ชุดไฟ Power Supply เบื้องต้น

ชุดไฟ หรือ แหล่งจ่ายไฟ คือสิ่งจำเป็นที่สุดในการทำให้วงจรทำงาน โดยเจ้า แหล่งจ่ายไฟนี้ ก็ต้องเลือกใช้งานให้ดีเช่น หลอดไฟ 12V.DC แต่ไปเอาไฟบ้าน 220V.AC มาจ่ายให้ก็พังเสียหายได้ง่ายๆเลย ในบทความนี้ผมก็จะมาแนะนำให้รู้จักกับชุดไฟหรือแหล่ง จ่ายไฟให้มากขึ้น

การทำงานของแหล่งจ่ายไฟ(ตั้งแต่เสียปลั๊กไฟ)

ขออธิบายแบบง่ายๆนะครับ เอาแบบตั้งแต่เสียบปลั๊กไฟกันเลย ต้องใช้จินตนาการนิดนึงนะครับ เผื่อภาษาที่ผมพิมพ์ บางท่านไม่เข้าใจ เอาหละลุย..

เพาเวอร์ซัพพลาย มี 2แบบ (**เอาเท่าที่ผมรู้จักและแนะนำได้นะครับ จริงๆมันก็มีเยอะกว่านี้หละเท่าที่ลองหาข้อมูลมาหนะ)

Linear Power Supply - ลิเนียร์เพาเวอร์ซัพพลาย ใช้หม้อแปลงความถี่ต่ำ ซึ่งมีขนาดและน้ำหนักมาก ตามขนาดกระแสและแรงดันที่ต้องการ ตามการใช้งาน
Switching Power Supply - สวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย ใช้หม้อแปลงขนาดเล็ก มีน้ำหนักเบาและวงจรอีกนิดหน่อย

Linear Power Supply คือ ?

ประกอบไปด้วย หม้อแปลงไฟฟ้า(Transformer), ไดโอดธรรมดาหรือบริจไดโอด(Diode or Bridge Diode), วงจรกรองไฟจากตัวเก็บประจุ(C-Filter) ซึ่งอุปกรณ์ข้างต้นนี้ผมขอเรียกว่า Un-Linear คือจ่ายค่า แรงดัน(Voltage) ไม่คงที่และยังมีสัญญาณ AC รบกวนได้ ดังนั้นอุปกรณ์ที่เราจะเพิ่มเติมเข้ามาให้เป็น Linear ก็คือ วงจรรวม หรือ Linear Regulator ที่ถูกออกแบบมาเพื่อรับค่า Input Voltage ที่มีค่ามากเกินกว่าใช้งาน เจ้า Linear Regulator นี้ก็จะมีขาออก Output Voltage ออกมาได้ค่าแรงดันตามที่เราต้องการ

Switching Power Supply คือ ?

สวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย มีองค์ประกอบที่ไม่ได้ซับซ้อนเท่าไหร่ โดยองค์ประกอบพื้นฐานนั้นมีความคล้ายคลึงกับ Linear Power Supply

แต่หัวใจหลักของ Switching Power Supply จะอยู่ที่ คอนเวอร์เตอร์(Converter) เนื่องจากเป็นทั้งตัวลดทอนแรงดัน และ ค่าแรงดันเอาต์พุตด้วย โดยองค์ประกอบต่างๆดังภาพด้านล่างเลยครับ

แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 220V/AC จะผ่านเข้ามาทาง วงจรฟิลเตอร์ เพื่อกรองสัญญาณรบกวนก่อน จากนั้นจะถูกเปลี่ยนเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงค่าสูงด้วย วงจรเรกติไฟเออร์ ส่วนวงจรเพาเวอร์คอนเวอร์เตอร์จะตัดต่อเปิดปิดแรงดันออกเป็นช่วงๆ ด้วยความถี่สูงประมาณ 20-200kHz จากนั้นผ่านต่อไปยังหม้อแปลงสวิตชิ่งเพื่อลดทอนแรงดันให้ต่ำลง โดยถัดมาฝั่งออก Output ของหม้อแปลงสวิตชิ่งจะมีวงจรเรียงกระแสและกรองแรงดัน ให้เรียบก่อนถึงจะส่งต่อไปให้กับ โหลดได้ ในส่วนของการรักษาค่าระดับแรงดันให้คงที่ จึงต้องมีวงจรควบคุม เพื่อควบคุมการทำงานของ เพาเวอร์ทรานซิสเตอร์ให้มีช่วงเวลา นำกระแสมากหรือน้อยลง ตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดันที่เอาต์พุต องค์ประกอบหลักๆแสดงดังภาพด้านล่างเลยครับ