Tiết chế (ổn áp) điện AC từ mobin xe máy - xin các cao thủ giúp với!!

[letuankietvn]

Xin chào diễn đàn!
Tôi là thành viên mới của diễn đàn, thời gian qua tôi nhận thấy diễn đàn Điện Tử Việt Nam là nơi hội tụ của rất nhiều thành viên có chuyên môn cao và rất nhiệt tình trong lĩnh vực điện tư-viễn thông nói chung. Tôi rất khâm phục các bạn.
Hiện tại tôi có ý tưởng (nếu ổn sẽ áp dụng cho bản thân) thay thế bộ tiết chế điện áp (AC) của xe máy Wave/future như sau:
- Đặt vấn đề: Trong các xe Wave/ Dream/ Future hiện nay đều sử dụng bộ tiết chế điện áp loại song song để ổn định điện áp từ Bobin phát điện AC ra. Bộ này hoạt động theo nguyên lý ổn áp song song (nhớ không lầm như vậy!). Tức là nó được đấu song song với tải (đèn pha+đèn lái+đồng hồ...). Ở vòng tua động cơ nhỏ, điện áp dưới 12V AC thì nó "lì" tức không dẫn điện. Ở các tốc độ động cơ lớn hơn (tức điện áp ra > 12 V AC) thì bộ tiết chế sẽ dẫn điện nhằm mục đích tăng thêm dòng tải gây tăng thêm sụt áp -> hạn chế điện áp 2 đầu tải không quá cao (dể gây đứt bóng chẳng hạn). Ưu điểm của bộ này là thiết kế đơn giản, hiệu quả với xe máy. Nhược điểm: Lúc tắt đèn (tức hệ thống điện cho đèn pha không tải) thì luôn tồn tại 1 dòng điện khá lớn (vài Amperes) chạy qua bộ tiết chế này-> không kinh tế, giảm tuổi thọ hệ thống điện... Ngoài ra hiệu quả ổn áp cũng không cao.
- Giải quyết vấn đề: thiết kế một bộ tiết chế theo nguyên lý ổn áp nối tiếp/ ổn áp xung/ hay dùng SCR gì đó...với dãy áp đầu vào 0~40 AC(hay hơn) và đầu tiết chế cấp cho tải(đèn pha) một điện áp Max là 14V (AC/DC đều good), chịu dòng khoảng 5 A (đèn pha 35W + đèn lái+...).
Mong các bạn chia sẻ ý tưởng này với tôi nhé, thanks
(PS: tôi là kỹ sư kỹ thuật viễn thông nên am hiểu về điện, điện tử ít ít thôi!)

[thangktvta]

Xin chào diễn đàn!
Tôi là thành viên mới của diễn đàn, thời gian qua tôi nhận thấy diễn đàn Điện Tử Việt Nam là nơi hội tụ của rất nhiều thành viên có chuyên môn cao và rất nhiệt tình trong lĩnh vực điện tư-viễn thông nói chung. Tôi rất khâm phục các bạn.
Hiện tại tôi có ý tưởng (nếu ổn sẽ áp dụng cho bản thân) thay thế bộ tiết chế điện áp (AC) của xe máy Wave/future như sau:
- Đặt vấn đề: Trong các xe Wave/ Dream/ Future hiện nay đều sử dụng bộ tiết chế điện áp loại song song để ổn định điện áp từ Bobin phát điện AC ra. Bộ này hoạt động theo nguyên lý ổn áp song song (nhớ không lầm như vậy!). Tức là nó được đấu song song với tải (đèn pha+đèn lái+đồng hồ...). Ở vòng tua động cơ nhỏ, điện áp dưới 12V AC thì nó "lì" tức không dẫn điện. Ở các tốc độ động cơ lớn hơn (tức điện áp ra > 12 V AC) thì bộ tiết chế sẽ dẫn điện nhằm mục đích tăng thêm dòng tải gây tăng thêm sụt áp -> hạn chế điện áp 2 đầu tải không quá cao (dể gây đứt bóng chẳng hạn). Ưu điểm của bộ này là thiết kế đơn giản, hiệu quả với xe máy. Nhược điểm: Lúc tắt đèn (tức hệ thống điện cho đèn pha không tải) thì luôn tồn tại 1 dòng điện khá lớn (vài Amperes) chạy qua bộ tiết chế này-> không kinh tế, giảm tuổi thọ hệ thống điện... Ngoài ra hiệu quả ổn áp cũng không cao.
- Giải quyết vấn đề: thiết kế một bộ tiết chế theo nguyên lý ổn áp nối tiếp/ ổn áp xung/ hay dùng SCR gì đó...với dãy áp đầu vào 0~40 AC(hay hơn) và đầu tiết chế cấp cho tải(đèn pha) một điện áp Max là 14V (AC/DC đều good), chịu dòng khoảng 5 A (đèn pha 35W + đèn lái+...).
Mong các bạn chia sẻ ý tưởng này với tôi nhé, thanks
(PS: tôi là kỹ sư kỹ thuật viễn thông nên am hiểu về điện, điện tử ít ít thôi!)

Hoan nghênh ý tưởng của bác, tôi cũng nghĩ đến vấn đề này lâu rồi tuy nhiên vì không kiếm đâu ra tài liệu về hệ thống điện xe máy nên chưa dám tiến hành.
Tôi thấy thế này? khi bác dùng ổn áp/dòng nối tiếp thì chỉ tiết kiệm được khi không tải thôi, khi có tải thì nó vẫn tổn hao mất công suất là P=(Utucthoi-Uchuan)*Itai.
Có bác nào tính đến vấn đề này chưa tung vài chưởng cho em tiếp thu cấy mồ?

[letuankietvn]

Hoan nghênh ý tưởng của bác, tôi cũng nghĩ đến vấn đề này lâu rồi tuy nhiên vì không kiếm đâu ra tài liệu về hệ thống điện xe máy nên chưa dám tiến hành.
Tôi thấy thế này? khi bác dùng ổn áp/dòng nối tiếp thì chỉ tiết kiệm được khi không tải thôi, khi có tải thì nó vẫn tổn hao mất công suất là P=(Utucthoi-Uchuan)*Itai.
Có bác nào tính đến vấn đề này chưa tung vài chưởng cho em tiếp thu cấy mồ?

rất cám ơn đóng góp của Bác!
Trước đây tôi cũng có nghiên cứu vài sơ đồ, sẽ scan post lên sau.
Dưới đây là sơ đồ vẽ lại từ thực tế, mời các bác xem và bàn luận thêm nhé.

Tôi thấy thế này? khi bác dùng ổn áp/dòng nối tiếp thì chỉ tiết kiệm được khi không tải thôi, khi có tải thì nó vẫn tổn hao mất công suất là P=(Utucthoi-Uchuan)*Itai.À, rất đồng tình với ý kiến này của bác thangktvta, chính vì vậy ở các loại xe hiện đại, công suất điện lớn người ta dùng nguyên lý điều khiển dòng kích từ.
Tuy nhiên nếu tiết kiệm được khi không dùng đèn pha thì theo tôi cũng có lợi lắm chứ, nhất là thời buổi khó khăn bây giờ (hi hi)!

[letuankietvn]

Chưa quen cách attch file!!
Mời các bạn tham khảo sơ đồ điện xe này, tự mình mày mò từ thực tế vẽ ra đấy!

[dntt]

Đối với xe máy điện áp phát ra biến thiên trong một dải rất rộng. Vì vậy phải có mạch khống chế điện áp không để điện áp tăng quá cao làm hỏng phụ tải. Nguyên tắc chung là khi điện áp tăng cao mạch sẽ đóng thêm tải --> tăng dòng --> tăng sụt áp trên nội trở nguồn --> giảm điện áp ra. Đối với các xe wave, dream.. người ta sử dụng SCR được kích mở khi điện áp lên cao để cấp dòng cho một điện trở. Một số xe của Piagio dùng luôn acqui để khống chế điện áp: khi điện áp tăng cao thì dòng nạp cho acqui rất cao. Các xe honda điện phát ra không khỏe lắm thì phưong pháp này khá hiệu quả và tin cậy. Đối với xe dùng acqui để khống chế điện áp thì tuy đạt mục tiêu khống chế điện áp nhưng hại acqui và dễ chết bộ sạc. Tôi đã chế một bộ khống chế điện áp khá hiệu quả cho xe Piagio (xem http://www.dientuvietnam.net/forums/...t=17967&page=5), tuy nhiên mạch đó để khống chế điện áp DC sau bộ nạp. Với xe honda thì phải thiết kế bộ khống chế điện áp AC. Ý tưởng của tôi là dùng cầu chỉnh lưu 1 pha nối tiếp với tải, giữa chân + và - của cầu nối bằng 1 MOSFET công suất để băm điện áp AC ta sẽ được Vout=DutyCycle*Vin. Sử dụng một VDK có chức năng ADC và PWM để điều khiển MOSFET theo nguyên tắc là khi điện áp tăng cao thì giảm DutyCycle và ngược lại.
Mạch tôi đã sủ dụng có độ ổn định điện áp rất cao. Tuy nhiên với xe honda thì tôi không biết sẽ lắp vào chỗ nào được và chắc chắn là độ tin cậy sẽ không bằng mạch nguyên bản của xe. Nếu các bạn quan tâm tôi sẽ thiết kế mạch và post len đây.

[letuankietvn]

Đối với xe máy điện áp phát ra biến thiên trong một dải rất rộng. Vì vậy phải có mạch khống chế điện áp không để điện áp tăng quá cao làm hỏng phụ tải. Nguyên tắc chung là khi điện áp tăng cao mạch sẽ đóng thêm tải --> tăng dòng --> tăng sụt áp trên nội trở nguồn --> giảm điện áp ra. Đối với các xe wave, dream.. người ta sử dụng SCR được kích mở khi điện áp lên cao để cấp dòng cho một điện trở. Một số xe của Piagio dùng luôn acqui để khống chế điện áp: khi điện áp tăng cao thì dòng nạp cho acqui rất cao. Các xe honda điện phát ra không khỏe lắm thì phưong pháp này khá hiệu quả và tin cậy. Đối với xe dùng acqui để khống chế điện áp thì tuy đạt mục tiêu khống chế điện áp nhưng hại acqui và dễ chết bộ sạc. Tôi đã chế một bộ khống chế điện áp khá hiệu quả cho xe Piagio (xem http://www.dientuvietnam.net/forums/...t=17967&page=5), tuy nhiên mạch đó để khống chế điện áp DC sau bộ nạp. Với xe honda thì phải thiết kế bộ khống chế điện áp AC. Ý tưởng của tôi là dùng cầu chỉnh lưu 1 pha nối tiếp với tải, giữa chân + và - của cầu nối bằng 1 MOSFET công suất để băm điện áp AC ta sẽ được Vout=DutyCycle*Vin. Sử dụng một VDK có chức năng ADC và PWM để điều khiển MOSFET theo nguyên tắc là khi điện áp tăng cao thì giảm DutyCycle và ngược lại.
Mạch tôi đã sủ dụng có độ ổn định điện áp rất cao. Tuy nhiên với xe honda thì tôi không biết sẽ lắp vào chỗ nào được và chắc chắn là độ tin cậy sẽ không bằng mạch nguyên bản của xe. Nếu các bạn quan tâm tôi sẽ thiết kế mạch và post len đây.

Rất vui khi đọc bài của bác dntt!
Ý tưởng của tôi là dùng cầu chỉnh lưu 1 pha nối tiếp với tải, giữa chân + và - của cầu nối bằng 1 MOSFET công suất để băm điện áp AC ta sẽ được Vout=DutyCycle*Vin. Sử dụng một VDK có chức năng ADC và PWM để điều khiển MOSFET theo nguyên tắc là khi điện áp tăng cao thì giảm DutyCycle và ngược lại Rất tâm đắc ý tưởng của bác

[dntt]

sau đây là mạch tiết chế điện áp AC cho xe máy

Các diot D1-D4 tạo thành cầu cấp điện áp 1 chiều cho mosfet Q1, D5 và D6 kết hợp với D3 và D4 thành cầu chỉnh lưu cấp điện cho mạch điều khiển. Phần điều khiển sử dụng AVR 8 chân loại ATtiny13 (nếu không tìm được tiny13 có thể dùng tiny15, ATmega8.. miễn là có chức năng ADC và PWM). Điện áp AC cấp cho tải R1 sau khi chỉnh lưu qua điện trở phân áp R3/R4 đặt lên chân ADC1 (chân 7) của tiny13. Xung PWM lấy từ chân 5 của tiny13 qua mạch driver Q2/Q3 điều khiển mosfet Q1. AVR được lập trình sao cho khi điện áp đo ở chân ADC1 tăng lên thì xung ra giảm duty và ngược lại, kết quả ta được điện áp không bị tăng cao trên tải R1.
Nói chung mạch tiết chế áp AC sẽ phức tạp hơn mạch cho áp DC mà tôi đã thực hiện vì với áp AC ngoài thay đổi biên độ còn thay đổi tần số (tùy thuộc tốc độ động cơ). Đối với mạch băm điện áp thì để ổn định điều chỉnh tần số băm phải lớn cỡ 10 lần tần số điện nguồn. Tần số nguồn AC xe máy có thể đến hàng chục kHz nên tần số băm lên đến 100kHz, khi đó mạch driver cho mosfet sẽ khá phức tạp.
Theo tôi áp dụng mạch cho thực tế dòng xe honda là không cần thiết vì các lý do sau:
- Mạch nguyên bản của xe đã đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật và có độ tin cậy rất cao, đã được thực tế kiểm định.
- Mạch cải tiến ở trên có thể cho khả năng điều chỉnh tốt hơn nhưng rất khó áp dụng vào xe (khó lắp đặt, độ tin cậy không cao)
- Ngoài ra việc lập trình và nạp trình cho VDK là không đơn giản với người không chuyên.
Tất nhiên nếu bạn vẫn muốn thực hiện tôi sẽ hỗ trợ hết mức về kỹ thuật.

[letuankietvn]

sau đây là mạch tiết chế điện áp AC cho xe máy

Các diot D1-D4 tạo thành cầu cấp điện áp 1 chiều cho mosfet Q1, D5 và D6 kết hợp với D3 và D4 thành cầu chỉnh lưu cấp điện cho mạch điều khiển. Phần điều khiển sử dụng AVR 8 chân loại ATtiny13 (nếu không tìm được tiny13 có thể dùng tiny15, ATmega8.. miễn là có chức năng ADC và PWM). Điện áp AC cấp cho tải R1 sau khi chỉnh lưu qua điện trở phân áp R3/R4 đặt lên chân ADC1 (chân 7) của tiny13. Xung PWM lấy từ chân 5 của tiny13 qua mạch driver Q2/Q3 điều khiển mosfet Q1. AVR được lập trình sao cho khi điện áp đo ở chân ADC1 tăng lên thì xung ra giảm duty và ngược lại, kết quả ta được điện áp không bị tăng cao trên tải R1.
Nói chung mạch tiết chế áp AC sẽ phức tạp hơn mạch cho áp DC mà tôi đã thực hiện vì với áp AC ngoài thay đổi biên độ còn thay đổi tần số (tùy thuộc tốc độ động cơ). Đối với mạch băm điện áp thì để ổn định điều chỉnh tần số băm phải lớn cỡ 10 lần tần số điện nguồn. Tần số nguồn AC xe máy có thể đến hàng chục kHz nên tần số băm lên đến 100kHz, khi đó mạch driver cho mosfet sẽ khá phức tạp.
Theo tôi áp dụng mạch cho thực tế dòng xe honda là không cần thiết vì các lý do sau:
- Mạch nguyên bản của xe đã đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật và có độ tin cậy rất cao, đã được thực tế kiểm định.
- Mạch cải tiến ở trên có thể cho khả năng điều chỉnh tốt hơn nhưng rất khó áp dụng vào xe (khó lắp đặt, độ tin cậy không cao)
- Ngoài ra việc lập trình và nạp trình cho VDK là không đơn giản với người không chuyên.
Tất nhiên nếu bạn vẫn muốn thực hiện tôi sẽ hỗ trợ hết mức về kỹ thuật.

Rất cám ơn nhiệt thành của bác!
Quả thật đây là một ý tưởng hay, cám ơn sơ đồ mạch của bác. Đúng như bác nói, để có thể thực hiện mạch này vào thực tế thì rất khó đối với dân armater như tôi. Thật ra tôi đã theo đuổi ý tưởng này lâu rồi, trăn trở mãi vẫn chưa biến nó thành hiện thực được, nay được thảo luận với bác thì rất 'khoái' cho tôi rồi!
Tôi có đề nghị như thế này:
1. Ngoài phương án điều rộng xung cho Mosfet bằng ATtiny13, bác dntt (cũng như các 'cao thủ' khác) có phương án điều khiển khác hay không? (điều khiển góc mở cho SCR chẳng hạn...). Mục tiêu là khả thi (với dân không chuyên như tôi ) và cũng là để phong phú thêm cho luồng thảo luận này.
2. Nếu có thể, bác dntt thiết kế, thi công và thử nghiệm mạch, các 'tín đồ' như tôi có thể mua về để sử dụng và trải nghiệm luôn!
chờ tin bác!!

[letuankietvn]

Hoan nghênh ý tưởng của bác, tôi cũng nghĩ đến vấn đề này lâu rồi tuy nhiên vì không kiếm đâu ra tài liệu về hệ thống điện xe máy nên chưa dám tiến hành.
Tôi thấy thế này? khi bác dùng ổn áp/dòng nối tiếp thì chỉ tiết kiệm được khi không tải thôi, khi có tải thì nó vẫn tổn hao mất công suất là P=(Utucthoi-Uchuan)*Itai.
Có bác nào tính đến vấn đề này chưa tung vài chưởng cho em tiếp thu cấy mồ?

Mời bác thangktvta trở lại giúp vài chiêu nhé!
Thanks.

[thangktvta]

Em cũng là dân amatour thôi, tuy nhiên em thấy thế này:
1. Điện áp trên xe máy không những biến đổi trong dải rộng mà còn ...cực kì nhiều loại nhiễu luôn --> Dùng vi điều khiển hay các IC nói chung không ổn lắm. Theo em nên dùng linh kiện nào càng...trâu bò càng tốt.
2. Dùng PWM có vẻ hợp lý nhất, tuy nhiên do cái em nói ở trên nên phần lái cho FET có vẻ hơi khó nhỉ.
Để mai em nghĩ xem có phương án nào giải quyết driver cho FET k.
Ý các bác thế nào?

[velo]

Kiễu điều áp AC cổ điển nhưng độ tin cậy cao là dùng 1 cuộn choke có lõi sắt. Vòng tua thấp > tần số thấp, sụt áp AC thấp. Dòng tua cao> tần số cao sụt áp AC nhiều. Mạch này kéo dài tuổi thọ cho các bóng chiếu sáng bằng điện AC
Bất tiện: 1) Cần chỗ dấu cuộn dây- 2) Không pro

[letuankietvn]

Kiễu điều áp AC cổ điển nhưng độ tin cậy cao là dùng 1 cuộn choke có lõi sắt. Vòng tua thấp > tần số thấp, sụt áp AC thấp. Dòng tua cao> tần số cao sụt áp AC nhiều. Mạch này kéo dài tuổi thọ cho các bóng chiếu sáng bằng điện AC
Bất tiện: 1) Cần chỗ dấu cuộn dây- 2) Không pro

Thanks bác velo!
Thêm 1 ý tưởng hay, thế bác có giải pháp khắc phục khuyết điểm của nó chứ.
Hồi trước đây tôi có đọc qua cơ cấu điều áp AC cho xe hơi (xe của những năm xa lơ xa lắc thập niên 70~80). Chỉ nhớ là nó dùng Rờ le để đóng ngắt kiểu cơ điện. Chi tiết thế nào thì phải lục xem lại. Dạo này lu bu quá...

[dntt]

Nếu dùng món cuộn cảm như bạn velo đưa ra sẽ gặp phải vấn đề:
- Khi tải nhỏ --> sụt áp nhỏ -->điện áp trên tải lớn
- Khi tải lớn (bật đèn) --> sụt áp lớn --> điện áp tải nhỏ
Như vậy dùng cuộn cảm mới chỉ đạt mục đích giảm điện áp nguồn mà chư đạt được yêu cầu tự động điều chỉnh theo tải. Tất nhiên là vãn có cách khắc phục bằng cách thêm chút gia vị điện tử: mắc thêm một mạch điện tử để khi điện áp trên tải nhỏ hơn một ngưỡng nào đấy thì mạch cấp nguồn cho rơ le làm ngắn mạch cuộn cảm hoặc 1 phần cuộn cảm. Mạch như vậy không quá khó với người biết chút về điện tử.
Nói chung cách điều chỉnh thô theo kiểu quá một mức nào đấy thì đóng ngắt mạch cho kết quả ổn định không cao. Để nâng cao phạm vi điều chỉnh người ta chia ra từng mức điều chỉnh kiểu như chia cuộn cảm nói trên ra nhiều phần, dùng nhiều rơ le để ngắn mạch từng phần. Khi đó mạch điện sẽ cồng kềnh khó lắp đặt.
Muốn đạt kết quả điều chỉnh cao hơn nữa phải dùng tới các kỹ thuật tinh vi kiểu như PWM hoặc điều chỉnh góc mở SCR. Các phương pháp này nếu sử dụng các IC analog+digital thông thường mạch sẽ rất phức tạp và khó áp dụng, dùng MCU như một phương án nêu ở luồng này thì gặp phải vấn đề lập và nạp trình cho MCU (thực ra chỉ có có vấn đề lập trình là khó khăn với người chưa tìm hiểu về MCU). Tôi cũng đã có phương án không sử dụng AVR cho mạch nói trên nhưng mạch sẽ cồng kềnh hơn và cũng chỉ điều chỉnh theo từng nấc.
Vì vậy tùy theo mục tiêu đề ra mà bạn chọn mạch thích hợp cho mình.

[hungvu]

mấy pác cho hỏi là khi chay xe thì điện áp cao nhất nó nạp vào acquy la bao nhiêu? điện áp cấp cho đèn đồng hồ đạt tối đa la bao nhiêu la bao nhiêu? mình thấy đèn đồng hồ no để là 12v nhưng khi mình thay no bằng 4 bóng đèn led 3v mắc nối tiếp thì khi lên ga đứt hết mấy đèn led...

[letuankietvn]

mấy pác cho hỏi là khi chay xe thì điện áp cao nhất nó nạp vào acquy la bao nhiêu? điện áp cấp cho đèn đồng hồ đạt tối đa la bao nhiêu la bao nhiêu? mình thấy đèn đồng hồ no để là 12v nhưng khi mình thay no bằng 4 bóng đèn led 3v mắc nối tiếp thì khi lên ga đứt hết mấy đèn led...

Lâu rồi mới hội ngộ trên luồng thảo luận này!
Chào bác hungvu, tôi có đo thử thực tế và tham khảo sơ qua tài liệu hướng dẫn xử lý phần điện của hãng Honda thì góp Pác mấy ý như sau:
- Điện áp cấp cho đèn báo số (0~4) trên mặt đồng hồ được lấy từ Accu 12V DC. Tuy nhiên thực tế accu này được nạp qua "cục sạc" lấy một phần áp từ Môbin phát địện chính, khi tua máy ở tốc độ cao áp này có thể lên tới 14V (còn tùy vào chất lượng cục sạc và tình trạng accu no/đói hay cũ/mới). Điều này cũng đúng khi đo diện áp có tải tại bóng đèn pha, có khi nó lên đến 14, 15V AC lận đó.
Tuy nhiên mặc dù điện áp danh định các bóng đèn này chỉ có 12V nhưng không đứt ngay lập tức vì đơn giản nó là loại bóng đèn dây tóc - chỉ giảm tuổi thọ thôi, còn LED bán dẫn của bác ra đi ngay lập tức là đúng rồi.
- Tôi góp ý Pác lắp thêm mạch bảo vệ quá áp (dùng zener + Trans CS/ Zener +điện trở phù hợp) để đấu song song vào mấy con led đó (chắc phải đo kiểm thực tế Pác nhá)
Chúc Pác thành công, thân