เกร็ดความรู้เรื่อง ระบบไฟที่สงสัยกัน

โดยปกติอุปกรณ์จำเป็นมาตรฐานที่ติดตั้งมากับรถยนต์นั้น มีอัตราการกินกระแสที่เป็นสัดส่วน ดังต่อไปนี้ (เป็นอัตราเฉลี่ยในรถขนาดแตกต่างกัน ถ้ารถขนาดใหญ่ก็อาจกินกระแสมากกว่ารถ ขนาดเล็ก)

• ไฟหน้าใหญ่ 15-20 A

• ไฟป้อนเข้าระบบจุดระเบิดเครื่องยนต์ 10 A

• ไฟสำหรับที่ปัดน้ำฝน 15-20 A

• ไฟดวงต่างๆ 1 A ต่อหลอด

• ไฟสำหรับระบบปรับอากาศ 25-35 A

ถ้าเราเป็นนักสังเกตบ้างเล็กน้อยเมื่อถอยรถออกจากโชว์รูม จะเห็นได้ว่าแบตเตอรี่ที่ติดตั้งมา กับรถนั้น มีขนาดแค่พอเหมาะประมาณ 35-45 แอมแปร์ นั่นก็เพราะเขาคิดมาตรฐานเอาจากค่า การใช้กระแสมาตรฐานจากไฟหน้า, ไฟระบบเครื่องยนต์ และไฟอื่นๆ โดยบางครั้งยังไม่นับรวมถึง ไฟที่ใช้สำหรับระบบปรับอากาศด้วยซ้ำไป เวลาใช้รถตอนกลางคืนที่ฝนตกหนักๆ แค่เปิดไฟหน้าและที่ปรับน้ำฝนพร้อมกับระบบปรับ อากาศ จะสังเกตเห็นไฟหรี่ภายในรถมีอาการวูบวาบแล้ว บางท่านที่พอรู้เรื่องรู้ราวบ้างก็จัดการ เปลี่ยนแบตเตอรี่ให้มีขนาดใหญ่ขึ้นเป็น 50-65 แอมแปร์ อาการดังกล่าวก็ไม่เกิดขึ้นอีกต่อไป การเปลี่ยนแบตเตอรี่นั้นอาจถูกต้องในบางเรื่องแต่ไม่ใช่ทั้งหมด เพราะจะต้องคำนึงถึง ‘ไดชาร์จ’ หรืออัลเตอเนเตอร์ด้วย ถ้าไดชาร์จมีขนาดแรงดันกระแสขาออกแค่เพียง 35 A โดยทางทฤษฎีมันจะมีความเหมาะสมเพื่อใช้กับแบตเตอรี่ขนาด 35 A เท่านั้น ถ้าใช้แบตเตอรี่ เพิ่มเป็นขนาด 50 A ไดชาร์จจะต้องทำอย่างหนักเพื่อพยายามเติมไฟให้เต็มแบตเตอรี่ 50 A โดยไม่มีการเรียกใช้ไฟจากระบบไฟรถยนต์เลยถ้ายังต้องเปิดไฟหน้า หรือเปิดเครื่อง ปรับอากาศในระหว่างที่ไดชาร์จกำลังเติมไฟให้แบตเตอรี่ กระแสไฟที่แบตเตอรี่ก็จะไม่มี วันเต็มได้เลยถ้าคิดอัตราเฉลี่ยในการเติมไฟแบตเตอรี่ของไดชาร์จโดยไม่มีการโหลดจากระบบไฟรถยนต์ ไดชาร์จขนาด 35 A จะเติมไฟให้เต็มแบตเตอรี่ขนาด 50 A ได้ในเวลาเกือบๆ 2 ชั่วโมง ซึ่งแน่นอนว่าขณะที่ทำการปั่นไดชาร์จด้วยเครื่องยนต์เพื่อเติมไฟให้เต็มแบตเตอรี่ระบบเครื่องยนต์ก็จะกินไฟ 10 A อยู่ตลอดเวลา ระยะเวลาจึงยิ่งนานเข้าไปอีก ยิ่งถ้ามีการเปิดระบบปรับอากาศด้วยก็ยิ่งนานขึ้นอีกในปัจจุบันเทคโนโลยีด้านระบบเสียงรถยนต์มีความเจริญก้าวหน้าอย่างมากจากกำลังขยายเพียงแค่ไม่กี่วัตต์ในสมัยก่อน กลายมาเป็นกำลังขยายในระดับพัน-สองพันวัตต์ในปัจจุบัน สิ่งหนึ่งที่ผู้คนทั้งหลายต่างมองข้ามกันไปก็คงเป็นเรื่องของ ‘กำลังไฟ’ ที่จะป้อนจ่ายให้กับอุปกรณ์ระบบเสียงหลายท่านไม่ทราบว่าจะต้องคำนวณการกินกระแสของระบบได้อย่างไร

การเพิ่มขนาดของแบตเตอรี่เพียงอย่างเดียวอาจไม่ใช้ทางแก้ปัญหา การเรียกกำลังไฟจากรถยนต์ที่ถูกต้องโดยปกติเราต้องใช้ไดชาร์จที่มีขนาดกระแสขาออกได้มากกว่าความต้องการของ กระแสรวมประมาณ 20% และ 40-50% ถ้าค่ากระแสขาออกนั้นบอกมาในหน่วย Cold152

1. สายไฟแรงดันที่ขั้วบวก หรือขั้วลบที่ลงกราวน์ อาจมีขนาดเล็กเกินไปเมื่อ เทียบกับจำนวนของกระแสที่ไหลผ่าน

2. เกิดอิมพีแดนซ์อย่างรุนแรงในจุดต่อยึดบางจุดของสายไฟแรงดัน/หรือขั้วกราวน์ อาทิ ขั้วแบตเตอรี่เสื่อม, มีการต่อสายไฟแรงดันอย่างหลวมๆ ไม่บัดกรี, ขันหัว

3. ขั้วแบตเตอรี่ไม่แน่น, ยึดหัวขั้วไฟกราวน์ไม่แน่น, ไม่ขูดสีตัวถังให้สะอาด หรือกราวน์ไม่ สมบูรณ์

4. ขนาดของแบตเตอรี่ไม่เพียงพอที่จะจ่ายกระแสไฟให้กับระบบเสียง หรือมีความจะของกระแสที่แบตเตอรี่น้อยเกินไป

5. แบตเตอรี่มีการคายประจุที่เร็วมาก (ผิดปกติ) หรือไม่ก็แผ่นแซลในแบตเตอรี่เกิดความเสียหาย (เปลี่ยนใหม่)แล้วเช็คด้วย VOM อีกครั้ง

6. แบตเตอรี่มีขนาดพอเพียงกับการจ่ายกระแส แต่ว่าตัว ‘ไดชาร์จ’ ให้ขนาดกระแสขาออกน้อยเกินไป หรือไม่สามารถจ่ายกระแสได้มาพอต่อการประจุแบตเตอรี่ให้เต็มได้ กรณีแบบนี้ค่าแรงดันที่วัดได้จากแบตเตอรี่จะต่ำกว่า 12 โวลท์ เมื่อทำการตรวจวัดในขณะดับเครื่องยนต์

จึงอาจต้องระวังเรื่องนี้ในการสับเปลี่ยนไดชาร์จ นอกจากนั้นยังพบว่าไดชาร์จและ การประจุกำลังไฟของรถยนต์มีความแตกต่างกันในรถแต่ละคัน บางระบบสามารถจ่าย กระแสออกมาได้เต็มที่เมื่อเครื่องยนต์ทำงานขณะที่บางระบบจะจ่ายกระแสก็ต่อเมื่อ เครื่องยนต์มีรอบปั่นสูงๆ ซึ่งความแตกต่างนี้ก็เป็นอีกเรื่องที่พึงระวังโดยหลักการแล้วไดชาร์จถูกคิดค้นและสร้างขึ้นมาเพื่อวัตถุประสงค์ 2 ประการ คือ

1. เพื่อผลิตและแจกจ่ายกระแสไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าในรถยนต์ เมื่อเครื่องยนต์ เริ่มทำงาน

2. เพื่อจ่ายกระแสไฟไปกักเก็บเอาไว้ที่แบตเตอรี่ เพื่อนำกลับมาใช้ในสตาร์ตเครื่องยนต์

เราสามารถอธิบายถึงลักษณะการทำงานของไดชาร์จไดด้วยทฤษฎีพื้นฐานทางอีเล็กโทรนิกได้ว่ากระแสไฟจะไหลจากแหล่งกำเนิดที่มีค่าศักยภาพสูงที่สุดไปยังจุดที่มีศักยภาพต่ำที่สุดซึ่งคล้ายกับน้ำที่จะไหลจากที่สูงลงสู่ที่ต่ำดังนั้นเพื่อให้เรามั่นใจถึงการประจุไฟให้กับแบตเตอรี่ได้อย่างเต็มที่นั้น เราจะต้องรักษาระดับแรงดันไฟขาออกของไดชาร์จให้สูงกว่าค่าปกติของแบตเตอรี่ ซึ่งก็คือ 12.8 โวลท์ และด้วยวิธีนี้แบตเตอรี่จะไม่ถูกใช้งานจนกว่าจะมีการสตาร์ตเครื่องยนต์อีกครั้งหนึ่งและนี่คือ”แก่นการทำงานของระบบไฟฟ้าในรถยนต์”นั่นเอง

ค่า Set Point ของไดชาร์จ

โดยทั่วไปแล้วระดับแรงดันไฟของได-ชาร์จนั้นจะนิยมตั้งกันไว้ที่ 14.4โวลท์ เพื่อรักษาสภาพการทำงานที่ถูกต้อง โดยกำหนดให้มีความต่างศักย์ประมาณ 1.6 โวลท์ เพื่อเอาชนะค่าความต้านทานในตัวแบตเตอรี่เองและเมื่อมีการจ่ายกระแสจนถึงจุดสูงสุดของมันแล้ว ตัวไดชาร์จก็จะหมดหน้าที่ไปชั่วคราวและเป็นหน้าที่ของแบตเตอรี่ที่จะทำการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าในรถ

ตัวอย่างเช่น เราใช้ไดชาร์จที่จ่ายแรงดันไฟได้ 14.4 โวลท์ที่กระแส 100 A (แอม- แปร์) ซึ่งหมายความว่า หากบรรดาอุปกรณ์ทั้งหมดในรถนั้นถูกใช้งานในความต้องการกระแสรวม 99.9 A แล้วละก็ ไดชาร์จตัวนี้จะสามารถจ่ายกำลังไฟให้ได้ทั้งหมดอย่างทั่วถึงแต่ถ้าหากว่าความต้องการทางกระแสของอุปกรณ์ (Load Demand) นั่นอยู่ที่ 100.1 A แล้วละก็ มันก็จะเกิดค่า SetPoint ของไดชาร์จ และส่วนที่เกินมาอีก 0.1 A นั้นจะเป็นภาระหน้าที่ของแบตเตอรี่ที่จะต้องจ่ายเสริมเข้าไปให้ครบและหากสถานการณ์เช่นนี้ยังคงเป็นต่อไปประมาณอีก 10 นาที ไฟในแบตเตอรี่ก็จะค่อยๆ หมดลง ตัวไดชาร์จก็จะทำงาน หนักและร้อนเกินขีดจำกัด (Overload) ซึ่งจุดนี้เองที่จะเริ่มทำให้มีความเสียหายที่ ไดชาร์จเกิดขึ้นถ้าหากว่าเราไม่สามารถรักษาระดับของSet Point ของไดชาร์จไว้ได้อย่างตัวอย่างข้างต้น ก็มีทางออกอยู่ 2 ทางด้วยกันคือ

1. ลดค่าภาระ (Load) ลงมา การลดค่าภาระลงนั้น ก็เช่น เมื่อเปิดใช้ระบบปรับอากาศ เมื่อเปิดไฟหน้า

2. เพิ่มค่ากระแสของไดชาร์จให้สูงขึ้น ก็หมายถึงการเปลี่ยนตัวไดชาร์จใหม่แต่ค่าแรงดันไฟเพิ่มขึ้นเพียง 0.5 โวลท์เท่านั้น เมื่อใช้กับภาระทางกระแสที่ประมาณ200 Aในการพ่วงแบตเตอรี่ลูกที่สองนั้น ควรจะต้องมีอุปกรณ์ที่เรียกกันว่า ‘ตัวแยกภาระ’[Isolator) ต่ออยู่ในวงจรของไดชาร์จ และไม่ควรใช้แบตเตอรี่เกินสองลูกกับไดชาร์จหนึ่งตัวโดยแบตเตอรี่ทั้งสองนั้นจะต้องมีคุณสมบัติเหมือนกัน/ความจุแอมแปร์เท่ากันการต่อแบตเตอรี่ลูกที่สามควรใช้ไดชาร์จแยกไปอีกตัวหนึ่ง ทั้งหมดเพื่อมิให้ไดชาร์จต้องรับภาระหนักเกินไป ซึ่งจะมีผลทำให้เกิดความเสื่อมของไดชาร์จอย่างรวดเร็ว

แบตเตอรี่ก็เป็นภาระเช่นกัน

แบตเตอรี่นั้นจะกลายเป็นภาระของระบบไฟได้ในทันทีที่คุณสตาร์ตเครื่องยนต์เหตุก็เพราะแบตเตอรี่เป็นอุปกรณ์ชิ้นหนึ่งในระบบไฟนั่นเอง ดังนั้นถ้าเรามีการเพิ่มขนาดแบตเตอรี่หรือเสริมแบตเตอรี่ลูกที่สองเข้าไปในระบบ ก็หมายถึงการเพิ่มภาระให้กับไดชาร์จ จะโหดร้ายเพียงใดก็ขึ้นอยู่กับภาระที่เพิ่มนั้นถ้าระบบเสียงในรถของท่านต้องการกระแสที่มากเกินกว่าค่า Set Point ของไดชาร์จ และต้องการกระแสบางส่วนเพิ่มจากแบตเตอรี่ ต้องให้มั่นใจได้ว่าแบตเตอรี่สามารถจ่ายกระแสได้เหมาะสมการเพิ่มแบตเตอรี่ลูกที่สองเข้าไปนั้นเนื่องจากแบตเตอรี่ต้องการไฟตรงไปชาร์จ แต่สเตเตอร์ผลิตไฟสลับ จึงต้องแปลงเป็นไฟตรง โดยผ่านวงจร เรคติไฟล์ (Rectifier) แต่จะได้ไฟไม่สมดุล คือเมื่อเครื่องยนต์เดินรอบต่ำ ไฟจะไม่ถึง 12 โวลต์ แต่เมื่อเครื่องยนต์เดินรอบสูงไฟก็จะเกิน ไฟแบตเตอรี่ที่ 12 โวลต์เป็นค่าเฉลี่ยและจะชาร์จสูงสุดไม่เกิน 14.8 โวลต์ ดังนั้นก่อนเข้าแบตเตอรี่จึงต้องมีวงจรคุมปริมาณแรงดันไฟ เมื่อสตาร์ตเครื่องยนต์ ไดชาร์จจะหมุนส่งไฟเอซีไปยังชุดเรคติไฟล์ เพื่อแปลงเป็นไฟตรง ถ้าเครื่องยนต์ไม่ถึง แรงดันไม่ได้ตามกำหนด ชุดเรกูเลเตอร์ (Regulator) จะไม่ส่งไฟไปยังแบตเตอรี่ แต่ถ้ารอบเครื่องยนต์ถึงจุดทำงาน แรงดันไฟที่ 12 โวลต์ จึงจะส่งผ่านเรคกูเลเตอร์ไปยังแบตเตอรี่ ในสภาวะที่แบตเตอรี่มีแรงดันต่ำกว่า 12 โวลต์ ระบบชาร์จไฟจะทำการชาร์จไฟให้แรงดันของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น จนถึงจุดหนึ่งที่กำหนดไว้ระบบจะยกเลิกทันที