Power Supply
ขอบคุณรูปภาพจาก www.xppower.com
Power Supply หรือแหล่งจ่ายไฟ คืออุปกรณ์จ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ต่าง ๆ ทำหน้าที่แปลงแรงดันไฟฟ้าให้ตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการใช้งาน แบ่งออกเป็น 2 ชนิดตามลักษณะการใช้งาน คือ AC Power Supply และ DC Power Supply
DC Power Supply
DC Power Supply (Direct Current Power Supply) แหล่งจ่ายไฟตรง ทำหน้าที่แปลงไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating current) จากไฟบ้าน 220V ให้เหลือแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (Direct current) ตามความต้องการในการใช้งาน เช่น 3.3V 5V หรือ 12V เป็นต้น
ประเภทของ DC Power Supply
- Switching power supply มีการกรองสัญญาณก่อนจ่ายค่าออกไป สามารถปรับค่าแรงดันโดยการปรับที่หม้อแปลงด้าน primary ข้อดีของพาวเวอร์ซัพพลายชนิดนี้คือมีน้ำหนักเบาเพราะแกนของหม้อแปลงมีขนาดเล็ก สามารถใช้ได้กับระบบไฟฟ้าทุกแบบ
ขอบคุณรูปภาพจาก www.alexnld.com
- Linear regulated สามารถจ่ายค่าแรงดันตามที่กำหนดได้และมีการลดค่าแรงดันอินพุตที่เกินออกเพื่อให้สามารถจ่ายค่าแรงดันเอาต์พุตสูงสุดให้กับโหลด พาวเวอร์ซัพพลายชนิดนี้ไม่สามารถรักษาระดับแรงดันได้ ทำได้แค่ลดค่าแรงดันที่เกินมาเท่านั้น จึงต้องรักษาระดับของแรงดันอินพุตให้สูงกว่าเอาต์พุตที่ต้องการอย่างน้อย 1V ถึง 3V มีความร้อนระบายออกมาค่อนข้างเยอะ จึงไม่ค่อยมีประสิทธิภาพ มีขนาดใหญ่ หนักและราคาแพง
- Unregulated power supply จ่ายค่าแรงดันไม่คงที่และมีสัญญาณรบกวนในขณะที่จ่ายไฟกระแสตรง ถ้าค่าแรงดันอินพุตที่เข้ามาไม่คงที่ ค่าแรงดันเอาท์พุตที่จ่ายออกไปจะไม่คงที่เช่นกัน แต่พาวเวอร์ซัพพลายชนิดนี้ก็ยังมีข้อดีคือ ราคาถูกและใช้งานง่าย
ขอบคุณรูปภาพจาก www.amazon.com
- Ripple regulated power supply มีทรานซิสเตอร์ทำงานในโหมด on/off ทำหน้าที่ส่งผ่านกำลังไฟตรงไปยังตัวเก็บประจุขนาดใหญ่เพื่อรักษาระดับแรงดันเอาต์พุตให้อยู่ในช่วงที่กำหนด มีความร้อนระบายออกมาเล็กน้อย ทำให้ปลอดภัยในการใช้งาน
ส่วนประกอบของ DC Power Supply
- ฟิวส์ (Fuse) ป้องกันวงจรพาวเวอร์ซัพพลายทั้งหมดจากกระแสไฟแรงสูง
- วงจรกรองแรงดัน (Filter Circuit) กรองแรงดันไฟที่เข้ามา เพื่อป้องกันไฟกระชาก ไม่ให้วงจรเกิดความเสียหาย
- ภาคเรคติไฟเออร์ (Rectifier) แปลงไฟกระแสสลับให้เป็นไฟกระแสตรง ซึ่งประกอบไปด้วย
- ตัวเก็บประจุ (Capacitor) ปรับแรงดันไฟกระแสตรงที่ออกมาจากภาคเรคติไฟเออร์ให้เป็นไฟกระแสตรงที่เรียบจริง ๆ
- ไดโอดบริดจ์เรคติไฟเออร์ (Bridge Rectifier) อาจใช้เป็นไอซีหรือไดโอด 4 ตัวต่อกัน
- วงจรควบคุม (Control Circuit) ควบคุมวงจรสวิตชิ่ง โดยตรวจสอบว่าจะจ่ายแรงดันทั้งหมดให้กับระบบหรือไม่ และสั่งการให้วงจรสวิตชิ่งทำงานต่อไป
- วงจรสวิตชิ่ง (Switching Circuit) ทำงานร่วมกับวงจรควบคุม โดยถ้าวงจรควบคุมส่งสัญญาณมาว่าให้ทำงาน ก็จะเริ่มจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ได้จากภาคเรคติไฟเออร์ไปให้กับหม้อแปลงต่อไป
- หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer) แปลงแรงดันไฟกระแสตรงสูงให้มีระดับแรงดันลดต่ำลง
- วงจรควบคุมแรงดัน (Voltage Control Circuit) กำหนดค่าของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ได้รับมาจากหม้อแปลงไฟฟ้า ให้ได้แรงดันที่เหมาะสมต่อการใช้งาน เช่น ขนาด 3.3V 5V และ 12V เป็นต้น
การต่อใช้งาน DC Power Supply
การนำพาวเวอร์ซัพพลายไปต่อใช้งานต้องคำนึงถึงคุณสมบัติในการจ่ายแรงดัน ต้องเพียงพอกับการนำไปขับโหลดที่เราต้องการต่อใช้งาน และต้องคำนึงถึงขั้วในการต่อกับวงจร เนื่องจากพาวเวอร์ซัพพลายแปลงไฟออกมาเป็นไฟตรงแล้ว ดังนั้นจะมีขั้วในการต่อใช้งานคือขั้วบวกและขั้วลบ ซึ่งโดยทั่วไปขั้วบวกจะมีสัญลักษณ์ระบุไว้เป็นสีแดง ส่วนขั้วลบจะระบุไว้เป็นสีดำ ดังรูป
AC Power Supply
AC Power Supply (Alternating Current Power Supply) แหล่งจ่ายไฟสลับ ทำหน้าที่จ่ายไฟสลับและปรับเปลี่ยนค่าความถี่ (frequency output) ให้คงที่และตรงตามความต้องการในการใช้งาน
ประเภทของ AC Power Supply
ขอบคุณรูปภาพจาก www.technotestsystem.com
- แบบเอาท์พุทเฟสเดียว (Single-phase output AC Frequency Conversion Power Supply)
- แบบเอาท์พุท 3 เฟส (Three-phase output AC Frequency Conversion Power Supply)
- แบบเอาท์พุทเลือก 1 หรือ 3 เฟสได้ (Multi-mode 1 or 3 phase output AC Frequency Conversion Power Supply)
การต่อใช้งาน AC Power Supply
ไฟฟ้ากระแสสลับมีทิศทางของกระแสกลับไปกลับมาตลอดเวลา การต่อโหลดกับแหล่งจ่ายไฟฟ้าจึงสามารถต่อสลับขั้วไฟฟ้าได้ ส่วนสิ่งที่ต้องคำนึงถึงคือค่าแรงดันและค่าความถี่ควรเพียงพอต่อการนำไปขับโหลดที่ต้องการต่อใช้งาน
