Mini Push-Pull Converter Board for UCC3808 PWM Controller [EP3]

โครงงานในตอนที่ 3 นี้ เราจะมาประกอบส่วนของวงจรพุช-พูล คอนเวอร์เตอร์ (Push-Pull Converter) กันต่อ สำหรับเชื่อมต่อกับบอร์ดควบคุม UCC3808A โดยวงจรพุช-พูล คอนเวอร์เตอร์ในโรงงานนี้จะเป็นวงจรเล็กๆ ประกอบบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) อเนกประสงค์ เพื่อให้เราทดลองใช้ไอซี UCC3808A ควบคุมการทำงาน และเรียนรู้การนำไอซีเบอร์นี้มาใช้

รูปที่ 1 เป็นการเตรียมอุปกรณ์ต่างๆ สำหรับประกอบวงจรพุช-พูล คอนเวอร์เตอร์ โดยในโครงงานนี้จะใช้อุปกรณ์ที่มีหาซื้อได้ทั่วไปและเราสามารถประกอบด้วยตัวเองได้ง่าย

รูปที่ 2 แสดงลักษณะการวางตำแหน่งอุปกรณ์เบื้องต้นก่อนประกอบ เพื่อให้อุปกรณ์วางบนบอร์ดเป็นระเบียบเรียบร้อย

ในรูปที่ 3 เราจะเริ่มประกอบเพาเวอร์มอสเฟตและตัวต้านทานตรวจจับกระแสหม้อแปลงสวิตชิ่งก่อน (ทางด้านซ้าย) จากนั้นเราจะประกอบและไดโอดเร็กติไฟร์ทางด้านเอาต์พุต, ตัวเก็บประจุ และแอลอีดีแสดงผลการทำงาน (ทางด้านขวา) เพื่อให้อุปกรณ์วางเป็นสัดส่วนและเข้าใจการทำงานวงจรได้ง่าย

ในรูปที่ 4 แสดงลวดแดงสำหรับพันหม้อแปลงสวิตชิ่งจะใช้ลวดเบอร์ 23SWG จะมีด้วยกัน 2 ชุดคือ ขดลวดทางด้านปฐมภูมิความยาวประมาณ 80 เซนติเมตรแบบคู่ และขดลวดทุติยภูมิยาวประมาณ 60 เซนติเมตรแบบคู่ เช่นกัน สำหรับตัวหม้อแปลงจะใช้เป็นแบบ EI33 ที่สามารถหาซื้อได้ทั่วไป

ในรูปที่ 5 แสดงการพันขดลวดปฐมภูมิก่อนจำนวน 12 รอบ หลังจากพันเสร็จแล้วให้เราเอาเทปใสพันทับประมาณ 4-5 รอบ (ในโครงงานใช้เทปใสในการทดลองก่อน แต่สำหรับการนำไปใช้งานจริงจะต้องใช้เทปทนความร้อนครับ) จากนั้นทำเครื่องหมายแสดงตำแหน่งทิศทางการพันของขดลวดบนหม้อแปลง

รูปที่ 6 จากนั้นให้เราพันขดลวดที่ทุติยภูมิจำนวน 6 รอบ ซึ่งในรูปแสดงลักษณะของตัวบ๊อบบิ้น (Bobbin) ที่เราพันด้วยขดลวดทางด้านปฐมภูมิและทุติยภูมิเสร็จแล้ว และให้เราประกอบแกนเฟอร์ไรท์ E และ I เข้าด้วยกันและพันด้วยเทปบนแกนเฟอร์ไรท์ให้แน่น ซึ่งโครงงานนี้เราไม่ต้องเว้นช่องอากาศ (Air gap) ให้กับตัวหม้อแปลง

รูปที่ 7 เป็นการเตรียมสายไฟสำหรับเชื่อมต่อระหว่างบอร์ด ซึ่งจะมีส่วนของการส่งสัญญาณขับ (OUTA/OUTB), สัญญาณตรวจจับกระแสของหม้อแปลงสวิตชิ่ง (CS), สัญญาณป้อนกลับแรงดันด้านเอาต์พุต (Feedback signal : FB) และสายกราวด์ (GND)

ในรูปที่ 8 แสดงการเชื่อมต่อสายระหว่างบอร์ดเข้าด้วยกันเสร็จแล้ว และส่วนถัดไปเราจะประกอบหม้อแปลงสวิตชิ่งเข้าไปบนบอร์ด

รูปที่ 9 และ 10 แสดงลักษณะบอร์ดวงจรวงจรพุช-พูล คอนเวอร์เตอร์ ที่ประกอบเสร็จแล้ว จะสังเกตว่าขดลวดของหม้อแปลงสวิตชิ่งจะต่อเข้าจุดต่อบนบอร์ดตามที่กำหนดในวงจร ทั้งนี้เพื่อให้ง่ายต่อการแก้ไขและปรับแต่งการทำงานภายหลัง

รูปที่ 11 เป็นการออกแบบวงจรวงจรพุช-พูล คอนเวอร์เตอร์เบื้องต้น ซึ่งวงจรที่ออกแบบนี้จะให้พลังงานทางด้านเอาต์พุตคาดไว้ไม่เกิน 20 วัตต์ต่อเนื่อง รับแรงดันอินพุตประมาณ 40 ถึง 60 โวลต์ และกำหนดค่าแรงดันเอาต์พุตไว้ที่ประมาณ 12 โวลต์

สำหรับโครงงานบอร์ดขับกำลังวงจรพุช-พูล คอนเวอร์เตอร์ขนาดเล็กนี้ เป็นโครงงานต่อเนื่องจากบอร์ดควบคุมด้วยไอซี UCC3808A (ในตอนที่ 2) โดยในตอนที่ 3 นี้ขอนำเสนอเนื้อหาไว้เพียงเท่านี้ก่อนครับ สำหรับในตอนต่อไปจะเป็นตอนจบ เราจะมาทำการทดลองและการทดสอบการทำงานของวงจรพุช-พูล คอนเวอร์เตอร์นี้กันครับ.

Reference

1. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ucc3808-1.pdf?ts=1626574921194&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FUCC3808-1
2. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ucc3808a-1.pdf?ts=1626574522339&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FUCC3808A-1
3. https://pdf.dzsc.com/8N-/UCC2808N-1_1173316.pdf
4. https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/770287/ucc3808-2-ucc3808-slope-compensation
5. https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/825297/ucc3808-2-fluctuating-output-issue