Prototype DC-DC Boost converter Control by using LM2575T-5.0 P+

โครงงานการทดลองวงจรต้นแบบดีซีทูดีซี บูทคอนเวอร์เตอร์ (Prototype DC-DC Boost converter) ด้วยการทดลองใช้ไอซีเบอร์ LM2575T-5.0 P+ เป็นตัวควบคุม ซึ่งโดยทั่วไปเราจะเห็นการนำไอซี LM2575T-5.0 P+ มาใช้งานในลักษณะของวงจรดีซีทูดีซี บักคอนเวอร์เตอร์ ทั้งนี้เป็นการนำไอซี LM2575T-5.0 P+ มาประยุกต์ใช้งานอีกแบบหนึ่ง โดยวงจรต้นแบบนี้จะออกแบบให้รับแรงดันอินพุต (Vi) ที่ 12V และจ่ายแรงดันเอาต์พุต (Vo) ที่ประมาณ 25V ที่กำลังไฟฟ้า 10 วัตต์ต่อเนื่อง

ในรูปที่ 1 ถึงรูปที่ 3 เป็นการเตรียมอุปกรณ์ต่างๆ ในการประกอบวงจรต้นแบบ จนถึงลักษณะของวงจรที่ประกอบเสร็จแล้วสำหรับใช้ทดลอง ในส่วนหนึ่งด้านล่างแผ่น PCB จะยังมีอุปกรณ์เพิ่มเติมเล็กน้อยในการปรับแต่งการทำงานและในส่วนนี้จะเขียนเป็นวงจรสมบูรณ์ตามในรูปที่ 13

รูปที่ 4 แสดงตัวเหนี่ยวนำสำหรับบูทแรงดันในวงจร โดยใช้เป็นอุปกรณ์ในการทดลองสำหรับทดสอบแนวความคิดของการสร้างวงจรบูทคอนเวอร์เตอร์นี้ และมีค่าเหนี่ยวนำประมาณ 500uH และเราสามารถปรับขนาดให้น้อยลงได้อีก

รูปที่ 5 และรูแที่ 6 เป็นการวัดสัญญาณขับขาเกต (CH1) ของเพาเวอร์มอสเฟต และวัดค่าแรงดันเอาต์พุต (CH2) โดยค่าแรงดันเอาต์พุตจะวัดด้วยดิจิตอลมัลตืมิเตอร์อีกครั้งในรูปที่ 6 เพื่อให้อ่านค่าสำหรับการทดลองได้ง่ายขึ้น

ในรูปที่ 7 ถึงรูปที่ 9 เป็นการทดลองที่ 1 เมื่อให้วงจรจ่ายกระแสโหลดที่ 0.57A จากนั้นสังเกตสัญญาณขับขาเกต (CH1) ของเพาเวอร์มอสเฟตที่ได้ และค่าแรงดันเอาต์พุตที่เกิดขึ้นอีกครั้ง ซึ่งผลที่ได้ค่าแรงดันเอาต์พุตยังคงที่อยู่

ในรูปที่ 10 ถึงรูปที่ 12 เป็นการทดลองที่ 2 เช่นเดียวกับการทดลองที่ 1 แต่จะเพิ่มการจ่ายกระแสโหลดที่ 0.65A และสังเกตสัญญาณขับขาเกต (CH1) ของเพาเวอร์มอสเฟตและค่าแรงดันเอาต์พุตที่เกิดขึ้น โดยค่าแรงดันเอาต์พุตยังคงที่เช่นเดิม

การทดลองนี้เป็นการนำไอซี LM2575T-5.0 P+ มาเป็นตัวควบคุมให้กับวงจรบูทคอนเวอร์เตอร์ ด้วยการปรับปรุงวงจรขับกำลังใหม่ให้เป็นบูทคอนเวอร์เตอร์ แล้วนำสัญญาณเอาต์พุตที่ได้จากไอซีควบคุมมาขับขาเกตให้กับเพาเวอร์มอสเฟต จุดเด่นของไอซีเบอร์นี้คือให้ความถี่สวิตชิ่งคงที่ 52kHz มีขารับสัญญาณป้อนกลับได้ (VFB) และขาควบคุมการทำงาน (ON/OFF) ให้ใช้งานได้ทันที เพียงแค่ออกแบบวงจรเพิ่มเติมอีกเล็กน้อยก็สามารถนำมาใช้งานได้ง่ายและคิดว่าการทดลองนี้จะเป็นไอเดียให้กับผู้อ่านได้อีกแบบหนึ่ง

Reference

1. https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/lm2575-d.pdf
2. https://www.ti.com/product/LM2575
3. https://www.ti.com/lit/an/slva372d/slva372d.pdf
4. https://core.ac.uk/download/pdf/53189349.pdf
5. https://www.ti.com/lit/an/sboa310a/sboa310a.pdf
6. https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/product-selector-card/currentsense.pdf
7. https://www.ti.com/lit/an/slua066/slua066.pdf
8. https://www.st.com/resource/en/datasheet/tsc101.pdf