เรื่องน่ารู้เกี่ยวกับ Power Supply      4 มค 2545  โดย ศราวุธ  ศุทธชัย

SPSbase.gif (16216 bytes)

หลักการเบื้องต้นของ สวิตชิ่งเพาเวอร์ ซัพพลาย

        ดังที่เห็นจากรูป จะเห็นว่า ไฟ AC 220 V จะถูกแปลงให้เป็นไฟ DC 310 V ด้วยวงจร เรกติไฟร์และจะถูกทำให้เรียบด้วยวงจร ฟิลเตอร์

จากนั้น ไฟ DC แรงดันสูงก็จะถูกเปลี่ยนให้เป็น Pulse ความถี่สูงโดยวงจร สวิตชิ่ง ซึ่งจะถูกควบคุมด้วยชุด สร้างความถี่สูง (PWM)  อีกที.

ต่อจากนั้น ก็เข้าสู่หม้อแปลงเพื่อ แปลงลง เพื่อให้ได้ระดับไฟที่ต้องการ แล้วก็ผ่านวงจร เรกติไฟร์เพื่อ แปลง Pulse ความถี่สุงให้เป็น ไฟ DC

แล้วจึงผ่านวงจรฟิลเตอร์ เพื่อไฟ DC ที่ ขาออกให้เรียบ.      เราจะมาดูทีละส่วนกันนะครับว่ามีรายละเอียดอย่างไร.

- วงจรกรองสัญญาณรบกวนไฟ 220 V AC เข้า

        จริงๆแล้วส่วนนี้จะมีส่วนของวงจร กันสัญญาณรบกวน ทั้งไม่ให้เข้ามา และ ไม่ให้ออกไป อยู่ก่อนหน้า วงจร เรกติไฟร์ นะครับ ซึ่งเรียกว่า

Noise Filter หรือ EMI + RFI Filter ซึ่งใน Power Supply ราคาถูกที่ติดมากับ Case โดยทั่วไปจะตัดออกเพื่อลดต้นทุน

เนื่องจากส่วนนี้ถึงไม่มี เพาเวอร์ซัพพลายก็สามารถทำงานได้แต่จะมีข้อเสียคือ จะมีสัญญาณรบกวน EMI ,RFI ออกมาจากตัว เพาเวอร์ซัพพลาย

ไปรบกวนอุปกรณ์อื่นๆ ได้ และที่แน่ๆ จะไม่ได้รับมาตฐานการรับรอง ขายได้เฉพาะในประเทศที่ด้อยพัฒนาเท่านั้น....

nfilter1.jpg (26446 bytes)  nfilter2.jpg (19344 bytes)

- วงจร เรกติไฟร์

        ต่อมาก็เป็นวงจร เรกติไฟร์ จะใช้ ไดโอด 4 ตัวต่อกันเป็น วงจรที่เรียกว่า บริดจ์ เรกติไฟร์ ดังรูปนะครับ. มีดูได้สองอย่างครับ.

ถ้าเป็น เพาเวอร์ซัพพลาย ของไม่ดีละก็ ส่วนมากจะเอาไดโอดเบอร์ RL206 ทนกระแส  2A ทนแรงดัน 800V มาต่อกันเป็น บริดจ์

แต่ถ้าเป็น เพาเวอร์ซัพพลาย ดีๆละก็ส่วนมากจะใช้ บริดจ์สำเร็จรูปมาจากโรงงานเลย ดังรูปครับ.

คราวนี้ก็มาดูว่า บริดจ์เราเจ๋งไม่เจ๋ง ให้ดูที่การทนกระแส และแรงดันครับ แต่ตัวที่สำคัญคือ กระแส อย่างของ Enermax รุ่น 465VE นี่ใช้เบอร์ PBU1005

รับกระแสได้ 10A รับแรงดันได้ 500V หรืออย่าง Powtec รุ่น SA320 ใช้เบอร์ GBU8J ซึ่งรับกระแสได้ 8A รับแรงดันได้ 600V เป็นต้น

วิธีดูคือ ให้ดูตัวเลขชุดแรกจะบอกกระแสที่ทนได้ ตัวเลขชุดที่สองจะบอกแรงดันที่ทนได้ บางบริษัทจะใช้ตัวอักษรแทน ตามตาราง

KBU , GBU , PBU , KBP ,KBL ,

SBU , SKB , RS

402 4D 4A  200V
404 4G 4A  400V
606 6J 6A  600V
810 8M 8A  1000V
1008 10K 10A 800V

bridge1.jpg (26953 bytes)   bridge2.jpg (17016 bytes)  bridge3.jpg (25288 bytes)

bridge4.jpg (19406 bytes)   d4.jpg (11837 bytes)

- วงจร ฟิลเตอร์

        ต่อมาก็เป็นวงจร ฟิลเตอร์ ประกอบด้วยตัวเก็บประจุขนาดใหญุ่ 2 ตัวขนาดทนแรงดันได้ 200V มาต่ออนุกรมกันเพื่อให้ทนแรงดัน 400V

ที่ต้องใช้ 2 ตัวเนื่องจาก ทำให้สามารถปรับให้ ใช้ไฟ ได้ทั้ง 110V และ 220V

และอีกอย่างที่สำคัญคือ ตัวเก็บประจุที่ทนแรงดันได้ 400 V มีราคาแพงกว่ามาก

เมื่อนำตัวเก็บประจุ 2 ตัวค่าความจุเท่ากัน มาต่อ อนุกรม กันจะทำให้ความจุลดลงครึ่งหนึ่ง แต่จะทนแรงดันมากขึ้น

ค่าความจุยิ่งมากยิ่งดี พวกเพาเวอร์ซัพพลาย ถูกๆ มักจะใช้ ค่า 330 uF 200V 2 ตัวมาต่อกัน (330uF นี่ใช้ในเพาเวอร์ซัพพลายดีๆ

ก็มี แต่เป็นขนาด 145W ครับ) ถ้าเป็นเพาเวอร์ซัพพลายดีๆี(300W) ละก็ ควรจะมากกว่า 680 uF 200V 2 ตัว   ครับ.

คือยิ่งถ้า วัตต์สูงยิ่งควรจะมีค่ามากครับ เช่น Enamax 465VE (431W) ใช้ ขนาด 1,000 uF 200V 2ตัว

ส่วน Powtec SA320 (320W) ก็ใช้ขนาด 820 uF 200V 2ตัว เป็นต้น

cap1.jpg (19955 bytes)c2.jpg (25597 bytes)

?c4.jpg (23322 bytes) c3.jpg (24831 bytes)

- วงจร สวิตชิ่ง

        จากนั้นก็จะเข้าสู่วงจร สวิตชิ่งละครับ  วงจร สวิตชิ่งมีอุปกรณ์หลักๆ ก็คือ เพาเวอร์สวิตช์(Q1) ซึ่งอาจจะเป็น ทรานซิสเตอร์ หรือ มอสเฟต แล้วแต่การ ออกแบบ

ตัวนี้ก็จะดู การทนกระแส และแรงดัน ครับ ต้องดูเบอร์แล้วจึงไปหาข้อมูลที่บริษัทผู้ผลิต แต่ถ้าดูแบบง่ายๆ คือ ต้องตัวใหญ่ครับที่เรียกว่าตัวถังแบบ TO-3P , TO-246 , TO-247 , TO-264

ถ้าเป็นตัวเล็กจะเป็นพวก TO-220 สำหรับ ทรานซิสเตอร์เบอร์ยอดฮิตของ เพาเวอร์ซัพพลายดีๆก็ 2SC2625   ถ้าพวกวัตต์สูงก็  2SC3320   ส่วนมอสเฟ็ตจะค่อนข้างหลากหลาย

อย่าง Enamax 465VE จะใช้เบอร์ FS14FM-16A (14A 800V)  และของ Powtec SA320 จะใช้ SSH11N90 (11A 900V) ...

q1.jpg (27528 bytes) q2.jpg (22759 bytes) q3.jpg (21964 bytes)

- วงจร อินเวอเตอร์

        จริงๆ แล้ววงจรสวิตชิ่งก็เป็นส่วนหนึ่งของ อินเวอเตอร์ด้วยแต่ส่วนนี้เราจะดูที่หม้อแปลงความถี่สูง (T1) จะเป็นหม้อแปลงตัวที่ใหญ่สุดในตัวเพาเวอร์ซัพพลายครับ

ทำหน้าที่ร่วมกับ เพาเวอร์สวิตช์(Q1) เพื่อแปลงไฟ DC 310V ให้เป็น พัลส์สี่เหลี่ยมความถี่สูง ประมาณ 20-100KHz โดยจะมี Output หลายชุด หลักๆคือ 3.3V , 5V , 12V

ตัวนี้ดูที่ขนาดยิ่งใหญ่ยิ่งดีเช่นเคย

t2.jpg (25418 bytes) t3.jpg (23456 bytes)

- วงจร สร้างความถี่สูง (PWM)

        เป็นชุดสร้าความถี่ต้นแบบที่จะป้อนให้ชุด สวิตชิ่งจะประกอบด้วย IC  PWM (Pulse Width Modulator) เป็นหลัก เบอร์ยอดฮิตของ เพาเวอร์ซัพพลายราคาถูกคือ

DBL494 ,KAI494 และอื่นๆที่มีเลข 494    และอีกเบอร์ที่กำลังมาแรงคือ KA7500B ซึ่งเบอร์นี้จะใช้ในเพาเวอร์ซัพพลาย ที่ดีขึ้นมาหน่อย

และจะมี IC อีกตัวเป็น OpAmp ทำหน้าที่ Comparator ใช้เพื่อป้อนกลับเพื่อให้ PWM ทำงานได้ถูกต้องตาม Load ก็คือเป็นตัวเช็คระดับไฟให้ถูกต้องนั้นเอง.

เบอร์ยอดอิตก็คือ LM339.  ในส่วนนี้ใน เพาเวอร์ซัพพลายที่ดีๆ ส่วนมากจะใช้ IC ที่ออกแบบมาดียิ่งขึ้น (แน่นอนว่าต้องแพงกว่า) เ่ช่นเบอร์  UC3842 ,SG6105

ic1.jpg (32722 bytes)ic2.jpg (37971 bytes)  ic3.jpg (17498 bytes)

- วงจร เรกติไฟร์ ด้าน Output

        เป็นชุดที่จะทำการแปลง พัลส์ความถี่สูงให้กลายเป็นไฟ DC โดยการใช้ ไดโอดความถี่สูงที่เรียกกันว่า Schottky Diode หรือ Fast Recovery Diode

ซึ่งโดยปกติตามวงจรจะใช้เป็นคู่กัน (ชุดละ 2 ตัว) ถ้าเป็น   เพาเวอร์ซัพพลายถูกๆ ก็จะใช้ ไดโอด 2 ตัวมาต่อกัน แต่ถ้าเป็น เพาเวอร์ซัพพลาย ของดีๆละก็ จะใช้เป็น

ตัวสำเร็จมาจากโรงงานเลย ดังรูป ส่วนจะดูว่าทนกระแส และแรงดันได้เท่าไรนั้นก็เหมือน ทรานซิสเตอร์ หรือ มอสเฟต คือต้องเปิดคู่มือเอา.

d1.jpg (21002 bytes)  d2.jpg (22712 bytes)

- วงจร ฟิลเตอร์ ด้าน Output

        วงจร ฟิลเตอร์ ด้าน Output ประกอบด้วยตัว คอยล์ (Inductor) และตัวเก็บประจุ ที่ต้องใช้คอยล์หรือขดลวดเนื่องจากเป็นความถี่สูงจะทำให้การกรองและการเก็บพลังงานเป็นไปอย่างเหมาะสม

t1.jpg (29934 bytes)  coil4.jpg (22325 bytes) coil1.jpg (26500 bytes)

จากนั้นจึงจะใช้ตัวเก็บประจุต่อเพื่อให้กระแสเรียบอีุกที   ตัว คอยล์เราก็ดูที่ขนาดครับ ใหญ่ดีกว่าเล็กแน่ๆ ส่วนตัวเก็บประจุด้านไฟออกนั้น ยิ่งมีค่าความจุสูงยิ่งดีครับ.

วงจร เรกติไฟร์ และ ฟิลเตอร์ ด้าน Output นี่จะมีหลายชุด หลักๆ ก็คือ +3.3 V , +5.0V , +12V , -12V ( -12V และ -5V ใช้ชุดเดียวกัน) ส่วน Vsb +5.0V นั้นจะเป็นเพาเวอร์ซัพพลายอีกชุดแยกต่างหาก.

รูปภายใน เพาเวอร์ซัพพลาย แบบ ที่ติดมากับ Case ซึ่งเป็นแบบราคาถูกโดยทั่วไป

psu1.jpg (49265 bytes) psu2.jpg (32797 bytes)

รูปภายใน เพาเวอร์ซัพพลาย Enlight 300W

psuen1.jpg (37147 bytes) psuen2.jpg (29374 bytes)

Hosted by www.Geocities.ws

1