เทียบกันชัดๆ...!! วงจรลดแรงดันไฟฟ้า DC ตัวไหน..ให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่า..??

📌ลิงค์ ซื้อโมดูลลดแรงดัน Buck
Shopee 👉https://shp.ee/823i2ts
Lazada 👉https://bit.ly/3rsBXMp

สวัสดีครับ ยินดีต้อนรับทุกท่านเข้าสู่ช่อง ZimZimDIY
สำหรับวันนี้ ผมจะพาเพื่อนๆมาเปรียบเทียบ อุปกรณ์ลดแรงดันไฟฟ้า DC to DC กันนะครับ
ซึ่งผมจะหยิบยกตัว มา 2 ตัวอย่าง ซึ่งเป็นวิธีที่ หลายๆท่านเนี้ยะ นิยมใช้กันอยู่ครับ

ตัวแรกก็จะเป็น IC7805
IC ตัวนี้ ทำหน้าที่ ลดแรงดันไฟ DC จาก Input แรงดันเริ่มต้นที่ 7V ไปจนถึงประมาณ 30V แล้วแต่รุ่น อีกทีหนึ่ง
และมัน ก็ลดแรงดัน OutPut ลงมาที่ 5V กระแสสูงสุดที่โหลด ดึงไปใช้งาน ประมาณ 1.5A พร้อมติดซิงค์ระบายความร้อน
ซึ่ง IC ตัวนี้จัดอยู่ ในประเภทของ Linear ครับ

ตัวที่ 2 ก็จะเป็น IC2596 เป็น IC 5ขา Step-Down เป็น IC ตะกูล ลดแรงดันเช่นกัน
สามารถรับแรงดันInput ได้ตั้งแต่ 6V จนไปถึงประมาณ 45V ส่วน output แรงดัน ที่ออกมา ก็สามารถปรับให้มันลดลงเหลือ 5V ได้
แต่ต้องต่ออุปกรณ์เพิ่มเติม เช่นใส่ R 2 ตัว เหลือทำเป็น วงจรแบ่งแรงดัน และวงจรนี้ ให้กระแสสูงสุดที่ 3A แต่ก็เกิดความร้อนมหาศาล

ตัวมันเองเรียกอีกอย่างก็คือ BuckConvertor ก็ได้ครับ
จัดอยู่ในประเภทของ Switch-mode

ที่จริง ในประเภทของ Switch-mode มันก็ยังสามารถแบ่งย่อยลงมาได้อีก หลากหลายตัวเลยครับ
Buck , Boost , inverthing Buck-boost , Non-inerthing Buck - boost
cuk , SEPIC , ZETA , Split-Pi , Charge pump

แต่วันนี้ จะพูดถึงเฉพาะ Buck เพัยงเท่านั้น
และไอซีที่ผมพูดถึง ทั้ง 2 ประเภท มันก็จัดอยู่ในหมวดหลัก ของ Non-isolated DC power suppiles อีกทีหนึ่ง

แล้ว Non-isolate คืออะไร ถ้าให้พูดง่ายๆก็คือ เป็นวงจรที่ไม่ได้แยกสัญญาณ INPUT กับ OUTput ออกจากกัน
เขายังคง ใช้เป็นพวก กราวด์ ร่วมกันอยู่ เพราะฉะนั้นบางทีสัญญาณรบกวน อาจจะทะลุผ่านเข้ามาได้
เดี๋ยวเรื่องนี้ผมจะพูด อีกที ในภายหลังละกันครับ

เรามาดูตัวแรกกันครับ
สำหรับการต่อใช้งานไอซี 7805 การต่อใข้งาน มันก็ง่ายมากๆเลยครับ ตัวมันเองจะมี 3 ขา
ขาแรกจะเป็น input ขา 2 จะเป็น Gnd ขา3 จะเป็น Output ต่อแบบ นี้ก็สามารถ ลดแรงดันได้แล้ว
ที่เหลือ ก็จะเป็น อุปกรณ์เสริม
ผมจะต่อ C สำรองไฟสักตัวหนึ่งค่า 2200 uF โดยต่อคร่อม ขา input กับ GND
และก็ต่อ C อีกตัวหนึ่งค่าที่น้อยกว่า 1000 uF ต่อคร่อม ขา Output กับ GND
โดยมี C 0.1 uF อีกตัวหนึ่งต่อ ป้องกัน ความถี่สูงเข้ามารบกวน แล้วก็ เพิ่มไดโอดกันไฟย้อนอีกตัวหนึ่งครับ
นี่ครับวงจรจริง ผมก็จะมีไดโอด ปองกันไฟย้อนอีก 1 ตัว

สังเกตุว่าผม
สามารถต่อใช้งาน ที่ แรงดัน Input ที่ 10V และ Output ของมัน ก็ออกมาที่ 5V ได้ปกติ เลยครับ
Input ที่ 15V Output ก็ยัง ออกมาที่ 5V ปกติ
และ Input ที่ 20V Output ก็ยังคงออกมา 5V เหมือนเดิมครับ

แต่ถ้ามีโหลดมาต่อ แล้วเรามาจับดูที่ตัวมัน ก็จะมีความร้อนสะสมเกิดขึ้นได้ครับ
ซึ่งเป็นปกติ ของ IC ตัวนี้


ส่วน IC2596 ผมได้ซื้อเป็นวงจร BuckConverter สำเร็จรูปเอาไว้เรียบร้อยแล้วครับ
ก็สามารถ ทำงานได้ดีเช่นเดียวกัน ที่แรงดันไฟ Input ในช่วงๆ ต่างๆ
และภายในโมดูลเอง ก็มีหน้าจอ แสดงผล แรงดันไฟขาออก และ แสดงผล แรงดันไฟอินพุต ได้ด้วย
จับดูก็ไม่ได้เกิดความร้อนอะไรมากมาย ครับ

หลักการทำงานของ IC7805 มันเป็นวงจร ลิเนียร์ใช่ไหมครับ
แรงดันส่วนเกินมันก็จะตกคร่อม กลายเป็น ความร้อน ออกมาที่ตัวมัน
ยิ่งมีช่วงแรงดันที่แตกต่างกันมาก หรือ ว่าโหลดดึงกระแสไปกินมาก ความร้อนที่ตกคร่อมก็จะยิ่งมาก ตามครับ
สังเกตุว่า กระแส output จะไม่มากไปกว่า

ส่วน Buck
จะใช้หลักการสวิตซ์ ด้วยสัญญาณ พัลส์ ผ่าน มอสเฟต ที่อยู่ข้างในตัวไอซี แล้วมา ชนกับ ตัวเหนี่ยวนำ ได้แรงดันเฉลี่ยออกมา
ถ้าแรงดัน Output สูงผิดปกติ หรือ แรงดันตกลงมาอย่างน่าใจหาย มัน ก็ สามารถ มอดูเลตความกว้างของพัลส์ ได้เองโดยที่เราไม่ต้องทำอะไร
ถ้าใช้ กระแส หรือ แรงดันไกล้กับค่า Maximum ตัวไอซีก็อาจจะร้อนได้เหมือนกันครับ
ทีนี้ผมจะทดสอบโหด โดยการต่อโหลดเป็น R กระเบื้อง ค่าความต้านทานต่ำ
ผมจะให้มันกินกระแสราวๆประมาณ 1.7A - 1.8A เรามาดูประสิทธิภาพของวงจรทั้ง 2 กันครับ

วงจร Buck Ouput กินกระแส ที่ 1.76 A แรงดัน input ที่ใช้ไป 13.50V กระแส 0.92A แรงดัน Ouput ก็ได้ที่ 5V ครับ
จับดูไอซีก็มีความร้อนเพิ่มขึ้นมาครับ จับดูที่โหลด ปรากฎว่า โหลดร้อนมากครับ

ส่วน วงจร 7805 ใส่โหลดเข้าไป ปรากฎว่า แรงดัน Output ที่ออกมาได้ต่ำกว่า 1V ส่วนกระแสแทบที่จะไม่ไหล
เพราะฉะนั้นต้องเพิ่มฮีสซิง ระบายความร้อน เข้าไปครับ ทีนี้ป้อนไฟเข้าไปใหม่
พบว่า มีโหลดดึงกระแสประมาณ 1.68A แรงดัน input ผมใช่ไป 13.50V กระแส 1.76A แรงดัน Output 5.01 V
จับดูที่ ซิงค์ตรงไอซีแปะ ปรากฎว่าร้อน
จับดูที่ตัวไอซีไม่ต้องพูดถึงครับ ร้อนจี๋เลย

ถ้าเรานำ ตัวเลขที่ได้มาวัดในเรื่องประสิทธิภาพ วงจร 7805 ที่เป็นแบบ ลิเนียร์ จะให้ประสิทธิภาพ ประมาณ 35.%
สาวน IC 2596 ที่เป็นแบบ Buck จะให้ประสิทธิภาพ ประมาณ 70.18%

ก็ถือว่า การลดแรงดันด้วย BuckConverter ให้ประสิทธิภาพที่ ดีกว่าค่อนข้างมาก
ถ้าหากเพื่อนๆ ต้องการโมดูล ลดแรงดันตัวนี้เดี๋ยวผมจะใส่ลิงค์ไว้ ใต้คลิปให้นะครั
สำหรับคลิปนนี้ผมขออธิบายไว้เท่านี้ก่อน
ขอบคุณเพื่อนๆทุกท่านที่ติดตามรับชมครับ