SPM-21AN-2 Module for Design and Repair Switching Mode Power Supply

แนะนำโมดูลสำหรับสำเร็จ SPM-21AN-2 สำหรับใช้ในการซ่อมแซมหรือออกแบบแหล่งจ่ายไฟเลี้ยงสวิตชิ่งเพาเวอร์ ซัพพลาย (หรือเรียกว่า เพาเวอร์แพก) โดยตัวโมดูลจะมาพร้อมกับไอซีควบคุม UC3843AN, เพาเวอร์มอสเฟต K2915 ซึ่งผู้ใช้งานสามารถนำไปใช้ได้ง่าย ทั้งนี้บอร์ดโมดูลจะมีสายไฟสำหรับเชื่อมต่อเข้าวงจรในส่วนของหม้อแปลงสวิตชิ่ง การรับไฟเลี้ยงแรงดันสูง (+310V) และรับสัญญาณป้อนกลับแรงดันเอาต์พุต (VFB) เข้ามาควบคุมการทำงานได้ทันที ซึ่งโมดูลตัวนี้เหมาะสำหรับนำไปใช้กับวงจรสวิตชิ่งเพาเวอร์ ซัพพลายในลักษณะของฟายแบกคอนเวอร์เตอร์ (Flyback converter Topology)

รูปที่ 2 ตัวเพาเวอร์แพก SPM-21AN-2 ที่ประกอบด้วยไอซี UC3843AN สำหรับคุวบคุมการทำงาน, เพาเวอร์มอสเฟต, หม้อแปลงแหล่งจ่ายไฟเลี้ยงขนาดเล็ก และตัวต้านทานปรับค่า (VR) สำหรับปรับค่าแรงดันเอาต์พุตได้

รูปที่ 3 รูปที่ 4 คู่มือการใช้งานและความรู้เพิ่มเติมในการนำโมดูลเพาเวอร์แพกมาใช้งาน โดยผู้ใช้งานสามารถนำเพาเวอร์มอสเฟตไปยึดบนฮีตซิ้งได้เลย (ดูในรูปที่ 3) จากเลือกรูปแบบเฉพาะอีกเล็กน้อย ของการนำโมดูลเพาเวอร์แพกมาใช้งานโดยในบทความครั้งนี้จะเป็นการนำไปทดลองใช้งานกับบอร์ดแหล่งจ่ายไฟเลี้ยงสวิตชิ่งจริงอีกครั้ง

รูปที่ 5 เป็นการทดลองนำบอร์ดสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายที่นำมาใช้ทดลอง โดยโครงสร้างภายในจะเป็นแบบฟายแบกคอนเวอร์เตอร์ ด้วยการวัดสัญญาณและค่าแรงดันเอาต์พุตจากตัวบอร์ดเดิมและเปรียบเทียบการทำงานกับการใช้โมดูลเพาเวอร์แพก SPM-21AN-2

รูปที่ 6 และรูปที่ 7 เป็นการทดลองการทำงานบอร์ดสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายเดิม ด้วยการวัดสัญญาณขับขาเกต (VGS) เพื่อสังเกตการทำงานและค่าแรงดันเอาต์พุตที่เกิดขึ้น ซึ่งในรูปที่ 7 จะใช้มัลติมิเตอร์วัดค่าแรงดันเอาต์พุต

ในรูปที่ 8 และรูปที่ 9 จากการทดลองในรูปที่ 8 สัญญาณที่ขาเกตเมื่อสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายทำงานจะใช้ความถี่สวิตชิ่งที่ประมาณ 100kHz และค่าแรงดันเอาต์พุตที่ประมาณ 40VDC โดยที่เอาต์พุตจะต่อตัวต้านทานคร่อมขนาด 47 กิโลโอห์ม

รูปที่ 10 แสดงการนำโมดูลเพาเวอร์แพก SPM-21AN-2 การต่อกับบบอร์ดสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย ทั้งนี้จะต้องถอดเพาเวอร์มอสเฟตตัวเดิมในบอร์ดออกก่อน (ตามคู่มือการใช้งานแนะนำในรูปที่ 4 ใช้วงจรด้านขวามือ)

รูปที่ 11 รูปที่ 12 แสดงตำแหน่งการวัดสัญญาณที่ขาเกตของโมดูล เพื่อเปรียบเทียบการทำงานกับวงจรสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายเดิม โดยที่ตำแหน่งเอาต์พุตยังคงต่อตัวต้านทาน 47 กิโลโอห์ม เช่นเดิม

สำหรับรูปที่ 13 เป็นสัญญาณที่วัดได้จากโมดูลเพาเวอร์แพก โดยความถี่สวิตชิ่งจะมีค่าประมาณ 22kHz และค่าแรงดันเอาต์พุตแอดมินปรับตัวต้านทาน (VR) ให้ใกล้เคียงกับค่าเดิมไปที่ประมาณ 40VDC ทั้งนี้จากสังเกตตัวโมดูลเพาเวอร์แพกทำงานได้เป็นปกติ

สำหรับการทดลองนี้เป็นเนื้อหาของการแนะนำการใช้โมดูลเพาเวอร์แพก SPM-21AN-2 ที่สามารถหาซื้อทั่วไป หรือในร้านค้าออนไลน์ ซึ่งสามารถนำมาใช้ซ่อมแซมให้กับแหล่งจ่ายไฟเลี้ยงสวิตชิ่งเดิมที่เสียหายมาก หรือต้องการนำโมดูลเพาเวอร์แพกมาออกแบบวงจรควบคุมการทำงานและขับกำลังใหม่ หรือใช้ในการศึกษาเรียนรู้การทำงาน ซึ่งจะใช้ลดระยะเวลาในการต่อวงจรได้มากเลยทีเดียว ทั้งนี้ตัวโมดูลเพาเวอร์แพกจะเหมาะกับการนำไปใช้กับแหล่งจ่ายไฟสวิตชิ่งฟายแบกคอนเวอร์เตอร์นะครับ.

Reference

1. https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/flyback-converter
2. https://www.researchgate.net/publication/242784971_Design_of_a_transition_mode_controller_for_flyback_converters
3. https://www.analog.com/ru/technical-articles/1000-v-output-no-opto-isolated-flyback-converter.html
4. https://www.ti.com/tool/TIDA-00628