Prototype Mini Buck Converter Using LM2575HVT-ADJ
โครงงงานนี้เป็นต้นแบบของวงจรดีซี ทู ดีซี คอนเวอร์เตอร์ (DC to DC Buck Converter) ขนาดเล็ก โดยใชัไอซีควบคุมเบอร์ LM2575HVT และมีขาต่อใช้งาน 5 ขา ตัวถังแบบ TO-220 ที่สามารถรองรับแรงดันอินพุตได้สูงถึง 60V และความถี่สวิตชิ่งคงที่ประมาณ 52kHz ทั้งนี้เพื่อเป็นการเรียนรู้ของแอดมินเองเกี่ยวกับการต่อวงจรดีซี ทู ดีซี, การเลือกตัวเหนี่ยวนำฟิลเตอร์ และการทำงานของตัวควบคุม LM2575HVT นั้นเอง ทั้งนี้การใช้วงจรบักคอนเวอร์เตอร์แบบสวิตชิ่งนั้นจะให้ประสิทธิภาพการทำงาน (Efficiency) ที่ค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับการใช้ไอซีเรกูเลตทั่วไปเช่นเบอร์ LM7812 หรือ LM317 เป็นต้น
Datasheet for LM2575HVT-ADJ P+ [Ref.2]
รูปที่ 1 และรูปที่ 2 เป็นโครงสร้างภายในของตัวไอซี LM2575HVT ซึ่งดูเข้าใจง่าย (รูปที่ 1) และใช้อุปกรณ์ต่อร่วมน้อย และในรูปที่ 2 จะเป็นลักษณะของการต่อใช้งาน LM2575HVT เพื่อให้จ่ายแรงดันเอาต์พุตที่ 5V ที่สามารถนำไปต่อใช้งานได้ทันที
ในรูปที่ 3 เป็นบอร์ดต้นแบบที่ประกอบขึ้นบนแผ่นวงจรพิมพ์อเนกประสงค์ โดยกำหนดค่าแรงดันเอาต์พุตไว้ที่ 12V ซึ่งเราสามารถปรับค่าแรงดันเอาต์พุตที่ต้องการด้วย VR = 10K (สีฟ้า) โดยอุปกรณ์ต่างๆ สามารถปรับเปลี่ยนและแก้ไขให้วงจรทำงานได้สมบูรณ์ได้ง่าย
ในรูปที่ 4, 5 และรูปที่ 6 เป็นการวัดค่าแรงดันอินพุตและเอาต์พุตในสถานะสแตนบาย โดยในเบื้องต้นจะกำหนดแรงดันอินพุตที่ประมาณ 21V และค่าแรงดันเอาต์พุตที่ประมาณ 12V โดยวัดสัญญาณเอาต์พุตวงจรบักคอนเวอร์เตอร์ด้วยออสซิลโลสโคปเพื่อสังเกตการตอบสนองที่เงื่อนไขต่างๆ ครับ
ในรูปที่ 8, 9, 10 และรูปที่ 11 เป็นการทดลองที่ 1 โดยการให้วงจรบักคอนเวอร์เตอร์ จ่ายกระแสให้กับโหลดที่ 600mA จากนั้นจะมาสังเกตค่าแรงดันเอาต์พุตและอินพุตที่เกิดขึ้น ถึงการเปลี่ยนแปลงมากน้อยเพียงใด รวมทั้งสัญญาณพัลซ์วิดธ์มอดูเลตชั่นที่ตอบสนองต่อกระแสโหลดในครั้งนี้
ในรูปที่ 12, 13, 14 และรูปที่ 15 เช่นเดียวกันกับการทดลองที่ 1 โดยการให้วงจรบักคอนเวอร์เตอร์ จ่ายกระแสโหลดเพิ่มขึ้นมาที่ 1.19A และสังเกตค่าแรงดันเอาต์พุตและอินพุต การเปลี่ยนแปลงต่างๆ รวมทั้งสัญญาณพัลซ์วิดธ์มอดูเลตชั่นที่ตอบสนองต่อกระแสโหลด โดยในการทดลองนี้จะเป็นการทดสอบ Load regulation เมื่อเทียบกับการทดลองที่ 1 และการทดลองที่ 2
สำหรับการทดลองรูปที่ 17, 18, 19 และรูปที่ 20 เป็นการทดลองที่ 3 โดยการปรับเพิ่มแรงดันที่อินพุตไปที่ 36.4V และยังคงให้วงจรจ่ายกระแสโหลดที่ 1.19A จากนั้นจะมาสังเกตค่าแรงดันเอาต์พุตที่เกิดขึ้น และสัญญาณพัลซ์วิดธ์มอดูเลตชั่นที่ตอบสนองต่อแรงดันอินพุตที่สูงขึ้น โดยในส่วนนี้จะเป็นการทดสอบในลักษณะของ Line regulation เมื่อเทียบกับการทดลองที่ 2 และการทดลองที่ 3
สำหรับการทดลองโครงงานต้นแบบวงจรบักคอนเวอร์เตอร์ด้วยไอซี LM2575HVT-ADJ นี้ เพื่อเป็นการเรียนรู้และทดลองใช้งานไอซีเบอร์นี้อีกแบบหนึ่งครับ ทั้งนี้ไอซี LM2575HVT-ADJ ผู้พัฒนาสามารถนำไปใช้งานได้ง่ายและสะดวก ซึ่งอาจจะให้การตอบสนองต่อการจ่ายกำลังเอาต์พุตไม่สูงมากนัก แต่ที่สำคัญไอซีตัวนี้สามารถรับแรงดันอินพุตได้กว้างและให้ประสิทธิภาพการทำงานสูง เมื่อเทียบกับการใช้ไอซีเรกูเลตเตอร์แบบลิเนียร์ทั่วไปครับ.
Reference
