E9 ระบบประจุไฟแบบไอซีเร็กกูเลเตอร์

เอกสารประกอบการสอน วิชา งานไฟฟ้ารถยนต์ รหัสวิชา 2101-2005หลกั สตู รประกาศนียบตั รวิชาชพี พุทธศกั ราช 2556 หนว่ ยที่ 9เร่อื ง ระบบประจุไฟแบบไอซีเร็กกูเลเตอร์ เรียบเรียงโดย นายบญุ ลือ ยิง่ คานึงตาแหน่งครู วทิ ยฐานะชานาญการแผนกวิชาชา่ งยนต์ วิทยาลยั เทคนคิ นครศรธี รรมราชสานกั งานคณะกรรมการการอาชีวศึกษา กระทรวงศึกษาธิการ

412ใบเน้ือหาหนว่ ยท่ี 9

413รหสั วชิ า 2101-2005 ชือ่ วชิ า งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเนือ้ หา I.S. 9-01ชอ่ื หน่วย ระบบประจไุ ฟแบบไอซีเร็กกเู ลเตอร์ สอนครั้งท่ี 10 จานวน 2 ชัว่ โมงสาระสาคัญ ระบบประจุไฟแบบไอซีเร็กกูเลเตอร์ เปน็ ระบบประจไุ ฟท่ีได้พฒั นาใชต้ วั ควบคุมแรงเคลื่อนไฟฟา้ ของอลั เตอรเ์ นเตอร์ดว้ ยระบบอเิ ล็กทรอนิกส์ทีเ่ รยี กวา่ “ไอซเี รก็ กเู ลเตอร์”มาใช้แทนเรก็ กูเลเตอร์แบบธรรมดาซ่ึงไอซเี ร็กกเู ลเตอร์มีจุดเด่น คือ มีขนาดเล็กกะทดั รัด ไม่ต้องมีการเปล่ยี นชิน้ สว่ นหรือปรบั แตง่ ใดๆทงั้ ส้นิ ควบคุมแรงเคล่อื นไฟฟ้าได้ถูกตอ้ งทกุ สภาพความเร็วและอณุ หภูมิมีความคงทนต่อการใช้งาน ขอ้ เสียของไอซีเร็กกูเลเตอรค์ ือ จะเสยี ไดง้ ่ายเมอื่ เกดิ แรงเคลื่อนไฟฟา้ ทีส่ ูงเกนิ ไปและอุณหภมู สิ งู เกนิ ไปสาระการเรียนรู้ 1. หน้าที่และสว่ นประกอบของระบบประจุไฟแบบไอซี 2. สารกึง่ ตวั นาท่ใี ช้ในระบบประจุไฟแบบไอซี 3. สว่ นประกอบของอลั เตอร์เนเตอร์แบบไอซี 4. หลกั การทางานของอัลเตอรเ์ นเตอร์แบบไอซี 5. การแกไ้ ขข้อขดั ขอ้ งของระบบประจุไฟแบบไอซีจดุ ประสงค์การเรียนรู้ 1. บอกหน้าท่ีของส่วนประกอบในระบบประจุไฟแบบไอซีได้ 2. อธิบายหลกั การทางานเบื้องต้นของสารกึ่งตวั นาที่ใชใ้ นระบบประจุไฟแบบไอซีได้ 3. บอกหน้าท่ขี องส่วนประกอบในอลั เตอร์เนเตอร์แบบไอซไี ด้ 4. อธิบายหลกั การทางานของอัลเตอรเ์ นเตอร์แบบไอซีได้ 5. บอกวิธีแกไ้ ขข้อขัดข้องของระบบประจุไฟแบบไอซีได้

414รหสั วชิ า 2101-2005 ชือ่ วชิ า งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเนอ้ื หา I.S. 9-02ชือ่ หน่วย ระบบประจุไฟแบบไอซเี ร็กกเู ลเตอร์ สอนคร้งั ท่ี 10 จานวน 2 ชว่ั โมง1. หน้าทแี่ ละส่วนประกอบของระบบประจุไฟแบบไอซี ระบบประจุไฟแบบไอชีมหี น้าท่เี หมือนระบบประจุไฟแบบธรรมดา คอื ผลติ กระแสไฟฟ้าหรอื ประจุไฟเข้าแบตเตอร่เี ม่ือเคร่ืองยนต์ทางาน ควบคุมปริมาณไฟฟ้าท่ปี ระจเุ ขา้ แบตเตอร่ีโดยใช้ไอซีเร็กกูเลเตอร์ และสรา้ งสัญญาณเตือนใหท้ ราบว่ามีการประจไุ ฟในระบบประจุไฟ ระบบประจุไฟแบบไอซีประกอบด้วย เครื่องกาเนิดไฟฟา้ หรืออัลเตอร์เนเตอร์และอุปกรณ์สาหรับควบคมุ การประจุไฟหรอื ไอซีเร็กกเู ลเตอร์โดยรวมเป็นหน่วยเดยี วกับอลั เตอรเ์ นเตอร์ซ่ึงหนา้ ที่ของสว่ นประกอบในระบบประจุไฟแบบไอซีมีหน้าท่เี หมอื นระบบประจไุ ฟแบบธรรมดา ส่วนประกอบของระบบประจุไฟแบบไอซีแสดงดงั รปู ที่ 9.1 รปู ท่ี 9.1 แสดงโครงสรา้ งและส่วนประกอบของระบบประจไุ ฟแบบไอซี ทมี่ า : Toyota Basic Electrical Course # 622 : 12. สารก่ึงตัวนาทใี่ ชใ้ นระบบประจไุ ฟแบบไอซี เน่อื งจากการควบคมุ ไฟชาร์ทของเร็กกเู ลเตอรแ์ บบรเี ลย์อาศัยการตดั ต่อของคอนแทค เม่ือเครื่องยนต์มีความเร็วรอบสูงความถีใ่ นการตัดตอ่ ของคอนแทคจะมีความถี่สูงขึ้น ทาให้เกดิ ความล่าชา้ ในการควบคุมบริษทั ผ้ผู ลติ รถยนตจ์ งึ ไดน้ าอุปกรณ์อิเลก็ ทรอนิกส์ คือไอซีมาควบคมุ การทางานของระบบประจไุ ฟแทนเร็กกูเลเตอร์มาใช้แทนเร็กกูเลเตอรแ์ บบรเี ลยเ์ น่ืองจากมขี นาดเลก็ ตดิ ตงั้ เป็นหน่วยเดยี วกบั อัลเตอร์เนเตอร์ได้ มีความทนทานในการใช้งาน มีประสทิ ธภิ าพในการควบคุมไฟชาร์ทสงู ระบบประจไุ ฟแบบไอซีเปน็ การนาเอาอุปกรณ์อเิ ลก็ ทรอนิกส์หลายๆ อย่างมาประกอบเปน็ วงจรเพ่ือควบคมุ การทางาน ประกอบด้วย

415 รหสั วิชา 2101-2005 ชอ่ื วิชา งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเนอ้ื หา I.S. 9-03 ชื่อหนว่ ย ระบบประจุไฟแบบไอซีเร็กกเู ลเตอร์ สอนครงั้ ที่ 10 จานวน 2 ชว่ั โมง 2.1 ทรานซิสเตอร์ (Transistor) ทรานซิสเตอร์เปน็ สารกง่ึ ตัวนา ซ่ึงสามารถทาให้กระแสไฟฟ้าขนาดเล็กเปลย่ี นเปน็ กระแสไฟฟ้าขนาดใหญโ่ ดยการขยายสัญญาณ ทรานซิสเตอร์มี 2 ชนิดคือ ชนิด NPN และ PNP ทัง้ 2 ชนิดจะมขี าต่อไปใช้งาน 3 ขาคือ ขาเบส (BASE ; B) ขาคอลเล็กเตอร์ (COLLECTOR ; C) ขาอิมติ เตอร์ (EMITTOR ; E) หลักการทางานเบ้ืองต้นของทรานซิสเตอร์ คือ ต้องให้กระแสไหลผ่านทางขาเบส (B) เพ่ือควบคุมการการไหลของกระแสทางดา้ นคอลเลก็ เตอร์ได้ ดังรูปที่ 9.2ชนิด NPN C กระแสเบส E ชนดิ PNP B B ตรวจจบั กระแส ตรวจจับกระแสกระแสเบส C E รูปท่ี 9.2 แสดงสญั ลกั ษณ์ของทรานซสิ เตอร์ชนิด NPN และ PNP ทมี่ า : บญุ ลอื ยง่ิ คานงึ , 2557 2.1.1 การป้อนกระแสไฟให้กับทรานซิสเตอร์ชนดิ NPN จะต้องป้อนกระแสไฟฟ้าบวกให้กับขาเบส (B) เมื่อเทยี บกบั ขาอมิ ติ เตอร์ (E) และป้อนกระแสไฟฟ้าบวกใหก้ บั ขาคอลเล็กเตอร์ (C) เมอ่ื เทียบกับขาเบส (B) ดังรปู ท่ี 9.3 RB RC IB IC รปู ที่ 9.3 แสดงการทางานของซิสเตอรช์ นดิ NPN ทม่ี า : บญุ ลือ ยงิ่ คานึง, 2557

416รหัสวิชา 2101-2005 ช่อื วชิ า งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเนอ้ื หา I.S. 9-04ชื่อหน่วย ระบบประจุไฟแบบไอซีเร็กกูเลเตอร์ สอนคร้ังที่ 10 จานวน 2 ชัว่ โมง2.1.2 การป้อนกระแสไฟให้กับทรานซสิ เตอรช์ นดิ PNP จะต้องป้อนกระแสไฟฟา้ ลบใหก้ บั ขาเบส (B) เม่ือเทยี บกบั ขาอมิ ิตเตอร์ (E) และป้อนกระแสไฟฟ้าลบให้กับขาคอลเลก็ เตอร์ (C) เมอื่ เทียบกับขาเบส (B) ดังรปู ที่ 9.4 RB IC RC IB รูปที่ 9.4 แสดงการทางานของซสิ เตอรช์ นิด PNP ที่มา : บญุ ลือ ยง่ิ คานึง, 2557 2.2 ไดโอด (Diode) ไดโอดเป็นอปุ กรณ์ทีท่ ามาจากสารก่ึงตวั นาชนิด N และ P มาเช่อื มต่อเขา้ ดว้ ยกนั ผลติ จากสารซลิ ิกอนมีขว้ั ต่อ 2 ข้วั คือ แอโนดและแคโทด ไดโอดที่ใชใ้ นวงจรอิเล็กทรอนิกส์มีอยู่หลายชนดิ เชน่ ไดโอดแปลงกระแส ซีเนอร์ไดโอด ไดโอดเปล่งแสง โฟโตไดโอด ฯลฯ AK ทิศทางการไหลของกระแส รปู ที่ 9.5 แสดงสญั ลักษณ์ของไดโอด ทมี่ า : บุญลือ ยงิ่ คานงึ , 2557 2.2.1 ไดโอดแปลงกระแส (Rectifier Diode) เปน็ ไดโอดทใ่ี ชส้ าหรับแปลงกระแสไฟฟ้ากระแสสลับให้เปน็ กระแสตรงหรือใช้สาหรับป้องกนั การไหลย้อนกลบั ของกระแสไฟฟ้า 2.2.2 ซเี นอรไ์ ดโอด (Zener Diode) เป็นไดโอดท่สี ร้างข้ึนเพ่ือใช้ควบคมุ แรงเคล่ือนไฟฟ้าในวงจรให้อยู่ในค่าทก่ี าหนด ซีเนอรไ์ ดโอดมีคุณสมบตั ิเหมือนกับไดโอดแปลงกระแส แตกต่างกันตรงที่เมือ่ ป้อนกระแสย้อนทิศทางการไหล ซีเนออร์ไดโอดจะยอมใหก้ ระแสไหลผา่ นไดเ้ มื่อมีแรงเคลื่อนเกินคา่ แรงเคลอ่ื นพังทลาย (Brake Down Voltage) ของซเี นอร์ไดโอดตัวนนั้ ๆ โดยซีเนอร์ไดโอดจะไม่ชารุดเสียหาย

417รหสั วชิ า 2101-2005 ชอื่ วชิ า งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเนอื้ หา I.S. 9-05ชอ่ื หนว่ ย ระบบประจุไฟแบบไอซีเร็กกเู ลเตอร์ สอนครั้งท่ี 10 จานวน 2 ชั่วโมง AK ทิศทางของกระแสเมื่อมแี รงเคลอ่ื นสูงถึงระดับท่ีกาหนด รูปที่ 9.6 แสดงสัญลกั ษณ์ของซเี นอร์ไดโอด ที่มา : บุญลือ ยง่ิ คานงึ , 2557 2.2.3 ไดโอดเปลง่ แสง (Light Emitting Diode) หรือ แอลอดี ี (LED) เป็นไดโอดชนดิ พิเศษทีท่ ามาจากสารกึ่งตวั นาชนิดรอยต่อ P และ N เมื่อป้อนกระแสตามทางไดโอดจะเปลง่ แสงออกมาแสงที่ส่องออกมา จะมหี ลายช่วงคลื่นตามชนิดของสารทีท่ า เช่น สแี ดง สเี หลือง สีเขียว หรอื แสงอินฟาเรดทต่ี ามองไม่เห็นไดโอดเปล่งแสงจะมีขอ้ ดีคอื กินกระแสน้อยทางานที่แรงเคล่ือนตา่ (1.5-3.3 V) มีอุณหภมู ิในการทางานต่ากวา่หลอดไฟแบบธรรมดามาก มีอายุการใช้งานสูง AK ทิศทางการไหลของกระแส รูปท่ี 9.7 แสดงสญั ลักษณ์ของไดโอดเปลง่ แสง ทม่ี า : บุญลือ ยง่ิ คานึง, 2557 2.2.4 โฟโตไดโอด (Photo Diode) เป็นไดโอดชนิดพเิ ศษท่ีออกแบบใหท้ างานเมือ่ แสงสวา่ งมากระทบที่ตวั ไดโอด กล่าวคอื ไดโอดจะยอมให้กระแสไฟฟา้ ไหลย้อนทางผ่านไดเ้ ม่ือไดโอดได้รบั แสงสว่าง AK ทิศทางการไหลของกระแส รูปที่ 9.8 แสดงสญั ลักษณ์ของโฟโตไดโอด ท่ีมา : บญุ ลอื ยง่ิ คานึง, 2557

418รหัสวชิ า 2101-2005 ชอื่ วิชา งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเนื้อหา I.S. 9-06ช่ือหน่วย ระบบประจไุ ฟแบบไอซเี ร็กกูเลเตอร์ สอนครง้ั ท่ี 10 จานวน 2 ชัว่ โมง2.3 ไอซี (Integrate Circuit ; IC)ภายในตวั ไอซีประกอบดว้ ย ทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทานไดโอด และอุปกรณ์สารกึ่งตวั นาอ่ืนๆ ต่อร่วมกนั เป็นวงจร ในลกั ษณะวงจรรวม (Integrate Circuit ; IC) หรือวงจรสาเรจ็ รปู โดยไอซจี ะมีขาต่ออกมาภายนอกสาหรับป้อนกระแสไฟเขา้ ต่อสญั ญาณเข้า-ออกตอ่ อุปกรณ์อ่ืนท่ีมขี นาดใหญไ่ ม่สามารถบรรจุไว้ภายในตวั ไอซี เชน่ คาปาซิสเตอร์แบบอิเล็กโทรทลิ ิก ฯลฯ รปู ท่ี 9.9 แสดงรปู ร่างและสัญลกั ษณ์ของไอซี ท่ีมา : บญุ ลอื ยิ่งคานงึ , 2557 ไอซีเร็กกเู ลเตอรป์ ระกอบดว้ ยวงจร MIC (Monolithic Integrated หรือ MIC) ซงึ่ เป็นวงจรรวมขนาดเลก็ ถูกตดิ ตั้งรวมไวเ้ ป็นหนว่ ยเดยี วกับอลั เตอรเ์ นเตอร์ ดังแสดงในรูปท่ี 9.10 และ 9.11IG BSL F PEรูปท่ี 9.10 แสดงรปู รา่ งภายนอกและวงจรภายในของไอซีเร็กกเู ลเตอร์ ที่มา : บญุ ลือ ยงิ่ คานงึ , 2557

419รหัสวิชา 2101-2005 ช่อื วชิ า งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเน้ือหา I.S. 9-07ชอื่ หนว่ ย ระบบประจไุ ฟแบบไอซีเร็กกูเลเตอร์ สอนคร้ังท่ี 10 จานวน 2 ชัว่ โมงอัลเตอรเ์ นเตอร์ ไอซีเร็กกเู ลเตอร์ขดลวด Bสเตเตอร์ R2ขดลวดโรเตอร์ R1 ZD F สวติ ช์จุดระเบดิ TR1 TR2 E รูปท่ี 9.11 แสดงวงจรไอซีเร็กกูเลเตอร์ ทมี่ า : บุญลอื ยิง่ คานงึ , 2557หลักการทางานของไอซเี ร็กกเู ลเตอร์อลั เตอรเ์ นเตอร์ ไอซเี ร็กกเู ลเตอร์ขดลวด Bสเตเตอร์ R2ขดลวดโรเตอร์ R1 ZD F สวติ ช์จดุ ระเบดิ TR1 TR2 Eรูปที่ 9.12 แสดงการทางานของไอซเี ร็กกูเลเตอร์เมื่อสวติ ช์อยทู่ ตี่ าแหนง่ “ON”เครื่องยนต์ยงั ไม่ทางาน ท่ีมา : บญุ ลอื ยง่ิ คานงึ , 2557

420รหัสวชิ า 2101-2005 ชือ่ วิชา งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเนอ้ื หา I.S. 9-08ช่อื หน่วย ระบบประจไุ ฟแบบไอซีเร็กกูเลเตอร์ สอนคร้งั ท่ี 10 จานวน 2 ชั่วโมง 2.3.1 เมอ่ื เปิดสวิตช์จดุ ระเบิดตาแหนง่ “ON” เครื่องยนต์ยังไม่ทางาน กระแสไฟฟา้ จากแบตเตอร่ไี หลผ่านสวติ ช์จดุ ระเบิดผ่านตวั ต้านทาน R1 ไปยังขาเบสของทรานซิสเตอร์ TR1 ลงกราวด์ ทาให้ทรานซสิ เตอร์ TR1 ทางาน กระแสไฟฟา้ จากแบตเตอรี่ไหลผา่ นขดลวดโรเตอร์เขา้ ขัว้ F ผ่านไปยงั ขาคอลเลคเตอรแ์ ละขาอิมิตเตอรข์ อง TR1 ลงกราวด์ที่ขัว้ E ของทรานซสิ เตอร์TR1 แสดงดงั รปู ที่ 9.12 2.3.2 เมอ่ื สวิตช์จุดระเบดิ ตาแหนง่ “ON” เครื่องยนตท์ างาน (แรงเคล่ือนไฟฟ้ายังต่ากว่าค่ากาหนด) กระแสไฟฟ้าท่ีออกจากขวั้ B ของอัลเตอรเ์ นเตอร์ไหลผา่ นตัวต้านทาน R1 เสมือนไฟฟ้าทมี่ าจากแบตเตอรี่ เมอ่ื เปิดสวติ ช์จดุ ระเบิดตาแหน่ง “ON” ขณะยังไม่สตาร์ทเครื่องยนต์ทุกประการแต่เน่ืองจากแรงเคล่ือนไฟฟ้าท่ีออกจากอัลเตอร์เนเตอร์ยังต่ากวา่ คา่ กาหนดท่ีจะไหลผา่ นซเี นอร์ไดโอดได้จงึ ไหลไปทาการประจุที่แบตเตอร่แี ละจ่ายไปยังอปุ กรณ์ไฟฟา้ อ่นื ๆ ในขณะทีเ่ ครือ่ งยนตท์ างาน แสดงดังรูปท่ี 9.13อลั เตอรเ์ นเตอร์ ไอซเี ร็กกเู ลเตอร์ขดลวด Bสเตเตอร์ขดลวดโรเตอร์ R2 F R1 ZD สวติ ช์จุดระเบดิ TR1 TR2 Eรูปที่ 9.13 แสดงการทางานของไอซีเรก็ กูเลเตอร์เม่ือแรงเคล่อื นไฟฟ้าตา่ กวา่ ค่ากาหนด ทม่ี า : บญุ ลอื ย่ิงคานงึ , 2557 2.3.3 เมอื่ สวิตช์จุดระเบิดตาแหน่ง“ON”เคร่ืองยนต์ทางาน(แรงเคล่ือนไฟฟ้าสูงกวา่ ค่ากาหนด) กระแสไฟฟา้ ท่ีออกจากขั้ว B ของอัลเตอร์เนเตอร์มีจานวนสงู ขึ้น มากพอท่จี ะไหลผา่ นซเี นอรไ์ ดโอดตามค่ากาหนดที่ยอมให้แรงเคลื่อนไฟฟา้ ไหลผ่านได้ ทาให้ TR2 ทางาน แรงเคลื่อนไฟฟ้าสว่ น

421รหสั วิชา 2101-2005 ช่ือวิชา งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเนื้อหา I.S. 9-09ช่ือหนว่ ย ระบบประจไุ ฟแบบไอซเี ร็กกูเลเตอร์ สอนครั้งท่ี 10 จานวน 2 ช่วั โมงใหญจ่ งึ ผ่านทรานซิสเตอร์ TR2 ทาใหท้ รานซิสเตอร์ TR1 หยุดทางาน เป็นการหยดุ จา่ ยแรงเคลือ่ นไฟฟ้าไปยังขวั้ F และขดลวดโรเตอร์ แรงเคลอื่ นไฟฟ้าที่จ่ายออกท่ีขว้ั B กจ็ ะลดลง เปน็ การควบคมุ แรงเคลอ่ื นไฟฟ้าท่ีปอ้ นเขา้ แบตเตอร่ีใหค้ งที่ โดยอยใู่ นคา่ ทีก่ าหนดคือประมาณ 13.8-14.8 โวลต์ เมื่อขดลวดสเตเตอร์ผลติ แรงเคล่ือนไฟฟ้าได้สงู ขนึ้ แรงเคล่อื นไฟฟา้ ทีผ่ ่านซเี นอร์ไดโอด(ZD) ก็จะสูงข้นึ เช่นเดยี วกนั เม่ือแรงเคลอ่ื นไฟฟา้ ท่ีผา่ นซีเนอรไ์ ดโอดสงู ขนึ้ ตามค่ากาหนดทีย่ อมให้แรงเคล่ือนไฟฟา้ ไหลผ่านได้ ทาให้ TR2 ทางาน แรงเคล่ือนไฟฟ้าสว่ นใหญ่จงึ ผ่านทรานซิสเตอร์ TR2 โดยทรานซสิ เตอร์TR1 หยุดทางานเปน็ การหยดุ จา่ ยแรงเคลอ่ื นไฟฟ้าไปยังข้วั F และขดลวดโรเตอร์แรงเคลอ่ื นไฟฟ้าทจ่ี า่ ยออกทข่ี ้วั B กจ็ ะลดลงเป็นการควบคมุ แรงเคล่อื นไฟฟ้าท่ปี ้อนเข้าแบตเตอร่ี แสดงดังรูปท่ี 9.14อลั เตอรเ์ นเตอร์ ไอซเี ร็กกเู ลเตอร์ขดลวด Bสเตเตอร์ R2ขดลวดโรเตอร์ F R1 ZD สวิตช์จดุ ระเบดิ TR1 TR2 Eรปู ท่ี 9.14 แสดงการทางานของไอซเี ร็กกูเลเตอร์เมือ่ แรงเคลอ่ื นไฟฟ้าสงู กว่าค่ากาหนด ที่มา : บญุ ลือ ยง่ิ คานงึ , 25573. ส่วนประกอบของอัลเตอร์เนเตอร์แบบไอซี อลั เตอร์เนเตอร์แบบไอซจี ะคลา้ ยกับอลั เตอร์เนเตอร์แบบธรรมดา ส่วนแตกต่างท่ีเห็นได้ชัดคอื รปู ร่างภายนอกของอัลเตอรเ์ นเตอร์แบบไอซี จะมีชอ่ งว่างรูปรา่ งเปน็ ตะแกรงมากกว่าอัลเตอร์เนเตอร์แบบธรรมดาโดยอัลเตอร์แบบธรรมดาจะใช้เร็กกูเลเตอร์แบบรีเลย์ (คอนแทก) ติดตั้งแยกจากตวั อัลเตอร์เนเตอร์ ส่วนอัลเตอร์เนเตอรแ์ บบไอซีจะใช้เร็กกเู ลเตอร์แบบไอซีโดยตดิ ต้ังเป็นหน่วยเดยี วกบั อัลเตอร์เนเตอรโ์ ครงสรา้ งทัว่ ไปของอัลเตอร์เนเตอร์แบบไอซีแสดงดงั รูปท่ี 9.15

422รหสั วิชา 2101-2005 ชอื่ วชิ า งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเน้อื หา I.S. 9-10ชื่อหนว่ ย ระบบประจุไฟแบบไอซเี ร็กกเู ลเตอร์ สอนครง้ั ที่ 10 จานวน 2 ช่ัวโมง รปู ท่ี 9.15 แสดงส่วนประกอบของอัลเตอรเ์ นเตอร์แบบไอซี ทมี่ า : Electrical Fundamentals Toyota U.S.A. , --4. หลักการทางานของอัลเตอรเ์ นเตอร์แบบไอซีรปู ที่ 9.16 แสดงวงจรอลั เตอรเ์ นเตอร์แบบไอซี ท่มี า : บุญลอื ย่งิ คานึง, 2557

423รหัสวชิ า 2101-2005 ช่ือวชิ า งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเนื้อหา I.S. 9-11ช่ือหน่วย ระบบประจุไฟแบบไอซเี ร็กกูเลเตอร์ สอนครั้งที่ 10 จานวน 2 ชว่ั โมง 4.1 ตาแหนง่ สวติ ช์จดุ ระเบดิ อยทู่ ี่ตาแหน่ง ON และเคร่ืองยนต์ยังไม่ทางาน จากรูปที่ 9.17 เมื่อบดิ สวิตช์จดุ ระเบดิ ไปทตี่ าแหน่ง ON กระแสไฟฟ้าจากแบตเตอร่ีจะไหลไปยงัขั้ว IG ของเรก็ กเู ลเตอร์ MIC จะตรวจจบั แรงเคล่ือนไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ สง่ สัญญาณไปยังขา B ของทรานซิสเตอร์ TR1 ลงกราวด์ครบวงจร ทาใหก้ ระแสไฟฟา้ จากแบตเตอรี่ไหลผ่านขั้ว B ของไอซเี รกูเลเตอร์ และขา Cของทรานซิสเตอร์ TR1 ลงกราวด์ครบวงจร MIC จะลดกระแสไฟฟ้าจากแบตเตอร่ี และรกั ษากระแสไฟฟ้าใหอ้ ยู่ประมาณ 0.2 A เพ่ือลดกระแสทจ่ี า่ ยออกจากแบตเตอรขี่ ณะท่ีบดิ สวิตช์จุดระเบิดไปที่ตาแหนง่ ONเคร่อื งยนต์ยังไม่ทางานขณะน้ีอลั เตอรเ์ นเตอรย์ งั ไม่ผลติ กระแสไฟฟ้าออกมา แรงเคลื่อนไฟฟ้าทีข่ ้วั P จึงไม่มี(0 V) เม่อื MIC ตรวจจับได้วา่ ไมแ่ รงเคลอ่ื นท่ีข้วั P จะสง่ สญั ญาณไปยังขา B ทรานซสิ เตอร์ TR3 ลงกราวด์ทาให้ทรานซสิ เตอร์ TR3 ทางาน กระแสไฟฟา้ จากแบตเตอรี่จึงไหลผา่ นหลอดไฟเตือนไฟชารจ์ ผา่ นขวั้ Lของไอซเี ร็กกูเลเตอร์และขา C ของทรานซสิ เตอร์ TR3 ลงกราวดค์ รบวงจรทาให้หลอดไฟเตือนไฟชาร์จตดิ รูปที่ 9.17 แสดงสวติ ช์จุดระเบิดอยูท่ ี่ตาแหน่ง ON และเคร่ืองยนตย์ ังไม่ทางาน ทีม่ า : บญุ ลอื ยงิ่ คานึง, 2557 4.2 ตาแหนง่ เรม่ิ จา่ ยไฟ แรงเคล่ือนไฟฟา้ ต่ากว่าทกี่ าหนด จากรูปท่ี 9.18 เมื่ออลั เตอร์เนเตอรเ์ ริม่ ผลิตกระแสไฟได้ทาใหม้ ีแรงเคล่ือนไฟฟา้ ท่ขี ว้ั P ของไอซีเร็กกูเลเตอร์ MIC จะตรวจจับแรงเคลอ่ื นทข่ี วั้ P ควบคุมให้ TR1 ทางานอยา่ งต่อเนอื่ ง (จากท่ีทางาน-หยดุ

424รหัสวิชา 2101-2005 ชอื่ วิชา งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเน้ือหา I.S. 9-12ชอื่ หน่วย ระบบประจไุ ฟแบบไอซเี ร็กกูเลเตอร์ สอนครงั้ ที่ 10 จานวน 2 ชว่ั โมงทางาน) กระแสไฟฟา้ จึงผ่านขดลวดโรเตอรล์ งกราวด์ได้เต็มท่ี ทาให้มกี ารจ่ายกระแสไฟฟา้ ออกทข่ี ้วั B เพื่อประจุเขา้ แบตเตอรี่อยา่ งต่อเน่ือง เม่ือมีแรงเคล่อื นไฟฟ้าที่ขั้ว P สงู ขึน้ MIC จะควบคุมให้ TR2 ทางาน TR3หยดุ ทางาน ดังน้ันแรงเคลือ่ นไฟฟ้าจึงไมม่ ีความแตกต่างระหวา่ งปลายทัง้ สองของหลอดไฟเตอื นไฟชาร์จ ทาใหห้ ลอดไฟเตือนไฟชารจ์ ดบั รปู ท่ี 9.18 แสดงตาแหน่งเร่ิมจ่ายไฟ แรงเคล่ือนไฟฟ้าตา่ กวา่ ทีก่ าหนด ทม่ี า : บุญลอื ยง่ิ คานงึ , 2557 4.3 ตาแหน่งที่จา่ ยไฟ แรงเคลอ่ื นไฟฟ้าตามมาตรฐานท่ีกาหนด จากรปู ท่ี 9.19 เม่ือแรงเคลือ่ นไฟฟ้าที่ขวั้ S เพ่ิมขน้ึ ถึงคา่ แรงเคล่อื นมาตรฐาน ประมาณ 14.5 VMIC จะตรวจจบั แรงเคล่อื นที่ขั้ว S และควบคมุ ให้ TR1 หยุดทางาน TR2 ทางาน TR3 หยดุ ทางาน ทาให้ขดลวดโรเตอร์ไม่ได้รับกระแสไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ แรงเคล่ือนไฟฟา้ ท่ีขั้ว S จะต่าลงกวา่ แรงเคล่อื นมาตรฐานMIC จะตรวจจับแรงเคลอื่ นไฟฟ้าทีต่ ่ากวา่ มาตรฐานและควบคมุ ให้ TR1 ทางานอีกครัง้ หน่งึ และควบคุมให้TR2 ทางาน TR3 หยดุ ทางาน การทางานจะสลบั ดว้ ยวิธนี ้ีซา้ ๆเพื่อรกั ษาแรงเคลื่อนไฟฟ้าให้ได้ตามมาตรฐานขณะนีห้ ลอดไฟเตือนไฟชารจ์ ยังคงดบั อยู่

425รหสั วชิ า 2101-2005 ช่อื วชิ า งานไฟฟา้ รถยนต์ ใบเน้อื หา I.S. 9-13ชอ่ื หน่วย ระบบประจไุ ฟแบบไอซเี ร็กกเู ลเตอร์ สอนครั้งที่ 10 จานวน 2 ชวั่ โมง รปู ท่ี 9.19 แสดงตาแหนง่ ท่ีจ่ายไฟ แรงเคลอ่ื นไฟฟา้ ตามมาตรฐานท่ีกาหนด ทม่ี า : บุญลอื ยิง่ คานงึ , 2557 4.4 กรณขี ้ัว S ขาดวงจร จากรูปท่ี 9.20 ถ้าสายไฟเข้าขั้ว S ขาด ขณะอัลเตอร์เนเตอร์กาลงั ทางานอยู่ MIC จะตรวจจบัแรงเคล่อื นไฟฟ้าที่ขัว้ S เมือ่ ตรวจพบว่าไม่มแี รงเคลื่อนจะควบคมุ ให้ TR1 ทางานสลับไม่ทางาน เพอื่ รักษาแรงเคลือ่ นไฟฟ้าทขี่ ้ัว B (แทนทจี่ ะเปน็ ขัว้ S) ให้อยรู่ ะหวา่ ง 13-16 V เพ่ือปอ้ งกันไม่ให้อัลเตอร์เนเตอร์ ไอซีเรก็ กูเลเตอร์และอปุ กรณ์ไฟฟ้าอ่นื ๆ เสียหายจากแรงเคล่ือนไฟฟา้ ทีผ่ ลติ ออกมากเกินไป อยา่ งไรก็ตาม MICจะควบคุมให้ TR2 หยดุ ทางานและให้ TR3 ทางาน ทาให้หลอดไฟเตือนไฟชารจ์ ตดิ 4.5 กรณีขัว้ B ขาดวงจร จากรปู ท่ี 9.21 ถา้ สายไฟเขา้ ข้ัว B ขาด ขณะอัลเตอร์เนเตอร์กาลังทางานอยู่ แรงเคล่ือนไฟฟา้ของแบตเตอรี่ (แรงเคลื่อนที่ขั้ว S) จะลดลงอย่างชา้ ๆ เนือ่ งจากไม่มไี ฟชาร์จเขา้ แบตเตอรี่ ถา้ แรงเคล่ือนทขี่ ้วัS ตา่ กวา่ 13 V MIC จะควบคุมให้ TR1 หยุดทางานสลับกบั ทางาน ควบคมุ ให้ TR2 หยุดทางานและควบคมุให้ TR3 ทางานหลอดไฟเตอื นไฟชาร์จติด เพื่อรักษาแรงเคล่ือนที่ขวั้ B ไวท้ ป่ี ระมาณ 20 V เป็นการป้องกันไม่ให้อลั เตอรเ์ นเตอร์ ไอซเี ร็กกเู ลเตอร์ และอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ เสียหาย

426รหัสวชิ า 2101-2005 ชือ่ วิชา งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเนือ้ หา I.S. 9-14ชอ่ื หนว่ ย ระบบประจไุ ฟแบบไอซเี ร็กกูเลเตอร์ สอนคร้งั ที่ 10 จานวน 2 ชัว่ โมงรูปที่ 9.20 แสดงกรณีข้วั S ขาดวงจร ท่ีมา : บุญลอื ย่ิงคานึง, 2557รปู ท่ี 9.21 แสดงกรณีขวั้ B ขาดวงจร ท่มี า : บุญลอื ยิ่งคานึง, 2557

427รหัสวชิ า 2101-2005 ชอื่ วิชา งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเนื้อหา I.S. 9-15ช่อื หน่วย ระบบประจไุ ฟแบบไอซเี ร็กกูเลเตอร์ สอนคร้ังที่ 10 จานวน 2 ช่ัวโมง4.6 กรณขี ดลวดโรเตอร์ขาดจากรูปท่ี 9.22 ถ้าขดลวดโรเตอรข์ าด ขณะอัลเตอร์เนเตอร์กาลงั ทางานอยู่ จะไม่มีการผลติกระแสไฟฟ้าจากอลั เตอรเ์ นเตอร์ ทาให้แรงเคลอื่ นไฟฟ้าทข่ี ั้ว P เป็น 0 V MIC จะควบคมุ ให้ TR1และ TR2หยุดทางาน ควบคุมให้ TR3 ทางาน หลอดไฟเตือนไฟชาร์จติด รูปท่ี 9.22 แสดงกรณีขดลวดโรเตอร์ขาด ท่มี า : บญุ ลอื ยง่ิ คานึง, 25575. การแกไ้ ขข้อขัดขอ้ งของระบบประจไุ ฟแบบไอซี อปุ กรณ์ในระบบประจุไฟแบบไอซีเปน็ อปุ กรณ์ท่ีแทบจะไม่ต้องดแู ลอะไรเท่าไรนกั เพียงแต่อยา่ ให้โดนนา้ จังๆ เม่ือใชง้ านนานๆ หากอยากทราบว่าสภาพของมันเป็นอยา่ งไร สามารถทาการวดั ตรวจสอบอตั ราการการประจขุ องอัลเตอรเ์ นเตอร์ได้ ถ้าอตั ราการประจุอยู่ในระดับท่ีต่า อาจจะต้องทาการเปลี่ยนบชุ สายพานหรือถ่านไดชารจ์ เมอ่ื ไดชารจ์ เกดิ ข้อขัดขอ้ งจากการประจุไฟนอ้ ยเกินไปหรือมากเกนิ ไป ให้ทาการตรวจสอบหาสาเหตทุ ่เี กดิ ขึ้นวา่ เกดิ จากอะไร เพ่ือจะได้แกไ้ ขข้อบกพร่องได้ถูกต้องกอ่ นที่จะทาการถอดอัลเตอรเ์ นเตอร์และเร็กกเู ลเตอร์ออกจากรถยนต์ จุดทีต่ อ้ งทาการตรวจสอบ เช่น ตรวจวดั ความถว่ งจาเพาะของน้ากรดแบตเตอร่ี ตรวจสอบขว้ั แบตเตอร่ี ฟวิ ส์สาย ฟิวสห์ ลัก ฟวิ สย์ ่อย ตรวจสอบความตึงสายพานขับอัลเตอรเ์ นเตอร์ตรวจสอบความแน่นของขว้ั สายไฟทา้ ยอัลเตอร์เนเตอร์ ตรวจสอบวงจรประจไุ ฟขณะไม่มแี ละมีโหลดโดยการตดิ เคร่ืองยนต์

428 รหสั วชิ า 2101-2005 ชอ่ื วชิ า งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเนื้อหา I.S. 9-16 จานวน 2 ชัว่ โมง ช่ือหน่วย ระบบประจไุ ฟแบบไอซเี ร็กกูเลเตอร์ สอนครั้งท่ี 10ข้อขัดข้องและการแก้ไขระบบประจุไฟฟ้าแสดงในตารางที่ 9.1ตารางท่ี 9.1 สาเหตุข้อขดั ข้องและการแก้ไขของระบบประจุไฟฟา้ อาการ สาเหตุ การแก้ไข 1. แก้ไข ขนั ใหแ้ นน่ เปล่ียนใหม่1. ไฟไม่ชาร์จ 1. สายไฟขาด หลุด หลวม 2. ตรวจสอบ แก้ไข เปล่ียนใหม่ 3. ตรวจสอบ แกไ้ ข เปลย่ี นใหม่ 2. อัลเตอร์เนเตอร์ชารุด 1. ทาใหแ้ นน่ เปล่ียนใหม่ 2. เปลย่ี นใหม่ 3. ไอซีเรก็ กูเลเตอร์ชารดุ 3. เปล่ยี นใหม่ 4. เปล่ยี นใหม่2. หลอดไฟเตือนไฟชาร์จไมต่ ิด 1. ฟิวส์ หลวม ขาด 1. แก้ไข ขนั ให้แนน่ เปล่ียนใหม่ 2. ปรับตั้งหรือเปลยี่ นใหม่เมอื่ สวติ ช์อย่ทู ต่ี าแหน่ง ON 2. ไอซเี ร็กกเู ลเตอร์ชารุด 3. ตรวจสอบ แกไ้ ข เปลีย่ นใหม่ 4. ตรวจสอบ แก้ไข เปลีย่ นใหม่ 3. อัลเตอร์เนเตอร์ชารุด 1. แกไ้ ข ขันให้แน่น เปล่ยี นใหม่ 2. ปรบั ตง้ั หรือเปลี่ยนใหม่ 4. หลอดไฟเตือนขาด 3. ตรวจสอบ แกไ้ ข เปลย่ี นใหม่ 4. ตรวจสอบ แก้ไข เปลี่ยนใหม่3. หลอดไฟเตือนไฟชาร์จไมด่ ับ 1. สายไฟขาด หลุด หลวม 1. ประจุหรอื เปล่ียนใหม่ 2. ตรวจสอบ แก้ไข เปล่ยี นใหม่ขณะเครื่องยนต์ทางาน 2. สายพานหย่อน 1. ตรวจสอบ แกไ้ ข เปลย่ี นใหม่ 3. อลั เตอรเ์ นเตอร์ชารดุ 1. ปรับตั้งหรือเปล่ียนใหม่ 4. ไอซีเรก็ กูเลเตอร์ชารดุ 2. ตรวจสอบ แก้ไข เปล่ยี นใหม่ 3. ตรวจสอบ แก้ไข เปลี่ยนใหม่4. หลอดไฟเตือนไฟชาร์จติดบาง 1. สายไฟขาด หลดุ หลวมคร้ังขณะเคร่อื งยนตท์ างาน 2. สายพานหยอ่ น 3. อัลเตอร์เนเตอร์ชารดุ 4. ไอซเี รก็ กเู ลเตอร์ชารดุ5. แบตเตอรี่ไมม่ ีไฟ 1. แบตเตอร่ีลัดวงจรภายใน 2. อลั เตอรเ์ นเตอร์หรือไอซีเรก็ กูเลเตอร์ชารดุ6. ประจไุ ฟเข้าแบตเตอร่สี งู 1. ไอซเี ร็กกเู ลเตอร์ชารดุเกนิ ไป7. มเี สยี งดงั ผดิ ปกติที่อลั เตอร์ 1. สายพานหย่อนเนเตอร์ 2. ลกู ปืนชารุด 3. เกิดการลัดวงจรภายใน

429 รหสั วชิ า 2101-2005 ชือ่ วิชา งานไฟฟ้ารถยนต์ ใบเนื้อหา I.S. 9-17 ชือ่ หนว่ ย ระบบประจไุ ฟแบบไอซีเร็กกเู ลเตอร์สรปุ สอนคร้งั ท่ี 10 จานวน 2 ชวั่ โมง หนา้ ที่และส่วนประกอบของระบบประจุไฟแบบไอซี มหี น้าทเี่ หมอื นระบบประจไุ ฟแบบธรรมดา คอืผลติ กระแสไฟฟา้ หรอื ประจุไฟเข้าแบตเตอรเ่ี มื่อเครอื่ งยนต์ทางาน โดยควบคุมปริมาณไฟฟา้ ท่ปี ระจุเขา้ แบตเตอรโ่ี ดยใช้ไอซีเร็กกเู ลเตอร์ ซึ่งเปน็ อปุ กรณ์ที่มีขนาดเล็กกะทัดรัดโดยรวมเปน็ หน่วยเดียวกับอลั เตอรเ์ นเตอร์ซ่งึ หนา้ ที่ของส่วนประกอบในระบบประจุไฟแบบไอซีมหี น้าทเ่ี หมอื นระบบประจไุ ฟแบบธรรมดา สารกง่ึ ตัวนาทใ่ี ช้ในระบบประจไุ ฟแบบไอซีประกอบดว้ ย ทรานซสิ เตอร์ ตวั ตา้ นทาน ไดโอด และสารกง่ึ ตวั นาอื่น ๆ ต่อรว่ มกนั เป็นวงจรในลกั ษณะวงจรรวม (Integrate Circuit ; IC) หรือวงจรสาเรจ็ รูป ส่วนประกอบของอัลเตอร์เนเตอรแ์ บบไอซีประกอบด้วยอลั เตอร์เนเตอร์ซง่ึ รวมเปน็ หน่วยเดยี วกับไอซีเรก็ กเู ลเตอร์ ซึง่ เปน็ วงจรรวมขนาดเลก็ ภายในอัลเตอร์เนเตอร์มีช้ินส่วนและหนา้ ท่ีคลา้ ยกับอัลเตอรเ์ นเตอร์แบบธรรมดา หลกั การทางานของอัลเตอร์เนเตอร์แบบไอซี มหี ลักการทางานเหมือนอลั เตอรเ์ นเตอร์แบบธรรมดาแตกตา่ งกนั เฉพาะสว่ นควบคุมระบบประจุไฟคือ เปลีย่ นจากใช้เร็กกูเลเตอร์แบบรเี ลย์เป็นไอซเี ร็กกเู ลเตอร์สง่ผลให้ไม่ตอ้ งมกี ารเปลี่ยนช้ินส่วนหรอื ปรบั แตง่ ใด ๆ การควบคุมแรงเคล่ือนไฟฟ้าไดถ้ ูกต้องทุกสภาพความเร็วและอุณหภมู มิ คี วามคงทนต่อการใชง้ าน