VIPer22A Control The Small Flyback Switching Power Supply

ในบทความนี้เป็นการทดลองวงจรและวัดสัญญาณที่เกิดขึ้น จากบอร์ดสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายขนาดเล็ก โดยใช้ตัวควบคุม VIPer22A ทั้งนี้เพราะไอซีควบคุม VIPer22A เป็นที่นิยมใช้งานมากสำหรับแหล่งจ่ายไฟเลี้ยงให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าทั่วไป เช่นกล่องทีวีดิจิตอล จอแสดงผลต่างๆ และการนำมาใช้ในส่วนของการจ่ายไฟย่อย (Auxiliary supply) ให้กับระบบต่างๆ ขนาดใหญ่ เป็นต้น ทั้งนี้จุดเด่นของไอซีที่น่าสนใจของไอซีคือ การออกแบบไม่ยากมากนัก ใช้อุปกรณ์ต่อร่วมน้อยและช่วยให้ประหยัดต้นทุนการผลิตบอร์ด

VIPer22A Control The Small Flyback Switching Power Supply — รูปที่ 1 ลักษณะของบอร์ดดสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายขนาดเล็ก

รูปที่ 1 แสดงลักษณะของบอร์ดดสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายขนาดเล็ก ที่ใช้ไอซีสำเร็จเบอร์ VIPer22A ซึ่งจะใช้อุปกรณ์ต่างๆ บนบอร์ดน้อยลง ทั้งนี้ในส่วนของวงจรควบคุม การขับสัญญาณและเพาเวอร์มอสเฟตอยู่ในไอซีแล้วทั้หมด

*** ข้อมูลเกี่ยวกับไอซี VIPer22A (Datasheet) : https://www.st.com/resource/en/datasheet/viper22a-e.pdf

รูปที่ 2 แสดงตำแหน่งจุดต่อเอาต์พุตในกรอบสีน้ำตาลซึ่งจะมีไฟเลี้ยงด้วยกัน 3 ระดับ คือ 3.3V, 15V และ 22V และทางด้านอินพุตกรอบสีเขียว จะรับไฟเลี้ยงในช่วง 180V-264Vac

รูปที่ 4 แสดงลักษณะการวาดวงจรของบอร์ดลงการะดาษ เพื่อศึกษาการออกแบบวงจร เทคนิคการใช้อุปกรณ์ และให้ดูวงจรเข้าใจได้ง่ายขึ้น

รูปที่ 5 เป็นการวัดค่าความเหนี่ยวนำของหม้อแปลงสวิตชิ่ง สำหรับขดลวดชุดต่างๆ เช่น ขดลวดปฐมภูมิ (Primary Winding) และทุติยภูมิ (Secondary Winding) และขดลวดช่วย (Auxiliary Winding)

รูปที่ 7 สัญญาณที่เกิดขึ้นขณะวงจรอยู่ในสภานะสแตนบาย (Standby Mode) โดยจะวัดที่ตำแหน่งขา D และขา S ของตัวไอซีและปรับอัตราการลดทอนสัญญาณที่วัด 100 เท่า (X100)

ในรูปที่ 8 และรูปที่ 9 การทดลองที่ 1 ด้วยการต่อโหลดให้กับช่องไฟเลี้ยง 15V ด้วยตัวต้านทาน 100 โอห์มและสังเกตการทำงานของวงจรที่เกิดขึ้น

ในรูปที่ 10 และรูปที่ 11 เป็นสัญญาณที่เกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อโหลด 100 โอห์ม ซึ่งจะสังเกตเห็นว่าความถี่ของสัญญาณจะเพิ่มขึ้น

รูปที่ 12 แสดงค่าแรงดันเอาต์พุตเมื่อต่อโหลด 100 โอห์มจะมีค่าลดลงจากเดิมที่ 16.17V มาที่ 14.11V

รูปที่ 14 เป็นการทดลองที่ 2 จะใช้โหลดขนาด 20 โอห์ม เพื่อทดสอบการทำงานอีกครั้ง

รูปที่ 15 แสดงสัญญาณที่เกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อโหลด 20 โอห์ม โดยเราจะเห็นว่าค่าความถี่สวิตชิ่งการทำงานของวงจรจะมาอยู่ที่ประมาณ 69kHz ซึ่งจะเป็นความถี่สวิตชิ่งใกล้เคียงกับสเปกการทำงานของไอซี

ในรูปที่ 16 จะเห็นว่าค่าแรงดันเอาต์พุตที่เกิดขึ้นเมื่อต่อโหลด 20 โอห์ม จะลดลงเพิ่มขึ้นมาที่ 11.96V ซึ่งในช่วงนี้วงจรจะจ่ายกระแสให้โหลดประมาณ (600mA)

รูปที่ 18 การทดลองที่ 3 เมื่อเอาต์พุตซ๊อตเซอร์กิต

รูปที่ 18 เป็นการทดลองที่ 3 เมื่อเอาต์พุตซ๊อตเซอร์กิต เพื่อทดสอบการทำงานในส่วนของการป้องกันกระแสเกินภายในตัวไอซี ทั้งนี้วงจรสามารถรองรับการว๊อตเซอร์กิตที่เอาต์พุตได้โดยไม่เสียหาย แต่แนะนำว่าไม่ควรซ๊อตเซอร์กิตนานเกินไป

รูปที่ 19 สัญญาณที่เกิดขึ้นเมื่อเอาต์พุตซ๊อตเซอร์กิต

รูปที่ 19 เราจะเห็นว่าสัญญาณที่เกิดขึ้นเมื่อเอาต์พุตซ๊อตเซอร์กิตจะมีความถี่สูงขึ้น แต่ช่วงเวลาของการไบอัสกระแสให้กับตัวหม้อแปลงสวิตชิ่งทางด้านขดลวดปฐมภูมิจะลดลงมาก

สำหรับบทความนี้เป็นการนำเสนอบอร์ดสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายเล็กๆ ที่ใช้ไอซีควบคุมการทำงานแบบสำเร็จเบอร์ VIPer22A ซึ่งเป็นที่นิยมใช้งานมากในสินค้าหรือผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าต่างๆ จากประเทศจีน ทั้งนี้เพื่อต้องการศึกษาการทำงานวงจรภายในแบบเบื้องต้น การออกแบบใช้งานไอซี และเทคนิคการประยุกต์ใช้งานของไอซี ซึ่งคิดว่าคงจะเป็นประโยชน์กับผู้อ่าน ทั้งในส่วนของการทดลองและทดสอบทั่วไป เพื่อให้เห็นลักษณะการทำงานที่เข้าใจได้ง่ายยิ่งขึ้นครับ.

Reference

Post Views: 2,829

Published by nattapon