รายงานอิเล็กทรอนิกส์กำลัง-เสร็จสิ้น 64301050034

รายงาน
วิชา อิเล็กทรอนิกส์กำลัง

จั ด ทำ โ ด ย
นาย ภัทราวุธ รักปลอด
รหัสนักศึกษา 64301050034

ระดับชั้นประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสู งชั้นปีที่ 2
สาขาอิเล็กทรอนิกส์ ฯ (ภาคสมทบ)

เสนอ
อ.พลวัฒน์ เกื้อขำ
ภาคเรียนที่ 2 ปีการศึกษา 2565
วิ ท ย า ลั ย เ ท ค นิ ค ส ง ข ล า

คำนำ
รายงานเลม่ น่้จี ดั ทำข้ึนเพื่อเป็นสว่ นหน่ึงของวิชาอิเล็กทรอนกิ ส์กำลงั ระดับชน้ั ประกาศนียบัตรวิชาชีพ
ชั้นสูง ปีที่ 2 ปีการศึกษา 2565 เพื่อให้ได้ศึกษาหาความรู้ใน เกี่ยวกับวงจรและความรู้อิเล็กทรอนิกส์กำลัง
เบ้ืองตน้ และได้ศึกษาอย่างเขา้ ใจมากเพือ่ เป็นประโยชน์กบั การเรยี น
ผจู้ ดั ทำหวังวา่ รายงานเลม่ น้ีจะเป็นประโยชนก์ ับผู้อ่าน หรือนักเรียน นักศึกษา ที่กำลังหาข้อมูลเร่ือง
น้อี ยู่ หากมีข้อแนะนำหรอื ข้อผิดพลาดประการใด ผู้จัดทำขอนอ้ มรบั ไวแ้ ละขออภยั มา ณ ท่ีนี้ดว้ ย

นายภัทราวธุ รักปลอด
20 / 8 /2565

0

สารบัญ

บทที่ 1 เพาเวอร์ไดโอด (Power Diode).....................................................................................................1
ชนดิ ของเพาเวอร์ไดโอด..............................................................................................................................1
การจ่ายแรงดนั ไบอสั ให้เพาเวอร์ไดโอด .......................................................................................................2
การจา่ ยไบอัสตรง (Forward Bias)............................................................................................................2
การไบอสั กลับ (Reverse Bias)...................................................................................................................3

บทท่ี 2 ไฟฟา้ กระแสตรง(DC) และไฟฟา้ กระแสสลบั (AC)..........................................................................4
ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating current) คอื ............................................................................................4
ไฟฟา้ กระแสตรง (Direct current) คอื .......................................................................................................5

บทท่ี 3 ไทริสเตอร์ (Thyristor)....................................................................................................................6
เอสซีอาร์ (SCR) ..........................................................................................................................................6
การไบอสั SCR............................................................................................................................................9
ขอ้ จำกัดของเอสซอี าร์ทส่ี ำคัญมคี ังน้ี ...........................................................................................................9

บทที่ 4 วงจรเรยี งกระแส......................................................................................................................... 12
อุปกรณว์ งจรเรียงกระแส ......................................................................................................................... 13
วงจรเรยี งกระแสเฟสเดยี ว........................................................................................................................ 13
วงจรเรยี งกระแสคร่ึงคลนื่ ........................................................................................................................ 13
วงจรเรยี งกระแสแบบเตม็ คลื่นพรอ้ มหลอดสูญญากาศท่ีมขี ้ัวบวกสองขว้ั .................................................. 14
Graetz bridge rectifier: วงจรเรียงกระแสเต็มคลน่ื โดยใช้ไดโอดสี่ตัว..................................................... 14
วงจรเรียงกระแสสามเฟส......................................................................................................................... 15

บทที่ 5 วงจรทวคี ณู แรงดนั - Voltage Multiplier ................................................................................. 19
1.วงจร Voltage Doubler - วงตรทวคี ูณแรงดนั แบบ 2 เท่า.................................................................. 19
2. วงจรทวีคูณแรงดัน 2 เท่า แบบคร่ึงคล่ืน - [Half - Wave Voltage Doubler] .................................. 20

1

บทท่ี 1 เพาเวอรไ์ ดโอด (Power Diode)

เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานที่จัดอยู่ในกลุ่มของอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ (Semiconductor) ซ่ึง
สร้างขึ้นมาจากธาตุกึ่งตัวนําบริสุทธิ์จำพวกเจอร์เมเนียม (Ge) หรือซิลิคอน (Si) และถูกเติมธาตุเจือปน
(Dope) ให้เป็นสารกึ่งตัวนำชนิด P (P-Type) และสารกึ่งตัวนำชนิด n (N-Type) ภายในอัตราส่วน ธาตุกึ่ง
ตัวนำ 108 ส่วน ต่อธาตุเจือปน 1 ส่วน จากนั้นนำสารกึ่งตัวนำชนิด P และชนิด N มาต่อกันโดยวิธีการ
ปลูกผลึก บริเวณรอยต่อ มีขาต่อมาใช้งาน 2 ขา ขาที่ต่อจากสารกึ่งตัวนำชนิด P เรียกว่า อาโนด
(Anode,A) ส่วนขาท่ีตอ่ จากสารกง่ึ ตัวนำชนดิ n เรยี กว่าขาดแคโทด (Cathode, K)

สัญลักษณข์ องไดโอด

ชนิดของเพาเวอรไ์ ดโอด
เพาเวอร์ไดโอดถูกผลติ ข้ึนมาจากเทคโนโลยที ที่ นั สมัยการทำงานมปี ระสทิ ธิภาพสูงแบง่ ออกได้หลายชนดิ เช่น
• เพาเวอร์ไดโอดทใ่ี ช้งานทัว่ ไป (General - purpose Diode)
• เพาเวอร์ไดโอดฟื้นตัวเร็ว (Fast recovery Diode)
• ช็อตก้ไี ดโอด (Schottky Diode) เปน็ ต้น
เพาเวอร์ไดโอดได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้งานด้านอิเล็กทรอนิกส์อย่างกว้างขวางเช่นใช้ในวงจรเรียง

กระแส rectifier Circuit วงจรทวแี รงดนั วงจรแยกแรงดนั วงจรแหล่งจา่ ยไฟแบบ Switching เป็นตน้

2

คุณลักษณะทางอุดมคติของเพาเวอร์ไดโอดจะทำหน้าที่คล้ายสวิตช์ที่สามารถนำกระแสได้ทางเดียวเมื่อ
จ่ายแรงดันไบอัสตรง (Forward Bias) และจะหยุดนำกระแสทันทีเมื่อจ่ายแรงดันไบอัสกลับ (Reverse
Bias) แต่คุณลักษณะในทางปฏิบัติของพาวเวอร์ไดโอดนั้น เมื่อจ่ายแรงดันไบอัสตรง ให้เพาเวอร์ไดโอด
เพาเวอร์ไดโอดจะยังไม่นำกระแสทันทีจนกว่าแรงดันตกคร่อมเพาเวอร์ไดโอดจะมีค่าเท่ากับแรงดันเทรสโฮลด์
(Threshold Voltage) ซง่ึ คา่ เทรสโฮลด์ ของไดโอดชนิดเจอมาเนี่ยม จะมคี า่ ประมาณ 0.2- 0.3 โวลท์ สว่ น
ไดโอดชนดิ ซลิ คิ อนจะมคี า่ แรงดันเทรสโฮลด์ประมาณ 0.6 ถึง 0.7 โวลท์

การจ่ายแรงดันไบอสั ใหเ้ พาเวอรไ์ ดโอด
การนำไดโอดไปใช้งานจำเปน็ ต้องจ่ายแรงดันแรงดันไบอัสใหต้ ัวไดโอดเพ่ือควบคมุ การทำงานและการ

หยุดทำงานของตัวไดโอด การไบอัสให้ตัวไดโอดทำได้ 2 วิธี คือการจ่ายไบอัสตรง (Forward Bias) และการ
จ่ายไบอัสกลบั (Reverse Bias)

การจ่ายไบอัสตรง (Forward Bias)
ทำได้โดย การจ่ายแรงดันไฟบวกให้กับสารกึ่งตัวนำชนิด P (P = Positive คือบวก) และจ่าย

แรงดนั ไฟลบ ให้สารก่งึ ตัวนำชนดิ N (N= Negative คอื ลบ) ดงั รปู

3

เมื่อไดโอดได้รับไบอัสตรง โดยต่อไฟบวกเข้าที่ขา A (Anode) และต่อไฟลบเข้าท่ี
ขา K (Cathode) ไดโอดจะสามารถนำกระแสได้ คือยอมให้มีกระแสไหลผ่านตวั มันได้เปรียบสเมอื นสวิตช์ปดิ
ซง่ึ เม่อื ไดโอดนำกระแสแล้วกจ็ ะมแี รงดนั ตกคร่อมรอยต่อไดโอดเทา่ กับ 0.2-0.3 V ในไดโอดชนดิ เยอรมันเน่ียม
(Ge) และเท่ากับ 0.6-0.7 V ในไดโอดชนิดซลิ คิ อน (Si)
การไบอสั กลบั (Reverse Bias)

เป็นการจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับไดโอดแบบกลับขั้วคือจ่ายศักย์ไฟบวก ให้สารชนิด N N (N=
Negative) และจา่ ยศักยไ์ ฟลบใหส้ ารชนดิ P (P = Positive) ดงั รปู

4

เมื่อไดโอดได้รับใบอัสกลับ คือต่อไฟบวกเข้ากับขา K (Cathode) และต่อไปลบเข้ากับขา A (Anode) ไดโอด
จะไมส่ ามารถนำกระแสได้ คอื ไมย่ อมใหม้ ีกระแสไหลผา่ นตวั มนั ได้ เปรยี บสเมอื นสวิตช์เปิด

บทท่ี 2 ไฟฟา้ กระแสตรง(DC) และไฟฟ้ากระแสสลบั (AC)

ไฟฟ้ากระแสตรง(DC) และไฟฟ้ากระแสสลับ(AC) นั้นเป็นเรื่องพื้นฐานเลยทีเดียวก็ว่าได้ เพราะเป็น
หวั ใจหลกั ในการเลอื กซอ้ื เครือ่ งมอื วัดไฟ หรือเลือกฟังก์ชัน่ ในการใชง้ านเครื่องมือวัดไฟน้นั เอง..
ซง่ึ อย่างท่เี ราทกุ คนเข้าใจกันดวี ่าในประเทศไทยของเรา อปุ กรณ์ไฟฟา้ ตา่ งทีท่ ำออกมา รองรับ การใชง้ านกับไฟ
บ้านหรือกับไฟฟ้ากระแสสลับ(AC) ซึ่งมีค่าแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ประมาณ 220 โวล์ ส่วนไฟฟ้าที่อยู่ในพวก
แผงวงจร หรอื ไฟฟา้ ทีม่ าจากถ่านไฟฉายนนั้ เป็นไฟฟา้ กระแสตรง(DC) นั้นเอง
ไฟฟา้ กระแสสลบั (Alternating current) คือ
ไฟฟ้าที่มีทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้าไปในทางกลับกัน คือกระแสไฟจะไม่มีขั้วไฟฟ้าว่าเปน็ ขั่วบวกหรือข่วั
ลบ และจะมีทิศทางการไหลที่กลับไปกลับมาอยู่ตลอดเวลา โดยอัตราการเปลี่ยนทิศทางนี้เราเรียกว่าความถ่ี
ของไฟกระแสสลับ มีหนว่ ยวดั เปน็ เฮิร์ท(Hz) ซงึ่ กค็ ือจำนวนรอบคลื่นต่อ หน่งึ วนิ าที (ไฟบา้ น ในประเทศไทยใช้
ความถ่ี 50Hz) และภาพลกั ษณะการไหลเราจะเรยี กกนั ว่า Sine Wave น้นั เอง ดังภาพดา้ นลา่ งครบั

5

ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct current) คอื
ไฟฟ้าที่มีทิศทางการไหลเพียงทิศทางเดียวจากขั้วลบของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า แล้วไหลผ่านอุปกรณ์ไฟฟ้า แล้ว
กลับเข้าไปยังขั้วบวกของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าอีกครั้ง ภาพด้านล่างเป็นภาพลักษณะรูปคลื่นไฟฟ้าของไฟฟ้า
กระแสตรง

ทำไมไฟบ้าน เราจงึ ใชเ้ ป็นไฟฟา้ กระแสสลบั (AC)
สาเหตทุ ่ไี ฟฟา้ ตามบ้านสง่ แบบกระแสสลบั (AC) ประเดน็ หลักๆ กม็ อี ยู่สองขอ้ ใหญ่ครับ

(1) ไฟฟา้ กระแสสลับ(AC) นัน้ ส่งได้ไกลกว่า ไฟฟา้ กระแสตรง(DC)มาก เนอื่ งจากเวลาส่งกระแสไฟฟ้า
มาตามสายไฟ ถ้าเป็นไฟฟ้ากระแสตรง(DC) ก็ทำให้แรงเคลื่อนสูงมากไม่ได้ ต้องเป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ต่ำ ทำ
ให้ต้องส่งกระแสไฟฟา้ ทมี่ าก เม่อื สง่ กระแสท่ีมากกจ็ ะมีค่าการสญู เสียพลังงานไปตามสายสง่ ไฟฟ้ามากดว้ ย
แต่ถ้าเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ(AC) เขาจะแปลงกระแสไฟ ให้เปน็ ไฟฟา้ แรงสูงก่อนท่จี ะส่งมาตามบ้านเรือน (ที่เรา
เห็นเสาไฟฟ้าแรงสูงอยู่ทั่วไปนั้นเอง) แล้วมาลดกลับที่ปลายทางโดยผ่านหม้อแปลง (Transformer) แต่หาก
เปน็ ไฟฟา้ กระแสตรง(DC) จะไมส่ ามารถทำได้โดยงา่ ยครบั

(2) ไฟฟ้ากระแสสลับ(AC) นั้น สามารถแปลงแรงดันให้มากขึ้น หรือลดต่ำลงได้ โดยการใช้หม้อ
แปลง (Transformer) ซ่งึ ในการแปลงแรงดันนีถ้ ้าเปน็ ไฟกระแสตรง(DC) จะยุ่งยากมาก
สรปุ ประโยชนแ์ ละการนำไปใชง้ านของไฟฟ้าท้งั 2 ชนิด
คณุ สมบตั ิของไฟฟ้ากระแสสลับ(AC)

(1) สามารถสง่ ไปในที่ไกลๆได้ดี กำลงั ไม่ตก
(2) สามารถแปลงแรงดันใหส้ ูงขึ้นหรอื ตำ่ ลงได้ตามต้องการโดยการใช้หม้อแปลง(Transformer)
ประโยชนข์ องไฟฟ้ากระแสสลับ(AC)
(1) ใชก้ ับระบบแสงสวา่ งไดด้ ี
(2) ประหยัดค่าใชจ้ ่าย และผลติ ได้งา่ ย
(3) ใชก้ ับเครื่องใชไ้ ฟฟ้าทต่ี ้องการกำลงั มากๆ

6

(4) ใช้กับเคร่ืองเช่ือม
(5) ใชก้ ับเคร่ืองอำนวยความสะดวกและอปุ กรณ์ไฟฟ้าได้เกือบทุกชนิด

คุณสมบัติของไฟฟา้ กระแสตรง(DC)

(1) กระแสไฟฟา้ ไหลไปทศิ ทางเดยี วกันตลอด
(2) มีค่าแรงดันหรือแรงเคล่ือนเปน็ บวกอยู่เสมอ
(3) สามารถเกบ็ ประจุไวใ้ นเซลล์ หรอื แบตเตอร่ีได้

ประโยชน์ของไฟฟ้ากระแสตรง(DC)

(1) ใช้ในการชุบโลหะตา่ งๆ
(2) ใชใ้ นการทดลองทางเคมี
(3) ใช้เชื่อมโลหะและตดั แผ่นเหลก็
(4) ทำใหเ้ หล็กมีอำนาจแม่เหล็ก
(5) ใช้ในการประจุกระแสไฟฟ้าเข้าแบตเตอรี่
(6) ใช้ในวงจรอเิ ล็กทรอนิกส์
(7) ใช้เป็นไฟฟ้าเดินทาง เช่น ไฟฉาย

บทท่ี 3 ไทริสเตอร์ (Thyristor)

ไทริสเตอร์เป็นอปุ กรณ์สารกึ่งตวั นำท่ีประกอบด้วยสารเอน็ และพรี วม 4 ชิน้ 3 รอยตอ่ ดังแสดงในรูปด้านลา่ ง
ซึง่ อุปกรณไ์ ทรสิ เตอร์พน้ื ฐานตวั แรกท่รี ้จู กั คอื เอสซีอาร์ (Silicon Controlled Rectifier: SCR)

เอสซอี าร์ (SCR)
เอสซอี าร์มีขาต่อใช้งาน 3 ขา คือ แอโนด (Anode) แคโทด (Cathode) และเกต (Gate) โดยมีสญั ญลกั ษณ์
และวงจรสมมลู ทรานซสิ เตอร์ิ ดังแสดงในรูปดา้ นล่าง เอสซีอาร์สามารถทำงานโดยการป้อนแรงดันบวกเข้าที่
แอโนด ป้อนแรงดันลบเข้าท่ีแคโทด จากน้ันจึงทำการป้อนแรงดนั ควบคุมเขา้ ท่ีขาเกต เมอื่ มีแรงดนั บวก
ป้อนเข้ามาทข่ี าเกต จะทำให้กระแสไฟฟ้าไหลจากขาแอโนดเข้ามาทแี่ คโทดได้ ณ จุดน้ี แม้จะไม่มีการป้อน
แรงดันเข้าที่ขาเกต เอสซีอาร์ก็ยังคงนำกระแสตอ่ ไปไดจ้ นกวา่ กระแสแอโนดจะมีคา่ ต่ำกวา่ กระแสโฮลด้ิง
(Holding current: กระแสต่ำสุดท่เี อสซีอาร์ยังคงทำงานได้) ซ่ึงกท็ ำได้โดยหยดุ การปอ้ นแรงดันท่ขี าแอโนด
และแคโทด
เอสซีอาร์สามารถมีลักษณะการทำงานคล้ายกับไดโอดคือสามารถนำกระแสไดเ้ พียงทิศทางเดียว จึงเหมาะท่ีจะ
ใชใ้ นวงจรเรียงกระแส (Rectifier) เพ่ือแปลงไฟตรงในแหล่งจ่ายไฟฟ้า เป็นต้น

7

3.4 สภาวะการทำงานของเอสซอี าร์
เอสซีอาร์สามารถทจี่ ะแบ่งการทำงาน ได้ 3 สภาวะคอื สภาวะเอสซอี าร์ไดร้ ับใบแอสแบบ
รเี วริ ์ส สภาวะเอสซอี าร์ไดร้ ับไบแอสแบบฟอร์เวด สภาวะฟอร์เวดคอนคคั ชน่ั

1. สภาวะ Reverse
Blocking เอสซอี าร์ไดร้ บั ไบแอสแบบรเี วอร์ส (VR) จะมกี ระแส
รั่วไหล (.R )เพียงเลก็ นอ้ ยไหลจากขั้วแคโรดไปยงั ขว้ั แอโนดเมื่อกระแสเกด (Ia =0) กระแส
รั่วไหลจะทำให้อุณหภูมขิ องรอยตอ่ สงู ขน้ึ ด้วยผลของอณุ หภมู เิ พมิ่ ขึน้ กระแสรั่วไหลจะสูงขึ้น
ดังนน้ั ค่ากระแสสงู สุดภายใต้สภาวะไบแอสแบบรเิ วอร์สจะถูกกำหนดโดยบริษัทผ้ผู ลิตเพื่อจำกัดผล
ของความรอ้ นภายใน แตอ่ ยา่ งไรก็ตามขณะไบแอสแบบรีเวอร์สไมค่ วรมีการป้อนแรงคันระหว่าง
ขาเกตและ ขาแคโธดเชน่ เดยี วกบั ได โอดในช่วงไบแอสแบบรเี วอร์ส เมือ่ ป้อนแรงดนั สงู ขนึ้ เร่อื ยๆ
จนถงึ จคุ รีเวอรส์ เบรกคาวน์ (Reverse Break Down) กระแสก็จะไหลเพมิ่ ขึน้ อย่างรวดเรว็ ซ่งึ
สามารถทำใหเ้ อสซอี าร์เสยี หายได้ เนื่องมาจากอณุ หภูมิตรงบรเิ วณรอยต่อสูงเกินค่าทีก่ ำหนดดงั

2. สภาวะฟอรเ์ วด บล็อกกิ้ง (Forwards Blocking) หรอื ออฟ สเตท (Off State) เอสซีอาร์
ไดร้ บั ไบแอสแบบฟอร์เวค (VD ) แตบ่ รเิ วณรอยตอ่ J2 ระหว่างสาร N1 และ B ยงั คงเปน็ ไบแอส
แบบรีเวอร์สไบแอส ดงั นั้นกระแส (I;) ที่ไหลระหวา่ งข้ัวแอโนคและข้วั แคโธดจงึ ยังเปน็ เพยี ง
กระแสรั่วไหลเทา่ นนั้

3. สภาวะฟอร์เวด คอนดคั ชั่น (Forward Conduction) หรอื ออนสเตท (On-Slate) เมอ่ื
เพ่ิมค่าแรงดนั ไบแอสแบบฟอรเ์ วคขนึ้ ไปจนกระแสชั่วไหลเริ่มเพ่มิ สูงขนึ้ และเม่อื เพิม่ ข้ึนอีกจนถึง
จุดฟอร์เวดเบรกโอเวอร์โวลตเ์ ตท (Forward Breakover Voltage) หรอื V(BO) แล้วกระแสกจ็ ะ

8

เพ่ิมข้ึนอย่างรวคเรว็ และแรงดนั ทต่ี กครอ่ มขว้ั แอโนคและแคโธดก็จะลดลงตำ่ กว่า V(BO) เขา้ สู่
สภาวะฟอรเ์ วค คอนคัคชนั่ (Forward Conduction) ซงึ่ มแี รงดนั ตกคร่อมขณะนำกระแส (V7) โดย
เฉลีย่ ประมาณ 1V-1.5V
ขณะทีเ่ อสซอี าร์เรมิ่ นำกระแสถ้าหากมกี ระแสแอโนค (IA) สูงกวา่ คา่ กระแสแลทชง่ิ
(Latching Current : I 1 เอสซอี าร์กะ็ สามารถคงคา้ งสภาวะการทำงานตอ่ ไปไดโ้ ดยมิต้องอาศัย
กระแสเกตอกี ตอ่ ไป และเมื่อเฮสซอี าร์นำกระแสเต็มท่แี ลว้ ถ้ากระแสแอโนตท่ีถกู ลดลงตำ่ กว่า
กระแสโฮลดงิ้ (Holding Current : 1H!)

9

การไบอสั SCR

1. การไบแอสแบบรีเวอรส์ (Reverse Bias) คอื การป้อนศกั ดไิ์ ฟฟ้าลบใหก้ บั ข้วั แอโนด
และปอ้ นศักดไ์ิ ฟบวกใหก้ ับขั้วแคโธค เอสซีอารจ์ ะไม่มกี ารนำกระแสถึงแมน้ จะทำการป้อน
สัญญาณควบคุมให้กับขาเกตก็ตาม (ชาญวทิ ย์ หาญรินทร์ , 2538 : 57)

2. การไบแอสแบบฟอรเ์ วคไบแอส (Forvard Bias) คือ การปอ้ นศกั ดไิ์ ฟฟ้าบวกให้กบั ข้ัว
แอโนดและศักด์ิไฟฟา้ ลบให้กบั ขั้วแคโรค เเตเ่ อสซอี ารจ์ ะไม่นำกระแสจนกว่าขาเกตจะได้รบั ศักด์ิ
ไฟฟา้ บวกเม่ือเทยี บกบั ขัว้ แคโรค เอสซอี ารก์ ็จะยอมนำกระแสและยอมให้มีกระแสไฟฟา้ ไหลผ่าน

ขอ้ จำกดั ของเอสซอี าร์ท่ีสำคัญมีคังนี้
1. แรงคนั พังขณะ ไบแอสตรง (Forward
Breakdown
Voltage) คือ แรงดนั ท่ปี อ้ นข้ัวบวก
ใหก้ ับแอโนดและลบให้กบั แคโธค เอสซอี าร์จะนำกระแสไดแ้ ละถา้ ไม่มตี ัวจำกดั กระแสจาก
ภายนอกเอสซีอาร์กจ็ ะพงั ทันที
การนำกระแสของเอสซอี ารน์ ีไ้ ม่ต้องมีการทริก สัญลกั ษณท์ ใ่ี ช้
เทนแรงตันพงั น้ใี ช้ BY หรือ YBO
ในการใชง้ านเอสซอี าร์มกั จะไม่ให้เอสซีอารน์ ำกระแสดว้ ย

10

การปอ้ นแรงดนั นี้
เพราะจะเปน็ การเสีย่ งตอ่ การเสยี หายของเอสซอี าร์อยมู่ าก ดังนนั้ เมื่อใชง้ านท่ี
แหล่งจา่ ยไฟสูงสดุ 400 โวลต์
จะต้องใหแ้ รงดันคา่ นี้มีคา่ ที่มากกวา่ 400 โวลต์
2. แรงคนั บล็อกกิ้งขณะ ไบแอสตรง (Forward
Voltage) แรงดันบล็อกกงิ้ ขณะที่
ไบแอสตรง
คือคา่ แรงดนั สงู สุดท่ตี กคร่อมเอสซีอารซ์ ึ่งไม่ทำให้มันนำกระแส
เอสซอี าร์ทมี่ แี รงดัน
บล็อกกง้ิ ขณะไบแอสตรง 400 โวลตแ์ ตส่ ูงกวา่ 400 โวลต์ก็ไม่ได้ แต่ถ้าเอสซีอารม์ คี ่าแรงดนั ไบแอส
ตรงจุดฉนวน 400 โวลตจ์ ะใช้กบั แรงนไฟไดส้ ูงสดุ 400 โวลไม่ได้ สญั ลักษณท์ ใี่ ชจ้ ะใช้เป็น
YEOM, YF(OFF) ,YPx
Blocking
2. แรงคันบล็อกกิ้งขณะไบแอสตรง (Forward Blocking Voltage) แรงดนั บลอ็ กกิ้งขณะที่
ไบแอสตรง คอื คา่ แรงคันสูงสดุ ทต่ี กครอ่ มเอสซีอาร์ซงึ่ ไม่ทำใหม้ นั นำกระแส เอสซีอารท์ ี่มแี รงคัน
บลอ็ กก้ิงขณะไบแอสตรง 400 โวลต์แต่สงู กว่า 400 โวลต์กไ็ มไ่ ด้ แต่ถา้ เอสซีอารม์ ีคา่ แรงคนั ไบแอส
ตรงจุดฉนวน 400 โวลตจ์ ะใช้กบั แรงดันไฟไดส้ ูงสุค 400 โวลต์ไมไ่ ด้ สัญลกั ษณ์ท่ใี ชจ้ ะใช้เป็น
VEOM , VF(OFF) ,VFX
3. กระแสไบแอสตรงสงู สดุ (Maximum Forward Current) กระแสทไ่ี หลผ่านเอสซีอาร์
ในขณะทนี่ ำกระแสจะมีค่ท่ีแปรตามอุณหภูมิทีข่ ั้วต่อของเอสซอี าร์ โดยปกติกระแสนจี้ ะเปน็
กระแสท่ที ำใหร้ อยตอ่ เกดิ ความร้อนจนเอสซีอาร์พงั ได้ จงั นั้นในขณะท่ี ใชง้ านจงึ ต้องเลอื กคา่
กระแสไบแอสตรงสงู สุดให้พอเหมาะ จากขอ้ แนะนำของผผู้ ลิตไดก้ ลา่ วไว้ว่าถา้ ให้กระแสใชง้ านท่ี
มคี ่าเฉลยี่ 1 แอมแปรจ์ ะตอ้ งเลอื กเอสซอี ารท์ มี่ ีกระแสไบแอสตรงสงู สดุ อย่างน้อย 1.75 แอมแปร์
และจะต้องมแี ผน่ ระบายความรอ้ นคา่ กระแสนใ้ี ชส้ ัญลกั ษณ์ย่อวา่ I
FMAX

11

4. กระแสจุคฉนวนเกต (Gate Trigger Current) เป็นกระแสทใ่ี ช้ในการทรกิ หรือจุดฉนวน
ใหเ้ อสซอี าร์ทำงาน โคยใชส้ ญั ลักษณย์ ่อวา่ I
บ้าง
'G'(MIN) คา่ กระแสนจ้ี ะเปล่ยี นแปลงกบั อณุ หภูมิได้
5. กระแสโยลด้ิง (Holding Current) เปน็ ค่ากระแสทีใ่ สเ่ ขา้ ทางขาเกตเม่ือเทยี บกับขา
แคโธด แรงคนั ที่ให้ท่เี กตนถี้ ้ำมีคา่ เทา่ กับแรงคนั จุคฉนวน จะทำให้เอสซอี ารน์ ำกระแส ค่าแรงคนั
นี้ใชส้ ัญลกั ษณย์ อ่ ว่า I
6. แรงดนั ไบแอสกลับสูงสดุ (Peak Reverse Voltage) โดยปกตถิ า้ ทำการไบแอสกลับ
ระหว่างขาแอโนดและขาแคโธดจะทำให้เอสซอี าร์เหมอื นกบั ใดโอดธรรมดาตัวหน่งึ ดงั น้นั ถ้าหาก
ใหแ้ รงดนั ไบแสกลบั นี้สงู มากจนเกินไปแลว้ เอสซีอารก์ ็จะพังเสียทายได้ สญั ลักษณ์ทใี่ ช้แทน
แรงดันไบแอสกลบั สูงสดุ คือ VR
7. แรงคนั ไบแอสกลับสูงสดุ ท่เี กต (Gate Reverse Gate Voltage) ในสภาวะท่ีเอสซอี าร์
ได้รบั ไบแอสกลบั จะทำใหเ้ อสซีอารไ์ ม่นำกระแส การทีเ่ อสซอี ารไ์ ม่นำกระแกห็ มายความวา่ ยังไม่
มกี ารทริกทีข่ าเกตของเอสซีอาร์ ถ้าหากใหเ้ กตกบั แโธคมีแรงดันใบแอสกลับเอสซีอารจ์ ะมีแรงดัน
สูงสุดค่าหนึง่ ทท่ี ำใหร้ อยต่อเกตพัง ค่าแรงคันน้ีเรียกว่าแรงดนั ไบแอสกลบั สงู สุดท่เี กต ใช้
สัญลักษณย์ ่อวา่ YRGM
8. กระแสเกตสูงสุด (Maximum Gate Current) ในการทริกใหเ้ อสซอี าร์นำกระแสนัน้ ทำ
ไดโ้ ดยการให้กระแสทข่ี าเกตของเอสซีอาร์ ด่ากระแสนี้จะมขี อบเขตจำกัดทางคา้ นคา่ สูงสดุ นนั่ คือ
ค่ากระแสสูงสุดท่ที ำให้เอสรีอาร์พงั ได้สัญญาลักษณ์ท่ใี ชค้ ือ VGmax

12

บทที่ 4 วงจรเรียงกระแส

Rectifier เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าท่ีแปลง ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ซึ่งเป็นระยะฝืนทิศทางเพื่อ
กระแสตรง (DC) ซึ่งไหลในทิศทางเดียวเทา่ นนั้ การดำเนินการยอ้ นกลับจะดำเนนิ การโดยอินเวอร์เตอร์

ไดโอด rectifier ( วงจรเรียงกระแสที่ควบคุมด้วยซิลิกอน ) และฮาร์ดแวร์สำหรับติดตั้งที่เกี่ยวข้อง
แกนเกลียวหนักจะยึดอุปกรณเ์ ข้ากบั ฮีทซิงค์เพื่อกระจายความรอ้ น
กระบวนการนี้เรียกว่าการแก้ไขเนื่องจาก "ปรับทิศทาง" ของกระแสให้ตรง ร่างกาย rectifiers ใช้เวลาหลาย
รูปแบบรวมทั้งไดโอดหลอดสุญญากาศเซลล์เคมีเปียกวาล์วปรอทโค้ง , สแต็คของทองแดงและซีลีเนียม
ออกไซดจ์ าน, ไดโอดเซมคิ อนดกั เตอร์ , rectifiers ซลิ คิ อนควบคมุ และสวิทช์เซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอนท่ใี ช้อน่ื ๆ
ในอดีตมีการใช้สวิทชเ์ ครือ่ งกลไฟฟ้าและมอเตอร์แบบซิงโครนัส เครื่องรับวิทยุในยุคแรกเรยี กว่าคริสตัลเรดิโอ
ใช้ " หนวดแมว " ของลวดเนอ้ื ละเอียดกดลงบนผลึกกาลีนา (ตะกัว่ ซลั ไฟด์) เพื่อทำหน้าท่ีเป็นวงจรเรียงกระแส
แบบจดุ สมั ผัสหรือ "เคร่ืองตรวจจบั ครสิ ตัล"
วงจรเรียงกระแสมีประโยชน์มากมาย แต่มักพบว่าทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบของอุปกรณ์จ่ายไฟ DC และ
ระบบส่งกำลงั ไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูง การแก้ไขอาจทำหน้าท่ีในบทบาทอื่นที่ไม่ใชเ่ พื่อสร้างกระแสตรงเพอ่ื
ใช้เป็นแหล่งพลังงาน ดังที่ระบุไว้ตรวจจับของวิทยุสัญญาณทำหน้าที่เป็นวงจรเรียงกระแส ในระบบทำความ
รอ้ นด้วยแกส๊ การแก้ไขเปลวไฟใช้เพอ่ื ตรวจจบั เปลวไฟ
ขึ้นอยู่กับชนดิ ของแหล่งจ่ายกระแสสลับและการจัดเรียงของวงจรเรียงกระแสแรงดันไฟฟ้าขาออกอาจต้องการ
การปรับให้เรียบเพิ่มเติมเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าสม่ำเสมอ หลายโปรแกรมของ rectifiers เช่นอุปกรณ์ไฟฟ้า
สำหรบั วิทยุโทรทัศนแ์ ละอุปกรณ์คอมพวิ เตอร์จำเป็นต้องคงท่ีคงท่แี รงดันไฟฟ้ากระแสตรง (ตามท่ีจะได้รับการ
ผลิตโดยแบตเตอรี่ ) ในการใช้งานเหล่านี้การส่งออกของกระแสจะเรียบโดยกรองอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งอาจจะเป็น
ตัวเก็บประจุ , สำลักหรือชุดของตัวเก็บประจุโช้คและต้านทานอาจจะตามมาด้วยการควบคุมแรงดันไฟฟ้าใน
การผลิตแรงดนั คงท่ี
วงจรท่ซี ับซ้อนมากข้นึ ที่มีประสิทธภิ าพการทำงานที่ตรงข้ามที่แปลงกระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลบั จะเรียกว่า
อนิ เวอรเ์ ตอร์

13

อปุ กรณ์วงจรเรียงกระแส
ก่อนการพัฒนาวงจรเรียงกระแสเซมิคอนดักเตอร์ซิลิกอนจะใช้ ไดโอดเทอร์มิโอนิกแบบ ห ล อด

สุญญากาศและสแต็กเรียงกระแสโลหะที่ใช้ทองแดงออกไซด์หรือซีลีเนียม [1]ด้วยการแนะนำของอุปกรณ์
อิเลก็ ทรอนิกสเ์ ซมิคอนดักเตอร์, rectifiers หลอดสญู ญากาศกลายเปน็ สิ่งล้าสมัยยกเว้นสำหรับผู้ที่ชื่นชอบของ
หลอดสูญญากาศบางอุปกรณ์ภาพและเสยี ง สำหรับการแกไ้ ขไฟจากทตี่ ่ำมากในปจั จุบนั จะสูงมากไดโอดสารกึ่ง
ตัวนำชนิดตา่ ง ๆ ( ไดโอดชมุ , ไดโอดกฯี ลฯ ) ถกู นำมาใช้กนั อยา่ งแพรห่ ลาย

อุปกรณ์อน่ื ๆ ท่มี ีอเิ ลก็ โทรดควบคุมตลอดจนทำหน้าที่เป็นวาล์วกระแสไฟฟ้าทิศทางเดยี วถูกนำมาใช้ในกรณีที่
ตอ้ งการการแก้ไขอยา่ งงา่ ยมากกว่าเชน่ ในกรณที ่ีตอ้ งการแรงดันไฟฟ้าขาออกผนั แปร วงจรเรียงกระแสกำลังสูง
เช่นที่ใช้ในการส่งกำลังไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงใช้อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ซิลิกอนประเภทต่างๆ นี่คือไทริ
สเตอร์หรือสวติ ช์โซลดิ สเตตสวติ ชง่ิ ทีม่ ีการควบคุมอืน่ ๆ ซ่ึงทำหน้าท่เี ปน็ ไดโอดเพื่อส่งกระแสไปในทิศทางเดียว
ไดอ้ ยา่ งมปี ระสทิ ธภิ าพ

วงจรเรยี งกระแส

วงจรเรียงกระแสอาจเป็นเฟสเดียวหรือหลายเฟส วงจรเรียงกระแสพลังงานต่ำส่วนใหญ่สำหรับ
อปุ กรณใ์ นประเทศเป็นเฟสเดียว แตก่ ารแกไ้ ขสามเฟสมคี วามสำคัญมากสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมและ
สำหรับการสง่ พลงั งานเปน็ DC (HVDC)

วงจรเรยี งกระแสเฟสเดียว
การแกไ้ ขคร่ึงคล่ืน

ในการแก้ไขคลื่นครึ่งคลื่นของแหล่งจ่ายเฟสเดียวจะส่งผ่านครึ่งหนึ่งของคลื่นกระแสสลับที่เป็นบวก
หรือลบในขณะที่อีกครึ่งหนึ่งถูกปิดกั้น ในทางคณิตศาสตร์มันเป็นฟังก์ชันขั้นตอน (สำหรับการส่งผ่านบวก
บลอ็ กเชงิ ลบ): การส่งผ่านคา่ บวกนน้ั สอดคล้องกับฟังกช์ นั ทางลาดที่เป็นตัวตนของอินพุตเชิงบวกการบล็อกค่า
ลบจะสอดคล้องกับการเป็นศูนย์ของอินพุตเชิงลบ เนื่องจากรูปคลื่นอินพุตเพียงครึ่งเดียวถึงเอาต์พุ ต
แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยจึงต่ำกว่า ครึ่งคลื่นสัตยาบันต้องเป็นหนึ่งเดียวไดโอดในการจัดหาเฟสเดียวหรือสามในการ
จัดหาสามเฟส วงจรเรยี งกระแสให้กระแสตรงทิศทางเดยี ว แตเ่ ปน็ จังหวะ; วงจรเรียงกระแสคร่งึ คลื่นสร้างการ
กระเพื่อมมากกว่าวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นและจำเป็นต้องมีการกรองมากขึ้นเพื่อกำจัด ฮาร์มอนิกของ
ความถี่ AC ออกจากเอาตพ์ ุต

วงจรเรยี งกระแสครึ่งคลน่ื
แรงดนั ไฟฟ้ากระแสตรงเอาท์พุตที่ไม่มโี หลดของวงจรเรยี งกระแสคร่งึ คล่นื ในอดุ มคติสำหรับแรงดันไฟฟ้าอินพุต
ไซนค์ ือ: [2]

14

V dc , V av - DC หรอื แรงดันขาออกเฉลี่ย
V สูงสดุ ค่าสูงสุดของแรงดันไฟฟ้าอินพุตเฟส
V rmsคือค่ากำลัง สองเฉลยี่ ราก (RMS) ของแรงดนั ขาออก
การแก้ไขคลื่นเต็มรูปแบบ

วงจรเรยี งกระแสแบบเต็มคล่ืนพร้อมหลอดสูญญากาศทีม่ ขี ้ัวบวกสองข้ัว
วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นจะแปลงรูปคลื่นอินพุตทั้งหมดเป็นหนึ่งในขั้วคงที่ (บวกหรือลบ) ที่เอาต์พุต
ในทางคณิตศาสตร์สิ่งนี้สอดคล้องกับฟังก์ชันค่าสัมบูรณ์ การแก้ไขคลื่นเต็มรูปแบบจะแปลงทั้งสองขั้วของ
รปู คลน่ื อนิ พุตเป็นกระแสตรงแบบพัลซิ่ง (กระแสตรง) และให้แรงดนั เอาตพ์ ุตเฉล่ียทีส่ งู ขึ้น จำเป็นต้องใช้ไดโอด
สองตัวและหม้อแปลงแบบเคาะตรงกลางหรือไดโอดสี่ตัวในการกำหนดค่าบริดจ์และแหล่งจ่ายไฟ AC ใด ๆ
(รวมถึงหม้อแปลงที่ไม่มีก๊อกตรงกลาง) [3]ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์เดี่ยวไดโอดคู่ที่มีแคโทดทั่วไปหรือแอโนด
ทัว่ ไปและสะพานไดโอดส่หี รือหกไดโอดถูกผลิตขน้ึ เปน็ สว่ นประกอบเดียว

Graetz bridge rectifier: วงจรเรียงกระแสเต็มคลน่ื โดยใช้ไดโอดส่ตี ัว
สำหรับ AC เฟสเดียวหากหม้อแปลงถูกเคาะตรงกลางไดโอดสองตัวกลับไปด้านหลัง (แคโทดเป็นแคโทดหรือ
ขวั้ บวกต่อขัว้ บวกขน้ึ อยู่กับขว้ั เอาต์พุตทีต่ ้องการ) สามารถสร้างวงจรเรียงกระแสแบบเต็มคล่ืนได้ จำเป็นต้องมี
การหมนุ สองเท่าบนหม้อแปลงรองเพ่ือให้ได้แรงดันเอาต์พตุ เท่ากนั มากกว่าสำหรบั วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์
แต่ระดับกำลงั ไฟไม่เปลย่ี นแปลง

15

วงจรเรียงกระแสเตม็ คลืน่ โดยใช้ หม้อแปลงประปาตรงกลางและไดโอด 2 ตวั
เฉลี่ยและ RMS ไมม่ ีโหลดแรงดันเอาท์พุทของอดุ มคตเิ ฟสเดยี วแบบเตม็ คลืน่ rectifier คอื :

หลอดสูญญากาศวงจรเรียงกระแสไดโอดคู่ที่พบบ่อยมากมีแคโทดทั่วไปเพียงขั้วเดียวและขั้วบวกสอง
ขวั้ ภายในซองเดยี วทำให้ได้การแก้ไขคล่ืนเต็มรูปแบบพร้อมเอาต์พุตท่ีเป็นบวก 5U4 และ 80 / 5Y3 (4 พิน)
/ (ฐานแปด) เป็นตวั อยา่ งยอดนยิ มของการกำหนดค่าน้ี
วงจรเรยี งกระแสสามเฟส

วงจรเรียงกระแสเฟสเดียวมักใช้สำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์ในประเทศ อย่างไรก็ตาม
สำหรับการใช้งานในภาคอุตสาหกรรมและพลังงานสูงส่วนใหญ่วงจรเรียงกระแสสามเฟสถือเป็นบรรทัดฐาน
เช่นเดียวกับวงจรเรียงกระแสเฟสเดียววงจรเรียงกระแสสามเฟสสามารถอยู่ในรูปแบบของวงจรคร่ึงคลื่ นวงจร
เตม็ คล่ืนโดยใชห้ มอ้ แปลงที่เคาะตรงกลางหรือวงจรสะพานเต็มคลนื่
ไทริสเตอร์มักใช้แทนไดโอดเพื่อสร้างวงจรที่สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าขาออกได้ อุปกรณ์จำนวนมากที่ให้
กระแสตรงสร้างกระแสไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส ตัวอย่างเช่นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับของรถยนต์
ประกอบด้วยไดโอดหกตวั ซึ่งทำหนา้ ที่เปน็ วงจรเรียงกระแสแบบเตม็ คล่นื สำหรับการชาร์จแบตเตอร่ี
วงจรสามเฟสครึ่งคลื่น

ควบคมุ วงจรเรียงกระแสครึ่งคลนื่ สามเฟสโดยใช้ ไทริสเตอร์เปน็ องค์ประกอบสวิตชง่ิ โดยไม่สนใจการเหน่ียวนำ
ของแหล่งจ่าย

วงจรจุดกึ่งกลางสามเฟสครึ่งคลื่นที่ไม่มีการควบคุมต้องใช้ไดโอดสามตัวหนึ่งตัวเชื่อมต่อกับแต่ละเฟส
นี่เป็นวงจรเรยี งกระแสสามเฟสทีง่ ่ายที่สุด แต่มีความผิดเพีย้ นของฮารม์ อนิกค่อนข้างสงู ทั้งในการเช่ือมต่อ AC

16

และ DC กล่าวกันวา่ วงจรเรยี งกระแสประเภทนมี้ ีหมายเลขพลั สเ์ ปน็ สามเน่ืองจากแรงดันเอาต์พุตทีด่ ้าน DC มี
พลั ส์ทแ่ี ตกต่างกนั สามพัลส์ตอ่ รอบของความถี่กรดิ :

ค่าสูงสุด ของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแบบสามพัลส์นี้คำนวณจากค่า RMS ของแรงดันไฟฟ้า
เฟสอินพุต (สายถึงแรงดันไฟฟ้าเป็นกลาง 120 V ในอเมริกาเหนือ 230 V ภายในยุโรปที่การทำงานของ
ระบบไฟ): . แรงดันไฟฟ้าขาออกเฉลี่ยที่ไม่มีโหลด ผลลัพธจ์ ากอินทิกรัลภายใต้กราฟของครึง่ คล่นื ที่
เปน็ บวกโดยมีชว่ งระยะเวลาเปน็ (ตง้ั แต่ 30 °ถึง 150 °):

⇒ ⇒ ≈ 1,17 ⋅
วงจรสามเฟสเตม็ คล่นื โดยใชห้ มอ้ แปลงกึง่ กลาง

ควบคุมวงจรเรียงกระแสสามเฟสแบบเต็มคลื่นโดยใช้ ไทริสเตอร์เป็นองค์ประกอบสวิตชิ่งโดยมีหม้อ
แปลงแบบเคาะตรงกลางโดยไมส่ นใจการเหนี่ยวนำของแหล่งจ่าย
หากแหล่งจ่ายไฟ AC ถูกป้อนผ่านหม้อแปลงที่มีก๊อกตรงกลางจะได้รับวงจรเรียงกระแสที่มีประสิทธิภาพฮาร์
มอนิกที่ดีขึ้น ปัจจุบันวงจรเรียงกระแสนี้ต้องการไดโอดหกตัวโดยตัวหนึ่งเชื่อมต่อกับปลายแต่ละด้านของ
ขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงแต่ละตัว วงจรนี้มีหมายเลขพัลสเ์ ป็นหกและในผลสามารถคิดได้ว่าเป็นวงจรหก
เฟสครึ่งคลืน่
ก่อนสถานะของแข็งอุปกรณ์เป็นใช้ได้วงจรครึ่งคลื่นและวงจรแบบเต็มคลื่นโดยใช้หม้อแปลงศูนย์เคาะถูกมาก
มกั ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมที่ใช้ rectifiers วาล์วปรอทโคง้ [4]นเ่ี ปน็ เพราะอินพตุ แหลง่ จ่ายไฟ AC สามหรือหก
ตวั สามารถปอ้ นให้กับข้ัวไฟฟา้ แอโนดจำนวนท่ีสอดคล้องกันบนถงั เดียวโดยใช้แคโทดร่วมกัน

17

ด้วยการถือกำเนิดของไดโอดและไทริสเตอร์วงจรเหล่านี้จึงได้รับความนิยมน้อยลงและวงจรบริดจ์สามเฟส
กลายเปน็ วงจรท่ีพบมากทีส่ ุด
วงจรเรยี งกระแสสะพานสามเฟสไม่มกี ารควบคมุ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับรถยนต์แบบถอดประกอบ แสดงไดโอดหกตัวที่ประกอบด้วยวงจรเรียงกระแส
สะพานสามเฟสแบบเต็มคลืน่
สำหรับวงจรเรียงกระแสสะพานสามเฟสที่ไม่มีการควบคุมจะใช้ไดโอดหกตัวและวงจรจะมีหมายเลขพัลส์เป็น
หกอกี ครั้ง ดว้ ยเหตุน้ีจงึ เรียกกันท่ัวไปวา่ สะพานหกชพี จร วงจร B6 สามารถมองเห็นไดง้ า่ ยขึน้ เปน็ การเชื่อมต่อ
แบบอนุกรมของวงจรศูนยส์ ามพลั ส์สองชดุ
สำหรับการใช้งานที่ใชพ้ ลังงานต่ำไดโอดคู่ในอนุกรมที่มีขั้วบวกของไดโอดตวั แรกที่เชื่อมตอ่ กับแคโทดของตัวท่ี
สองจะถูกผลิตขึ้นเป็นส่วนประกอบเดียวเพื่อจุดประสงค์นี้ ไดโอดคู่ที่มีวางจำหน่ายทั่วไปบางตัวมีขั้วทั้งหมดส่ี
ขวั้ เพื่อให้ผใู้ ชส้ ามารถกำหนดค่าสำหรับการใช้แหลง่ จ่ายไฟแบบแยกเฟสเดียวคร่ึงสะพานหรือวงจรเรียงกระแส
สามเฟส
สำหรับการใช้งานที่มีกำลังสูงมักใช้อุปกรณ์แยกชิ้นเดียวสำหรับแขนทั้งหกข้างของสะพาน สำหรับพลังที่สูง
ที่สุดแขนแต่ละข้างของสะพานอาจประกอบด้วยอุปกรณ์หลายสิบหรือหลายร้อยชิ้นแบบขนาน (ในกรณีท่ี
ต้องการกระแสไฟฟ้าสูงมากเช่นในการถลุงอลูมิเนยี ม ) หรือเป็นอนุกรม (ในกรณีที่ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าสูงมาก
เชน่ ในการสง่ กำลงั ไฟฟ้ากระแสตรงแรงดนั สงู )

วงจรเรียงกระแสสะพานฟูลเวฟสามเฟสควบคุม (B6C) โดยใช้ ไทริสเตอร์เปน็ องค์ประกอบสวติ ชิ่งโดย
ไม่สนใจการเหนย่ี วนำของแหลง่ จ่าย ไทรสิ เตอร์ชพี จรตามลำดับ V1 – V6
แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่เต้นเป็นจังหวะเป็นผลมาจากความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าเฟสบวกและลบทันที ,
เฟสเล่อื น 30 °:
แรงดันไฟฟ้าขาออกเฉลี่ยที่เหมาะสมและไม่มีโหลด ของวงจร B6 เป็นผลมาจากอินทิกรัลภายใต้กราฟของ
พลั ส์แรงดนั ไฟฟา้ กระแสตรงทีม่ รี ะยะเวลา (จาก 60 °ถงึ 120 °) ดว้ ยค่าสงู สุด :

18

⇒ ⇒ ≈ 2,34 ⋅

อินพุต AC 3 เฟสรปู คลืน่ เอาต์พตุ DC แบบแก้ไขครึ่งคล่ืนและเตม็ คลนื่

ถ้าวงจรเรยี งกระแสสะพานสามเฟสทำงานแบบสมมาตร (เปน็ แรงดันไฟฟ้าบวกและลบ) จดุ ศนู ย์กลาง
ของวงจรเรียงกระแสที่ด้านเอาต์พุต (หรือที่เรียกว่าศักย์อ้างอิงแยก) ตรงข้ามกับจุดกึ่งกลางของหม้อแ ปลง
(หรือเป็นกลาง ดนตรี) มีความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นในรูปแบบของสามเหลี่ยมแรงดันไฟฟ้าทั่วไปโหมด ด้วย
เหตุนี้ศูนย์ทั้งสองนี้จะต้องไม่เชื่อมต่อกันมิฉะนั้นกระแสไฟฟ้าลัดวงจรจะไหล ดังนั้นกราวด์ของวงจรเรียง
กระแสสะพานสามเฟสในการทำงานแบบสมมาตรจึงแยกออกจากตัวนำที่เป็นกลางหรือสายดินของแรงดันไฟ
หลัก ขับเคลื่อนด้วยหม้อแปลงทำให้สามารถต่อสายดินของจุดกึ่งกลางของสะพานได้โดยมีเงื่อนไขว่าขดลวด
ทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าแยกออกจากแรงดันไฟฟ้าหลักและจุดดาวของขดลวดทุติยภูมิไม่อยู่บนโลก
อยา่ งไรก็ตามในกรณีน้ีกระแสรั่วไหล (เล็กนอ้ ย) จะไหลผา่ นขดลวดของหมอ้ แปลง

19

บทที่ 5 วงจรทวีคูณแรงดนั - Voltage Multiplier

วงจรทีวีคณู แรงดนั - [Voltage Multiplier]

คอื วงจร ทมี่ ีหลกั การทำงานคลา้ ยกับ วงจรเรียงกระแสแต่สามารถทำให้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง ในขาออก
OUTPUT มคี า่ ท่เี พิ่มสงู มากขึ้นเป็น 2 3 4 เทา่ ฯลฯ ค่าของแรงดันสูงสดุ ท่ีขดลวดทุติยภูม[ิ ขาออก] ของหมอ้
แปลงไฟฟา้ วงจรทวคี ูณแรงดันแบบท่ีนิยมใช้งานกนั มีดังนี้

1. Voltage Doubler - ทวคี ูณแรงดนั 2 เทา่
2. Voltage Triper - ทวีครู แรงดัน 3 เทา่
3. Voltage Quadrupler - ทวคี ูณแรงดัน 4 เทา่
โดยสามารถอธิบายหลกั การทำงานได้ดงั นี้

1.วงจร Voltage Doubler - วงตรทวคี ณู แรงดันแบบ 2 เท่า
วงจรทวีแรงดนั 2 เทา่ เปน็ วงจรท่สี ามารถทำใหแ้ รงดนั ไฟฟ้า ทางด้านขาออก OUTPUT มีค่าเพมิ่

สูงข้ึนเป็น 2 เท่า เช่า จา่ ย 1 ออก 2 จา่ ย 5 ออก 10 ประมาณนค้ี รบั สามารถออกแบบวงจรได้ 2 ลักษณะ
คือ 1. ทวีคูณแรงดันแบบเตม็ คล่นื 2. ทวีคูณแรงดนั แบบครงึ่ คล่นื

1.1 วงจรทวีคณู แรงดัน 2 เทา่ แบบเตม็ คล่ืน - [Full - Wave Voltgae Doubler]

เมื่อมีสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับจากขดลวดทุติยภูมิ [ขาออก] ของหม้อแปลงในช่วงครึ่งคลื่นบวกที่จ่าย
ให้กับวงจรทำให้ไดโอด D1 ได้รับไบอัสตรงจึงนำกระแส ส่วนไดโอด D2 ได้รับการไบอัสกลับจึงไม่นำกระแส
จากนัน้ ตัวเกบ็ ประจุ C1 เรม่ิ ชารจ์ ประจุไดร้ ับแรงดันตกคร่อม C1 เทา่ กับแรงดนั จากขดลวดทุติยภูมิของหม้อ
แปลงน่ันเองครับ

20

ในชว่ งคร่ึงคล่ืนลบ ทำใหไ้ ดโอด D1 ไดร้ ับการไบอัสกลบั ไมน่ ำกระแส ส่วนไดโอด D2 ไดร้ ับการไบอัสตรง
จงึ นำกระแส ทำให้ตวั เกบ็ ประจุ C2 เรม่ื ชารจ์ ไดร้ บั แรงดนั ตกครอ่ ม C2 เท่ากับแรงดนั จากขดลวดทตุ ยิ ภูมิของ
หมอ้ แปลงนนั่ เอง

2. วงจรทวีคณู แรงดนั 2 เทา่ แบบคร่งึ คลื่น - [Half - Wave Voltage Doubler]

เม่อื มีสัญญาณไฟฟา้ กระแสสลบั จากขดลวด ทุติยภมู ิ [ขาออก] ของหมอ้ แปลงในช่วงครง่ึ คล่ืนฝ่ังบวกจ่าย
ใหก้ ับวงจรทำให้ไดโอด D1 ไดร้ บั การไบอัสตรงนำกระแสไฟฟ้า สว่ นไดโอด D2 ไดร้ บั ไบอัสกลบั จึงไมน่ ำกระแส
ทำให้ตวั เกบ็ ประจุ C1 เรมิ่ การชารจ์ ได้รับแรงดนั ตกคร่อม เทา่ กบั แรงดันจากขดลวดทตุ ิยภมู ิ[ขาออก]

21

ในชว่ งครง่ึ คล่นื ลบ จะทำให้ตวั ไดโอด D1 ไดร้ ับการไบอสั กลับทำให้ไดโอดไมน่ ำกระแสไฟฟ้า ส่วนไดโอด
D2 ไดร้ ับการไบอัสตรง จงึ เกิดการนำกระแส ตัวเกบ็ ประจุ C1 จะคายประจุ ทำให้แรงดนั จากขดลวด ขาออก
ที่ต่ออยกู่ ับ C1 กลายเป็นเกดิ มแี รงดนั รวม จ่ายให้กบั C2 ทำให้ C2 ชารจ์ ประจไุ ดเ้ ปน็ 2 เทา่ นั่นเองครับผม

22

อ้างอิง
1. เพาเวอรไ์ ดโอด (Power Diode), สบื ค้นเม่ือ 20 สิงหาคม 2565.

จาก https://powerelectronics-21052112.blogspot.com/2019/05/power-diode.html

2. ไฟฟ้ากระแสตรง(DC) และกระแสสลบั (AC) แตกตา่ งกนั อย่างไร?, สืบค้นเมอื่ 20 สิงหาคม 2565.
จาก https://legatool.com/wp/12063/

3. ไทรสิ เตอร์ (Thyristor), สืบคน้ เม่อื 20 สงิ หาคม 2565.
จาก https://electronicspocketbook.blogspot.com/2014/01/thyristor.html

4. บทท่ี 3 เอสซีอารแ์ ละการใชง้ าน, สืบค้นเม่ือ 20 สิงหาคม 2565.
จาก http://blog.bru.ac.th/wp-content/uploads/bp-attachments/9269/บทท-ี่ 3.pdf

5. วงจรเรยี งกระแส, สบื คน้ เมอื่ 20 สิงหาคม 2565.
จาก https://hmong.in.th/wiki/Rectifier

6. วงจรทวีคูณแรงดัน - Voltage Multiplier, สืบค้นเมอ่ื 20 สงิ หาคม 2565.
จาก https://phukphan.blogspot.com/2017/02/voltage-multiplier.html