำนวนมาก และพลังงานไฟฟ้าที่ไม่มีวันหมดจะถูกแปลงเป็นความร้อนทั้งหมด จากมุมมองนี้ ประสิทธิภาพการแปลงของแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นต่ำมาก แต่ถ้าการสร้างความร้อนสูง อายุการใช้งานของส่วนประกอบจะลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งส่งผลต่อผลการใช้งานขั้นสุดท้าย