ขออภัยตะกี๊ ข้อความไม่ครบ เผลอกดไปครับ

ระดมสมองครับท่าน
ผลการออกแบบครั้งนี้ จะกลายเป็นทรัพย์สินทางปัญญาของเว็ปฯนี้ครับ
หากทุกท่านมีข้อเสนอแนะประการใด รบกวนช่วยกันแชร์และแนะนำได้เต็มที่เลยนะครับ

แหล่งจ่ายไฟตรง SMPS (Switching mode Power Supply)
เพื่อให้ง่ายต่อความเข้าใจระบบไฟ  ตั้งแต่แบ็ต ถึงการจ่ายเลี้ยงวงจรเพาเวอร์แอ็มป์   ขออนุญาตแบ่งเป็น ๕ ส่วนใหญ่ๆครับ

๑)ส่วนของ วงจรกำเนิดความถี่ และภาคป้องกันต่างๆ
๒)ส่วนของไฟ 12V ก่อนเข้าหม้อแปลง  ประกอบไปด้วยสายแบ็ต ฟิวส์  คาปาซิเตอร์สำรองไฟ ขดลวดกันกวน(โช้ค)
สำหรับส่วนนี้ถือเป็นพื้นฐานที่พบเห็นได้ในเพาเวอร์แอ็มป์รถยนต์ ทั่วไป ...(ต่างกันที่ใหญ่-เล็ก ใส่มาก-ใส่น้อย)
๓)ส่วนของหม้อแปลงสวิทชิ่ง และการขยายกำลังขับหม้อแปลงด้วยมอสเฟ็ท
๔)ส่วนขาออกของหม้อแปลง บริดจ์ไดโอด และฟิลเตอร์คาปาซิเตอร์
๕)ส่วนของการดีคัปปลิ้ง ที่บอร์ดแอ็มป์ และที่เพาเวอร์ทรานซิสเตอร์

เพื่อให้เนื้อหากระชับ ไม่ซ้ำซ้อน  เราจะพูดถึงการออกแบบ ในส่วนสำคัญหลักๆ ข้อ ๓ และ ๔ กันนะครับ
จะได้ตรงประเด็นกับการใช้งานของคนที่ต้องการใช้งานจริงๆนั่นเอง
 
ส่วนข้อ ๑ ๒ และ๕ มีข้อมูลมากมายในหลายกระทู้
และถือเป็นอิสระในการใช้งานของคนทำแอ็มป์ ซึ่งแต่ละท่านห็มีความรู้และข้อมูลกันอยู่แล้ว

ผมเองอาจทำมาบ้างหลายตัว แต่ไฟต่ำครับ  กระแสไม่เคยวัด  กะเอาแบบลูกทุ่งๆ ทั้งนั้นเลย
...แกนที่เคยใช้  3cm - 4.5cm เท่านั้น
...Secondary
...ผมใช้ ลวด(สายไฟทองแดงเคลือบเงิน ฉนวนเทฟล่อน) #18 , #16 , #16x2 , #16x3
...แล้วเดาสุ่มเอาว่า กระแส มันคงได้ 5-7A , 8-10A , 16-20A , 24-30A ตามลำดับ
โวลท์ที่เคยทำใช้ +- 25V  +-35V
ทดสอบโดยปรับโวลท์ที่แหล่งจ่ายไฟตรง 14.5V (จำกัดกระแสไว้ที่ ๑๐ แอ็มป์ จ่ายได้จริง ประมาณ๒๐แอ็มป์)

แต่คราวนี้งานใหญ่ครับ
จะทำให้พี่ผู้ใหญ่ท่านนึง เพื่อนำไปทดสอบครับ

โจทย์ความต้องการคือ   
...คิดที่ที่ไฟแบ็ต 14.4V ตามมาตรฐานสเป็คไฟรถ(เมื่อวิ่งเต็มที่ และระบบไฟสมบูรณ์)
...โวลท์ที่ต้องการ 55-0-55 ถึง 60-0-60V 
....กระแสจ่ายได้ 20A. เต็มๆ
...สามารถขับโหลด ๒ โอห์มได้ (หินกว่าเครื่องบ้าน เพราะโหลดโอห์มต่ำลงกว่าครึ่งนึง) เช่นใช้ดอก 8Ohmsx4 (ขนานกันก็ขับไหว)
จากโจทย์ ผมคิดว่า  ต้องมีคอสเส็ปฯใช้งานจริงที่เผื่อเหนียว  หากใช้อุปกรณ์ดังนี้น่าจะโอเค 


ส่วนที่๔  หม้อแปลงและภาคขาออก

....คิดที่ประมาณ  3V ต่อ ๑ รอบ ไฟ14.4 ก็ประมาณว่า =15V พันไพรมารี่ 5+5 รอบก็แล้วกัน....เพื่อใช้กับความถี่สวิทชิ่ง ระหว่าง 50-100kHz
"""กระแสขาออกขอเผื่อไปอีกหน่อย คือ 20A + 25%-50 %  คือจะใช้ลวด #16 ขนานกัน 4 เส้น พัน 20 + 20รอบ
"""ควรทำเป็น mono block แยกภาคจ่ายไฟข้างละชุดไปเลย โยวางแปะบนฮีทซิ้งค์ขนาด  5"x12"
....ไพรมารี่ เทียบกับเซ็คคั่นดารี่ มีอัตราส่วน 1:4  เท่ากับว่าจะใช้ ลวด #16 ขนานกัน 4 เส้นx4 =16 เส้น พัน5+5 รอบ
....ใช้แกนเฟอไรท์ ที่หาได้บ้านเรา โตสุดคือ 70mm เท่านั้น  เทียบกับความต้องการของเราแล้ว  มันจะพอหรือเปล่า อันนี้น่ากังขา
60-0-60V  20A  30A max = 2400W - 3600Wmax
....เพื่อเป็นการเผื่อเหนียว และเพื่อความสบายใจ (ของคนทำด้วยครับ เฮ่ๆๆ)  ผมจึงคิดว่า จะออกแบบใช้หม้อแปลงใช้แกน 70mm ๒ลูก
....แยกมาพันครึ่งนึง คือ ขาออก #16 ขนานกัน 2 เส้น พัน 20 + 20รอบ  ขาเข้า#16 ขนานกัน 2 เส้นx4 =8 เส้น พัน5+5 รอบ
....ขาออก ใช้ไดโอด 30A 200V ต่อลวด ๑ ชุด 
....เท่ากับว่า หม้อแปลง ๑ลูก ใช้บริดจ์ 30A 2ชุด  รวม ๔ ชุดต่อข้าง
....หลังจากไฟผ่านวงจรบริดจ์มาแล้ว สามารถขนานกันได้เลย  เท่ากับว่า ขาออกลวด#16x4 เส้น ผ่านบริดจ์ไดโอด 120A นั่นเอง

ส่วนที่ ๓ กลุ่มของมอสเฟ็ทภาคขับไพรมารี่ ใช้กี่คู่  ต่ออย่างไร เพื่ออะไร (ผมลองคำนวณดูแบบลูกทุ่งๆครับ)
....ใช้ลวด #16 ซึ่งถือว่าโตมาก  และเพื่อให้มันรองรับกระแส 8-10A ต่อเส้น
....กำลังที่ต้องการ สูงสุด ไพรมารี่ =3600W max / 14.4V = ประมาณ 250 A. max
....แต่เนื่องจากลวดมันโต #16 ขดไพรมารี่ ของหม้อแปลงรวมทั้งสองลูกคือ 16+16=32 เส้น
เทยบกับกระแสสูงสุดแล้ว...ลวดที่ใช้ เหลือๆแน่นอน ประกันได้ว่า มันจะไม่อั้นที่หม้อแปลงเด็ดขาด
....มอสเฟ็ทใช้ IRF3205  55V 190W 110A Rds on =0.008 Ohms(ผมลองทำเล่นเองแล้ว ที่บ้านการใช้มอสเฟ็ทยุคใหม่  มอสเฟ็ทร้อนน้อยกว่าแอ็มป์จริงๆ เทียบกับแอ็มป์รถชื่อดังที่เขาทำขาย ใช้มอสเฟ็ทยุคเก่า Rds On สูง  1-3คู่ หรือแอ็มป์ยุคเก่า ใช้มอสเฟ็ท 6 คู่ แต่กระแสต่ำ วัตต์ต่ำRds On สูงมาก)
....คิดที่กระแส 10A x Rds 0.008 Ohms = 0.08V คือแรงดันตกคร่อมมอสเฟ็ทตอนนำกระแส
....กำลังสูญเสียที่มอสเฟ็ทตอนนำกระแส  0.08V x10A = 0.8W ...เอกำลังสูญเสียมันไม่มากมายอะไรเลย
ใช้มอสเฟ็ท 1ตัว ต่อลวดขาเข้า 1เส้นก็น่าจะเพียงพอ 
....หม้อแปลง 1 ตัวใช้มอสเฟ็ท 16 ตัว  ทั้งหมด ต่อข้างก็ 32 ตัว หรือุ 16 คู่
....อย่างไรก็ตาม ผมทำการต่อแบบฮาร์ดไวร์ ขาชนขา สายพันขา  "ต้องการความแข็งแรงในการเชื่อมต่อ  ตลอดจนต้องการให้มอสเฟ็ทร้อนน้อยที่สุด สูญเสียกำลังในรูปของพลังงานความร้อนน้อยที่สุด" ถ้าจะใช้มอสเฟ็ท 2 ตัวต่อลวด 1 เส้น เป็นการเผื่อเหนียว ที่ดีกว่าไหม(สิ้นเปลือง หรือเวอร์ อันนี้ใช่แน่นอน แต่ถ้ามองถึงคุณภาพ ความอึด กับค่าอุปกรณ์ที่จ่ายเพิ่ม ถือว่าคุ้มค่ามาก)...อันนี้เชิญคอมเม้นท์กันได้เลยครับ
....การที่ใช้มอสเฟ็ทหลายคู่ 8pairs or 16pairs ค่าความเป็นตัวเก็บประจุแฝง C input ของมอสเฟ็ทรวมกันแล้ว จะสูงมาก เกินหมื่น Pf เกิน 10nF ไปไกล
ดังนั้น ภาคขับมอสเฟ็ท ต้องจ่ายกระแสได้แยะๆ จึงจะปลอดภัย
....ถ้าผมใช้ไอซี 3525 ซึ่งสเป็คบอกว่า 400 mA maxก็จริง แต่ถ้าเอามาขับโหลดที่มีค่าความจุแฝงแยะขนาดนี้ มีสิทธิ์เดี้ยงแน่ๆ
....การใช้ทรานซิสเตอร์ สวิทชิ่ง วัตต์สูง ความเร็วสูงเข้ามาช่วย จึงเป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
...งานนี้ BD139/BD140 ไม่เพียงพอซะแล้ว  อาจต้องใช้ตัวที่หญ่กว่านี้แทนครับ ความถี่ก็คง 50MHz ขึ้นไป (ดาร์ลิงตั้น กระแสสูงจริง แต่เกรงว่ามันจะไม่สวิทช์ได้เร็วพอกับความต้องการ)
   

ไอเดียเบื้องต้นครับ


เชิญทุกท่านร่วมแชร์ได้เลยครับผม

ผมทำได้แค่15แอมป์ กินแบตไป120แอมป์ ลวดร้อนถึงขนาดตะกั่วละลาย แต่เฟทไม่ร้อน ใช้เฟท200แอมป์สี่คู่ แต่ความถี่ไม่สูง ถ้าใช้ความถี่สูงกินแบตจะน้อยกว่านี้ ถ้าจะเอา20แอมป์ คงต้องใช้แบต ดิปไซเคิลครับ แบตรถยนต์ทั่วไปไม่ไหวแน่ ไอซีที่ใช้ทำก็มีหลาบเบอร์ อยู่ที่จะออกแบบยังไง คงต้องใส่วงจรไฟต่ำตัดด้วยครับ จะใช้431 หรือ อ๊อปแอมป์เป็นตัวตรวจสอบก็ได้ แม้แต่ SCR ก็ยังใช้ได้ ถ้าจะเอาโปรเทคกระแสเกิน ก็ใช้แรงตกคร่อมของรีซิสเตอร์เป็นสัญญาน FB มาสั่งทรานซิสเตอร์ให้ไอซีหยุดทำงาน หม้อแปลง ถ้าความถี่ไม่สูงมากใช้แบบทรอลอยก็ได้ หรือใช้แกน ETD ถ้าความถี่สูงมากๆก็ใช้แกน ETD แต่เวลาประกบกันตรงกลางแกนจะต้องมีแกป(ภาษาชาวบ้านเรียกว่าช่องไฟ) งั้นแกนจะร้อนครับ ใช้สองแกนให้ขยายกินข้างละฝั่งก็ได้ OSC จะใช้ชุดเดียวหรือสองชุดก็ได้ครับ เมื่อก่อนผมบ้าเครื่องเสียงยิ่งกว่านี้อีก เก็บประสบการณ์ไว้นิดหน่อยเองครับ

สอบถามครับว่าวงจรในรูปใช้งานได้จริงหรือปล่าวครับ ขอรูปวงจรแบบครบๆ หน่อยได้ปล่าวครับ

อัพเดทช้าไปหน่อย ไม่ทันใจวัยรุ่น (แต่ช้าๆได้พร้าเล่มงามครับ  )

ลองเขียนผังอย่างง่ายออกมาได้ประมาณนี้

โดยในผังแสดงวงจรล่าสุดตามที่คุณกอล์ฟกล่าวไว้ว่า หากไดรฟ์ด้วยหม้อแปลงเล็กๆคงจะตัดปัญหาเรื่องการขับไม่ไหวออกไป

กรณีนี้ไอซี3525ก็สามารถขับมอสเฟ็ท คู่แรกได้โดยตรงเลย (เช่น IRFZ44)
หม้อแปลงใช้แกนโตซัก 2-3ซม  ลวดก็ เบอร์ 24SWG ,22SWG  ขาเข้าขาออก พันรอบเท่ากัน 6+6
แล้วเอาไปไดรฟ์ มอสเฟ็ทขาออก ทั้ง๘คู่ (เช่น IRF3205)
หม้อแปลงขาออก พันขาเข้า 5+5 ขาออก 20+20รอบ หรือ 22+22รอบ แล้วแต่โวลท์ที่ต้องการ

ส่วนแกนก็เลือกเอาว่า จะใช้ 7cm ซ้อนกัน แล้วพันลูกเดียวเลย (คงใหญ่ หนัก และหนาพิลึก)
หรือไม่ก็ใช้7cmสองแกน พัน5 รอบ ออก 20รอบ หรือ 22รอบ   สองตัวพันเหมือนกัน แล้วใช้ ซีกละตัว

เชิญทุกท่านร่วมแสดงความเห็นกันต่อครับ

วงจรที่ให้ดูตรงไดร์เฟตมี่ปัญหานะครับตรงซิเนอร์นะครับ  หรือว่าเป็นแนวทาง ไงก็ขอบคุณครับ

ผมกำลังทำ  dc to dc ขนาด 500w ความถี่ 50k  อยู่เหมือนกันครับ สอบถามหน่อยครับ ว่า R C สนับเบอร์ ที่ทางด้านขด primary ของหม้อแปลงจำเป็นต้องใส่ไหม แล้วมีวิธีคำนวนอย่าง ไรครับ ขอบคุณล่วงหน้าเลยครับ