Nguồn xung công suất 10KW

[nkcantho]

Xin chào tất cả các anh chị em trên diễn đàn!
Vài năm trước mình có thực hiện một bộ nguồn BUCK converter với mục đích sạc accu công suất đạt được tối đa 5KW và sạc được cho các loại accu từ 48 đến 250VDC với dòng điện ổn định tối đa 20A và được nhiều thành viên thảo luận cũng như góp ý cho mình thực hiện thành công.
http://www.dientuvietnam.net/forums/...C4%91%E1%BB%A1
Hiện nay bộ nguồn này bộc lộ vài nhược điểm như sau:
- Cuộn cảm khó thực hiện với dòng điện và điện áp lớn do bảo hòa từ. Lõi mua không có nguồn gốc và không có datasheet để thiết kế cho chính xác nên có thể bảo hòa khi dòng điện lớn và làm hỏng linh kiện công suất.
- Khi điện áp đầu vào là 230VAC và bộ accu điện áp 260VDC thì dòng điện không thể đạt được 20A, do mạch buck không tăng được điện áp đầu ra.
* Vì các lý do trên nên mình có ý định thực hiện một bộ nguồn SWITCHING công suất đến 10KW hoặc cao hơn với một số yêu cầu như sau:
- Nguồn điện ngõ vào 220VAC hoặc/và 380VAC.
- Điện áp ngõ ra 0 - 60 - 150 - 290 VDC, sẽ dùng switch chuyển chỉ sử dụng 1 ngõ ra duy nhất.
- Dòng điện ngõ ra tối đa 40A
* Một số dự kiến khi thực hiện:
- Tần số làm việc của biến áp xung 50KhZ
- Kiểu biến đổi: mạch cầu H qua biến áp xung chạy toàn chu kỳ.
- Transitor công suất: mỗi phần tử chuyển mạch của cầu H dùng 2 hoặc 3 IGBT của bếp điện từ (40A/1200V) ghép song song.
- Lõi biến áp: Cái này chưa có, xin các anh em đã đi trước cho xin ý kiến chọn lựa. Nếu có thể dùng thì dùng lõi loại lớn china bán ở chợ nhật tảo, có thể ghép nhiều lõi lại để đạt công suất đủ lớn.
- Trước mắt làm phần công suất đủ lớn khi chạy full tải còn mạch hồi tiếp mình sẽ làm sau theo yêu cầu của mình.
* Với các yêu cầu như trên thì về mặt kỹ thuât có khã thi không. Biến áp xung chạy toàn kỳ thì không bị dòng 1 chiều nên sẽ ko bị bảo hòa lõi từ như trường hợp cuộn cảm cảm mạch BUCK Converter mình đã thực hiện.
Trân trọng kính chào và xin ý kiến của tất cả các anh em đi trước.

[bqviet]

Dự án lớn cỡ này chỉ làm thực mới biết, khó ai tiên đoán "kỹ thuật có khả thi hay không". Nguồn buck dòng ra tầm 40A cũng chưa phải là quá lớn, làm cẩn thận chắc sẽ được thôi.

Góp ý đầu tiên : đằng nào cũng phải mắc song song nhiều đèn công suất, đồng thời có lo ngại về lõi biến áp bão hòa nên cũng cần ghép song song lõi biến áp luôn. Vậy chi bằng làm nguồn theo kiểu multi-phase interleaving buck luôn, bản chất là vài cái nguồn buck chạy song song luân phiên với nhau. Phần điều khiển hơi phức tạp thêm chút nhưng an toàn hơn đáng kể cho phần công suất, vấn đề tản nhiệt giải quyết cũng đơn giản hơn nữa. Nguồn buck trên motherboard máy tính cũng dùng kiểu nhiều pha luân phiên tương tự. Đấy là hướng giải quyết hợp lý khi cần dòng ra lớn.

[nkcantho]

Cám ơn bạn đã tư vấn cho mình. Mục đích của mình là làm một bộ nguồn công suất lớn. Không chỉ khắc phục nhược điểm của bộ trước mà còn có thể sử dụng cho một số công việc khác cần nguồn lớn.

[bqviet]

Thì đó, làm nguồn công suất lớn với định hướng theo cấu trúc nhiều pha luân phiên là phù hợp hơn cả. Cứ loay hoay dùng 1 lõi biến áp to, dù có giải quyết tạm thời được vấn đề bão hòa lõi, vẫn chỉ là tạm thời.

[nkcantho]

Bây giờ thì mình đã hiểu ý của bạn. Mình có tham khảo bộ nguồn 2.3KW 54V/50A của viễn thông. Thấy họ dùng 2 lõi biến áp xung chắc là họ làm theo cách bạn đã nói. Trước đây mình chưa biết chỗ này. Nếu dùng kiểu đó thì phần mạch điều khiển có phức tạp lắm không? IC có sẳn hay dùng nhiều bộ giống nhau rồi làm mạch điều khiển bên ngoài

[trthnguyen]

Bây giờ thì mình đã hiểu ý của bạn. Mình có tham khảo bộ nguồn 2.3KW 54V/50A của viễn thông. Thấy họ dùng 2 lõi biến áp xung chắc là họ làm theo cách bạn đã nói. Trước đây mình chưa biết chỗ này. Nếu dùng kiểu đó thì phần mạch điều khiển có phức tạp lắm không? IC có sẳn hay dùng nhiều bộ giống nhau rồi làm mạch điều khiển bên ngoài

Thấy trên laptop và desktop dùng 1 IC thôi

[nkcantho]

Ý định của mình là làm một bộ nguồn SWITCHING cách ly công suất lớn có thể chọn điện áp ra tùy ý từ nhỏ đến lớn chứ không làm mạch BUCK converter nữa. Mạch BUCK không thể tăng điện áp ngõ ra còn BOOST hoặc BOOST/BUCK thì chưa dám làm vì tự cảm thấy chưa đủ khã năng. Các bạn cho mình hỏi là với sơ đồ này thì cái tụ C1 có vai trò gì và cách tính toán như thế nào, mình tham khảo một số tài liệu thì thấy hướng dẫn cách tính toán biến áp xung còn tụ C1 thì không thấy đề cập. Mình thấy một số sơ đồ thì có cái tụ đó và một số thì không, vậy giữa có tụ và không có tụ thì có ưu và nhược điểm như thế nào, biến áp xung có khác nhau không?

[quangdongueh]

tụ C1 là tụ chặn chống lệch từ, có công thức nhưng cứ áng chừng 20uf/630v- chịu dòng 50A là đủ xài. mua tụ flim màu vàng loại tốt là ok. nếu không rành về mạch ac-dc thì làm với mạch nửa cầu trước cho dễ. hoặc ra ngoài mua cái bo máy hàn mini loại chạy igbt kiểu 1 bo về chế lại... dễ thành công hơn. có một mạch buck gọi là buck 2D / thực chất nó là buck xen kẽ. đáp ứng được yêu cầu hạ áp mà duty tổng cộng có thế trên 90%.
còn nếu vẫn thích buck 1 phase thì ngõ vào 220vac phải có pfc, cho nó boost áp lên 400vdc thì tha hồ nạp. nếu khéo léo thì đồng bộ hóa 3 vấn đề, điện áp ra, điện áp vào để điều khiển pfc, buck... cho phù hợp. nạp acquy sao không cách ly điện lưới nhỉ? quên quên sờ vào teo chim ngay.

[nkcantho]

Cám ơn bác quangdongueh đã giải đáp thắc mắc. Em dự định làm nguồn cách ly cầu h công suất lớn để thử xem có thể làm công suất lớn được không. Em chọn cầu h vì nó có thể cho công suất cao nhất. Em đã có thử mua một mạch nguồn có tên lab14000 trên mạng điện áp ra tổng 2 vế được 230v dùng cho ampli người bán bảo tải được 50A em thử chỉ được 10A thì nó tự tắt. Nhìn cái biến áp xuyến lõi đường kính ngoài 85mm cũng hoành tráng vãi. Em sẽ làm nguồn cách ly chứ ko buck nữa bác ạ. Nếu làm được thì thì có thể dùng được vào vài việc khác. Giờ cái khó nhất em nghĩ là bộ biến áp vì mua lõi ko có thông số và cũng ko biết tần số tối ưu nó hoạt đọng bao nhiêu.

[Thanh Ng]

Tôi đồng quan điểm với chủ thớt. Vì công suất quá cao nên dùng mạch Full bridge cầu H hoặc có khả năng hơn thì làm mạch Phase Shift Full Bridge (mạch chuyển pha cầu H_ để tăng hiệu suất mạch và giảm thiểu độ nóng của linh kiện. Về tần số thì nên chọn khoảng 100KHz là tốt nhất cho lõi Ferrite.

[nkcantho]

Tăng tần số làm việc sẽ giảm được tiết diện lõi từ. Lần trước em làm buck ở 20khz thì ko thấy gì phát sinh ở mạch driver igbt. Có bác nói khi tần số lên 65khz thì phát sinh nhiều vấn đề. Có bác nào đã làm và gặp vấn đề cho em xin kinh nghiệm với. Em có thể mượn được ossiloscop để kiểm tra dạng sóng của driver

[ti500]

Xin chào tất cả các anh chị em trên diễn đàn!
............
* Với các yêu cầu như trên thì về mặt kỹ thuât có khã thi không. Biến áp xung chạy toàn kỳ thì không bị dòng 1 chiều nên sẽ ko bị bảo hòa lõi từ như trường hợp cuộn cảm cảm mạch BUCK Converter mình đã thực hiện.
Trân trọng kính chào và xin ý kiến của tất cả các anh em đi trước.

Lõi từ nào cũng có giới hạn nhất định về sự bão hòa bác ạ, không do DC thì cũng AC flux.
Với các loại ứng dụng có tích trữ năng lượng trong lõi như mạch buck, boost hay flyback thì lõi có thể bão hòa do DC flux (Ampe Turn).
Còn các ứng dụng sử dụng biến áp không tích trữ năng lượng thì lõi vẫn có khả năng bão hòa do AC flux (Volt Second).
Tùy vào từng ứng dụng mà ta thiết kế mạch từ khác nhau, và tất nhiên nếu khéo léo tính toán thì ta vẫn có được bộ nguồn tin cậy không lo bão hòa và mức tổn hao chấp nhận được.

Theo cá nhân em thì 65kHz chưa phải là cao, bác cứ thử tiến hành xem sao, có khi xong việc bác lại thở phào vì tiết kiệm được mớ dây đồng và kích thước của bộ nguồn được thu nhỏ đáng kể so với 20kHz đấy.

[nkcantho]

Vẫn ấp ủ đề tài này. Hôm nay lại lọ mọ đọc trên diễn đàn và tìm được một số thông tin về lõi biến áp xung của china bán nhiều ở việt nam là tần số hoạt động tốt nhất nên ở khoãng 10-30Khz. Chỗ em không thể mua được lõi biến áp xung to nên em tìm trên google thì thấy ở Sài gòn có chỗ bán lõi EE110 chắc là nó to lắm. Em không biết là công suất nó có thể tải được bao nhiêu và tần số tối ưu nó bao nhiêu? Bác nào đã thử qua cho em một ít kinh nghiệm về lõi biến áp xung loại to xác với!!!

[mèomướp]

Dạ hay là chú nhái theo mấy cái máy hàn của china đi ạ. Tầm 700k cầm nhẹ tênh. Đốt que 2.5 ngọt. Cháu thấy nhà chị hàng xóm có 1 cái hàn cả năm rùi chưa thấy hỏng ạ...

[nkcantho]

Máy hàn mini dòng điện ra lớn nhưng điện áp bé nên tính ra công suất cũng không lớn lắm. Theo mình thì công suất không hơn 3000w.