Cần giúp về biến áp xung

[goldstar09]

Chưa xét đến tính đúng sai của từng công thức, rất hoan nghênh bạn đã xây dựng cho mình một phong cách tính toán khoa học, cụ thể khi thiết kế hệ thống.
Mong rằng ĐTVN sẽ có nhiều người tính toán trước khi thiết kế, để cho ra đời các SP chất lượng cao trong thời gian tới.

Mình đang vội nên mới xem lướt qua, thấy phần cuối cùng có chọn đường kính dây, độ sâu bề mặt (tức là phần thực sự dẫn điện khi ở tần số cao) là 0.209mm và đoạn ở dưới chọn đường kính dây sơ cấp là 3.6mm, điều này có sao không?

Thân mến,

Các công thức thì em thấy rất nhiều, sau khi tham khảo, tổng hợp và so sánh từ các AN của ST, National Semiconduction, Microchip, em đã dùng các công thức này.

+Độ sâu bề mặt ở tần số 100khz tính ra là 0.0209cm anh à, và người ta cần chọn đường kính dây cần lớn hơn hai lần giá trị này(0.0418cm). Thực ra ở đây em đưa ra chỉ mang tính cơ sở lý luận, còn giá trị 3.6mm là em tính thông qua các công thức, dựa trên mật độ dòng điện. Em nghĩ tính đường kính dây dựa trên mật độ dòng thì có lẽ có có sở hơn.

+Chúng ta vẫn có thể dùng tiết diện dây lớn hơn 0.114cm2(d=3.6mm) như em đã tính theo lý thuyết, để hạn chế hiệu ứng bề mặt, tăng khả năng dẫn dòng, giảm điện trở. Em định thay thế dây sơ cấp bằng lá đồng mỏng để quấn đó anh à. Quan trọng là sự liên quan của số vòng dây sơ cấp với sự bão hòa từ thông, để mình chọn đúng được số vòng dây sơ cấp.

[DTTH]

Chào mọi người,

Hôm nay, mình sẽ post cách tính toán thiết kế phần biến áp xung, mong nhận đượcgóp ý từ mọi người.

Chưa xét đến tính đúng sai của từng công thức, rất hoan nghênh bạn đã xây dựng cho mình một phong cách tính toán khoa học, cụ thể khi thiết kế hệ thống.
Mong rằng ĐTVN sẽ có nhiều người tính toán trước khi thiết kế, để cho ra đời các SP chất lượng cao trong thời gian tới.

Mình đang vội nên mới xem lướt qua, thấy phần cuối cùng có chọn đường kính dây, độ sâu bề mặt (tức là phần thực sự dẫn điện khi ở tần số cao) là 0.209mm và đoạn ở dưới chọn đường kính dây sơ cấp là 3.6mm, điều này có sao không?

Thân mến,

[goldstar09]

Chào mọi người,

Hôm nay, mình sẽ post cách tính toán thiết kế phần biến áp xung, mong nhận đượcgóp ý từ mọi người.

[DTTH]

Mình sẽ giới hạn khi điện áp acquy xuống còn 10.8V, mạch sẽ ngừng hoạt động. Cũng đúng là nếu nâng điện áp lên 15V, trong khi điện áp acquy xuống còn 10.5V, thì cũng không có ý nghĩa lắm. Tuy nhiên, giá trị 10.5 hay 10.8V là các ngưỡng thấp nhất, mạch sẽ bị ngừng hoạt động khi điện áp xuống dưới ngưỡng này(mình sẽ chọn là 10.8V). Vấn đề, mình muốn ổn định điện áp cho mạch kích (15V) trong khoảng điện áp hoạt động từ 10.8 - 13.8V chẳng hạn.

Thực ra mình nghĩ giải pháp này không hẳn là không khả thi, nó cũng không quá phức tạp vì đã có một IC tạo điện áp 15V thực hiện rồi. Vấn đề là hạn chế được nhiễu cho nguồn 15V này. Để đơn giản, bỏ qua cũng được.

Trong hầu hết các hệ thống công suất vừa và lớn, thường có một board nguồn độc lập để ổn định hoạt động chung của cả hệ thống.
Mình ủng hộ mọi phương án nâng cao chất lượng sản phẩm dù có phải chi thêm ít tiền, nếu làm hàng để đua giá rẻ sẽ không thắng được TQ đâu.

[DTTH]

Cảm ơn bạn trước, mình sẽ test sau. Cho mình hỏi câu nữa là phần DC-DC bạn dùng con IC driver nào vậy vì mình cũng dùng dspic cho phần DC-DC.

Cậu nên dùng sơ đồ đầu tiên ở trên, có thể thay FANxxx bằng các con khác họ TCxxx của Microchip, muốn xung điều khiển vuông thì bạn nên dùng con nào có dòng Peak lớn
mà cũng còn tùy theo điện dung đầu vào của MOSFET, càng lớn thì dòng kích phải cao.
Lúc thử nghiệm phải nối cả hai cuộn kích với cực G để phản ánh đúng dạng sóng, nếu bạn không nối, dạng sóng sẽ rất đẹp nhưng khi nối vào sẽ xấu.

[CHANTINH]

Mình gửi bạn hai sơ đồ hay dùng, thực ra IR2110 là con driver tương đối yếu, các hãng khác có vi mạch driver tới 9A

[ATTACH=CONFIG]33371[/ATTACH]

[ATTACH=CONFIG]33372[/ATTACH]

Một số yêu cầu cơ bản khi driver bằng biến áp xung:

- Nên dùng xuyến để tối thiểu hóa điện cảm dò, cho dạng xung đẹp
- Chất liệu dùng ferrite thông thường, nếu có độ từ thẩm cao thì càng tốt, mình đang dùng chất liệu W của Magnetics từ thẩm 15000
- Nên bện xoắn dây sơ cấp và thứ cấp vào nhau trước khi quấn sẽ cho độ ghép tốt

Công thức tính số vòng dây cho tỷ lệ 1:1:1

N=(Vpri*Ton*10^8)/(2*Bmax*Ac) = (Vpri*10^8)/(4*Bmax*Ac*f)

với điều kiện Ton=50%T

Vpri là điện áp sơ cấp thường là 12V, Ton là thời gian có xung điều khiển, trong tính toán lấy 50% T ở tần số điều khiển
Bmax là mật độ từ thông cực đại, mình đang dùng 2000G cho cái xuyến W, Ac là tiết diện lõi cm2.

Ví dụ cụ thể ở 100KHz, điện áp kích 12V, tiết diện xuyến 0.26cm2

N=(12*10^8)/(4*2000*100000*0.26)=10 vòng

Đây là một số thông tin cơ bản, để được dạng sóng chuẩn còn nhiều vấn đề, nếu bạn gặp khó khăn, cứ post lên đây anh em sẽ có người giúp.

Nếu bạn không có điều kiện thử lõi tốt, hãy thí nghiệm với xuyến nhỏ để lấy kinh nghiệm.

Cảm ơn bạn trước, mình sẽ test sau. Cho mình hỏi câu nữa là phần DC-DC bạn dùng con IC driver nào vậy vì mình cũng dùng dspic cho phần DC-DC.

[DTTH]

Bạn có thể nói rõ dùng xuyến nhỏ truyền xung như thế nào không? Thông số của xuyến ?
IC driver bạn dùng ir2100 phải không?
Thân,

Mình gửi bạn hai sơ đồ hay dùng, thực ra IR2110 là con driver tương đối yếu, các hãng khác có vi mạch driver tới 9A





Một số yêu cầu cơ bản khi driver bằng biến áp xung:

- Nên dùng xuyến để tối thiểu hóa điện cảm rò, cho dạng xung đẹp
- Chất liệu dùng ferrite thông thường, nếu có độ từ thẩm cao thì càng tốt, mình đang dùng chất liệu W của Magnetics từ thẩm 15000
- Nên bện xoắn dây sơ cấp và thứ cấp vào nhau trước khi quấn sẽ cho độ ghép tốt

Công thức tính số vòng dây cho tỷ lệ 1:1:1

N=(Vpri*Ton*10^8)/(2*Bmax*Ac) = (Vpri*10^8)/(4*Bmax*Ac*f)

với điều kiện Ton=50%T

Vpri là điện áp sơ cấp thường là 12V, Ton là thời gian có xung điều khiển, trong tính toán lấy 50% T ở tần số điều khiển
Bmax là mật độ từ thông cực đại, mình đang dùng 2000G cho cái xuyến W, Ac là tiết diện lõi cm2.

Ví dụ cụ thể ở 100KHz, điện áp kích 12V, tiết diện xuyến 0.26cm2

N=(12*10^8)/(4*2000*100000*0.26)=10 vòng

Đây là một số thông tin cơ bản, để được dạng sóng chuẩn còn nhiều vấn đề, nếu bạn gặp khó khăn, cứ post lên đây anh em sẽ có người giúp.

Nếu bạn không có điều kiện thử lõi tốt, hãy thí nghiệm với xuyến nhỏ để lấy kinh nghiệm.

[CHANTINH]

Hôm nay mình đã thử lõi EC52 ở 100KHz, chạy rất ổn, đầu ra 25A ở 20VDC dùng tải giả bên ngoài, chạy cả ngày chưa làm sao cả (tất nhiên phải có quạt tản nhiệt)
Mấy hôm rồi sao không thấy bạn đến lấy lõi về thử, chắc bận quá à.

Về giải pháp cho ĐTCS hiện có 2 trường phái analog và digital, bên này thì bảo bên kia rắc rối, khó thực hiện, giá thành đắt....
Chung quy lại là cả hai đều hợp lý và tùy việc mà làm, ví dụ nếu nguồn xung flyback thì ai lại đi dùng VĐK DSC vào đó, hay nếu một bộ nguồn viễn thông mà làm bằng analog thì sẽ rất khó khăn.

Ở trên mình đã nói với bạn là sở trường dùng DSC, không có ý chê bai analog vì mình cũng đang dùng cả hai giải pháp, còn cái thuật ngữ bù độ dốc chỉ phát sinh khi bạn dùng PCMC trong các kiến trúc duty có thể lớn hơn 50% như Buck, lúc này vòng điều khiển sẽ không ổn định và phát sinh dao động, cần trích một phần điện áp răng cưa trên tụ dao động CT về chân hồi tiếp dòng điện trong trường hợp dùng analog hoặc bù bằng hệ số trong vòng điều khiển số DSC để ổn định hệ thống.

Nếu bạn search từ khóa "peak current mode control" thì sẽ dễ dàng gặp thuật ngữ "slope compensation" mà mình gọi là bù độ dốc.

Đúng là nếu dùng PCMC thì tốc độ của current sensor rất quan trọng, chúng ta có thể dùng (gần như phải dùng) biến dòng hình xuyến, lõi bằng ferrite có độ từ thẩm cao, độ từ dư thấp (ví dụ như chất liệu ferrite W có độ từ thẩm lên đến 15000).

[ATTACH=CONFIG]33089[/ATTACH]

Do mình dùng digital nên phần driver cũng khá cầu kỳ, dùng xuyến nhỏ để truyền xung (dùng opto tần số cao sẽ bị trễ lớn), sau đó lại dùng IC driver để điều khiển, tuy giá thành đắt nhưng xung rất tin cậy và vuông).

[ATTACH=CONFIG]33090[/ATTACH]

Cảm biến Hall đo dòng DC/AC cho tốc độ đáp ứng chậm, thích hợp với việc đo giá trị dòng trung bình trong một khoảng thời gian.

[ATTACH=CONFIG]33091[/ATTACH]

Một hệ thống dùng DSC điển hình

Có gì anh em trao đổi thêm để cùng khám phá các vấn đề còn tồn tại.

Thân ,

Bạn có thể nói rõ dùng xuyến nhỏ truyền xung như thế nào không? Thông số của xuyến ?
IC driver bạn dùng ir2100 phải không?
Thân,

[goldstar09]

em thấy anh không cần phải đưa nó vào cho phức tạp. vì thực tế ở mức 10.5v các fet vẫn bão hòa tốt. nhưng acquy chạy còn khoảng 10.5v thì toàn mạch nên cắt vì đó là mức phóng điện an toàn của acquy, nếu xài dưới mức 10.5v sẽ làm giảm tuổi thọ của acquy rất nhiều. và nếu ta có mạch nâng lên 15v trong khi acquy còn 10.5v thì cũng không có nghĩa gì khi mà 10.5v không đủ cấp cho tầng công suất và BAX dẫn đến fet nóng. em nghĩ ta chỉ cần thêm tụ hóa lớn và lọc nhiễu nguồn đầu vào cho tầng điều khiển là ổn rồi

Mình sẽ giới hạn khi điện áp acquy xuống còn 10.8V, mạch sẽ ngừng hoạt động. Cũng đúng là nếu nâng điện áp lên 15V, trong khi điện áp acquy xuống còn 10.5V, thì cũng không có ý nghĩa lắm. Tuy nhiên, giá trị 10.5 hay 10.8V là các ngưỡng thấp nhất, mạch sẽ bị ngừng hoạt động khi điện áp xuống dưới ngưỡng này(mình sẽ chọn là 10.8V). Vấn đề, mình muốn ổn định điện áp cho mạch kích (15V) trong khoảng điện áp hoạt động từ 10.8 - 13.8V chẳng hạn.

Thực ra mình nghĩ giải pháp này không hẳn là không khả thi, nó cũng không quá phức tạp vì đã có một IC tạo điện áp 15V thực hiện rồi. Vấn đề là hạn chế được nhiễu cho nguồn 15V này. Để đơn giản, bỏ qua cũng được.

[goldstar09]

em có cái này chắc có bác đã đọc rồi

Cảm ơn bạn, đúng là tài liệu này mình đã có đọc rồi. Nói chung cũng rất chi tiết. Hiện mình cũng đang tham khảo tài liệu này và một số tài liệu khác. Có lẽ các tài liệu trên mạng hầu như mọi người cũng đã nghiên cứu qua rồi. Vấn đề là làm sao chúng ta thống nhất một cách tính toán phù hợp sau khi tổng hợp từ các nguồn tài liệu khác nhau. Mình sẽ post lên sau.

[meocon_87]

em có cái này chắc có bác đã đọc rồi

[likes]

Mọi người cho mình hỏi vấn đề này. Trong mạch của mình đang thiết kế, mình có đưa vào một khối tạo điện áp 15V để cấp cho IC sg3525 và các IC thuật toán (nếu có). Vì mình nhận thấy rằng, việc điều khiển fet cần có nguồn cấp cho mạch kích phải thật ổn định, ít nhiễu để không làm giảm biên độ của xung kích các fet. Trong một thiết kế trước đó, mình không có sử dụng khối này, thì khi đầu ra chạy công suất cao thì điện áp acquy bị sụt đi nhiều(có lúc còn 10.5V). Đồng nghĩa là nguồn cấp vào sg3525 và các ic khác cũng giảm theo, gây giảm biên độ của xung kích fet, và có thể làm cho fet không dẫn bão hòa. Sau đó, mình đưa khối tạo nguồn 15V vào thì tình hình có khả quan hơn. Điện áp nuôi sg3525 luôn ổn định ở 15V, mặc dù điện áp acquy xuống còn 10.5V.

Mọi người cho ý kiến về giải pháp này nhé. Liệu có khả thi không?

Thanks,

em thấy anh không cần phải đưa nó vào cho phức tạp. vì thực tế ở mức 10.5v các fet vẫn bão hòa tốt. nhưng acquy chạy còn khoảng 10.5v thì toàn mạch nên cắt vì đó là mức phóng điện an toàn của acquy, nếu xài dưới mức 10.5v sẽ làm giảm tuổi thọ của acquy rất nhiều. và nếu ta có mạch nâng lên 15v trong khi acquy còn 10.5v thì cũng không có nghĩa gì khi mà 10.5v không đủ cấp cho tầng công suất và BAX dẫn đến fet nóng. em nghĩ ta chỉ cần thêm tụ hóa lớn và lọc nhiễu nguồn đầu vào cho tầng điều khiển là ổn rồi

[goldstar09]

Mọi người cho mình hỏi vấn đề này. Trong mạch của mình đang thiết kế, mình có đưa vào một khối tạo điện áp 15V để cấp cho IC sg3525 và các IC thuật toán (nếu có). Vì mình nhận thấy rằng, việc điều khiển fet cần có nguồn cấp cho mạch kích phải thật ổn định, ít nhiễu để không làm giảm biên độ của xung kích các fet. Trong một thiết kế trước đó, mình không có sử dụng khối này, thì khi đầu ra chạy công suất cao thì điện áp acquy bị sụt đi nhiều(có lúc còn 10.5V). Đồng nghĩa là nguồn cấp vào sg3525 và các ic khác cũng giảm theo, gây giảm biên độ của xung kích fet, và có thể làm cho fet không dẫn bão hòa. Sau đó, mình đưa khối tạo nguồn 15V vào thì tình hình có khả quan hơn. Điện áp nuôi sg3525 luôn ổn định ở 15V, mặc dù điện áp acquy xuống còn 10.5V.

Mọi người cho ý kiến về giải pháp này nhé. Liệu có khả thi không?

Thanks,

[thucbao]

Mình đang thiết kế nguyên lý, sẽ sớm post lên cho các bạn góp ý giúp mình.

Trang web này cho các trình tính các dạng BAX cho lõi simens, rất có ích cho việc tham khảo. kết quả tương đối khớp so với tính tay. Design of switch power supplies

[goldstar09]

Kết luận lại yêu cầu bài toán của anh goldstar09 sẽ là:
- Bộ biến đổi dùng đẩy kéo 12V - 300V, công suất 600w
- tần số 100k
- dùng lõi E55 Bmax cỡ 1500G
- Chưa tính được tổn hao, và với giả thiết rằng driver mosfet đã làm việc tốt ở 100k

Mình đang thiết kế nguyên lý, sẽ sớm post lên cho các bạn góp ý giúp mình.