การแปลงแหล่งจ่ายไฟ
การแปลงแหล่งจ่ายไฟหมายถึงการแทนที่แหล่งจ่ายไฟประเภทหนึ่งด้วยแหล่งจ่ายไฟที่เทียบเท่าอีกประเภทหนึ่ง แหล่งจ่ายไฟแรงดันปฏิบัติการสามารถแปลงเป็นแหล่งจ่ายไฟกระแสปฏิบัติการที่เทียบเท่าได้ และในทางกลับกัน
แหล่งจ่ายไฟแรงดันปฏิบัติการ
แหล่งจ่ายไฟแรงดันปฏิบัติการประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟแรงดันแบบอุดมคติเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับความต้านทานภายใน (หรือความต้านทานซ้อนสำหรับวงจร AC) สำหรับแหล่งจ่ายไฟแรงดันแบบอุดมคติ ความต้านทานภายในนี้จะเป็นศูนย์ หมายความว่าแรงดันเอาต์พุตจะคงที่ไม่ว่ากระแสโหลดจะเป็นอย่างไร ตัวอย่างเช่น เซลล์ แบตเตอรี่ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
แหล่งจ่ายไฟกระแสปฏิบัติการ
แหล่งจ่ายไฟกระแสปฏิบัติการประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟกระแสแบบอุดมคติเชื่อมต่อแบบขนานกับความต้านทานภายใน (หรือความต้านทานซ้อน) สำหรับแหล่งจ่ายไฟกระแสแบบอุดมคติ ความต้านทานขนานนี้จะเป็นอนันต์ ทำให้กระแสเอาต์พุตคงที่ไม่ว่าแรงดันโหลดจะเป็นอย่างไร อุปกรณ์กึ่งตัวนำ เช่น ทรานซิสเตอร์ มักถูกจำลองเป็นแหล่งจ่ายไฟกระแส ผลจากแหล่งจ่ายไฟแรงดัน DC หรือ AC จะถูกเรียกว่าแหล่งจ่ายไฟกระแสตรงหรือกระแสสลับตามลำดับ
การแปลงรูปแบบระหว่างกัน
แหล่งจ่ายไฟแรงดันและแหล่งจ่ายไฟกระแสสามารถแปลงรูปแบบระหว่างกันผ่านการแปลงแหล่งจ่ายไฟ ในการแสดงตัวอย่าง ดูวงจรด้านล่าง:
รูป A แสดงแหล่งจ่ายไฟแรงดันปฏิบัติการเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับความต้านทานภายใน rv ในขณะที่รูป B แสดงแหล่งจ่ายไฟกระแสปฏิบัติการพร้อมความต้านทานภายในขนาน ri.
สำหรับแหล่งจ่ายไฟแรงดันปฏิบัติการ กระแสโหลดกำหนดโดยสมการ:
ที่,
iLv คือ กระแสโหลดสำหรับแหล่งจ่ายไฟแรงดันปฏิบัติการ
V คือ แรงดัน
rv คือ ความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายไฟแรงดัน
rL คือ ความต้านทานโหลด
สมมติว่ามีความต้านทานโหลด rL ต่อระหว่างขั้ว x-y คล้ายกัน สำหรับแหล่งจ่ายไฟกระแสปฏิบัติการ กระแสโหลดกำหนดโดย:
iLi คือ กระแสโหลดสำหรับแหล่งจ่ายไฟกระแสปฏิบัติการ
I คือ กระแส
ri คือ ความต้านทานภายในของแหล่งจ่ายไฟกระแส
rL คือ ความต้านทานโหลดที่ต่อระหว่างขั้ว x-y ในรูป B
สองแหล่งจ่ายไฟจะเหมือนกัน เมื่อเราเท่ากันสมการ (1) และสมการ (2)
อย่างไรก็ตาม สำหรับแหล่งจ่ายไฟกระแส เมื่อขั้ว x-y เปิด (ไม่มีโหลดต่อ) แรงดันที่ขั้ว x-y คือ V = I ×ri ดังนั้น เราจะได้:
ดังนั้น สำหรับแหล่งจ่ายไฟแรงดันปฏิบัติการใด ๆ ที่มีแรงดันแบบอุดมคติ V และความต้านทานภายใน rv แหล่งจ่ายไฟแรงดันสามารถแทนที่ด้วยแหล่งจ่ายไฟกระแส I พร้อมความต้านทานภายในที่เชื่อมต่อขนานกับแหล่งจ่ายไฟกระแส
การแปลงแหล่งจ่ายไฟ: การแปลงแหล่งจ่ายไฟแรงดันเป็นแหล่งจ่ายไฟกระแส
เมื่อแหล่งจ่ายไฟแรงดันเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับความต้านทานและต้องการแปลงเป็นแหล่งจ่ายไฟกระแส ความต้านทานจะเชื่อมต่อขนานกับแหล่งจ่ายไฟกระแส ดังแสดงในรูปด้านบน ที่นี่ ค่าของแหล่งจ่ายไฟกระแสกำหนดโดย:R
ในแผนภาพวงจรด้านบน แหล่งจ่ายไฟกระแสที่เชื่อมต่อขนานกับความต้านทานสามารถแปลงเป็นแหล่งจ่ายไฟแรงดันโดยวางความต้านทานเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับแหล่งจ่ายไฟแรงดัน ที่นี่ ค่าของแหล่งจ่ายไฟแรงดันกำหนดโดย:Vs = Is × R
