บทที่ 10 มารู้จักทรานซิสเตอร์กันเถอะ EP4 (วงจรขยายกระแสของ IC Regulator)

วงจรขยายกระแส IC78XX

         วงจรขยายกระแส IC78XX 79XX นั้นช่วยให้เราใช้ขีดความสามารถของวงจรให้สามารถจ่ายกระแสเพิ่มขึ้นได้โดยที่แรงดัน Output คงที่ในระดับที่น่าพอใจ(ใกล้เคียงกับค่าของตัว IC มากๆ)

แต่มีข้อเสียตรงที่เราต้องต่ออุปกรณ์เพิ่มหลายตัวและต้องยุ่งยากกับการคำนวณเล็กน้อยวันนี้ผมจึงอยากมาอธิบายวิธีใช้ง่ายๆ ว่าแล้วมาดูตัวอย่างกันเลยครับ

ตัวอย่างที่ 1 วงจรขยายกระแส IC7805

รูปที่ 1 วงจรขยายกระแส IC7805

โดยทั่วไป IC7805 ก็จะรับแรงดัน Input ได้ถึง 25V และจ่ายกระแสได้ 1A - 1.5A (โดยที่ค่า PD ต้องไม่เกินจากที่ตัว IC สามารถทนได้) โดยวงจรตัวอย่างนี้ผมเลือกใช้ทรานซิสเตอร์เบอร์ 2SA1943 เนื่องจากเป็นเบอร์ทั่วไป หาง่าย และราคาไม่สูงนัก เรามารวบรวมค่าพารามิเตอร์ต่างๆกันดีกว่าครับ

รูปที่ 2 ค่าพารามิเตอร์ต่างๆของ LM7805

รูปที่ 3 ค่าพารามิเตอร์ต่างๆของ 2SA1943

รูปที่ 4 ค่าพารามิเตอร์ต่างๆของ 2SA1943(ต่อ)

รูปที่ 5 ค่าพารามิเตอร์ต่างๆของ 2SA1943(ต่อ)

IC LM7805

          Vin(max)   =   25V

          Vout           =   4.8V - 5.2V

           Iout(max) =   1.5A

2SA1943

         VCE(max)   = -250V

          VBE(max)   = 1V
          IC(max)     = -15A
          PD(max)    = 75W (85⁰C)

เรามาคำนวณหาค่า R1 กันเลย
          R1 = VBE / (กระแสที่ไหลผ่าน IC78XX *แนะนำ 0.3A)
                = 1 / 0.2
                = 3.33Ω เลือกค่า 3.3Ω

คำนวณหาวัตต์ของ R1
         PR1   = (VBE*VBE) / R1
                =  1 / 3.3
                =  0.3W  เลือกใช้ 0.5W

หา Iout max
         Iout(max)  =  (PD / (Vcc - Vout) ) + (กระแสที่ไหลผ่าน IC78XX *แนะนำ 0.3A)
                           = (75 / (15 - 0.5)) + 0.3
                           = 7.8A
                

ค่า C1 เลือกใช้ตามที่ผู้ผลิต IC LM7805 แนะนำ คือ 0.33uf / 25V

ค่า C2 เลือกใช้ตามที่ผู้ผลิต IC LM7805 แนะนำ คือ 0.1uf / 16V

ตัวอย่างที่ 2 วงจรขยายกระแส IC7905

รูปที่ 1 วงจรขยายกระแส IC7805

โดยทั่วไป IC7905 ก็จะรับแรงดัน Input ได้ถึง -25V และจ่ายกระแสได้ 1A - 1.5A (โดยที่ค่า PD ต้องไม่เกินจากที่ตัว IC สามารถทนได้) โดยวงจรตัวอย่างนี้ผมเลือกใช้ทรานซิสเตอร์เบอร์ 2SC5200 เนื่องจากเป็นเบอร์ทั่วไป หาง่าย และราคาไม่สูงนัก เรามารวบรวมค่าพารามิเตอร์ต่างๆกันดีกว่าครับ โดยค่าต่างๆจะเหมือนกับด้นบนต่างกันที่เป็นไฟลบ

IC LM7905

          Vin(max)   =   -25V

          Vout           =   (-4.8V) - (-5.2V)

           Iout(max) =   -1.5A

2SC5200

         VCE(max)   = 250V

          VBE(max)   = 1V
          IC(max)     = 15A
          PD(max)    = 75W (85⁰C)

เรามาคำนวณหาค่า R1 กันเลย
          R1 = VBE / (กระแสที่ไหลผ่าน IC79XX *แนะนำ 0.3A)
                = 1 / 0.2
                = 3.33Ω เลือกค่า 3.3Ω

คำนวณหาวัตต์ของ R1
         PR1   = (VBE*VBE) / R1
                =  1 / 3.3
                =  0.3W  เลือกใช้ 0.5W
  
หา Iout max
         Iout(max)  =  (PD / (Vcc - Vout) ) - (กระแสที่ไหลผ่าน IC79XX *แนะนำ 0.3A)
                           = (75 / (-15 - (-5))) - 0.3
                           = - 7.8A
              

ค่า C1 เลือกใช้ตามที่ผู้ผลิต IC LM7905 แนะนำ คือ 2.2uf / 25V

ค่า C2 เลือกใช้ตามที่ผู้ผลิต IC LM7905 แนะนำ คือ 1uf / 16V

*ระวังการใช้งาน IC78XX กับ IC79XX ด้วยนะครับ ขาไม่ตรงกันนะครับ

   IC78XX  ขา1 INPUT   ขา2 GND      ขา3 OUTPUT

   IC79XX  ขา1 GND      ขา2 INPUT   ขา3 OUTPUT

การคำนวณทั้งหมดเพื่อให้เข้าใจง่ายผมจึงไม่ได้รวมค่าความคลาดเคลื่อนของตัวต้านทานเข้าไปแต่โดยทั่วไปคำนวณแค่นี้ก็เพียงพอแล้วครับ หากท่านใดมีข้อสงสัยเพิ่มเติม อินบ๊อกเข้ามาสอบถามได้เลยครับ เจอกันบทความหน้าครับ**สำคัญมาก "คำแนะนำทั้งหมดเป็นเพียงแนวทางในการออกแบบเท่านั้น ไม่ได้เป็นการยืนยันว่าจะไม่เกิดความผิดพลาดหรือข้อบกพร่องขึ้นกับวงจรที่ออกแบบ ดังนั้นผู้ออกแบบต้องออกแบบวงจรด้วยความระมัดระวังรอบคอบนะครับ" ขอบคุณครับ

บทความโดย Pomtep Narak

2019/04/25