เปรียบเทียบประสิทธิภาพการส่งกำลังไฟฟ้าระหว่างหม้อแปลงแกนอากาศและหม้อแปลงแกนเหล็ก

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้นำเสนอการจำลอง (Simulation) และทดลอง (Experimental) ของวงจรขยายสัญญาณคลาสอี (Class-E Power Amplifier) ซึ่งวงจรขยายสัญญาณคลาสอีจะถูกออกแบบใช้ในงานวงจรความถี่สูงที่มีแหล่งจ่ายเป็นกระแสสลับ เพราะวงจรขยายสัญญาณคลาสอีสามารถแปลงกระแสไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะทำงานที่ย่านความถี่สูงๆ และสามารถลดอัตราการสูญเสียที่เกิดจากการสวิทชิ่งได้ ซึ่งวงจรขยายสัญญาณคลาสอีจะเชื่อมต่อกับขดลวดสองชนิด คือ ขดลวดหม้อแปลงแกนอากาศและขดลวดหม้อแปลงแกนเหล็ก  งานวิจัยนี้จะเปรียบเทียบถึงประสิทธิภาพการส่งกำลังไฟฟ้าของขดลวดทั้งสองชนิด ที่มีค่าแรงดันทางด้านขาเข้า (Input Voltage) เท่ากันของทั้งสองขดลวดที่แรงดันกระแสสลับ  50 V และหม้อแปลงทั้งสองที่ออกแบบมามีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเพิ่ม (step up) ที่มีอัตราเพิ่มอยู่ที่ 1:3 วงจรขยายสัญญาณคลาสอีที่ออกแบบจะทำงานที่ย่านความถี่ 3.9 KHz โดยมีบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์อาดูโน่ (Arduino) เป็นตัวกำเนิดสัญญาณพัลส์ (PWM) และใช้ไอซี TC4422 ซึ่งเป็นวงจรขับมอสเฟต IRF510 จากผลการทดลองการสูญเสียกำลังไฟฟ้าของหม้อแปลงแกนอากาศมีการสูญเสียกำลังไฟฟ้า 75 เปอร์เซ็นต์ และหม้อแปลงแกนเหล็กมีการสูญเสียกำลังไฟฟ้า 0.2 เปอร์เซ็นต์ และผลการทดลองหาระยะทางสูงสุดที่หม้อแปลงแกนอากาศสามารถส่งกำลังไฟฟ้าได้คือ 9.3 เซนติเมตร