Circuit PFC

[gap]

Buna seara,

 

Incep prin a preciza ca sunt incepator in domeniu (studii teoretice mai am eu ceva, facultatea ).

 

As dori si eu sa realizez/proiectez un circuit PFC de mare putere (7KW). Scopul e sa folosesc circuitul ca intrare intr-un invertor de sudura. Lasand la o parte utilitatea/costurile circuitului, cum ar putea fi realizat?

 

Scurt istoric: am plecat de la idea ca daca blocurile PFC lucreaza de obicei in modul boost, chestia asta ar fi utila in cazul unui invertor pentru a compensa tensiunea mica a alimentarii , fluctuatiile (generator) sau prelungitoarele lungi. Un alt user de pe forum, dl. Gauss, a venit cu idea ca ar fi util in cazul in care invertor ar fi cu alimentare atat monofazica cat si trifazica. Idea imi place destul de mult. La 7KW pe curent maxim de sudare, contractele obisnuite de 32A / 7.5Kw sunt la limita, asta pentru monofazic.

 

Am gasit un AN pentru controllerul L4981 pentru un PFC de 3KW. Controllerul poate fi folosit si in mod interleaved sau bridgeless, deci daca trecem la bridgeless ar fi deja 6KW asigurati.

 

Problema e ca .... de obicei controlere de PFC lucreaza in boost. Asta e OK pentru monofazic, dar la trifazic nu. La monofazic pot sa scot un 380V la iesire. Dar la trifazic, la tensiunea asta, controllerele ar trebui sa lucreze in buck. Ar putea fi marita tensiunea de iesire pana cand si trifazicul ar lucra in boost, dar deja devine total neeconomic datorita condensatoarelor de tensiune f. mare >450V.

 

Cum ar putea fi realizat un asemenea etaj (binenteles circuite separate pe monofazic si trifazic) care sa debiteze aceiasi tensiune in condensatorii de iesire?

 

Daca am plecat de la o idee gresita, va rog sa ma corectati (sa sa ma trimiteti la o sursa de documentatie )

[giongiu]

Eu zic ca PFC pentru 220V, e suficient. Nu cred ca la 380V trifazat, variatia tensiunii e asa pronuntata ca la 230V. Daca vrei totusi, poti fixa la iesirea PFC o tensiune de cca 500-550V.Poti folosi doi conzi de 350-400V inseriati, solutie pe care am intalnit-o intr-un invertor de sudura trifazat. In acest caz, trebuie si tranzistori de minim 600V. Pune totusi o schema, pe baza careia sa se poate discuta.

PS

E drept ca tensiunea maxima pe care am intalnit-o la un PFC, a fost de 420V, la o sursa de 2Kw si culmea, erau folositi mosfeti de doar 500V. 

[Vizitator]

Da, un domeniu interesant al electronicii de putere.

Ce mi-a placut pescuind cu google:

Si un baiat hotarat:

http://www.stevehv.4hv.org/12kwPFC.htm

Editat Noiembrie 29, 2014 de Vizitator

[gap]

Schema de plecare e cea din AN-ul din link.

http://www.datasheetarchive.com/dl/Datasheet-054/DSA003481.pdf

 

Binenteles, trebuie putin modificata, dar macar da o idee asupra etajelor PFC de putere.

 

Intrebare si mai de incepator : care e valoarea tensiunii redresate pentru un redresor trifazic configuratie stea? Uac* radical(3) ? adica 240 *1.732 = 415V? Ca daca e asa, pot sa pun pfc-ul numai pe alimentarea monofazica, iar trifazicul sa fie redresat direct.

Si un baiat hotarat:

http://www.stevehv.4hv.org/12kwPFC.htm

 

 

Am vazut si eu linkul asta. Cel mai mult imi place realizarea inductorului . Ma intreb oare ce pierderi are in el?

Editat Noiembrie 29, 2014 de gap

[giongiu]

http://www.stevehv.4hv.org/12kwPFC.htm

Meserias tipul, asta da sursa in comutatie ! Nici macar nu foloseste un integrat dedicat, iar cablajele sunt desenate de mana . Din pacate foloseste module IGBT, ce lucreaza la frecventa mica, am si eu asa ceva, nu prea le gasesc utilitate deocamdata.. De aici si inductantele alea nazdravane, care zic eu,ar iesi mai mici bobinate pe toruri cu intrefier distribuit. E drept ca nici aste nu sunt chiar ieftine. Oricum, ai un punct de plecare. Cu ceva modificari minore, ai putea folosi aceeasi schema. 

La redresarea trifazata, in stea, ai vreo 400V, tensiune efectiva, intre doua faze. Asa ca tensiunea de varf e mult mai mare de 415V. 

Editat Noiembrie 29, 2014 de giongiu

[UDAR]

 

Problema e ca .... de obicei controlere de PFC lucreaza in boost. Asta e OK pentru monofazic, dar la trifazic nu. La monofazic pot sa scot un 380V la iesire. Dar la trifazic, la tensiunea asta, controllerele ar trebui sa lucreze in buck. Ar putea fi marita tensiunea de iesire pana cand si trifazicul ar lucra in boost, dar deja devine total neeconomic datorita condensatoarelor de tensiune f. mare >450V.

1. PFC - cel puțin cu soluțiile consacrate - NU poate lucra în buck - ideea e de avea intrarea într-o inductanță, boost-ul e singura configurație ”clasică” care are așa ceva . 

2. Trifazatul domestic este cu 3F+N adică trei faze , defazate la 120° față de același nul . Oricare dintre aceste faze are 230Vac față de nul , doar între ele sunt 400Vac. Deci, intrând într-o redresare ”monolaternanță”  ( 3 diode , nu 6 ) obții tot 325Vpk , doar că fără trecere prin zero și cu altă pulsație .

[giongiu]

http://www.elforum.info/topic/86048-convertizoare-frecventa-surse-50v-57a/?do=findComment&comment=940090

Cele doua inductante se vad langa cei cinci electrolitici de filtraj. 

Apropo de pulbere versus ferita, in PFC, doar intr-o sursa de cca 200W, am gasit inductanta pe ferita cu intrefier. La restul, puteri mai mari, doar toruri. Nu spun ca n-o exista, dar eu n-am vazut. Nici n-am idee de ce se merge pe pulbere, probabil o fi mai ieftin, habar n-am. Mai pun o poza cu o sursa mai mica, vreo 2Kw, care foloseste o singura inductanta, tot pe tor. Tensiunea la iesirea PFC, 420V. Sursa e o full bridge comandata de doua IR2110. Traful forta, tot pe tor, desigur ferita. Mosfetii folosti, de 500V, ceea ce mi s-a parut cam putin.

http://www.tehnium-azi.ro/index.php?app=core&module=attach&section=attach&attach_rel_module=post&attach_id=11607

Editat Noiembrie 29, 2014 de marian

[Vizitator]

Si eu am primit o sursa de server de 12V/37A parca, cu acelasi miez albastru la torul PFC.

Poate are cineva date despre el.

[UDAR]

Dacă vorbiți de bobina din PFC , ambele soluții sunt folosite . Am văzut multe scheme cu pulbere de fier - frecvențele sunt uneori foarte mici , depinde de modul de control și circuitul integrat folosit . E drept că cele care le-am văzut mai des în practică ( cu care mă mai întâlnesc uneori  la serviciu ) - redresoare de 48V/30A și invertoare ( de fapt UPS-uri cu dublă conversie ) de 3kVA , sunt cu ferită.

Editat Noiembrie 29, 2014 de UDAR

[giongiu]

Si eu am primit o sursa de server de 12V/37A parca, cu acelasi miez albastru la torul PFC.

Poate are cineva date despre el.

Dupa codul inscris pe tor, n-ati gasit nimic ? Astfel de toruri, diverse dimensiuni, au la TME, au si inductante gata facute pe aceste toruri, diverse valori, diversi curenti.

 

@miticamy,

Am o sursa similara, asa ca m-am uitat ce scrie pe tor. Am gasit aproape identic la TME  http://www.tme.eu/ro/katalog/#search=ms+184026&s_field=accuracy&s_order=DESC

Cel din sursa are 6 in coada, in loc de 2. E vorba de sursa de 3Kw, rezonanta.

Editat Noiembrie 29, 2014 de marian

[UDAR]

Fac o corectura importantă - a postat și Marian  între timp . Nu e vorba neapărat de pulbere de fier ( mă refer la postul meu #10 ) ci de pulberi sinterizate în general . Totuși , în scheme la frecvențe mici și cu regim de conducție continuă deci cu deltaB mai mic , e posibil , teoretic, să lucrezi și cu pulberi de fier , desigur nu cu -26. 

Editat Noiembrie 29, 2014 de UDAR

[gap]

In designul de referinta pentru PFC-ul de 3Kw, cei de la ST Microelectronics folosesc torul asta http://www.tme.eu/ro/details/t300-26/inel-de-ferita/micrometals/#tf81dd81db0ead6dafc42e93f76655633. E un tor de ferita cu intrefier distribuit. Culmea e ca il au si pe stoc, si nici nu da gaura in buget. E mai ieftin decat un E71.

 

O solutie cu trifazicul ar fi sa merg cu trei circuite PFC. Pe trifazic, lucreaza in mod interleaved, fiecare pe cate o faza. Pe monofazic, lucreaza doua in mod interleaved. Intai sa il intreb pe prietenul goagal daca e posibil asa ceva .

[UDAR]

Miezul ăla e chiar cu pulbere de fier - nu ferită ! și chiar materialul care eu ziceam că e de evitat (-26) . Deci , se poate ! La ce performanțe , nu ni se mai spune . În fond e un circuit demonstrativ pentru un set de semiconductori , nu un produs profesional.

 

Um comentariu pe care am uitat să-l fac mai devreme . Ferita are o inducție de saturație mult mai mică decât pulberile metalice deci necesită o secțiune mai mică ( la același număr de spire ) . În plus torul are și alte avantaje - bobinaj uniform, fereastră mare ( permite sârmă groasă ) , răcire bună a bobinajului ( și în general ) . Dar torurile de ferită au o inductanță specifică ( A_L ) mult prea mare pentru a fi folosite aici . În concluzie , sunt multe avantaje în favoarea torului de pulberi în ciuda pierderilor specifice ( pe cm³ ) mult mai mari.

[Mircea Crisan]

Din testele mele reiese ca trebuie tor baban daca se opteaza pentru pulbere la frecventa mica pentru puterea specificata.

Mai este de luat in calcul si miezuri de ferita de tip RM cu interfier cu un sistem dual sau nu stiu cum se numeste.

Totusi in cazul unei alimentari trifazice nu mai este util un boost.

Factorul de ondulatie este cu mult mai mic in cazul redresarii cu 6 diode.

Si eu visez la un bransament trifazic.

Spor,

 

Mircea.

[Vizitator]

Tabelul producatorului ar trebui folosit pt diverse aplicatii: