Active Power Factor Correction by UCC3818N

สำหรับโครงงานนี้จะเป็นการทดลองต่อวงจร Active Power Factor Correction : APFC ด้วยตัวควบคุมเบอร์ UCC3818N ซึ่งเป็นไอซีที่สามารถหาซื้อได้ง่าย และสามารถศึกษาการทำงานวงจรภายในตัวไอซีได้จากแหล่งข้อมูลต่างๆ และในอินเตอร์เน็ตเพื่อค้นคว้าเพิ่มเติม รวมทั้งอุปกรณ์ที่ต่อใช้งานร่วมอื่นๆ ก็หาซื้อได้ง่ายเช่นกัน โดยเราสามารถนำวงจรนี้ไปประยุกต์ใช้ในงานต่างๆ ได้ตามความเหมาะสมครับ เช่น ในสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย วงจรอินเวอร์เตอร์ และวงจรขับหลอดเพาเวอร์แอลอีดี เป็นต้น.

รูปที่ 1 เริ่มจากการประกอบในส่วนตัวควบคุมการทำงานซึ่งเป็นไอซีเบอร์ UCC3818 บนแผ่นวงจรพิมพ์อเนกประสงค์ และทดสอบการทำงานเบื้องต้นของไอซีเพื่อให้ทำทราบถึงการทำงานของวงจรภายใน ในแต่ละส่วนตามลำดับ

รูปที่ 2 ในส่วนถัดมาจะเป็นของภาคขับกำลังทั้งหมดของวงจรนี้ ซึ่งในส่วนนี้เราจะแยกการทำงานออกมาเพื่อให้ง่ายต่อการทดลอง และลดสัญญาณรบกวนระหว่างส่วนของบอร์ควบคุมและส่วนของบอร์ดขับกำลังที่จะเกิดขึ้นระหว่างกัน

รูปที่ 4 เป็นการทดลองวางตำแหน่งระหว่างบอร์ดควบคุมและบอร์ดขับกำลัง เพื่อให้เราสามารถเดินสายไฟระหว่างกันได้ง่ายและเรียบร้อย

ในรูปที่ 5 เริ่มทดลองเบื้องต้นด้วยการจ่ายไฟเลี้ยงให้กับไอซีควบคุม ซึ่งในส่วนนี้ปกติจะได้ไฟเลี้ยงจากการตัวเหนี่ยวนำหลักของวงจรเอง

ในรูปที่ 6 และรูปที่ 7 จะแสดงการเชื่อมต่อสายไฟจากส่วนต่างๆ ของส่วนวงจรขับกำลังเพื่อส่งสัญญาณเข้ามาควบคุมการทำงาน รวมทั้งต่อกับอุปกรณ์ภายนอกร่วมกัน สำหรับสัญญาณป้อนกลับแรงดันและกระแสของวงจรนี้

สำหรับในรูปที่ 8 และ 9 จะแสดงลักษณะของช่วงการทดลองวงจร ซึ่งจะเป็นการวัดค่าแรงดันและกระแสต่างๆ ในขณะที่วงจรจะทำงานแบบไม่มีโหลดและขณะจ่ายพลังงานให้โหลดที่ 300 วัตต์

รูปที่ 9 ลักษณะของการทดลองนำตัวเหนี่่ยวนำเบื้องต้น ซึ่งจะต้องใช้ร่วมกันถึง 2 ตัวเพื่อทดสอบการทำงาน และจะปรับแต่งวงจรใหม่อีกครั้ง เพื่อให้เหลือตัวเหนี่่ยวนำ (Lboost) เพียงตัวเดียวภายหลัง

รูปที่ 10 แสดงลักษณะของการต่อวงจรร่วมกันทั้งหมดสำหรับทดสอบการทำงาน ซึ่งในตอนนี้เราจะทดลองนำตัวเหนี่ยวออก 1 ตัวเพื่อทดสอบการทำงานอีกครั้งว่าวงจรนี้สามารถทำงานได้หรือไม่

รูปที่ 11 แสดงลักษณะของตัวเหนี่ยวนำที่ใช้และทำลองใช้งานซึ่งมีค่าความเหนี่ยวนำที่ประมาณ 500uH ด้วยการใช้แกนเทอรอยด์สีดำขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 4.5cm กว้าง 2cm และใช้ลวดทองแดงเบอร์ 21 SWG พัน 65 รอบ ส่วนของชุดไฟเลี้ยงจะใช้สายไฟธรรมดาเบอร์ 24 พัน 4 รอบ

ในรูปสุดท้ายที่ 13 นี้จะเป็นลักษณะโดยรวมทั้งหมดของวงจรที่ทดลอง Active Power Factor Correction ด้วยไอซี UCC3818 และเป็นต้นแบบสำหรับการทดลองในครั้งต่อไป ซึ่งจากการทดลองคือ วงจรรับแรงดันอินพุตในช่วง 100Vac-250Vac และกำหนดค่าแรงดันเอาต์พุตไว้ที่ 380Vdc สามารถจ่ายกำลังไฟฟ้าต่อเนื่องที่ 300 วัตต์ (เครื่องมือที่จำเป็นในการทดลอง เช่น ออสซิลโลสโคป, เพาเวอร์ซัพพลาย 0-20Vdc (2A) และดิจิตอลมัลติมิเตอร์ งบประมาณที่ใช้ในการทดลอง 1500 บาท)

Referance

1. www.ti.com/lit/ds/symlink/ucc2818.pdf
2. https://www.onsemi.com/pub/Collateral/HBD853-D.PDF
3. https://www.ti.com/lit/an/slua896/slua896.pdf?ts=1629191334372&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FUCC28951-Q1
4. https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN-9041.pdf.pdf
5. https://www.scribd.com/document/221003824/ucc3818