Inside Mini Electronic Transformer 30W

ในบทความนี้เป็นการนำเสนอเนื้อหาของอิเล็กทรอนิกส์ ทรานฟอเมอร์ (Electronic Transformer) ขนาด 30 วัตต์ ในลักษณะของการทดลอง เพื่อศึกษา และสังเกตการทำงานของวงจรแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ซึ่งอีกแบบหนึ่ง โดยวงจรนี้เป็นการออกแบบการทำงานที่ไม่ซับซ้อน และใช้อุปกรณ์พื้นฐานทั่วไป จากการสังเกตในเบื้องต้น ตัวโครงสร้างหลักจะเป็นแบบฮาร์ฟบริดจ์ คอนเวอร์เตอร์ (Half bridge Converter Topology) ใช้การออสซิลเลตภายในวงจรเอง (ไม่ใช้ไอซีควบคุม) และใช้ทรานซิสเตอร์เป็นส่วนของการขับกำลังร่วมกับหม้อแปลงขับสัญญาณ (Pulse transformer) ซึ่งการควบคุมแรงดันเอาต์พุตของวงจรเป็นแบบเปิด (Open Loop Control) และให้ประสิทธิภาพของการทำงานโดยรวมค่อนข้างดีครับ

สำหรับในรูปที่ 1 ถึงรูปที่ 3 จะเป็นลักษณะของอิเล็กทรอนิกส์ ทรานฟอเมอร์ 30 วัตต์ ที่มีจำหน่ายทั่วไป ซึ่เป็นที่นิยมนำมาใช้งาน ทั้งนี้ขนาดของตัวกล่องจะค่อนข้างเล็ก W=7cm,L=3.5cm,H=3cm ติดตั้งได้ง่าย และให้ประสิทธิภาพการทำงานสูง

ในรูปที่ 4 จะเป็นสเปกการทำงานของตัวอิเล็กทรอนิกส์ ทรานฟอเมอร์ ที่ใช้ในการทดลอง ซึ่งในการทดลองนี้จะใช้ออสซิลโลสโคปในการวัดสัญญาณแรงดันที่เอาต์พุต 1 ช่อง และวัดกระแสที่เกิดขึ้นจากช่องวัดสัญญาณที่ 2 เพื่อสังเกตความสัมพันธ์ของสัญญาณทั้ง 2 ส่วน

รูปที่ 8 การทดลองที่ 1 เป็นการวัดสัญญาณเอาต์พุตในขณะวงจรอยู่ในโหมดสแตนบาย (Standby mode) ซึ่งจะสังเกตเห็นว่าความกว้างของสัญญาณพัลซ์วิดมอดูเลตชั่นจะแคบ และวงจรใช้พลังงานไฟฟ้าในโหมดนี้น้อยมาก

ในรูปที่ 9 การทดลองที่ 2 เป็นการทดลองใช้โหลดตัวตานทานขนาด 10 โอห์ม 20 วัตต์ ต่อที่เอาต์พุต จากสังเกตการตอบสนองการทำงานของวงจรที่เกิดขึ้น ซึ่งในการทดลองจะให้ช่องวัดสัญญาณที่ 1 (CH1) วัดค่าแรงดันที่เอาต์พุต และช่องวัดสัญญาณที่ 2 CH2 จะวัดสัญญาณกระแสที่ไหลผ่านโหลดด้วยเซนเซอรกระแสแบบ Closed Loop Current Sensor

จากรูปที่ 10 และรูปที่ 11 เป็นสัญญาณที่เกิดขึ้นในความถี่สูง โดยในรูปที่ 10 เป็นการวัดสัญญาณโดยปรับค่า SEC/DIV (ของออสซิลโลสโคป) ที่ 2.5mS จะสังเกตเห็นว่ารูปสัญญาณจะมีค่าประมาณ 20mS จากการเร็กติไฟร์แบบฟูลเวฟที่ความถี่ 50Hz แต่เมื่อปรับค่า SEC/DIV เป็น 5uS จะสังเกตเห็นความถี่ในการสวิตชิ่งได้ง่ายขึ้นโดยในรูปจะมีค่าความถี่ประมาณ 90kHz

รูปที่ 12 เป็นการทดลองที่ 3 เป็นการใช้โหลดหลอดไฟขนาด 12V/21 วัตต์ ต่อที่เอาต์พุต อีกครั้งและในการทดลองนี้จะทำให้วงจรต้องจ่ายกระแสให้กับโหลดเพิ่มขึ้น จากนั้นสังเกตการทำงานและผลการตอบสนองที่ได้

สำหรับในรูปที่ 13 และรูปที่ 14 เป็นสัญญาณที่เกิดขึ้นความถี่สูง ลักษณะเดียวกับรูปที่ 10 และรูปที่ 11 โดยในรูปปรับค่า SEC/DIV ที่ 20mS และทดลองปรับค่า SEC/DIV เป็น 5uS ในรูปที่ 14 ความถี่ในการสวิตชิ่งมีค่าประมาณ 73kHz ซึ่งมีค่าลดลง

สำหรับบทความนี้เป็นการนำเสนอลักษณะของการทำงานอิเล็กทรอนิกส์ ทรานฟอเมอร์ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ในการติดตั้งระบบส่องสว่างทั่วไป โดยความน่าสนใจอยู่ที่เป็นอุปกรณ์ขนาดเล็กที่สามารถจ่ายกำลังไฟฟ้าให้กับโหลดได้ 30 วัตต์ ใช้วงจรแบบสวิตชิ่งขนาดเล็กซึ่งมีการทำงานไม่ซับซ้อนมากนัก แต่ให้ประสิทธิภาพการทำงานที่ค่อนข้างสูง ซึ่งคิดว่าบทความนี้น่าจะเป็นแนวความคิดสำหรับผู้อ่านนำไปพัฒนาวงจรสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายต่างๆ ในรูปแบบเดียวกันได้อีกรูปแบบหนึ่งครับ

Reference

1. https://sound-au.com/lamps/elect-trans.html
2. http://www.seekic.com/circuit_diagram/Basic_Circuit/Electronic_transformer_circuit_diagram.html
3. http://www.seekic.com/circuit_diagram/Power_Supply_Circuit/Electronic_transformer.html
4. https://www.radiolocman.com/shem/schematics.html?di=28080
5. https://320volt.com/en/12v-150w-halojen-lamba-icin-elektronik-transformator/
6. http://www.seekic.com/circuit_diagram/Control_Circuit/Multi_purpose_electronic_transformer_circuit.html
7. https://www.osram.com/ecat/LED%20Drivers-Digital%20Systems/com/en/GPS01_1238364/