ทำไม ? ต้องใส่ R ก่อน ซีเนอร์ไดโอด ด้วย !!

สวัสดีครับ ยินดีต้อนรับทุกท่านเข้าสู่ช่อง ZimZimDIY
สำหรับวันนี้ ผมจะพาเพื่อนๆ ไปดูวงจรง่ายๆวงจรหนึ่ง ซึ่งเป็น วงจร รักษาแรงดันไฟ โดยใช้ ซีเนอร์ไดโอด เป็นหัวใจหลัก
สังเกตุว่า ในวงจรนี้ เราจะใช้ R ค่าคงที่ ต่อร่วมด้วย 1 ตัว
คำถามก็คือ ทำไมเราถึงต้องใช้ R ตัวนี้ แล้ว ถ้าหากมันจำเป็นต้องใช้จริงๆ
เราควรใช้ R ค่าเท่าไหร่
งั้นก่อนอื่นเรามาดูหลักการทำงานของ ซีเนอร์ไดโอดคร่าวๆ กันก่อนนะครับ
ให้เพื่อนๆลองจินตนาการว่า วงจรข้างใน มันเหมือนกับ มีตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ 1 ตัว
โดยภายใน อาจจะ มีโวลต์มิเตอร์ ตัวนึงคอยวัดแรงดัน
เมื่อแรงดันเริ่มแตกต่างนิดๆหน่อยๆ จะมีพนักงาน คอยโยก ค่าความต้านทาน ขึ้นลงๆ อยู่เสมอๆ
เพื่อรักษาแรงดันนั้นไว้
คำถามแรก ก็คือ ทำไมเราถึงต้องใช้ R ตัวนี้ด้วย
คำตอบ ก็ คือ ถ้าผมถอดมันออก ซีเนอร์ไดโอด ก็จะไหม้และขาดในทันที เนื่องจากกระแสจำนวนมาก จากแหล่งจ่าย กระหน่ำเข้าไปที่ซีเนอร์ไดโอด
เพราะฉะนั้น R ตัวนี้ก็คือ R ที่จะดรอปกระแสนั้นเองครับ
คำถามที่ 2 แล้วเราควรใช้ Rค่าเท่าไหร่
ถ้าเราอยากรู้ค่า R เราจะต้อง รู้ค่าตัวแปล ตัวอื่นๆด้วย อย่างเช่น แรงดันของแหล่งจ่าย
สมมุติว่า แรงดันแหล่งจ่ายอยู่ที่ 10V ละกันครับ
ต่อไป แรงดัน output ผมต้องการใช้ ประมาณ 5V
ผมก็เข้าดู Datasheet ของซีเนอร์ได้โอด แล้วก็หาค่าแรงดันที่ใกล้เคียงที่สุดมาใช้ครับ
ผมดูแล้วน่าจะเป็น เบอร์นี้ครับ 1N4733A ที่พิกัดแรงดันอยู่ที่ 5.1V
กระแสทดสอบอยู่ที่ 49mA
ซึ่งแท้ที่จริงแล้ว กระแสสัก ประมาณ 20mA มันก็สามารถทำงานได้ดีแล้วครับ
ส่วน การกระจายพลังงานสูงสุดอยู่ ได้ที่ 1.3W
ตอนนี้ ข้อมูล ของเราก็เพียงพอ ที่จะหาค่าความต้านทาน มาใช้แล้วครับ
เพื่อให้แน่ใจว่า มันจะมีกระแสไฟ มาเลี้ยงไม่เกิน 49 มิลลิแอมป์ผ่าน R ตรงนี้
เริ่มการคำนวณได้ครับ
ก่อนอื่นให้นำแรงดัน แหล่งจ่าย -กับ แรงดัน ซีเนอร์
ก็จะได้แรงดันที่ตกคร่อม R ตัวนี้ 4.9V
ถ้าผมนำแรงดัน 4.9v / 49mA (4.9/0.49) จะเท่ากับ 100โอห์ม พอดี
นี่ก็คือค่าความต้านทาน ที่เราได้จะหามาใส่ครับ
ถ้าแรงดันแหล่งจ่ายเพิ่มขึ้น สมมุติว่าเป็น 12V ที่ R ค่าเดิม ผมจะได้ กระแสเพิ่มขึ้นเป็น 69mA
หากเทียบเป็นพลังงานก็แค่ 0.35W เองครับ ซึ่งห่างไกลจาก maximum 1.3W ที่มันทนได้
และถ้าแรงดันต่ำกว่า 10V ลงมา ผมตีว่าสักประมาณ 8V ผมก็จะได้กระแส ออกมาน้อยหน่อย ประมาณ 29mA ครับ
ซึ่งซีเนอร์ไดโอดก็ยังคงทำงาน ตามปกติดีอยู่
ก็ถือว่ามันเป็นวงจรอัจฉริยะตัวหนึ่ง ที่สามารถเปลี่ยน ความต้านทานภายใน เป็นค่าอะไรก็ได้
เพื่อให้สอดคล้องกับการ รักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ ตามพิกัดแรงดันของตัวเอง
เพราะฉะนั้น โดยปกติแล้ว โหลดที่ต่อ แรงดัน ผ่านซีเนอร์ไดโอดไปใช้งาน มักจะเป็นโหลดที่มีค่าความต้านทานสูง หรือเรียกง่ายๆว่าเป็นโหลดกินกระแสน้อย
อย่างเช่นในวงจร Opamp นั้นเองครับ
สำหรับคลิปนี้ผมขออธิบายไว้เท่านี้ก่อนขอบคุณเพื่อนๆทุกท่านที่ติดตามรับชมครับ