อยากรู้เกี่ยวกับ power supply

[amnuaymp]

ยอดเยี่ยมครับท่านอาจารย์ชิฟู
เข้ามาจดอย่างเดียว ^^'

[klong20]

ถ้าหมายถึง C ตัวใหญ่ 2 ตัวนี้นะ

http://www.hardwaresecrets.com/fullimage.php?image=5582

ให้ดูบทความที่ท่านลิ้งค์มา หน้าแรกเลย ดูรูปที่ 1 มันอยู่ตรง filtering
ทำหน้าที่กรองไฟที่เป็น sine ครึ่งท่อนให้เรียบเป็น dc
ปกติทั่วไปจะใช้ C ตัวเดียว แต่เนื่องจากเค้าต้องการออกแบบให้ใช้กับไฟได้ 2 ระบบ คือ 110V และ 220V จึง "จำเป็นต้องใช้ C 2 ตัว"
โดยที่ C 400V 1 ตัว จะแทนค่าด้วย C 200V 2 ตัว ต่ออนุกรมกันตามที่เห็นนะ อันนี้เป็นเทกนิคของการออกแบบวงจร
แล้วจะมีสวิทซ์เลือก 110/220 ซึ่งสวิทซ์นี้จะสลับวงจรของ ไดโอด rectifier กับ C 2 ตัวนี้ให้เข้ากับไฟที่เลือก

psu พวกที่มีสวิทซ์เลือก 110/220
ตอนที่เลือก 110 มันจะกรองไฟแบบ half wave rectifier ประจุไฟเข้า C ตัวใหญ่ทีละตัว (จึงจำเป็นต้องใช้ C 2 ตัว)
C 2 ตัวถูกต่ออนุกรมกัน ผลที่ได้ก็เป็นคูณสองของแรงดัน เรียกว่า voltage doubler
ส่วนตอนที่เลือก 220 มันจะกรองไฟแบบ full wave rectifier ประจุไฟเข้า C ตัวใหญ่พร้อมกันทั้งสองตัว
การ rectifier แบบ full wave ดีกว่า ได้ไฟดีซีที่เรียบกว่า แต่ก็ไม่แตกต่างแบบมีนัยสำคัญ

ถ้าออกแบบให้ใช้ไฟช่วงเดียวโดยไม่มีสวิทซ์ให้เลือกเป็นอย่างอื่น เช่น 110V อย่างเดียว หรือ 220V อย่างเดียว
ก็ไม่มีความจำเป็นต้องใช้ C 2 ตัว

วงจร active pfc จะเพิ่มวงจร step up switching voltage regulator เข้าไปแทรกตรงส่วนที่ ไดโอด rectifier ต่อกับ C
เดิม ไดโอดเรียงกระแสไปประจุ C ตรงๆ ก็ต้องผ่านวงจร step up นี้ก่อน
รูปแบบการประจุไฟเข้า C จะเปลี่ยนใหม่เป็นแบบ switching คือประจุด้วยความถี่สูงมาก ตอนนี้ความจำเป็นที่ต้องใช้ C 2 ตัวก็ไม่มีแล้วครับ
ถ้าจุดที่ท่านสงสัย คือ C 200V 2 ตัว หายไปกลายเป็น C 400V 1 ตัว
ถ้าเป็นจุดนี้ จะเป็นการแทนค่ากันตามธรรมดา ไม่ได้ตัดวงจรอะไรออกไปครับ

psu ที่เพิ่มวงจร active pfc เข้าไปแล้ว จะใช้ C 200V 2 ตัวแบบเดิมก็ได้ ไม่ต้องเปลี่ยนเป็น 400V ตัวเดียวก็ได้ครับ
เพียงแต่ปกติ ในทางเทกนิคตัวเดียวจะดีกว่า และตัวเดียวต้นทุนถูกกว่า ก็เลยเห็นเปลี่ยนเป็น 400V กันหมด

ผมเพิ่มเติมเรื่องวงจรกรองไฟแบบธรรมดาที่ไม่มีวงจร active pfc นะครับ
วงจรแบบนี้ ถือเป็นวงจรพื้นฐานที่ใช้อุปกรณ์น้อยสุด ต้นทุนต่ำสุด
ในการใช้งานจริง แม้กระทั่งเครื่องเสียงไฮเอนที่มีราคาหลายแสน ก็ใช้วงจรพื้นๆแบบนี้ เพราะเป็นวงจรที่มีความเชื่อถือได้สูงสุด
ดังนั้น วงจรกรองไฟแบบนี้ จึงไม่ใช่วงจรที่ไม่ดี แต่ถือว่าเป็นวงจรกรองไฟที่เป็นมาตราฐานของโลกเลยครับ

วงจรกรองไฟแบบนี้ จะกินกระแสไฟเป็นยอดแหลมๆสูงๆที่เรียกว่า spike ซึ่งดูแล้วไม่ดี ถือว่าเป็นข้อเสีย
แต่ที่ผ่านมาปริมาณอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้วงจรแบบนี้ ยังถือว่าไม่มากมาย วงจรแบบนี้จึงถูกใช้มาตลอดหลายสิบปี ก็ไม่มีใครว่ามีปัญหาอะไร
เพิ่งจะมีเรื่อง active pfc ไม่กี่ปีมานี้เอง เพราะหลายประเทศที่เค้าใช้ไฟ 100-120V จะใช้กระแสไฟมากกว่าบ้านเราเท่าตัว
สมมุติว่า ใช้กับบ้านเรา มียอดสูง 10A ถ้าไปใช้กับบ้านเค้า จะมียอดสูง 20A มันก็เลยมีปัญหากับระบบการจ่ายไฟจากการไฟฟ้า
เมื่อก่อนจำนวนคอมไม่มาก ปัญหาก็ไม่มี ตอนนี้มีคอมกันทุกบ้าน สำนักงานนึงมีคอมเป็นร้อยตัว ปัญหาเรื่องกินไฟเป็น spike จึงเป็นเรื่องใหญ่

วงจร active pfc จะทำให้รูปแบบการกินกระแสไฟเปลี่ยนจาก spike กลายมาเป็น sine
ยอดที่เคยสูง 20A อาจจะลดลงเหลือ 2A ช่วยให้ระบบการจ่ายไฟจากการไฟฟ้าของเค้าไม่เกิดปัญหา

ส่วนสำคัญของวงจร active pfc ก็คือวงจร step up switching voltage regulator ที่มีไอซีเฉพาะควบคุม
วงจรนี้จะใช้ coil ทรานซิสเตอร์ และไดโอดความถี่สูงอีกตัว เป็นตัวประจุไฟให้ C มีแรงดันไฟที่สูงตามที่เค้าออกแบบ เช่น 380V ซึ่งวงจรแบบเดิมจะทำอย่างนี้ไม่ได้
แต่ข้อเสียของวงจร step up คือ จะกินกระแสไฟเป็นยอดแหลมถี่ๆมาก เช่น หมื่นครั้งต่อวินาที
จึงจำเป็นต้องมีวงจร emi filter เข้ามาช่วยกรองความถี่ตรงนี้

psu ที่ไม่ได้ใช้วงจร active pfc ไม่จำเป็นต้องมีวงจร emi filter เพราะมันไม่ได้ทำงานที่ความถี่สูง
แต่ psu ที่ใช้วงจร active pfc จำเป็นต้องมีวงจร emi filter เพราะมันทำงานที่ความถี่สูง

เลยมาถึง emi filter ละ ชักไกล จบแค่นี้นะครับ



ถ้าเป็นเรื่องเลือกซื้อ psu ที่ขายๆกัน ผมรู้ไม่เยอะนะ เพราะผ่านมือไม่เยอะ
โดยเฉพาะพวกตัวแพงๆ ผมไม่ได้ใช้เลย เพราะใช้แต่วัตต์ต่ำๆ

ส่วนเรื่องวงจร อันนี้เป็นพื้นฐานที่คนที่เรียนมาด้านนี้ต้องรู้กันทุกคนอยู่แล้วครับ
วงจรแปลงไฟ ac -> dc เป็นวงจรแรกที่เค้าสอนกัน และเป็นข้อสอบมาตราฐานที่ออกกันด้วย

ตอนผมสอบออกแบบวงจรครั้งแรก เค้าให้ออกแบบ 4 วงจร ให้เวลาสามชั่วโมง
วงจรอันแรก ก็คือ ให้ออกแบบวงจรจ่ายไฟตรงนี่แหละ
ผมทำข้อนี้ก่อน ใช้เวลาเขียนข้อนี้ข้อเดียวสองชั่วโมง เขียนไม่หยุดเลย สามสิบหน้ากระดาษมั้ง แบบว่าอธิบายละเอียดยิบๆ อิ อิ
เหลืออีกชั่วโมง ทำข้อสองไปได้นิดเดียว ก็หมดเวลาแล้ว ข้อสามสี่ไม่ได้เขียนเลยแม้แต่นิดเดียว
ผมก็เลยเขียนลงท้ายว่า "ผมออกแบบได้หมดแหละ แต่เวลาไม่พอ" แล้วผลสอบออกมา ผมได้ A ( มีคนได้ 4 คนจาก 180 คน) อิ อิ

ท่านครับ อยากบอกว่าสุดยอดครับ แต่ยิ่งอ่านยิ่ง งง เด็กหลังห้อง

[mu.fc.champ]

ถ้าหมายถึง C ตัวใหญ่ 2 ตัวนี้นะ

http://www.hardwaresecrets.com/fullimage.php?image=5582

ให้ดูบทความที่ท่านลิ้งค์มา หน้าแรกเลย ดูรูปที่ 1 มันอยู่ตรง filtering
ทำหน้าที่กรองไฟที่เป็น sine ครึ่งท่อนให้เรียบเป็น dc
ปกติทั่วไปจะใช้ C ตัวเดียว แต่เนื่องจากเค้าต้องการออกแบบให้ใช้กับไฟได้ 2 ระบบ คือ 110V และ 220V จึง "จำเป็นต้องใช้ C 2 ตัว"
โดยที่ C 400V 1 ตัว จะแทนค่าด้วย C 200V 2 ตัว ต่ออนุกรมกันตามที่เห็นนะ อันนี้เป็นเทกนิคของการออกแบบวงจร
แล้วจะมีสวิทซ์เลือก 110/220 ซึ่งสวิทซ์นี้จะสลับวงจรของ ไดโอด rectifier กับ C 2 ตัวนี้ให้เข้ากับไฟที่เลือก

psu พวกที่มีสวิทซ์เลือก 110/220
ตอนที่เลือก 110 มันจะกรองไฟแบบ half wave rectifier ประจุไฟเข้า C ตัวใหญ่ทีละตัว (จึงจำเป็นต้องใช้ C 2 ตัว)
C 2 ตัวถูกต่ออนุกรมกัน ผลที่ได้ก็เป็นคูณสองของแรงดัน เรียกว่า voltage doubler
ส่วนตอนที่เลือก 220 มันจะกรองไฟแบบ full wave rectifier ประจุไฟเข้า C ตัวใหญ่พร้อมกันทั้งสองตัว
การ rectifier แบบ full wave ดีกว่า ได้ไฟดีซีที่เรียบกว่า แต่ก็ไม่แตกต่างแบบมีนัยสำคัญ

ถ้าออกแบบให้ใช้ไฟช่วงเดียวโดยไม่มีสวิทซ์ให้เลือกเป็นอย่างอื่น เช่น 110V อย่างเดียว หรือ 220V อย่างเดียว
ก็ไม่มีความจำเป็นต้องใช้ C 2 ตัว

วงจร active pfc จะเพิ่มวงจร step up switching voltage regulator เข้าไปแทรกตรงส่วนที่ ไดโอด rectifier ต่อกับ C
เดิม ไดโอดเรียงกระแสไปประจุ C ตรงๆ ก็ต้องผ่านวงจร step up นี้ก่อน
รูปแบบการประจุไฟเข้า C จะเปลี่ยนใหม่เป็นแบบ switching คือประจุด้วยความถี่สูงมาก ตอนนี้ความจำเป็นที่ต้องใช้ C 2 ตัวก็ไม่มีแล้วครับ
ถ้าจุดที่ท่านสงสัย คือ C 200V 2 ตัว หายไปกลายเป็น C 400V 1 ตัว
ถ้าเป็นจุดนี้ จะเป็นการแทนค่ากันตามธรรมดา ไม่ได้ตัดวงจรอะไรออกไปครับ

psu ที่เพิ่มวงจร active pfc เข้าไปแล้ว จะใช้ C 200V 2 ตัวแบบเดิมก็ได้ ไม่ต้องเปลี่ยนเป็น 400V ตัวเดียวก็ได้ครับ
เพียงแต่ปกติ ในทางเทกนิคตัวเดียวจะดีกว่า และตัวเดียวต้นทุนถูกกว่า ก็เลยเห็นเปลี่ยนเป็น 400V กันหมด

ผมเพิ่มเติมเรื่องวงจรกรองไฟแบบธรรมดาที่ไม่มีวงจร active pfc นะครับ
วงจรแบบนี้ ถือเป็นวงจรพื้นฐานที่ใช้อุปกรณ์น้อยสุด ต้นทุนต่ำสุด
ในการใช้งานจริง แม้กระทั่งเครื่องเสียงไฮเอนที่มีราคาหลายแสน ก็ใช้วงจรพื้นๆแบบนี้ เพราะเป็นวงจรที่มีความเชื่อถือได้สูงสุด
ดังนั้น วงจรกรองไฟแบบนี้ จึงไม่ใช่วงจรที่ไม่ดี แต่ถือว่าเป็นวงจรกรองไฟที่เป็นมาตราฐานของโลกเลยครับ

วงจรกรองไฟแบบนี้ จะกินกระแสไฟเป็นยอดแหลมๆสูงๆที่เรียกว่า spike ซึ่งดูแล้วไม่ดี ถือว่าเป็นข้อเสีย
แต่ที่ผ่านมาปริมาณอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้วงจรแบบนี้ ยังถือว่าไม่มากมาย วงจรแบบนี้จึงถูกใช้มาตลอดหลายสิบปี ก็ไม่มีใครว่ามีปัญหาอะไร
เพิ่งจะมีเรื่อง active pfc ไม่กี่ปีมานี้เอง เพราะหลายประเทศที่เค้าใช้ไฟ 100-120V จะใช้กระแสไฟมากกว่าบ้านเราเท่าตัว
สมมุติว่า ใช้กับบ้านเรา มียอดสูง 10A ถ้าไปใช้กับบ้านเค้า จะมียอดสูง 20A มันก็เลยมีปัญหากับระบบการจ่ายไฟจากการไฟฟ้า
เมื่อก่อนจำนวนคอมไม่มาก ปัญหาก็ไม่มี ตอนนี้มีคอมกันทุกบ้าน สำนักงานนึงมีคอมเป็นร้อยตัว ปัญหาเรื่องกินไฟเป็น spike จึงเป็นเรื่องใหญ่

วงจร active pfc จะทำให้รูปแบบการกินกระแสไฟเปลี่ยนจาก spike กลายมาเป็น sine
ยอดที่เคยสูง 20A อาจจะลดลงเหลือ 2A ช่วยให้ระบบการจ่ายไฟจากการไฟฟ้าของเค้าไม่เกิดปัญหา

ส่วนสำคัญของวงจร active pfc ก็คือวงจร step up switching voltage regulator ที่มีไอซีเฉพาะควบคุม
วงจรนี้จะใช้ coil ทรานซิสเตอร์ และไดโอดความถี่สูงอีกตัว เป็นตัวประจุไฟให้ C มีแรงดันไฟที่สูงตามที่เค้าออกแบบ เช่น 380V ซึ่งวงจรแบบเดิมจะทำอย่างนี้ไม่ได้
แต่ข้อเสียของวงจร step up คือ จะกินกระแสไฟเป็นยอดแหลมถี่ๆมาก เช่น หมื่นครั้งต่อวินาที
จึงจำเป็นต้องมีวงจร emi filter เข้ามาช่วยกรองความถี่ตรงนี้

psu ที่ไม่ได้ใช้วงจร active pfc ไม่จำเป็นต้องมีวงจร emi filter เพราะมันไม่ได้ทำงานที่ความถี่สูง
แต่ psu ที่ใช้วงจร active pfc จำเป็นต้องมีวงจร emi filter เพราะมันทำงานที่ความถี่สูง

เลยมาถึง emi filter ละ ชักไกล จบแค่นี้นะครับ



ถ้าเป็นเรื่องเลือกซื้อ psu ที่ขายๆกัน ผมรู้ไม่เยอะนะ เพราะผ่านมือไม่เยอะ
โดยเฉพาะพวกตัวแพงๆ ผมไม่ได้ใช้เลย เพราะใช้แต่วัตต์ต่ำๆ

ส่วนเรื่องวงจร อันนี้เป็นพื้นฐานที่คนที่เรียนมาด้านนี้ต้องรู้กันทุกคนอยู่แล้วครับ
วงจรแปลงไฟ ac -> dc เป็นวงจรแรกที่เค้าสอนกัน และเป็นข้อสอบมาตราฐานที่ออกกันด้วย

ตอนผมสอบออกแบบวงจรครั้งแรก เค้าให้ออกแบบ 4 วงจร ให้เวลาสามชั่วโมง
วงจรอันแรก ก็คือ ให้ออกแบบวงจรจ่ายไฟตรงนี่แหละ
ผมทำข้อนี้ก่อน ใช้เวลาเขียนข้อนี้ข้อเดียวสองชั่วโมง เขียนไม่หยุดเลย สามสิบหน้ากระดาษมั้ง แบบว่าอธิบายละเอียดยิบๆ อิ อิ
เหลืออีกชั่วโมง ทำข้อสองไปได้นิดเดียว ก็หมดเวลาแล้ว ข้อสามสี่ไม่ได้เขียนเลยแม้แต่นิดเดียว
ผมก็เลยเขียนลงท้ายว่า "ผมออกแบบได้หมดแหละ แต่เวลาไม่พอ" แล้วผลสอบออกมา ผมได้ A ( มีคนได้ 4 คนจาก 180 คน) อิ อิ

ตรงสีแดงผมขอเพิ่ม Mosfet เข้าไปด้วยนะครับเพราะ ณ ปัจจุบันมีหลายๆเจ้าที่ผลิตเค้าเปลี่ยนจาก Transistor เป็น Mosfet แล้วครับอีกอย่าง Mosfet มีความถี่การ Switching สูงกว่า Transistor ด้วยครับผม

[m shifu]

ตรงสีแดงผมขอเพิ่ม Mosfet เข้าไปด้วยนะครับเพราะ ณ ปัจจุบันมีหลายๆเจ้าที่ผลิตเค้าเปลี่ยนจาก Transistor เป็น Mosfet แล้วครับอีกอย่าง Mosfet มีความถี่การ Switching สูงกว่า Transistor ด้วยครับผม