Mini Voltage Inverting Converter by Using KA34063A
ในโครงงานนี้จะเป็นคอนเวอร์เตอร์อีกแบบหนึ่ง ที่จะทำหน้าที่แปลงแหล่งจ่ายไฟเลี้ยงทางด้านอินพุตบวกให้เป็นค่าแรงดันลบคงที่ (Voltage Inverting Converter) ประมาณ -12V/400mA โดยใช้ไอซีเบอร์ KA34063A เป็นตัวควบคุมการทำงานและสามารถรับแรงดันอินพุตได้ในช่วง 9V-20V ทั้งนี้วงจรแปลงอินพุตบวกให้เป็นค่าแรงดันลบ จะมีความสำคัญสำหรับบอร์ดควบคุมต่างๆ หรือบอร์ดที่จะทำหน้าขยายสัญญาณจากอุปกรณ์เซนเซอร์ที่มีสัญญาณเล็กๆ ให้มีขนาดที่เหมาะสมด้วยออปแอมป์ เช่น วงจรนอนอินเวอร์ติ้งแอมปริไฟร์ (Non-inverting Amplifier), วงจรขยายสัญญาณแบบอินสตรูเมนท์ (Instrument Amplifier) และวงจรขยายดิฟเฟอเรนเชียล (Differential Amplifier Circuit) เป็นต้น
รูปที่ 1 และรูปที่ 2 แสดงลักษณะของบอร์ดต้นแบบที่ประกอบขึ้นสำหรับทดลอง โดยตัววงจรจะใช้แผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) อเนกประสงค์ เพื่อให้ง่ายสำหรับการทดสอบ การปรับแต่งและวัดสัญญาณทดสอบการทำงานต่างๆ
รูปที่ 3 แสดงลักษณะของการเตรียมการทดลอง โดยจะใช้มัลติมิเตอร์สำหรับวัดค่าแรงดันอินพุตและเอาต์พุต 2 ตัว การวัดกระแสเอาต์พุตจะใช้แคล้มมิเตอร์ และวัดสัญญาณการตอบสนองการทำงานของไอซีด้วยดิจิตอลออสซิลโลสโคป
รูปที่ 4 แสดงค่าแรงดันเอาต์พุตที่กำหนด -11.38V โดยจะสังเกตเห็นว่าจะเป็นค่าแรงดันลบ (-13.38V) เมื่อวัดเทียบกับกราวด์ของแหล่งจ่ายไฟเลี้ยงอินพุต
รูปที่ 5 ค่าแรงดันทางด้านอินพุตสำหรับใช้ในการทดลองซึ่งจะกำหนดไว้ที่ประมาณ 12V ในเบื้องต้น
รูปที่ 6 แสดงสัญญาณเอาต์พุตที่ขา 2 ของไอซี KA34063A ที่ช่องวัดสัญญาณที่ 1 (CH1) และในช่องวัดสัญญาณที่ 2 (CH2) ข้างล่าง จะเป็นสัญญาณป้อนกลับ (Voltage Feedback signal) เพื่อควบคุมแรงดันเอาต์พุตให้คงที่
รูปที่ 8 การทดลองที่ 1 แสดงการวัดค่ากระแสที่เอาต์พุตเมื่อให้วงจรจ่ายกระแสโหลดที่ 200mA โดยใช้ตัวต้านทานขนาด 30 โอห์ม 5 วัตต์ ต่ออนุกรมกัน 2 ตัวที่ตำแหน่งเอาต์พุต และสังเกตการตอบสนองทำงานของวงจรต่างๆ
รูปที่ 9 ถึงรูปที่ 11 เป็นผลที่ได้จากการทดลองที่ 1 คือ ในรูปที่ 9 ค่าแรงดันที่เอาต์พุตจะยังคงที่ -11.34V (เปลี่ยงแปลงน้อยมาก) เช่นเดียวกับค่าแรงดันอินพุตยังคงที่ประมาณ 12V แต่ลักษณะของสัญญาณเอาต์พุตที่ขา 2 ของไอซี KA34063A จะเปลี่ยนแปลงเป็นสัญญาณพัลซ์สี่เหลี่ยมที่ความถี่ 55.57kHz ตลอดเวลา
รูปที่ 12 เป็นการทดลองที่ 2 (คล้ายกับการทดลองที่ 1) แสดงค่ากระแสที่เอาต์พุตเมื่อจ่ายกระแสโหลดเพิ่มขึ้นที่ 400mA โดยใช้ตัวต้านทานขนาด 30 โอห์ม 5 วัตต์ ตัวเดียวที่ตำแหน่งเอาต์พุตและสังเกตการตอบสนองทำงานของวงจรต่างๆ อีกครั้ง
ในรูปที่ 13 ถึงรูปที่ 15 แสดงผลที่ได้จากการทดลองที่ 2 ซึ่งจะสังเกตเห็นว่าค่าแรงดันเอาต์พุตลดลงมาที่ -10.24V ในส่วนแรงดันอินพุตจะมีค่า 12.16V ในส่วนการตอบสัญญาณเอาต์พุตที่ขา 2 ของไอซี KA34063A จะเปลี่ยนแปลงขนาดสัญญาณพัลซ์วิดมอดูเลตชั่นเล็กน้อย แต่ความถี่การทำงานจะมาอยู่ที่ 29.55kHz ตลอดเวลา โดยสรุปแล้วในการทดลองที่ 1 และ 2 จะเป็นการทดสอบค่า Load regulation ในเบื้องต้น
ในรูปที่ 16 และรูปที่ 17 เป็นการทดลองที่ 3 และการทดลองที่ 4 จะเป็นการทดสอบในเรื่องของค่าแรงดันอินพุตเมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลง (Line Regulation) เพื่อสังเกตการตอบสนองการทำงานของวงจรเช่นกัน โดยจะใชัการทดสอบที่แรงดันอินพุต 8.87V และ 19.94V (ตำแหน่งมัลติมิเตอร์ขวามือ) 2 ครั้ง สำหรับการทดสอบเบื้องต้น
สำหรับโคงงาน Mini Voltage Inverting Converter by Using KA34063A เป็นอีกหนึ่งโครงงานที่นำไอซี KA34063A มาใช้งาน ซึ่งก่อนหน้านี้แอดมินได้นำเสนอมาบ้างแล้ว (โครงงานเกี่ยวกับไอซี MC34063A) แต่จะเป็นการนำไปใช้งานแบบทั่วไป ซึ่งในส่วนของโครงานนี้จะเป็นการทดลองอีกรูปแบบหนึ่งของวงจรคอนเวอร์เตอร์และคิดว่าจะเป็นประโยชน์ให้กับผู้อ่าน ทั้งนี้เนื้อหาของตัวคอนเวอร์เตอร์นี้ แอดมินได้นำมาจากข้อมูลในเว็บไซต์ตามที่อ้างอิง [Ref.1] และทำการทดลองด้วยการต่ออุปกรณ์ต่างๆ รวมทั้งวัดสัญญาณขณะวงจรการทำงานซึ่งเป็นเนื้อหาให้กับผู้อ่านในอีกรูปแบบหนึ่ง และข้อมูลเพิ่มเติมผู้อ่านสามารถเข้าไปตามลิงก์อ้างอิงข้างล่างนี้ครับ.
Reference
