๙ กุมภาพันธ์ ๒๕๕๔

การขนานไอซีเร็กกูเลทตระกูล 78xx

วงจรจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงชนิดแรงดันคงที่-กระแสสูง มักจะใช้ตัวทรานซิสเตอร์ในการขับจ่ายกระแสให้กับโหลด แต่วงจรที่ใช้ทรานซิสเตอร์นั้นไม่สามารถป้องกันอุณหภูมิเกิน ป้องกันกระแสเกิน หรือป้องกันแรงดันเกิน(ได้บางกรณี) หรือป้องกันการช็อตเซอร์กิตที่เอ๊าท์พุต ได้ (ถาหากเราจะใส่วงจรเหล่านี้เข้าไป ก็จะต้องเพิ่มวงจรและอุปกรณ์เข้าไปอีก) แต่ที่ว่ามาทั้งหมด เจ้าไอซีเร็กกูเลท (IC Regulate) ตระกูล 78xx , 79xx มีอยู่ภายพร้อมสรรพ แถมมีให้ต่อใช้งานเพียงสามขาเท่านั้น ทำให้ต่อใช้งานได้ง่ายมาก แต่ข้อเสียของไอซีเร็กกูเลทคือจ่ายกระแสให้กับโหลดได้สูงสุดเพียง 1.5 แอมป์เท่านั้น (เอากันจริง ๆ ได้ซัก 1.0 แอมป์ก็ดีโขแล้ว) ฉะนั้นหากเราต้องการให้ไอซีเร็กกูเลทสามารถจ่ายกระแสได้สุง ๆ ก็ต้องเอาเจ้าไอซีเร็กกูเลทมาต่อขนานกันหลาย ๆ ตัว เราก็จะได้วงจรจ่ายแรงดันคงที่ ที่สามารถจ่ายกระแสได้สุง ๆ แถวยังได้สรรพคุณใน ป้องกันต่าง ๆ ครบครันอีกด้วย


 
ภาพซ้าย เป็นตัวไอซีเร็กกูเลทและตำแหน่งขาทั้งสาม


ภาพทางขวามือ เป็นวงจรภายในของไอซีเร็กกูเลท 
เบอร์ 78xx ของ บ. National Semiconductor
   
    

การนำไอซีเร็กกูเลทมาขนานกันนั้นเค้าห้ามมากันตั้งแต่โบราณ (เมื่อยี่สิบกว่าปีที่ผ่านมา) เค้าบอกเพียงว่าจะทำให้แรงดันตก และไอซีร้อน แถมจ่ายกระแสได้น้อยกว่าที่ควรจะเป็นด้วย.... เมื่อปี พ.ศ. 2536 ผมได้ทำการพิสูจน์และแก้ปัญหามาแล้ว แต่สมัยนั้นอินเตอร์เน็ตและกล้องถ่ายภาพดิจิตอลยังไม่เกิดเลยกระมัง... มาวันนี้ผมเลยเอาไอซีเร็กกูเลทมาทำการทดลองอีกครั้งเพื่อจะเอาสิ่งที่ผมได้ทดลองเมื่อหลายปีก่อนมานำเสนอให้ได้ชมกันครับ...

วงจรที่ได้ทำการทดลองครั้งที่ 1 โดยการต่อไอซัเร็กกูเลทเบอร์ 7812 จำนวนสองตัวขนานกันโดยตรง
และเพื่อเป็นการทดลอง จึงต่อแอมป์มิเตอร์ทำการวัดกระแสจำนวนสามเครื่องคือ (1) วัดกระแสจากไอซีตัวแรกจ่ายโหลด(ตัวบน)
(2) วัดกระแสจากไอซีตัวที่สองจ่ายโหลด(ตัวล่าง) และ (3) วัดกระแสรวมที่ไอซีทั้งสองตัวร่วมกันจ่ายโหลด



ต่อกันแบบนี้
สายสีเหลือง คือไฟบวกมาจากแหล่งจ่ายไฟ จ่ายให้ไอซีทั้งสองตัว
สายสีฟ้า เป็นไฟลบมาจากแหล่งจ่าย ต่อให้ไอซีทั้งสองตัว และต่อผ่านไปยังโหลด
สายสีแดง ต่อออกจากไอซีไปจ่ายโหลด ผ่านแอมป์มิเตอร์


เริ่มทดลองโดยให้ไอซีตัวบนตัวเดียวทำการจ่ายโหลดก่อน 
จะเห็นว่าโหลดกินกระแส 0.552 Amp  ซึ่งจ่ายมาจากไอซีตัวบน
การทดลองนี้ผมใช้หลอดไฟท้ายของรถมอเตอร์ไซต์มาต่อเป็นโหลด


จากนั้นต่อให้ไอซีตัวล่างทำการจ่ายโหลดตัวเดียวบ้าง
จะเห็นว่าโหลดกินกระแส 0.553 Amp  ซึ่งจ่ายมาจากไอซีตัวล่าง
 
(พอจะเดาออกว่าไอซีตัวล่างจ่ายแรงดันออกมามากกว่าไอซีตัวบนอยู่เล็กน้อย เพราะโหลดตัวเดิมแต่กระแสเพิ่มขึ้น)


จากนั้นต่อวงจรให้ไอซีทั้งสองตัวร่วมกันจ่ายโหลด
ปรากฏว่าโหลดกินกระแส 0.553 Amp
(เครื่องวัดตัวขวามือ) , ไอซีตัวบนจ่ายกระแส -0.008 Amp , ไอซีตัวล่างจ่ายกระแส 0.561Amp

สรุปการทดลองวงจรที่ 1 คือ

จากค่ากระแสที่วัดได้จะเห็นว่าไอซีตัวล่างจ่ายกระแสออกมามากกว่าที่โหลดต้องการนั่นก็คือไอซีตัวล่างต้องจ่ายกระแสออกมาให้กับโหลด 0.553 Amp แล้วยังต้องจ่ายกระแสย้อนกลับไปให้ไอซีตัวบนอีก 0.008 Amp

นั่นหมายถึงไอซีตัวบนที่เราต่อขนานเข้าไป แทนที่จะร่วมกันจ่ายกระแสออกมาให้กับโหลด กลับกลายเป็นว่ามันทำตัวเป็นโหลดเสียเอง ทำให้ภาระการจ่ายกระแสตกอยู่กับไอซีตัวล่างตัวเดียว เมื่อเป็นอย่างนี้แล้วผมว่าใช้ไอซีตัวเดียวเสียยังดีกว่า...


แต่เหตุที่เราอยากจะขนานไอซีเร็กกูเลทก็เพื่อที่จะต้องการเพิ่มกระแสให้กับโหลด
แต่ถ้ามันเกิดเหตุแบบข้างบนเสียแล้ว กลายเป็นว่าได้ไม่เท่าเสีย

มาดูวิธีการแก้ปัญหาที่เกิดจากวงจรข้างบน คือให้นำตัวต้านทานค่าต่ำ ๆ มาต่อที่าออกของไอซีทั้งสองตัว ตามวงจรข้างล่างนี้
ในวงจรนี้ผมต่อตัวต้านทานค่า
0.2 โอห์มเพิ่มเข้าไป (รื้อลิ้นชักมาได้ต่ำ่สุดแค่ 0.2 โอห์ม ถ้ามี 0.1 โอห์ม จะดีกว่า)


การต่อของจริง (เป็นวงจรที่ต่อเพื่อการทดลอง จึงไม่ได้ประดิษฐ์ประดอยให้สวย)


ต่อวงจรให้ไอซีทั้งสองตัวทำการจ่ายกระแสให้โหลด
ปรากฏว่าโหลดกินกระแส 0.553 Amp , โดยที่ไอซีตัวบนจ่ายกระแสไปให้โหลด  0.195 Amp , และไอซีตัวล่างจ่ายกระแสไปให้โหลด 0.358 Amp


สรุปการทดลองวงจรที่ 2 คือ

จากค่ากระแสที่วัดได้จะเห็นว่าไอซีทั้งสองตัวร่วมกันจ่ายกระแสให้โหลด ถึงแม้ว่าจะจ่ายออกมาไม่เท่ากัน
แต่ก็ไม่ได้ทำตัวเป็นโหลดอย่างเช่นวงจรการทดลองที่ 1

 

ดังนั้นผมแนะนำว่าการจะนำเอาไอซีเร็กกูเลทมาทำการขนานกันนั้นย่อมทำได้ แต่จะต้อง
ต่อตัวต้านทานค่าต่ำๆ สัก 0.1 โอห์ม จากขาเอ๊าท์พุตของไอซี ก่อนที่จะเอาไปขนานกัน
(เหมือนวงจรการทดลองที่ 2) ทีนี้ถ้าเราจะขนานกันมากกว่าสองตัวก็ย่อมทำได้เสมอ


ส่วนอันนี้เป็นการขนานไอซีเร็กกูเลทเบอร์ 7808 ซึ่งผมเขียนวงจรให้ HS4CHS เมื่อ 11 สิงหาคม 2547

และด้านล่างนี้ ผมขนานไอซีเร็กกูเลทเพื่อใส่ชุดรีพีทเตอร์ขนาดเล็ก (ใช้เครื่อง IC-2N)
เมื่อ พ.ศ.2539 และได้ถ่ายภาพให้  HS4CHS เมื่อ 11 สิงหาคม 2547