แบบลิเนียร์ (Linear)

Creative Electronics Education


       บทความเกี่ยวกับเพาเวอร์ซัพพลายแบบลิเนียร์นี้ (Linear DC Power Supply) จะเป็นเนื้อหาเบื้องต้นเพื่อให้เกิดความรู้ ความเข้าใจลักษณะของโครงสร้าง องค์ประกอบสำคัญๆ และสามารถแยกแยะกลุ่มของเพาเวอร์ซัพพลายได้  หรือเป็นความรู้พื้นฐาน ในการศึกษาเนื้อหาที่มีรายละเอียดซับซ้อนมากยิ่งขึ้น

PSU L_1

 Emitter Follower Output
          จากในรูปที่แสดงข้างบนนั้น (Emitter Follower Output) จะเป็นลักษณะของโครงสร้างของเพาเวอร์ซัพพลายแบบลิเนียร์จากในรูปที่แสดงนั้นเราจะแบ่งเป็น 4 ส่วนหลักสำคัญ คือส่วนของแรงดันอ้างอิง (Vref) โดยจะทำหน้าที่กำหนดค่าแรงดันให้กับเอาต์พุตตามที่ผู้ใช้ต้องการ  ส่วนที่สองจะเป็นตัวออปแอมป์ ซึ่งจะทำหน้าที่เปรียบสัญญาณระหว่างสัญญาณอ้างอิง และสัญญาณที่ถูกป้อนกลับ (Feed Back Signal) จากเอาต์พุต  เพื่อให้แรงดันที่เอาต์พุตมีค่าคงที่โดยสัญญาณที่ป้อนเข้ามานี้จะมายังขาอินเวอร์ติ้งแอมป์ (Inverting) ส่วนที่สาม จะเป็นวงจรป้อนกลับสัญญาณที่ตำแหน่ง R1 และ R2 โดยตัวต้านทานทั้งสองจะต่อกันในลักษณะวงจรแบ่งแรงดัน  ซึ่งจะเป็นสัดส่วนกับแรงดันที่เกิดขึ้นที่เอาต์พุตสำหรับเป็นสัญญาณป้อนกลับ  ในส่วนสุดท้ายเป็นตัวขับกำลัง Q1 จะทำหน้าที่จ่ายกระแสให้กับเอาต์พุต ด้วยการรับสัญญาณควบคุมที่เกิดขึ้นจากออปแอมป์นั้นเอง

PSU L_2

  NPN Type Series Pass Element Configuration
          ในรูป NPN Type Series Pass Element Configuration จะเป็นลักษณะของการต่อทรานซิสเตอร์  ซึ่งเป็นรูปสิ่งหนึ่งที่เกี่ยวข้องและให้ความสำคัญทั้งนี้  ทรานซิสเตอร์เอาต์พุตจะเป็นส่วนของการจ่ายกระแสไปยังโหลด  ที่เราจะต้องออกแบบให้เหมาะสมกับตัวขับสัญญาณเบื้องต้น (Q1) โดยในตัวอย่างนี้จะเป็นลักษณะของการใช้ทรานซิสเตอร์ชนิด NPN (Q2) มาต่อในวงจรซึ่งเป็นที่นิยมในไปประยุกต์ใช้งานทั่วไป


PSU L_3

 Constant Current Limiting
         องค์ประกอบหนึ่งที่สำคัญของเพาเวอร์ซัพพลายนั้นคือ การควบคุมการจ่ายกระแสของวงจรเอง ทั้งนี้เพื่อเป็นการจำกัดขีดความสามารถในการจ่ายไม่ให้เกิดความเสียหายกับวงจร ในรูป Constant Current Limiting จะเป็นลักษณะของการวงจรควบคุมกระแสเบื้องต้น (a) ซึ่งการควบคุมกระแสนั้นจะใช้วิธีการตรวจสอบแรงดันตกคร่อมที่ Rsc ในช่วงที่วงจรจ่ายกระแส Io ให้กับโหลดถ้ากระแสที่ไหลผ่านโหลดนี้ถ้าคูณด้วยค่าความต้านทาน Rsc แล้วมีค่ามากกว่า 0.7 โวลต์ จะทำให้ Q3 เริ่มนำกระแส และเป็นผลให้สัญญาณจาก Q1 ซึ่งเป็นการควบคุมการจ่ายแสให้กับ Q2 ที่นั้นถูกบายพาส (Bypass) จากกระแส Idive ให้ออกไปยังเอาต์พุตทันทีนั้นก็หมายความว่า Q2 ก็จะจ่ายกระแสลดลงนั้นเอง  ซึ่งการทำงานในวงจรนี้เราสามารถเขียนเป็นสัญญลักษณ์ได้ในรูปแบบ (b) ที่จะแสดงให้เห็นระหว่างแรงดันเอาต์พุตกับกระแสที่กำหนด 

PSU L_4

10 V, 1.0 A Design Example
        สุดท้ายเป็นรูปตัวอย่าง (10 V, 1.0 A Design Example) วงจรเพาเวอร์ซัพพลายแบบลิเนียร์ขนาด 10 V, 1.0 A ที่เราสามารถนำไปต่อใช้งานได้ โดนวงจรนี้จะใช้ไอซี MC1723 CL เป็นตัวควบคุมการทำงานทั้งในส่วนของการเป็นสัญญาณขับเบื้องต้นให้กับทรานซิสเตอร์ Q1 ที่ขา 10, การควบคุมกระแสด้วยการตรวจจับแรงดันตกคร่อมที่ Rsc เข้ามาที่ขา 2 และ 3, การป้อนกลับแรงดันเอาต์พุตด้วยใช้ R1, R2 และ R6.2k เข้าที่ขา 4, ตัวเก็บประจุ 100pF จะทำหน้าที่ปรับชดเชยการทำงานของวงจร (Compensation), และที่ขา 5 และ 6 จะเป็นขาซึ่งทำหน้าที่สร้างแรงดันคงที่ขึ้นให้กับวงจร และโดยสรุปแล้ววงจรนี้เป็นวงจรที่เราสามารถออกแบบเองได้ง่ายและรวดเร็ววงจรหนึ่ง  

ข้อมูลอ้างอิง
  1. http://www.onsemi.com/pub/Collateral/HB206-D.PDF

 www.CreativeEEd.com


 игрушек интернет магазин