แหล่งจ่ายไฟและการจำแนกประเภท

แหล่งจ่ายไฟและการจำแนกประเภท

แหล่งพลังงานเป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานรูปแบบอื่นเป็นพลังงานไฟฟ้า

แหล่งพลังงานอยู่บนหลักการของ"แม่เหล็กที่ผลิตกระแสไฟฟ้า" ซึ่งผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานน้ำ พลังงานลม น้ำทะเล ความแตกต่างของแรงดันน้ำในเขื่อน พลังงานแสงอาทิตย์ และ การเผาไหม้ถ่านหินและคราบน้ำมัน

แหล่งพลังงานทั่วไปคือแบตเตอรี่แห้ง (กระแสตรง) และแหล่งจ่ายไฟ AC 110V-220V ในครัวเรือน

การจำแนกพลังงาน

(1) แหล่งจ่ายไฟธรรมดา

แหล่งจ่ายไฟทั่วไปสามารถแบ่งออกเป็น: แหล่งจ่ายไฟสลับ, แหล่งจ่ายไฟอินเวอร์เตอร์, แหล่งจ่ายไฟ AC, แหล่งจ่ายไฟ DC, แหล่งจ่ายไฟ DC/DC, แหล่งจ่ายไฟการสื่อสาร, แหล่งจ่ายไฟโมดูล, แหล่งจ่ายไฟความถี่ตัวแปร, แหล่งจ่ายไฟของ UPS, พลังงานฉุกเฉิน EPS อุปทาน, แหล่งจ่ายไฟบริสุทธิ์, แหล่งจ่ายไฟพีซี แหล่งจ่ายไฟ แหล่งจ่ายไฟ, แหล่งจ่ายไฟควบคุมแรงดันไฟฟ้า, แหล่งจ่ายไฟหม้อแปลง

(2) แหล่งจ่ายไฟพิเศษ

แหล่งจ่ายไฟพิเศษสามารถแบ่งออกเป็น: แหล่งจ่ายไฟฝั่ง, แหล่งจ่ายไฟความปลอดภัย, แหล่งจ่ายไฟแรงดันสูง, แหล่งจ่ายไฟทางการแพทย์, แหล่งจ่ายไฟทางทหาร, แหล่งจ่ายไฟสำหรับการบินและอวกาศ, แหล่งจ่ายไฟเลเซอร์และแหล่งจ่ายไฟพิเศษอื่น ๆ

แหล่งจ่ายไฟพิเศษเป็นแหล่งจ่ายไฟชนิดพิเศษ สิ่งที่เรียกว่าพิเศษนั้นส่วนใหญ่เป็นเพราะข้อกำหนดในการวัดตัวชี้วัดทางเทคนิคของแหล่งจ่ายไฟแตกต่างจากอุปกรณ์จ่ายไฟที่ใช้กันทั่วไปซึ่งส่วนใหญ่เป็นเพราะแรงดันไฟขาออกสูงเป็นพิเศษ กระแสไฟขาออกมีขนาดใหญ่เป็นพิเศษ หรือ ความเสถียร การตอบสนองแบบไดนามิก และความต้องการระลอกคลื่นสูงเป็นพิเศษ หรือต้องใช้แรงดันไฟขาออกของแหล่งจ่ายไฟ หรือกระแสเป็นพัลส์หรือข้อกำหนดอื่นๆ ทำให้การออกแบบและการผลิตอุปกรณ์จ่ายไฟดังกล่าวมีความต้องการพิเศษและเข้มงวดยิ่งขึ้นกว่าแหล่งจ่ายไฟทั่วไป แหล่งจ่ายไฟพิเศษได้รับการออกแบบโดยทั่วไปสำหรับการโหลดหรือโอกาสพิเศษ และมีการใช้งานที่หลากหลาย ส่วนใหญ่รวมถึง: อิเล็กโทรไลต์ไฟฟ้า, ออกซิเดชันขั้วบวก, ความร้อนเหนี่ยวนำ, อุปกรณ์ทางการแพทย์, การใช้พลังงาน, การทดสอบพลังงาน, การกำจัดฝุ่นเพื่อการปกป้องสิ่งแวดล้อม, การทำให้อากาศบริสุทธิ์, การฆ่าเชื้อในอาหาร, เลเซอร์อินฟราเรด, การแสดงด้วยตาแมว ฯลฯ ในการป้องกันประเทศและการทหาร แหล่งจ่ายไฟพิเศษ มีการใช้งานที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้มากกว่าแหล่งจ่ายไฟทั่วไป ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับการนำทางด้วยเรดาร์ ฟิสิกส์พลังงานสูง ฟิสิกส์พลาสมา และการวิจัยเทคโนโลยีนิวเคลียร์ (รู้สึกว่าส่วนใหญ่ใช้ในกองทัพ)

ประเภททั่วไป

แหล่งจ่ายไฟ AC

แหล่งจ่ายไฟที่สามารถให้แรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่เสถียรเรียกว่าแหล่งจ่ายไฟ AC ที่เสถียร งานที่ทำโดยผู้ผลิตในประเทศส่วนใหญ่คือการทำให้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับคงที่ ต่อไปนี้คือคำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับลักษณะการจัดประเภทตามแหล่งจ่ายไฟ AC ที่มีอยู่ในตลาด

การปรับพารามิเตอร์ (เรโซแนนซ์) ประเภท

ชนิดของแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมนี้ หลักการพื้นฐานของการรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าคือเรโซแนนซ์ซีรีย์ LC และตัวควบคุมความอิ่มตัวของแม่เหล็กในช่วงต้นอยู่ในหมวดหมู่นี้ มันมีข้อดีของโครงสร้างที่เรียบง่าย ไม่มีส่วนประกอบจำนวนมาก ความน่าเชื่อถือสูง ช่วงการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่กว้าง และความสามารถในการป้องกันการรบกวนและป้องกันการโอเวอร์โหลดที่แข็งแกร่ง ข้อเสียคือกินไฟสูง เสียงดัง หนัก และต้นทุนสูง

ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบพาราเมตริกได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของหลักการของความอิ่มตัวของแม่เหล็กและ"ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ปรับได้ของเครื่องขยายเสียงแม่เหล็ก" (ประเภท 614) ที่ได้รับความนิยมในประเทศจีนในทศวรรษ 1950 ทั้งหมดเป็นเครื่องปรับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับประเภทนี้

ข้อต่อตัวเอง (อัตราส่วนการแปลง) ประเภทการปรับ

1. ประเภทการควบคุมแรงดันไฟฟ้าทางกล กล่าวคือ เซอร์โวมอเตอร์ขับเคลื่อนแปรงถ่านให้เคลื่อนที่บนพื้นผิวเลื่อนที่คดเคี้ยวของตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติเพื่อเปลี่ยนอัตราส่วนของ Vo เป็น Vi เพื่อให้ทราบถึงการปรับและความเสถียรของแรงดันไฟขาออก เรกูเลเตอร์ชนิดนี้มีตั้งแต่ไม่กี่ร้อยวัตต์ไปจนถึงหลายกิโลวัตต์ มีลักษณะโครงสร้างเรียบง่าย ต้นทุนต่ำ และความผิดเพี้ยนของรูปคลื่นเอาต์พุตต่ำ แต่เนื่องจากหน้าสัมผัสแบบเลื่อนของแปรงถ่านทำให้เกิดประกายไฟได้ง่าย แปรงจึงเสียหายหรือไหม้ได้และใช้งานไม่ได้ และความเร็วในการปรับแรงดันไฟฟ้าจะช้า

2. เปลี่ยนประเภทการต๊าป ทำให้หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติเป็นก๊อกแบบตายตัวหลายตัว และใช้รีเลย์หรือไทริสเตอร์ (โซลิดสเตตรีเลย์) เป็นสวิตช์ 10 ตัวเพื่อเปลี่ยนตำแหน่งการต๊าปโดยอัตโนมัติเพื่อรักษาเสถียรภาพของแรงดันเอาต์พุต

ข้อดีของตัวปรับแรงดันไฟฟ้าประเภทนี้คือ วงจรอย่างง่าย ช่วงการควบคุมแรงดันไฟฟ้ากว้าง (130V-280V) ประสิทธิภาพสูง (≥95%) และราคาต่ำ ข้อเสียคือความแม่นยำในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าต่ำ (±8 ~ 10%) และอายุการใช้งานสั้น เหมาะสำหรับครอบครัวที่ต้องการจ่ายกระแสไฟให้กับเครื่องปรับอากาศ

ตัวควบคุมการทำให้บริสุทธิ์ประเภทการชดเชยกำลังสูง (รวมถึงตัวควบคุมความแม่นยำ)

มันใช้ลิงค์การชดเชยเพื่อทำให้แรงดันเอาต์พุตคงที่และง่ายต่อการควบคุมไมโครคอมพิวเตอร์

ข้อดีของมันคือประสิทธิภาพการป้องกันการรบกวนที่ดี ความแม่นยำในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าสูง (≤±1%) การตอบสนองที่รวดเร็ว (40 ~ 60ms) วงจรที่เรียบง่ายและการทำงานที่เชื่อถือได้ ข้อเสียคือ: การสั่นของความถี่ต่ำเมื่อใช้โหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้น เช่น คอมพิวเตอร์และสวิตช์ที่ควบคุมด้วยโปรแกรม ความผิดเพี้ยนของกระแสด้านอินพุตมีขนาดใหญ่และตัวประกอบกำลังของแหล่งกำเนิดต่ำ แรงดันไฟขาออกมีการเปลี่ยนเฟสเป็นแรงดันไฟขาเข้า หน่วยที่มีความต้องการสูงกว่าสำหรับฟังก์ชั่นป้องกันการรบกวนนั้นเหมาะสำหรับใช้ในเมือง เมื่อคอมพิวเตอร์จ่ายไฟ ต้องใช้ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าประมาณ 2-3 เท่าของกำลังไฟทั้งหมดของคอมพิวเตอร์ เนื่องจากมีข้อดีของการรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้า ป้องกันการรบกวน ความเร็วในการตอบสนองที่รวดเร็ว และราคาปานกลาง จึงใช้กันอย่างแพร่หลาย

การสลับแหล่งจ่ายไฟ AC

ใช้ในเทคโนโลยีมอดูเลตความกว้างพัลส์ความถี่สูง ความแตกต่างจากอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งทั่วไปคือเอาต์พุตต้องเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความถี่และเฟสเดียวกันกับด้านอินพุต รูปคลื่นของแรงดันไฟขาออกประกอบด้วยคลื่นกึ่งสี่เหลี่ยม คลื่นสี่เหลี่ยมคางหมู คลื่นไซน์ ฯลฯ เครื่องสำรองไฟ (UPS) ในตลาดจะดึงแหล่งจ่ายไฟสำหรับจัดเก็บและเครื่องชาร์จออกมา และเป็นแหล่งจ่ายไฟ AC แบบสวิตช์ชนิดสวิตช์ มีประสิทธิภาพที่ดี ฟังก์ชันการควบคุมที่แข็งแกร่ง และความฉลาดที่รับรู้ได้ง่าย เป็นแหล่งจ่ายไฟ AC ที่มีแนวโน้มมาก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากวงจรที่ซับซ้อนและราคาที่สูงขึ้น การส่งเสริมการขายจึงช้าลง

แหล่งจ่ายไฟ DC เสถียร

แหล่งจ่ายไฟ DC เสถียรสามารถแบ่งออกเป็นแหล่งจ่ายไฟเคมี แหล่งจ่ายไฟเสถียรเชิงเส้น และแหล่งจ่ายไฟเสถียรแบบสวิตช์ตามนิสัย พวกเขามีหลายประเภท:

พลังเคมี

แบตเตอรี่แห้ง แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด นิกเกิล-แคดเมียม นิกเกิล-ไฮโดรเจน และลิเธียมไอออนที่ใช้กันทั่วไป ล้วนอยู่ในหมวดหมู่นี้ โดยแต่ละแบตเตอรี่มีข้อดีและข้อเสียต่างกันไป ด้วยการพัฒนาด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี จึงมีการผลิตแบตเตอรี่อัจฉริยะ ในแง่ของวัสดุแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ นักพัฒนาชาวอเมริกันได้ค้นพบไอโอไดด์ของแมงกานีส ซึ่งสามารถนำมาใช้ในการผลิตที่มีราคาถูก กะทัดรัด และใช้เวลาปล่อยประจุนาน ซึ่งสามารถรักษาไว้ได้หลังจากชาร์จหลายครั้ง แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมพร้อมประสิทธิภาพที่ดี

แหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นที่เสถียร

แหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียรเชิงเส้นมีลักษณะทั่วไปที่หลอดควบคุมอุปกรณ์กำลังทำงานในพื้นที่เชิงเส้น และเอาต์พุตจะเสถียรโดยแรงดันตกระหว่างท่อควบคุม เนื่องจากการสูญเสียสถิตขนาดใหญ่ของท่อปรับ จึงต้องติดตั้งหม้อน้ำขนาดใหญ่เพื่อระบายความร้อน นอกจากนี้ เนื่องจากหม้อแปลงทำงานบนความถี่กำลังไฟฟ้า (50Hz) น้ำหนักจึงค่อนข้างใหญ่

ข้อดีของแหล่งจ่ายไฟประเภทนี้คือ มีความเสถียรสูง คลื่นขนาดเล็ก ความน่าเชื่อถือสูง สร้างหลายช่องสัญญาณได้ง่าย และเอาต์พุตที่ปรับได้อย่างต่อเนื่อง ข้อเสียคือมันมีขนาดใหญ่ เทอะทะ และค่อนข้างมีประสิทธิภาพต่ำ มีแหล่งจ่ายไฟที่มีเสถียรภาพหลายชนิด จากธรรมชาติของเอาต์พุต มันสามารถแบ่งออกเป็นแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมและแหล่งจ่ายไฟที่มีกระแสไฟคงที่ และแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมและกระแสคงที่ (bistable) ที่รวมการรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าและการไหลคงที่ ในแง่ของมูลค่าเอาท์พุต มันสามารถแบ่งออกเป็นแหล่งจ่ายไฟเอาท์พุตจุดคงที่ ชนิดการปรับแถบความถี่และชนิดปรับโพเทนชิออมิเตอร์อย่างต่อเนื่อง จากตัวบ่งชี้เอาต์พุตสามารถแบ่งออกเป็นประเภทตัวบ่งชี้ตัวชี้และประเภทจอแสดงผลดิจิตอลเป็นต้น

การสลับแหล่งจ่ายไฟ DC

ประเภทของแหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียรซึ่งแตกต่างจากแหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียรเชิงเส้นคือแหล่งจ่ายไฟ DC ที่มีความเสถียรแบบสวิตชิ่ง ประเภทของวงจรส่วนใหญ่ประกอบด้วยฟลายแบ็คปลายเดียว ไปข้างหน้าปลายเดียว ฮาล์ฟบริดจ์ พุชพูล และฟูลบริดจ์ ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างมันกับแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้นคือหม้อแปลงไม่ทำงานที่ความถี่กำลัง แต่ที่สิบกิโลเฮิรตซ์ถึงหลายเมกะเฮิรตซ์ ท่อที่ใช้งานได้ทำงานในพื้นที่อิ่มตัวหรือบริเวณจุดตัด นั่นคือสถานะการสลับ จึงมีชื่อแหล่งจ่ายไฟสลับ

ข้อดีของการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งคือขนาดเล็ก น้ำหนักเบา เสถียรและเชื่อถือได้ ข้อเสียคือระลอกคลื่นมีขนาดใหญ่กว่าแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น (โดยทั่วไป ≤ 1% VO (PP) คลื่นที่ดีอาจมากกว่า 10 mV (PP) หรือน้อยกว่า) พลังของมันสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่หลายวัตต์จนถึงหลายกิโลวัตต์ ราคา 3 หยวนถึงมากกว่า 100,000 หยวนต่อวัตต์ ต่อไปนี้คือการจัดประเภทแบบกำหนดเองทั่วไปและการแนะนำอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งหลายตัว:

1. แหล่งจ่ายไฟ AC/DC

แหล่งจ่ายไฟประเภทนี้เรียกอีกอย่างว่าแหล่งจ่ายไฟหลัก - AC เป็นกระแสสลับ DC เป็นกระแสตรง ได้รับพลังงานจากโครงข่ายไฟฟ้า และได้รับไฟฟ้าแรงสูง DC หลังจากการแก้ไขและกรองไฟฟ้าแรงสูง สำหรับตัวแปลง DC/DC เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้า DC ที่เสถียรหนึ่งหรือหลายค่าที่เอาต์พุต ,มีผลิตภัณฑ์ที่มีกำลังตั้งแต่หลายวัตต์จนถึงหลายกิโลวัตต์ซึ่งใช้ในโอกาสต่างๆ มีข้อกำหนดและรุ่นมากมายของผลิตภัณฑ์ประเภทนี้ และแหล่งจ่ายไฟหลัก (อินพุต AC220, เอาต์พุต DC48V หรือ 24V) ในแหล่งจ่ายไฟการสื่อสารตามความต้องการของผู้ใช้ก็อยู่ในหมวดหมู่นี้เช่นกัน

2. แหล่งจ่ายไฟ DC/DC

ในระบบสื่อสารเรียกอีกอย่างว่าแหล่งจ่ายไฟสำรอง เป็นแรงดันไฟฟ้าอินพุต DC ที่จัดหาโดยแหล่งจ่ายไฟหลักหรือชุดแบตเตอรี่ DC และได้รับแรงดันไฟฟ้า DC หนึ่งหรือหลายค่าที่ขั้วเอาต์พุตหลังจากการแปลง DC/DC

3. แหล่งจ่ายไฟสื่อสาร

แหล่งจ่ายไฟสื่อสารเป็นแหล่งจ่ายไฟประเภทตัวแปลง DC/DC แต่โดยทั่วไปใช้พลังงานจาก DC -48V หรือ -24V และใช้แบตเตอรี่สำรองเป็นพลังงานสำรองของแหล่งจ่ายไฟ DC เพื่อแปลงแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ DC เป็น แรงดันใช้งานของวงจร มีสามประเภท: แหล่งจ่ายไฟกลาง แหล่งจ่ายไฟแบบลำดับชั้น และแหล่งจ่ายไฟแบบบอร์ดเดี่ยว หลังมีความน่าเชื่อถือสูงสุด

4. แหล่งจ่ายไฟวิทยุ

อินพุตวิทยุคือ AC220V/110V และเอาต์พุตคือ DC13.8V พลังงานขึ้นอยู่กับกำลังของแหล่งจ่ายไฟ มีผลิตภัณฑ์ให้เลือกหลายแอมแปร์และหลายร้อยแอมแปร์ เพื่อป้องกันไม่ให้ไฟฟ้าขัดข้องของโครงข่ายไฟฟ้ากระแสสลับส่งผลกระทบต่อการทำงานของวิทยุ จำเป็นต้องใช้ก้อนแบตเตอรี่สำรอง ดังนั้น แหล่งจ่ายไฟประเภทนี้จึงมีฟังก์ชันการแปลงอัตโนมัติสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ นอกเหนือจากการจ่ายไฟ DC 13.8V

5. โมดูลจ่ายไฟ

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ข้อกำหนดสำหรับความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟและอัตราส่วนความจุ/ปริมาตรเริ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ แหล่งจ่ายไฟของโมดูลแสดงให้เห็นถึงข้อดีที่เพิ่มมากขึ้น มีความถี่ในการทำงานสูง ขนาดเล็ก ความน่าเชื่อถือสูง ติดตั้งง่ายและขยายรวม จึงเป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวางมากขึ้น ในปัจจุบัน แม้ว่าจะมีการผลิตโมดูลที่สอดคล้องกันในจีน แต่อัตราความล้มเหลวค่อนข้างสูงเนื่องจากเทคโนโลยีการผลิตไม่สอดคล้องกับระดับสากล

แม้ว่าค่าใช้จ่ายของแหล่งจ่ายไฟโมดูล DC/DC จะค่อนข้างสูงในปัจจุบัน จากมุมมองของต้นทุนโดยรวมของผลิตภัณฑ์&รอบการใช้งานที่ยาวนาน #39 โดยเฉพาะอย่างยิ่งค่าบำรุงรักษาที่สูงและการสูญเสียค่าความนิยมที่เกิดจากความล้มเหลวของระบบ ก็ยังคุ้มค่าที่จะเลือกโมดูลจ่ายไฟนี้ ใช่ เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญที่นี่ด้วยว่าวงจรตัวแปลง Rogowski มีข้อดีที่โดดเด่นของโครงสร้างวงจรอย่างง่าย ประสิทธิภาพสูง และค่าระลอกของแรงดันไฟเอาท์พุตและกระแสใกล้ศูนย์

6. แหล่งจ่ายไฟพิเศษ

อุปกรณ์จ่ายไฟแรงสูงและกระแสไฟเล็ก อุปกรณ์จ่ายไฟกระแสสูง อุปกรณ์จ่ายไฟ AC/DC 400Hz อินพุต ฯลฯ สามารถจัดอยู่ในหมวดหมู่นี้และสามารถเลือกได้ตามความต้องการพิเศษ ราคาของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งโดยทั่วไปอยู่ที่ 2-8 หยวน/วัตต์ และราคาของแหล่งจ่ายไฟพิเศษที่ใช้พลังงานต่ำและกำลังสูงจะสูงขึ้นเล็กน้อย สูงสุด 11-13 หยวน/วัตต์

ใช้สนาม

ผลิตภัณฑ์พลังงานถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบคุมระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม อุปกรณ์ทางทหาร อุปกรณ์การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ อุปกรณ์ควบคุมอุตสาหกรรม คอมพิวเตอร์และคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์สื่อสาร อุปกรณ์ไฟฟ้า เครื่องมือวัด อุปกรณ์ทางการแพทย์ เครื่องทำความเย็นเซมิคอนดักเตอร์และเครื่องทำความร้อน และสาขาอื่นๆ