หลักการเบื้องต้นของ สวิตชิ่งเพาเวอร์ ซัพพลาย

หลักการเบื้องต้นของ สวิตชิ่งเพาเวอร์ ซัพพลาย
        ดังที่เห็นจากรูป จะเห็นว่า ไฟ AC 220 V จะถูกแปลงให้เป็นไฟ DC 310 V ด้วยวงจร เรกติไฟร์และจะถูกทำให้เรียบด้วยวงจร ฟิลเตอร์
จากนั้น ไฟ DC แรงดันสูงก็จะถูกเปลี่ยนให้เป็น Pulse ความถี่สูงโดยวงจร สวิตชิ่ง ซึ่งจะถูกควบคุมด้วยชุด สร้างความถี่สูง (PWM)  อีกที.
ต่อจากนั้น ก็เข้าสู่หม้อแปลงเพื่อ แปลงลง เพื่อให้ได้ระดับไฟที่ต้องการ แล้วก็ผ่านวงจร เรกติไฟร์เพื่อ แปลง Pulse ความถี่สุงให้เป็น ไฟ DC
แล้วจึงผ่านวงจรฟิลเตอร์ เพื่อไฟ DC ที่ ขาออกให้เรียบ.      เราจะมาดูทีละส่วนกันนะครับว่ามีรายละเอียดอย่างไร.
- วงจรกรองสัญญาณรบกวนไฟ 220 V AC เข้า
        จริงๆแล้วส่วนนี้จะมีส่วนของวงจร กันสัญญาณรบกวน ทั้งไม่ให้เข้ามา และ ไม่ให้ออกไป อยู่ก่อนหน้า วงจร เรกติไฟร์ นะครับ ซึ่งเรียกว่า
Noise Filter หรือ EMI + RFI Filter ซึ่งใน Power Supply ราคาถูกที่ติดมากับ Case โดยทั่วไปจะตัดออกเพื่อลดต้นทุน
เนื่องจากส่วนนี้ถึงไม่มี เพาเวอร์ซัพพลายก็สามารถทำงานได้แต่จะมีข้อเสียคือ จะมีสัญญาณรบกวน EMI ,RFI ออกมาจากตัว เพาเวอร์ซัพพลาย
ไปรบกวนอุปกรณ์อื่นๆ ได้ และที่แน่ๆ จะไม่ได้รับมาตฐานการรับรอง ขายได้เฉพาะในประเทศที่ด้อยพัฒนาเท่านั้น....
  
- วงจร เรกติไฟร์
        ต่อมาก็เป็นวงจร เรกติไฟร์ จะใช้ ไดโอด 4 ตัวต่อกันเป็น วงจรที่เรียกว่า บริดจ์ เรกติไฟร์ ดังรูปนะครับ. มีดูได้สองอย่างครับ.
ถ้าเป็น เพาเวอร์ซัพพลาย ของไม่ดีละก็ ส่วนมากจะเอาไดโอดเบอร์ RL206 ทนกระแส  2A ทนแรงดัน 800V มาต่อกันเป็น บริดจ์
แต่ถ้าเป็น เพาเวอร์ซัพพลาย ดีๆละก็ส่วนมากจะใช้ บริดจ์สำเร็จรูปมาจากโรงงานเลย ดังรูปครับ.
คราวนี้ก็มาดูว่า บริดจ์เราเจ๋งไม่เจ๋ง ให้ดูที่การทนกระแส และแรงดันครับ แต่ตัวที่สำคัญคือ กระแส อย่างของ Enermax รุ่น 465VE นี่ใช้เบอร์ PBU1005
รับกระแสได้ 10A รับแรงดันได้ 500V หรืออย่าง Powtec รุ่น SA320 ใช้เบอร์ GBU8J ซึ่งรับกระแสได้ 8A รับแรงดันได้ 600V เป็นต้น
วิธีดูคือ ให้ดูตัวเลขชุดแรกจะบอกกระแสที่ทนได้ ตัวเลขชุดที่สองจะบอกแรงดันที่ทนได้ บางบริษัทจะใช้ตัวอักษรแทน ตามตาราง

KBU , GBU , PBU , KBP ,KBL ,SBU , SKB , RS	402	4D	4A  200V
	404	4G	4A  400V
	606	6J	6A  600V
	810	8M	8A  1000V
	1008	10K	10A 800V

     
   
- วงจร ฟิลเตอร์
        ต่อมาก็เป็นวงจร ฟิลเตอร์ ประกอบด้วยตัวเก็บประจุขนาดใหญุ่ 2 ตัวขนาดทนแรงดันได้ 200V มาต่ออนุกรมกันเพื่อให้ทนแรงดัน 400V
ที่ต้องใช้ 2 ตัวเนื่องจาก ทำให้สามารถปรับให้ ใช้ไฟ ได้ทั้ง 110V และ 220V
และอีกอย่างที่สำคัญคือ ตัวเก็บประจุที่ทนแรงดันได้ 400 V มีราคาแพงกว่ามาก
เมื่อนำตัวเก็บประจุ 2 ตัวค่าความจุเท่ากัน มาต่อ อนุกรม กันจะทำให้ความจุลดลงครึ่งหนึ่ง แต่จะทนแรงดันมากขึ้น
ค่าความจุยิ่งมากยิ่งดี พวกเพาเวอร์ซัพพลาย ถูกๆ มักจะใช้ ค่า 330 uF 200V 2 ตัวมาต่อกัน (330uF นี่ใช้ในเพาเวอร์ซัพพลายดีๆ
ก็มี แต่เป็นขนาด 145W ครับ) ถ้าเป็นเพาเวอร์ซัพพลายดีๆี(300W) ละก็ ควรจะมากกว่า 680 uF 200V 2 ตัว   ครับ.
คือยิ่งถ้า วัตต์สูงยิ่งควรจะมีค่ามากครับ เช่น Enamax 465VE (431W) ใช้ ขนาด 1,000 uF 200V 2ตัว
ส่วน Powtec SA320 (320W) ก็ใช้ขนาด 820 uF 200V 2ตัว เป็นต้น

? 
- วงจร สวิตชิ่ง
        จากนั้นก็จะเข้าสู่วงจร สวิตชิ่งละครับ  วงจร สวิตชิ่งมีอุปกรณ์หลักๆ ก็คือ เพาเวอร์สวิตช์(Q1) ซึ่งอาจจะเป็น ทรานซิสเตอร์ หรือ มอสเฟต แล้วแต่การ ออกแบบ
ตัวนี้ก็จะดู การทนกระแส และแรงดัน ครับ ต้องดูเบอร์แล้วจึงไปหาข้อมูลที่บริษัทผู้ผลิต แต่ถ้าดูแบบง่ายๆ คือ ต้องตัวใหญ่ครับที่เรียกว่าตัวถังแบบ TO-3P , TO-246 , TO-247 , TO-264
ถ้าเป็นตัวเล็กจะเป็นพวก TO-220 สำหรับ ทรานซิสเตอร์เบอร์ยอดฮิตของ เพาเวอร์ซัพพลายดีๆก็ 2SC2625   ถ้าพวกวัตต์สูงก็  2SC3320   ส่วนมอสเฟ็ตจะค่อนข้างหลากหลาย
อย่าง Enamax 465VE จะใช้เบอร์ FS14FM-16A (14A 800V)  และของ Powtec SA320 จะใช้ SSH11N90 (11A 900V) ...
  
- วงจร อินเวอเตอร์
        จริงๆ แล้ววงจรสวิตชิ่งก็เป็นส่วนหนึ่งของ อินเวอเตอร์ด้วยแต่ส่วนนี้เราจะดูที่หม้อแปลงความถี่สูง (T1) จะเป็นหม้อแปลงตัวที่ใหญ่สุดในตัวเพาเวอร์ซัพพลายครับ
ทำหน้าที่ร่วมกับ เพาเวอร์สวิตช์(Q1) เพื่อแปลงไฟ DC 310V ให้เป็น พัลส์สี่เหลี่ยมความถี่สูง ประมาณ 20-100KHz โดยจะมี Output หลายชุด หลักๆคือ 3.3V , 5V , 12V
ตัวนี้ดูที่ขนาดยิ่งใหญ่ยิ่งดีเช่นเคย
 
- วงจร สร้างความถี่สูง (PWM)
        เป็นชุดสร้าความถี่ต้นแบบที่จะป้อนให้ชุด สวิตชิ่งจะประกอบด้วย IC  PWM (Pulse Width Modulator) เป็นหลัก เบอร์ยอดฮิตของ เพาเวอร์ซัพพลายราคาถูกคือ
DBL494 ,KAI494 และอื่นๆที่มีเลข 494    และอีกเบอร์ที่กำลังมาแรงคือ KA7500B ซึ่งเบอร์นี้จะใช้ในเพาเวอร์ซัพพลาย ที่ดีขึ้นมาหน่อย
และจะมี IC อีกตัวเป็น OpAmp ทำหน้าที่ Comparator ใช้เพื่อป้อนกลับเพื่อให้ PWM ทำงานได้ถูกต้องตาม Load ก็คือเป็นตัวเช็คระดับไฟให้ถูกต้องนั้นเอง.
เบอร์ยอดอิตก็คือ LM339.  ในส่วนนี้ใน เพาเวอร์ซัพพลายที่ดีๆ ส่วนมากจะใช้ IC ที่ออกแบบมาดียิ่งขึ้น (แน่นอนว่าต้องแพงกว่า) เ่ช่นเบอร์  UC3842 ,SG6105
  
- วงจร เรกติไฟร์ ด้าน Output
        เป็นชุดที่จะทำการแปลง พัลส์ความถี่สูงให้กลายเป็นไฟ DC โดยการใช้ ไดโอดความถี่สูงที่เรียกกันว่า Schottky Diode หรือ Fast Recovery Diode
ซึ่งโดยปกติตามวงจรจะใช้เป็นคู่กัน (ชุดละ 2 ตัว) ถ้าเป็น   เพาเวอร์ซัพพลายถูกๆ ก็จะใช้ ไดโอด 2 ตัวมาต่อกัน แต่ถ้าเป็น เพาเวอร์ซัพพลาย ของดีๆละก็ จะใช้เป็น
ตัวสำเร็จมาจากโรงงานเลย ดังรูป ส่วนจะดูว่าทนกระแส และแรงดันได้เท่าไรนั้นก็เหมือน ทรานซิสเตอร์ หรือ มอสเฟต คือต้องเปิดคู่มือเอา.
  
- วงจร ฟิลเตอร์ ด้าน Output
        วงจร ฟิลเตอร์ ด้าน Output ประกอบด้วยตัว คอยล์ (Inductor) และตัวเก็บประจุ ที่ต้องใช้คอยล์หรือขดลวดเนื่องจากเป็นความถี่สูงจะทำให้การกรองและการเก็บพลังงานเป็นไปอย่างเหมาะสม
   
จากนั้นจึงจะใช้ตัวเก็บประจุต่อเพื่อให้กระแสเรียบอีุกที   ตัว คอยล์เราก็ดูที่ขนาดครับ ใหญ่ดีกว่าเล็กแน่ๆ ส่วนตัวเก็บประจุด้านไฟออกนั้น ยิ่งมีค่าความจุสูงยิ่งดีครับ.
วงจร เรกติไฟร์ และ ฟิลเตอร์ ด้าน Output นี่จะมีหลายชุด หลักๆ ก็คือ +3.3 V , +5.0V , +12V , -12V ( -12V และ -5V ใช้ชุดเดียวกัน) ส่วน Vsb +5.0V นั้นจะเป็นเพาเวอร์ซัพพลายอีกชุดแยกต่างหาก.
รูปภายใน เพาเวอร์ซัพพลาย แบบ ที่ติดมากับ Case ซึ่งเป็นแบบราคาถูกโดยทั่วไป
 
รูปภายใน เพาเวอร์ซัพพลาย Enlight 300W
 

วันจันทร์ที่ 11 มิถุนายน พ.ศ. 2555

อาการเสียของเพาเวอร์ซัพพลาย

พาวเวอร์ซัพพลายของคอมพิวเตอร์นั้นมีลักษณะการทำงาน คือทำหน้าที่แปลงกระแสไฟฟ้าจาก 220 โวลต์ เป็น 5 โวลต์ และ 12 โวลต์ ตามแต่ความต้องการของอุปกรณ์นั้นๆ โดยชนิดของพาวเวอร์ซัพพลาย ในคอมพิวเตอร์จะแบ่งได้เป็น 2 ชนิดตามเคส คือแบบ AT และแบบ ATX ส่วนมากอาการเสียที่มักจะสันนิษฐานว่า เกิดจากพาวเวอร์ซัพพลาย ก็คือ การเปิดเครื่องแล้วไม่ติด พัดลมด้านหลังของพาวเวอร์ซัพพลายไม่หมุน ในกรณีนี้ถ้าเราไม่มีอุปกรณ์ที่ใช้วัดกระแสไฟฟ้า ที่เรียกว่ามัลติมิเตอร์ เราจะไม่สามารถหาพบได้เลยว่าพาวเวอร์ซัพพลายเสียที่จุดใด

รู้จักมัลติมิเตอร์
มัลติมิเตอร์มีอยู่ด้วยกัน 2 แบบ คือแบบที่เป็นเข็ม และแบบตัวเลข (Digital) แบบที่เป็นเข็มนั้นมีราคาค่อนข้างถูก แต่ว่าความเที่ยงตรงจะไม่ค่อยมี ส่วนแบบดิจิตอลนั้นความเที่ยงตรงมีมากกว่า แต่ราคาก็สูงตามไปด้วย สำหรับมือใหม่หัดซ่อมอย่างเราก็เล่นแบบเข็มก็พอครับ

มัลติมิเตอร์แบบเข็ม ใช้วัดได้ทั้งไฟตรง ไฟสลับ สายไฟ และความต้านทาน ราคา ถูกแต่ไม่ค่อยแม่นยำนัก

หลักการทำงานของพาวเวอร์ซัพพลาย
พาวเวอร์ซัพพลาย ทั้งแบบ AT และ ATX นั้นมีลักษณะการทำงานที่เหมือนกัน คือรับแรงดันไฟจาก 220-240 โวลต์ โดยผ่านการควบคุมด้วยสวิตช์ สำหรับ AT และเมนบอร์ด แล้วส่งแรงดันไฟส่วนหนึ่งกลับไปที่ช่อง AC output เพื่อเลี้ยงตัวมอนิเตอร์ และจะส่งแรงดันไฟ 220 โวลต์ อีกส่วนหนึ่งเข้าสู่หน่วยการทำงานที่ทำหน้าที่แปลงแรงดันไฟสลับ 220 โวลต์ ให้เป็นไฟกระแสตรง 300 โวลต์ โดยไม่ผ่านหม้อแปลงไฟ ระบบนี้เรียกว่า (Switching power supply ) และผ่านหม้อแปลงที่ทำหน้าที่แปลงไฟตรงสูงให้เป็นไฟตรงต่ำ โดยจะฝ่านชุดอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่กำหนดแรงดันไฟฟ้าอีกชุดหนึ่งแบ่งให้เป็น 5 และ 12 ก่อนที่จะส่งไปยังสายไฟและตัวจ่ายต่างๆ โดยความสามารถพิเศษของ Switching power supply ก็คือ มีชุด Switching ที่จะทำการตัดไฟเลี้ยงออกทันทีเมื่อมีอุปกรณ์ที่โหลดไฟตัวใดตัวหนึ่งชำรุดเสียหาย หรือช็อตนั่นเอง

รายละเอียดต่างๆ ของมัลติมิเตอร์

ส่วนประกอบต่างๆ ของพาวเวอร์ซัพพลาย และหน้าที่การทำงาน

เปิดแล้ว พัดลมไม่หมุนแต่เครื่องติด

เปิดแล้วเครื่องไม่ติดพัดลมไม่หมุน

วิธีวัดพาวเวอร์ซัพพลาย ถ้ามีเข็มขึ้น แสดงว่าพาวเวอร์ซัพพลายของคุณปกติ

เอาละ เรามาดูวิธีการใช้มัลติมิเตอร์แบบง่ายๆ กันเลย ก่อนอื่นให้คุณนำสายสีแดงเสียบในช่องที่เป็นสีแดง และนำสายสีดำเสียบในช่องที่เป็นสีดำ (อย่าสลับกันนะครับ) หน่วยวัดของมัลติมิเตอร์นั้น จะมีหน่วยเป็นโอห์ม หมายถึงค่าของความต้านทานของตัวนำนั่นเอง ตัวนำที่ดีที่สุดจะต้องไม่มีความต้านทานอยู่เลย

ส่วนถัดมาของมัลติมิเตอร์ คือส่วนที่ใช้วัดไฟฟ้ากระแสตรง หรือ DC โวลต์ สายไฟในเครื่องคอมพิวเตอร์นั้นจะถูกจ่ายออกมาเป็น 2 แรงดันคือ สายสีแดงจ่ายไฟ 5 โวลต์ และสายสีเหลือง จ่ายไฟ 12 โวลต์ เวลาที่คุณต้องการวัดว่า มีกระแสไฟออกมาจากพาวเวอร์ซัพพลายหรือไม่ ให้คุณปรับตัวบิดไปที่ตัวเลขที่ใกล้เคียงสูงกว่า สายเส้นที่คุณจะวัด เช่น คุณต้องการวัดสายแดงที่จ่ายไฟ 5 โวลต์ ให้คุณปรับไปที่เลข 10 เพื่อป้องกันมัลติมิเตอร์พัง เพราะกระแสเกิน

อีกส่วนของมัลติมิเตอร์ ก็คือส่วนที่ใช้วัดไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) โดยปกติแล้วไฟบ้านเราจะใช้แรงดันไฟที่ 220 โวลต์ ใช้ในเวลาที่คุณต้องการจะวัดสายไฟที่ต่อออกจากไฟบ้านเข้าพาวเวอร์ซัพพลายว่ามีไฟเข้าหรือไม่

เอาละครับ เรารู้หลักการทำงานคร่าวๆ ของ Power supply แล้ว เรามาดูถึงอาการเสียที่อาจจะเกิดขึ้นได้ ถ้าจะวิเคราะห์อาการเสียอย่างง่ายๆ ก็มี เช่น

หากอาการแบบนี้ให้คุณทราบไว้เลยว่า พัดลมระบายความร้อนในพาวเวอร์ซัพพลายของคุณนั้นมันเกิดอาการเสียซะแล้ว อาจเป็นเพราะเกิดการฝืดเนื่องจากมีฝุ่น หรือหยากไย่เข้าไปค้างอยู่ หากปล่อยไว้นานๆ ก็อาจทำให้ พาวเวอร์ซัพพลายของคุณพังได้ วิธีแก้ก็คือให้คุณ ตัดเอาพัดลมพร้อมสายไฟออกแล้วเดินไปที่ร้านขายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (แถวบ้านหม้อก็ได้) แล้วยื่นพัดลมให้คนขายดูเขาก็จะหยิบตัวใหม่ที่เหมือนกันเปี๊ยบมาให้คุณ คุณก็เอากลับไปต่อกับตัวพาวเวอร์ได้เหมือนเดิม แต่บอกไว้ก่อนนะครับว่า ราคาพัดลมกับพาวเวอร์ซัพพลายตัวใหม่นั้นมีราคาใกล้เคียงกันมากทีเดียว แต่ลองหัดซ่อมดูก็ไม่ใช่เรื่องเสียหายนะครับ

หากเกิดอาการอย่างนี้อย่าเพิ่งสรุปนะครับว่า พาวเวอร์ซัพพลายของคุณเสีย เพราะอย่างที่บอกไว้ในหัวข้อข้างต้นก็คือ Power supply แบบ Switching นั้น สามารถที่จะตัดกระแสไฟได้ถ้าหากมีอุปกรณ์ที่โหลดไฟจากตัวมันไปชำรุด ดังนั้นวิธีเช็กก็คือให้คุณถอดอุปกรณ์ที่โหลดไฟจากพาวเวอร์ซัพพลายทั้งหมดออกมาก่อนแล้วเปิดดู หากพัดลมติด และใช้มัลติมิเตอร์วัดดู ถ้าเข็มแสดงว่ามีไฟเลี้ยงเข้าแสดงว่าอุปกรณ์ชิ้นใดชิ้นหนึ่งของคุณนั้นเกิดอาการชำรุดหรือช็อต วิธีทดสอบก็คือให้เสียบไฟโหลดนั้นทีละตัว แล้วเปิดดูหากอุปกรณ์ชิ้นไหนชำรุดพาวเวอร์ซัพพลายก็จะไม่หมุน (ตัวอย่างที่พบกันบ่อยๆ ก็คือคุณประกอบเมนบอร์ดเข้ากับตัวเคส โดยที่ไม่ได้ใช้แผ่นโฟมหรือขาพลาสติกรอง ทำให้ลายวงจรของเมนบอร์ด เกิดการสัมผัสกับตัวเคสที่เป็นตัวนำไฟฟ้าทำให้เกิดการลัดวงจรขึ้น ดังนั้นถ้าเกิดกรณีอย่างนี้ให้คุณรีบปิดตัวพาวเวอร์ซัพพลายโดยเร็ว และใช้แผ่นโฟมหรือแหวนรองน็อต ใส่ก่อนทุกครั้งที่ประกอบเครื่องลงเคส ไม่งั้นคุณอาจต้องน้ำตาร่วงเพราะเสียเงินซื้อเมนบอร์ดใหม่)

สาเหตุหนึ่งน่าจะเกิดจากการที่ฟิวส์ที่อยู่ภาพในตัวพาวเวอร์ซัพพลายเองขาด วิธีดูว่าฟิวส์ขาดหรือไม่ก็ให้ดูด้วยตาเปล่า หรือถ้ามีเขม่าจบในฟิวส์มากๆ ก็ให้ถอดฟิวส์ออกมาวัดโดยวัดจากค่าความต้านทานในฟิวส์ ตรงนี้คุณต้องถอดออกมาจากวงจรนะครับ ถึงจะวัดได้ ถ้าไม่มีความต้านทานขั้นก็แสดงว่าฟิวส์ขาด แต่ถ้าฟิวส์ไม่ขาด แล้วยังไม่มีไฟเข้าที่พาวเวอร์ซัพพลายอีก สาเหตุน่าจะมาจาก สายไฟที่คุณใช้ต่อไฟกระแสสลับเข้าสู่ไฟบ้านมีอาการชำรุด ขาดใน หรือแผงวงจรร หรือ อุปกรณ์ตัวใดตัวหนึ่งของพาวเวอร์ซัพพลายเกิดความเสียหาย

สำหรับในกรณีแรกให้คุณลองหาสายไฟมาเปลี่ยนดู แต่ถ้าหากเป็นกรณีที่สอง ก็เปลี่ยนพาวเวอร์ซัพพลายใหม่เถอะครับ ไม่ต้องเสียเวลาซ่อมเพราะมันไม่คุ้ม อ้อ ก่อนการลงมือซ่อมพาวเวอร์ซัพพลายทุกครั้งอย่าลืมว่าต้องใส่รองเท้าหนาๆ ด้วยนะครับ เพื่อสวัสดิภาพและความปลอดภัยของตัวคุณเอง

* ถ้าต้องการตรวจสอบการใช้งานในขณะที่ไม่ได้ต่อกับ Mainboard ให้ Jump สายสีเทา (หรือสีเขียว) กับสีดำ พัดลมของ Power Supply จะหมุน แสดงว่าใช้งานได้ 
การใช้มิเตอร์วัดไฟ Power Supply 
ดำ + ดำ = 0 V 
ดำ + แดง = 5 V 
ดำ + ขาว = -5 V 
ดำ + น้ำเงิน = -12 V 
ดำ + ส้ม = 5 V 
ดำ + เหลือง = 3.3 V 
ดำ + น้ำตาล = 12 V 

* เข็มมิเตอร์ตีกลับ ให้กลับสาย ใช้ค่า ติด - 

*AC=220 V (L กับ N) 
L1 380 Vac 
L2 380 Vac 
L3 380 Vac 
N Nutron , G ไม่มีไฟ 
*230W (23A) - 300W (30A) 
โดย W=V*I 

ส่วนของ Power Supply ที่สามารถตรวจซ่อมได้ 
1. Fuse 
2. Bridge 
3. Switching 
4. IC Regulator 
5. C ตัวใหญ่ 
6. IC