Non-Isolated DC-DC Boost Converter 150W Based on UC3843A

สำหรับการทดลองบอร์ดดีซี ทู ดีซี คอนเวอร์เตอร์ ขนาด 150 วัตต์นี้ เป็นการใช้บอร์ดซึ่งมีจำหน่ายทั่วไปนำมาศึกษาและวัดสัญญาณ เพื่อสังเกตการทำงานและการออกแบบรวมทั้งเรียนรู้การทำงาน ซึ่งในการทดลองจะเห็นลักษณะของโครงสร้างในแบบบัก คอนเวอร์เตอร์ โดยในการทดลองที่นำเสนอนี้จะให้วงจรจ่ายกำลังทางด้านเอาต์พุตที่ประมาณ 20 วัตต์ (ต่อเนื่อง) ที่แรงดันอินพุต 13.99V กำหนดแรงดันเอาต์พุต ที่ 20V และกระแสที่ประมาณ 2A

ในรูปที่ 1 และรูปที่ 2 แสดงลักษณะของบอร์ดดีซี ทู ดีซี บูทคอนเวอร์เตอร์ ขนาด 150 วัตต์ ที่สามารถสั่งซื้อผ่านร้านค้าออนไลน์ทั่วไป

Specifications and Features

1. Input voltage : 10-32V
2. Output voltage : 12-35V (adjustable)
3. Output Current : 10A (MAX)
4. Input Current : 16A (MAX) (Please enhance heat dissipation if more than 10A)
5. The non-isolated step-up power conversion module
6. Onboard LED illuminates when the voltage is applied to the module
7. Equips Multi-turn Potentiometer.
8. Easy to drive 65W 90W dual-core notebook.
9. The output voltage is continuously adjustable on OUT+ and OUT- screw terminals (Output voltage must be greater than input voltage)

ในรูปที่ 3 และรูปที่ 4 แสดงลักษณะของการเตรียมการทดลอง โดยการวัดสัญญาณขับเพาเวอร์มอสเฟตที่ขาเกต (Vgs) และวัดกระแสเอาต์พุต (Io) ในการทดลองซึ่งเป็นการทดสอบการทำงานเบื้องต้น

รูปที่ 5 ถึงรูปที่ 8 แสดงการเตรียมเครื่องมือและอุปกรณ์ต่างๆ ในการทดลองเพื่อวัดกระแสทางด้านเอาต์พุต แรงดันอินพุตในการทดลอง และตัวต้านทานโหลดสำหรับทดลอง เป็นต้น

รูปที่ 9 เป็นการวัดสัญญาณของบอร์ดดีซี ทู ดีซี บูทคอนเวอร์เตอร์ โดยที่ช่องวัดสัญญาณที่ 1 (CH1) จะการวัดสัญญาณขับเพาเวอร์มอสเฟตที่ขาเกต (Vgs) และที่ช่องวัดสัญญาณที่ 2 (CH2) จะวัดค่าแรงดันเอาต์พุต (Vo) และการทดลองนี้กำหนดแรงดันเอาต์พุตที่ 20V

สำหรับรูปที่ 10 และรูปที่ 11 เป็นการทดลองที่ 1 ด้วยการต่อโหลดให้กับวงจรเพื่อจ่ายกระแสที่ 1.08A จากนั้นสังเกตสัญญาณขับที่ขาเกตของเพาเวอร์มอสเฟต และค่าแรงดันเอาต์พุตที่เกิดขึ้น ซึ่งจากผลที่ได้คือความกว้างสัญญาณพัลซ์วิดมอดูเลตชั่นจะมีค่า 1.678uS และแรงดันเอาต์พตยังคงที่เท่ากับ 20.5Vrms

สำหรับรูปที่ 12 ถึงรูปที่ 14 เป็นการทดลองที่ 2 ให้วงจรจ่ายกระแสโหลดที่ 2.08A และสังเกตสัญญาณขับที่ขาเกตของเพาเวอร์มอสเฟตซึ่งค่าที่วัดได้เท่ากับ 2.458uS และค่าแรงดันเอาต์พุตคงที่เท่ากับ 20.5Vrms

ในรูปที่ 15 เป็นลักษณะของวงจรดีซี ทู ดีซี แบบบูท คอนเวอร์เตอร์ ซึ่งสังเกตการออกแบบและการใช้งานอุปกรณ์ต่างๆ โดยบางส่วนแอดมินเองไม่สามารถสังเกตค่าที่ระบุในแต่ละตัวอุปกรณ์ได้เนื่องจากมีขนาดเล็กมากๆ โดยวงจรนี้จึงพอจะเป็นแนวทางของการค้นหาข้อมูลจากช่องทางอื่นๆ เช่น ดาต้าชีตและตัวอย่างการต่อวงจรด้วยไอซี UC3843A

สำหรับการทดลองบอร์ดดีซี ทู ดีซี คอนเวอร์เตอร์ 150 วัตต์ โดยทำการทดสอลที่ 20 วัตต์ ต่อเนื่อง ในเบื้องต้นนี้ สรุปได้ว่าวงจรมีประสิทธิภาพการทำงานที่ดี (Efficiency) และผู้ใช้สามารถกำหนดค่าแรงดันเอาต์พุตได้รวมถึงรับค่าแรงดันอินพุตได้กว้าง ซึ่งเหมาะสำหรับการนำไปใช้งานทั่วไป อีกอย่างหนึ่งที่ได้จากการทดลองครั้งนี้คือ เห็นลักษณะของการออกแบบวงจรที่เรียบง่ายใช้อุปกรณ์ไม่มากนักแต่วงจรสามารถทำงานได้ดี

Reference

1. https://www.makerlab-electronics.com/product/150w-dc-dc-boost-converter-step-up-module-6a/
2. https://www.electronicscomp.com/150w-dc-dc-step-up-boost-converter-10-32v-to-12-35v-adjustable-power-supply-module-india
3. https://hallroad.org/150w-dc-to-dc-boost-converter-10-32v-to-12-35v-6a-step-up-power-supply-module.html?gclid=Cj0KCQiA3eGfBhCeARIsACpJNU-eq8GqV3XnekLSPGaEegB3bLKUrDYeadZ_UCkSxF4-PwJUfZDqYV4aAlBtEALw_wcB
4. https://www.st.com/resource/en/datasheet/stps2045c.pdf
5. https://www.st.com/resource/en/datasheet/stp80nf70.pdf
6. https://www.ti.com/product/UC3843A