Flyback Converter SMPS By using OB2263 Control [EP2]

จากในตอนที่ 1 เราได้ประกอบบอร์ดควบคุมการทำงานของสวิตชิ่งเสร็จแล้ว และในตอนที่ 2 จะเป็นการพันหม้อแปลงสวิตชิ่ง, การต่อวงจรขับกำลัง, การเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดทั้งสองและภาคเอาต์พุต เพื่อให้วงจรมีความสมบูรณ์เพิ่มขึ้น โดยใช้อุปกรณ์ที่สามารถหาซื้อได้ทั่วไปราคาไม่แพง สำหรับการทดลองสร้างวงจรแหล่งจ่ายไฟเลี้ยงสวิตชิ่งโหมดเพาเวอร์ซัพพลายครั้งนี้

รูปที่ 1 แสดงหม้อแปลงสวิตชิ่งที่ใช้ในวงจรนี้ จะเป็นลักษณะแกนหม้อแปลงแบบ EI33 [Ref.10] ที่เป็นขนาดมาตรฐานและสามารถหาซื้อได้ทั่วไป โดยในส่วนของขดลวดปฐมภูมิ (Primary winding) จะพันจำนวน 60 รอบและขดลวดทุติยภูมิ (Secondary winding) จะพันจำนวน 7 รอบ ด้วยลวดทองแดงประมาณเบอร์ 29SWG โดยในรูปแสดงการพันขดลวดปฐมภูมิเสร็จแล้ว

รูปที่ 2 หลังจากที่เราพันขดลวดปฐมภูมิเสร็จแล้ว ให้เราใช้เทปพันทับขดลวดปฐมภูมิประมาณ 4-5 รอบ แล้วพันขดลวดทุติยภูมิจำนวน 7 รอบตามลักษณะการพันดังในรูปที่ 2

รูปที่ 3 จากนั้นให้เราเตรียมแกนหม้อแปลงสวิตชิ่ง และวัดระยะการใส่เข้ากับชุดบ๊อบบิ้น (Bobbin) ไม่ให้ขดลวดชนกับแกนหม้อแปลง และเช็ดทำความสะอาดแกนหม้อแปลงตำแหน่งเชื่อมต่อระหว่างแกน E และแกน I

รูปที่ 4 การเว้นช่องระยะ Air gap ให้กับหม้อแปลงนั้น จะอยู่ในกรอบสีเขียวซึ่งเป็นตำแหน่งชิ้น I ของตัวหม้อแปลงสวิตชิ่ง โดยก่อนที่เราจะประกบเข้ากับรูปตัว E ของหม้อแปลง ให้เราใช้กระดาษ A4 ความหนา 80 แกรม 2 แผ่น วางคั่นก่อนแล้วประกบด้วยชิ้น I ให้กับตัวหม้อแปลงแล้วพันเทปทนความร้อนรัดให้แน่น ทั้งนี้การเพิ่มช่องว่าง Air gap ให้กับหม้อแปลงสวิตชิ่งก็เพื่อลดการอิ่มตัวของตัวหม้อแปลงสวิตชิ่งลง (Transformer saturation) อันจะเป็นผลให้เกิดการไหลของกระแสที่ตัวเพาเวอร์มอสเฟตสูงเพิ่มขึ้นและเกิดความเสียหาย

รูปที่ 5 แสดงลักษณะของหม้อแปลงสวิทชิ่งที่พันเสร็จแล้ว เราจะเห็นว่าจะมีส่วนของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิ โดยให้เราทำการขูดน้ำยาที่เคลือบกับลวดทองแดงออกทั้ง 4 เส้น เพื่อนำไปบัดกรีในบอร์ดวงจรได้ง่าย

รูปที่ 6 เมื่อเราได้หม้อแปลงสวิตชิ่งเสร็จแล้ว ต่อมาเราจะประกอบบอร์ดส่วนของวงจรขับกำลัง โดยเริ่มจากเพาเวอร์มอสเฟตและไดโอดเร็กติฟายทางด้านเอาต์พุต โดยให้ระยะของอุปกรณ์อยู่ในตำแหน่งที่เป็นกลุ่มเดียวกัน

รูปที่ 7 หลังจากที่เราประกอบอุปกรณ์บนบอร์ดกำลังเสร็จแล้ว จากนั้นเราจะทำหม้อแปลงสวิตชิ่งมาวางบนบอร์ด และบัดกรีลวดทองแดงเข้ากับบอร์ดตามตำแหน่งที่ออกแบบวงจร

รูปที่ 8 แสดงการบัดกรีลวดทองแดงเข้ากับบอร์ดและสามารถนำไปทดลองการทำงานได้ ทั้งนี้ในการบัดกรีเราจะต้องพิจารณาตำแหน่งทิศทางการพันขดลวด (DOT) ของตัวหม้อแปลงสวิตชิ่งให้ถูกต้องครับ

รูปที่ 9 แสดงการเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดควบคุมและบอร์ดขับกำลังโดยใช้สายไฟขนาดเล็ก ซึ่งจะมีในส่วนของการส่งสัญญาณขับที่ขาเกต, สัญญาณตรวจสอบกระแสที่ไหลผ่านหม้อแปลงสวิตชิ่ง, จุดเชื่อมต่อกราวด์ และสัญญาณป้อนกลับทางด้านเอาต์พุต

รูปที่ 10 ในกรอบสีแดงจะเป็นส่วนของวงจรขับกำลังของแหล่งจ่ายไฟสวิตชิ่ง สำหรับการออกแบบในตอนที่ 2 นี้ โดยเราจะนำส่วนของวงจรควบคุมเชื่อมต่อกับบอร์ดกำลังในวงจรเดียวกันให้ดูเข้าใจง่าย และในการทดลองจะใช้แหล่งจ่ายไฟเลี้ยงกระแสตรงแรงดันต่ำแยกขนาด 16V และส่วนของแรงดันสูง +310V (+VBUS) เพื่อสังเกตการทำงานในแต่ละส่วน (แนะนำเนื้อหาที่เกี่ยวข้องกับไอซี OB2263 เพิ่มเติม https://www.electronicsdna.com/tag/ob2263)

สำหรับในตอนที่ 2 นี้เป็นการนำเสนอการพันหม้อแปลงสวิตชิ่งและการประกอบบอร์ดขับกำลัง ให้กับแหล่งจ่ายไฟสวิตชิ่งที่เรากำลังทดลอง รวมทั้งการเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดทั้งสอง สำหรับในตอนสุดท้ายเราจะมาทดลองการทำงานของวงจรสวิตชิ่งนี้กันครับ.

Reference

1. https://datasheetspdf-com.translate.goog/pdf-file/650836/On-Bright/OB2263/1?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=th&_x_tr_hl=th&_x_tr_pto=ajax,sc
2. https://www.datasheet4u.com/datasheet-pdf/On-Bright/OB2263/pdf.php?id=650836
3. https://www.ti.com/lit/ml/slup072/slup072.pdf?ts=1623464319352&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F
4. https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN1327-D.PDF
5. https://www.onsemi.com/pub/Collateral/SMPSRM-D.PDF
6. http://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/01114a.pdf
7. https://www.microchip.com/content/dam/mchp/documents/OTH/ApplicationNotes/ApplicationNotes/00002122B.pdf
8. https://www.ti.com/lit/an/slua143/slua143.pdf?ts=1623464672735&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F
9. https://techweb.rohm.com/knowledge/acdc/acdc_sr/acdc_sr01/2505
10. https://html.alldatasheet.com/html-pdf/343423/FERROXCUBE/EI33/1200/2/EI33.html