รายวิชาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

146



3. วงจรการใช้งานจริง LM317 และ LM337
วงจรแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงปรับค่าได้ทั้งในย่านแรงดันบวกและลบ เหมาะสำหรับนำไปใช้สร้าง

เป็นแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงในห้องทดลอง โดยใช้ไอซีเบอร์ 317 และ 337 วงจรนี้คือวงจรเร็กกูเลเตอร์รับ

ค่าได้ ±1.2 V ถึง 33 V 1 A

ลักษณะของวงจร วงจรเร็กกูเลเตอร์ปรับค่าได้ทั้งบวกและลบตั้งแต่ 1.2 V ถึง 33 V (+1.2V ถึง +33V)

ออกแบบได้โดยใช้ไอซีเร็กกูเลเตอร์เบอร์ LM317 เมื่อคุมค่าแรงดันเอาต์พุตด้านบวกและใช้ไอซีเบอร์ LM337

เพื่อคุมค่าแรงดันเอาต์พุตด้านลบโดยมีโวลลุ่ม VR1 ปรับค่าแรงดันเอาต์พุตบวก และ VR2 ปรับค่าแรงดัน

เอาต์พุตลบลักษณะของวงจรแสดงในรูปที่ 5.18
































รูปที่ 5.18 วงจรเร็กกูเลเตอร์ปรับค่าได้ ±(1.2 V -33 V) 1.0 A ที่ใช้ LM317/LM337

การทำงานของวงจร มีหม้อแปลง 220V/24 V-0-24 V เพื่อแปลงแรงดัน 220V ให้ต่ำลงและจ่ายให้

วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์ที่ใช้ไดโอด D1 – D4 เบอร์ HER303 ทำให้ได้แรงดันบวกและแรงดันลบ โดยจุด

กึ่งกลางของหม้อแปลง คือจุด 0 V เป็น GND แรงดันบวกจ่ายเข้าอินพุตของ IC1 เบอร์ LM317 ประมาณ +34

V โดยมี C1 เป็นตัวกรองแรงดันและจ่ายแรงดันลบ เข้าที่ขาอินพุตของ IC2 เบอร์ LM337 เอาต์พุตแรงดันบวก

ปรับค่าได้ระหว่าง +1.2 V ถึง +33 V ปรับได้โดย VR1 และแรงดันลบปรับค่าได้ระหว่าง -1.2 V ถึง -33 V
ปรับได้โดย VR2 นี่คือแหล่งจ่ายๆ ไฟฟ้าปรับค่าได้ทั้งบวกและลบ สำหรับไดโอด D5-D6 เป็นตัวป้องกัน IC1

และไดโอด D7-D8 เป็นตัวป้องกัน IC2

147



5.3 ออปแอมป์ (Operational Amplifiers,Op-Amp)


ออปแอมป์เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำหน้าที่เป็นวงจรขยายแรงดัน โดยออปแอมป์มีโครงสร้าง
ภายในเป็นวงจรที่ซับซ้อน ประกอบไปด้วย ตัวต้านทาน, ทรานซิสเตอร์, ตัวเก็บประจุ และไดโอด จำนวนมาก

โดยมีสัญลักษณ์ดังรูปที่ 5.19 แต่เพื่อความง่ายในการศึกษาเบื้องต้นนี้ เราจะแทนออปแอมป์ด้วยวงจรสมมูลดัง

รูปที่ 5.20


Non-inverting terminal


Output

Inverting terminal





รูปที่ 5.19 สัญลักษณ์ของออปแอมป์





Non-inverting terminal
Output


Inverting terminal




รูปที่ 5.20 วงจรสมมูลของออปแอมป์แบบง่าย

ออปแอมป์จะมีขั้วอินพุต(ป้อนเข้า) 2 ขั้ว นั่นคือ ขั้วอินพุตบวกเรียกว่า Non-inverting terminal

และขั้วอินพุตลบเรียกว่า Inverting terminal และขั้วเอาต์พุต(ป้อนออก) 1 ขั้ว

จากวงจรสมมูลของออปแอมป์) ส่วนทางด้านอินพุตของออปแอมป์จะประกอบด้วยตัวต้านทาน RIN

ซึ่งเป็นความต้านทานทางด้านอินพุตของออปแอมป์ โดยจะมีแรงดันตกคร่อมระหว่างขั้วอินพุตบวกและขั้ว

อินพุตลบ เท่ากับ vd ส่วนทางด้านเอาต์พุตจะประกอบด้วยตัวต้านทาน RO เป็นความต้านทานที่มองเข้าไป

ทางขั้วเอาต์พุตของออปแอมป์ และแหล่งจ่ายแรงดันที่ควบคุมด้วยแรงดันที่มีค่าเท่ากับ Avd ค่า A นี้เรียกว่า

อัตราขยายวงเปิด (Open loop gain) ของออปแอมป์


ออปแอมป์แบบอุดมคติ (Ideal Op-Amp)

เพื่อความง่ายในการวิเคราะห์วงจรเราจะกำหนดให้ออปแอมป์เป็นอุดมคติซึ่งจะมคุณสมบัติดังนี้
ี

148



- อัตราขยายวงเปิดมีค่าเป็นอนันต์
- ความต้านทานอินพุตมีค่าเป็นอนันต์

- ความต้านทานเอาต์พุตมีค่าเป็นศูนย์















ุ
รูปที่ 5.21 ออปแอมป์แบบอดมคติ

่
เนื่องจากออปแอมป์ในอุดมคติมีความต้านทานทางด้านอินพุตมีคาเป็นอนันต์ ดังนั้นกระแสที่ไหลเข้า
ทางขั้วอินพุตทั้งสองจึงมีค่าเท่ากับศูนย์


i = 0 , i = 0
1
2
การต่อออปแอมป์เพื่อใช้งานเป็นวงจรขยายเพื่อให้มีเสถียรภาพนั้น เราจะต่อออปแอมป์ให้มีการ
ป้อนกลับแบบลบ (Negative feedback) ซึ่งจะขอไม่กล่าวถึงรายละเอียดเรื่องเสถียรภาพและการป้อนกลับ

แบบลบในที่นี้ แต่สำหรับออปแอมป์แล้วการป้อนกลับแบบลบคือ มีการต่อขั้วเอาต์พุตกลับมายังขั้วอินพุตลบ

ุ
ของออปแอมป์ ซึ่งอาจจะผ่านวงจรหรืออปกรณ์หนึ่งก่อนก็ได้ เมื่อออปแอมป์มีการป้อนกลับแบบลบแล้วจะได้
่
ว่า แรงดันระหว่างขั้วอินพุตของออปแอมป์มีคาประมาณศูนย์คือ

Vd = V2 – V1 ≈ 0


หรืออาจกล่าวได้ว่าแรงดันที่ขวบวกกับแรงดันที่ขั้วลบของออปแอมป์มีค่าเท่ากัน
ั้
V2 = V1

149



ั้
5.3.1 วงจรขยายแบบกลับขว (Inverting Amplifiers)


























รูปที่ 5.22 วงจรขยายแบบกลับขั้ว


KCL ที่โนด V
1





แต่ จะได้







หรือ








จะพบว่าวงจรขยายแบบกลับขั้วนี้มีอัตราส่วนของแรงดันเอาต์พุตต่อแรงดันอินพุต (หรือเรียกว่า

อัตราขยาย) มีค่าที่ติดลบ โดยค่าอัตราขยายนี้จะขึ้นกับค่าความต้านทานที่ใช้ในวงจร ส่วนค่าติดลบหมายถึง

การที่เราป้อนสัญญาณอินพุตมีค่าเป็นบวกสัญญาณทางเอาต์พุตจะมีค่าเป็นลบ หรือในทางตรงข้ามถ้าเราป้อน
สัญญาณอินพุตมีค่าเป็นลบสัญญาณทางเอาต์พุตจะมีค่าเป็นบวก

150



5.3.2 วงจรขยายแบบไม่กลับขั้ว (Non-inverting Amplifiers)

























รูปที่ 5.23 วงจรขยายแบบไม่กลับขั้ว


KCL ที่โนด :







แต่ จะได้








หรือ









จะพบว่าวงจรขยายแบบไม่กลับขั้วนี้มีอัตราส่วนของแรงดันเอาต์พุตต่อแรงดันอินพุต มีค่าเป็นบวก

โดยค่าอัตราขยายนี้จะขึ้นกับค่าความต้านทานที่ใช้ในวงจร ส่วนค่าที่เป็นบวกหมายถึง การที่เราป้อนสัญญาณ

ิ
ุ
อินพุตมีค่าเป็นบวกสัญญาณทางเอาต์พุตจะมีค่าเป็นบวกด้วย หรือในทำนองเดียวกันถ้าเราป้อนสัญญาณอนพต
มีค่าเป็นลบสัญญาณทางเอาต์พุตจะมีค่าเป็นลบด้วย

151



5.3.3 วงจรตามแรงดัน (Voltage Follower)
ี่
กรณีที่วงจรขยายแบบไม่กลับขั้วกรณีทมีค่า (ลัดวงจร) และ (เปิดวงจร) จะได้วงจรเป็นดังรูปที่ 5.24
โดยวงจรนี้จะมีอัตราขยายเป็น 1 ซึ่งก็คือ นั่นเอง เราจะเรียก วงจรนี้ว่าวงจรตามแรงดันหรือวงจรบัฟเฟอร์

(Buffer)
















รูปที่ 5.24 วงจรตามแรงดัน


5.3.4 วงจรขยายผลบวก (Summing Amplifiers)























รูปที่ 5.25 วงจรขยายผลบวก

KCL ที่โนดอินพุตลบของออปแอมป์ :






จะได้

152




ถ้า จะได้







ุ
จะพบว่าวงจรขยายผลบวกมีค่าเอาต์พตเป็นผลบวกของแรงดันอินพุตแต่ละค่า ซึ่งมีอัตราขยายเป็นลบ
ที่มีค่าขึ้นกับค่าความต้านทานที่ใช้ในวงจร


5.3.5 วงจรขยายผลต่าง (Difference Amplifiers)

























รูปที่ 5.26 วงจรขยายผลต่าง

KCL ที่โนดอินพุตลบของออปแอมป์ :






KCL ที่โนดอินพุตบวกของออปแอมป์ :






แก้สมการทั้งสองได้

153





ถ้า จะได้





ั
จะพบว่าวงจรขยายผลต่างมีคาเอาต์พุตเป็นผลลบของแรงดันอินพุต ซึ่งมีอตราขยายเป็นลบที่มีค่า
่
ขึ้นกับค่าความต้านทานที่ใช้ในวงจร

154



คิวอาร์โค้ด
















แบบทดสอบหลังเรียนหน่วยที่ 5



















ใบงานที่ 12 ใบงานที่ 13 ใบงานที่ 14



















วีดีโอประกอบการเรียน

155



บรรณานุกรม


• วีระศักดิ์ สุวรรณเพชร. (ตุลาคม 2561). อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวงจร. ครั้งที่ 2. นนทบุรี:


บริษัทศูนย์หนังสือ เมืองไทย จำกัด