แหล่งจ่ายไฟฟ้า

 Power Supply/Source

 แหล่งจ่ายไฟส่งกระแสไฟฟ้าไปยังอุปกรณ์หรือวงจร ( โหลดไฟฟ้า ) โดยจะมีรูปแบบการจ่ายไฟฟ้า 2 ลักษณะดังนี้

• แหล่งจ่ายไฟกระแสตรง หรือ DC Power Supply
• แหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ หรือ AC Power Supply

ทั้งนี้เราจะมาอธิบายคุณลักษณะของแหล่งจ่ายไฟแต่ละประเภทดังนี้ไปนี้ 

แหล่งจ่ายไฟกระแสตรง (DC Power Supply)

แหล่งจ่ายไฟส่งกระแสไฟฟ้าไปยังอุปกรณ์หรือวงจร ( โหลดไฟฟ้า ) โดยปกติแล้วจะทำการลดแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า แหล่งจ่ายไฟ DC จะลดแรงดันไฟฟ้าและแปลงเป็น DC ตัวอย่างเช่น 220 VAC เป็น 12 VDC แหล่งจ่ายไฟทุกตัวมีอินพุตหรือแหล่งจ่ายไฟและแปลงโดยใช้วิธีต่างๆ เพื่อตอบสนองความต้องการจากโหลดไฟฟ้า แหล่งจ่ายไฟถูกควบคุมโดยการควบคุมแรงดันไฟฟ้าขาออกหรือกระแสไฟฟ้าให้มีค่าคงที่ แม้ว่าความต้องการกระแสโหลดหรือแหล่งจ่ายไฟจะเปลี่ยนแปลงก็ตาม หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นหัวใจสำคัญของแหล่งจ่ายไฟทุกตัวซึ่งจะแปลงพลังงานที่จ่ายไปเป็นพลังงานขาออกให้กับโหลด

วิธีเลือกแหล่งจ่ายไฟแบบปรับได้ ให้พิจารณาสิ่งต่อไปนี้:

ทราบแรงดันไฟฟ้าขาเข้าของคุณตรวจสอบให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟจะทำงานได้กับแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายไป แหล่งจ่ายไฟบางตัวเป็นแบบสากล หมายความว่าจะทำงานได้ในช่วงกว้าง เช่น 100-240 VAC บางตัวมีสวิตช์ภายนอกหรือภายในสำหรับการทำงาน 110 VAC/230 VAC คุณอาจต้องดูในคู่มือการใช้งานเพื่อให้แน่ใจ

พิจารณาแหล่งจ่ายไฟแบบหลายเอาต์พุต

• ตัวเลือกเอาต์พุตที่สองและสาม (บางครั้งอาจถึงสี่) ช่วยลดพื้นที่บนโต๊ะและต้นทุนในการมีแหล่งจ่ายไฟเพิ่มเติม เมื่อเลือกแหล่งจ่ายไฟเอาต์พุตหลายตัว โปรดอ่านรายละเอียดในข้อมูลจำเพาะ เอาต์พุตเพิ่มเติมอาจถูกจำกัดด้วยวัตต์รวมของแหล่งจ่ายไฟ (กล่าวคือ คุณอาจไม่สามารถใช้งานช่องสัญญาณทั้งหมดด้วยแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟสูงสุดพร้อมกันได้)
• ดูว่าช่องสัญญาณเพิ่มเติมนั้นสามารถปรับได้หรือไม่ โดยส่วนใหญ่แล้วช่องสัญญาณที่สามและสี่จะมีการปรับแบบตายตัวหรือแบบจำกัด
• มาดูความสะดวกในการใช้งานจอแสดงผลกันบ้าง โดยบางรุ่นจะแสดงแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าของทุกช่องพร้อมกัน
• การทำงานแบบอนุกรมและขนานอนุญาตให้มีช่องสัญญาณเอาต์พุต
  • การทำงานของชุดติดตามจะเพิ่มความจุของแรงดันไฟฟ้าเป็นสองเท่าโดยเชื่อมต่อ CH1 (มาสเตอร์) และ CH2 (สเลฟ) ภายในแบบอนุกรมและรวมเอาต์พุตเป็นช่องเดียว CH1 (มาสเตอร์) ควบคุมระดับเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้ารวมกัน
  • การทำงานแบบขนาน เช่น การเพิ่มความจุกระแสไฟเป็นสองเท่าโดยการเชื่อมต่อ CH1 (มาสเตอร์) และ CH2 (สเลฟ) ภายในแบบขนานและรวมเอาต์พุตเป็นช่องเดียว โดยที่ CH1 จะควบคุมเอาต์พุตรวม

พิจารณาแหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโปรแกรมได้แหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโปรแกรมได้สามารถควบคุมจากระยะไกลได้ด้วยสัญญาณอินพุต ทริกเกอร์ หรือพีซี (โดยการสื่อสารผ่าน USB, RS-232 หรือ GPIB) สำหรับการใช้งานอัตโนมัติ แหล่งจ่ายไฟเหล่านี้มักใช้ในการผลิตและการใช้งานในห้องปฏิบัติการเนื่องจากมีความยืดหยุ่น บางรุ่นมีเอาต์พุตหลายตัว

คุณต้องการรูปแบบขั้นบันไดหรือการสื่อสารผ่านพีซีหรือไม่หากคุณใช้ LabVIEW ให้พิจารณาซื้อแหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโปรแกรมได้พร้อมไดรเวอร์ LabVIEW แม้ว่าจะไม่จำเป็นสำหรับการใช้งานในทันทีก็ตาม มีความสามารถสำหรับการใช้งานในอนาคต บางรุ่นมีการป้องกันด้วยรหัสผ่านสำหรับการตั้งค่าที่เป็นประโยชน์ในการผลิตและการใช้งานอื่นๆ เพื่อป้องกันการเปลี่ยนแปลง

สำหรับแหล่งจ่ายไฟ DC ให้พิจารณาว่าเป็นแหล่งจ่ายไฟแบบเชิงเส้นหรือแบบสวิตชิ่ง
ความแตกต่างระหว่างแหล่งจ่ายไฟ DC แบบเชิงเส้น (Linear) และแบบสวิตชิ่ง (SMPS) คืออะไร

• แหล่งจ่ายไฟแบบลิเนียร์มีการออกแบบที่เรียบง่ายกว่า ต้นทุนและประสิทธิภาพต่ำกว่า แรงดันไฟฟ้าจะถูกปรับลง จากนั้นจึงปรับแรงดันไฟและกรอง สำหรับกระแสไฟที่สูงขึ้น การปรับลงจะทำให้ใช้พื้นที่มากขึ้นและใช้ส่วนประกอบที่หนักขึ้น เช่น หม้อแปลง แผ่นระบายความร้อน และพัดลมระบายความร้อน
• แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์โหมดมีแหล่งจ่ายไฟ AC ที่แก้ไขและกรองเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้า DC การสลับเปิด/ปิดแรงดันไฟฟ้าที่ความถี่สูง (10 KHz – 1 MHz) ช่วยให้แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์โหมดลดแรงดันไฟฟ้าที่ถ่ายโอนพลังงานแม่เหล็กจากขดลวดปฐมภูมิไปยังขดลวดทุติยภูมิในหม้อแปลงด้วยหม้อแปลงขนาดเล็กกว่าและส่วนประกอบอื่นๆ นอกเหนือจากแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น
  • นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้มากถึง 40% ตัวอย่างเช่น หากกระแสโหลดเพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าขาออกจะลดลงและความถี่ของรอบการทำงานจะเพิ่มขึ้นเพื่อชดเชยและรักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงที่
  • ต้นทุนที่สูงขึ้นมาจากความซับซ้อนที่เพิ่มมากขึ้น
  • ข้อเสียอีกประการหนึ่งคือสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์โหมดที่ดีกว่าจะทำหน้าที่ป้องกันสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าได้ดีกว่า

ตรวจสอบจอแสดงผลแบบอะนาล็อกหรือดิจิทัล ความละเอียดของจอแสดงผล ความแม่นยำ ริปเปิลและสัญญาณรบกวน และข้อกำหนดเวลาในการกู้คืน

ค้นหาการป้องกันแหล่งจ่ายไฟทั่วไปในข้อกำหนดซึ่งจะช่วยปกป้องแหล่งจ่ายไฟและโหลดที่เชื่อมต่ออยู่

• กระแสไฟเกิน
• แรงดันไฟเกิน
• การป้องกันอุณหภูมิเกิน
• การกลับขั้ว

การตรวจจับระยะไกล การเชื่อมต่อสำหรับช่องสัญญาณหนึ่งหรือทั้งหมดที่เรียกว่าขั้วต่อการตรวจจับระยะไกลซึ่งทำหน้าที่ชดเชยการลดลงของแรงดันไฟฟ้าในสายไฟของแหล่งจ่ายไฟ ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องจะถูกส่งไปยังขั้วต่อโหลดของ DUT ได้อย่างแม่นยำ แหล่งจ่ายไฟหลายช่องสัญญาณไม่รองรับการตรวจจับระยะไกล ซึ่งทำให้ความแม่นยำของระบบโดยรวมลดลง
  

แหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ (AC Power Supply)

แหล่งจ่ายไฟส่งกระแสไฟฟ้าไปยังอุปกรณ์หรือวงจร ( โหลดไฟฟ้า ) โดยปกติแล้วจะทำการลดแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น แหล่งจ่ายไฟกระแสสลับจะลดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ ตัวอย่างเช่น จาก 220 VAC เป็น 24 VAC แหล่งจ่ายไฟทุกตัวมีไฟฟ้าเข้าหรือไฟฟ้าจ่ายและแปลงไฟฟ้าด้วยวิธีต่างๆ เพื่อตอบสนองความต้องการจากโหลดไฟฟ้า กล่าวกันว่าแหล่งจ่ายไฟได้รับการควบคุมโดยควบคุมแรงดันไฟฟ้าขาออกหรือกระแสไฟฟ้าให้มีค่าคงที่ แม้ว่าความต้องการกระแสโหลดหรือไฟฟ้าจ่ายจะเปลี่ยนแปลงไปก็ตาม หัวใจสำคัญของแหล่งจ่ายไฟคือหม้อแปลงไฟฟ้าซึ่งจะแปลงไฟฟ้าจ่ายเป็นไฟฟ้าขาออกไปยังโหลด

วิธีเลือกแหล่งจ่ายไฟแบบปรับได้ ให้พิจารณาสิ่งต่อไปนี้:

ทราบแรงดันไฟฟ้าขาเข้าของคุณตรวจสอบให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟจะทำงานได้กับแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายไป แหล่งจ่ายไฟบางตัวเป็นแบบสากล หมายความว่าจะทำงานได้ในช่วงกว้าง เช่น 100-240 VAC บางตัวมีสวิตช์ภายนอกหรือภายในสำหรับการทำงาน 110 VAC/230 VAC คุณอาจต้องดูในคู่มือการใช้งานเพื่อให้แน่ใจ

พิจารณาแหล่งจ่ายไฟแบบหลายเอาต์พุต

• ตัวเลือกเอาต์พุตที่ 2 และ 3 (บางครั้งอาจถึง 4) จะช่วยลดพื้นที่บนโต๊ะและต้นทุนในการมีแหล่งจ่ายไฟเพิ่มเติม เมื่อเลือกแหล่งจ่ายไฟเอาต์พุตหลายตัว โปรดอ่านรายละเอียดข้อมูลจำเพาะ เอาต์พุตเพิ่มเติมอาจถูกจำกัดด้วยวัตต์รวมของแหล่งจ่ายไฟ (กล่าวคือ คุณอาจไม่สามารถใช้งานช่องสัญญาณทั้งหมดด้วยแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟสูงสุดพร้อมกันได้)
• ดูว่าช่องสัญญาณเพิ่มเติมนั้นสามารถปรับได้หรือไม่ โดยส่วนใหญ่แล้วช่องสัญญาณที่สามและสี่จะมีการปรับแบบตายตัวหรือแบบจำกัด
• มาดูความสะดวกในการใช้งานจอแสดงผลกันบ้าง โดยบางรุ่นจะแสดงแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าของทุกช่องพร้อมกัน
• การทำงานแบบอนุกรมและขนานอนุญาตให้มีช่องสัญญาณเอาต์พุต
  • การทำงานของชุดติดตามจะเพิ่มความจุของแรงดันไฟฟ้าเป็นสองเท่าโดยเชื่อมต่อ CH1 (มาสเตอร์) และ CH2 (สเลฟ) ภายในแบบอนุกรมและรวมเอาต์พุตเป็นช่องเดียว CH1 (มาสเตอร์) ควบคุมระดับเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้ารวมกัน
  • การทำงานแบบขนาน เช่น การเพิ่มความจุกระแสไฟเป็นสองเท่าโดยการเชื่อมต่อ CH1 (มาสเตอร์) และ CH2 (สเลฟ) ภายในแบบขนานและรวมเอาต์พุตเป็นช่องเดียว โดยที่ CH1 จะควบคุมเอาต์พุตรวม

พิจารณาแหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโปรแกรมได้แหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโปรแกรมได้สามารถควบคุมจากระยะไกลได้ด้วยสัญญาณอินพุต ทริกเกอร์ หรือพีซี (โดยการสื่อสารผ่าน USB, RS-232 หรือ GPIB) สำหรับการใช้งานอัตโนมัติ แหล่งจ่ายไฟเหล่านี้มักใช้ในการผลิตและการใช้งานในห้องปฏิบัติการเนื่องจากมีความยืดหยุ่น บางรุ่นมีเอาต์พุตหลายตัว

คุณต้องการรูปแบบขั้นบันไดหรือการสื่อสารผ่านพีซีหรือไม่หากคุณใช้ LabVIEW ให้พิจารณาซื้อแหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโปรแกรมได้พร้อมไดรเวอร์ LabVIEW แม้ว่าจะไม่จำเป็นสำหรับการใช้งานในทันทีก็ตาม มีความสามารถสำหรับการใช้งานในอนาคต บางรุ่นมีการป้องกันด้วยรหัสผ่านสำหรับการตั้งค่าที่เป็นประโยชน์ในการผลิตและการใช้งานอื่นๆ เพื่อป้องกันการเปลี่ยนแปลง

ตรวจสอบจอแสดงผลแบบแอนะล็อกหรือดิจิทัล ความละเอียดของจอแสดงผล ความแม่นยำ ริปเปิลและสัญญาณรบกวน และข้อมูลจำเพาะของเวลาในการกู้คืน

ค้นหาการป้องกันแหล่งจ่ายไฟทั่วไปในข้อมูลจำเพาะซึ่งจะปกป้องแหล่งจ่ายไฟและโหลดที่เชื่อมต่ออยู่

• กระแสไฟเกิน
• แรงดันไฟเกิน
• การป้องกันอุณหภูมิเกิน
• การกลับขั้ว

การตรวจจับระยะไกลการเชื่อมต่อสำหรับช่องสัญญาณหนึ่งหรือทั้งหมดที่เรียกว่าขั้วต่อการตรวจจับระยะไกลซึ่งชดเชยการลดลงของแรงดันไฟฟ้าในสายไฟของแหล่งจ่ายไฟ ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ว่าแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องจะถูกส่งไปยังขั้วต่อโหลดของ DUT ได้อย่างแม่นยำ แหล่งจ่ายไฟหลายช่องสัญญาณไม่รองรับการตรวจจับระยะไกล ซึ่งทำให้ความแม่นยำของระบบโดยรวมลดลง