Power Supply จริงๆ ก็คือแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับตัวอุปกรณ์หรือ Device ที่เราใช้งาน ซึ่งก็มีหลากหลายประเภท มีแบบที่เป็น linear Power Supply ก็คือพวก Tranfromer กับ Non-linear Power Supply หรือ Switching Power Supply โดยเฉพาะ Switching Power Supply ที่เราจะมาแนะนำนี้ เป็นอุปกรณ์ที่จ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ โดยจะทำหน้าที่แปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC) เนื่องจากอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ต้องการแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเพื่อให้ฟังก์ชันในอุปกรณ์ทำงานได้ (ส่งแรงดันไฟฟ้าไปยัง Capacitor หรือ Chips ของอุปกรณ์นั้น)
ทำไมต้องใช้เป็นสวิทชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย?
สวิทชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย หรือ Switching Mode Power Supply (SMPS) ข้อดีหลักคือมีประสิทธิภาพการทำงานสูง 80-100% ซึ่งหมายถึง Pin เกือบจะเท่า Pout มีน้ำหนักเบา ขนาดเล็กกระทัดรัด สามารถติดตั้งในอุปกรณ์ได้หลากหลายประเภท อาจจะมีข้อเสียในเรื่องของการระบายความร้อนเล็กน้อยแต่ก็ไม่ใช่เรื่องใหญ่
หลักการทำงาน Switching Power Supply
ในปัจจุบัน ได้มีการใช้เทคโนโลยีแหล่งจ่ายกำลังสวิตชิ่งกันอย่างแพร่หลาย ซึ่ง Switching Power Supply นั้นถูกสร้างขึ้นมาเพื่อใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์ เป็นแหล่งจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ต่างๆ และสามารถเปลี่ยนแรงดันไฟจากไฟสลับโวลต์สูงให้เป็นแรงดันไฟตรงโวลต์ต่ำได้ ซึ่งองค์ประกอบพื้นฐานนั้นโดยทั่วไปจะคล้ายกันและสิ่งที่สำคัญที่สุดขององค์ประกอบนี้คือ คอนเวอร์เตอร์
Switching Power Supply จะประกอบด้วย 3 ส่วนใหญ่ๆ คือ
วงจรฟิลเตอร์และเรกติไฟเออร์
วงจรฟิลเตอร์และเรกติไฟเออร์ ทำหน้าที่แปลงแรงดันไฟสลับเป็นไฟตรง
คอนเวอร์เตอร์
คอนเวอร์เตอร์ ทำหน้าที่แปลงไฟตรงเป็นไฟสลับความถี่สูง และแปลงกลับเป็นไฟตรงโวลต์ต่ำ
วงจรควบคุม
วงจรควบคุม ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของคอนเวอร์เตอร์ เพื่อให้ได้แรงดันเอาต์พุตตามต้องการ
การเลือกซื้อ Switching Power Supply ให้ถูกใจคุณ
1 กำลังไฟฟ้าและแรงดันในระบบไม่ควรแค่ใช้ได้แต่ควรใช้ได้ในระยะยาว
ก่อนที่คุณจะเลือกซื้อคุณต้องทราบว่าระบบของคุณต้องใช้กำลังวัตต์และแรงดันอินพุตเท่าไหร่ เช่น ต้องการแปลงไฟ AC เป็น 24VDC โหลดกินไฟ 100W ถ้าคุณเลือกใช้ตรงตามเท่านี้เลยก็ใช้ได้ แต่ในความเป็นจริงนั้นคุณควรเผื่อกำลังไฟฟ้าไว้ที่ 30-50% ช่วยในกรณีที่มีอุณหภูมิสูงขึ้นอย่างฉับพลันจนทำให้จ่ายกำลังไม่ได้เต็มประสิทธิภาพหรือช่วยในเรื่องการขยายระบบ ซึ่งในบางรุ่นก็จะมีฟังก์ชั่นนี้เรียกว่า Power Reserve เช่นแบรนด์ Schneider Electric
2 เลือกให้เหมาะกับพื้นที่ของคุณ
เน้นพื้นที่ไม่จำกัดหรือมีพื้นที่เยอะหน่อย ติดตั้งง่าย เจาะติดกับตู้ได้เลย เลือกแบบ Front Mounting แต่โดยส่วนใหญ่คนมีความเชื่อถือกับ Switching Power Supply แบบ Din-Rail มากกว่าเนื่องจากมีการออกแบบมาใช้กับตู้คอนโทรลในงานอุตสาหกรรมมาโดยเฉพาะ ซึ่งมีขนาดเล็กแต่ประสิทธิภาพสูงและมีระบบการป้องกันที่มากขึ้นทำให้คนมีความต้องการ Switching Power Supply แบบ Din-rail เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ
3 Power Supply ของคุณ เลี้ยงอุปกรณ์เพียงตัวเดียวหรือเลี้ยงเป็นแผง?
ถ้างานของคุณเป็นงาน Stand Alone เลี้ยงอุปกรณ์แค่ตัวเดียวหยุดจ่ายไฟไม่เป็นปัญหา แนะนำแบบ Front Mounting แต่ถ้าเป็นระบบใหญ่พวกงาน DC Bus เช่น ระบบ Scada, ระบบ DCS Control และระบบ Automation ระบบพวกนี้ถ้ามีการหยุดจ่ายไฟทั้งระบบคงไม่ดีแน่ แนะนำแบบ Din-rail ประสิทธิภาพสูง ทนความร้อนได้ดี ระบายความร้อนได้ดีกว่า
4 ความร้อนปัจจัยหลักที่ทำให้ Power Supply อายุสั้น
ในแต่ละรุ่นนั้นจะมีสิ่งที่เรียกว่า Derating Curves หรือ กราฟแสดงประสิทธิภาพของกำลังไฟฟ้าเทียบกับอุณหภูมิ ( ֯c) จะทำให้เรารู้ว่า ความร้อนสูงสุดกี่องศา ( ֯c) ที่ยังคงจ่ายกำลังไฟฟ้าได้ 100% ยิ่งอุณภูมิสูงยิ่งดี
5 ทำไมแปลงแรงดันเป็น 24VDC แต่กลับได้มาเพียง 20-22VDC
เพราะคุณไม่มีสิ่งที่เรียกว่า Adjust Voltage โดยปกติแล้วเราต่อ Power Supply เข้ากับโหลดจะต้องผ่านตัว Protection ต่างๆ เช่น Fuse, Surge หรือจะต่อโหลดผ่านสายไฟ แทนที่แรงดันจะได้ 24V อาจจะเหลือแค่ 20-22V เราก็ควรจะมีตัว Adjust Voltage คุมแรงดันเหล่านี้เพื่อให้ประสิทธิภาพออกมาเต็มที่
6 เลือกซื้อที่มี Protection คอยป้องกันตัว Switching Power Supply
Protection ต่างๆของ Power Supply ที่ควรต้องมีไม่ว่าจะเป็น Short Circuit, Over Load, Over Voltage, Over Current หรือ Over Temperature ตามลักษณะงานที่เหมาะสม เช่น งานที่มีลักษณะ เศษสายไฟ หรือสายไฟแตะกัน ถ้าไม่มี Short Circuit Protection เกิดการช็อตกันซึ่งพวกนี้ช็อตกันแล้วไม่กลับมาทำงานอีก ถ้ามี Short Circuit Protection ก็จะสามารถทนได้สักครู่นึง ระบบก็กลับมาจ่ายกระแสได้เหมือนเดิม
7 โหลดแบบต่างๆในระบบก็มีผล
ถ้าโหลดในระบบเราเป็นโหลดที่มี L เยอะๆเช่น Coil ใน Magnetic contactor, Coil ของ Solenoid Valve, Coil ของ Relay ที่กินกระแสเยอะๆและเป็นโหลด แนะนำให้เลือก Power Supply ที่มีอัตราการป้องกัน inrush current สูงๆนิดนึง เพราะว่าโหลดพวกนี้จะสร้าง inrush current ขึ้นมาในระบบค่อนข้างเยอะ เพราะฉะนั้นควรเลือก Power Supply ที่ทนต่ออุปกรณ์พวกนี้ได้
