Cùng xây dựng Module sine của người Việt!

[phamlinhddk]

Chào các bạn, các tiền bối! Như tiêu đề của topic, hôm nay mình mạn phép đưa ra ý tưởng hy vọng mọi người chung sức xây dựng 1 module nghịch lưu DC-AC 1 pha, rất mong mọi người góp ý và giúp đỡ để chúng ta có được 1 sản phẩm made in Việt Nam! Tiếp nối tinh thần của của bác @thanhfdc: nhà nhà có inverter, người người làm inverter!

Trước hết là tinh thần của chủ đề này: 100% OPEN SOUCE!

Mời các bác cho ý kiến về các chức năng của module.....!

[ladykiller]

Mình xin đóng góp một chút kiến thức hạn hẹp của một "cựu thợ điện tử, tân nông dân" vào cái module của bạn.
Muốn có một cái như vậy trước hết cần có linh hồn của nó là 1 con vxl hoặc ic tạo sin pwm đưa ra driver. ( nếu không có thì phải dùng một opamp trộn sóng sine mẩu với sóng mang tần số cao để ra xung s pwm)
Về cấu tạo và ngôn ngữ có khác nhau nhưng nguyên lý mấy con ic hoặc vxl đó đều đọc "bảng sine" rồi xuất xung pwm theo bảng ( có loại xịn hơn thì hồi tiếp về để chỉnh biến dạng)
Để có cái bảng sine đó có rất nhiều cách, phổ biến nhất là dùng app trên mạng như lão minhđt hoặc có thể tự làm bằng excel theo cách sau ( cách này có phần tư duy hơn)
Dựa theo hàm sine: y(t)=Asin(2πft +¶)
Ví dụ tính f 50hz, sóng mang pwm có tần số 20khz ( tức trong một nửa chu kỳ sine sẽ có 200 chu kì sóng mang có duty thay đổi theo bảng) và bộ pwm có 1024 giá trị công thức trên sẽ chuyển thành
X = 1024sin(100ππY\200)
Với Y từ 1 đến 200 ta sẽ được giá trị X tương ứng tạo thành bảng sine. Nhập công thức này vào excel và kéo giá trị Y ta sẽ được X.
Có thời gian mình sẽ phân tích thêm phần driver để hiểu tại sao cùng một module có người nướng nhiều igbt có người nướng ít. Thôi đi ngủ sớm mai còn phải ra đồng cuốc đất T-T

[phamlinhddk]

Cảm ơn ladykiller! về phần cứng để nhanh gọn thì mình sẽ up sơ đồ nguyên lý làm cái sườn để mọi người góp ý chỉn sứa.

Nói qua về mạch:
- Các tính năng chính: Hồi tiếp sửa dạng sóng, bảo vệ quá nhiệt, quá dòng, giao tiếp với người dùng thông qua LCD 1602....(tùy biến code)
- Đầu não của module: PIC16F1828, có 2 module điều khiển kiểu nửa cầu, tạo sóng PWM kiểu bù để điều khiển van cầu H, dùng module ADC để hồi tiếp sửa dạng sóng và các chức năng khác.
- Driver: IR2110 cho thông dụng
- Dùng linh kiện dán và board 2 lớp để tiếp kiệm không gian mạch (khó làm thủ công - hạn chế)
- Layout đã xong nhưng chờ các bác góp ý để chỉnh

Kêu gọi:
Khó khăn của mình là gia công mạch và driver hàng tốt mà mua lẻ, thiết bị kiểm chứng. Vì vậy rất mong sự giúp đỡ của các tiền bối, các bạn đam mê và có tâm....

Các bác thanhfdc , TP_Electro , quangdongueh ... đâu rồi vào ném đá e cái!

[TP_Electro]

Hình mô phỏng nhìn đẹp! Nhưng cái trước tiên nên làm mạch test trước rồi mới tiến tới thu gọn và tối ưu sản phẩm, để tiết kiệm. Bác dùng mcu tra bảng sine để điều khiển áp ac, liệu có "mịn" được và điều chỉnh được bao nhiêu % biên độ ac. Tốc độ MCU có hạn mà mình thấy nào là ADC convert, pwm, quét ngoại vi, output. là có quá tải, liệu có đáp ứng được chăng? Nếu chọn thạch anh có tần số cao và pwm f thấp thì cũng có khả năng. Nhưng ít ra mình nghĩ Fpwm ít nhất để chạy tốt phải tầm 20-22khz thì ok hơn. deadtime thằng píc tạo được phải ko bác.? Mình không hiểu thằng píc lắm.

[phamlinhddk]

Hình mô phỏng nhìn đẹp! Nhưng cái trước tiên nên làm mạch test trước rồi mới tiến tới thu gọn và tối ưu sản phẩm, để tiết kiệm. Bác dùng mcu tra bảng sine để điều khiển áp ac, liệu có "mịn" được và điều chỉnh được bao nhiêu % biên độ ac. Tốc độ MCU có hạn mà mình thấy nào là ADC convert, pwm, quét ngoại vi, output. là có quá tải, liệu có đáp ứng được chăng? Nếu chọn thạch anh có tần số cao và pwm f thấp thì cũng có khả năng. Nhưng ít ra mình nghĩ Fpwm ít nhất để chạy tốt phải tầm 20-22khz thì ok hơn. deadtime thằng píc tạo được phải ko bác.? Mình không hiểu thằng píc lắm.

Trước giờ mình rất hiếm khi làm mạch test, tất nhiên chỉ tra bảng sine và xuất PWM thì không thể mịn đc nếu không có khâu lọc. Rõ ràng việc điều chình biên độ áp AC phụ thuộc vào điều chỉnh duty của sóng mang PWM, việc này được thực hiện liên tục dựa trên giá trị điện áp phản hồi. Với PIC16F1828 thì tần số lấy mẫu ADC tối đa với độ phân giải 10bit là khoảng 67kHz nên có thể đáp ứng đc. Nếu phân khe thời gian hợp lý sẽ đảm bảo. PIC có lợi thế về số lượng các module ngoại vi như ADC, ECCP, Timer, nhiều ngắt nên không phải tất cả các công việc đề do phần trung tâm xử lý hết.
Mình thì biết 1 số dòng PIC có deadtime và tạo sóng PWM bù ở 2 chân như 18F4431, 18F4331, 18F2431, 18F2331, 16F690, 16F1823,1824...

[quangdongueh]

em chịu, đọc chả hiểu gì ráo
em thấy egs nó sine spwm có lọc LC đầu ra. bác băm sine tầm 22-23khz cho giống tàu ấy, deadtime nên để 500ns cho đỡ nóng mos hay igbt.
em nghĩ ic dán thì nó chuyên nghiệp và công nghiệp, anh em chơi nghiệp dư thì chơi ic chân cắm cho dễ, mạch 1 lớp dễ làm thủ công.

[ladykiller]

Mcu nào củng được nhưng cái quan trọng là đảm bảo nó hoạt động ổn định và chống nhiễu tốt cho nó.
Chỉ cần nó đứng hình tí xíu là có bom trùng dẫn ở cầu H. Trước giờ mình vẫn dùng pic thấy rất ok. Tần số sóng mang càng lớn và hồi tiếp sửa méo càng nhanh thì càng đở tốn chi phí và tổn hao cho bộ lọc thụ động LC. Nhưng driver bằng ir2110 thì điểm mạnh là đơn giản nhỏ gọn không cần tạo nhiều nguồn phụ độc lập cho driver . nhưng hạn chế là khi xả thì chỉ kéo G xuống S ( hoặc E với igbt) khi tần số sóng mang quá cao sẽ không xả hoàn toàn điện áp kí sinh trên cực G. Trong khi các module rời bằng opto tốc độ cao xả G xuống áp âm phức tạp nhưng hiệu quả ổn định hơn.
Module nên mở rộng chức năng khi hoạt động ở chế độ nửa cầu , áp bus trên 2 tụ nối tiếp là 620v lấy điểm giửa tụ làm N, dùng 2 igbt đẩy kéo pha còn lại. Kiểu này phổ biến của các UPs sine chuẩn xịn. Ổn định hơn kiểu băm H 310v do dòng điện chỉ qua 1 linh kiện bán dẫn công suất.
Thôi ngủ đây BT mới mưa cây đầu mùa, mai có khối việc để làm hic hic

[phamlinhddk]

Gớm, ladykiller chăm chỉ cày cuốc thế.

Lên mạng google seach 1 phát cái module điều khiển sóng sin thì ôi thôi toàn thấy egs002 của tung cẩu, ghét! Chẳng lẽ Việt mình không làm nổi 1 cái, cứ cho là giá thành không bằng đi thì vẫn có cái mang lòng tự hào dân tộc, hay các bác ấy sợ lộ bí mật nghề nghiệp? Tung cẩu nó phơi hàng tanh bành ra kìa, có giấu gì đâu? Hay là mấy bác ấy bảo: ui xời, cái mạch tí xíu, quá dễ làm làm gì cho bẩn tay... cuối cùng, bao nhiêu năm vẫn chẳng có cái nào để mà dùng, vẫn phải đi mua của cẩu về dùng.

Mình tài hèn sức mọn, các cao thủ thì ẩn danh.

ladykiller, trong sơ đồ nguyên lý đã có 3 tầng bảo vệ tránh trùng dẫn. Tầng đầu là bảo vệ bằng phần mềm lấy tín hiệu từ lm393 về, tầng thứ 2 là khối 4 con tran để đảm bảo trên 1 nhánh cầu chỉ có 1 van on trong 1 thời điểm, tầng thứ 3 là bảo vệ cắt driver bằng lm393. Đúng là em lợi dụng sự đơn giản trong khâu thiết kế mạch của IR2110 nhưng phải chấp nhận cái hạn chế của nó như bác nói, sau này nếu có thời gian sẽ tính nâng cấp driver.

[quangdongueh]

thôi thì đầu tiên làm gần gần giống tàu cũng được bác ơi.bác lái ir cao quá như bác lady nói xả gate không kịp.chạy dưới 23khz như tùng của xem sao. lúc nào bác nâng cấp driver dùng tlp350 hay a3120 em gửi tặng bác cái mạch khóa áp âm. ( em thấy igbt dòng cao áp lớn họ hay thiết kế khóa áp âm, fet thì hay dùng trans ,fet trong driver xả gate)
nếu mình lái fet tốc độ cao, sao mình không tích hợp con tran ss8550 xả gate nhỉ? hay dùng con bc807 , em thấy mạch máy hàn lái igbt nó hay làm kiểu này, nó chạy tới 80khz-118khz lận.

[nhathung1101]

thôi thì đầu tiên làm gần gần giống tàu cũng được bác ơi.bác lái ir cao quá như bác lady nói xả gate không kịp.chạy dưới 23khz như tùng của xem sao. lúc nào bác nâng cấp driver dùng tlp350 hay a3120 em gửi tặng bác cái mạch khóa áp âm. ( em thấy igbt dòng cao áp lớn họ hay thiết kế khóa áp âm, fet thì hay dùng trans ,fet trong driver xả gate)
nếu mình lái fet tốc độ cao, sao mình không tích hợp con tran ss8550 xả gate nhỉ? hay dùng con bc807 , em thấy mạch máy hàn lái igbt nó hay làm kiểu này, nó chạy tới 80khz-118khz lận.

Tần số cao chưa chắc đã vấn đề. Cái chính bạn phải biết cái "LOWsat" của transistor. Điện áp "LOWsat" càng thấp thì an toàn càng cao. Chính vì điện áp đó mới sinh thêm cái mạch đệ cực G âm hơn cực E.

[thanhfdc]

Bỏ chân 5V đi phamlinkddk, cho luôn con 7805 SMD lên bo, mặt sau cũng được, còn lại có 17 chân. Phải dùng tới 2 chân VFB ah, kể mà vẽ tương thích chân EGS thì tốt, sau này hỏng EGS, hoặc làm mới mấy cái mạch IVT cũ cắm bo này vào là chạy luôn, khỏi làm lại mạch. Vừa rồi anh em mới rủ nhau đặt 15 bộ IVT chạy EGS xong, tiếc quá.

Đường GND ở chân thứ 2, cạnh chân 1 IFB cho bảo vệ, lấy ngay ở chân 4 LM393 để tăng độ nhạy, kết hợp với bo CS chạy 2 dây từ chân shunt về, mạch lọc thông thấp ở chân IFB với giá trị hợp lý thì bảo vệ được chập đầu ra rất tốt, như 1 số bo EGS của bọn Century

Nếu có tể tách ra 2 kênh cho LM393 thì phần SD bảo vệ chập tải bằng cách shutdown IR, chạy ở ngưỡng cao, độ nhạy cao. Phần kích hoạt PWM_EN, chạy ở ngưỡng thấp hơn, trễ lớn hơn. Như vậy IVT có thể khởi động thiết bị có điện trở khởi động tương đương nhỏ, chạy ở mức quá tải ngắn hạn, ko bị tắt mà bảo vệ vẫn hoạt động tốt khi chạm chập đầu ra.

VĐK có tự khởi động lại với trễ khi quá tải, chạm tải ko vậy?

[phamlinhddk]

thanhfdc cho con 7805 cũng hợp lý, bác gãi đúng chỗ ngứa của e, e đang không biết cách lấy mẫu hồi tiếp của EGS002, e thì nghĩ là e nó chỉ lấy mẫu 1 bán kỳ sau đó copy lại cho bán kỳ kia. nếu các bác kiểm tra đc giúp e thì tốt, khi đó hoàn toàn có thể sửa lại board cho tương thích với EGS. E dùng 2 chân V_FB vì băn khoăn vụ lấy mẫu và cách điều khiển van công suất. Chân GND kề chân I_FB chính xác là e lấy từ chân tụ nguồn của khối LM393.

Việc tự động khởi động lại và trễ khi quá tải hoàn toàn có thể làm đc khi viết code cho VĐK. Nhân đây bác Thành có nhu cầu học VĐK sao không vọc luôn đi, nhiều bài tập lắm đấy.

Để úp luôn mạch vẽ trên altium lên cho mọi người ném đá.

[thanhfdc]

Mình cũng ko hiểu về thuật toán xử lý mẫu VFB của nó như nào vì dốt đặc về VĐK. Nhưng ở tài liệu này của nó có hình ảnh dạng sóng VFB ở trang 12, nó lấy mẫu phía bên nửa cầu băm sine và lấy sau lọc:

G8010_SPWM_V2.pdf

Cũng nghe thấy có người nói về cách thức lấy mẫu và hiệu chỉnh sóng ra là đưa các giá trị của bảng sine lên thanh ghi, cộng với áp lấy mẫu để lấy kết quả ra điều chỉnh PWM, mà chả biết đúng sai thế nào!

EGS băm sine trên 1 vế cầu, vế kia chỉ chạy xung vuông 50hz. Cách này có cái hay là tiết kiệm được 1 cuộn lọc, chỉ lọc bên băm sine. Giảm được tổn hao trên 1 cặp van 50hz. Nhưng có cái dở là nóng lạnh ko đều, bên băm sine sẽ nóng hơn, thành phần DC ra tải cao hơn.

Nếu băm trên cả 4 van thì nóng đều nhau, chỉ có phần AC ra tải mà ko có thành phần DC. Nhưng phải dùng tới 2 cuộn lọc, tốn kém hơn, bo mạch CS cũng vì thế mà lớn hơn. Tổn hao cao hơn cách băm trên,

Mạch giống như EGS của Century là nó băm trên cả 4 van nhưng lọc chỉ có 1 cuộn và cũng lấy mẫu VFB ở đây - điểm tương đương với chân 9 VS2 của EGS. Mạch này nó băm với tần số khá cao nên sóng sine ra sau lọc mịn hơn rất nhiều so với EGS. Chạy rất tốt nhưng hay bị lỗi dâng áp quá cao khi mới bật IVT.
Dạng sóng của EGS gốc:
Dạng sóng của bo này:
Băm trên 4 van nó có 1 điểm "gãy" trên sóng ra ở đoạn gần 0V.

Sao file của bạn mình mở trên Altium Protel DXP ko được nhỉ?

[phamlinhddk]

thanhfdc chắc do không tương thích phiên bản phần mềm, file đó vẽ trên altium 10. Không biết có xuất file sang các dạng khác đc kiểu kiểu như office ấy, để e mò xem.

Trước có nge bác nói là có lần chạy tải lớn dạng chỉnh lưu xén 1 bán kỳ thì 1 ở bán kỳ chạy tải áp ổn định còn bán kì kia thì áp tăng phải không? Đó là e driver nào thế bác Thành?.

Cách đây lâu rồi có đọc 1 tài liệu rất hay về băm lưỡng cực và đơn cực, tổn hao theo từng cách băm nhưng mà mất mất, giờ tìm mãi không ra. Các bác có ai biết vấn đề này chỉ giáo e với!

[thanhfdc]

Khi chạy với tải chỉnh lưu bán kỳ là máy sấy tóc ở nấc nhỏ thì có 1 nửa bán kỳ bị vọt áp, đảo chân cắm lại thì nửa bán kỳ kia lại vọt áp. Mạch SPWM đó là con EGS V2, chạy điều chế lưỡng cực, nên thành phần DC ra tải cao hơn như mình đã đề cập bên trên.

Theo mình ae nên thống nhất lại về cái gọi là điều chế đơn cực và lưỡng cực. Ngay ở DĐ của tàu cũng vẫn tranh cãi về mấy khái niệm này. Có người phân biệt theo dạng sóng SPWM, có người lại phân biệt theo điều chế sine trên các nửa cầu.

Mình thì thiên về quan điểm phân loại theo dạng sóng. Bởi vì có các mô hình băm sine ko sử dụng cầu H mà sử dụng cấu trúc nửa cầu với nguồn +-360V, hoặc push-pull.