เครื่องมือแก้ไข Downcodes นำเสนอคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับการบรรลุเอาต์พุต ±5V หรือ ±12V จากแหล่งจ่ายไฟเดียว บทความนี้จะเจาะลึกวิธีการแปลงพลังงานที่ใช้กันทั่วไปสามวิธี ได้แก่ ตัวแปลงบูสต์บัค ตัวแปลงปั๊มชาร์จ และตัวแปลงตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า และแนะนำชิปจ่ายไฟที่ใช้กันทั่วไปหลายตัว จากการวิเคราะห์วิธีการและชิปเหล่านี้ ฉันหวังว่าสิ่งนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจหลักการใช้งานของเอาต์พุตไบโพลาร์กำลังเดียวได้ดีขึ้น และเลือกวิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสม
เพื่อให้ได้เอาต์พุต ±5V หรือ ±12V จากแหล่งจ่ายไฟเดียวสามารถทำได้โดยใช้ตัวแปลงบูสต์บัค ตัวแปลงตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า ตัวแปลงปั๊มชาร์จ ฯลฯ แหล่งจ่ายไฟหรือชิปควบคุมแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้สามารถให้เอาต์พุตไบโพลาร์เชิงบวกและเชิงลบผ่านการออกแบบวงจรที่สอดคล้องกัน และสามารถทำงานได้โดยตรงจากแหล่งจ่ายไฟเดียว เช่น อินพุตไฟ 5V หรือ 12V บูสต์บัคคอนเวอร์เตอร์เป็นตัวเลือกทั่วไปที่สามารถสร้างแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตแบบไบโพลาร์จากแหล่งจ่ายเดียว และคอนเวอร์เตอร์ชนิดนี้มีประสิทธิภาพสูงและมีช่วงแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตที่กว้าง
บูสต์บัคคอนเวอร์เตอร์เป็นโทโพโลยีวงจรที่ใช้กันทั่วไปในการออกแบบแหล่งจ่ายไฟ ซึ่งจะแปลงแรงดันไฟฟ้าอินพุตให้เป็นแรงดันเอาต์พุตที่เสถียรซึ่งสูงหรือต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุต คอนเวอร์เตอร์ประเภทนี้เหมาะสำหรับระบบไฟฟ้าที่ต้องการสร้างระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน
หลักการทำงานของส่วนบูสต์คือการใช้สัญญาณ PWM (Pulse width Modulation) ควบคุมการสับเปลี่ยนของท่อสวิตซ์ เก็บพลังงานผ่านตัวเก็บพลังงาน (ปกติจะเป็นตัวเหนี่ยวนำ) และสร้างแรงดันไฟฟ้าให้สูงกว่าแรงดันอินพุตผ่าน การเหนี่ยวนำตัวเองของตัวเหนี่ยวนำเมื่อปิดแรงดันไฟฟ้าของท่อสวิตชิ่ง กระบวนการนี้ทำให้มีการถ่ายโอนพลังงานผ่านการสลับสวิตช์ซ้ำๆ และในที่สุดก็ส่งเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าสูงที่เสถียร
ส่วนบั๊กจะควบคุมความยาวของเวลาสวิตชิ่งโดยการปรับรอบการทำงานของสัญญาณ PWM ซึ่งจะช่วยลดแรงดันไฟเอาท์พุต ส่วนนี้ของวงจรมักจะมีวงจรเรียงกระแสแบบซิงโครนัสเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการแปลง การควบคุมแรงดันไฟฟ้าทำได้ผ่านวงจรป้อนกลับเอาท์พุตเพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของแรงดันเอาท์พุต
คอนเวอร์เตอร์ปั๊มชาร์จเป็นวิธีการแปลงแบบไม่ใช้ตัวเหนี่ยวนำ ซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีพื้นที่จำกัดหรือต้องคำนึงถึงต้นทุน สามารถแปลงแรงดันไฟฟ้าได้โดยการชาร์จและคายประจุตัวเก็บประจุสลับกัน
แกนหลักของคอนเวอร์เตอร์ปั๊มประจุอยู่ที่วงจรประจุและคายประจุของตัวเก็บประจุ ในระหว่างขั้นตอนการชาร์จ ตัวเก็บประจุจะดูดซับพลังงานจากแหล่งอินพุต จากนั้นในระหว่างขั้นตอนการคายประจุ ตัวเก็บประจุจะปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ไปยังเอาต์พุต เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าบวกและลบที่ต้องการโดยการควบคุมประจุและการคายประจุของตัวเก็บประจุหลายตัว
แม้ว่าประสิทธิภาพการแปลงของคอนเวอร์เตอร์ปั๊มชาร์จโดยทั่วไปจะไม่ดีเท่ากับคอนเวอร์เตอร์บูสต์บัคที่ใช้ตัวเหนี่ยวนำ แต่โครงสร้างนั้นเรียบง่ายและต้นทุนก็ต่ำ สำหรับการใช้งานที่พลังงานไม่สูงมาก ปั๊มชาร์จก็มีค่ามาก โซลูชั่นที่หรูหรา
ตัวแปลงตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าเหมาะสำหรับการใช้งานเมื่อความต้องการกระแสไฟเอาท์พุตไม่สูง โดยให้แรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตที่เป็นบวกและลบผ่านตัวควบคุมอิสระสองตัว
โดยปกติส่วนนี้จะดำเนินการโดยใช้ตัวควบคุมเชิงเส้นหรือบูสต์คอนเวอร์เตอร์ ซึ่งสร้างเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าบวกที่ต้องการโดยตรงจากแหล่งจ่ายอินพุต การออกแบบตัวควบคุมต้องมั่นใจถึงเสถียรภาพของแรงดันไฟขาออก
เอาต์พุตแรงดันลบจะถูกแปลงเป็นแรงดันลบโดยตัวแปลงบั๊ก หรือสร้างขึ้นโดยใช้ตัวควบคุมเชิงเส้นแรงดันลบเฉพาะ ในการออกแบบตัวแปลงตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า ความสมดุลของแหล่งจ่ายไฟบวกและลบเป็นสิ่งสำคัญมาก และจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าเอาต์พุตของทั้งสองตรงกันโดยการเลือกส่วนประกอบที่เหมาะสม
มีวงจรรวม (IC) เฉพาะแอปพลิเคชันจำนวนมากในตลาดที่มีฟังก์ชันข้างต้น และสามารถใช้เพื่อให้ได้เอาต์พุต ±5V หรือ ±12V จากแหล่งจ่ายไฟเดียว
LT1054 เป็นไอซีคอนเวอร์เตอร์ DC-DC ของปั๊มชาร์จที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งสามารถสร้างแรงดันเอาต์พุตลบที่สอดคล้องกันจากแรงดันไฟฟ้าอินพุตบวก ชิปนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์พกพาที่ต้องการขนาดที่เล็กและวงจรที่เรียบง่าย
TPS65130 เป็นตัวแปลง DC-DC เอาต์พุตคู่ที่ผลิตโดย Texas Instruments โดยสามารถจ่ายแรงดันเอาต์พุตเชิงบวกแบบบูสต์และแรงดันเอาต์พุตลบแบบบัคเก็ตจากแหล่งจ่ายเดี่ยวขนาด 2.7V ถึง 5.5V ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งาน เช่น จอแสดงผล OLED
เมื่อใช้เอาต์พุตแหล่งจ่ายไฟเดี่ยว ±5V หรือ ±12V นักออกแบบจำเป็นต้องพิจารณาประสิทธิภาพ ต้นทุน ขนาดของวงจร และความเสถียรของแหล่งจ่ายไฟ สถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกันอาจมีผลกระทบสำคัญต่อการเลือกใช้โซลูชันด้านพลังงาน ประเภทคอนเวอร์เตอร์ข้างต้นและชิปส่งกำลังเฉพาะมีตัวเลือกที่หลากหลาย และนักออกแบบสามารถเลือกโซลูชันที่เหมาะสมที่สุดได้ตามความต้องการเฉพาะของพวกเขา
1. ชิปจ่ายไฟหรือชิปควบคุมแรงดันไฟฟ้าใดบ้างที่สามารถให้เอาต์พุตแบบไบโพลาร์ (±5 หรือ ±12V) จากแหล่งจ่ายไฟตัวเดียว
มีอุปกรณ์จ่ายไฟหรือชิปควบคุมแรงดันไฟฟ้าหลายประเภทในท้องตลาดที่สามารถให้เอาท์พุตแบบไบโพลาร์จากแหล่งจ่ายไฟตัวเดียว วิธีแก้ปัญหาทั่วไปคือการใช้ชิปควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบคู่ เช่น LM337 และ LM317 ชิปเหล่านี้สามารถให้เอาต์พุตทั้งเชิงบวกและเชิงลบจากแหล่งจ่ายไฟเดียวผ่านการออกแบบวงจร และมีความเชิงเส้นและเสถียรภาพที่ดี
2. ทำอย่างไรจึงจะได้เอาต์พุต ±5 หรือ ±12V จากแหล่งจ่ายไฟเดียว
เพื่อให้ได้เอาต์พุต ±5 หรือ ±12V จากแหล่งจ่ายไฟเดียว สามารถใช้ชิปควบคุมแรงดันไฟฟ้าและส่วนประกอบวงจรภายนอกบางส่วนเพื่อสร้างระบบจ่ายไฟที่เชื่อถือได้ วิธีการทั่วไปคือการใช้ชิปควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงบวกและชิปควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงลบ แล้วเชื่อมต่อเข้ากับวงจรที่เหมาะสม โดยการเลือกพารามิเตอร์ของชิปควบคุมแรงดันไฟฟ้าอย่างเหมาะสมและการกำหนดค่าส่วนประกอบวงจรภายนอก สามารถรับแรงดันเอาต์พุตที่ต้องการที่ ±5 หรือ ±12V
3. ควรเลือกชิปจ่ายไฟหรือชิปควบคุมแรงดันไฟฟ้าใดในโครงการเพื่อให้ได้เอาต์พุต ±5 หรือ ±12V จากแหล่งจ่ายไฟเดียว
มีหลายปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกชิปจ่ายไฟหรือตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า ขั้นแรก คุณต้องกำหนดช่วงแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตที่ต้องการ (±5V หรือ ±12V) ประการที่สอง คุณต้องพิจารณาความสามารถด้านกระแสไฟขาออกและพลังงานที่ต้องการ เพื่อให้แน่ใจว่าชิปสามารถตอบสนองความต้องการของโปรเจ็กต์ได้ สุดท้ายนี้ คุณยังต้องพิจารณาตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพของชิป เช่น ความเสถียร ความเป็นเส้นตรง และค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ เพื่อให้แน่ใจว่าชิปจะให้พลังงานเอาต์พุตที่เสถียร ตัวเลือกทั่วไป ได้แก่ ชิปควบคุมแรงดันไฟฟ้า เช่น LM337 และ LM317 แต่การใช้งานเฉพาะนั้นขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของโครงการ
ฉันหวังว่าคำอธิบายโดยบรรณาธิการของ Downcodes สามารถช่วยคุณแก้ปัญหาเอาต์พุตไบโพลาร์ของแหล่งจ่ายไฟเดี่ยวได้ หากคุณมีคำถามใด ๆ โปรดฝากข้อความไว้ในพื้นที่แสดงความคิดเห็นเพื่อพูดคุย!