เทคโนโลยีอุปกรณ์

การควบคุมสัญญาณ PWM ในวงจรคอนเวอร์เตอร์ด้วยไอซี UC3846

ปัญญา มัฆะศร

สาขาวิชาเทคโนโลยีมีเดีย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

 

 

เรียนรู้และเข้าใจเพื่อการออกแบบวงจรขับสัญญาณ PWM ด้วยไอซีสำเร็จรูป

 

     ข้อได้เปรียบของการควบคุมวงจรสวิตซ์ชิ่งเพวเวอร์ซัพพลายในโหมดกระแสที่นิยมใช้ในปัจจุบันมากกว่าวิธีหรือเทคนิค PWM แบบเดิม ๆ ที่ประกอบไปด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่น เช่น การชดเชยสัญญาณก่อนล่วงหน้าแบบอัตโนมัติ (Automatic Feedforward Compensation) การแก้ไขความสมมาตรของสัญญาณแบบอัตโนมัติ (Automatic Symmetry Correction) ที่เรียบง่ายสามารถตอบสนองต่อภาระทางเอาต์พุตที่เพิ่มขึ้นและความสามารถในการทำงานแบบขนานชุดวงจร ป็นต้น โดยบทความนี้นำเสนอการควบคุมสัญญาณความกว้างพัลส์ของวงจรสวิตซ์ชิ่งเพาเวอร์ซัพพลายในโหมดกระแสโดยใช้ไอซี UC3846 ที่นิยมใช้วงแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตซ์ชิ่งและในเมนบอร์ดของเครื่องเชื่อมไฟฟ้าหลายๆ รุ่นในปัจจุบัน

 

คุณลักษณะเฉพาะ

 

  • การชดเชยสัญญาณก่อนล่วงหน้าแบบอัตโนมัติ (Automatic Feedforward Compensation) และสามารถโปรแกรมการจำกัดกระแสแบบพัลส์ต่อพัลส์ (Programmable Pulse-by-Pulse Current Limiting)
  • การเปลี่ยนแปลงของแรงดันเอาต์พุต อันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงของแรงดันอินพุตหรือไลน์เรกูเลชั่น (Line Regulation) ในช่วงระหว่าง 8-40 โวลต์ ในขณะที่โหลดเอาต์พุตมีค่าคงที่
  • การเปลี่ยนแปลงของแรงดันเอาต์พุต เนื่อจากการเปลี่ยนแปลงของโหลดที่เอาต์พุตหรือโหลดเรกูเลชั่น (Load Regulation) มีค่าสูงสุด 15 โวลต์ ขณะที่แรงดันอินพุตคงที่
  • แรงดันสัญญาณรบกวนมีค่าต่ำประมาณ 50 ไมโครโวลต์
  • การแก้ไขความสมมาตรของสัญญาณแบบอัตโนมัติ (Automatic Symmetry Correction) สำหรับวงจรพุช-พูลคอนเวอร์เตอร์
  • การตอบสนองต่อโหลดที่มีประสิทธิภาพสูง (Enhanced Load Response Characteristics)
  • สามารถนำโมดูลกำลังมาเชื่อมต่อวงจรแบบขนานกันได้ (Parallel Operation Capability for Modular Power Systems) ดังรูปที่ 15
  • วงจรขยายสัญญาณความแตกต่างของกระแสแบบ “Differential Current Sense Amplifier” สำหรับการขจัดสัญญาณรบกวนในโหมดร่วม (Common Mode)
  • ชุดป้องกันการทับซ้อนสัญญาณพัลส์ (Double-Pulse Suppression)
  • สัญญาณกระแสทางเอาต์พุตที่ขั้วโทเท็มโพล (Totem-Pole Outputs) เท่ากับ 500 มิลลิแอมแปร์
  • วงจรป้องกันแบบ Undervoltage Lockout ในช่วงการทำงานที่จุดอิ่มตัวต่ำสุดเท่ากับ 8 โวลต์
  • วงจรป้องกันการทำงานในช่วงเริ่มต้นหรือวงจรซอฟต์สตาร์ท (Soft-Start Circuit)
  • ความถี่สวิตซ์ชิ่งในการทำงานสูงถึง 500 kHz ย่านความถี่ใช้งานที่เหมาะสมในช่วง 180 KHz -220 KHz
  • ความไวในการหน่วงเวลาชัตดาวน์ทางเอาต์พุต เมื่อวงจรประสบปัญหาเท่ากับ 65 นาโนวินาที และการหน่วงเวลาสัญญาณเอาต์พุตปกติเท่ากับ 50 นาโนวินาที
  • วงจรขยายสัญญาณกระแสแบบลดทอนความไวของสัญญาณรบกวน (Reduced Noise Sensitivity)
  • ระดับแรงดันเทรสโฮลด์ชัตดาวน์ 1 โวลต์ที่มีความแม่นยำสูง
  • ชุดป้องกันไฟฟ้าสถิตขนาดสูงถึง 4Kv (Electrostatic Discharge : ESD Protection)
  • ดิวตี้ไซเคิ้ล 50 เปอร์เซ็นต์ และกระแสเอาต์พุตขนาด 500 มิลลิแอมป์
  • ค่าสูงสุดของอุณหภูมิในการใช้งาน + 70 องศาเซลเซียส
  • ตัวถังการใช้งานมีให้เลือกแบบ PDIP-16 PLCC-28 และ PLCC-20 ดังรูปที่ 2 ตามลำดับ
  • ชุดวงจรควบคุมและปรับแต่งสัญญาณการดิสชาร์จกระแสของวงจรออสซิเลเตอร์

 

รายละเอียดการทำงานของไอซี

 

          ไอซี UC3846 เป็นไอซีที่นิยมใช้ สำหรับการควบคุมในโหมดกระแส โดยมีจุดมุ่งหมายสำหรับการออกแบบและใช้งานที่ความเร็วสูงและการทำงานที่ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อใช้แก้ปัญหาไอซีในแบบเดิมๆ ที่ค่อนข้างเกิดการหน่วงของสัญญาณอินพุตและเอาท์พุทที่มีค่ามาก โดยกระแสเอาต์พุตถูกจำกัดอัตราสลูเลต (Slew Rate) เพื่อการลดทอนความไวของสัญญาณรบกวนเป็นสำคัญการสวิตซ์ที่ความเร็วสูงของอุปกรณ์กำลัง FET  ณ ค่ากระแสเอาต์พุตสูงสุด 1.5A และมีสัญญาณ TTL ที่มีเอาต์พุตอิมพิแดนซ์ต่ำกับฟังก์ชั่น Tri-State เมื่อใช้เป็นอินพุทซิงค์

 

          นอกจากนี้ ไอซียังมีระบบกราวด์ภายในชิปไอซีที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อลด "สัญญาณรบกวน" ที่เกิดขึ้นในขณะที่มีการขับโหลดที่มีคุณสมบัติเป็นตัวเก็บประจุขนาดใหญ่กับการปรับปรุงวงจรขยายสัญญาณความแตกต่างกระแสที่ป้องกันสัญญาณรบกวนที่เพิ่มมากขึ้นในระหว่างการขยายสัญญาณ ส่วนคุณสมบัติอื่นๆ เพิ่มเติมได้แก่ ค่ากระแสออสซิเลเตอร์ที่ราบเรียบถึง 8% สำหรับความถี่ใช้งานที่ถูกต้องและการควบคุมเวลา “Dead Time” ที่ขนาด 1V, 5%; รวมถึงการป้องกันสัญญาณรบกวน ESD ขั้นต่ำถึง 4 กิโลโวลต์ สำหรับขาสัญญาณทุกขา

 

 

รูปที่ 1 บล็อกไดอะแกรมการทำงาน (BLOCK DIAGRAM)

 

 

 

 

รูปที่ 2 ตัวถังและขาต่อใช้งานของไอซีเบอร์ UC3846 ในแบบต่าง ๆ

 

          ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาความน่าสนใจในการควบคุมโหมดกระแสของอินเวอร์เตอร์ได้เปลี่ยนแปลงไปจากการควบคุมแบบเดิม ๆ โดยแต่เดิมนั้นการควบคุมในโหมดกระแสภายในลูปด้านเอาต์พุตของหม้อแปลงทางขดเซกันนดารีไปสู่การควบคุมค่ากระแสสูงสุดในขดลวดเหนี่ยวนำกับการตรวจจับสัญญาณแรงดันที่ผิดพลาด ส่วนใหญ่จะใช้ควบคุมอัตราส่วนดิวตี้ไซเคิ้ลที่ทำหน้าที่ควบคุมความกว้างสัญญาณพัลส์ในคอนเวอร์เตอร์แบบทั่วไป แต่ในทางปฏิบัติจริง การทดแทนด้วยการเปรียบเทียบแรงดันที่ผิดพลาดกับแรงดันแรมพ์ (Voltage Ramp) ซึ่งเป็นการเปรียบเทียบสัญญาณกระแสไฟฟ้าในเชิงอะนาล็อกของขดลวดเหนี่ยวนำเป็นหลักที่บังคับให้กระแสสูงสุดไปตามระดับของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานจากการตรวจสอบสัญญาณแรงดันที่ผิดพลาด (Error Voltage) ในวงจร

 

 

รูปที่ 3 การควบคุมความถี่คงที่ในโหมดกระแสของวงจรบัค คอนเวอร์เตอร์

 

          ตัวอย่างวงจรดังรูปที่ 3 แสดงบล็อกไดอะแกรมอย่างง่ายสำหรับการควบคุมความถี่คงที่ในวงจรบัคคอนเวอร์เตอร์ในโหมดกระแส ซึ่งแสดงสัญญาณแรงดันที่ผิดพลาด เมื่อ Ve  คือ การควบคุมสวิทซ์ชิ่งที่กระแสสูงสุด ซึ่งเป็นสัดส่วนเฉลี่ยของกระแสเหนี่ยวนำทั้งหมด โดยที่กระแสเหนี่ยวนำเฉลี่ยสามารถเปลี่ยนแปลงไปตามสัญญาณแรงดันที่ผิดพลาด (ซึ่งตัวเหนี่ยวนำอาจถูกแทนที่ด้วยแหล่งจ่ายกระแส) ซึ่งข้อดีของวงจรนี้ คือ ประสิทธิภาพโดยรวมและการตอบสนองต่อสัญญาณทรานเชี่ยนที่เรียบง่ายและการออกแบบวงจรควบคุมที่ไม่ซับซ้อนกับลูปป้อนกลับที่ตรวจจับค่ากระแสสูงสุดแบบอัตโนมัติ จะส่งผลต่อการสมดุลของฟลักซ์ที่เกิดขึ้นอย่างเหมาะสม ดังนั้น จึงไม่จำเป็นต้องออกแบบวงจรที่มีความซับซ้อนในวงจรโดยเพียงการจำกัดการแกว่งของจุดสูงสุดของแรงดันข้อผิดพลาด (Error Voltage) ที่เกิดขึ้น เพื่อจำกัดค่ากระแสสูงสุดอย่างฉับพลันให้ประสบผลสำเร็จเป็นหลักสำคัญ

 

สถาปัตยกรรมของไอซีเบอร์ UC 3846

 

          บล็อกไดอะแกรมดังรูปที่ 4 คือ ฟังก์ชั่นที่จำเป็นทั้งหมดของตัวควบคุมสัญญาณ PWM แบบธรรมดา ตัวควบคุมในโมดกระแสจะต้องทำการสวิตช์ที่ความเร็วสูงของกระแสเหนี่ยวนำและสามารถเปรียบเทียบสัญญาณพัลส์ต่อพัลส์ (Pulse-by-Pulse) กับเอาต์พุตของวงจรขยายสัญญาณความต่างของแรงดันที่ผิดพลาด (Error Amplifier) นี้ในไอซี UC3846 โดยใช้วงจรขยายความต่างของกระแสที่ตรวจสอบได้กับเกนขยายสัญญาณแบบคงที่ วงจรขยายสัญญาณสามารถตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่มีขนาดต่ำมาก ๆ ในขณะที่การป้องกันสัญญาณรบกวนที่มีประสิทธิภาพสูง

 

 

รูปที่ 4 วงจรขยายสัญญาณความต่างของแรงดันที่ผิดพลาดและวงจรขยายความต่างของกระแส

 

 

          เมื่อ Is ค่ากระแสสูงสุด (Peak Current)

 

รายละเอียดฟังก์ชั่นของไอซี UC3846 แบ่งออกเป็นดังนี้ คือ

 

Current Sense Amplifier

 

          รูปที่ 5(ก), (ข) และ (ค) แสดงวิธีการต่าง ๆ ของการกำหนดค่า การตรวจสอบค่ากระแสในระบบด้วยการต่อตัวต้านทานโดยตรงอย่างง่าย อย่างไรก็ตาม แรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่มีค่าลดลง แต่การสูญเสียในรูปของความร้อนจะเกิดขึ้นในตัวต้านทานที่ใช้ตรวจสอบกระแส ส่วนการใช้หม้อแปลงคัปปลิ้งที่แยกระบบออสซิเลเตอร์และวงจรชุดกำลังออกจากกันเพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูง แต่ราคาและความซับซ้อนจะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย โดยขนาดแรงดันไฟฟ้าที่ตรวจสอบได้จะมีค่ามากและสอดคล้องกับการสูญเสียกำลังไฟฟ้าที่ต่ำรวมไปถึงสัญญาณรบกวนต้องมีค่าต่ำและการหน่วงของสัญญาณเอาต์พุต (Delay to Output) ในส่วนนี้เท่ากับ 250 นาโนวินาที กับอัตราเกนขยายสัญญาณเท่ากับ 3

 

 

A.) RESISTIVE SENSING WITH GROUND REFERENCE

 

 

B.) RESISTIVE SENSING ABOVE GROUND

 

 

C.) ISOLATED CURRENT SENSING

 

รูปที่ 5 วงจรขยายความต่างของกระแสในแบบต่างๆ (VARIOUS CURRENT SENSE SCHEMES)

 

          นอกจากนี้ ควรระมัดระวังเมื่อใช้การตรวจสอบกระแสด้วยสวิตซ์อิเล็กทรอนิกส์ (ดังรูปที่ 3A.) แทนการเหนี่ยวนำกระแส ดังรูปที่ 5(ข) คือ เมื่อสวิตช์ทำงาน (On) สัญญาณกระแสสไปค์ (Spike) ขนาดใหญ่สามารถเกิดขึ้นอย่างฉับพลันที่ตัวต้านทานที่ใช้ตรวจสอบกระแส เนื่องจากตัวเก็บที่อยู่ในโครงสร้างของ สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ในช่วงคายประจุ สัญญาณสไปค์นี้มักจะมีขนาดเพียงพอที่จะส่งผลต่อการหน่วงของกระแสที่ตรวจสอบและการทำงานที่ผิดพลาดของวงจร PWM โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่ค่าดิวตั้ไซเคิ้ลที่ต่ำส่วนตัวกรองสัญญาณ RC ขนาดเล็ก (ดังรูปที่ 6) ที่ต่ออนุกรมกับอินพุต เพื่อลดขนาดของสัญญาณสไปค์ให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้

 

 

รูปที่ 6. RC FILTER สำหรับการลดทอนสัญญาณทรานเชี่ยน

 

เรื่องของออสซิลเลเตอร์

 

          ข้อมูลรายละเอียดจากดาต้าชีตจะระบุความถี่สวิตช์ใช้งานที่เหมาะสมในช่วง 180 KHz -220 KHz โดยชิปควบคุม PWM ส่วนใหญ่ต้องประสบกับปัญหาด้านอุณหภูมิและการลดทอนของความถี่ใช้งาน ทรานซิสเตอร์ PNP ในเส้นทางการกำเนิดสัญญาณออสซิเลเตอร์ UC 3846 มีเสถียรภาพทางด้านอุณหภูมิที่และความคมชัดของรูปคลื่นสัญญาณดีเยี่ยม 

รูปที่ 7 การกำเนิดสัญญาณของวงจรออสซิเลเตอร์

 

          เอาต์พุตของค่าเวลา “Dead Time” โดยการหาค่าของตัวเก็บประจุที่ต่อร่วมภายนอกวงจร CT, ได้จากสมการ

 

 

          สำหรับค่าขนาดใหญ่ของ Rคือ

 

 

          ความถี่เรโซแนนซ์สามารถคำนวณได้จากสมการ

 

 

          รูปที่ 7 ตัวต้านทานภายนอก RT จะใช้ในการสร้างกระแสคงที่และตัวเก็บประจุ CT ทำหน้าที่ผลิตรูปคลื่นสัญญาณฟันเลื่อยแบบเชิงเส้น ความถี่ออสซิเลเตอร์ อาจจะประมาณค่าได้จากการเลือกค่า RT และ CT เมื่อ RT ในช่วงจาก 1K ไปจนถึง 500K และ CT อาจมากกว่า 100 pF สำหรับการอ้างอิงการเลือกใช้งานอย่างรวดเร็วจากค่าพล็อตของความถี่ เมื่อเทียบกับ RT และ CT  ดังรูปที่ 8

 

 

รูปที่ 8 กราฟเปรียบเทียบระหว่างความถี่ออสซิเลอเตอร์กับฟังก์ชั่น RT และ CT

 

 

รูปที่ 9 กราฟเอาต์พุตค่าเวลา DEADTIME ของฟังก์ชั่น CT

 

          แม้ว่าตัวเก็บประจุที่มีขนาดเล็กประมาณ 100 pF สามารถใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงรบกวนต่ำ แต่แนะนำให้งาน CT ที่ค่าประมาณ 1000 pF เพื่อลดผลกระทบของสัญญาณรบกวนบนความถี่ออสซิเลเตอร์

 

การจำกัดกระแส (Current Limit)

 

          คุณสมบัติที่น่าสนใจที่สุดของคอนเวอร์เตอร์ในโหมดกระแส คือ ความสามารถในการ จำกัดกระแสสวิตช์สูงสุดแบบพัลส์ต่อพัลส์ (Pulse-by-Pulse Current Limiting) อย่างง่ายเพียงจำกัดค่าแรงดันที่ผิดพลาดที่มีค่าสูงสุด ดังรูปที่ 10 กระแสสูงสุดที่จำกัดใน UC3846 สามารถทำได้โดยใช้วงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า เพื่อกำหนดแรงดันไฟฟ้าที่ขา 1 

 

 

รูปที่ 10 การจำกัดค่ากระแสสูงสุดในวงจร

 

          ผลลัพธ์แรงดันไฟฟ้าที่ได้รับจากขา 1 จะเชื่อมต่อกับ Q1 ทำหน้าที่ในการแคลมป์สัญญาณเอาท์พุทของวงจรขยายสัญญาณแรงดันที่ผิดพลาด ณ ค่าสูงสุด จึงเกิดแรงดันตกคร่อมที่ขาเบสและอีมิเตอร์ของ Q1และเกิดแรงดันไบแอสตรงให้กับไดโอด DI แรงดันอินพุตที่เป็นลบของวงจรเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าที่ถูกแคลมป์ในช่วง VPIN เท่ากับ 1 -0.5V การเลือกใช้งานตัวต้านทาน R1 ควรให้เกิดความเหมาะสมของการคงไว้ของกระแส สำหรับการชัตดาวน์วงจรอีกด้วย ดังนั้น จึงควรจะเลือกตัวต้านทานตามที่ระบุไว้ในส่วนถัดไป สัญญาณใดๆ ที่น้อยกว่า 0.5V ณ กระแสที่จำกัดทางอินพุตจะรับประกันได้ว่าเอาต์พุตทั้งคู่จะมีค่าเท่ากับศูนย์ทำให้ที่ขา 1 มีสถานะเข้าใกล้ทั้ง 2 สถานะ คือ สถานะชัตดาวน์และสถานะเริ่มต้นการทำงานของวงจร PWM  ถ้าตัวเก็บประจุใช้ที่ขาที่ 1 มีค่าต่ำ (ดังรูปที่ 11) แล้วแรงดันไฟฟ้าทางอินพุตจะเพิ่มขึ้นมากกว่าแรงดัน “Undervoltage Lockout” ตัวเก็บประจุจะประจุพลังงานและการเพิ่มขึ้นอย่างช้า ๆ ของดิวตี้ไซเคิ้ลในสัญญาณ PWM และลักษณะการทำงานเดียวกัน คือ ถ้าวงจรขยายสัญญาณชัตดาวน์มีสัญญาณพัลส์เกิดขึ้น ส่งผลให้ SCR หยุดทำงานและตัวเก็บประจุจะคายประจุ (Discharge) การชัตดาวน์จะเกิดขึ้นพร้อมกับการเริ่มต้นการทำงานใหม่อย่างนุ่มนวลที่อิสระจากความกว้างของสัญญาณพัลส์ทางอินพุต 

รูปที่ 11 การใช้งานวงจร Undervoltage Lockout สำหรับการเริ่มต้นการทำงานอย่างช้า ๆ

 

การชัตดาวน์ (Shutdown)

 

          วงจรชัตดาวน์ แสดงดังรูปที่ 12 ซึ่งถูกออกแบบมาเพื่อทำหน้าที่ได้อย่างรวดเร็วในการชัตดาวน์ระบบ เมื่อเกิดข้อผิดพลาดใด ๆ เกิดขึ้นในระบบ สำหรับใช้เพื่อป้องกันการเสียหายของวงจร โดยวงจรชัตดาวน์มีอินพุตที่ประกอบไปด้วยวงจรเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าเทรสโฮลด์เท่ากับ 1 โวลต์ กับวงจรชดเชยอุณหภูมิและส่วนเอาต์พุตที่ประกอบด้วยวงจรแลตท์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ จำนวน 3 ตัว (Q1, Q2 และ Q3) วงจรชัตดาวน์จะทำงานสมบูรณ์ เมื่อมีสัญญาณมากกว่าแรงดันเทรสโฮลด์ 1 โวลต์ ขณะที่แรงดันชัตดาวน์ (Vshutdown) ในช่วงแรงดันไฟฟ้า 0 - 1.3 โวลต์ ที่เกิดขึ้นที่ขา 16 ส่งผลให้เอาต์พุตแลตท์สัญญาณและเซตค่าแลตท์ให้กับวงจร PWM และจะเกิดสัญญาณเอาต์พุตอย่างรวดเร็วในช่วงเวลาการหน่วงเท่ากับ 65 นาโนวินาที ณ จุดนี้ Q1 ต้องการสัดส่วนการนำกระแสโฮลดิ้ง (IH) ที่ต่ำมากประมาณ 1.5 มิลลิแอมแปร์ ขณะที่ยังคงสถานะแลตท์อยู่ ดังนั้น ถ้า R1 ที่ถูกเลือกมีค่ามากกว่า 5K, Q2 และ Q1 จะคายประจุและตัวเก็บประจุ Cs จะเกิดการสะสมประจุที่ขา 1 เมื่อเทียบกับกราวด์และสับเปลี่ยนเป็นเอาท์พุตแลตท์ทันที หาก R1 ถูกเลือกค่าที่น้อยกว่า 2.5K, Q1 จะคายประจุและยังคงอยู่ในสถานะแลตท์ต่อไปจนกระทั่งกำลังสัญญาณภายนอกมีค่าเป็นศูนย์ โดยทั้งสองกรณีที่กล่าวมานี้ ตัวเก็บประจุ Cs จะทำงานในช่วงเริ่มต้นและการเริ่มต้นทำงานใหม่อีกครั้งในรอบถัดไป

 

 

รูปที่ 12 บล็อกการทำงานของวงจรชัตดาวน์

 

 

รูปที่ 13 แสดงสัญญาณคลื่นในช่วงเวงลาที่สัมพันธ์กับ PWM

 

          ตัวอย่างเช่น วงจรชัตดาวน์ดังรูปที่ 14 การทำงานในโหมดที่ไม่ใช่การแลตท์ โดยป้องกันการจ่ายกระแสไฟฟ้าเกินพิกัด เมื่อเอาต์พุตเกิดการลัดวงจร การไหลของกระแสไฟฟ้าในตัวเหนี่ยวนำทางเอาต์พุตจะสร้างผลลัพธ์ที่เกิดการเสียหายเป็นอย่างมาก การจำกัดค่ากระแสไฟฟ้าแบบพัลส์ต่อพัลส์กับการหน่วงเวลาของพัลส์ โดยทั่วไปจะไม่สามารถจำกัดค่ากระแสเหล่านี้ให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้ ซึ่งช่วยให้การชัตดาวน์แบบนุ่มนวลและการเริ่มต้นทำงานในรอบถัดไป ถ้ากระแสเกินพิกัดถึงระดับเทรสโฮลด์ โดยค่านี้ควรจะมากกว่าค่าจำกัดกระแสสูงสุด ซึ่งในบางครั้ง เรียกว่า “Hiccup Mode" และฟังก์ชั่นของกระแสเกินนี้จะจำกัดทั้งกำลังและกระแสสูงสุดทางเอาต์พุตจนกว่าการทำงานจะถูกต้องสมบูรณ์

 

 

รูปที่ 14 บล็อกไดอะแกรมของวงจรตรวจจับกระแสเกินร่วมกับวงจรชัตดาวน์

 

ความคงทนต่อสัญญาณรบกวน (Noise Immunity)

 

          ในวงจร PWM ข้อควรระวังที่ง่าย เพื่อป้องกันสัญญาณรบกวนจากการสวิตซ์ชิ่งก่อนเวลาอันควรที่ออสซิเลเตอร์จะถูกทริกให้เริ่มต้นทำงานในจุดที่เข้าใกล้จุดเทรสโฮลด์มากที่สุดก็คือโหลดทางเอาต์พุตมีสถานะเป็นคาปาซิตีฟโหลดขนาดใหญ่ เช่น ขาเกตของวงจรขับกำลังที่เป็น FETs ที่ขับเคลื่อนเอาท์พุทโดยตรงและรอบของดิวตี้ไซเคิ้ลเข้าใกล้ 100% เกระแสสไปค์ที่เกี่ยวข้องกับเอาต์พุตทีเป็นคาปาซิตีฟโหลดนี้ อาจทำให้เกิดวงจรเกิดออสซิเลทไปก่อนเวลาอันควรสมควร ส่งผลให้เกิดการเลื่อนความถี่

 

          การแก้ปัญหา คือ การแยกระหว่างกราวด์ของวงจรกำลังที่กระแสไฟฟ้าที่มีค่าสูงกับกราวด์จากวงจรปกติหรือกราวด์จากแรงดันที่มีขนาดต่ำๆ ออกจากกัน โดยใช้ CT ที่มีค่ามากกว่า 1000 pF ต่อเชื่อมโดยตรงกับขา 12 และการดีคัปปลิ้งทั้งขา VIN และ VREF กับตัวเก็บประจุบายพาสที่มีคุณภาพดี ซึ่งสามารถลดสัญญาณรบกวนดังกล่าวลงได้

 

 

รูปที่ 15 การเชื่อมต่อโมดูลกำลังแบบขนานกัน (Parallel Operation)

 

จากที่กล่าวมาคงพอเป็นข้อมูลให้นักออกแบบได้เป็นแนวทางศึกษาและทำความเข้าใจในไอซีเบอร์นี้ได้ดียิ่งขึ้น ในกาลข้างหน้าระบบสวิตชิ่ง จะถูกนำมาใช้ทั้งทำหน้าที่ภาคจ่ายไฟ เครื่องเชื่อมโลหะไฟฟ้าตลอดจนภาคขยายกำลังทางด้านเสียงอย่างแอมป์คลาสดีมากยิ่งขึ้น ทั้งด้วยการลดปริมาณทองแดงที่ใช้ทำหม้อแปลง ขนาดและน้ำหนักที่ลดลงได้มาก ทั้งยังให้ประสิทธิภาพทางด้านพลังงานที่สูง ทำให้การใช้งานสะดวกและประหยัดลงในภาพรวมได้อย่างมากนั่นเอง

 

 

สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.

ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด