POWER SUPPLY 2

POWER SUPPLY แหล่งจ่ายไฟสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ ตอนที่ 2

 ปกติ Power supply คอมพิวเตอร์จะแบ่งเป็น 2 ฃนิดนะครับ คือ AT กับ ATX ซึ่งตอนนี้ AT ไม่มีแล้วครับ ไม่พูดถึงแล้วกัน ปัจจุบันเราใช้ Power supply แบบ ATX หรือ switching power supply นั่นเอง หลักการทำงานคร่าว ๆ อธิบายตามภาพนะครับ

เมื่อได้รับไฟ AC(ไฟกระแสสลับ) ตรงนี้จะใช้ Diode แปลงจาไฟกระแสสลับเป็นกระแสตรงครับ ออกจาก Diode ก็ผ่าน C ตัวใหญ่ ๆ กรองไฟให้เรียบ (เป็นการต่อวงจรมาตรฐานเลยครับ ออกจาก Diode เจอ C แน่นอน) ตอนนี้จะได้ ไฟประมาณ 300 VDC (300 V กระแสตรง) เรียบ ๆแล้วครับ จะนำไฟช่วงนี้หล่ะ ไปใช้งานในวงจร คือ เข้าหม้อแปลง เพื่อแปลงไฟ เป็นไฟต่ำ 3.3V,5V,12V แล้ว ส่ง feedback กลับมาครับ ตรง feedback กลับนี่หล่ะ จะใช้ ic เป็นตัวควบคุมให้ไฟไหลได้ต่อเนื่อง ถ้าไฟมากไปก้อตัดให้น้อยลง ไฟน้อยก็เพิ่มให้มากขึ้น เป็นหัวใจของ switching power supply เลยครับ นี่คร่าว ๆ ครับจากรูปภาพ รายละเอียดเดี๋ยวมาต่อกัน

จากภาครวมนะครับ ลองมาดูอีกรูปหนึ่ง

ภาพนี้เป็นภาพ วงจรตัวอย่าง power supply แบบ ATX ผมจะอธิบาย ตามตัววงจรเลยนะครับ
1. ที่วงกลมสีดำวงแรกนะครับ เมื่อไฟ AC ไหลผ่านเข้ามา ก็จะผ่าน fuse จากfuse ก็จะมี Choke และ C ตัวเล็ก ๆ ซึ่งจะมีหน้าที่ตัดความถี่สูง และความถี่ต่ำ ก่อนนำไฟไปใช้ครับ
2. ที่วงกลมสีแดง ไฟจะเข้า Diode bridge เพื่อทำหน้าที่เป็น rectifier แปลงไฟ จาก AC เป็น DCได้ไฟ ประมาณ 300 VDC
3.ที่วงกลมสีเขียว ไฟจะเข้า C ตัวใหญ่ ๆ (2 ตัวคู่กัน) ทำหน้าที่กรองไฟ สูง ๆ ที่ออกมาให้เรียบ หลังจากนี้ก้อจะมีวงจร ตัดความถี่นิดหน่อยแล้วแต่ผู้ผลิตจะออกแบบมาแล้วครับ แล้วจึงเข้าขา 1 ของ หม้อแปลง
4. ไฟที่ได้จากขาที่ 2 เพื่อให้ครบวงจรนั้น จะออกมาจากกลุ่มของวงจร control ไฟครับ ในนี้ก็คือ สี่เหลี่ยมสีม่วง ในวงจรนี้จะประกอบไปด้วย
4.1 IC ควบคุมไฟ เช่น MAX 4191,4391 เป็นต้น ทำหน้าที่ในการควบคุมกระแสให้ไหลมากน้อย ตามระบบต้องการครับ
4.2 mosfet จะทำหน้าที่เป็น switch ความเร็วสูงครับ (ใช้ เพิ่มไฟ ลดไฟ ตามที่กล่าวมาแหล่ะครับ) โดยขา G ของ mosfet จะต่อเข้ากับ IC ควบคุมไฟครับเพื่อใช้ควบคุม switch อีกทีหนึ่ง
5. จากหัวข้อที่ 4 ก็จะได้ไฟครบทั้ง 2 เส้น ต่อเข้าหม้อแปลงแล้วครับ หม้อแปลงจะแปลงไฟตามขนาดที่ต้องการ และมี feedback กลับมาเพื่อให้ ic รู้ว่าไฟที่ได้นั้น ถูกต้องตามระบบต้องการหรือไม่ จะทำงานวน ๆ ไปอย่างนี้เรื่อย ๆ ตั้งแต่เปิดเครื่องจนปิดเครื่องเลยครับ

ข้อดีและข้อเสียของการทำงานแบบ switching
ข้อดี ของการทำงานแบบนี้ก็คือ มีประสิทธิภาพในการทำงานสูง เกิดความร้อนต่ำ สามารถระบายความร้อนออกได้ง่าย อีกทั้งตัวของหม้อแปลงไม่ใหญ่มาก ทำให้ประหยัดพื้นที่ ตัวpower สมัยใหม่จึงมีขนาดเล็กครับ
ข้อเสีย วงจรสวิชชิ่งจะทำงานที่ความถี่สูง มีการแผ่กระจายคลื่นออกมารบกวนอุปกรณ์อิเล็คทรอนิคส์ต่าง ๆ ทั้งในตัวเครื่องคอมพิวเตอร์เอง และภายนอกได้ ดังในการออกแบบ power supply จึงต้องถูกบรรจุอยู่ภายในกล่องโลหะเพื่อเป็นการกันสัญญาณรบกวน

ขาไฟออกของ power supply 20pin และ 24 pin

- 12 V ไฟชุดนี้ใช้สำหรับสัญญาณเชื่อมต่อของ Serial port หรือ Com port คู่กับไฟ
+12 โวลต์ เท่านั้น สัญญาณนี้แทบจะไม่ได้ใช้แล้วในปัจจุบัน ถ้าใช้ก็มีปริมาณไม่มากนัก จึงมีการจ่ายกระแสออกมาได้เพียงไม่เกิน 1 แอมแปร์เท่านั้น
-5V สมัยก่อนไฟชุดนี้ใช้กับไดรว์ฟล็อปปี้ดิสก์ และวงจรของการ์ด ISA บางตัวซึ่งต้องการกระแสไม่มากนัก ชุดนี้ก็จ่ายกระแสไม่เกิน 1 แอมแปร์เหมือนกัน
0 V หมายถึงกราวนด์ ใช้เป็นอ้างอิงกับไฟชุดต่าง ๆ
+3.3 V เป็นแรงดันใหม่ที่เพิ่งมีในยุคหลัง ที่ CPU เริ่มทำงานที่แรงดันต่ำกว่า +5 โวลต์ (ยุค Pentium เป็นต้นมา) ปัจจุปันถูกนำไปใช้กับ RAM,CPU และ AGP Card
+ 5 V ไฟชุดนี้แต่เดิมมีบทบาทมาก ในเครื่อง Power Supply แบบ AT และยังคงต้องใช้อยู่ในปัจจุปัน สำหรับเลี้ยงเมนบอร์ดและไดรว์ต่าง ๆ
+ 12 V เป็นแรงดันไฟสำหรับมอร์เตอร์ของดิสก์และพัดลมเป็นหลัก นอกจากนั้นก็ยังมีอุปกรณ์อื่น ๆ เช่น Serial port และการ์ดบางตัว
การตรวจเช็ค เมื่อ power supply เกิดปัญหา อาจแยกวิเคราะห์เป็น 2 กรณี
1. เมื่อ power supply เปิดไม่ติด
1.1 เช็คก่อนครับลองเสียบปลั๊กแล้วเปิด switch (สายเขียว กับดำเส้นไหนก็ได้) เลยตามรูป

เมื่อเปิดswitch แล้วเช็คพัดลมหมุนหรือไม่ ใช้ meter วัดไฟ output ครับมีออกมาหรือเปล่า บางที่พัดลมไม่หมุนไม่ใช่ว่าไฟไม่ออกนะครับ ถ้ายังไม่มีไฟให้ลองตรวจส่วนพื้นฐานก่อนเลย ไม่ว่าจะเป็น ปลั๊กไฟ สายไฟ เช็คก่อนเลยครับ ใช้ multimeter นี่หล่ะวัดเอาเร็วที่สุด บางคนเชียวชาญมากลืมตรวจพื้นฐานไป เช็คไปเช็คมาเสียเวลามาเช็คจุดเดิมอีก ถ้าแน่ใจก็มาดูขั้นต่อไปเลยครับ
1.2 เช็คภาคไฟสูงของ power ตามที่อธิบายข้างต้นครับ(ใครไม่ชำนาญใช้วัดโอห์ม นะครับ ไม่ต้องต่อไฟ ช่างมือฉมังแล้วก็ จับ ground ที่ C ตัวใหญ่ แล้ววัดไฟตามจุดต่อไปนี้ได้เลยครับ)
- fuse
- Diode bridge
- C
- mosfet มีไฟเข้าขา G แล้วไฟออกจากขา D ตามปกติ
- ic ควบคุมไฟ หาขาที่ต่อเข้าขา G ของ mosfet แล้วเช็คไฟ

2.เมื่อ power supply เปิดติด แต่คอมพิวเตอร์ไม่ทำงาน
2.1 เช็คไฟภาค output ทั้งหมด
2.2 บางทีไฟภาค output ครบแต่กระแสที่ส่งมาอาจขาดไปก็ได้ ลองเปลี่ยน C ตัวใหญ่ดูครับ
อาการเสียที่เกิดอาจเกิดจาก power supply มีปัญหา
1. เปิดไม่ติด
2. เปิดติดไม่ขึ้นภาพ
3. เปิดสักพักดับ,เครื่องแฮงค์บ่อย
4. write CD ไม่ได้
5. VGA ร้อนจัด

switching power supplyทำงานโดยแปลงแรงดันไฟกระแสสลับความถี่ต่ำให้เป็นไฟกระแสตรง จากนั้นจึงเปลี่ยนกลับไปเป็นกระแสไฟสลับ (พัลส์) ที่ความถี่สูง แล้วจึงส่งผ่านหม้อแปลงเพื่อลดแรงดันลง และผ่านวงจรเรียงกระแสและกรองแรงดันเพื่อให้ได้กระแสไฟตรงอีกครั้งหนึ่ง switching power supply ประกอบด้วย 3 ส่วนใหญ่ คือ filterและrectifier ทำหน้าที่แปลงแรงดันไฟสลับเป็นไฟตรง และ converter จะทำหน้าที่แปลงกระแสไฟตรงเป็นไฟกระแสสลับความถี่สูง และแปลงกลับเป็นไฟตรงโวลต์ต่ำ อีกครั้งหนึ่ง และวงจรควบคุมทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของconverter เพื่อให้ได้แรงดันไฟตามที่กำหนด

บทความดีๆจาก nctschool.com

Posted in: hardware, power supply