5000W APFC by ICE1PCS02

[quangdongueh]

@maipham: vâng , quả đúng là như vậy.về mạch nguyên lý thì em có, nhưng hàng trôi nổi trên mạng, không hiểu nó là chết với nó liền, trước khi em bắt tay làm ( mà cái pfc này diễn đàn mình chưa bàn hay sao ấy) em muốn tham khảo thêm tài liệu và kiến thức .may quá, bác nhiệt tình giúp đỡ em. và em cũng tham khảo thêm mạch thực tế xem họ thiết kế bo mạch sao ( thú thật: em lấy làm xấu hổ vì chưa biết dùng phần mềm vẽ mạch, dự định học altium với thằng em trong một tuần, chứ câu dây mệt lắm )
về các sơ đồ em đưa lên là nhờ bác và các bác chỉ giùm em tính năng và nguyên lý hoạt động thôi, chứ em có hỏi cả cái mạch nó hoạt động sao đâu. em sẽ úp shemantich lên nhưng chưa phải bây giờ,( vì em phải học vẽ mạch đã) nên việc trước mắt là tìm hiểu về các dạng pfc ( thế nên mới hỏi)
mạch thực tế thì nó dùng 2 van công suất mắc song song, đơn phase thôi, nhưng em ngẫm nghĩ thấy có gì không ổn, mình phải thêm cuộn L cân bằng là Lb trong sơ đồ em đưa lên đó ( chỉ vài uh) vào. nên em hỏi đó. thực sự igbt dạng vỏ 247 có con chịu 50a liên tục mà, 2 con thì 100a tốt, quan trọng là sao bắt nó chạy nhịp nhàng với nhau.

[maipham]

vừa xem cái multi phase như bác nói, em thấy rồi. nếu làm multi phase mà cụ thể là 2 phase đi, em công nhận là mos hay igbt , cuộn L cũng bớt tải nặng,5kw thì mỗi cái cũng gánh 2,5kw.nhưng mạch sẽ rườm rà và tốn nhiều vật liệu hơn.tại sao singe phase lại không thể cho 5kw được chứ? core mình có thể chập 2 cái core 47 lại,hoặc một cái d56 cũng ổn mà. còn về mos hay igbt thì mosfet chỉ là giải pháp tình thế, với 5kw phải dùng igbt mới ổn, nguyên bản mạch tây nó làm nó dùng 2 con fhg60n60smd. nhưng cần có opto driver, A3120. em thấy bọn nga ngố nó test cái máy hàn 250a, chế độ tải 100%duty tương đương 126a@25vdc, với áp ac vào 100vac.
em nghĩ là nó có thể được.nhưng áp ra HVDC của mấy anh nga ngố tới 390vdc lận,( biến áp quấn tỷ lệ 3,75 nên áp ra trên 50vdc,dòng ra 250a thì dòng pri chừng trên 60a,) nên mấy ảnh ấy dùng mạch nạp trễ cho diot cầu và mạch sotf star cho mạch pfc.

Haha. Người ta lói "cái gì cũng có cái giá của nó" và người ta cũng nói "đừng đẻo cày giữa đường". Đã chọn thế nào thì kiện định mà làm.
Thống nhất để tránh nhầm lẫn thì gọi là "van công suất", hay "khóa công suất" thì đúng hơn. Không cần tiểu tiết là phải phân biệt quá rõ Mos và IGBT khi nói về khóa CS (tùy những trường hợp phải dùng Mos, và trường hợp phải dùng IGBT, cái này sẽ nói khi bàn về schematic, phân tích chung chung ko nhất thiết phân biệt).
Cũng thống nhất luôn mạch CS >75W, nếu có chữ PFC thì là active power factor corection, còn passive bỏ qua không bàn, nó chỉ dùng cho mấy cái bóng đèn cs nhỏ thôi. Từ nay mình cứ ghi PFC nghĩa là aPFC.
Cũng lạm bàn sang đa phase chút. Đa pha là việc nên làm. Năm 2000, mình làm 1 cái boost, 12V (10-16V) ra 340v (@1%err) 2000W. Lúc tiến hành mọi việc mới lộ ra cái khó của nó. Sếp đưa ý tưởng "anh bỏ hết mấy con chip đi, làm bằng linh kiện rời. Điều này mới nghe thực sự khó chịu vì bao công sức chọn IC, đọc datashet, lên schema, layout. Năm 2000 với những người làm SMPS ờ VN, con IC chỉ có 494, 38xx. Con 3525 hồi đó mẫu cũng phải nhập (fanel hồi đó bên mình mua $6.5/each @200 sample). Nhưng về sau khi thực hiện ý tưởng này mình thấy nó quả là tuyệt. Phân tích sâu sẽ thấy voltage ripple, current ripple, current densitive, hamonic.... nhiều cái được cải thiện lắm. Nên có vẻ mình hơi "bênh" em nó.
Nhìn đơn pha và đa phase nó giống thế này. Với Mos (khóa CS) đa phase giống như mỗi anh gánh được max 50kg, qua cái đòn gánh 4 anh gánh được 200kg, nhất là đòn gánh tự cân bằng lực (current share). Còn nếu đơn pha ghép // giống như 4 anh cùng kê vai vào vật cần vác 200kg mà vác, sẽ có anh gánh nhiều, anh gánh ít. Đối với PCB việc dùng đơn pha nó giống như, một anh ăn 1kg gạo/ ngày, vác được 50kgmax, nhồi cho anh ta 2kg gạo/ngày, và bắt vác 100kg. Với L thì nếu ko bàn về từ thông rò, nhiễu điện từ... thì có thể pass em nó. Còn nếu van công suất mà dùng module +bussbar thì cũng pass luôn. Còn không, dòng hàng trăm A/ trăm vol, khả năng layout ảnh hưởng rất nhiều đến kết quả, không phải cứ vác đồng và chì, xi dày lên là được.
Còn một việc, có vẻ Đồng đã có trong tay một cái mạch nào đó aPFC 5kW phải ko? Có vẻ rất là "máu".
Còn về LK cần thì gom mua một lần, Mua quốc tế, lẻ tẻ chết tiền ship.
Còn cái sơ đồ đưa lên, như thế khác nào đánh đố nhau? Cùng gate kích, Mos ko nói giống hay khác nhau, ai đoán ra gì được. Nếu được share nguyên em hoặc link, bất tiện thì inbox.
Thôi, nghỉ, cơm trưa.

[quangdongueh]

có một mạch chạy uc3854 nhưng nó kéo 2 mos . nó làm thế này. thesis.pdf

nó bảo cuộn Lb là cuộn cân bằng! các bác giải thích hộ em với.

[quangdongueh]

không cần phải to và nặng thế đâu, 3,5kw core chỉ d47 thôi mà.mạch thực tế cũng gọn lắm. các bác đừng quá quan trọng hóa vấn đề.

[m4a1kabin]

5kW chắc mạch phải cỡ này


Chém gió tí

[quangdongueh]

IKvừa xem cái multi phase như bác nói, em thấy rồi. nếu làm multi phase mà cụ thể là 2 phase đi, em công nhận là mos hay igbt , cuộn L cũng bớt tải nặng,5kw thì mỗi cái cũng gánh 2,5kw.nhưng mạch sẽ rườm rà và tốn nhiều vật liệu hơn.tại sao singe phase lại không thể cho 5kw được chứ? core mình có thể chập 2 cái core 47 lại,hoặc một cái d56 cũng ổn mà. còn về mos hay igbt thì mosfet chỉ là giải pháp tình thế, với 5kw phải dùng igbt mới ổn, nguyên bản mạch tây nó làm nó dùng 2 con fgh60n60smd. nhưng cần có opto driver, A3120. em thấy bọn nga ngố nó test cái máy hàn 250a, chế độ tải 100%duty tương đương 126a@25vdc, với áp ac vào 100vac.
em nghĩ là nó có thể được.nhưng áp ra HVDC của mấy anh nga ngố tới 390vdc lận,( biến áp quấn tỷ lệ 3,75 nên áp ra trên 50vdc,dòng ra 250a thì dòng pri chừng trên 60a,) nên mấy ảnh ấy dùng mạch nạp trễ cho diot cầu và mạch sotf star cho mạch pfc.

[quangdongueh]

Hehe.công nhận em nguy hiểm thật. Nhưng trước các nhận định em đều thả dấu hỏi mà! Đúng như bác nói. 100v chỉ 3kw lộn lại thôi.đa số em thấy đồng ý với bác. Chỉ có điều chỗ relay thì để em thực nghiệm xem sao.chỗ bác bôi đen thì là cái em đã làm (vì với dòng nạp cho dàn tụ 58000uf thì phải nạp trễ 2 phút và điện trở hạn dòng phải 68r/30w thì mới chịu nổi). K bàn tới nữa. Có lẽ em sẽ làm như cách họ đã làm .chỗ cuối bác nói em k hiểu kịp. Nói chung cái này bọn tây nó test 126a @25vdc liên tục 10 phut. Với áp vào ac 100v.thì gần 3kw rồi. Apfc trong máy hàn đó.

[maipham]

hehe..em thấy mình bắt đầu có lý rồi. em xin trình bày tiếp.
1/ em hiểu phase bác nói rồi. kiểu như pfc cầu trong ups online phải không?nhưng như vậy thì mạch spwm phải là nửa cầu. còn egs002 là full cầu.nếu bác làm bo băm spwm nửa cầu thì luồng puresine của bác thành phải chỉnh lại phần dc-dc cho ra áp chỉnh lưu cầu đối xứng, và apfc lấy luôn cái mạch của ups.nhưng như vậy thì phải thay đổi quá nhiều, và nhất là không dùng cho máy hàn được. ( chỉ cần áp đơn HVDC)
2/với 16a đầu ra mà gắn NTC thì không được rồi. em tính dùng R và role ( vì áp ra chỉ 310-320vdc, trong khi role đa phần chịu được 270vac tức là áp đỉnh tới trên 350v.) tụ c9 sẽ được nạp đầy bằng áp đỉnh của c8 rồi role mới nối thông! ( không biết ý bác nói phóng hồ quang khi nào nhỉ?? chỉ rõ cho em với!)
các vấn đề lan man còn lại:
- em nói máy hàn của em phải có dàn tụ 58000uf mới hàn ở nơi đường dây nhỏ và xa ( nó giống như cái máy hàn nối tiếp một điện trở, khi có tải thì sụt áp, không tải thì R là dây dẫn, lúc hàn thì máy sẽ ăn dòng từ tụ và từ lưới,) nên khi không hàn thì áp trên tụ vẫn là 310v., đại loại dàn tụ là cái bể nước, mà nước thì chảy nhỏ giọt vào bể.
-máy hàn nếu dòng ra 120a thì dòng đầu vào lưới ac khoảng 20a thôi. thực tế là dàn tụ 58000uf bù vào 13a đáng lẽ lấy từ lưới , còn từ lưới chỉ ăn dòng 7-8a thôi .( khi hàn chấm thôi,xếp vảy cá sắt kẽm 1ly4 ấy. chứ không phải kéo .!) em có thực nghiệm, anh trai em hàn và em đo dòng, vậy nên em mới nói cái ổn áp 3kva vẫn kéo tốt cái máy hàn cho dòng ra 120a mà vẫn ok, có điều phải giải nhiệt thật tốt cho con ba6209 hoặc mấy con tran lái motor.
- mai em sẽ show cuộn L đẹp của em và linh kiện.

1) Hiểu nhầm về multi phase rồi. Thôi cứ tiến theo cái đã chọn đi. Nhưng 90% mình đoán là không thể 5kW cho Vin <100Vac. Thế nào cũng quay lại hỏi "bác ơi multy phase nha bác". haha. Đừng tự tin khi chưa hiểu vấn đề.
2) Đừng sai lầm về relay, ko phải 250Vac là 350Vdcpeak đâu (relay 275Vac, xem lại nó có DC nhưng thường là 24V, chụp vài cái hình), nó không phải con tụ poly film hay vật liệu cách điện. Khi làm phải tính hết sự cố có thể gặp phải. Nếu nhìn qua thì thấy ổn đó. giá trị điện áp hai đầu relay khi chuyển mạch là thấp.
Tiếp theo phần trước có đoạn "nạp trễ cho tụ là 2 phút, trở hạn dòng 68r/30w" Mình mới nói đóng vào (nối tắt con R sau khi nạp tụ từ 0V) thì lúc này chỉ còn trở kháng đường dây, không nạp nhanh hơn là sao? Còn máy hàn tự chế là Duble switch Forward (twoo switch) hay là Haft Bridge mà chắc full bridge quá? Nếu là Duble forward thì chỉnh lại biến áp, tăng thêm sò, cho nó chạy được ở 100V luôn cho rồi. Về nguyên tắc biến áp chạy đơn cực có thể chèn PFC lẫn vào trong nó luôn nếu yêu cầu ngõ ra không cần phẵng (VD như máy hàn) tuy hiệu suất và kích thước nên xem xét. Còn cái bể nước với lại dung lượng vào, chắc mình ko vần phải được chỉ. haha. Còn cái ổn áp cơ, thôi dẹp nó sang một bên, đang điện tử hóa mà! Thôi ngủ tí đây, đang tập ngủ sớm.

[maipham]

đây là cái tool khá hay cho bác nào thích vọc:http://schmidt-walter-schaltnetzteil...fc_smps_e.html.
mạch apfc chủ yếu dạng boost, nếu làm dạng buck cho mấy thiết bị 110 cũng hay nhỉ.
nếu vin 85-265/vout 315 @16a, f=65khz, c2=4700uf thì L có 34uh???????
có điều là các appnote nó làm toàn trên 500uh. tool này mô phỏng có 34uh???????? mà cuộn L của em cũng chỉ có 37uh, dây 4 ly, hàng trăm sợi ly ti như tóc se lại.

Xem lại 500uH là AN cho mạch nhiêu W?

[quangdongueh]

các bác đừng sốt ruột, còn vài chỗ khúc mắc nên đang tham khảo các bác, chứ có mạch có linh kiện mà mù mờ là nổ kinh hoàng lắm.có khi cúp luôn CB thì nhà trọ nó lột da em luôn.
thanks bác maipham nhiều nhiều, nhờ có bác chỉ mà em hiểu ra nhiều điều, như vụ con diot và tác dụng của cái tụ C8./ nhưng em nghĩ nếu mạch nạp chậm cho tụ C9 đủ lâu thì bỏ đi con điot nối song song cuộn N1 vẫn ok ( thực tế thì có app note vẫn có mạch không có con diot đó)

[quangdongueh]

hehe..em thấy mình bắt đầu có lý rồi. em xin trình bày tiếp.
1/ em hiểu phase bác nói rồi. kiểu như pfc cầu trong ups online phải không?nhưng như vậy thì mạch spwm phải là nửa cầu. còn egs002 là full cầu.nếu bác làm bo băm spwm nửa cầu thì luồng puresine của bác thành phải chỉnh lại phần dc-dc cho ra áp chỉnh lưu cầu đối xứng, và apfc lấy luôn cái mạch của ups.nhưng như vậy thì phải thay đổi quá nhiều, và nhất là không dùng cho máy hàn được. ( chỉ cần áp đơn HVDC)
2/với 16a đầu ra mà gắn NTC thì không được rồi. em tính dùng R và role ( vì áp ra chỉ 310-320vdc, trong khi role đa phần chịu được 270vac tức là áp đỉnh tới trên 350v.) tụ c9 sẽ được nạp đầy bằng áp đỉnh của c8 rồi role mới nối thông! ( không biết ý bác nói phóng hồ quang khi nào nhỉ?? chỉ rõ cho em với!)
các vấn đề lan man còn lại:
- em nói máy hàn của em phải có dàn tụ 58000uf mới hàn ở nơi đường dây nhỏ và xa ( nó giống như cái máy hàn nối tiếp một điện trở, khi có tải thì sụt áp, không tải thì R là dây dẫn, lúc hàn thì máy sẽ ăn dòng từ tụ và từ lưới,) nên khi không hàn thì áp trên tụ vẫn là 310v., đại loại dàn tụ là cái bể nước, mà nước thì chảy nhỏ giọt vào bể.
-máy hàn nếu dòng ra 120a thì dòng đầu vào lưới ac khoảng 20a thôi. thực tế là dàn tụ 58000uf bù vào 13a đáng lẽ lấy từ lưới , còn từ lưới chỉ ăn dòng 7-8a thôi .( khi hàn chấm thôi,xếp vảy cá sắt kẽm 1ly4 ấy. chứ không phải kéo .!) em có thực nghiệm, anh trai em hàn và em đo dòng, vậy nên em mới nói cái ổn áp 3kva vẫn kéo tốt cái máy hàn cho dòng ra 120a mà vẫn ok, có điều phải giải nhiệt thật tốt cho con ba6209 hoặc mấy con tran lái motor.
- mai em sẽ show cuộn L đẹp của em và linh kiện.

[maipham]

vừa hì hụi gỡ cái nguồn atx delta có con ic ra, buồn ngủ dúi dụi. kiểm tra thấy comment của bác, tỉnh ngủ hẳn ra: đôi điều tranh luận như sau:
1.với máy hàn điện tử cao cấp 250a dùng điện lưới 1pha thì họ vẫn dùng apfc., hoặc một cái ổn áp điện tử thì với 5kw hay 10kw cũng sẽ vẫn dùng lưới 1 pha thôi . em làm cái apfc này là cho hai mục đích đó,( không biết chừng bác làm bo spwm,em làm apfc và ta có cái ổn áp điện tử made in home...hehe)
...)

1) Phase ở đây không nói phase lưới, nói phase của PFC đó. Tức là 1 ngõ vào AC 220V (80-250V). Có nhiều hơn một khối công suất PFC.
2) OK NTC gắn ở đó cũng được. Đã có tụ C8 để ngắn mạch AC sóng mang (tức là hấp thu năng lượng khi L (N1) phóng ra đó. Tuy nhiên nên cân nhắc NTC cho ứng dụng dòng lớn (tổn hao và kiếm NTC). Gắn NTC chỗ này lợi hơn là vì khi chạy, áp trên C8 và C9 lớn nên dòng nhỏ hơn ngõ vào (nhất là khi Vin nhỏ). Nhưng chổ này ko thay R và relay được nhé (trừ relay có khí chống hồ quang)
3) Trễ 10 sec khi cắm nguồn là vấn đề bình thường, sao lại không dùng được? Một buổi đi làm rút nguồn máy hàn ra bao nhiêu lần? Còn khi cắm rồi cứ xài thoải mái có sao đâu?
4) Chưa hiểu rõ ý lắm, hơn lan man. hahaha. Còn sau trễ 2mins, tụ nạp đầy, đấu thẳng luôn (nên qua L cho giản Crest Factor) thì hàn liên tục thoải mái, sao phải gián đoạn. Chỉ tội cái ổn áp và nguồn điện thôi. Cái này chưa rõ ý nhau có gì trao đổi tiếp.
5) Còn cuộn dây đẹp đâu? Show hàng!

[quangdongueh]

đây là cái tool khá hay cho bác nào thích vọc:http://schmidt-walter-schaltnetzteil...fc_smps_e.html.
mạch apfc chủ yếu dạng boost, nếu làm dạng buck cho mấy thiết bị 110 cũng hay nhỉ.
nếu vin 85-265/vout 315 @16a, f=65khz, c2=4700uf thì L có 34uh???????
có điều là các appnote nó làm toàn trên 500uh. tool này mô phỏng có 34uh???????? mà cuộn L của em cũng chỉ có 37uh, dây 4 ly, hàng trăm sợi ly ti như tóc se lại.

[quangdongueh]

vừa hì hụi gỡ cái nguồn atx delta có con ic ra, buồn ngủ dúi dụi. kiểm tra thấy comment của bác, tỉnh ngủ hẳn ra: đôi điều tranh luận như sau:
1.với máy hàn điện tử cao cấp 250a dùng điện lưới 1pha thì họ vẫn dùng apfc., hoặc một cái ổn áp điện tử thì với 5kw hay 10kw cũng sẽ vẫn dùng lưới 1 pha thôi . em làm cái apfc này là cho hai mục đích đó,( không biết chừng bác làm bo spwm,em làm apfc và ta có cái ổn áp điện tử made in home...hehe)
2.trên app note của ST nó dùng con L6562 nó không hạn dòng vào điện lưới mà hạn dòng ngay đầu tụ c2. ( ở đây là hoàn toàn khác l6562.) bác xem L6562-based 375W FOT-controlled PFC Pre-regulator.pdf có thể em chưa hiểu cơ chế hai con ic khác nhau. nhưng thử nếu nổ là biết liền, nên mới hỏi bác????
3. nếu phương án nạp trể cho tụ c2 ( như kiểu nạp trễ cho máy hàn điện tử không khả thi ( như bác phân tích , nhưng em vẫn thử xem sao) thì quay sang cách truyền thống là nạp trễ áp ac và có sotf star. khi role đóng lưới thì lm358 cấp áp cho pcs02 hoạt động. ( nếu vin =85vac, vout=310vdc, C2=4700uf. không có softstar thì em nghĩ ic sẽ báo quá tải.và có thể nổ mosfet hoặc igbt.
( mà em nghĩ nạp trễ cho tụ c2 và cho chạy ic ngay từ phát cắm điện đầu tiên cũng có lý... khi có điện thì ic hoạt động , tức là áp 310 có ngay ( giả sử vin=85vac đi) sẽ nạp dòng từ từ cho tụ cho đến khi đầy tụ, rồi role 30 sẽ nối thông lại. như vậy thì mos và core sẽ không bị sốc dòng.phíc cắm sẽ không nẹt lửa., có điều em băn khoăn là ic sẽ dò áp hồi tiếp như thế nào?



4. phần nguồn nuôi ic và opto driver được cấp nguồn riêng,em dùng top 224.em đang nghiên cứu cái mạch thương mại ( của anh nga ngố) hôm nào phải đi lùng mua con a3120 xịn mới dám làm. cuộn L em mới gỡ trên bo có 600uh. dây 1 ly ( làm cuộn lọc sạc 3 giai đoạn luôn...)
tham khảo thêm ups online, và sạc laptop nữa. thấy người ta làm đơn giản ....không biết mình khi nào mới thành công.
p/s: có lần em đi hàn chổ kia, đường dây 4 ly mà dài tới trên 500m, lại cả ba bốn nhà chung, khi chưa hàn thì áp 220 thậm chí 230v, nhưng hàn thì chỉ còn trên 150v, thành ra bất cứ máy hàn nào cũng chịu....chỉ máy hàn tự em làm mới hàn nổi...hehe. em sắm dàn tụ 58000uf/450v. nạp trễ cho tụ là 2 phút, trở hạn dòng 68r/30w. tốc độ hàn chậm nhưng cũng hàn được sắt kẽm 1ly4. nhưng khi chiều đến là chịu chết,...em cay vụ đó nên ấp ủ làm con apfc cho cái máy hàn. ( nếu tụ càng to thì dòng vào càng ít biến động nếu hàn ngắt quãng, nên với cái ổn áp cơ 3kva vẫn có thể kéo cái máy hàn 200a tốt ( dòng hàn chừng 120a thôi)

[maipham]

@quangdongueh. Chưa có thời gian view con chip này, nhìn cũng gọn phết, tuy nhiên ko có lấy mẫu dạng áp vào, ko biết nó chạy Average Current Control bằng cách nào, hay nó cho chỉnh duty chậm (trong 10ms duty hầu như ko đổi). Có vài gợi ý. Với công suất này, tụ như thế, NTC hoặc trở mồi giá trị bao nhiêu? 2s là có vẻ quá nhanh (cảm nhận thôi, ko tính toán). Với lại trễ là trễ ngay ngõ vào nha, ko phải trễ trên C2, tức là giới hạn dòng vào khi nạp từ source cho C2, (con RT1). Có dự định xài realy hay CSR cho ngõ vào không? Nếu có, sau khi nạp cho C2 nó "no". Đóng khóa, và cho Chip chạy. Soft star là tốt, tuy nhiên nếu peak current limit mà good thì có thể bỏ (nhưng nên có). Nói chung lên Schematic đi. Cả cái máy to thế, thêm tí tính năng an toàn mà đã lo rườm rà là "chít". Làm vài cái card sẵn, board gì cần cắm vào. Tuy nhiên nói thật con này mà chạy 5kW mà PF good thì niềm tin hơi lung lay, tuy nhiên, nếu ko xét yêu cầu của các tiêu chuẩn (VD IEC...) chỉ cần boost áp lên thì chắc là "quất" được. Thêm một điều, áp DC ra > 1.4 Vin_max VD: Vin_max 250V, Vout_dc >1.4*250 tức >350V, nên chon 380V....