แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงคงที่คือวงจรอะไร

          ตัวไอซีรักษาระดับแรงดันคงที่แบบเชิงเส้น มีการบรรจุวงจรป้องกันการพังไว้ภายใน ทำขึ้นมาเพื่อให้เกิดความทนทานในการใช้งาน ไม่เกิดความเสียหายจากกระแสภาระมากเกินไปหรือการทำงานของอุณหภูมิที่สูงมาก วงจรป้อนกันพบในตัวไอซีรักษาระดับแรงดันคงที่แบบเชิงเส้นเกือบทั้งหมด ได้แก่ การหยุดทำงานจากความร้อน และการจำกัดค่ากระแส

��Ե����������Ѿ���� (Switching Power Supply) �����觨���俵ç������ç�ѹẺ˹�� �������ö����¹�ç�ѹ俨ҡ���Ѻ��ŵ��٧ ������ç�ѹ俵ç��ҵ�� ������㹧ҹ���Ť��͹ԡ���������ǡѹ���觨�����ԧ��� (Linear Power Supply) �֧����������Ѿ���·���ͧẺ�е�ͧ�ա���������ŧ㹡��Ŵ�͹�ç�ѹ�٧������ç�ѹ��������ǡѹ ����Ե����������Ѿ���¨е�ͧ����������ŧ����բ�Ҵ��� ��й��˹ѡ���� �������º�Ѻ���觨�����ԧ��� �ա�����Ե����������Ѿ�����ѧ�ջ���Է���Ҿ�٧�����ա����

㹻Ѩ�غѹ��Ե����������Ѿ������������պ��ҷ�Ѻ���Ե������ҧ�ҡ ����ͧ�����Ť��͹ԡ�좹Ҵ��硫�觵�ͧ������觨���俷���ա��ѧ�٧���բ�Ҵ��� �� ����ͧ���������� ����ͧ����� ��� �÷�ȹ� ���繨е�ͧ����Ե����������Ѿ���� �������ù���Ե����������Ѿ�������������ͧ�����Ť��͹ԡ��ء�������֧������٧ ����֡����ѡ��÷ӧҹ��С���͡Ẻ��Ե����������Ѿ���¨֧����觨��繷������Ҩ��ա����§������Ѻ���������Ǣ�ͧ�Ѻ�ҹ��� Ť��͹ԡ��ء������

�����������ʹ���ѡ��÷ӧҹ���ͧ�鹢ͧ��Ե����������Ѿ���� �������ǹ�ͧ�͹��������� ���ǧ�äǺ��� ���������㹡�÷ӧҹ�ͧ��Ե����������Ѿ���� ��������¡������ҧ���͸Ժ�¡�÷ӧҹ�ͧǧ����Ե����������Ѿ���·�������� �����ҹ���ԧ

��Ե����������Ѿ���¡Ѻ���觨�����ԧ���

��������º�ͧ��Ե����������Ѿ������������º��º�Ѻ���觨�����ԧ��� ��ͻ���Է���Ҿ����٧ ��Ҵ��� ��й��˹ѡ�ҡ������觨�����ԧ��� ���ͧ�ҡ���觨�����ԧ����������ŧ��������Ө֧�բ�Ҵ�˭� ��й��˹ѡ�ҡ �����ҹ�����ç�ѹ��С���ʼ�ҹ��������ŧ��ʹ���� ���ѧ�ҹ�٭���·���Դ�ҡ�����ŧ�֧�դ���٧ ��ä�����ç�ѹ���觨�����ԧ�����ǹ�ҡ�������������ҹ���������͹ء�������ҵ�ص���ͨ��¡������Ф�����ç�ѹ ���ѧ�ҹ�٭������ٻ������͹���դ���٧��е�ͧ�����к�¤�����͹��Ҵ�˭��觡Թ���ͷ�� ������������Ѿ���µ�ͧ��¡��ѧ�ҹ�٧� �з�����բ�Ҵ�˭�����չ��˹ѡ�ҡ �������觨�����ԧ��鹨��ջ���Է���Ҿ����ҳ 30% �����Ҩ�����٧�֧ 50% 㹺ҧ�ó� ��觹Ѻ����Ҥ�͹��ҧ�����������º��º�Ѻ��Ե����������Ѿ���«���ջ���Է���Ҿ㹪�ǧ 65%-80%

��Ե����������Ѿ�����ժ�ǧ������ʵ��Ѿ����ҳ 20x10-3 �֧ 50x10-3 �Թҷ� 㹢�з�����觨�����ԧ��鹨з�����§����ҳ 2x10-3� �Թҷ� ����ռŵ�͡�èѴ�����觨�������ͧ���ͻ�ͧ�ѹ�����ش�ӧҹ�ͧ�ػ�ó�����Ѻ�������Ѿ����������Դ�����ش�����ç�ѹ���Ѻ ��������Ե����������Ѿ��������ö�ӧҹ��㹪�ǧ�ç�ѹ�Թ�ص��͹��ҧ���ҧ�֧�ѧ������ö�ӧҹ�������Դ�ó��ç�ѹ俤��ա����

���ҧ�á��� ��Ե����������Ѿ���¨����ʶ����Ҿ㹡�÷ӧҹ����ӡ��� ��С������Դ�ѭ�ҳú�ǹ���٧��������º��º�Ѻ���觨�����ԧ��� ��������Ե����������Ѿ�����ѧ�դ����Ѻ��͹�ͧǧ���ҡ����������Ҥ��٧ �����ѧ�ҹ���� ���觨�����ԧ��鹨л����Ѵ����������Ŵ���������ѹ �ѧ�����Ԥ����������Ѿ���¨֧�ѡ������ѹ㹧ҹ����ͧ��á��ѧ�ҹ����� 20 �ѵ�������ҹ��

��ѡ��÷ӧҹ�ͧ��Ե����������Ѿ����

��Ե����������Ѿ�����·������ͧ���Сͺ��鹰ҹ������¤�֧�ѹ ������Ѻ��͹�ҡ�ѡ �ѧ�ʴ���ٻ��� 1 �����Ӥѭ�ͧ��Ե����������Ѿ���¨�������͹��������� ���ͧ�ҡ��˹�ҷ����Ŵ�͹�ç�ѹ��Ф�����ç�ѹ��ҵ�ص���� ͧ���Сͺ��ҧ� �ӧҹ����ӴѺ�ѧ���

แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงคงที่คือวงจรอะไร

�ٻ 1 ͧ���Сͺ��鹰ҹ�ͧ��Ե����������Ѿ����

�ç�ѹ���Ѻ����٧�м�ҹ����ҷҧǧ�� RFI ������� ���͡�ͧ����ҳú�ǹ����ŧ��俵ç����٧����ǧ���á�������� ��������ҹ�������зӧҹ���������͹����������¡�õѴ����ç�ѹ�繪�ǧ� ������������ҳ 20-200 KHz �ҡ��鹨м�ҹ��ѧ�����ŧ��Ե�������Ŵ�ç�ѹŧ ��ҵ�ص�ͧ�����ŧ�е�͡Ѻǧ�����§����� ��С�ͧ�ç�ѹ������º ��ä�����ç�ѹ�з����¡�û�͹��Ѻ���ç�ѹ�����ҵ�ص��Ѻ���ѧǧ�äǺ��� ���ͤǺ��������������ҹ�������ӡ�����ҡ������͹���ŧ����������¹�ŧ�ͧ�ç�ѹ�����ҵ�ص ��觨��ռŷ�����ç�ѹ��ҵ�ص������� �ٻ��� 2 �ʴ�ǧ�ë������ǹ���ͧ���Сͺ��ѡ��ٻ 1 �����繵�����ҧ

�͹���������

  • ��س� ������� ������������Ǣ����������ͧ�͹���������

ǧ�äǺ���

  • ��س� ������� ������������Ǣ����������ͧǧ�äǺ���

ǧ�õ�����ҧ����ͫշ����ҹ���Է����������Ѿ����

  • ��س� ������� ������������Ǣ����������ͧǧ�õ�����ҧ����ͫշ����ҹ���Է����������Ѿ����

����ػ

��Ե����������Ѿ���� �����觨���俵ç����ջ���Է���Ҿ㹡�÷ӧҹ�٧��������չ��˹ѡ�ҡ����������Ѿ�����ԧ��鹠 ��Ե����������Ѿ���·ӧҹ���ŧ�ç�ѹ���Ѻ��������Өҡ�Թ�ص�����俵ç �ҡ��鹨֧����¹��Ѻ������Ѻ (�����) ����������٧ �����觼�ҹ�����ŧ����Ŵ�ç�ѹŧ ��м�ҹǧ�����§�������С�ͧ�ç�ѹ���������俵ç�ա����˹�� ��Ե����������Ѿ���»�Сͺ���� 3 ��ǹ�˭� ��� ǧ�ÿ����������á���������˹�ҷ���ŧ�ç�ѹ���Ѻ��俵ç� �͹��������� ��˹�ҷ���ŧ俵ç�����Ѻ��������٧ ����ŧ��Ѻ��俵ç��ŵ��� ���ǧ�äǺ�����˹�ҷ��Ǻ�����÷ӧҹ�ͧ�͹��������� ����������ç�ѹ��ҵ�ص�����ͧ���

เอาท์พุทของไฟกระแสสลับ(AC)แรงดันต่ำเหมาะสำหรับเลี้ยงหลอด, ใส้หลอด มอเตอร์ ACเล็กๆ ยังไม่เหมาะที่จะป้อนให้วงจรอิเล็กทรอนิกส์หากยังไม่ผ่านวงจรเรียงกระแสและวงจรกรอง

ข้อมูลเพิ่มเติม:


หม้อแปลง + วงจรเรียงกระแส

แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงคงที่คือวงจรอะไร

เอาท์พุทของไฟกระแสตรง(DC)ที่ไม่เรียบ  เหมาะสำหรับเลี้ยงหลอด, ใส้หลอด มอเตอร์ DCเล็กๆ ยังไม่เหมาะที่จะป้อนให้วงจรอิเล็กทรอนิกส์หากยังไม่ผ่านวงจรกรอง

ข้อมูลเพิ่มเติม: |


หม้อแปลง + วงจรเรียงกระแส + วงจรกรอง

แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงคงที่คือวงจรอะไร

เอาท์พุทไฟกระแสตรง(DC)เรียบ มีพิ้วน้อยเหมาะสำหรับป้อนวงจรอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่

ข้อมูลเพิ่มเติม: | |


หม้อแปลง + วงจรเรียงกระแส + วงจรกรอง + วงจรคุมค่า

แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงคงที่คือวงจรอะไร

เอาท์พุทไฟกระแสตรง(DC) คุมค่า ไฟเรียบมากไม่มีพริ้วเหมาะสำหรับป้อนวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมด

ข้อมูลเพิ่มเติม: | | |


หม้อแปลง(Transformer)

แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงคงที่คือวงจรอะไร
สัญล้กษณ์หม้อแปลง
แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงคงที่คือวงจรอะไร
หม้อแปลงหม้อแปลงทำหน้าที่แปลงไฟฟ้ากระสลับจากแรงดันค่าหนึ่งเป็นอีกค่าหนึ่งโดยให้มีการสูญเสียกำลังงานน้อยที่สุด  หม้อแปลงทำงานเฉพาะกับไฟฟ้า กระแสสลับเท่านั้น และนั่นก็เป็นเหตุผลหนึ่งที่ว่าทำไมไฟฟ้าบ้านจึงเป็นไฟกระแสสลับ

หม้อแปลง แปลงขึ้น(step-up) เพิ่มแรงดัน ส่วนหม้อแปลง แปลงลง(step-down) ลดแรงดัน    แหล่งจ่ายไฟส่วนใหญ่ใช้หม้อแปลงลดแรงดัน เพื่อลดแรงดัน ไฟบ้านที่มีแรงดันสูง (220V)ซึ่งเป็นอันตรายให้ต่ำลงเพื่อความปลอดภัย 

ขดลวดทางเข้าเรียกว่าปฐมภูมิ(primary) และขดลวดทางออกเรียกว่าทุติยภูมิ(secondary) ระหว่างขดทั้งสองไม่มีการต่อกันทางไฟฟ้า  แต่ใช้การเชื่อมกัน โดยสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับที่เกิดขึ้นในแกนเหล็กของหม้อแปลง ขีดสองเส้นระหว่างขดลวดในรูปสัญลักษณ์แทนแกนเหล็ก 

หม้อแปลงเสียพลังงานน้อย  จึงถือว่ากำลังงานเข้าเท่ากับกำลังงานออก และสังเกตว่าเมื่อแรงดันแปลงลง กระแสก็จะแปลงขึ้น

อัตราส่วนจำนวนรอบของแต่ละขดลวดเรียกว่า อัตราส่วนรอบ(turns ratio) เป็นตัวกำหนดอัตราส่วนแรงดัน หม้อแปลงลดแรงดัน(step-down) มีขดลวด จำนวนรอบมากคือขดปฐมภูมิต่อกับแรงดันไฟบ้านเป็นอินพุท  และทางด้านเอาท์พุทเป็นขดทุติยภูมมีิจำนวนรอบน้อยให้แรงดันออกต่ำ

  อัตราส่วนรอบ = Vp = Np   และ   กำลังออก = กำลังเข้า   VsNsVs � Is = Vp � IpVp = แรงดันปฐมภูมิ(อินพุท)
Np = จำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิ
Ip  = กระแสปฐมภูมิ(อินพุท)Vs = แรงดันทุติยภูมิ (เอาท์พุท)
Ns = จำนวนรอบของขดลวดทุึติยภูมิ
Is  = กระแสทุติยภูมิ (เอาท์พุท)

วงจรเรียงกระแส(Rectifier)

มีหลายวิธีในการต่อไดโอดของวงจรเรียงกระแสเพื่อแปลงไฟกระแสสลับเป็นไฟกระแสตรง   วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์ เป็นวิธีที่สำคัญที่สุดสามารถเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น(full-wave) และการ เรียงกระแสแบบเต็มคลื่นมีอีกวิธีหนึ่งคือใช้ไดโอดเพียงสองตัวแต่ต้องต่อกับหม้อแปลงแบบเซนเตอร์แทป แต่ปัจจุบันไม่นิยมใช้วิธีนี้เพราะไดโอดไม่ได้แพงอะไรมาก   ไดโอดตัวเดียว ก็สามารถ ต่อเป็นวงจรเรียงกระแสได้  โดยเรียงได้เฉพาะคลื่นไฟฟ้ากระแสสลับทางด้านบวกได้เป็นไฟกระแสตรงครึ่งคลื่น

วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์(Bridge rectifier)

การเรียงกระแสแบบบริดจ์สามารถใช้ไดโอดเดี่ยวสี่ตัวมาต่อกันหรือสามารถใช้ไดโอดบริดจ์แบบแพคเกจสำเร็จรูปก็ได้  เรียกว่าการเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นเพราะใช้คลื่นไฟฟ้ากระแสสลับทั้งหมด
(ทั้งด้านบวกและด้านลบ) ตัวเรียงกระแสแบบบริดจ์จะเกิดแรงดันตกคร่อม1.4Vเพราะไดโอดแต่ละตัวจะตกคร่อมเท่ากับ 0.7Vขณะนำกระแส  และบริดจ์มีการนำกระแสสองตัวพร้อมกัน,  ดังแสดงใน แผนภาพด้านล่าง  ตัวเรียงกระแสแบบบริดจ์จัดแบ่งตามกระแสสูงสุดที่สามารถผ่านได้และแรงดันกลับสูงสุดที่ทนได้ (ในการเลือกใช้งานอย่างน้อยต้องสูงเป็นสามเท่าของแรงดันแหล่งจ่าย RMS   นั้นคือวงจรเรียงกระแสจะสามารถทนแรงดันยอดได้)  กรุณาดูรายละเอียดที่หน้า ไดโอด  รวมทั้งรูปของวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์
แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงคงที่คือวงจรอะไร
แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงคงที่คือวงจรอะไร
วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์
ไดโอดสลับคู่กันนำกระแส, เปลี่ยนกลับตลอดการต่อ
 ดังนั้นทิศทางสลับกันของไฟฟ้ากระแสสลับจึงถูกแปลง
เป็นไฟกระแสตรงทิศทางเดียว เอาท์พุท: ไฟกระแสตรงเต็มคลื่น
(ใช้คลื่นไฟฟ้ากระแสสลับทั้งหมด)

วงจรเรียงกระแสแบบไดโอดตัวเดียว

ไดโอดตัวเดียวสามารถใช้เป็นตัวเรียงกระแส ได้ไฟกระแสตรงแบบครึ่งคลื่น ซึ่งจะมีช่องว่างตอนไฟกระแสสลับช่วงลบ จึงยากในการกรองให้เหมาะที่จะใช้กับวงจรอิเล็กทรอนิกส์  นอกจากใช้กับวงจรที่กินกระแสน้อยๆ ซึ่งคาปาซิเตอร์กรองยังคลายประจุไม่ทันหมดในระหว่างช่อง  กรุณาดูหน้า ไดโอด สำหรับตัวอย่างของไดโอดเรียงกระแส
แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงคงที่คือวงจรอะไร
แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงคงที่คือวงจรอะไร
วงจรเรียงกระแสแบบไดโอดตัวเดียวเอาท์พุท: ไฟกระแสตรงครึงคลื่น
(ใช้เฉพาะครึ่งหนึ่งของคลื่นไฟกระแสสลับ)

วงจรกรอง(Smoothing)

การกรองเกิดขึ้นโดยการต่อ อิเล็กโตรไลติก คาปาซิเตอร์ ค่าสูงคร่อมไฟกระแสตรง ทำหน้าที่เหมือนบ่อเก็บน้ำ, ป้อนกระแสให้เอาท์พุทเมื่อแรงดันกระแสสลับจากวงจรกรองกระแสตกลง  แผนภาพ
แสดงให้เห็นไฟกระแสตรงที่ยังไม่กรอง(เส้นประ) และไฟกระแสตรงที่กรองแล้ว(เส้นทึบ)   คาปาซิเตอร์ประจุเร็วที่ใกล้ยอดของไฟกระแสตรงและคลายประจุป้อนกระแสให้เอาท์พุท

แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงคงที่คือวงจรอะไร

โปรดสังเกตว่าการกรองทำให้แรงดันกระแสตรงเพิ่มขึ้นถึงค่ายอด(1.4 � )   ตัวอย่างเช่นไฟกระแสสลับ 6V RMS เมื่อถูกเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นจะได้ไฟกระแสตรงประมาณ 4.6V RMS (สูญเสียที่ไดโอดบริดจ์เรียงกระแส1.4V), เมื่อผ่านวงจรกรองจะเพิ่มเป็นค่ายอดเท่ากับ 1.4 � 4.6 = 6.4V (DC)

การกรองไม่เรียบสมบูรณ์เพราะแรงดันของตัวเก็บประจุตกเล็กน้อยตอนคลายประจุ จึงเกิดแรงดันพริ้ว(ripple)เล็กน้อย  สำหรับวงจรโดยส่วนมากแหล่งจ่ายไฟที่มีแรงดันพริ้ว10% ก็ใช้ได้แล้ว ค่าของตัวเก็บประจุสำหรับการกรองหาได้จากสมการข้างล่าง  หากตัวเก็บประจุใหญ่พริ้วก็จะน้อย สำหรับไฟกระแสตรงแบบครึ่งคลื่นตัวกรองต้องใช้ตัวเก็บประจุค่าสูงเป็นสองเท่า 

 ตัวเก็บประจุสำหรับกรองพริ้ว 10%, C =5 � Io   Vs � fIo  = กระแสออกจากแหล่งจ่ายไฟ
Vs = แรงดันแหล่งจ่าย (ค่ายอดของไฟDCที่ยังไม่กรอง)
f    = ความถี่ของไฟ AC แหล่งจ่าย (50Hz)

วงจรคุมค่า(Regulator)

แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงคงที่คือวงจรอะไร
แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงคงที่คือวงจรอะไร
ไอซีคุมค่าแรงดันไอซีคุมค่าแรงดันมีชนิดค่าแรงดันคงที่ (เป็นต้นว่า 5, 12 และ 15V) หรือ แรงดันเอาท์พุทปรับได้  มันถูกเรียกตามกระแสสูงสุดที่สามารถผ่านได้ ไอซีคุมค่าแรงดันลบก็มี เหมาะสำหรับใช้กับแหล่งจายไฟแบบคู่  ไอซีคุมค่าส่วนใหญ่จะมีวงจรการป้องกันอัตโนมัติจาก กระแสเกิน (overload protection) และ ความร้อนเกิน (thermal protection)

ไอซีคุมค่าแบบคงที่ส่วนมากมี 3 ขา และมองดูเหมือนเพาเวอร์ทรานซิสเตอร์, เช่นไอซีคุมค่าเบอร์ 7805 +5V 1A แสดงทางขวามือ   ด้านบนมีรูสำหรับยึดติด แผ่นระบายความร้อน หากจำเป็น

ซีเนอร์ไดโอด
a = แอโหนด(anode),
k = แคโถด(cathode)
แหล่งจ่ายแรงดันไฟตรงคงที่คือวงจรอะไร

ซีเนอร์ไดโอด(Zener diode)คุมค่า

สำหับแหล่งจ่ายไฟกระแสต่ำ  สามารถใช้วงจรแรงดันคุมค่าแบบง่ายๆ ใช้ตัวต้านทานและซีเนอร์ไดโอดต่อกลับ(reverse) ดังแสดงในแผนภาพ เราลำดับ ซีเนอร์ไดโอดตามแรงดันทะลุ(breakdown voltage) Vz และกำลังสูงสุด Pz (เช่น 400mW หรือ 1.3W).

ตัวต้านทานทำหน้าที่จำกัดกระแส (เหมือนตัวต้านทานที่ต่อกับ LED) กระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานจะคงที่ ดังนั้นเมื่อไม่มีกระแสเอาท์พุท กระแสทั้งหมดจะไหลผ่านซีเนอร์ไดโอด ดังนั้นกำลัง Pz ของซีเนอร์ไดโอดต้องมากพอและทนได้