Bộ nguồng PWM đa năng nạp ắc quy, Cần giúp đỡ

[nkcantho]

Chào các bạn. Mình đang làm mạch nạp ắc quy đa năng với yêu cầu như sau:
- Điều chỉnh được điện áp 40VDC đến 220VDC.
- Dòng điện tải tối đa 60A.
Dự kiến thực hiện:
- Sử dụng IGBT H40n120 (40A/1200V) băm xung một chiều. Dự định dùng 6 con song song, mỗi con chịu tải tương đương 10A. Hiện tại sử dụng 1 igbt để thử tải.
- Tín hiêu PWM tạo trên Arduino với tần số tương đương 7812Hz và độ phân giải từ 0-255 mức tương đương độ rộng xung 0-100%
Vấn đề phát sinh:
- Mình thực hiện mạch như sơ đồ kèm theo. khi sử dụng tải điện trở 120w/220v thì mạch công suất hoạt động tốt. điều chỉnh được điện áp từ 40-220VDC bình thường.
- Khi sử dụng tải điện trở 20ohm, tăng dần độ rộng xung từ 0% và quan sát dòng điện trên tải. khi dòng điện đạt gần 7A thì igbt chết. ở dòng tải 5A, igbt không thấy nóng. Mình đã thay thử mosfet công nghieejpp PM4550C dòng 40A/450V vẫn chết ở tải gần 7A. Vấn đề mình chưa hiểu là H40N120 đóng trực tiếp điện trở 20omh lên điện áp 220VDC dòng tương đươg 11A, mình đã thử mà igbt không chết vậy tại sao khi sử dụng chế độ PWM igbt lại chết. Mạch công suất còn bỏ sót chỗ nào không?
Cám ơn các bạn đã đọc và mình rất mong các bạn giúp đỡ mình được rõ hơn.

[loc_ftu]

GND cua lbp250 ma mac -12v co ah

[nkcantho]

TLP250 chỉ có điểm GND phía led cách ly quang (chân 3). GND của nguồn kích IGBT mắc vào chân E của IGBT. Nguồn kích là nguồn +12V 0 -12V.

[nkcantho]

Đến hôm nay mình đã tìm được nguyên nhân gây chết igbt. Nguên nhân là tụ lọc đầu ra quá lớn làm cho dòng nạp tụ quá lớn làm chết igbt. Sau khi thay tụ lọc nguồn 1uf/450V, mạch đã hoạt động tốt. Một sai lầm không tính toán kỹ đã dẫn đến kết quả là phải trả giá bằng 8 con igbt. Cám ơn các bạn đã bỏ thời gian đọc qua.

[loc_ftu]

cái này cũng được đấy. nhưng sao mình thấy họ hay dùng biến áp xung cho mạch công suất cơ mà. dùng mosfet băm khoảng 50*2 = 100kHz (hoặc 100*2=200kHz) cho hiệu suất cao

[thieu-bn2011]

Đến hôm nay mình đã tìm được nguyên nhân gây chết igbt. Nguên nhân là tụ lọc đầu ra quá lớn làm cho dòng nạp tụ quá lớn làm chết igbt. Sau khi thay tụ lọc nguồn 1uf/450V, mạch đã hoạt động tốt. Một sai lầm không tính toán kỹ đã dẫn đến kết quả là phải trả giá bằng 8 con igbt. Cám ơn các bạn đã bỏ thời gian đọc qua.

Chắc chưa đúng chỗ nào đó chứ tụ ra mà 1uf thì quá bé, trong các bộ sạc đầu ra họ vẫn dùng tụ 1-200uf mà

[nkcantho]

Hôm nay mình đã thử tải với bộ ắc quy 64V/300AH kết quả như sau:
Sử dụng 2 IGBT 40N120 mắc song song. khi tải 8A, mạch hoạt động bình thường.
Khi tăng tải lên 10A, mạch chạy được khoãng 5s thì 1 IGBT bị chạm cực G-E(tình trạng giống lần trước khi sử dụng tụ lọc ngõ ra 270uF). Mình đã cắt bỏ IGBT bị hỏng và đặt dòng tải 8A, mạch đã chạy được hơn 4h. còn tiếp tục theo dõi.
Bạn nào có hứng thú tìm giúp mình lỗi đã gây ra chết IGBT khi tăng dòng tải mình rất cám ơn!!!

[nkcantho]

Hình đống ve chai của mình đây

[phongltyt]

Mạch này không an toàn cho người và tbi. Bạn nên dùng mạch cầu hoặc nửa cầu qua b.ap.
Còn nếu vẫn dùng thì bạn tăng f và xem lại cuộn cảm.

[thientanvt]

Hình đống ve chai của mình đây

Cậu vẽ lại sơ đồ hoàn chỉnh xem nào. Hình cậu đưa lên tới 2 mạch. Mà dùng pp pwm nạp cuộn dây thì không dùng cách trên igbt chết có thể do cuộn dây đấy. Thông số rỏ ràng và sơ đồ lên nhé.

[nkcantho]

Cám ơn bạn phongltyt rất nhiều.
Thật ra mạch này sử dụng không nhiều. chỉ khi mình xả ắc quy đến điện áp thấp, máy nạp hiện tại là nguồn ổn áp DC nên khi điện áp thấp đóng vào sẽ bị quá dòng. Mục đích của mạch là nạp lại cho đủ điện áp rồi đóng vào máy nạp hiện tại thôi. Những người sử dụng là người hiểu biết nhiều về điện. Mình đã làm mạch bảo vệ quá dòng bằng opamp để đề phòng mạch công suất có ngắn mạch thì mở contactor ngắt tải.
Mình đã xem lại datasheet của igbt và thấy một số vấn đề như sau:
với tần số 7800hz, chu kỳ xung 128.2uS. thời gian chịu ngắn mạch của igbt là 10uS. Trong thời gian igbt mở, điện áp trên tụ lọc đầu vào là 300v, giả sử điện trở trong của ắc quy là 1ohm, dòng điện qua igbt là I=(300-64)/1=236A. Nếu thời gian này tồn tại hơn 10uS có thể là nguyên nhân làm IGBT chết. Cuộn dây mình sử dụng hiện tại đo được 0.24mH. Mình đang tính một số phương án như sau:
1. Tăng tần số lên 100Khz để chu kỳ xung còn 10uS(cái này khó vì ở tần số này việc kích igbt không biết có làm nổi không).
2. Tăng tần số lên 15.6Khz và cuộn dây lên 10mH(cuộn dây này đã có sẳn). Mình nghiêng về phương án này hơn.
Với phương án 2 thì có hợp lý không?

[nkcantho]

Thưa bác thientanvt
Em dùng cái mạch y như thế này. Vs=300V (lấy nguồn AC220V nắn ra 1 chiều) S=Igbt 40N120, L=0.2mH, C=1uF. Tải R thay bằng bộ ắc quy 64V/300AH, Tần số băm xung là 7800Hz. Rất có khã năng vấn đề nằm ở cuộn dây L. Trước đây em dùng C=270uF và tải là R=20ohm, khi tăng độ rộng xung từ 0% lên khoãng 5% đo được dòng điện qua tải là 7A thì vài giây sau là igbt chết.

[bqviet]

Nên tăng điện cảm. Tăng tần số lên trên 66 KHz sẽ phát sinh vô vàn vấn đề mà lúc trước không có hoặc có nhưng ảnh hưởng không đáng kể.

[thientanvt]

Nkcantho, bạn nên tăng L lên hàng mH và tăng tần số lên cứ chọn là 100khz xem thế nào. Trường hợp trên IGBT chết có thể là do dòng lớn. Bạn kiểm tra xem khi IGBT chết duty_on là bao nhiêu.

[quangdongueh]

nạp acquy người ta dùng phương pháp ổn áp/ ổn dòng. sao acquy đói lại sợ nó làm quá tải bộ nạp có ổn áp DC???????? đã làm được cái mạch dò quá dòng bằng OA thì khó khăn gì không chế biến cho nó điều khiển cái nạp acquy có ổn áp DC kia nhỉ?
mạch PWM như hình vẽ là cái máy nướng van công suất. muốn làm được kiểu nguồn này phải hiểu rõ về lái igbt (khó quá thì lái fet cho dễ), hiểu về con diot/ và quan trọng nhất là cuộn cảm...