วงจรแปลงไฟขึ้น StepUp Voltage 12to220 จาก ic555

วงจรแปลงไฟขึ้นจากไฟ 12โวลต์กระแสตรง(D.C.) ให้เป็นไฟ 220โวลต์กระแสสลับ(a.c.) อาศัยหลักการทำงานของ IC555 ซึ่งจัดวงจรเป็นแบบ อะสเตเบิ้ล มัลติไวเบลเตอร์ astable multivibrator หรือก็คือวงจรกำเนิดความถี่นี่เอง ซึ่งความถี่ที่กำเนิดออกมา ไดร์ไปให้กับ เพาเวอร์มอสเฟส Power MOSFET โดยมอสเฟสจะต่ออยู่กับ ขดลวด หรือหม้อแปลงไฟฟ้าขนาด 12v.ac to 220v.dc  และเมื่อขดลวดได้รับแรงดันที่ความถี่ที่เหมาะสมแล้วนั้น จะมีแรงดันที่ฝั่งขาออก ประมาณ 220โวลต์ เอซี

หลักการทำงาน

ผมจะขอแบ่งออกเป็นส่วนๆนะครับ เริ่มจากในส่วนของ วงจรกำเนิดความถี่ IC555 โดยเจ้าไอซี 555 นั้นมีการจัดวงจรแบบ อะสเตเบิ้ล หรือวงจรที่มีการเปิดปิด ควบคุมความถี่ได้ดังภาพด้านล่างนี้ครับ

โดยจากภาพจะเห็นได้ว่า มีอยู่ 2 สถานะด้วยกันคือ เปิดกับปิด(on off) หรือแบบดิจิตอลก็จะเป็น 0 กับ 1 ซึ่งถ้าต้องการให้หลอด สีแดงติด ต้องมีค่าส่งเป็น off หรือ 0 และตรงกันข้ามถ้าอยากให้หลอด สีเขียวติดจะต้องส่งค่าon หรือ 1 ออกมา
สรุปได้คือ วงจร Astable Multivibrator หน้าที่หลักๆก็คือสร้างหรือกำเนิดความถี่ ออกมาเพื่อไปไดรฟ์ ให้กับทรานซิสเตอร์ และ เพาเวอร์มอสเฟส เพื่อทำหน้าที่เป็น สวิตซ์ เปิดและปิดที่ความถี่สูง ไปยัง หม้อแปลงไฟทางขด 12 0 12 ก็จะมีไฟออกไปยังขด 220

ทำไมถึงต้องมีทรานซิสเตอร์และเพาเวอร์มอสเฟส

       จากภาพด้านบน เจ้าทรานซิสเตอร์ Q1 BC549 ชนิด NPN จะทำงานก็ต่อเมื่อมีไฟบวก(on) ออกมาจากขา 3ของไอซี555 โดยเมื่อทรานซิสเตอร์ตัวนี้ทำงานก็จะทำให้ไฟบวกที่ไปเลี้ยงขาเกตGลงกราว Q2 จึงไม่ทำงานและในขณะเดียวกัน Q3 จะทำงาน on กลับกัน เมื่อมีไฟลบ off Q2 ก็จะทำงานงานแบบนี้สลับกันไปเรื่อยๆ เพื่อปิดและเปิดไฟไปยัง หม้อแปลงนั่นเอง โดยวงจรแบบนี้เรียกว่า Boost Converter หรือ วงจรเพิ่มแรงดันโดยอาศัยหลักการของขดลวด หรือตัวเหนี่ยวนำนั่นเองครับ

ตัวอย่างการทำงานของขดลวด

ผมขอแนะนำ วงจรง่ายๆแสดงการทำงานของตัวเหนี่ยวนำชื่อวงจร Boost Converter ใช้เพื่อเพิ่มแรงดันไฟให้เพิ่มขึ้น สามารถนำไปทดลองกันได้ครับไปดูกันเลย

จากวงจรจะเห็นว่า แหล่งจ่ายไฟมีขนาดแรงดันเพียง 1โวลต์ เท่านั้นเอง แต่สามารถที่จะเพิ่มแรงดันฝั่งขาออกได้ถึง 15โวลต์ ซึ่งแรงดันที่ได้นั้นเกิดมาจากคุณสมบัติของขดลวด และ อาศัย ทรานซิสเตอร์เตอร์ หรือ เฟส ทำหน้าที่เป็นสวิตซ์ ปิดเปิด ที่ความถี่สูงๆ ทำให้เกิดการยุบและขยายตัว ของตัวเหนี่ยวนำ เมื่อไฟที่กระชากหรือเพิ่มขึ้นก็จะถูก ส่งผ่านไดโอดที่รอรับไฟบวกผ่านอยู่ ไปเก็บไว้ใน ตัวเก็บประจุ ซึ่งตัวเก็บประจุดก็จะมีหน้าที่ในการสะสมแรงดันไว้ใช้นั่นเอง แต่อย่างนี้ผมเขียนอธิบาย อาจจะลงหรือไม่เห็นภาพ ต้องลองต่อเล่นกันดูครับ อาจใช้แหล่งจ่ายเป็นถ่านไฟ 1.5โวลต์ก็ได้ ขวดลวดลองหาของพวก ในสวิตซ์ชิ่งคอมพิวเตอร์เก่า มาแกะใช้ดู แล้วทรานซิสเตอร์หรือเฟสนั้นให้ใช้เป็น สวิตซ์ กดปิดเปิดเองดู จัดการต่อไดโอด ต่อตัวเก็บประจุดเข้าไป แล้วทดลองวัดไฟดูครับ จะเห็นผลได้เลยว่าไฟมันขึ้นจริงๆ ไว้ผมจะเขียนบทความเรื่องการคำนวณ ว่าจะทำยังไงหรือแบบไหนให้แรงดันที่ออกมานิ่งและนำไปใช้งานยังไงครับ แต่ขอศึกษาก่อนครับ

ขอบคุณครับ