Switching mode power supply

หลั�กการทำ�างานของ switching mode power supply

Switching mode power supply อาศั�ยหลั�กการ- ส่�งผ่�านพลั�งงานจากแหลั�งจ�ายทำางเข�าส่�งไปย�งภาระหร�อ Load ทำ��ต่�ออย �ก�บทำางออกของ switching mode power supply โดยทำ��ส่ ญเส่�ยพลั�งงานน�อยโดยใช้�การเปลั��ยนกระแส่แลัะแรงด�น โดยส่�วนใหญ�จะมี�แรงด�นทำ��ต่�างจากแรงด�นทำางเข�า- ใช้�หลั�กการการส่ว)ทำช้* โดยใช้�อ+ปกรณ์*ประเภทำ transistor ต่)ดต่�อก�นแบบ full-on แลัะ full-off ซึ่.�งใช้�เวลัาน�อยมีากทำ��ทำ�าให�เส่�ยพลั�งงานโดยเปลั�าประโยช้น*น�อย- การร�กษาแรงด�นทำ�าได�โดยปร�บเปลั��ยนเวลัา on to off ratio ซึ่��งต่�างจาก power supply แบบ linear ทำ��ใช้�การส่ ญเส่�ยหร�อส่ร�างแรงด�นต่กคร�อมีไว�ทำ��ต่�ว transistor - มี�น�1าหน�กเบาเพราะอ+ปกรณ์*มี�ขนาดเลั2กลังต่ามีความีถี่��ใช้�งาน

Block diagram switching mode power supply

converter

DC-DC converter หร�อ DC chopper เป4นวงจรทำ��ทำ�าหน�าทำ��เปลั��ยนแรงด�นไฟฟ6า DC จากแหลั�งจ�ายไฟฟ6าทำ��มี�ค�าคงทำ�� ให�ได�แรงด�นเอาทำ*พ+ทำ DC ทำ��ส่ามีารถี่ปร�บค�าได�ต่ามีทำ��ต่�องการ โดยใช้�หลั�กการ Full-on แลัะ Full-off ด�วยอ)เลั2กทำรอน)กส่*ส่ว)ต่ซึ่*มี� 2 แบบค�อ

Constant – frequency จะร�กษา time period ( T )คงทำ�� แลั�วปร�บเวลัา ON time (TON) การควบค+มีในลั�กษณ์ะน�1เร�ยกว�า pulse width modulation (PWM)

Variable - frequency เป4นวงจร chopper ทำ��ปร�บ time period โดยการปร�บ ON time หร�อ OFF time ( T - TON) การควบค+มีแบบน�1เร�ยกว�า frequency modulation

หลั�กการทำ�างานของ switching mode power supply

ช้น)ดของconverter1 แบบไมี�แยกกราวน*-buck-boost-buck-boost-boost-buck-cuk-Sepic-Zeta-Charge pump

Switching mode power supply

2 แบบแยกกราวน*-flyback-ringing choke converter RCC-half-forward-forward-resonant forward-push-pull-half-bridge-full-bridge-Resonant, zero voltage switched-Isolated cuk

Buck converter

คอนเวอเต่อร*แบบลัดแรงด�น ค�อเมี��อส่ว)ทำช้*ต่�อวงจรจะมี�กระแส่ไหลัเข�าส่ �ขดลัวดๆก2จะส่ร�างส่นามีแมี�เหลั2ก

จนกระทำ��งส่นามีแมี�เหลั2กขยายต่�วเต่2มีทำ�� ส่ว)ทำช้*ก2จะ เป8ดวงจร ทำ�าให�ส่นามีแมี�เหลั2กทำ��ขยายต่�วออกไปเก)ด

การย+บต่�วเข�าหาขดลัวด ในลั�กษณ์ะกลั�บข�1วต่�ดก�บเส่�นลัวดเก)ดเป4นกระแส่ไฟฟ6าไหลัไปย�งโหลัดของ

วงจร ไหลัเข�าเป4นบวก ไหลัออกเป4นลับ

Buck converter

Boost converter

Boost converter

คอนเวอเต่อร*แบบเพ)�มีแรงด�น ในขณ์ะทำ��ส่ว)ทำช้*ย�งเป8ดวงจร ก2 จะมี�กระแส่ไหลัไปย�งโหลัดด�วยแรงด�นเทำ�าก�บ supply แต่�เมี��อส่

ว)ทำช้*ต่�อวงจรก2จะมี�การส่ร�างส่นามีแมี�เหลั2กเพ)�มีข.1นทำ��ขดลัวด แลัะเมี��อส่ว)ทำช้*เป8ดวงจร แรงด�นทำ��ได�จากขดลัวดจะไหลัไปย�ง

โหลัดด�วยทำ�าให�แรงด�นทำ��โหลัดมี�ค�าเทำ�าก�บ V โหลัด = supply + Vขดลัวด

Boost converter

Buck boost converter

การทำ�างาน เมี��อส่ว)ทำช้*ป8ดวงจร จะมี�กระแส่ไหลัเข�าส่ �ขดลัวด เพ��อส่ร�างส่นามีแมี�เหลั2ก ขณ์ะทำ�� capacitor จะเก2บส่ะส่มีพลั�งงานเมี��อส่ว)ทำช้*เป8ดวงจร กระแส่จากขดลัวดจะไหลัไปย�ง capacitor แลัะ ความีต่�านทำานเน��องจากทำ�1ง 2 ต่�วได�ขนานอย �ก�บ ขดลัวดทำ)ศัทำางของ Diode ทำ�าหน�าทำ��ก�าหนดข�1วของแรงด�นทำ��ความีต่�านทำาน

Buck boost converter

Split pi หร�อ boost buck converter

การทำ�างาน วงจรด�านซึ่�ายมี�อจะทำ�างานเป4น boost ส่�วน ด�านขวามี�อจะทำ�างานเป4น buck แลัะเมี��อป8ด S2 ก�บ S4 แรงด�นทำางออกจะเทำ�าก�บ แรงด�นทำางเข�า

Cuk converter

หลั�กการทำ�างานของ switching mode power supply