แหล่งจ่ายไฟ

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
รูปแสดงแหล่งจ่ายไฟแบบหลอดสูญญากาศ แขวนบนแร็ค ปรับได้ ทำงานที่ +/- 1500 volts DC, 0 to 100mA output, สามารถจำกัดกระแสได้

แหล่งจ่ายไฟ (อังกฤษ: power supply)เป็นอุปกรณ์ที่จ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับโหลดไฟฟ้า. เป็นคำที่ใช้กันมากที่สุด ในการแปลงพลังงานไฟฟ้าจากรูปแบบหนึ่ง ไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง แม้ว่ามันจะยังอาจหมายถึง อุปกรณ์ที่แปลงพลังงานรูปแบบหนึ่ง (เช่นพลังงานกล, พลังงานเคมี, พลังงานแสงอาทิตย์) ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า. แหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมได้(อังกฤษ: regulated power supply)สามารถควบคุม แรงดันหรือกระแสเอาต์พุตให้มีค่าที่คงที่แน่นอน แม้ว่าโหลดจะมีการเปลี่ยนแปลงหรือมีการเปลี่ยนแปลงที่พลังงานที่อินพุทก็ตาม

แหล่งจ่ายไฟทุกตัวต้องได้รับพลังงานจากแหล่งพลังงานภายนอกเพื่อจ่ายให้โหลดและการบริโภคพลังงานของตัวมันเองในขณะที่ปฏิบัติงาน แหล่งพลังงานภายนอกจะขึ้นอยู่กับการออกแบบ. แหล่งจ่ายไฟอาจจะได้รับพลังงาน จาก:

แหล่งจ่ายไฟอาจถูกนำมาใช้แบบแยกส่วน หรือเป็นอุปกรณ์ส่วนหนึ่งของโหลด เช่นแหล่งจ่ายไฟในคอมพิวเตอร์เดสก์ทอป และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปสำหรับผู้บริโภค

คุณลักษณะเฉพาะที่ระบุไว้บนแหล่งจ่ายไฟ ได้แก่:

  • ปริมาณของแรงดันและกระแสที่จะสามารถจ่ายให้กับโหลดได้
  • วิธีการที่จะทำให้แรงดันหรือกระแสเอาต์พุตมีเสถียรภาพ ภายใต้เงื่อนไขที่กระแสไฟฟ้าอินพุทและสภาวะของโหลดที่เปลี่ยนแปลง
  • ระยะเวลาการใช้งานได้นานเท่าใดโดยไม่ต้องเติมเชื้อเพลิงหรือหรือชาร์จประจุใหม่ (เฉพาะ อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้แหล่งพลังงานแบบพกพา)

ประเภทของแหล่งจ่ายไฟ[แก้]

แหล่งจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สามารถแบ่งออกกว้างๆเป็นแบบความถี่ไฟฟ้าขาเข้า (หรือ "ธรรมดา") และ แบบสวิตชิง. แบบความถี่ มักจะมีการออกแบบที่ค่อนข้างง่าย แต่จะมีขนาดใหญ่และหนักสำหรับแหล่งจ่ายไฟกระแสสูง เนื่องจากความจำเป็นที่จะต้องใช้หม้อแปลงไฟฟ้าขาเข้าที่มีขนาดใหญ่ และวงจรแบบอิเล็กทรอนิกส์ความร้อนสูงที่ต้องการตัวระบายความร้อนขนาดใหญ่ แหล่งจ่ายไฟแบบธรรมดานี้ บางครั้งเรียกว่าแบบ "เชิงเส้น" แต่ที่ เรียกที่ชื่อผิด เพราะการแปลงจากแรงดันไฟฟ้า AC เป็น DC โดยเนื้อแท้แล้ว ไม่ใช่เชิงเส้น เมื่อ วงจรเรียงกระแสจ่ายไฟเข้าไปใน capacitor. Linear voltage regulators จะผลิตแรงดันไฟฟ้า เอาต์พุตที่จะถูก regulated โดยวิธี voltage divider ที่บริโภคพลังงาน จึงทำให้มีประสิทธิภาพต่ำ. แหล่งจ่ายไฟแบบ switched-mode ที่ให้เอาต์พุตเท่ากันกับแหล่งจ่ายไฟธรรมดาจะมีขนาดที่เล็กกว่า มีประสิทธิภาพสูงกว่า แต่จะซับซ้อนมากขึ้น

แบตเตอรี่[แก้]

แบตเตอรี่อัลคาไลน์

แบตเตอรี่เป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานเคมีที่เก็บไว้ให้เป็นพลังงานไฟฟ้า แบตเตอรี่ถูกใช้เป็น แหล่งพลังงานในครัวเรือนจำนวนมากและประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม

แบตเตอรี่มีสองชนิด ได้แก่แบตเตอรรี่ปฐมภูมิ (แบตเตอรี่ที่ใช้แล้วทิ้ง) ซึ่งถูกออกแบบมาให้ ใช้เพียงครั้งเดียวแล้วทิ้ง และแบตเตอรี่ทุติยภูมิ (แบตเตอรี่ชาร์จใหม่ได้) ซึ่งถูกออกแบบมาเพื่อ ชาร์จใหม่ได้หลายครั้ง แบตเตอรี่มีหลายขนาดจากเซลล์ขนาดเล็กที่ใช้ในเครื่องช่วยฟังและนาฬิกาข้อมือ ไปจนถึงขนาดห้องเป็นกลุ่มของแบตเตอรี่ (อังกฤษ: battery bank) ที่ทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง ในชุมสายโทรศัพท์และศูนย์ข้อมูลคอมพิวเตอร์

แหล่งจ่ายไฟ DC[แก้]

แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นทำเองที่บ้าน ในที่นี้ใช้สำหรับอุปกรณ์วิทยุสมัครเล่น

แหล่งจ่ายไฟ DC ที่ไม่ควบคุมปกติจะใช้หม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อแปลงแรงดันจากผนัง (ไฟบ้าน )ให้ต่ำลงให้ได้แรงดันที่ต้องการ ถ้าต้องการผลิต แรงดัน DC, วงจรเรียงกระแส จะใช้ในการ แปลงแรงดันไฟฟ้าสลับให้เป็นแรงดันไฟฟ้าตรง(ยังเป็นรูปคลื่นอยู่) ตามด้วยตัวกรองประกอบด้วยตัวเก็บประจุ ตัวต้านทาน อย่างน้อยหนึ่งตัว และบางครั้งมี ตัวเหนี่ยวนำด้วยเพื่อ ทำการกรอง (ทำให้เรียบ) ของคลื่นเหล่านั้น คลื่นขนาดเล็กที่เหลือจากการกรองหรือที่เรียกว่า ripple นี้เป็นสิ่งไม่พึงประสงค์ ซึ่งอาจมีความถี่น้อยหรือมากกว่าความถี่จาก AC input (ขึ้นอยู่กับวิธีเรียงกระแสว่า จเป็นแบบครึ่งคลื่น หรือ เต็มคลื่น) ripple นี้จะขี่ไปบนแรงดันไฟฟ้าตรง อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

ในวัตถุประสงค์ เช่นการชาร์จแบตเตอรี่, ripple ไม่ได้เป็นปัญหาและแหล่งจ่ายไฟที่ง่ายที่สุด อาจเป็นเพียงหม้อแปลงแรงต่ำที่มีไดโอดตัวเดียวกับความต้านทานอีกหนึ่งตัวต่ออนุกรมอยู่ก็ได้

ก่อนที่จะมีการนำอุปกรณ์แบบ solid-state มาใช้, อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะใช้วาล์ว (หลอด สูญญากาศ) ซึ่งต้องการแรงดันสูง แหล่งจ่ายไฟจะใช้หม้อแปลงแบบ step-up, วงจรเรียงกระแส และ ตัวกรอง เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าตรงหลายระดับ หลายร้อยโวลต์ และแรงดันกระแสสลับเพื่อจุดใส้หลอด เฉพาะอุปกรณ์ที่ทันสมัยที่สุดเท่านั้นที่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟควบคุมที่มีขนาดใหญ่และราคาแพง

แหล่งจ่ายไฟ AC[แก้]

แหล่งจ่ายไฟ AC ปกติจะใช้แรงดันไฟฟ้าจากเต้าเสียบ (ไฟบ้าน) และ ลดแรงดันลงในระดับ แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ บางครั้ง การกรองก็ต้องการเช่นกัน

แหล่งจ่ายไฟ AC สามารถผลิตไฟฟ้า AC ได้จากไฟ DC วงจรที่ใช้เปลี่ยนไฟ DC ให้เป็นไฟ AC เรียกว่า Inverter อินเวอร์เตอร์ทำงานด้วยอุปกรณ์ power switching ที่ทำจากสารกึ่งตัวนำที่ควบคุมได้. รูปคลื่น AC ที่เอาต์พุตจึงมีค่าที่ไม่เกาะติดกัน เนื่องจากการแปลงทำงานอย่างรวดเร็วแทนที่จะเป็นการแปลงอย่างราบรื่น ความสามารถในการสร้างรูปคลื่นใกล้รูปซายน์ที่มีความถี่ใกล้ๆความถี่พื้นฐานถูกบังคับโดยใช้เทคนิคการมอดดูเลชั่นที่มีการควบคุมตลอดเวลาที่ เพาเวอร์วาล์วเปิดและปิด เทคนิคการมอดดูเลชั่นที่ใช้ได้แก่ carrier-based technique, หรือ pulse width modulation, space-vector technique, และ selective-harmonic technique.

Linear regulated power supply[แก้]

แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นควบคุม DC

แรงดันไฟฟ้าที่ผลิตโดยแหล่งจ่ายไฟที่ไม่ควบคุมจะมีระดับแรงดันไม่คงที่ ซึ่งจะแปรเปลี่ยนไปตามโหลดและ AC input สำหรับการใช้งานด้านอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญ ตัวควบคุมเชิงเส้น (อังกฤษ: linear regulator) อาจถูกใช้ในการตั้งค่าแรงดันให้แม่นยำ ให้มีความเสถียรต่อ ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าด้านอินพุทและโหลด ตัวควบคุมนี้ยังช่วยลดการกระเพื่อมและการรบกวนในกระแสตรงที่เอาต์พุตด้วย linear regulator มักจะทำการจำกัดปริมาณการไหลของกระแส เพื่อปกป้องแหล่งจ่ายไฟและวงจรอื่นที่เชื่อมต่ออยู่ด้วยเป็นอันตรายจากกระแสเกิน

แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นที่ปรับได้มักจะเป็นอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการและหน่วยบริการทดสอบ เนื่องจากมันสามารถปรับเปลี่ยนแรงดันเอาต์พุตให้มีระดับต่างๆได้ ตัวอย่างเช่นแหล่งจ่ายไฟตั้งโต๊ะที่ถูกใช้โดยนักออกแบบวงจร อาจจะปรับเอาต์พุตให้สูงขึ้นถึง 30 โวลต์ 5 แอมแปร์ แหล่งจ่ายไฟบางตัวอาจถูกขับโดยสัญญาณภายนอก เช่นการใช้งานที่ต้องการเอาต์พุตจากแหล่งจ่ายไฟเป็นพัลส์(คลื่นสี่เหลี่ยมเป็นช่วง)

แหล่งจ่ายไฟ AC/DC[แก้]

ในอดีต ไฟฟ้าหลักถูกจ่ายเป็น DC ในบางภูมิภาค บางภูมิภาคก็เป็น AC หม้อแปลงไม่สามารถใช้กับ DC แต่แหล่งจ่ายไฟแบบไม่ควบคุมที่ง่ายและราคาถูก สามารถทำงานได้จากอินพุทที่เป็นทั้งไฟ AC หรือ DC โดยไม่ต้องใช้หม้อแปลง แหล่งจ่ายไฟประกอบด้วย วงจรเรียงกระแสและตัวเก็บประจุเหมือนปรกติ เมื่อใช้งานจากไฟ DC อินพุท, rectifier ทำงานเป็นเพียงตัวนำให้กระแสผ่านไป ซึ่งจะไม่มีผลกระทบกับวงจรโดยรวมแต่อย่างใด วงจร rectifier ยังถูกมีอยู่ เพื่อให้การดำเนินงานจาก AC หรือ DC ได้โดยไม่ต้องมีการดัดแปลง

Switched Mode Power Supply[แก้]

ในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์โหมด (อังกฤษ: switched mode power supply) หรือ SMPS , AC อินพุท จะถูก rectify โดยตรง จากนั้นจะถูกกรองเพื่อให้ได้แรงดัน DC. แรงดันไฟตรงที่เกิดขึ้นจะถูกสับเปลี่ยนให้ปิด/เปิดที่ความถี่สูงโดยวงจรสวิตชิ่งอิเล็กทรอนิกส์ ทำให้เป็นกระแสสลับความถี่สูงมาก (ประมาณ 10 KHz-1 MHz) ซึ่งจะทำให้มีการใช้หม้อแปลงไฟฟ้า และตัวกรองเก็บประจุที่มีขนาดเล็กมาก น้ำหนักเบา และมีราคาถูกกว่า ที่พบในอุปกรณ์ไฟฟ้าเชิงเส้นที่ทำงานที่ความถี่ไฟเมน(50 Hz) หลังจากทีผ่านตัวเหนี่ยวนำหรือหม้อแปลงแล้ว AC ความถี่สูงจะถูก rectify และ filter เพื่อผลิตแรงดัน output DC. ถ้า SMPS ใช้หม้อแปลงความถี่สูงหุ้มฉนวนอย่างเพียงพอ, เอาต์พุตจะถูกแยกออกจากไฟเมนทางไฟฟ้า; คุณลักษณะนี้มักเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อความปลอดภัย

Switched-mode power supplies ปกติจะถูก regulate และเพื่อให้แรงดันเอาต์พุตคงที่ แหล่งจ่ายไฟจะมี feedback controller ที่จะตรวจสอบกระแสที่โหลดดึงเอาไปใช้. duty cycle ของการสวิตช์จะเพิ่มขึ้น ถ้าเอาต์พุตต้องการพลังงานมากขึ้น

Block diagram ของ SMPS

SMPSs มักจะมีคุณลักษณะด้านความปลอดภัย เช่นการจำกัดปริมาณกระแส หรือวงจร crowbar เพื่อช่วยป้องกันอุปกรณ์และผู้ใช้จากอันตราย. ในกรณีที่ตรวจพบความผิดปกติของ การใช้กระแสที่สูง, SMPS จะถือว่าเป็นการลัดวงจร และจะปิดตัวเองก่อนที่จะเกิดความเสียหาย แหล่งจ่ายไฟของ PC ปกติจะส่งสัญญาณ power good ไปให้เมนบอร์ด; ถ้าสัญญาณนี้ขาดหายไป ระบบจะเริ่มขบวนการ shutdown เพื่อป้องกันการสูญเสียข้อมูล อันเนื่องมาจากความผิดปรกติของแหล่งจ่ายไฟ

SMPSs มีขีดจำกัดแน่นอนสำหรับกระแสเอาต์พุตที่ต่ำที่สุด มันจะจ่ายเอาต์พุตในระดับท่สูงกว่าค่าใดค่าหนึ่ง แต้จะไม่ทำงานถ้ากระแสเอาต์พุตต่ำกว่าจุดนั้น ในสภาพไม่มีโหลด ความถี่จากวงจรสวิตชิ่งจะสูงขึ้นอย่างมากจนทำให้หม้อแปลงแยกอินพุทกับเอาต์พุตเสียหาย อันเนื่องมาจากแรงดันไฟฟ้ายอดแหลมที่เรียกว่า spike ที่เกิดขึ้นสูงมาก วงจรป้องกันของ SMPS อาจทำงานในช่วงสั้นๆ แต่แล้วก็ปิดตัวลงเมื่อตรวจสอบแล้วว่าไม่มีโหลด dummy load ขนาดเล็กมากและใช้พลังงานต่ำเช่น power transistor แบบเซรามิก หรือหลอดไฟ 10 วัตต์ สามารถนำมาต่อเข้ากับเอาต์พุตเพื่อให้มันทำงานโดยไม่มีโหลดได้

Power factor (PF) ได้กลายเป็นความกังวลสำหรับผู้ผลิตคอมพิวเตอร์. SMPS เป็นแหล่งผลิตฮาโมนิคใน power line และมี PF ที่แย่มาก ไฟป้อนเข้าที่ rectifier จะบิดเบือน waveshape ของกระแสที่ดึงมาจากสายเมน; สิ่งนี้ก่อให้เกิดผลกระทบด้านลบต่อโหลดอื่นๆในบริเวณใกล้เคียง กระแสที่บิดเบือนทำให้เกิดความร้อนส่วนเกินในสายไฟและอุปกรณ์ที่กระจายอยู่ทั่วไป SMPS ในอาคารหนึ่งสามารถทำให้คุณภาพไฟฟ้าที่ไม่ดีสำหรับลูกค้าที่ใช้ไฟฟ้าอื่น ๆ ลูกค้าดังกล่าวอาจต้องเผชิญกับค่าไฟฟ้าที่สูงขึ้นอันเนื่องมาจาก PF มีค่าต่ำ

SMPS บางตัวใช้ตัวกรองหรือขั้นตอนการสวิตช์เพิ่มเติมในวงจรเรียงกระแสเพื่อปรับปรุงรูปแบบของคลื่นกระแสไฟฟ้าที่ดึงมาจากไฟ AC input สิ่งนี้จะเพิ่มความซับซ้อนของระบบเข้าไปอีก แหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์ที่สร้างขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาจะเพิ่มตัวแก้ PF เข้าไปใน SMPF และอาจโฆษณาว่ามี PF ที่ 1.0

Programmable power supply[แก้]

แหล่งจ่ายไฟที่สามารถตั้งโปรแกรมได้

Programmable power supply อนุญาตให้มีการควบคุมระยะไกลของแรงดันออกผ่าน สัญญาณอนาล็อกหรือ อินเตอร์เฟซคอมพิวเตอร์เช่น RS232 หรือ GPIB. คุณสมบัติที่สามารถปรับได้รวมถึง แรงดันไฟฟ้า, กระแสไฟฟ้า และความถี่ (สำหรับเครื่องที่เอาต์พุตเป็น AC) อุปกรณ์เหล่านี้จะประกอบด้วย หน่วยประมวลผล, วงจรการเขียนโปรแกรมแรงดัน/กระแส, current shunt, และวงจรอ่าน-กลับแรงดัน/กระแส คุณสมบัติเพิ่มเติมรวม วงจรป้องกันกระแสเกิน, แรงดันไฟฟ้าเกิน และ การลัดวงจร และ การชดเชยอุณหภูมิ. แหล่งจ่ายไฟที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ ยังมีในหลากหลายรูปแบบรวมทั้งแบบโมดูลาร์ ติดบอร์ด แขวนผนัง ตั้งพื้น หรือตั้งโต๊ะ

แหล่งจ่ายไฟที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ สามารถให้ DC, AC หรือ AC ที่มี DC ชดเชย. เอาต์พุต AC สามารถเป็นได้ทั้งเฟสเดียว หรือสามเฟส แบบเฟสเดียวโดยทั่วไปจะใช้สำหรับแรงดันต่ำ ในขณะที่แบบสามเฟสเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงดันสูง

แหล่งจ่ายไฟที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ ปัจจุบันถูกใช้ในงานหลากหลาย ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ทดสอบอัตโนมัติ, การตรวจสอบการเจริญเติบโตของผลึก และ การวิเคราะห์ความร้อนที่แตกต่างกัน

Uninterruptible power supply[แก้]

Uninterruptible power supply (UPS) ได้รับพลังงานจากแหล่งที่มาสองที่หรือมากกว่าพร้อมกัน ปรกติจะรับพลังงานโดยตรงจากไฟ AC ในขณะเดียวกันก็เก็บพลังงานไว้ในแบตเตอรี่ อาจจะมีการล้มเหลวของระบบไฟฟ้าหลัก แบตเตอรี่จะเข้าทำงานแทนในทันที เพื่อให้โหลดไม่ถูกขัดจังหวะในการทำงาน ในการใช้งานเครื่องคอมพิวเตอร์ สิ่งนี้จะช่วยให้ผู้ใช้มีเวลาที่จะปิดระบบในขบวนการที่เป็นขั้นตอนที่เป็นระเบียบเรียบร้อย รูปแบบการใช้ UPS อื่น ๆ อาจจะใช้ เครื่องยนต์สันดาปภายในหรือกังหันไฟฟ้าเพื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องให้ระบบในแบบคู่ขนานกับพลังงานที่มาจากระบบไฟฟ้าหลัก เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ตามปกติจะไม่ทำงาน แต่จะทำงานมาเต็มกำลังในไม่กี่วินาทีเพื่อให้อุปกรณ์ที่สำคัญยังคงทำงานได้โดยไม่หยุดชะงัก โครงการดังกล่าวอาจจะพบในโรงพยาบาล หรือสำนักงานกลางโทรศัพท์

High voltage power supply[แก้]

แหล่งจ่ายไฟแรงดันไฟฟ้าสูงสามารถจ่ายเอาต์พุตที่มีขนาดหลายร้อยหรือหลายพันโวลต์ แหล่งจ่ายไฟแรงดันสูงใช้วงจรผลิตความถี่สูงและหม้อแปลง flyback กับตัวเก็บประจุในการผลิตแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตที่อยู่ในช่วงนี้

คุณสมบัติเพิ่มเติมอาจรวม ความสามารถในการกลับขั้วเอาต์พุตพร้อมกับการใช้เซอร์กิตเบรกเกอร์ และหัวต่อพิเศษโดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อลดการ arc และการสัมผัสโดยไม่ได้ตั้งใจด้วยมือมนุษย์ แหล่งจ่ายบางตัวให้อนาล็อกอินพุทที่สามารถใช้ในการควบคุมแรงดันไฟฟ้า พวกมันกลายเป็นแอมป์แรงดันสูงที่มีประสิทธิภาพ แม้จะมีแบนด์วิดธ์ที่จำกัดมาก

Voltage Multiplier[แก้]

รูปแบบหนึ่งของ Voltage Multiplier

Voltage multiplier เป็นวงจรไฟฟ้าที่แปลงไฟ AC จากแรงดันต่ำ ให้เป็นไฟ DC แรงดันสูง ซึ่งมักจะใช้วิธีการของเครือข่ายตัวเก็บประจุและไดโอด แรงดันไฟฟ้าขาเข้าอาจถูกเพิ่มเป็นจำนวนเท่าได้แก่สองเท่า(อังกฤษ: Doubler) สามเท่า(อังกฤษ: Tripler) หรือ สี่เท่า(อังกฤษ: Quadrupler) และต่อๆไป วงจรเหล่านี้ช่วยให้ได้แรงดันไฟฟ้าสูงจากแหล่งที่มาของแรงดันไฟฟ้า AC ที่ต่ำ

โดยปกติ ตัวทวีคูณแรงดันไฟฟ้าจะประกอบด้วยวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น ตัวเก็บประจุและไดโอด ตัวอย่างเช่นTripler ประกอบด้วยวงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่นสามชุด ตัวเก็บประจุสามตัว และไดโอดสามตัว (เช่นใน Cockcroft วอลตัน) วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น อาจจะถูกใช้ในคอนฟิคที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้ แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น นอกจากนี้ คอนฟิคที่เป็นไปได้ มีทั้งแบบ คู่ขนานและแบบอนุกรม สำหรับแบบคู่ขนาน จะได้ voltage rating ที่สูงขึ้นในแต่ละขี้นตอนการทวีคูณที่ต่อเนื่องกัน แต่ใช้ตัวเก็บประจุน้อยกว่า จำนวนตัวเก็บประจุ จะเป็นตัวกำหนดแรงดันเอาต์พุตสูงสุด

ตัวเพิ่มแรงดันไฟฟ้าแบบทวีคูณมีการใช้งานหลายอย่าง ยกตัวอย่างเช่น สามารถพบได้ในชีวิตประจำวัน เช่นโทรทัศน์และเครื่องถ่ายเอกสาร การประยุกต์ใช้งานอื่น ๆที่สามารถพบได้ในห้องปฏิบัติการเช่นหลอดรังสีแคโทด, Oscilloscope และหลอด photomultiplier

การประยุกต์ใช้แหล่งจ่ายไฟ[แก้]

แหล่งจ่ายไฟคอมพิวเตอร์[แก้]

แหล่งจ่ายไฟคอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยจะเป็นแบบ switch-mode ที่แปลงไฟ AC จากแหล่งจ่าย ไฟหลักให้เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงหลายแรงดัน แหล่งจ่ายแบบสวิตช์โหมดมาแทนที่แหล่งจ่ายแบบเชิงเส้น เนื่องจากค่าใช้จ่าย น้ำหนักและ ขนาดที่ดีกว่า ความหลากหลายของแรงดันไฟฟ้าที่ส่งออก ยังมีความต้องการของการใช้กระแสที่แตกต่างกันอย่างกว้างขวาง

แหล่งจ่ายไฟสำหรับการเชื่อม[แก้]

การเชื่อมอาร์คใช้ไฟฟ้าเพื่อละลายพื้นผิวของโลหะให้หลอมรวมเป็นเนื้อเดียวกัน ไฟฟ้าที่ใช้จะได้จากแหล่งจ่ายไฟสำหรับการเชื่อม และสามารถเป็นได้ทั้งไฟ AC หรือ DC การเชื่อมอาร์คมักจะต้องใช้กระแสสูง ปกติระหว่าง 100 ถึง 350 แอมป์ การเชื่อมบางชนิดสามารถใช้เพียง 10 แอมป์ ในขณะที่การใช้งานแบบ spot welding กระแสที่ใช้อาจสูงสุดถึง 60,000 แอมป์ในช่วงเวลาสั้นมาก แหล่งจ่ายไฟสำหรับการเชื่อมแบบเก่าประกอบด้วย หม้อแปลงหรือเครื่องยนต์ที่ขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ล่าสุด ใช้เซมิคอนดักเตอร์และไมโครโปรเซสเซอร์เพื่อลดขนาดและน้ำหนักของพวกมัน

AC adapter[แก้]

เครืองชาร์จโทรศัพท์มือถือแบบ switched mode

แหล่งจ่ายไฟที่สร้างขึ้นภายในเต้าเสียบ AC ตัวผู้ เป็นที่รู้จักกันว่าเป็น "แพ็คเสียบ" หรือ "อะแดปเตอร์ปลั๊กอิน" AC adapter ที่ราคาถูกสุดประกอบด้วยหม้อแปลงขนาดเล็กตัวเดียวเท่านั้นในขณะที่ อะแดปเตอร์ DC จะเพิ่มไดโอดเข้าไปด้วย ไม่ว่าจะมีโหลดหรือไม่ หม้อแปลงจะมีสนามแม่เหล็กอย่างต่อเนื่อง และโดยปกติจะไม่สามารถปิดการทำงานได้จนกว่าจะดึงออกจากเต้าเสียบ

Overload Protection[แก้]

แหล่งจ่ายไฟมักจะมีการป้องกันจากไฟฟ้าลัดวงจร หรือกระแสเกิน ที่อาจทำให้เกิดความเสียหายกับแหล่งจ่ายไฟเองหรือเกิดไฟลุกไหม้ ฟิวส์และเซอร์กิตเบรกเกอร์เป็นสองกลไก ที่ถูกใช้กันทั่วไปเพื่อป้องกันการทำงานเกินพิกัด

ฟิวส์เป็นเพียงลวดสั้นๆที่จะละลายเมื่อเกิดความร้อน ถ้ามีกระแสไหลในตัวมันมากเกินไป มันจะตัดการเชื่อมต่อโหลดออกจากแหล่งจ่ายไฟได้อย่างมีประสิทธิภาพ และอุปกรณ์จะหยุดทำงานจนกว่าปัญหาที่ก่อให้เกิดการโอเวอร์โหลดนั้นจะได้รับการแก้ไข และฟิวส์จะถูกเปลี่ยนใหม่ บางอุปกรณ์ไฟฟ้าใช้ลวดบางๆบัดกรีเพื่อให้ทำหน้าที่เป็นฟิวส์ ฟิวส์ในแหล่งจ่ายไฟอาจถูกเปลี่ยนโดยผู้ใช้ได้ แต่ฟิวส์ ในอุปกรณ์ของผู้บริโภค อาจจำเป็นต้องมีเครื่องมือในการเข้าถึงและเปลี่ยนใหม่

เซอร์กิตเบรกเกอร์ประกอบด้วยชิ้นส่วนที่เมื่อมันร้อน มันจะงอและไปสะกิดสปริงซึ่งตัดวงจรไฟฟ้าออก เมื่อชิ้นส่วนนั้นเย็นตัวลง และปัญหาถูกแก้ไขแล้ว เซอร์กิตเบรกเกอร์สามารถต่อวงจรใหม่ และจ่ายพลังงานให้วงจรใหม่

แหล่งจ่ายไฟบางตัวใช้แผ่นป้ายความร้อนฝังอยู่ในหม้อแปลงไฟฟ้าแทนที่จะเป็นฟิวส์ ข้อดีคือ มันจะยอมให้กระแสไหลมากขึ้นในระยะเวลาที่จำกัด มากกว่ากระแสที่จ่ายให้ได้อย่างต่อเนื่อง แผ่นป้ายความร้อนดังกล่าวบางตัวอาจ reset ตัวมันเองได้ บางตัวใช้ได้ครั้งเดียวเท่านั้น

การจำกัดปริมาณของกระแส[แก้]

แหล่งจ่ายไฟบางอย่าง ใช้การจำกัดปริมาณของกระแส แทนการตัดไฟ ถ้ากระแสเกิน การจำกัดปริมาณของกระแสที่ใช้กันอยู่มีสองประเภท ได้แก่การจำกัดแบบอิเล็กทรอนิกส์ และ การจำกัดด้วยอิมพีแดนซ์ การจำกัดแบบอิเล็กทรอนิกส์เป็นเรื่องธรรมดาสำหรับแหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโต๊ะในห้องแลป แต่การจำกัดด้วยอิมพีแดนซ์ใช้กับแหล่งจ่ายไฟที่เอาต์พุตน้อยกว่า 3 วัตต์

การแปลงพลังงาน[แก้]

คำว่า "แหล่งจ่ายไฟ" บางครั้งถูกจำกัดสำหรับอุปกรณ์ที่แปลงบางรูปแบบของพลังงานอื่นๆให้เป็นพลังงานไฟฟ้า (เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ และ เซลล์เชื้อเพลิง และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ) คำที่ถูกต้องมากกว่าสำหรับอุปกรณ์ที่แปลงรูปแบบหนึ่งของการใช้พลังงานไฟฟ้า ให้เป็นอีกรูปแบบหนึ่งของไฟฟ้า (เช่น หม้อแปลง และ regulator เชิงเส้น) คือ converter เช่นการแปลงไฟ AC ให้เป็น DC เรียกว่า AC/DC Converter ส่วนการแปลง DC ให้เป็น AC เรียกว่า Inverter

แหล่งจ่ายไฟแบบเครื่องกล[แก้]

  • Flywheels พ่วงกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือ alternators
  • Compulsators หรือ compensated pulsed alternator
  • เครื่องปั่นไฟแบบบีบอัดการระเบิดของ flux

คำศัพท์[แก้]

  • SCP - Short circuit protection
  • OPP - Overpower (overload) protection
  • OCP - Overcurrent protection
  • OTP - Overtemperature protection
  • OVP - Overvoltage protection
  • UVP - Undervoltage protection
  • UPS - Uninterruptable Power Supply
  • PSU - Power Supply Unit
  • SMPSU - Switch-Mode Power Supply Unit

ดูเพิ่ม[แก้]