การสร้างแหล่งจ่ายไฟฟ้าแรงดันสูงจากหม้อแปลงฟลายแบคสำเร็จรูป High Voltage Power Supply from Commercial Flyback Transformer

Main Article Content

อาทิตย์ ยาวุฑฒิ
พิสิษฐ์ วิมลธนสิทธิ์

Abstract

บทคัดย่อ

บทความนี้ได้นำเสนอวิธีการสร้างไฟฟ้าแรงดันสูงระหว่าง 3 – 27 kV ด้วยหม้อแปลงฟลายแบคสำเร็จรูป สำหรับการประยุกต์ใช้ไฟฟ้าแรงดันสูงกระแสต่ำ วิธีการสร้างไฟฟ้าแรงดันสูงด้วยหม้อแปลงฟลายแบคที่นำเสนอนี้มีการใช้วงจรควบคุมแบบลูปเปิดเพื่อให้ได้ไฟฟ้าแรงดันสูงคงที่โดยที่กระแสใช้งานเปลี่ยนแปลงไปตามเงื่อนไขภาวะโหลดทางไฟฟ้าและมีการใช้วงจรควบคุมแบบลูปปิดที่มีการตรวจสอบกระแสดีสชาร์จกลับมาช่วยกำหนดการสร้างสัญญาณ PWM เพื่อใช้สำหรับงานที่ต้องการควบคุมการปล่อยประจุไฟฟ้าแรงดันสูงให้คงที่ มีการควบคุมสวิตช์นำกระแสขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงฟลายแบคอย่างง่าย มีการสร้างสัญญาณ PWM ด้วยไอซีสำเร็จรูป NE555 และ TL494 นอกจากนี้ยังมีการใช้วงจรไอซี TLP250 สำหรับขยายสัญญาณขับเกต มีการใช้ไอซีออปแอมป์ LM741 ทำหน้าที่แปลงและขยายกระแสดีสชาร์จเป็นสัญญาณแรงดันเพื่อควบคุมการสร้างสัญญาณ PWM ร่วมกับไอซี UC3842 ในการควบคุมแบบลูปปิด ผลการทดสอบการสร้างไฟฟ้าแรงดันสูงแบบต่าง ๆ พบว่าแต่ละวิธีสามารถสร้างไฟฟ้าแรงดันสูงได้จริงและยังแสดงให้เห็นถึงคุณลักษณะไม่เป็นเชิงเส้นของไฟฟ้าแรงดันสูงที่ได้ต่อความถี่ที่เปลี่ยนแปลง ผลการตรวจสอบกำลังทางไฟฟ้าของหม้อแปลงฟลายแบคสำเร็จรูป พบว่ามีค่าประมาณ 20 W


 


คำสำคัญ: หม้อแปลงฟลายแบค ไฟฟ้าแรงดันสูง การควบคุมแบบลูปเปิด การควบคุมแบบลูปปิด


 


Abstract


     This paper presents a method for generating a high voltage between 3 – 27 kV from a commercial flyback transformer. It’s useful in high voltage fields such as ionization or plasma applications. This high voltage generation method has consisted of an open-loop control that depends on the electric load and closed-loop control for setting a discharge current constantly. The high voltage is generated from the conventional switch circuit and use a PWM control signal from NE555 and TL494 controller. In addition, it had a gate drive circuit from the TLP250 controller. The LM741 is used for converting and amplify a discharge current to voltage signal for closed-loop control by UC3842 controller. The results show that every method can generate a high voltage and show the nonlinear characteristic between high voltage output and frequency changes. The electrical power of the commercial flyback transformer has about 20 W.


 


Keywords: Flyback transformer, high voltage electrical, open loop control, closed loop control.

Article Details

Section
Articles

References

[1] Chatchai S, Boonme T, Danai P, and Nattapong P. Design and Development of the Corona Discharge Generator for Waste Water Treatment. Electrical Engineering Network 5th. 2013 (in Thai)
[2] Artit Y, Panich I, and Wisut A. Design and Development of High Voltage Generator for the Electrostatic Precipitator, MFU Academic ChiangRai. 2010 (in Thai)
[3] Artit Y, Visut A, Suttichai P, and Panich I. The Low Cost of High Voltage Pulse Electric Field Generator for Electrostatic Work Application. Academic Conference "Science Research" 3th. Phitsanulok Province. 2011 (in Thai)
[4] HR Series. Flyback Transformer. [cited 2017 Jun 18]; Available from: http://www.donberg.ie
[5] Weerachat K, and Woothipol T. Power Electronic. V J Printing. ISBN 974-92440-9-5. 6th. 2007 (in Thai)
[6] Daniel M. M., DC-DC Switching Regulator Analysis. McGraw-Hill. Inc. United States of America. 1988.
[7] Simon S. A., Power Switching Converters. Marcel Dekker. Inc. New York. 1995.
[8]Supachai H, and Chanin B. The Comparison of Flyback Converter Circuit in CCM and DCM. Lat Krabang Academic. 20th. 2003. Vol. 1 (in Thai)
[9] Sung-Soo H. Sang-Keun J. Young-Jin J. and Chung-Wook R., Analysis and Design of a High Voltage Flyback Converter with Resonant Elements. Journal of Power Electronics. 2010. Vol. 10. No. 2. 107-114.
[10] Timer IC555. Timer and Pulse Wave Generator. [cited 2017 Jun 18]; Available from: https://en.wikipedia.org
[11] TLP250. Photocoupler. TOSHIBA. [cited 2017 Jun 18]; Available from: https://toshiba.semicon-storage.com
[12] TL494. Switch Mode Pulse Width Modulation Control Circuit. ON Semiconductor. [cited 2017 Jun 18]; Available from: http://onsemi.com
[13] LM741. Operational Amplifier. Texas Instruments. [cited 2017 Jun 18]; Available from: www.ti.com
[14]UC3842, Current Mode PWM Controller. Texas Instrument. [cited 2017 Jun 18]; Available from: www.ti.com