แบบสวิตชิ่ง (Switching)

 Creative Electronics Education 


PSU L_6

Functional Block Diagram — Switching Power Supply

         ถ้าเราพอจะเข้าใจโครงสร้างของแหล่งจ่ายไฟแบบลิเนียร์เบื้องต้นแล้ว ลักษณะของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งนั้น ก็มีโครงสร้างหลักๆคล้ายกันดังแสดงในรูปบล็อกไดอะแกรมที่ข้างบน ซึ่งจากรูปบล็อกไดอะแกรมนั้นก็จะต่างกันตรงที่ (High Frequency Inverter) บล็อกตรงกลาง ที่จะทำงานที่ความถี่สูงและส่วนของ (Control Circuit) นั้น จะทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของระบบ  ซึ่งโดยส่วนใหญ่แล้ว จะปรับเปลี่ยนการส่งผ่านกำลังไฟฟ้าให้กับโหลดอย่างเหมาะสมด้วยสัญญาณพัลซ์ PWM (Pulse-Width Modulation) ในส่วนของอินพุตนั้นก็จะยังคงไดโอดบริดจ์และวงจรฟิลเตอร์อยู่ (Input Rectifierand Filter)   ทางด้านเอาต์พุตก็เช่นเดียวกันมีไดโอดบริดจ์และวงจรฟิลเตอร์ (Output Rectifierand Filter) นั้นเอง

PSU L_7

 Low Power Popular (20 to 200 W) Converter Configurations
             โดยส่วนใหญ่ของวงจรสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายนั้น จะเป็นโครงสร้างแบบ Flyback, Forward หรือ  Two Transistor Forward or Flyback  ทั้งนี้เพราะช่วงของการให้กำลังไฟฟ้าที่เราใช้อยู่ในชีวิตประจำวันจะเป็นของใช้มากกว่า นอกจากจะเป็นเครื่องมือ หรือผลิตภัณฑ์ที่อยู่ในงานต่างๆ ซึ่งคอนเวอร์เตอรแบบนี้จะใช้ไอซีและตัวขับกำลังเพียงตัวเดียว  นอกจากจะเป็นแบบ Two Transistor Forward or Flyback หรือก็อาจจะรวมทั้งสองส่วนเข้าไว้ด้วยกัน โดยคอนเวอร์เตอร์แบบนี้จะเน้นในเรื่องของการจ่ายกำลังไม่สูงนัก ราคาไม่แพง  และออกแบบวงจรได้ไม่ยากนัก 

PSU L_8

Basic Push–Pull Configuration
         สวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายที่มีโครงสร้างแบบพุช-พูล นั้น (Basic Push–Pull Configuration)  โดยมากจะพบเห็นในคอนเวอร์เตอร์ที่ต้องการกระแสสูงแต่ใช้ที่แรงดันต่ำ (ประมาณไม่เกิน 120 โวลต์) วงจรสวิตชิ่งแบบนี้โดยมากจะพบเห็นในเพาเวอร์ออดิโอแอมป์ในรถยนต์ และวงจรชาร์จแบตเตอรี่ ซึ่งจะใช้เพาเวอร์มอสเฟตเป็นตัวขับกำลัง  การออกแบบวงจรขับสัญญาณของสวิตชิ่งแบบนี้ไม่ยากมากนัก  สิ่งที่ต้องคำนึงถึงในการออกแบบสวิตชิ่งแบบนี้คือเรื่องความไม่สมมาตรของสัญญาณขับที่จะทำให้เกิดความร้อนขึ้นกับตัวขับกำลัง และทำให้ประสิทธิภาพระบบลดลง

PSU L_9

Basic Half–Bridge Configuration
              ในส่วนของสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายแบบ Basic Half–Bridge Configuration นี้ จะเป็นที่นิยมใช้งานมากพอควรแบบหนึ่ง ของการสร้างเพาเวอร์ซัพพลายที่ต้องใช้งานกับแรงดันอินพุตสูง (ประมาณ 310 โวลต์) โดยทั่วไปจะเป็นเพาเวอร์ซัพพลายในคอมพิวเตอร์, บัลลาสอิเล็กทรอนิกส์ เป็นต้น ลักษณะของวงจรจะใช้ตัวขับกำลัง 2 ชุดคือชุดขับด้านบน (High side) และด้านล่าง (Low side) ที่จะต่อกันแบบอนุกรมและมีสัญญาณออกที่จุดต่อร่วมระหว่างกันตรงกลาง  ผ่านโหลดไปยังตัวเก็บประจุ  ซึ่งตัวเก็บประจุจะทำหน้าที่แทนตัวขับกำลังแบบกึ่งฟูลบริดจ์สวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย จุดเด่นของสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายแบบนี้สามารถชดเชยความไม่สมมารถของสัญญาณขับได้ดีและให้กำลังที่เอาต์พุตค่อนข้างสูงพอควร

PSU L_10

 Basic Full–Bridge Configuration
         สำหรับในส่วนของสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายแบบ Basic Full–Bridge Configuration นี้ จะเลือกใช้งานเป็นแหล่งกำลังไฟฟ้าที่ต้องจ่ายพลังงานสูงๆ  สามารถเลือกใช้งานได้ทั้งที่แรงดันอินพุตต่ำและสูงได้ สามารถขับโหลดขนาดใหญ่อย่างมอเตอร์, หม้อแปลงไฟฟ้า, ตัวเหนี่ยวนำไฟฟ้า สามารถเลือกปรับเปลี่ยนรูปแบบของการขับสัญญาณ เพื่อให้ระบบทำงานได้มีประสิทธิภาพสูงได้ แต่ข้อด้อยของวงจรสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายแบบนี้จะใช้อุปกรณ์ในการสร้างและราคาสูง

PSU L_11

Each circuit has a practical power rangeor capability associated
            ในส่วนของคอนเวอร์เตอร์ที่อธิบายนี้ ในการออกแบบหรือเลือกใช้งานนั้น เราจะต้องพิจารณาลักษณะของคอนเวอร์เตอร์ที่เหมาะสม (Converter Configurations) เพื่อให้ได้คุณภาพ ประสิทธิภาพ และค่าใช้จ่ายคุ้มค่าที่สุด โดยในตารางที่แสดงข้างบนนี้จะช่วยให้เราพิจารณาข้อมูลต่างๆ ได้ง่ายยิ่งขึ้น 

ข้อมูลอ้างอิง
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/HB206-D.PDF

www.CreativeEEd.com


 

 

 люстры италии