รายงานโครงการหมายเลข 2003-28

ชอโครงการ แหลงจายไฟความเพยนตา

นาย วชระ มงคลสถตย เลขประจาตว 431866-3 นาย วฒชย นาคศรศล เลขประจาตว 431898-2

รายงานนเปนรายงาน งานโครงการของนกศกษาชนปท 4 ซงเปนสวนหนงใน หลกสตรวศวกรรมศาสตรบณฑต

ภาควชาวศวกรรมไฟฟา

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยขอนแกน พ.ศ.2546

Project Report No.EE2003-28

Low Harmonic Voltage Source

Mr.Watchara Mongkolsatitya ID 431866-3 Mr.Woottichai Naksirisin ID 431898-2

This is the report of Fourth year project assignment submitted in partial fulfilment of the requirement for the Degree of Bachelor of Engineering.

Department of Electrical Engineering

Faculty of Encineering Khon Kean University 2003

ใบประเมนผลงานโครงการ

ชอโครงการ แหลงจายไฟความเพยนตา Project Tittle Low Harmonic Voltage Source

นาย วชระ มงคลสถตย เลขประจาตว 431866-3 นาย วฒชย นาคศรศล เลขประจาตว 431898-2

อาจารยทปรกษา

----------------------------- ( อาจารย กฤษ เฉยไสย)

อาจารยผรวมประเมน

------------------------------ (อาจารย ชยภฎ วรรธณะสาร)

------------------------------ (อาจารย อานาจ สขศร)

ประเมนผล ณ วนท 11 กมภาพนธ 2547

ก

บทคดยอ

โครงงานนเปนการศกษาและออกแบบแหลงจายไฟความเพยนตา ทมขนาดของสญญาณ Output คงทและมความถคงทท 50 Hz โดยคาดวาจะสามารถจายกาลงให Load ไดสงสด 1 kW โดยใชไมโครคอนโทรลเลอรตระกล AVR เบอร MEGA 32 เปนตวสรางสญญาณ Sine wave จากนนนาสญญาณทไดจะผานวงจรขยายเพอขยายขนาดและเพมกาลงขบของสญญาณ ซงวงจรขยายกาลงทใชเปนวงจรขยายคลาส AB แบบ Push-pull ผลทไดของโครงการสามารถสรางสญญาณ sine wave ท output ไดสงสดทระดบแรงดน Vcc ขนาด 160 Volt โดยท output ทระดบแรงดนตามลกษณะเปนรป pure sine แตเมอขนาดแรงดนสงขนจะทาใหลกษณะของสญญาณเพยนไปเลกนอย อกทงยงม harmonic สงขน แตเมอทระดบแรงดนสงกวา 160 V จะทาให output มความเพยนสงและเกดการ oscillate สงดวย และเมอระดบแรงดนประมาณ 175 V จะทาใหสญญาณไมเปนรป sine และกระแสสงจนทาให MOSFET เสยหาย

ข

ABSTRACT

This pre-project is studying and design the Low Harmonic Voltage Source With a constant amplitude and constant frequency at 50 Hz, which’s used to supply 1KW load. AVR Mega32 Microcontroller will be the part of generating sinusoidal signal, and this signal will be amplified the amplitude and increased the power of signal. The power amplify circuit in this project was the push-pull circuit class AB .

The result of this project was the able to generate sinusoidal waveform at 160 volts. In the experiment at low level of voltage we found the waveform which’s pure sine, but at high level of voltage we found the waveform which’s slightly distorted and had high harmonic, and at 160 v voltage level the signal will had high harmonic and the high oscillate, at 176 v that had high current and to break up the MOSFET.

ค

สารบญ หนา บทคดยอภาษาไทย ก บทคดยอภาษาองกฤษ ข สารบญ ค สารบญรปภาพ ง สารบญตาราง จ บทท 1 บทนา

1.1 หลกการและเหตผล 1 1.2 วตถประสงค 1 1.3 ขอบขายของงาน 2 1.4 ผลทคาดวาจะไดรบ 2

บทท 2 ทฤษฎพนฐาน 2.1 วงจรสรางสญญาณ Sine wave 3 2.2 วงจร Main circuit 7 บทท 3 การออกแบบ 3.1 การออกแบบ 13 บทท 4 ผลการทดลอง 4.1 การทาการทดลอง 15 4.2 สรปผลการทดลอง 19 บทท 5 สรปผลการทดลองและขอเสนอแนะ 5.1 สรปผลการทดลอง 20 5.2 ขอเสนอแนะ 20 เอกสารอางอง 21 ภาคผนวก ก. รปของการทดลองจรง ก-1 ภาคผนวก ข. โปรแกรมสรางสญญาณ ข-1 ภาคผนวก ค. รายละเอยดอปกรณไอซ ค-1

ง

สารบญรปภาพ

หนา รปท 1.1 แสดงการทางานวงจร Generator 1 รปท 2.1 ลกษณะโครงสรางภายนอกของ MEGA 32 3 รปท 2.2 แสดงวงจร R-2R Ladder 4 รปท 2.3 แสดงวงจร supply +5 V 5 รปท 2.4 แสดงวงจร supply +15V 5 รปท 2.5 แสดงวงจร supply 30V – 220V 5 รปท 2.6 แสดงวงจร off-set 6 รปท 2.7 แสดง diagram ของวงจรสรางสญญาณ 6 รปท 2.8 แสดงวงจรขยาย pre-amplifier 7 รปท 2.9 แสดงสญลกษณของหมอแปลง 7 รปท 2.10 แสดงการเปรยบเทยบของ Output ในแตละ Class 8 รปท 2.11 แสดงการเกด Crossover distortion 11 รปท 2.12 แสดงการทางานของวงจรขยายคลาส AB 11 รปท 2.13 แสดงวงจรขยายคลาส AB แบบ push pull 12 รปท 3.1 แสดงวงจร main circuit แบบเดม 13 รปท 3.2 แสดงวงจรขยายคลาส AB แบบ push pull โดยใช MOSFET 14 รปท 3.3 แสดง diagram ของวงจรรวม 14 รปท 4.1 แสดงสญญาณ Sine wave จาก microcontroller 15 รปท 4.2 ทระดบแรงดน Vdc 30 V (โดย CH1:สญญาณขา Gate CH2: Output) กระแส 0.2A 38 16 รปท 4.3 ทระดบแรงดน Vdc 60 V (โดย CH1:Output CH2: สญญาณขา Gate ) กระแส 0.4A 38 16 รปท 4.4 ทระดบแรงดน Vdc120 V (โดย CH1:สญญาณขา Gate CH2: Output ) กระแส 0.7 A 39 17 รปท 4.5 ทระดบแรงดน Vdc160 V(โดย CH1:สญญาณขา Gate CH2: Output ) กระแส 1.3 A 39 17 รปท 4.6 แสดงสเปคตรมของสญญาณ ทไดจากไมโครคอนโทรลเลอรเพอดฮารโมนค 18 รปท 4.7 แสดงสเปคตรมของสญญาณ ทOutput เมอปอนแรงดน Vdc 60 V เพอดฮารโมนค 18

จ

สารบญตาราง

หนา ตารางท 2.1 แสดงแอมปลฟายเออรในคลาสตางๆ 9 ตารางท 2.2 แสดงลกษณะตางๆของแอมปลฟายเออร 10

ก

กตตกรรมประกาศ

ผจดการโครงการเรองแหลงจายไฟฮารโมนคตาขอแสดงความขอบคณเปนอยางสงตอทานผใหความอนเคราะหดงตอไปน

1. อาจารยกฤษ เฉยไสย อาจารยทปรกษาโครงการ ทใหความกรณาในคาปรกษาและขอเสนอแนะตางๆจนทาใหโครงการนสาเรจไดดวยด

2. เจาหนาทประจาสารบรรณภาควชาวศวกรรมไฟฟา ทใหความสะดวกในการกเบกอปกรณตางๆ 3. เพอนๆรวมโครงการทซงมอาจารยกฤษ เฉยไสย เปนอาจารยทปรกษา ผซงใหการชวยเหลอใน

ดานตางๆและขอขอบพระคณตอผทเกยวของทกๆทานทชวยจนกระทงโครงการนสาเรจไดดวยด

1บทท 1 บทนา

แหลงจายไฟมความจาเปนมากสาหรบการเรยนการสอนของนกศกษาคณะวศวกรรมศาสตร โดยเฉพาะนกศกษาภาควชาวศวกรรมไฟฟา ซงในปจจบนนอปกรรทใชในการจายกาลงไฟฟากาลงสงมราคาคอนขางแพง อกทงยงมประสทธภาพไมดเทาทควรและมสญญาณรบกวนอย จงเสนอโครงการนขนมา เพอใหไดสญญาณทมประสทธภาพสงและมสญญาณรบกวนตา 1.1 หลกการและเหตผล ใชตวไมโครคอนโทรลเลอร AVR MEGA 32 เปนสรางสญญาณ และนาสญญาณทไดซงเปนสญญาณดจตอลจากตวไมโครคอนโทรลเลอร มาแปลงเปนสญญาณอนาลอก และนาสญญาณนปอนผานไปยงวงจรขยาย Pre-amp เพอเพมกาลงขบใหสญญาณ แลวปอนสญญาณผานวงจรขยายแบบ Push-Pull เพอขยายสญญาณใหมขนาดสงขน โดยใชความถคงท

Output

วงจรขยายคลาสAB แบบ Push-Pull

วงจรสญญาณ Sine wave

รปท 1.1 แสด

1.2 วตถประสงค 1. เพอสรางแหลงจายไฟทม Harmonic ต 2. เพอสรางแหลงจายไฟทสามารถนาไปใ 1.3 ขอบขายของงาน 1. สรางวงจรสรางสญญาณ Sine wave 2. สรางวงจรขยาย Pre-amplifier เพอเพ 3. สรางวงจรขยายแบบ Push-Pull เพอข

วงจรขยาย Pre-amp

งการทางานวงจร generator

า โดยใช microcontroller เปนตวสรางสญญาณ ชในหองทดลอง

โดยใช Microcontroller มกาลงขบใหกบสญญาณ ยายขนาดของสญญาณ

21.4 ผลทคาดวาจะไดรบ 1. ไดเรยนร การใชและเขยนโปรแกรมของไมโครคอนโทรลเลอรมากขน 2. ไดเรยนร และเขาใจวชา Power electronic มากขน 3. ไดเรยนรหลกการทางานของวงจรขยายแบบ Push-Pull มากขน

3บทท 2

ทฤษฎทพนฐาน 2.1 วงจรสรางสญญาณ Sine wave 2.1.1 Microcontroller AVR MEGA 32

รปท 2.1 ลกษณะโครงสรางภายนอกของ MEGA 32 ลกษณะโครงสรางของ MEGA 32 มตงถงเปน แบบ PDIP ดงแสดงในรปท 2.1 ซงมคณสมบตการทางานทสาคญดงน 1. มหนวยความจา 32 K byte

2. ม registor ใชงาน 32 x 8 registor 3. ม internal SRAM 2 K byte 4. ม 1024 byte EEPROM 5. ม PWM 4 channal 6. มวงจรแปลงสญญาณ analog เปน digital ( ADC ) 8 bit 10 channal ท PORTA 7. ม timer / counter 3 ตว 8. ม I/O port จานวน 4 port 9. ม external interrupt 3 ขา คอ INT0 INT1 และ INT2 จากคณสมบตการทางานของ MEGA32 จะเหนไดวาเปน microcontroller ทมความสามารถในการ

ทางานสง เนองจากวงจรสรางสญญาณจาเปนตองสามารถเลอกลกษณะของสญญาณตาง ๆ ทงยงสามารถปรบความถไดดวย จงไดเลอกใช microcontroller MEGA32 นเปนตวสรางสญญาณ โดยออกแบบใหสญญาณ Output ออกท port C และใช port A ซงสามารถแปลงสญญาณ analog เปน digital ได รบสญญาณ analog เพอใชในการปรบความถของสญญาณ output นอกจากนยงสามารถใชการ interrupt ไดถง 3 ขา เพอเลอกลกษณะของสญญาณ output

4แตเนองจากในการทดลองไดมการเปลยนแปลงวงจร main circuit จากวงจรขยาย class B เปน

วงจรขยาย class AB แบบ push pull ซง output ของวงจรขยายแบบนจาเปนตองใชกบสญญาณ sine wave และใหความถของสญญาณคงท ดงนนจงไดลดรปแบบการใชงาน microcontroller ลงเหลอเพยงใหสรางสญญาณ sine wave ทมความถคงท 50 Hz ออกท port C

เมอสญญาณ output ออกจาก port C ของ microcontroller จะไดสญญาณทเปน digital ดงนนจงตองม D/A converter เพอแปลงสญญาณ digital เปน analog ซง D/A converter ดงกลาวจะใช R-2R ladder โดย resistor ขนาด 1 kΩ และ 2 kΩ ซงไดแสดงดงรป

2k

2k

2k

2k

2k

2k

2k

2k

1k

1k

1k

1k

1k

1k

1k

1k

P C 7P C 6P C 5P C 4P C 3P C 2P C 1P C 0

M E G A 32O u t p u t

(S in e w ave )

รปท 2.2 แสดงวงจร R-2R Ladder

2.1.2 Power Supply เราจาเปนตองมวงจร supply เพอทจะจายใหกบไมโครคอนโทรลเลอร ซงจะใชแรงดนท + 5 Vdc โดยจะใช หมอแปลงขนาด 9 V / 220 V จากนนผานวงจร Brigde เพอแปลงใหเปนไฟกระแสตรง และผานตวเกบประจเพอลดการกระเพอมของสญญาณทไดจากวงจร Brigde จากนนผาน IC regurator เพอสรางแรงดนขนาด + 5 Vdc และใชหมอแปลงขนาด 12 V / 220 V แปลงเปนไฟกระแสตรงดวยวงจร Brigde เพอจายแรงดน ± 15 V ใหกบ op-am ในวงจร off-set ซงวงจรแสดงในรป

5 7805

ขนva

AC

9V / 220 V

3902200uF

25V10uF16V

Output+5 V

รปท 2.3 แสดงวงจร supply +5 V

220V/12V

AC 2200uF 50v

2200uF 50v

2200uF 50V2200uF 50V

Output +15 V-15 V

รปท 2.4 แสดงวงจร supply +15V

นอกจากนยงม power supply ทใชสาหรบจายกาลงใหกบวงจร main circuit โดยใช variac าด 220 V ผานวงจร bridge และ capacitor ดงรปท จากนนปรบขนาดของไฟกระแสตรงไดจาก riac

รปท 2.5 แสดงวงจร supply 30V – 220V

AC Output

62.1.3 วงจร off-set

เนองจากสญญาณ output ทออกจากวงจร R-2R Ladder ยงมไฟกระแสตรงอยทาใหสญญาณ sine wave ทไดถกยกขน ทาให peak ลางของสญญาณอยท ground ดงนนจงตองมวงจร voltage off-set เพอใชในการปรบระดบของสญญาณทเหมาะสม หรอจดกงกลางของสญญาณอยท ground อกทงยงสามารถปรบขนาดของสญญาณได โดยใช op-amp ซงเปนอปกรณอเลคทรอนกสทมอตราขยายสง และควบคมการทางานดวยอปกรณประกอบภายนอก ซงไดแสดงวงจรดงรป

Amplitude

Voltage off-set

-

+

+15 V-15 V

InputInput OutputOutput Output

รปท 2.6 แสดงวงจร off-set

ดงนนจะได diagram ของวงจรสรางสญญาณ Sine wave ดงน

Supply+5V

Port C

Vcc

R-2RLadder

MEGA32

supply +15V-15V

Voltageoff-set Out putOutput

รปท 2.7 แสดง diagram ของวงจรสรางสญญาณ

72.2 วงจร Main circuit

2.2.1 วงจรขยาย Pre-amplifier วงจรขยาย pre amplifier เปนวงจรทใชเพมกาลงใหกบสญญาณ โดยมกาลงขบประมาณ 8 W และ input ของวงจรขยาย pre amplifier มาจากวงจรสรางสญญาณ สวน output ของวงจรนสงใหเปน input ของวงจร main circuit ซงไดแสดงดงรปท 2-8

รปท 2.8 แสดงวงจรขยาย pre-amplifier

T D A 2006

1 uF100V

100k

100k

0 .1uF 100uF63V

22uF35V

100k

2 .2uF100V

4.7k

1N 4001

150k

1N 4001

2200uF35V

1

0 .22uF

+ 24V

Inpu t

O utpu t1

2

3

4

5

2.2.2 หมอแปลง (Transformer) หมอแปลงเปนอปกรณสาหรบเปลยนขนาดแรงดนไฟสลบจากแรงดนหนงไปเปนแรงดนไฟสลบทตองการ โดยหมอแปลงจะรบพลงงานไฟฟาเขาทางขดปฐมภมจะทาใหเกดสนามแมเหลกรอบบขดปฐมภม ซงจะเปลยนแปลงตลอดเวลา และสนามแมเหลกนจะตดขดลวดทตยภมเกดการเหนยวนาใหเกดแรงดนไฟฟาขนในขดลวดนได ซงแรงดนจะมากหรอนอยขนอยกบจานวนรอบของขดลวดทตยภม เพอใหสนามแมเหลกทเกดขนทขดลวดปฐมภมมาตดขดลวดทตยภมมาก ๆ จงใหทงสองขดลวดพนอย บนแกนเหลกอนเดยวกน เมอพลงงานไฟฟาผานขดลวดปฐมภมจะทาใหเกดการสญเสยพลงงานในรปความรอน และทเหลอเปนพลงงานออกทขดทตยภม

n1:n2

ขดลวดปฐมภม ขดลวดทตยภม

รปท 2.9 แสดงสญลกษณของหมอแปลง

8 โดยหมอแปลงทใชในวงจร main circuit ม 2 ตว คอ T1 และ T2 โดยท 1. หมอแปลง T1 มอตราสวนรอบเปน 1:1 ทาหนาทเปนตวแยกวงจรสรางสญญาณและวงจร main circuit ออกจากกน เพอปองกนกระแสยอนกลบจากวงจร main circuit มาสวงจรสรางสญญาณ 2. หมอแปลง T2 เปนหมอแปลงขนาด 220V/250V ทาหนาทรวมสญญาณจาก MOSFET M1 และ M2 จากนนสงสญญาณทไดให output 2.2.3 วงจร main circuit การศกษาวงจรขยาย

จากการศกษาคณสมบตและการทางานของวงจรขยายสามารถจดแบงชนดของเครองขยายซงขนอยกบการเลอกจดทางานของวงจรขยายนน ๆ โดยแบงออกเปน ชนดหรอคลาสไดเปน คลาส-เอ (class A) คลาส-บ (class A) คลาส เอ-บ (class A-B) และคลาส-ซ (classC) ซงพออธบายชนดของวงจรไดดงน วงจรขยายชนดนจะมจดทางานอยในชวงทเรยกวา แอกตฟ (active) หรอชวงการทางานของทรานซสเตอรจะเปนเชงเสน คออยสงกวาจดคทออฟ โดยอยในชวงททาใหเกดมกระแสคอลเลกเตอรไหลใน วงจรตลอดเวลา ถงแมวาจะไมมสญญาณเขามาทางอนพตกตาม โดย Output ทไดจากวงจรขยายแตละคลาสนนจะมลกษณะตางกนดงแสดงในรป

Class Aamplifier

รปท 2.10 แสดงการเปรยบเทยบของ Output ในแ

Class C amplifier

Class B amplifier

ตละ Class

9 สรปแอมปลฟายเออรคลาสตางๆตาง

ตารางท 2.1 แสดงแอมปลฟายเออรในคลาสตางๆ คณสมบต คลาส คลาส C

A คลาสAB คลาส B ประสทธภาพ าส A 50% ระหวางคล

และ B

78.5% 100%

มมการนาไฟฟา 360 ะหวางคลาส 180 นอย (องศา)

รA และ B

(ประมาณ 90)

ความผดเพยน ตา านกลาง สง สงมาก ปการไบอส ตรง

ดคทออฟ) ทออฟ) กบคทออฟ) (ตรงกลางเสนโหลด)

ตรง (ใกลจ

ศนย(ทจดค

กลบ (ขนอย

การนาไปใช แอมปรฟายเออร

ย

ขนตอนของ high- นตอนของ ’

ย

โดยทวไปใชใน สาหรบวงจรขนาด

เลกและแอมปรฟาเออรสาหรบวงจรขนาดปานกลางในงานสาหรบออดโอ

powerซงใช’ในงานสาหรบออดโอและความถวทย

ขhigh-powerซงไมใชในงานออดโอ การใชงานขนอกลบความผดเพยน

ความถวทยและวงจรจน ซงกาจดความผดเพยนไดมาก

10 ลกษณะตางๆของแอมปลฟายเออร

ตารางท 2.2 แสดงลกษณะตางๆของแอมปลฟายเออร คาอธบายและตวอยาง

โวลทเตจ แอมปลฟายเออร

โวลทเตจแอมปลฟายเออรเปนแอมปลฟายเออรสาหรบสญญาณขนาดเลก อยในขนตอน-

แรกๆ ของระบบสญญาณ และถกออกแบบใหมอตราการขยายแรงดนทด ออดโอพร แอมปลฟายเออร เปนตวกลางของโวทลแอมปลฟายเออร

เพาเวอร ายเออร

าเวอรแอมปลฟายเออรเปนแอมปรฟายเออรสาหรบวงจรขนาดใหญ และอยในขนตอนแอมปลฟ

เพสดทายของระบบสญญาณ เพาเวอรแอมปลฟายเออร ถกออกแบบสาหรบอตราการขยายแรงดนและประสทธภาพดทด

รปแบบ ปแบบแอมปลฟายเออรเปนการบอกวาสญญาณถกปอนและนามาจากอปกรณขยายter

รสาหรบไบโพลา ทรานซสเตอรม รปแบบดงน common-emitter common-colleccommon-base สาหรบ Field-effect ทรานซเตอร มรปดงน common- source common- drian และ common-gate

การคบปลง ธทาใหสญญาณเคลอนทจากขนตอนหนงไปยงอกขนตอนหนง การคบปลงสามารถทาได

วโดย ตวเกบประจ โดยตรง หรอหมอแปลง

การใชงาน อมปลฟายเออรอาจถกแบงแยกไปตามการใชงาน ตวอยางเชน ออดโอแอมปลฟายเออร

แRF แอมปลฟายเออร , DCแอมปลฟายเออร , Band-passแแอมปลฟายเออร และ wide-band แอมปลฟายเออร

คลาส ารจาแนกนเปนการอางองถงวธการไบอสของอปกรณทขยาย แอมปรฟายเออรสามารถถก

กไบอสเปนแบบ คลาส A, B, AB, C โวทลเตทแอมปลฟายเออรปกตถกไบอสเปนคลาส A สาหรบประสทธภาพทfดขน เพาเวอรแอมปลฟายเออรอาจใช คลาส AB, B, C

11วงจรขยายคลาส AB

จากการศกษาพบวาวงจรขยายคลาส AB ทมคณลกษณะอยระหวางคลาส A และคลาส B ซงคลาส งจรข ายคลาส B แตดกวาคลาส A และสามารถลดความเพยนคลอสโอเวอรลงไดมาก

ดงนนวงจ

าณอนพต ib เขามาวงจรขยายสญญาณค

รปท

AB มประสทธไมดเทาว ยรขยายคลาส AB จงใหทงความเพยนตา และใหประสทธภาพสง วงจรขยายนจะมการไบแอสแรงดนเพอใหจดทางานของทรานซสเตอรอยสงกวาจดคทออฟ

เลกนอย จงมกระแสคอลเลกเตอรไหลในวงจรเพยงเลกนอยในขณะทไมมสญญลาส AB นนยมใชกนมากในการขยายเสยงแบบเครองขยายเสยงในภาคกาลงโดยการตอเปน วงจร

พชพล (push pull)

รปท 2

2.11 แสดงการเกด Crossover distortion

.12 แสดงการทางานของวงจรขยายคลาส AB

12

Q1

Q2T1 T2

+Vcc

Input R1

R2

C1Load

รปท 2.13 แสดงวงจรขยายคลาส AB แบบ push pull

13บทท3

การออกแบบ 3.1 การออกแบบวงจรขยาย จากการทไดศกษาวงจรขยายกาลงแบบตาง ๆ และไดนามาเปรยบเทยบกบวงจร main circuit จากเฟสแรก ดงแสดงในรป 3.1 พบวาวงจรขยายคลาส AB แบบ Push – Pull มรปแบบวงจรทงายและมประสทธภาพในการขยายขนาดใกลเคยงกบวงจรเดม จงไดทาการออกแบบวงจรโดยใช MOSFET เปนตวขบ และใชหมอแปลงในวงจร 2 ตวคอ T1 และ T2 โดยท T1 เปนตวแยกวงจรขยายกบวงจรสรางสญญาณออกจากกนเพอปองกนวงจรสรางสญญาณในกรณทมกระแสไหลยอนกลบจากวงจรขยายและทาหนาทใหสญญาณขบกบ MOSFET โดยมอตราสวนรอบ 1:1 สวน T2 เปนหมอแปลง Output ซงทาหนาทรวมสญญาณจากขา Drain ของ MOSFET ทงสองเขาดวยกน และจายสญญาณ Output ใหกบโหลด ซงหมอแปลงทงสองเปนแบบ center tab ดงรป 3.2 ขอไดเปรยบของวงจรท 3.1 (วงจรเดม) เมอเทยบกบวงจรท 3.2 (วงจรใหม)

1. ความยากงายและความซบซอนของวงจรขยายคลาส AB แบบ push pull นนจะนอยกวาวงจรเดม ซงจะสงเกตเหนไดอยางชดเจน เป นผลทาลดอปกรณตางและ Component ทางไฟฟาเปนผลทาใหมคาใชนอยและเปนการประหยด

2. วงจรขยายคลาส AB แบบ push pull นนสามารถทจะปรบปรงหรอทาการแกไขเพอใหคาทไดเปนไปตามทตองการนนสามารถทาไดงายและสะดวก

3. วงจรขยายคลาส AB แบบ push pull นนสะดวกและงายตอการแกไขเปลยนแปลงมากกวาวงจรเดม

4. วงจรขยายคลาส AB แบบ push pull มการปองกนกระแสจากวงจร main circuit ดวยหมอแปลง T1 ทาใหวงจรสรางสญญาณและ pre-amplifier ปลอดภย

13

รปท 3.1 แสดงวงจร main circuit แบบเดม

14

T1 T2

M1

M2

1 ohm5W

1 omh5W

+Vcc

Load

R15V50k

220

10 uF250V

Input 0.745 uF

0.745 uF220 uF 63V

R1

รปท 3.2 แสดงวงจรขยายคลาส AB แบบ push pull โดยใช MOSFET

จากวงจรท 3.2 จะเหนไดวาเมอสญญาณ Sine wave ซกบวกจากไมโครคอนโทรลเลอรผานเขามาทขา ate ของ M1 จะทาให M1 มสถานะ ON คอจะมกระแสไหลผานขา Drain และขา Source ของ M1 และเมอญญาณ Sine wave ในชวงซกลบจากผานไมโครคอนโทรลเลอรผานเขามาทขา Gate ของ M2 จะทาให M2 มถานะ ON คอจะมการไหลของกระแสผานขา Drain และขาSource ของ M2 ซงจาการทางานสลบกนระหวาง OSFET ของทงสอง จะทาใหไดสญญาณทไดผานเขาไปยงหมอแปลง T 2 และ T2 นจะรวมสญาณทไดจาก OSFET ของทงตวเขาดวยกนจงทาใหไดสญญาณเอาทพทของหมอแปลง T2 ทไดนนเปนรปสญญาณ Sine ave ครงบวกและลบ สวน R-volume ในวงจรนใสสาหรบการไบแอส MOSFET เพอเพมหรอลดแรงดนใหแก OSFET

ในรปท 3.3 ไดแสดง diagram ของวงจรรวม

GสสMMwM

วงจรสรางสญญาณ

Sine wave

ร

วงจรขยาย Pre-amplifier

ปท 3.3 แสดง diagram ข

วงจรขยายคลาส AB แบบ

Push - pull

องวงจรรวม

OutputLoad

15

บทท 4 ผลการทดลอง

4.1 การทาการทดลอง จา 3.1 ไดทาการทดลองปอนไฟกระแสตรงขนาด าง ๆตงแต 30V ถง 180V ทแรงดน30V ถง 60V ใช power supply จายให และทขนาดแรงดนกระแสตรง

V ขนไปเราจะนา ใชในการสรางขน รง Vcc ทขน ดยdge โดยใหมไฟ ner diode 15 V แ านทานทตอระห กบ

ener diode เทากบ (Vcc – 15 V) โดยเลอกขนาดของความตานท

กการทาการทดลองวงจร main circuit ตามรปทตVcc สงๆตงแต 60

ll bri Variac มา าดแรงดนกระแสต

ละทความตาดสงๆโ

cานวงจร Fu ตกครอมท Ze วาง Vcผ

Z านจากสตร 1/4

15)dc−(VP

VR

2

== (เลอกความตานทานขนาดกาลง 1/4 W) จากนนทาการทดลองปรบคา Amplitude ของ input และ bias voltage ดวยความตานทานปรบค utput และกระแส จาก Vcc โดยทาใหมกระแสตาทสดและสญญาณ output จาก oscilloscope มลกษณะสมบรณมากทสดหรอมความเพยนนอยทสด ซงจะแสดงในรปซงจะแสดงทระดบ แสตรง Vcc ทคาตางๆซงในรปตางๆไดแสดงสญญาณทขา Gate และสญญาณทครอมโหลด

าก microcontroller

จากรปท 4.1 จะเหนไดวาสญญาณจากวงจรสรางสญญาณมลกษณะทเปน pure sine โดยในรปญญาณมขนาดแรงดน 8 Vp-p

าได (R1 จากรปท3.1) พรอมทงสงเกต O

แรงดนกระ (Output) ดงตอไปน

รปท 4.1 แสดงสญญาณ Sine wave จ

8 Vp-p

ส

16

รปท 4.2 ทระดบแรงดนกระแสตรง Vcc ท 30 V (โดย CH1:สญญาณขา Gate CH2: Output) กระแส 0.2A

จากรปท 4.2 จะเหนไดวาสญญาณทวดไดจาก output ทแรงดนกระแสตรง Vcc ท30 V มลกษณะนรป sine

รปท 4.

จากรปท 4.3 จะเหนไดวาสญญาณทวดไดจาก output ของวงจร main circuit ทระดบแรงดนระแสตรง Vcc ท 60 V มลกษณะเปนรป sine ทสวย

เป ทสวย

3 ทระดบแรงดนกระแสตรง Vcc ท 60 V (โดย CH1:Output CH2: สญญาณขา Gate) กระแส 0.4A

ก

50 V / DIV Output

2 V / DIV Input

2 V / DIV Input

Output

20 V / DIV

17

CH1:สญญาณขา Gate CH2: Output) กระแส 0.7 A

จากรปท 4.4 จะเหนไดวาสญญาณทวดไดจาก output ของวงจร main circuit ทระดบแรงดนระแสต

รป

จากรปท 4.5 จะเหนไดวาสญญาณทวดจาก output ของวงจร main circuit ทระดบแรงดนระแสตรง Vcc ท 160V มลกษณะเปนรป sine แตยงมความเพยนเลกนอย

รปท 4.4 ทระดบ แรงดนกระแสตรง Vcc ท120 V (โดย

ก รง Vcc ท 120V มลกษณะเปนรป sine แตมความเพยนเลกนอย

100 V / DIV

1 V / DIV Input

Output

100 V / DIV

1 V / DIV Input

Output

ท 4.5 ทระดบแรงดน Vcc ท 160 V (โดย CH1:สญญาณขา Gate CH2: Output) กระแส 1.3 A

ก

18

อตรวจสอบฮารโมนค จากรปท 4.6 แสดงเสนสเปคตรมของสญญาณจากวงจรสรางสญญาณ จะเหนไดวาสญญาณจากวงจร

รางสญญาณม

มของสญญาณท Output เมอปอนแรงดนกระแสตรง Vcc ท 60 V เพอตรวจสอบฮารโมนค

จากร main circuit ยงม

รปท 4.6 แสดงสเปคตรมของสญญาณ ทไดจากไมโครคอนโทรลเลอรเพ

ส harmonic ทตา

10 Hz / DIV 10 dBV / DIV

10 Hz / DIV 10 dBV / DIV

รปท 4.7 แสดงสเปคตร

ปท 4.7 จะเหนไดวาทระดบแรงดนกระแสตรง Vcc ท 60 V สญญาณ output ของวงจร

harmonic อยบาง

19

4.2 สรปผลการทดลอง จากการทดลองจะเหนไดวาสญญาณ Output ของวงจร main circuit ทระดบแรงดน Vcc ตาง ๆ จะ

ลกษณะสญญาณทเปน sine wave โดยเฉพาะทระดบแรงดน Vcc ตา ๆ ท 30 Vและ 60 V สญญาณจะมกษณะเปน pure sine แตเมอแรงดน Vcc สงขนเปน 120 V สญญาณทไดจะเรมมความเพยนเลกนอย ทงนาจเนองมาจากการปรบ voltage bias และการปรบ amplitude ของสญญาณ input ยงไมดเทาทควร แตงสามารถยอมรบได

เมอแรงดน Vcc มขนาดสงกวา 160 V ลกษณะของสญญาณ output จะเรมเพยนมากขนเรอย ๆ นถงทระดบแรงดน ประมาณ 175 V รปของสญญาณจะไมเปนรป Sine และมกระแสไหลสงจนทาให OSFET เกดความเสยหาย

มลอย จM

20

บทท 5 สรปผลการทดลองและขอเสนอแนะ

4.1 สรปผลการทดลอง จากผลการทดลองจะไดวา 1. เนองจากวาใช Microcontroller มาใชในการสรางสญญาณ ซงสญญาณจากตว Microcontroller นนเปนสญญาณดจตอล ซงในการใชงานเราจะใชสญญาณอนาลอกมาคอยควบคมมอสเฟต จงทาใหมความจาเปนในการแปลงสญญาณดจตอลทไดจาก ตว Microcontroller มาเปนสญญาณอนาลอก ซงจะเปนสาเหตของการเกดความเพยนของสญญาณ และสวนวงจรทใชในการแปลงนนสญญาณนนเปนวงจร R to R ladder ซงวงจรดงกลาวอาจมประสทธภาพในการแปลงสญญาณท ดเทาทควร ซงเปนสวนททาใหเกดความเพยนของสญญาณทเราได 2. สญญาณเอาทพททไดมขนาดสงกวาแรงดน ประมาณ 1.136 เทาเนองมาจาก Turn ratio ของหมอแปลง T2 (220V / 250V) จะเหนไดวาความมประส ธของวงจรขยายกาลงแบบ Push-pull แบบคลาส AB นนสงกวา คาเอาทพททไดจากวงจรขยายของเฟสเดม ซ รงดนทสามารถปอนใหแกวงจรแบบ Push-pull ไดคาสงสดท160 V สวนวงจรขยายแบบเดมของเฟสแ รถปอนขนาดแรงดน ใหแกวงจรไดทระดบ120 v 3. เมอเรยบเทยบเสน โครคอนโทรลเลอร(input) บสญญาณ Sine wave ทเอา วาสญญาณ ทไดจากโครคอนโทรลเลอร(input)เลกนอย

กษณะของวงจร Push-pull กบ วงจรเดมของเฟสแรก จะพบวาจานวนอปกรณนมจานวนนอยกวามาก ทาใหสะดวกและงายตอการตรวจสอบและแกไข

อยลง main (push-pull) นนยงมคาทตาอยคอ 160 V ดงนนจะตองปรบปรงให

สามารถเพมขนาดของแรงดนใหมคาทสงขนถงระดบ 220 V เพอใหสามารถจายกาลงใหโหลดสงๆ

ไม

Vcc ทงแ

รกนนสามาสเปรคตรมระหวางสญญาณ Sine wave ทไดจากไมทพท จะพบสญญาณเอาทพทจะม harmonic มากกก

ไม 4. เมอเปรยบเทยบลหรอ Component ตางๆทางไฟฟานวงจร อกเปนการประหยดคาใชจาย 4.2 ปญหาและขอเสนอแนะ ปญหาทเกดขนระหวางทาการทดลองคอการ Oscillate ของสญญาณอนพท กบสญญาณเอาทพท นนงจงไดแกไขโดยส การนาตว Capacitor ขนาด 0.745 uF มาตอครอมระหวางขา Gate และขา Source ของ

MOSFET ทง 2 ตว และตอคาความตาน 150 โอหม อนกรมระหวางขา Gate ของ MOSFET กบ สญญาณอนพท ทาใหสามารถลดการ Oscillate ของอนพท และเอาทพทไดเปนอยางด นอกจากนในการปรบ Voltage-biasแก MOSFET ตองคอนๆปรบทละนอย เนองจากการเพมระดบแรงดนทสงมากเกนไป จะทาใหเกดการไหลกระแสทสงมากซงอาจทาให MOSFET เสยหายได ดงนนในการปรบ Voltage-Bias จงตองปรบใหไดกระแสทมคาตาๆจากนนไปปรบ Amplitude ของ อนพทจนได สญญาณเอาทพททสมบรณ

สงตองทาการปรบปรงใหดขนคอจะตองทาใหมสญญาณรบกวน (noise) และ harmonic ใหนกวาน และมแรงดนทใชปอนใหกบวงจร

21

เอกสารอางอง

ออปแอมป. พมพท หจก. สานกพมพฟสกสเซนเตอร . มงคล ทองสงคราม ,ป 2538, อเลกทรอนกสเบองตน. พมพครงท2. พมพท หจก. ว.เจ. พรนตง

มพท บรษท ซเอดยเคชน จากด

003

1. นรนทร เนาวประทป, 2 เครองเสยงเพาเวอรมอสเฟต. พ3. Advance Engineering Group, อเลกทรอนกสเบองตน. พมพท หจก. สานกพมพฟสกสเซนเตอร 4. ณพงศ สวรรณนพนธ , EE336: Electrical Communications,Lacure5 (25-NOV-2003) Summer2/2การพนหมอแปลง/มอเตอร , ป 2527 พมพครงท 6 ,พมพทหางหนจากด นาอกษรการพมพ

ก-1

ภาคผนวก ก. รปของการทดลองจรง

ก-2

รปท ก.1 แสดงวงจรรวมทงหมดและอปกรณทใชทดลอง

ก-3

วงจรสรางสญญาณ Sine wave ทมความถ 50 Hz โดยทตวบอรดสามารถปรบ voltage-offset และ

ขนาดของสญญาณได

หมอแปลง T1

หมอแปลงทตอจาก Variac ทใชสาหรบปอนแรงดน Vdc ท

สงกวา 60 v

รปท ก.2 แสดงวงอปกรณทใชทดลอง

ก-4

MOSFET ทง 2 ตว

R-volume ทใชในการBias แก MOSFET

2

รปท ก.3 แสดงวงอปกรณทใชทดลอง

หมอแปลง T

ก-5

ข-1

ภาคผนวก ข. โปรแกรมสรางสญญาณ

ข-2

โปรมแกรมสรางสญญาณ Sine wave ความถคงท 50 Hz โดยใชโปรแกรม AVR studio 4 มดงน .include "m32def.inc" .def temp = r16 .def key = r17 .def time1ms = r18 ; Handling All Interrupt Vector .org 0x0000 rjmp _reset .org 0x0004 ; External Interrupt1 Vector Address reti .org 0x0006 ; External Interrupt2 Vector Address reti .org 0x0008 ; Output Compare2 Interrupt Vector Address reti .org 0x000a ; Overflow2 Interrupt Vector Address reti .org 0x000c ; Input Capture1 Interrupt Vector Address reti .org 0x000e ; Output Compare1A Interrupt Vector Address reti .org 0x0010 ; Output Compare1B Interrupt Vector Address reti .org 0x0012 ; Overflow1 Interrupt rjmp _update_sinewave .org 0x0014 ; Output Compare0 Interrupt Vector Address reti .org 0x0018 ; SPI Interrupt Vector Address reti .org 0x001a ; USART Receive Complete Interrupt Vector Address reti .org 0x001c ; USART Data Register Empty Interrupt Vector Address reti .org 0x001e ; USART Transmit Complete Interrupt Vector Address

ข-3

reti .org 0x0020 ; ADC Interrupt Vector Address reti .org 0x0022 ; EEPROM Interrupt Vector Address reti .org 0x0024 ; Analog Comparator Interrupt Vector Address reti .org 0x0026 ; Irq. vector address for Two-Wire Interface reti .org 0x0028 ; Store Program Memory Ready Interrupt Vector Address reti .org 0x0030 sine_str: .DB "Sine Wave", 0x00 ;.org 0x0100 .org 0x0080 sinewave: ; 256 step sinewave table .DB 0x80,0x83,0x86,0x89,0x8c,0x8f,0x92,0x95,0x98,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab,0xae .DB 0xb0,0xb3,0xb6,0xb9,0xbc,0xbf,0xc1,0xc4,0xc7,0xc9,0xcc,0xce,0xd1,0xd3,0xd5,0xd8 .DB 0xda,0xdc,0xde,0xe0,0xe2,0xe4,0xe6,0xe8,0xea,0xec,0xed,0xef,0xf0,0xf2,0xf3,0xf5 .DB 0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfc,0xfd,0xfe,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff .DB 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfe,0xfd,0xfc,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7 .DB 0xf6,0xf5,0xf3,0xf2,0xf0,0xef,0xed,0xec,0xea,0xe8,0xe6,0xe4,0xe2,0xe0,0xde,0xdc .DB 0xda,0xd8,0xd5,0xd3,0xd1,0xce,0xcc,0xc9,0xc7,0xc4,0xc1,0xbf,0xbc,0xb9,0xb6,0xb3 .DB 0xb0,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x98,0x95,0x92,0x8f,0x8c,0x89,0x86,0x83 .DB 0x80,0x7c,0x79,0x76,0x73,0x70,0x6d,0x6a,0x67,0x63,0x60,0x5d,0x5a,0x57,0x54,0x51 .DB 0x4f,0x4c,0x49,0x46,0x43,0x40,0x3e,0x3b,0x38,0x36,0x33,0x31,0x2e,0x2c,0x2a,0x27 .DB 0x25,0x23,0x21,0x1f,0x1d,0x1b,0x19,0x17,0x15,0x13,0x12,0x10,0x0f,0x0d,0x0c,0x0a .DB 0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x03,0x02,0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 .DB 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08 .DB 0x09,0x0a,0x0c,0x0d,0x0f,0x10,0x12,0x13,0x15,0x17,0x19,0x1b,0x1d,0x1f,0x21,0x23 .DB 0x25,0x27,0x2a,0x2c,0x2e,0x31,0x33,0x36,0x38,0x3b,0x3e,0x40,0x43,0x46,0x49,0x4c .DB 0x4f,0x51,0x54,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x67,0x6a,0x6d,0x70,0x73,0x76,0x79,0x7c

ข-4

_reset: cli ; *always* initialize stack pointer ldi temp, LOW(RAMEND) out SPL, temp ldi temp, HIGH(RAMEND) out SPH, temp ; PORT initialization ldi temp, 0xFF out DDRA, temp ldi temp, 0xFF out DDRB, temp ldi temp, 0xFF out DDRC, temp ldi temp, 0x00 out DDRD, temp ; timer 0 init ; prescale:64 ; overflow every 1ms clr temp out TCCR0, temp ldi temp, 0x06 out TCNT0, temp ldi temp, 0xFA out OCR0, temp ; set compare ldi temp, 0x03 out TCCR0, temp ; start timer ; timer 1 init ; prescale:1 ; normal TOP=0xFFFF ; frequency = 50 Hz clr temp

ข-5

out TCCR1B, temp ; timer 1 *STOP* ldi temp, 0xFB ; 11111011 out TCNT1H, temp ldi temp, 0x1E ; 00011110 out TCNT1L, temp ldi temp, 0x00 ; 00000000 out TCCR1A, temp ; Set up timer interupt ldi temp, 0x04 ; 00000101 out TIMSK, temp ; timer 0 ovf, timer 1 ovf ;*************************************** ;** MAIN PROGRAM ** ;*************************************** Main: sei ; initialize "Sine Wave" ldi ZL, LOW(sinewave*2) ldi ZH, HIGH(sinewave*2) ldi temp, 0x01 ; 00000001 out TCCR1B, temp ; start timer 1 _loop: lpm out PORTC, r0 rjmp _loop _update_sinewave: ; update initialize timer 1 ldi temp, 0xFB ; 11111011 out TCNT1H, temp ldi temp, 0x1E ; 00011110 out TCNT1L, temp inc r30 reti

ข-6

แหลงจายไฟความเพยนตาแหลงจายไฟความเพยนตาโดย

1. นาย วชระ มงคลสถตย รหสประจาตว 431866-32. นาย วฒชย นาคศรศล รหสประจาตว 431898-2 อาจารยทปรกษาโครงการ

อาจารย กฤษ เฉยไสย

Low Harmonic Voltage Source

โครงสรางของวงจรโดยรวม

วงจรสรางสญญาณ

Sine wave

วงจรขยาย

Pre-amplifier

วงจรขยาย คลาส AB แบบ

push pull

Output

Load

ลาดบการนาเสนอ1. วงจรสรางสญญาณ sine waveและผลการทดลอง

2. วงจรขยาย Pre-amplifier

3. วงจรขยายคลาส AB แบบ push pull และผลการทดลอง

4. สรปผลการทดลอง

5. ปญหาและขอเสนอแนะ

วงจรสรางสญญาณ Sine wave

Out put

Supply+5V

Port C

Vcc

R-2RLadder

MEGA32

supply +15V-15V

Voltageoff-set

รปท 1 แสดง diagram ของวงจรสรางสญญาณ

วงจรสรางสญญาณ ประกอบไปดวย

1. วงจร power supply + 5V สาหรบจายใหกบ ไมโครคอนโทรลเลอร และ + 15V สาหรบวงจร off set

2. ไมโครคอนโทรลเลอร AVR MEGA 32 เปนตวสรางสญญาณ

3. วงจร R-2R Ladder เพอแปลงสญญาณดจตอลจาก ไมโครคอนโทรลเลอร เปนสญญาณอะนาลอก

4. วงจร off set สาหรบปรบระดบและขนาดของสญญาณ

รปสญญาณทไดจากวงจรสรางสญญาณ

รปสญญาณจากวงจรสรางสญญาณทระดบแรงดน 8 Vp-p ซงมลกษณะเปนรป pure sine

รปแสดงเสนสเปคตรมของสญญาณจาก วงจรสรางสญญาณ ซงมสญญาณรบกวน

ตา

วงจรขยาย Pre-amplifier

TD A 2006

1 uF100V

100k

100k

0.1uF 100uF63V

22uF35V

100k

2.2uF100V

4.7k

1N 4001

150k

1N 4001

2200uF35V

1

0.22uF

+24V

Inpu t

O utpu t1

23

4

5

วงจรขยาย pre-amplifier เปนวงจรขยายเพอเพมกาลงขบใหกบสญญาณจาก วงจร สรางสญญาณ โดยมกาลง 8 W

รปท 2 แสดงวงจรขยาย Pre-amplifier

วงจรขยายคลาส AB แบบ push pullวงจรขยายคลาส AB แบบ push pull มคณสมบตดงน

1. มคณลกษณะอยระหวางคลาส A และ B

2. สามารถลดความเพยนคลอสโอเวอรลงไดมาก

3. มความเพยนตาและประสทธภาพสง

รปแสดงการเกด Crossover distortion

ขอดของวงจรขยายคลาส AB เมอเทยบกบวงจรขยายแบบเดม

1. วงจรขยายคลาส AB มความซบซอนของวงจรนอยกวาแบบเดม2. เนองจากมความซบซอนนอยจงทาใหสามารถตรวจสอบ ปรบปรง

และแกไขไดงาย3. ทาใหประหยดเนองจาก มอปกรณทนามาใชหรอ component ทาง

ไฟฟาทใชนนมจานวนทนอยกวา4. มหลกการของการทางานทเขาใจไดงาย

รปแสดงวงจรขยายคลาส AB แบบ push-pull

T1 T2

M1

M2

1 ohm5W

1 omh5W

+Vcc

Load

R15V50k

220 220 uF63V

10 uF250V

Input

รปท 3 แสดงวงจรขยายคลาส AB แบบ push-pull ทออกแบบ โดยใช MOSFET

วงจรขยายแบบเดม

รปสญญาณทระดบแรงดน Vdc 30 V (โดย CH1:สญญาณขา Gate CH2: Output) กระแส 0.2A

จากรป จะเหนไดวาสญญาณทวดไดจาก output ทแรงดน Vdc 30 V มลกษณะเปนรป sine ทสวย

รปสญญาณทระดบแรงดน Vdc 60 V (โดย CH1:Output CH2: สญญาณขา Gate )กระแส 0.4A

จากรป จะเหนไดวาสญญาณทวดไดจาก output ของวงจร main circuit ทระดบแรงดน Vdc 60 V มลกษณะเปนรป sine ทสวย

รปสญญาณทระดบแรงดน Vdc120 V (โดย CH1:สญญาณขา Gate CH2: Output ) กระแส 0.7 A

จะเหนไดวาสญญาณทวดไดจาก output ของวงจร main circuit ทระดบแรงดน Vdc 120V มลกษณะเปนรป sine แตมความเพยนเลกนอย

รปสญญาณทระดบแรงดน Vdc160 V(โดย CH1:สญญาณขา Gate CH2: Output ) กระแส 1.3 A

จะเหนไดวาสญญาณทวดจาก output ของวงจร main circuit ทระดบแรงดน Vdc 160V มลกษณะเปนรป sine แตยงมความเพยนเลกนอย

รปแสดงสเปคตรมของสญญาณ ทOutput เมอปอนแรงดน Vdc 60 V เพอดฮารโมนค

จะเหนไดวาทระดบแรงดน Vdc 60 V สญญาณ output ของวงจร main circuit ยงม harmonic อยบาง

สรปผลการทดลอง

1. สญญาณเอาทพททไดนนมลกษณะทเปนรป sinusoidal แตยงมความเพยนเลกนอยทระดบแรงดนสงๆ

2. ประสทธของวงจรขยายคลาส AB แบบ Push-pull นนสงเนองจากสญญาณเอาทพทมขนาดใกลเคยงกบแรงดนอนพท (Vcc)

ปญหาและขอเสนอแนะ

ปญหา1. การ Oscillate ของสญญาณอนพท กบสญญาณเอาทพท 2. เมอปรบ voltage off-set สงจะทาใหกระแสทไหลมคาสงทาให MOSFET

เสยหาย3. แรงดนทใชปอนใหกบวงจร main (push-pull) นนยงมคาทตาอยคอ 160 V

ขอเสนอแนะ1. การ Oscillate นนสามารถแกไขไดโดยการนาตว Capacitor ขนาด

0.745 uF มาตอครอมระหวางขา Gate และขา Source ของMOSFET ทง 2 ตว

2. การปรบ Voltage-biasแก MOSFET ตองคอนๆปรบทละนอย เนองจากการเพมระดบแรงดนทสงมากเกนไป จะทาใหเกดการไหลกระแสทสงมากซงอาจทาให MOSFET เสยหาย

3. การปรบ Voltage-Biasตองปรบใหไดกระแสทมคาตาๆกอนและจากนนคอยไปปรบ Amplitude ของ อนพทจนได สญญาณเอาทพททสมบรณ

4. สงตองทาการปรบปรงใหดขนจากครงน คอจะตองทาใหมสญญาณรบกวน และ harmonic ใหนอยลงกวาน และจะตองปรบปรงใหสามารถเพมขนาดของแรงดนใหมคาทสงขนถงระดบ 220 V

รปแสดงวงจรรวมทงหมดและอปกรณทใชทดลอง

Variac ทใชสาหรบปอนแรงดน Vdc ทสงกวา 60 v

วงจรสรางสญญาณ Sine wave

หมอแปลง T1

หมอแปลง T2R-volume ทใชในการBias แก MOSFET

MOSFET ทง 2 ตว

จบการนาเสนอ