Testing the Push-Pull Converter using UCC3808 PWM Controller [LEP]

สำหรับตอนสุดท้ายของโครงงานวงจรพุช-พูล คอนเวอร์เตอร์ จะเป็นการทดลองและทดสอบเบื้องต้นของการทำงาน ร่วมกันระหว่างบอร์ดควบคุมและวงจรขับกำลังที่ได้นำเสนอมาทั้ง 2 โครงงาน ทั้งนี้เพื่อให้เข้าใจการทำงานของไอซีเพิ่มขึ้น รวมทั้งการปรับแต่งวงจรให้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและเหมาะสม ซึ่งในการทดลองครั้งนี้จะใช้ค่าแรงดันอินพุตที่ 55 โวลต์ กำหนดค่าแรงดันเอาต์พุตที่ประมาณ 12 โวลต์ และให้วงจรทดลองการจ่ายกระแสที่ 100mA, 200mA และ 300mA ตามลำดับ

Test push-pull converter using the UCC3808 PWM Controller — รูปที่ 1 เตรียมการทดลองและทดสอบวงจรพุช-พูล คอนเวอร์เตอร์

รูปที่ 1 แสดงเตรียมการทดลองและทดสอบวงจรพุช-พูล คอนเวอร์เตอร์ โดยมัลติมิเตอร์ทางด้านซ้ายจะใช้ในการวัดค่าแรงดันอินพุตและทางด้านขวาจะวัดค่าแรงดันเอาต์พุต รวมทั้งแหล่งจ่ายไฟกระแสตรง, ออสซิลโลสโคปวัดสัญญาณให้กับบอร์ดควบคุมและวงจรพุช-พูล คอนเวอร์เตอร์

รูปที่ 2 เป็นลักษณะของบอร์ดขับกำลังพุช-พูล คอนเวอร์เตอร์ ที่ต่อวงจรเสร็จเรียบร้อย ทั้งในส่วนไฟเลี้ยงโหลดและการวัดสัญญาณ

รูปที่ 3 แสดงบอร์ดควบคุมด้วยไอซี UCC3808A ซึ่งจะใช้ไฟเลี้ยงแยกอีกชุดหนึ่งขนาด 12 โวลต์ ที่ตำแหน่งปากคีบสีแดงและสีดำ

ในรูปที่ 4 เป็นการใช้มัลติมิเตอร์วัดค่าแรงดันอินพุตสำหรับวงจรพุช-พูล คอนเวอร์เตอร์ในการทดลอง โดยในช่วงโหมดสแตนบายจะมีค่าเท่า 55.8 โวลต์

รูปที่ 5 สัญญาณขับกำลังที่ขาเกต (OUTA/OUTB) ในขณะวงจรสแตนบาย จะสังเกตเห็นลักษณะของสัญญาพัลซ์เป็นช่วงกว้างๆ ซึ่งจะเป็นลักษณะการทำงานในการควบคุมโหมดกระแส (Current Mode)

ในรูปที่ 6 และรูปที่ 7 แสดงตัวต้านทานโหลดที่ใช้ในการทดสอบวงจรขนาด 220 โอห์ม 30 วัตต์ ขนานกัน 2 ตัว (เท่ากับ110โอห์ม) และต่อแบบอนุกรมอีกครั้งอีก 5 ชุด เพื่อให้เราทดสอบกระแสโหลดที่ค่าต่างๆ

รูปที่ 8 มัลติมิเตอร์แสดงค่าแรงดันเอาต์พุตขนาดไม่ได้ต่อโหลดจะมีค่าประมาณ 12.38 โวลต์

รูปที่ 9 แสดงปริมาณกระแสของแหล่งจ่ายไฟเลี้ยงขณะวงจรสแตนบายที่เกิดขึ้นจากการทดลอง (จะมีค่าค่อนข้างน้อยมาก ประมาณไม่เกิน 50mA)

รูปที่ 10 ลักษณะของสัญญาณที่เกิดขึ้นจากการทดลองครั้งที่ 1 โดยการต่อโหลดที่ค่า 110 โอห์ม และวงจรจ่ายกระแสที่ประมาณ 100mA ซึ่งเราจะเห็นว่าช่วงของกลุ่มสัญญาณขับจะมีค่าเพิ่มขึ้น เพื่อตอบสนองต่อโหลดและรักษาค่าแรงดันเอาต์พุตให้คงที่

รูปที่ 11 ค่าแรงดันอินพุตที่เกิดขึ้นจากการทดลองครั้งที่ 1 มีค่าคงที่ 55 โวลต์ ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงบ้างเล็กน้อย

รูปที่ 12 ค่าแรงดันเอาต์พุตที่เกิดขึ้นจากการทดลองครั้งที่ 1 ค่าแรงดันเอาต์พุตจะอยู่ที่ประมาณ 12.06 โวลต์

รูปที่ 13 สัญญาณที่เกิดขึ้นจากการทดลองครั้งที่ 2 โดยการต่อโหลดที่ค่า 55 โอห์ม และวงจรจ่ายกระแสที่ประมาณ 200mA ซึ่งเราจะเห็นว่าช่วงของกลุ่มสัญญาณขับจะมีค่าเพิ่มมากขึ้น เพื่อตอบสนองต่อโหลดและรักษาค่าแรงดันเอาต์พุตให้คงที่เช่นเดิม

รูปที่ 14 ค่าแรงดันอินพุตที่เกิดขึ้นจากการทดลองครั้งที่ 2 มีค่าคงที่ 55 โวลต์ ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงบ้างเล็กน้อยเช่นเดิม

รูปที่ 15 ค่าแรงดันเอาต์พุตที่เกิดขึ้นจากการทดลองครั้งที่ 2 ค่าแรงดันเอาต์พุตจะลดลงมาอยู่ที่ประมาณ 11.97 โวลต์

รูปที่ 16 การต่อตัวต้านทานขนาน 2 ตัว เพื่อเพิ่มกระแสโหลดโดยใช้ปากคีบซึ่งจะมีค่าประมาณ 55 โอห์ม (110 Ohm ขนานกับ 110 Ohm = 55 Ohm)

รูปที่ 17 สัญญาณที่เกิดขึ้นจากการทดลองครั้งที่ 3 โดยการต่อโหลดที่ค่า 55 โอห์ม และวงจรจ่ายกระแสที่ประมาณ 300mA ซึ่งเราจะเห็นว่าช่วงของกลุ่มสัญญาณขับจะมีเพิ่มขึ้นตลอดช่วง

รูปที่ 18 แสดงสัญญาณที่เกิดขึ้นจากการทดลองครั้งที่ 3 (รูปที่ 2) โดยการปรับค่าการแสดงผลบนจอออสซิลโลสโคปให้ดูได้ง่าย ซึ่งเราจะเห็นค่าความถี่สวิตชิ่งและความกว้างของดิวตี้ไซเกิล (Duty Cycle) ที่เกิดขึ้น

รูปที่ 19 ค่าแรงดันอินพุตที่เกิดขึ้นจากการทดลองครั้งที่ 3 มีค่าคงที่ 55 โวลต์ ซึ่งเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย

รูปที่ 20 แสดงค่าแรงดันเอาต์พุตที่เกิดขึ้นจากการทดลองครั้งที่ 3 สังเกตเห็นว่าค่าแรงดันเอาต์พุตลดลงมาที่ประมาณ 11.31 โวลต์ หรือคิดเป็น 5.75 เปอร์เซนต์

รูปที่ 21 แสดงการต่อตัวต้านทานขนานกัน 3 ตัว เพื่อทดสอบกระแสโหลดที่ประมาณ 330mA (12V/36 Ohm = 330mA)

รูปที่ 22 แสดงแหล่งจ่ายไฟเลี้ยงกระแสตรงสำหรับใช้ในการทดลอง 2 ตัว โดยทั้ง 2 ตัวจะต่ออนุกรมกัน ซึ่งในรูปจะแหล่งจ่ายไฟเลี้ยงตัวข้างบนจะจ่ายแรงดันที่ 40 โวลต์และตัวข้างล่างจะจ่ายที่ 15 โวลต์ ฉะนั้นแรงดันรวมที่ใช้ในการทดสอบประมาณ 55 โวลต์

รูปที่ 23 แสดงลักษณะการทดลองวงจรพุช-พูล คอนเวอร์เตอร์ การใช้อุปกรณ์และเครื่องมือต่างๆ

จากในรูปที่ 24 เป็นวงจรที่ใช้ในการทดสอบโครงงานครั้งนี้ ซึ่งในส่วนของบอร์ดควบคุมจะถูกปรับให้ดูเข้าใจง่ายขึ้น ด้วยการเอาส่วนของออปโต้คัปเปิ้ลออก (TLP250) และในส่วนของวงจรพุช-พูล คอนเวอร์เตอร์ยังคงใช้ลักษณะเดิมและแสดงให้เห็นอยู่ด้านล่างของรูป

สำหรับการทดลองโครงงานวงจรพุช-พูล คอนเวอร์เตอร์ ที่ใช้ไอซีควบคุมเบอร์ UCC3808A ครั้งนี้ คงจะช่วยให้ผู้อ่านได้เห็นลักษณะการทำงาน, การทดลองและการทดสอบวงจร รวมถึงการออกแบบวงจรเบื้องต้น ซึ่งพอจะเป็นแนวทางอีกรูปแบบหนึ่งและอาจจะเป็นประโยชน์ได้บ้างนะครับ สำหรับในส่วนของวงจรรูปที่ 24 ผู้อ่านสามารถนำไปปรับปรุงหรือประยุกต์ใช้งานในลักษณะต่างๆ ได้ตามความเหมาะสมครับ.

Reference

Post Views: 749

Published by nattapon