สวัสดีครับ ยินดีต้อนรับทุกท่านเข้าสู่ช่อง ZimZimDIY
สำหรับคลิปก่อนหน้านี้ผมได้พูดถึง Converter ( DC to DC ) ไปแล้ว 2 แบบ ใช่ไหมครับ
นั้นก็คือ Buckconverter และ Boost converter
Buck ก็คือ ลดแรงดันไฟ DC ลง
Boost ก็คือ เพิ่มแรงดันไฟ DC ขึ้น
ซึ่งเราก็จะเห็นว่า พวกโมดูล Stepup , StepDpown ที่ขายกันส่วนใหญ่ ก็จะใช้ พวกคอนเวอร์เตอร์ประเภทนี้กัน
เนื่องจาก ข้อดีของมันก็คือ
1. วงจรเล็ก ออกแบบได้ง่าย สามารถ ใช้ไอซีสำเร็จรูป ต่อ กับอุปกรณ์อื่นๆภายนอกเสริม อีกไม่กี่ตัว ก็ได้ โมดูลออกมาใช้งานแล้วคัรบ
2. วงจรให้ กำลังที่สูง เพราะว่า ถ้าสังเกตุ เราได้พลังงาน ที่มาจาก ขาของ ตัวเหนี่ยวนำโดยตรง
ส่วนข้อที่ไม่ค่อยจะดี ของมันก็คือ
1.ทรานซิสเตอร์หรือตัวมอสเฟส ที่ทำหน้าที่สวิตซ์การทำงาน จะข้อนข้างที่จะ แบกภาระหนัก เราก็จะเห็นว่า มันจะเกิดความร้อนสะสมง่าย และ ก็เกิดการพัง ขึ้นมาบ่อยๆ
2.การที่มันไม่ได้แยก Gnd ออกจากกัน Output อาจที่จะไปรับ สัญญาณ รบกวน ที่ Input เข้ามาได้
หรือถ้า เราต่อระบบไม่ดี อาจจะเกิด อาการ กราวด์ลูปขึ้น ได้
3.ถ้าไฟทางฝั่ง input มีแรงดันสูงเกิดการช๊อตหรือลัดวงจร มันจะทะลุผ่าน output ได้อย่างง่ายดาย ซึ่งเป็นอันตรายมากๆ

สำหรับ converter ที่ผมจะพูดถึง ในวันนี้
เขาจะไม่ได้ใช่ gnd ร่วมกัน อีกแล้วนะครับ เขาจะใช้เป็น กราวด์แยกต่างหาก
ซึ่งอุปกรณ์ ที่ ยังคงสร้างสนามแม่เหล็กได้ แลพสามารถ แยกกราวด์ออกจากกันได้ ก็คือ หม้อแปลง นั้นเองครับ
เราก็จะได้ กราวด์ 2 ฝั่งออกมา นั้นก็คือ ทางฝั่ง input และ ก็ทางฝั่ง output
และ Converter ที่ใช้หม้อแปลง ก็ยังสามารถแบ่งออกได้ อีก 5 แบบหลักๆ ใหญ่ๆ นั้นก็คือ
1.fiyback converter
2.forward converter
3.Push pull converter
4.Half bridge converter แล้วก็
5.Full bridge converter
สำหรับ คลิปนี้ผมจะพูดถึง Fylback converter ก่อนละกันครับ
เพราะว่ามันตัวมัน เป็นเสมือนต้นแบบ ถ้าหากเข้าใจตัวนี้แล้ว ผมคิดว่ามันก็จะสามารถเข้าใจ วงจร Converter ตัวอื่นๆ
ได้อย่างไม่ยากเย็นนัก
งั้นเรามาดู หลักการทำงานของ Fly back converter กันครับ
ก่อนอื่น
1. เราจะ มีแหล่งจ่าย ค่าๆหนึ่ง
2. เรามีหม้อแปลงต้นแบบ 1 ตัว ที่มี 2 ขด 4 ขา
ภายในขดเดียวกัน เราก็จะ มีสวิตซ์ตัวที่ 1 ที่คอย เปิด/ปิด สวิตซ์ ด้วยความเร็วสูง
ทางฝั่ง Input
ส่วนอีกฝั่งหนึ่ง เราก็จะมีสวิต์ตัวที่ 2 เพื่อนำแรงดันออกไปใช้งาน
โดยมี คาปาซิเตอร์คอยเก็บไฟ และ โหลดที่จะรอใช้งานอยู่

เมื่อเราต้องการไฟ Output ออกมา สิ่งแรก ที่มันจะทำนั้นก็คือ
เราจะปิดสวิตซ์ตัวที่ 1 และเปิดสวิตตัวที่ 2

ผมจะจำลองเหตุการณ์ การทำงานแบบสโลโมชั่นให้ดูนะครับ
เมื่อกระแสวิ่งผ่าน เข้าหม้อแปลง ก็จะเริ่ม เกิดพลังงานสะสม ภายในแกนของตัวหม้อแปลง
หลัง จากนั้นเราจะเปิดวงจร สวิตซ์ตัวที่ 1
และ ปิดวงจร สวิตซ์ตัวที่ 2

เนื่องจากเราเปิดสวิตซ์ทางฝั่งสวิตซ์ตัวที่1 ก็เลยทำให้
สนามแม่เหล็ก ในแกน เริ่มยุ๊บตัวลง
มันก็จะทำให้ กระแสไฟของเราไม่มีทางเลือกอื่น นอกเสียจาก จะไหลไปทาง ขดลวด Output ในลักษณะนี้
เพราะฉะนั้น ขานี้ จะกลายเป็นขั้วบวก และขานี้จะกลายเป็นขั้วลบ โดยปริยาย
ซึ่งสังเกตุว่ามันจะแปลกๆหน่อย เราจะได้แรงดันที่กลับขั้วกันอยู่ (เดี๋ยวจะพูดถึงอีกที)
แต่มาดูตรงนี้ก่อนครับ สังเกตุว่า สวิตซ์ตัวที่ 2 ที่จริง เราสามารถ กำจัดมันออกไปได้
โดยเปลี่ยนไปใช้ เป็นตัว ไดโอด แทน เพื่อให้กระแสวิ่ง
ได้ทางเดียว
ทีนี้ลองใหม่ เมื่อเรา ปิด สวิตตัวที่ 1 กระแสทางฝั่ง output ก็จะโดนบล๊อกจากไดโอด
ก็จะส่งผลดี ทำให้แกนหม้อแปลง สะสมพลังงานได้อย่าง เต็มที่
ทีนี้ เมื่อเราเปิดสวิตซ์ตัวแรก สนามแม่เหล็กจะยุ๊บลง
กระแสก็สามารถไหลได้อีกทางหนึ่ง ไหลไปในทางนี้แล้วละครับ
ทีนี้สิ่งที่เราจะต้องทำต้องทำต่อไปก็คือ กลับด้าน ของขดลวดเซี้ยะ เมื่อขดลวดกลับ ด้าน ก็กลับด้านไดโอด ตาม
เราก็จะได้หน้าตา Flyback converter ตามแบบฉบัย ตามแผนผัง ตามที่เรา เคยได้เรียนกันมา กันแบบคุ้นเคย เรียบร้อยแล้วละครับ
ตอนนี้สัมมุติว่า ขดลวดของเรา มาตราส่วน 1:1
หรือพูดง่ายๆก็คือ จำนวนขดลวดทั้ง 2 เท่ากัน
สมมุติว่าเรามี แรงดัน input 12V สวิตซ์ด้วยความถี่ ค่าๆหนึ่ง ในอัตราส่วน 1:1 ตรงนี้ อาจจะทำให้เราได้ไฟ ออกมาที่ 10V
เพราะพลังงาน อาจจจะมีสุญหายไปบ้างระหว่างทาง
แต่ถ้าฝั่ง output เราพัน ขดลวดจำนวนรอบที่มากกว่า
เราก็สามารถ ได้แรงดันที่เพิ่มขึ่นครับ (สมมุติว่า อัตราส่วน 1 : 2)
เราก็จะได้แรงดัน output ออกมาประมาณ 18V
มันก็จะกลายเป็น วงจร StepUp นั้นเองครับ

และในทำนองเดียวกัน หากเราใช้ ขดรอบ output ที่จำนวณน้อยกว่า (สมมุติว่า อัตราส่วน 2:1)
ก็จะทำให้ แรงดัน output ที่ออกมา น้อยลง
มันก็จะกลายเป็น วงจร Step Down นั้นเองครับ


แค่นี้เราก็สามารถสวิตซ์ไฟ จากฝั่งหนึ่งไปอีกฝั่ง ได้ง่ายๆ แล้วครับ

ทีนี้มันก็จะเกิดปัญหาขึ้นอีกอย่างหนึ่ง ก็คือ เราไม่รู้ว่าแรงดัน ทางฝั่ง output มันจะ ตกลงไปมากน้อยเพียงใด
เพราะฉะนั้น เราก็จะเพิ่ม วงจรตรวจสอบแรงดัน เข้าไป

แต่ แต่เนื่องจาก กราวด์ทั้ง 2 ฝั่งมันถูกแยกออกจากกัน
เพราะฉะนั้น เราจะใช้ ออปโต้คั่นระหว่าง วงจรทั้ง 2

โดยทางฝั่ง input ก็จะมี IC ตัวหนึ่งที่มี ขา feedback คอยดักฟัง และก็มา ปรับเปลี่ยน ความกว้างของสัญญาณ พัลส์
ให้ มอดูเลต ได้ค่าที่เหมาะสมออกมา

แค่นี้ก็ สามารถรักษาแรงดัน output ได้อย่าง คงที่เรียบร้อยแล้วละครับ
สำหรับคลิปนี้ผมขออธายการทำงานออกมันแบบง่ายๆสไตล์ช่อง ZimZim ไว้เท่านี้
ขอบคุณเพื่อนทุกท่านที่ติดตามรับชมครับ