Active Power Factor Correction by Using UC3854

สำหรับโครงงานนี้เป็นอีกหนึ่งโครงงานเกี่ยวกับการปรับค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าให้เข้าใกล้ 1 มากที่สุดบนแหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้ากระแสสลับหรือที่เรียกกันว่า Power Factor Correction : PFC ซึ่งได้ทดลองไว้ค่อนข้างนานแล้ว แต่ยังไม่ได้นำมาเขียนเนื้อหาครับ โดยโครงงานนี้ทดลองใกล้ๆช่วงเวลาเดียวกับที่เคยนำเสนอมาแล้ว 1 โครงงาน โดยโครงงานเดิมจะใช้ตัวควบคุมเบอร์ UCC3818N (Active Power Factor Correction by UCC3818N) แต่สำหรับโครงงานนี้จะใช้เบอร์ UC3854 กันบ้างครับ เพื่อดูความแตกต่างของการทำงานไอซีทั้ง 2 ตัว และความเหมาะสมในการนำไปใช้งานครับ

ในรูปที่ 1 จะเป็นบอร์ดควบคุมการทำงานของไอซี UC3854 ซึ่งในที่นี้จะประกอบอุปกรณ์แยกจากบอร์ดตัวขับกำลังต่างๆ เช่น ตัวเหนี่ยวนำ เพาเวอร์มอสเฟต ไดโอดและตัวเก็บประจุเป็นต้น เพื่อให้เห็นการทำงานในแต่ละส่วนและง่ายต่อการทดลองและแก้ไขภายหลัง

รูปที่ 2 จะเป็นลักษณะของการต่อสายไฟต่างๆ เพื่อรับไฟเลี้ยงให้กับวงจร การรับค่าสัญญาณกระแสสำหรับเพาเวอร์มอสเฟต และค่าแรงดันเอาต์พุตที่เกิดขึ้น เป็นต้น

ต่อมาจะในรูปที่ 3 เป็นการใช้ออสซิลโลสโคปวัดสัญญาณรูปคลื่นต่างๆ ที่เกิดขึ้นของวงจร เพื่อให้เราสามารถวิเคราะห์การทำงานของวงจรได้ถูกต้อง และลดความผิดพลาดที่อาจจะเกิดขึ้นในระหว่างการทดลองหรือปรับแต่งค่าต่างๆ

สำหรับในรูปที่ 4 จะเป็นบอร์ดของอุปกรณ์ขับกำลังต่างๆ ซึ่งจะใช้การวางอุปกรณ์แบบง่ายๆ บนบอร์ดแผ่นวงจรพิมพ์ทั่วไป รวมทั้งตำแหน่งการต่อสายสัญญาณต่างๆ ไปยังบอร์ดควบคุม

รูปที่ 5 ลักษณะการทดลองวงจรเบื้องต้น (Prototype) ซึ่งจะมีอุปกรณ์เข้ามาช่วยมากขึ้น ทั้งนี้เพื่อเป็นการลำดับการทดลองให้ชัดเจนมากยึ่งขึ้นและสามารถทวนสอบเมื่อวงจรเกิดปัญหาขึ้นภายหลังได้ง่าย

ในรูปที่ 6 จะเป็นลักษณะของสัญญาณพัลซ์วิดมอดูเลต (PWM Signal) ในขณะทดลองวงจรควบคุมเบื้องต้น สำหรับขับกำลังให้กับเพาเวอร์มอสเฟตสำหรับสวิตชิ่ง ว่ามีลักษณะที่ถูกต้องและอยู่ในขอบเขตการทำงานที่ถูกต้องแล้ว

รูปที่ 7 ต่อมาจะเป็นอุปกรณ์ปรับค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ หรือเรียกว่า วาริแอค (Variable Voltage Transformer) ใช้ในการทดลองเบื้องต้น และยังมีหม้อแปลงแรงดันปานกลางอีก 1 ตัว (50Vac-100Vac) สำหรับแยกไฟเลี้ยง 220Vac ออกในการทดลอง เพื่อความปลอดภัยสำหรับผู้ทดลองเอง และเมื่อโครงงานทำงานในเบืื้องต้นเป็นที่ถูกต้องแล้วก็สามารถใช้ไฟเลี้ยง 220Vac/50-60Hz สำหรับการทดลองที่เหมือนจริงอีกครั้ง

ในรูปที่ 8 เป็นการทดลองวงจรสำหรับโครงงานนี้ ทั้งในส่วนของของเครื่องมือวัดสัญญาณ ออสซิลโลสโคป มัลติมิเตอร์ แหล่งจ่ายไฟเลี้ยงกระแสตรงภายนอกและอุปกรณ์ใช้งานร่วมทั้งหมด

Picture by : https://www.ti.com/lit/ds/symlink/uc2854b-ep.pdf?ts=1604665717642&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

ในรูปสุดท้ายที่ 10 จะเป็นวงจรที่สามารถใช้ทำงานได้ถูกต้อง และเป็นต้นแบบสำหรับนำไปอ้างอิงอีกครั้ง ในการเปรียบเทียบสัญญาณต่างๆ สำหรับการพัฒนาวงจรเดียวกันนี้ ซึ่งในการทดลองสำหรับวงจรนี้จะกำหนดให้ค่าแรงดันที่เอาต์พุตประมาณ 380Vdc และจ่ายกำลังไฟฟ้าได้ที่ 500 วัตต์ ต่อเนื่อง โดยเราสามารถปรับปรุงให้วงจรจ่ายพลังงานเพิ่มได้ตามต้องการ โดยการทดลองครั้งนี้หวังให้เป็นแนวทางเบื้องต้นกับผู้อ่านได้นำไปพัฒนาต่อตามความเหมาะสมครับ.

Reference

1. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/uc3854.pdf?ts=1604633884215&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F
2. https://www.powerelectronicstalks.com/2018/10/design-of-boost-converter-using-uc3854.html
3. https://e2e.ti.com/support/power-management/f/196/t/453217?UC3854-not-giving-pulses
4. https://www.raynetrepair.us/switchmode-power-supply/c2-c1-c.html
5. https://www.semanticscholar.org/paper/Active-Power-Factor-Correction-for-Welding-Power-Vaideeswaran-Sundaram/9b1077ac25cfc051bb4be9070e4a6d4d87455d1b
6. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/uc2854b-ep.pdf?ts=1604665717642&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F