คอร์สสวิตชิ่งพาวเวอร์ซัพพลาย

บทเรียน 1 • พื้นฐานการแปลงผันพลังงาน

ครอบคลุมความสัมพันธ์ของกำลังไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับ ประสิทธิภาพ และการสูญเสียในระบบไฟฟ้า กำหนดคำศัพท์และหน่วยวัดที่ใช้ตลอดทั้งหลักสูตร

บทเรียน 2 • รูปคลื่นการสวิตชิ่งและดิวตี้ไซเคิล

แนะนำสัญญาณ PWM, การควบคุมดิวตี้ไซเคิล, และสมดุลโวลต์-วินาที แนวคิดเหล่านี้เป็นรากฐานของโทโพโลยีคอนเวอร์เตอร์ทุกแบบที่จะกล่าวถึงในบทถัดไป

บทเรียน 3 • อุปกรณ์พาสซีฟในวงจรกำลัง

วิเคราะห์ตัวเหนี่ยวนำ ตัวเก็บประจุ และหม้อแปลงไฟฟ้าภายใต้สภาวะการสวิตชิ่ง ให้เกณฑ์การเลือกอุปกรณ์ที่มีความสำคัญต่อโทโพโลยี SMPS ทุกแบบ

บทเรียน 4 • อุปกรณ์สวิตชิ่งสารกึ่งตัวนำ

ตรวจสอบ MOSFET, IGBT, และไดโอดในฐานะสวิตช์ควบคุม เชื่อมโยงคุณลักษณะของอุปกรณ์เข้ากับข้อแลกเปลี่ยนระหว่างความเร็วในการสวิตชิ่งและการสูญเสียขณะนำกระแส

บทเรียน 1 • การนำกระแสแบบต่อเนื่องเทียบกับแบบไม่ต่อเนื่อง

เปรียบเทียบการทำงานในโหมด CCM และ DCM, สภาวะขอบเขต, และผลกระทบต่อการออกแบบการควบคุม เตรียมผู้เรียนให้พร้อมสำหรับการออกแบบวงจรป้อนกลับในบทถัดไป

บทเรียน 2 • โทโพโลยีบัค-บูสต์และแบบกลับขั้ว

ครอบคลุมบัค-บูสต์แบบกลับขั้วและแบบไม่กลับขั้วชนิดสี่สวิตช์ ขยายความสามารถของผู้เรียนในการออกแบบคอนเวอร์เตอร์ที่ต้องการการกลับขั้วแรงดัน

บทเรียน 3 • การวิเคราะห์คอนเวอร์เตอร์แบบบัค

หาค่าอัตราส่วนการแปลงแรงดัน, รูปคลื่นกระแสของตัวเหนี่ยวนำ, และริปเปิลขาออกสำหรับคอนเวอร์เตอร์แบบบัค เป็นโทโพโลยีอ้างอิงสำหรับการศึกษาเกี่ยวกับคอนเวอร์เตอร์ทั้งหมดต่อไป

บทเรียน 4 • ความเครียดของอุปกรณ์และการเลือกใช้

ใช้สูตรกระแส RMS และกระแสสูงสุดในการเลือกสวิตช์, ไดโอด, ตัวเหนี่ยวนำ, และตัวเก็บประจุ เชื่อมโยงการวิเคราะห์ทางทฤษฎีเข้ากับการจัดซื้ออุปกรณ์ในทางปฏิบัติ

บทเรียน 1 • เทคนิคการออกแบบวงจรชดเชย

ออกแบบวงจรชดเชย Type I, II, และ III เพื่อให้ได้เฟสมาร์จินและแบนด์วิดท์ตามเป้าหมาย ผู้เรียนสามารถนำวงจรชดเชยเหล่านี้ไปใช้กับการออกแบบคอนเวอร์เตอร์จริงได้

บทเรียน 2 • พื้นฐานของวงจรควบคุม

แนะนำแนวคิดวงจรเปิดและวงจรปิด, วงจรขยายความผิดพลาด, และแรงดันอ้างอิง กำหนดกรอบการควบคุมที่ใช้กับคอนเวอร์เตอร์แบบควบคุมทุกตัว

บทเรียน 3 • วิธีการตรวจสอบเสถียรภาพ

ครอบคลุมเทคนิคการวัดอัตราขยายวงรอบด้วยวิธีการฉีดสัญญาณและการตรวจสอบด้วยการจำลอง เพื่อให้แน่ใจว่าผู้เรียนสามารถตรวจสอบเสถียรภาพได้ก่อนการทดสอบจริงกับฮาร์ดแวร์

บทเรียน 4 • การวิเคราะห์กราฟโบด

สร้างกราฟโบดของอัตราขยายและเฟสจากฟังก์ชันถ่ายโอน และระบุค่ามาร์จินความเสถียร ช่วยให้สามารถออกแบบวงจรชดเชยในส่วนถัดไปได้โดยตรง

บทเรียน 1 • คอนเวอร์เตอร์แบบฮาล์ฟบริดจ์และฟูลบริดจ์

ครอบคลุมการทำงานของโทโพโลยีแบบบริดจ์, การป้องกันชู้ตทรู, และสมดุลโวลต์-วินาทีของหม้อแปลง มุ่งเป้าไปที่งาน SMPS กำลังปานกลางถึงสูงที่สูงกว่า 200 วัตต์

บทเรียน 2 • การออกแบบหม้อแปลงสำหรับ SMPS

ครอบคลุมการเลือกวัสดุแกน, อัตราส่วนจำนวนรอบ, และการออกแบบขดลวดสำหรับหม้อแปลงความถี่สูง ให้ความรู้ด้านอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับโทโพโลยีแบบแยกโดดทั้งหมด

บทเรียน 3 • คอนเวอร์เตอร์แบบเรโซแนนท์และ LLC

แนะนำโทโพโลยีแบบอนุกรมเรโซแนนท์และ LLC, การสวิตชิ่งที่แรงดันศูนย์, และการควบคุมแบบมอดูเลตความถี่ เชื่อมโยงความรู้ด้านโทโพโลยีแบบแยกโดดไปสู่การออกแบบขั้นสูงที่มีประสิทธิภาพสูง

บทเรียน 4 • การออกแบบคอนเวอร์เตอร์แบบฟอร์เวิร์ด

วิเคราะห์คอนเวอร์เตอร์แบบฟอร์เวิร์ดชนิดสวิตช์เดี่ยวและสองสวิตช์, วิธีการรีเซ็ตแกน, และการออกแบบวงจรกรองขาออก ขยายขีดความสามารถของผู้เรียนไปสู่การออกแบบแบบแยกโดดสวิตช์เดี่ยวที่กำลังสูงขึ้น

บทเรียน 1 • การป้องกันและการจัดการความผิดพร่อง

ใช้วงจรป้องกันกระแสเกิน, แรงดันเกิน, และความร้อน โดยใช้คุณสมบัติของ IC ควบคุม การจัดการความผิดพร่องเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของ SMPS ที่เชื่อถือได้ในผลิตภัณฑ์จริง

บทเรียน 2 • การออกแบบวงจรขับเกต

ออกแบบวงจรขับเกตสำหรับสวิตช์ด้านสูงและด้านต่ำ รวมถึงวงจรบูตสแตรปและตัวขับแบบแยกโดด การขับเกตที่เหมาะสมป้องกันชู้ตทรูและลดการสูญเสียขณะสวิตชิ่ง

บทเรียน 3 • ตัวควบคุม PWM แบบโหมดแรงดัน

ศึกษาสถาปัตยกรรมตัวควบคุมแบบโหมดแรงดัน, การโปรแกรมออสซิลเลเตอร์, และการกำหนดค่าวงจรซอฟต์สตาร์ต เชื่อมโยงการออกแบบระดับ IC เข้ากับโทโพโลยีคอนเวอร์เตอร์ที่ศึกษามาก่อนหน้านี้

บทเรียน 4 • ตัวควบคุม PWM แบบโหมดกระแส

ครอบคลุมการตรวจจับกระแสสูงสุด, การชดเชยความชัน, และข้อดีของการควบคุมแบบโหมดกระแส การควบคุมแบบโหมดกระแสช่วยปรับปรุงการตอบสนองชั่วคราวและลดความยุ่งยากในการชดเชยวงรอบ

บทเรียน 1 • การออกแบบวงจรกรอง EMI ขาเข้า

ออกแบบวงจรกรองขาเข้าแบบ LC สำหรับลดทอนสัญญาณโหมดร่วมและโหมดต่าง วงจรกรองที่ออกแบบอย่างถูกต้องจะป้องกันไม่ให้สัญญาณรบกวนแพร่กระจายออกไปยังไฟเมน AC หรือบัสขาเข้า

บทเรียน 2 • การทดสอบ EMC ก่อนขอรับรอง

อธิบายการตรวจวัดด้วยโพรบสนามใกล้, การวัดการปล่อยสัญญาณรบกวนแบบนำพาโดยใช้ LISN, และการจัดเตรียมการทดสอบก่อนขอรับรอง การทดสอบก่อนขอรับรองช่วยลดความล้มเหลวในการทดสอบอย่างเป็นทางการที่มีค่าใช้จ่ายสูง

บทเรียน 3 • พื้นฐาน EMC สำหรับแหล่งจ่ายไฟ

แนะนำกลไกการปล่อยสัญญาณรบกวนแบบนำพาและแผ่กระจาย, สัญญาณรบกวนโหมดร่วมและโหมดต่าง กำหนดกรอบ EMC ที่ใช้ตลอดทั้งบทนี้

บทเรียน 4 • เทคนิคการชีลด์และการกรอง

ครอบคลุมการชีลด์ตัวเครื่อง, ตัวเก็บประจุแบบฟีดทรู, และการใช้เฟอร์ไรต์บีด เสริมการออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์เมื่อต้องการลดการปล่อยสัญญาณเพิ่มเติม

บทเรียน 1 • PFC แบบบริดจ์เลสและ Totem-Pole

แนะนำโทโพโลยี PFC แบบบริดจ์เลสและ Totem-Pole ที่ใช้ GaN เพื่อประสิทธิภาพที่สูงขึ้น ขยายขีดความสามารถของผู้เรียนไปสู่การออกแบบ PFC ที่ทันสมัยซึ่งมีประสิทธิภาพสูงกว่า 93%

บทเรียน 2 • การควบคุม PFC แบบโหมดกระแสเฉลี่ย

นำการควบคุมแบบโหมดกระแสเฉลี่ยไปใช้โดยใช้ IC ควบคุม PFC แบบอาศัยตัวคูณ วิธีการควบคุมนี้ทำให้ได้ค่า THD ต่ำและตัวประกอบกำลังสูงตลอดช่วงโหลด

บทเรียน 3 • โทโพโลยีและการทำงานของ PFC แบบบูสต์

วิเคราะห์คอนเวอร์เตอร์ PFC แบบบูสต์ในโหมดการนำกระแสต่อเนื่องที่ทำงานจากไฟฟ้ากระแสสลับที่ผ่านการเรียงกระแส เป็นพื้นฐานโทโพโลยีสำหรับการออกแบบตัวควบคุม PFC แบบแอคทีฟ

บทเรียน 4 • วิธีการ PFC แบบพาสซีฟ

ศึกษาวงจร Valley-Fill และตัวเหนี่ยวนำขาเข้าในฐานะโซลูชัน PFC แบบพาสซีฟราคาประหยัด กำหนดเกณฑ์มาตรฐานสมรรถนะก่อนที่จะแนะนำโทโพโลยี PFC แบบแอคทีฟ

บทเรียน 1 • ความเชื่อถือได้และการทดสอบความทนทาน

ใช้การถ่ายภาพความร้อน, การเบิร์นอิน, และการทดสอบความทนทานแบบเร่งเพื่อตรวจสอบความเชื่อถือได้ในระยะยาว การทดสอบความทนทานจะเผยให้เห็นการออกแบบที่ด้อยประสิทธิภาพก่อนการปล่อยสู่การผลิต

บทเรียน 2 • การจับภาพแผนผังวงจรและการจำลอง

สร้างแผนผังวงจร SMPS ที่สมบูรณ์และตรวจสอบความถูกต้องผ่านการจำลองด้วย SPICE ก่อนการออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ การจำลองจะตรวจจับข้อผิดพลาดในการออกแบบก่อนการผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ที่มีค่าใช้จ่ายสูง

บทเรียน 3 • ข้อกำหนดคุณลักษณะของการออกแบบและการเลือกโทโพโลยี

แปลงข้อกำหนดของการใช้งานให้เป็นคุณลักษณะทางไฟฟ้า และเลือกโทโพโลยีที่เหมาะสมที่สุด การกำหนดคุณลักษณะอย่างเป็นระบบจะป้องกันการออกแบบใหม่ที่มีค่าใช้จ่ายสูงระหว่างการตรวจสอบต้นแบบ

บทเรียน 4 • การวัดและการเพิ่มประสิทธิภาพ

วัดประสิทธิภาพที่โหลดและแรงดันขาเข้าต่างๆ จากนั้นจึงใช้เทคนิคการลดการสูญเสียเฉพาะจุด การเพิ่มประสิทธิภาพจะปิดช่องว่างระหว่างสมรรถนะที่ได้จากการจำลองและที่วัดได้

บทเรียน 5 • การเริ่มต้นทดสอบและการดีบักต้นแบบ

ดำเนินการตามลำดับการเริ่มต้นทดสอบที่ปลอดภัยและมีโครงสร้าง และวินิจฉัยความล้มเหลวของต้นแบบที่พบบ่อย การเริ่มต้นทดสอบอย่างเป็นระบบป้องกันความเสียหายของอุปกรณ์และเร่งการดีบักให้เร็วขึ้น