แหล่งจ่ายไฟที่ควบคุมได้
แหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมเป็นวงจรฝังตัว โดยจะแปลงกระแสสลับ (AC) ที่ไม่มีการควบคุมให้เป็นกระแสตรง (DC) ที่คงที่ ด้วยความช่วยเหลือของตัวเรียงกระแส มันจะแปลงแหล่งจ่ายไฟ AC ให้เป็น DC หน้าที่ของมันคือการจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่เสถียร (หรือกระแสไฟฟ้าในบางครั้ง) ให้กับวงจรหรืออุปกรณ์ที่ต้องทำงานภายในขีดจำกัดของแหล่งจ่ายไฟที่กำหนดไว้ เอาต์พุตจากแหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมอาจเป็นกระแสสลับหรือกระแสตรง แต่เกือบทุกครั้งจะเป็นกระแสตรง (DC ) [ 1 ]ประเภทของการรักษาเสถียรภาพที่ใช้อาจจำกัดอยู่เพียงการทำให้แน่ใจว่าเอาต์พุตยังคงอยู่ภายในขีดจำกัดที่กำหนดไว้ภายใต้สภาวะโหลดต่างๆ หรืออาจรวมถึงการชดเชยความผันแปรในแหล่งจ่ายไฟของตัวเองด้วย ซึ่งแบบหลังนี้พบได้บ่อยกว่าในปัจจุบัน
แอปพลิเคชัน
แหล่งจ่ายไฟแบบปรับได้ DC

โดยทั่วไปแล้ว แหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโต๊ะหมายถึงแหล่งจ่ายไฟที่สามารถจ่ายแรงดันเอาต์พุตได้หลากหลาย ซึ่งมีประโยชน์สำหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ BE ( การทดสอบแบบตั้งโต๊ะ ) โดยอาจมีการเปลี่ยนแปลงแรงดันเอาต์พุตอย่างต่อเนื่อง หรืออาจเป็นแรงดันที่ตั้งไว้ล่วงหน้าก็ได้ บางรุ่นมีช่วงจำกัดกระแส/แรงดันที่เลือกได้หลายช่วง ซึ่งมักจะเป็นสัดส่วนผกผัน[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
แหล่งจ่ายไฟสำหรับห้องปฏิบัติการ ("lab") โดยทั่วไปหมายถึงแหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโต๊ะที่มีความแม่นยำสูง ในขณะที่แหล่งจ่ายไฟแบบบาลานซ์หรือแบบติดตามหมายถึงแหล่งจ่ายไฟคู่สำหรับใช้เมื่อวงจรต้องการทั้งรางจ่ายไฟบวกและลบ
ประเภท
แหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโต๊ะที่ปรับค่าได้มีทั้งแบบเชิงเส้น (ใช้หม้อแปลงก่อน) และแบบสวิตช์โหมด (ใช้ตัวเรียงกระแสแบบฟูลบริดจ์ก่อน) ซึ่งแต่ละแบบมีข้อดีและข้อเสียที่แตกต่างกัน:
เชิงเส้น
แหล่งจ่ายไฟแบบเชิงเส้นสร้างเสียงรบกวน (หรือ "แรงดันริปเปิล") น้อยมาก และมีแนวโน้มที่จะเกิดการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและคลื่นความถี่วิทยุ (EMI, RFI) จากภายนอกน้อยกว่า ทำให้เหมาะสำหรับอุปกรณ์เสียงและ แอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้องกับ วิทยุรวมถึงการจ่ายไฟให้กับวงจรที่ละเอียดอ่อน[ 5 ]แหล่งจ่ายไฟแบบเชิงเส้นยังมีชิ้นส่วนที่อาจเสียหายได้น้อยกว่า ซึ่งช่วยเพิ่มอายุการใช้งาน[ a ] และมีการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงที่ รวดเร็วกว่า แหล่งจ่ายไฟแบบเชิงเส้นแบบปรับได้มีมานานแล้ว ย้อนกลับไปอย่างน้อยถึงช่วงทศวรรษ 1980 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]แหล่งจ่ายไฟแบบเชิงเส้นมักจะมีเสียงคลิกขณะปรับแรงดันไฟฟ้า ซึ่งเกิดจากการปรับระหว่างแท็ปของหม้อแปลง การทำเช่นนี้เพื่อลดพลังงานที่สูญเสียไปกับความร้อนโดยการขยายหรือลดส่วนที่เลือกของด้านรองของหม้อแปลงให้ใกล้เคียงกับแรงดันเอาต์พุตที่ผู้ใช้เลือกมากที่สุด[ 9 ] [ 10 ]
การสลับ
แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งโหมดมีน้ำหนักเบา มีประสิทธิภาพ และกะทัดรัดกว่าที่ระดับกำลังไฟใกล้เคียงกัน ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการกำลังไฟสูง ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นหมายถึงการผลิตความร้อนน้อยลงที่กำลังเอาต์พุตเท่ากัน ดังนั้นจึงสูญเสียพลังงานน้อยลงและไม่จำเป็นต้องระบายความร้อนมากนัก นอกจากนี้ ยังสามารถทำงานได้ในช่วงแรงดันไฟฟ้าขาเข้าของไฟเมนที่กว้างขึ้น โดยทั่วไปประมาณ 110 ถึง 240 โวลต์ แทนที่จะเป็นช่วงประมาณ 20 โวลต์ที่ปลายช่วงเท่านั้น เพื่อให้สามารถใช้งานได้ทั่วโลก เทคโนโลยีการสวิตชิ่งที่คล้ายกันนี้ใช้ในอะแดปเตอร์ ACที่ชาร์จอุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่ รวมถึงโทรศัพท์มือถือคอมพิวเตอร์แล็ ปท็อป และจักรยานไฟฟ้า[ 11 ]
อื่น
แหล่งจ่ายไฟกระแสสูงบางชนิดมีเอาต์พุตด้านหลังสำหรับการทำงานกระแสสูง ขั้วของมันมีขนาดใหญ่กว่าเพื่อรองรับกระแสดังกล่าว และโดยปกติแล้วจะถูกปิดด้วยฝาพลาสติก ขั้วเหล่านี้สามารถเชื่อมต่อกับแคลมป์จระเข้ที่มีขนาดเหมาะสมได้[ 12 ] [ 2 ]
ฟังก์ชันการทำงานและการควบคุม
โดยทั่วไป แผงด้านหน้าจะมีไฟ LEDแสดงสถานะ "CV" (" แรงดันคงที่ ") และ "CC" (" กระแสคงที่ ") เมื่อกระแสไฟฟ้าที่โหลดต้องการเกินขีดจำกัดที่ผู้ใช้ตั้งไว้ แหล่งจ่ายไฟจะเปลี่ยนไปใช้โหมดหลังโดยอัตโนมัติ โดยการปรับลดแรงดันลงจนป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าเกินขีดจำกัด
การควบคุมจะแตกต่างกันไปตามรุ่นของแหล่งจ่ายไฟ หลายรุ่นมีปุ่มหมุนสำหรับตั้งค่าแรงดันและกระแส โดยแต่ละปุ่มมักจะมีปุ่ม "หยาบ" และ "ละเอียด" ปุ่มหยาบจะปรับพารามิเตอร์ตลอดช่วงทั้งหมด ในขณะที่ปุ่มละเอียดช่วยให้สามารถปรับได้ภายในช่วงแคบๆ บางรุ่นไม่มีปุ่ม "ละเอียด" สำหรับกระแส เนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่ดึงออกมาจะถูกกำหนดโดยโหลดที่แรงดันที่กำหนด ดังนั้นการควบคุมอย่างแม่นยำจึงมีความสำคัญน้อยกว่า[ 13 ]
บางรุ่น โดยเฉพาะรุ่นระดับสูงกว่า จะมีคุณสมบัติเพิ่มเติม เช่น ปุ่มสำหรับสลับกำลังไฟขาออกโดยไม่ต้องเปิด/ปิดอุปกรณ์ทั้งหมด หน่วยความจำสำหรับทางลัดไปยังชุดค่าผสมแรงดัน/กระแส ตัวเลือกในการตัดไฟโดยอัตโนมัติเมื่อถึงขีดจำกัดกระแสที่ผู้ใช้กำหนด ("การป้องกันกระแสเกิน") เช่นเดียวกับการป้องกันแรงดันเกินที่จะตัดไฟหากแรงดันภายนอกเกินเอาต์พุต จอแสดงผลที่มีตัวเลขมากกว่า (สี่หรือห้าหลักแทนที่จะเป็นสามหลัก) การควบคุมแรงดันแบบดิจิทัลแทนแบบอนาล็อก และความสามารถในการล็อกการตั้งค่าพลังงานเพื่อป้องกันการปรับโดยไม่ตั้งใจ[ 14 ]นอกจากมิเตอร์วัดแรงดัน/กระแสขาออกแล้ว บางรุ่นยังมี มิเตอร์ วัดกำลังไฟฟ้า (วัตต์) ซึ่งแสดงผลคูณของทั้งสองแบบเรียลไทม์ และพอร์ตชาร์จUSB [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]
หลายรุ่นมีที่จับด้านบนสำหรับพกพา สำหรับการระบายความ ร้อน อาจใช้ฮีทซิงค์ พัดลม หรือทั้งสองอย่าง ฮีทซิงค์อาจติดตั้งภายนอกหรือภายใน ฮีทซิงค์ทำงานเงียบ ในขณะที่พัดลมมีประสิทธิภาพในการระบายความร้อนมากกว่า ความเร็วของพัดลมอาจปรับตามอุณหภูมิหรือกระแสไฟขาออก โดยอุณหภูมิจะช่วยระบายความร้อนได้เร็วขึ้นในขณะที่ไม่ได้ใช้งานหรืออยู่ในระดับต่ำตลอดช่วงการจ่ายไฟแบบไม่ต่อเนื่อง ในขณะที่กระแสไฟขาออกจะให้เสียงตอบรับเกี่ยวกับปริมาณกระแสไฟที่ส่งออกมา[ 13 ] [ 17 ]
แหล่งจ่ายไฟบางรุ่นมีช่องสัญญาณเอาต์พุตสองช่อง ซึ่งอาจใช้ในโรงเรียนได้ เนื่องจากหน่วยแบบหลายช่องสัญญาณมักมีราคาถูกกว่าหน่วยแยกสองหน่วยเนื่องจากใช้ฮาร์ดแวร์ร่วมกัน แหล่งจ่ายไฟระดับสูงอาจอนุญาตให้เชื่อมต่อสองช่องสัญญาณเข้ากับวงจรอนุกรมภายในเพื่อเพิ่มขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าเป็นสองเท่า แหล่งจ่ายไฟจำนวนน้อยที่มีช่องสัญญาณเอาต์พุตเสริมช่องที่สามซึ่งโดยทั่วไปจะมีกำลังไฟน้อยกว่า โดยทั่วไปจะอยู่ใกล้ขอบด้านขวาหรือตรงกลาง[ 18 ] [ 19 ]
หน่วยจ่ายไฟแบบตั้งโต๊ะที่มีแผง โวลต์มิเตอร์ในตัวสำหรับวัดแรงดันไฟฟ้าภายนอกมีอยู่แล้วในช่วงทศวรรษ 1990 และอาจจะก่อนหน้านั้น แต่มัลติมิเตอร์ แบบพกพา ทำให้คุณสมบัติดังกล่าวล้าสมัยไปแล้ว[ 6 ]
แอปพลิเคชันอื่นๆ

- อะแดปเตอร์แปลงไฟสำหรับโทรศัพท์มือถือ
- แหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมในเครื่องใช้ไฟฟ้า
- แอมพลิฟายเออร์และออสซิลเลเตอร์ชนิดต่างๆ
โทโพโลยีและเทคโนโลยี
นับตั้งแต่มีการคิดค้นแหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมแรงดัน ก็มีการนำโครงสร้างทางวงจรหลายแบบมาใช้ เทคโนโลยีในยุคแรกๆ ได้แก่ตัวต้านทานเหล็ก-ไฮโดรเจนหม้อแปลงเรโซแนนซ์ ตัวต้านทานแบบไม่เชิงเส้น ตัวต้านทานโหลด หลอดนีออนสำหรับรักษาเสถียรภาพ ตัวควบคุมแรงดันแบบสัมผัสสั่น เป็นต้น
แหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมแรงดันสมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้หม้อแปลงไฟฟ้า วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์ไดโอดซิลิคอนตัวเก็บประจุสำรองและ ไอซี ควบคุมแรงดันอย่างไรก็ตาม ยังมีรูปแบบที่แตกต่างกันออกไป เช่น แหล่งจ่ายไฟที่มีสายแรงดันหลายเส้น ตัวควบคุมแรงดันแบบปรับได้ สายควบคุมกำลังไฟฟ้า วงจรแยกชิ้น และอื่นๆ แหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมแรงดันแบบสวิตช์โหมดบางรุ่นยังรวมถึงตัวเหนี่ยวนำด้วย
บางครั้งแหล่งจ่ายไฟแบบควบคุมอาจมีความซับซ้อนมากกว่านั้น ตัวอย่างเช่น แหล่งจ่ายไฟจากทีวีในยุค 1980 ซึ่งใช้การทำงานร่วมกันแบบสองทิศทางระหว่างแหล่งจ่ายไฟหลักและภาคเอาต์พุตสายสัญญาณ เพื่อสร้างแรงดันเอาต์พุตที่หลากหลายพร้อมการรักษาเสถียรภาพในปริมาณที่แตกต่างกัน เนื่องจากทั้งสองภาคส่วนไม่สามารถเริ่มต้นได้หากอีกภาคส่วนหนึ่งไม่ทำงาน แหล่งจ่ายไฟจึงมีระบบสตาร์ทแบบฉับพลันเพื่อกระตุ้นระบบให้ทำงาน นอกจากนี้ แหล่งจ่ายไฟยังตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าของทีวี และจะปิดระบบหากแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้อยู่นอกช่วงที่กำหนด สำหรับการใช้งานพิเศษ แหล่งจ่ายไฟอาจมีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้นไปอีก