|
การเลือกไดโอดใช้งาน
 คอนเวอร์เตอร์แบบทางตรงให้แรงดันเอาต์พุต
28 โวลต์ กระแส 15 แอมป์ ใช้แรงดันอินพุตจากไฟสลับ 230 โวลต์ ก่อนอื่นต้องคำนวณแรงดันอินพุตซึ่งเป็นไฟสลับ
โดยปกติจะมีขนาดแรงดันเป็น 240 โวลต์ +10 ถึง -20 เปอร์เซ็นต์และ 220 โวลต์
ฑ 15 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งจะให้ค่าแรงดันที่วัดได้สูงสุด คือ 264 โวลต์และต่ำสุดคือ
187 โวลต์ (วัดจากค่า อาร์ เอ็ม เอส) เมื่อผ่านวงจรไดโอดเรียงกระแสแบบบริดจ์จะได้แรงดันสูงสุด
373 โวลต์ และ 264 โวลต์ ตามลำดับ
ขณะที่ทรานซิสเตอร์ดึงกระแสเต็มที่
ตัวต้านทานที่จำกัดกระแสจะมีแรงดันตกคร่อมประมาณ 5 โวลต์ และขณะไม่ทำงานจะมีแรงดันประมาณ
1 โวลต์ ดังนั้นแรงดันอินพุตสูงสุดจะอยู่ในช่วง 259-372 โวลต์ การคำนวณหาการกระเพื่อมของแรงดัน
(Ripple Voltage) จะขึ้นอยู่กับค่าเก็บประจุกับกำลังงานที่ใช้
โดย
V1 คือค่าแรงดันสูงสุดของแรงดันที่ผ่านไดโอดเรียงกระแสแล้ว มีหน่วยเป็นโวลต์
V2
คือแรงดันสูงสุดขณะเกิดการกระเพื่อม มีหน่วยเป็นโวลต์
P คือกำลังงานที่ใช้ มีหน่วยเป็นวัตต์
T
คือเวลาของไดโอดขณะไม่นำกระแส มีหน่วยเป็นวินาที
C
คือตัวเก็บประจุเพื่อรักษาระดับแรงดัน มีหน่วยเป็นฟารัด
กรณีไฟสลับ
50 เฮิรตซ์ ผ่านไดโอดเรียงกระแสแบบเต็มคลื่น t จะประมาณ 8.5 มิลลิวินาที
ถ้าครึ่งคลื่นก็จะหายไป 18 มิลลิวินาที สมมติว่าประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายเป็น
80 เปอร์เซ็นต์ ค่าเก็บประจุคือ 2 ไมโครฟารัด ต่อกำลังงาน 1 วัตต์ แรงดันกระเพื่อมจะเป็น
แรงดันอินพุตจะเปลี่ยนแปลงอยู่ในช่วง
211 - 372 โวลต์
สำหรับในทางปฏิบัติค่าดิวตี้ไซเกิลสูงสุด
ขณะแรงดันอินพุตต่ำสุดจะได้ประมาณ 0.45 ค่าแรงดันตกคร่อมไดโอดขณะไบแอสตรงมีค่า
1 โวลต์ จากสมการที่ 7 จะได้ค่าแรงดันย้อนกลับสูงสุดเท่ากับ
Vrmax
= [(28 x 1)/ 0.45 x 372/ 211] -1
=
113 โวลต์
ค่าดิวตี้ไซเกิ้ลต่ำสุดขณะอยู่ในสภาวะปกติ
อาจจะคำนวณได้จากค่าดิวตี้ไซเกิลสูงสุด และค่าแรงดันอินพุต ดังนี้
ค่ากระแสเฉลี่ยสูงสุดของไดโอดเรียงกระแสที่เอาต์พุตแต่ละตัวสามารถคำนวณได้จาก
ไดโอด D3 ซึ่งมีค่าดิวตี้ไซเกิล 0.74 กระแสเอาต์พุตสูงสุด 15 แอมป์ สำหรับกระแสเฉลี่ยจะเป็น
11.1 แอมป์ ดังนั้นกระแสเฉลี่ยสูงสุดของ D2 เกิดเมื่อแรงดันอินพุตต่ำสุดมีดิวตี้ไซเกิล
0.45 กระแสเฉลี่ยจะเป็น 6.8 แอมป์ จากข้อมูลทั้งสองคือ แรงดันย้อนกลับ Vr
เป็น 113 โวลต์ กระแสเฉลี่ย 11.1 แอมป์ ไดโอดที่เหมาะจะใช้งานคือ BYW30-150
เมื่อเลือกหาไดโอดได้แล้วเราจะพิจารณาถึงแผ่นระบายความร้อนหรือฮีตซิงค์และกำลังสูญเสียทั้งหมด
ของไดโอดแต่ละตัว รูปที่ 17 เป็นกราฟคุณสมบัติด้านกำลังสูญเสีย ของไดโอดขณะทำงานกับรูปคลื่นสี่เหลี่ยม
ถ้าให้ไดโอดแต่ละตัวมีแผ่นระบายความร้อนแยกกัน ก็สามารถคำนวณหาขนาดของแผ่นระบายความร้อนได้โดยตรงจากกราฟ
เช่นไดโอด D3 มีกระแสเฉลี่ย 11.1 แอมป์และค่าดิวตี้ไซเกิล 0.74 จากกราฟจะได้ค่ากำลังสูญเสีย
11 วัตต์ (กราฟด้านซ้าย) และสมมติว่ายอมให้อุณหภูมิทั่วไป ( ambient) มีค่า
60 องศาเซลเซียสจะต้องการแผ่นระบายความร้อน ที่มีค่าความต้านทานความร้อนเป็น
6 องศาเซลเซียสต่อหนึ่งวัตต์ (กราฟด้านขวา)
สำหรับไดโอด
D2 กระแสเฉลี่ยเป็น 6.8 แอมป์ ดิวตี้ไซเกิล 0.45 กำลังสูญเสีย 6 วัตต์ จึงใช้แผ่นระบายความร้อน
ที่มีค่าความต้านทานความร้อน 10 องศาเซลเซียสต่อหนึ่งวัตต์
รูปที่ 17 กราฟแสดงคุณสมบัติด้านกำลังสูญเสียของไดโอดเมื่อทำงานกับคลื่นสี่เหลี่ยม
ถ้าไดโอดทั้งสองวางอยู่บนแผ่นระบายความร้อนแผ่นเดียวกัน
กำลังสูญเสียทั้งหมด คำนวณจากกราฟที่เป็นกระแสตรง มีกระแสเฉลี่ย 15 แอมป์จะได้ค่ากำลังสูญเสีย
14.2 วัตต์ ดังนั้นจะต้องใช้แผ่นระบายความร้อน ที่มีความต้านทานความร้อนประมาณ
4 องศาเซลเซียสต่อหนึ่งวัตต์ ค่าที่ได้มีค่าสูงกว่าปกติ เนื่องจากเราคิดว่ากำลังสูญเสียเกิดจาก
ไดโอดเพียงตัวเดียว แต่ในทางปฏิบัติค่าประมาณที่ได้ก็เพียงพอ
แต่ถ้าต้องการให้แหล่งจ่ายแรงดันจ่ายกระแสเต็มที่คือ
15 แอมป์แล้ว ค่าดิวตี้ไซเกิลของไดโอด D3 จะต้องเป็น 1 ต้องเปลี่ยนไปใช้ไดโอดเบอร์
BYW31-150 เพราะค่ากระแสเฉลี่ยสูงกว่า 15 แอมป์
|
