วงจรแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงแบบปรับค่าได้ 0-30 โวลต์ 3 แอมป์

วงจรแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงแบบปรับค่าได้ 0-30 โวลต์ ทนกระแสสูงสุดได้ 3 แอมป์นี้ เป็นวงจรแหล่งจ่ายไฟที่ออกแบบอย่างเรียบง่าย วงจรดูแล้วไม่ยุ่งยาก ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์น้อยเหมาะกับผู้ที่เริ่มต้นศึกษาวงจรหรือผู้ที่ต้องการที่จะประดิษฐ์วงจรแหล่งจ่ายไฟไว้ใช้เองด้วยค่าใช้จ่ายน้อยแต่สามารถใช้งานได้จริง

 

วงจรแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงแบบปรับค่าได้ 0-30 โวลต์ 3 แอมป์

คุณสมบัติของวงจร

·       เป็นแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงชนิดปรับค่าได้

·       สามารถจ่ายแรงดันได้ตั้งแต่ 0 ถึง 30 โวลต์

·       สามารถจ่ายกระแสได้สูงสุด 3 แอมป์

·       ใช้ทรานซิสเตอร์เบอร์ TIP3055 เป็นตัวขับกระแส

·       ใช้ไอซีรักษาระดับแรงดันไฟที่สามารถปรับแต่งแรงดันได้

 

คำอธิบายการทำงานของวงจร

          วงจรแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงแบบปรับค่าได้ 0-30 โวลต์ ทนกระแสสูงสุดได้ 3 แอมป์นี้ เป็นวงจรแหล่งจ่ายไฟที่ออกแบบอย่างเรียบง่าย วงจรดูแล้วไม่ยุ่งยาก ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์น้อยเหมาะกับผู้ที่เริ่มต้นศึกษาวงจรหรือผู้ที่ต้องการที่จะประดิษฐ์วงจรแหล่งจ่ายไฟไว้ใช้เองด้วยค่าใช้จ่ายน้อยแต่สามารถใช้งานได้จริง

          วงจรแหล่งจ่ายไฟชนิดปรับค่าได้นี้ใช้หลักการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับ (ac: alternating Current)ไปเป็นกระแสตรง (dc : Direct Current) ซึ่งวงจรประกอบด้วย วงจรเรียงกระแส (Rectifier) ด้วยไดโอด มีส่วนของการกรองกระแสหรือ Filter ซึ่งก็ใช้เป็น C Filter มีไอซีรักษาระดับแรงดันไฟ (IC Regulator) มีการป้อนกลับด้วย R มีส่วนทีมาขับกระแสด้วยทรานซิสเตอร์กำลัง และสุดท้ายด้านเอาต์พุตหรือ แรงดันขาออกที่ผ่านวงจรแล้วมี LED ที่ใช้ในการแสดงผลสถานะการจ่ายแรงดันด้วย

          การทำงานของวงจรก็เริ่มจากการจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) แรงดัน 24 โวลต์ ให้กับวงจรที่ Connector J1 โดยไฟกระแสสลับที่ได้ จะจ่ายออกมาจากหม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแปลงลง (Step Down) ที่สามารถให้แรงดันที่ 24 โวลต์ หรือหากไม่มีก็อาจใช้ 27 โวลต์ ก็ได้ หรืออาจใช้จากแหล่งจ่ายกระแสสลับอย่างอื่นก็ได้ เมื่อแรงดันกระแสสลับไหลผ่านไดโอด D1 ซึ่งต่อแบบบริดจ์ การทำงานของไดโอดบริดจ์จะทำให้กระแสที่ไหลผ่านไดโอดจากกระแสสลับกลายเป็นกระแสตรง ซึ่งจะมีผลทำให้ระดับแรงดันเพิ่มขึ้นอีก 1.414 เท่า เนื่องจากเป็นต่อวงจรเรียงกระแสแบบฟูลเวฟ (Full wave rectifier) ซึ่งจะได้ค่าแรงดันประมาณ 24×1.414=33.9 โวลต์ และผ่านมาที่ C1 และ C2 ทำหน้าที่เป็นตัวกรองกระแส (Filter) ทำให้ได้กระแสไฟตรงที่ได้ดูเรียบมากขึ้น และกำจัดสัญญารบกวนที่ปนมาให้ลดลง ผ่านมาที่ไอซีรักษาระดับแรงดันไฟให้คงที่ LM317 ซึ่งมี R1 ค่า 220 Ω และ VR1 ค่า 5 kΩ ทำหน้าที่ในการแบ่งแรงดันจ่ายให้กับขา Adjust ของ LM317 เพื่อเป็นตัวกำหนดระดับแรงดัน เอาต์พุต

 การหาค่าแรงดันเอาต์พุตสามารถหาได้จากสูตร

Vo = 1.25 V (1 + R2 / R1) + (Iadj×R2)

           ไดโอด D2 เป็นตัวเสริมในการปรับแต่งแรงดันเอาต์พุต ซึ่งปกติเอาต์พุตของ LM317 จะมีค่าแรงดันต่ำสุด 1.25 โวลต์ ซึ่งการต่อไดโอดจะทำให้แรงดันลดลงเนื่องจากมีแรงดันไปตกคร่อมที่ D2 ส่วน C3 ค่า 0.01 uF และ C4  ค่า 10 uF ทำหน้าที่เป็นตัวกรองกระแส (Filter) ทำให้ได้กระแสไฟตรงที่ได้เรียบมากขึ้น และกำจัดสัญญารบกวนที่ปนมาให้ลดลง ทรานซิสเตอร์ Q1 เป็นทรานซิสเตอร์กำลัง เบอร์ TIP3055 ซึ่งใน Data Sheet ระบุค่ากระแส Ic ที่ 15 A ดังนั้นการนำมาใช้กับวงจรนี้จึงทำให้ทรานซิสเตอร์ทำงานได้ดี เพราะกระแสเอาต์พุตที่ 3 A การไบอัสทรานซิสเตอร์ ขา C ต่อเข้ากับไฟกระแสตรง ที่ขา Vin ของ LM317 ขา B ต่อเข้ากับขาเอาต์พุตของไอซี LM317 ซึ่งเป็นตัวไปอัสแรงดัน Vbe ให้กับทรานซิสเตอร์ Q1 แรงดันไบอัสที่เปลี่ยนไปส่งผลทำให้ค่าแรงดันเอาต์พุตที่ขา E ของทรานซิสเตอร์เปลี่ยนไปด้วย ส่วนกระแสก็ขึ้นอยู่กับการกินกระแสของโหลดที่นำมาต่อ LED1 แสดงสถานการณ์ทำงานของวงจรโดยมี R2 ค่า 500 Ω ต่ออยู่เพื่อป้องกันกระแสที่ไหลผ่าน LED1 ซึ่งหากกระแสไหลมากจนเกินไปจะทำให้ LED1 เสียหายได้

          การปรับแต่งวงจรสามารถปรับค่าแรงดันได้โดยการหมุนปรับค่า VR1 ซึ่งก็สามารถปรับได้ตั้งแต่ 0 ถึง 30 โวลต์ หากไม่สามารถปรับแรงดันลดลงจนถึง 0 โวลต์ได้ ให้ทำการต่อ ไดโอดอนุกรมกับ D2 ตามค่าแรงดันที่ต่ำสุด ซึ่งไดโอดมีแรงดันตกคร่อม 0.7 โวลต์

 

แผ่นวงจรด้าน Top

 

 

แผ่นวงจรด้าน Bottom

 

 

รายการอุปกรณ์

จำนวน ค่าอุปกรณ์       ชื่ออุปกรณ์                 รายละเอียด

1N4007         D2                         ไดโอด

3A                F1                         ฟิวส์

5k                 VR1                        ตัวต้านทานปรับค่าได้

10uF             C4                         Capacitor

103               C3                         Capacitor

103               C2                         Capacitor

220               R1                         ตัวต้านทาน

1000uF         C1                         Capacitor

GREEN           LED1                      หลอด LED

IN 35 Vac       J1                          Connector

LM317T         U1                         ไอซี

MJE3055        Q1                         ทรานซิสเตอร์

500               R2                         ตัวต้านทาน

W04              D1                         Diode Bridge