Advertisement

ป้ายโฆษณา
ป้ายโฆษณา
ป้ายโฆษณา
ป้ายโฆษณา
ป้ายโฆษณา
ป้ายโฆษณา
สถาปัตยกรรมของการส่งจ่ายกำลังงานไฟฟ้ายุคใหม่
บทความ - ฉบับที่ 42 April 2014
เขียนโดย โกวิท โซวสุวรรณ   
วันอังคารที่ 22 เมษายน 2014 เวลา 13:46 น.

mouser42จุดเปลี่ยนของเทคโนโลยีการส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าในระบบเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดใหญ่ เช่น เซิร์ฟเวอร์ โทรศัพท์ หรือกลุ่มของบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการแหล่งจ่ายไฟหลายระดับ หมดสมัยแล้วกับการใช้ระบบและอุปกรณ์แบบเดิม ก้าวสุ่ยุคใหม่ของระบบจ่ายกำลังไฟฟ้าที่หัวใจคือ ใช้กำลังไฟฟ้าต่ำลง แต่มีประสิทธภาพมากขึ้น

 

เป็นเวลานานมาแล้วที่โครงสร้างของการส่งจ่ายกำลังไฟฟ้า ประกอบด้วย ศูนย์กลางควบคุมการส่งจ่าย(หม้อแปลง ไดโอด และตัวควบคุม) และหน่วยควบคุมย่อยๆ (ลิเนียร์เรกูเรเตอร์ที่ระดับแรงดันต่างๆ) จะกระจายกำลังไฟฟ้าไปยังส่วนต่างๆ ผ่านทางเครือข่ายของสายไฟหรือบัสบาร์ แต่เมื่อความต้องการพลังงานไฟฟ้าเปลี่ยนไปในทิศทางที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จึงทำให้ต้องมีโครงสร้างพลังงานของระบบที่ดี และด้วยแรงกดดันของการใช้พลังงานไฟฟ้าที่สูงขึ้น จึงต้องหันมาใช้อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่ใช้กำลังงานไฟฟ้าต่ำๆ เพิ่มมากขึ้น ขณะเดียวกันก็ยังต้องสามารถทำงานทางด้านการประมวลผลสัญญาณดิจิตอลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วย ดังนั้น ผู้ดูแลระบบจึงต้องทำงานร่วมกับผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง เพื่อนำอุปกรณ์รุ่นล่าสุดมาช่วยทำให้เกิดระบบจ่ายกำลังไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพเพื่อรองรับการใช้กำลังงานไฟฟ้าที่ซับซ้อนดังเช่นทุกวันนี้

 

หลักการของระบบส่งส่งกำลังไฟฟ้า

ระบบส่งจ่ายกำลังไฟฟ้า (หมายถึงระบบที่อยู่ในบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์ ไม่ใช่สายส่งไฟฟ้าแรงสูง) ในปัจจุบันนี้สามารถแพร่กระจายความร้อนที่เกิดขึ้นผ่านไปยังระบบได้ เพราะด้วยการยอมให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่านสูง แต่มีแรงดันต่ำมาก ด้วยหลักการนี้จึงทำให้ภาคจ่ายไฟสามารถตอบสนองกับการเปลี่ยนแปลงโหลดชั่วขณะได้อย่างรวดเร็ว และมีความยืดหยุ่นในการเพิ่มแรงดันหรือกระแสไฟฟ้าได้ตามต้องการ หากจุดใดจุดหนึ่งเกิดเสียหายขึ้น ส่วนอื่นๆ ก็ยังคงทำงานได้อยู่ ความต้องการทั้งหมดนี้มีเป้าหมายที่ต้องการให้ระบบจ่ายกำลังไฟฟ้า มีต้นทุนที่สมเหตุสมผล ขนาดไม่ใหญ่เกินไป และที่สำคัญต้องมีประสิทธิภาพสูง

 

ทุกวันนี้ระบบส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าที่ดีที่สุดจะต้องประกอบด้วย 3 ส่วนหลักๆ ดังรูปที่ 1 1. ส่วนหน้าสุดที่ทำหน้าที่แปลงไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสตรง 2. ส่วนวงจรแปลงแรงดันไฟตรงทั้งในแบบเพิ่มและลดแรงดัน 3. โครงสร้างบัสจ่ายกำลังขั้นกลาง ส่วนใหญ่จะอยู่ระหว่างส่วนที่ 1 และส่วนที่ 2

 

จุดเริ่มต้นคือ ส่วนแปลงไฟสลับเป็นไฟตรง

ในยุคของโทมัส เอดิสัน, นิโคลา เทสลา และจอร์จ เวสติ้งเฮาส์ มีข้อขัดแย้งเรื่องแนวคิดการส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าว่า จะเป็นระบบไฟสลับหรือไฟตรง แต่ในท้ายที่สุดก็ได้เลือกให้การส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าเป็นระบบไฟสลับ เพราะด้วยข้อดีที่มีการสูญเสียน้อยกว่าเมื่อเดินสายออกไปไกลๆ เมื่อกลับมามองวงจรอิเล็กทรอนิกส์สมัยนี้ต่างได้รับการออกแบบให้ใช้ไฟฟ้ากระแสแทบทั้งหมด

 

ดังนั้น ก่อนการใช้งานไฟฟ้าจากระบบสายส่งจำเป็นต้องลดระดับแรงดันลงเสียก่อน ด้วยการใช้หม้อแปลงที่ทำงานกับไฟฟ้ากระแสสลับได้ในช่วง 80 ถึง 265V ความถี่ 50 ถึง 60Hz ซึ่งแนวคิดของแหล่งจ่ายไฟส่วนหน้านี้ตรงไปตรงมาเป็นอย่างมาก เพราะหน้าที่หลักคือ เปลี่ยนไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง เริ่มจากลดระดับของไฟฟ้ากระแสสลับด้วยการใช้หม้อแปลงลงมาให้อยู่ในย่านที่ต้องการใช้งาน ตามด้วยแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรงด้วยไดโอดบริดจ์ ทำให้เรียบด้วยการใช้ตัวเก็บประจุ ก่อนส่งไปยังวงจร DC/DC คอนเวอร์เตอร์ เพื่อทำให้เป็นแหล่งจ่ายไฟตรงที่มีเสถียรภาพสำหรับจ่ายให้กับระบบ

 

โดยทั่วไปแล้วภาคแหล่งจ่ายไฟส่วนหน้าจะให้แรงดันออกมา +48V สำหรับจ่ายให้กับระบบโทรศัพท์ขนาดใหญ่ และ +12V กับ +24V สำหรับดาต้าเซิร์ฟเวอร์ สุดท้ายให้เอาต์พุตออกมา +400v สำหรับชุดสื่อสารข้อมูลและเครื่องมือแพทย์บางชนิด

 


ติดตามต่อใน The Prototype Electronics ฉบับที่ 42 หรือสมัครสมาชิกราย 12 ฉบับ ในราคา 800 บาท พร้อมรับส่วนลด 15% เมื่อซื้อสินค้าจากwww.inex.co.th

สั่งซื้อออนไลน์  สมัครสมาชิก


 

 

 
 
JOOMLA TEMPLATES Joomla Templates By JoomlaBear