เครื่��องเชื่��อมไฟฟ�ากรื่ะแสตรื่งสวิ�ตชื่�ที่��แรื่งดั�นศู�นย์� 150 แอมป์

บที่ค�ดัย์"อ

ปริ�ญญานิ�พนิธ์นิ�เป นิการิสริ�างเคริ��องเชื่��อมไฟฟ�ากริะแสตริงสวิ�ตชื่ที่�แริงดั!นิศู#นิย์ 150 แอมป& โดัย์ปริะย์(กตใชื่�วิงจริแปลงผั!นิไฟตริง-ไฟตริง แบบฟ#ล-

บริ�ดัจคอนิเวิอเตอริ ใชื่�ไอซีเบอริ UC3895 เป นิต!วิสริ�างส!ญญาณ PWM

ส!ญญาณเป นิแบบเล��อนิเฟสไปควิบค(มชื่(ดัคอนิเวิอเตอริ ภาย์ในิไอซีจะมวิงจริตริวิจสอบควิามผั�ดัพลาดัและวิงจริตริวิจจ!บกริะแสเก�นิ เพ��อควิบค(มและป�องก!นิไม1ให้�เก�ดัควิามเสย์ห้าย์ต1อชื่(ดัวิงจริคอนิเวิอเตอริ ส!ญญาณ PWM จะถู#กส1งไปย์!งชื่(ดัขั!บนิ5าเกตมไอซีเบอริ TC4427 ขัย์าย์ส!ญญาณก1อนิเขั�าห้ม�อแปลงพ!ลส ห้ม�อแปลงพ!ลสมแกนิเฟอริไริตแบบ EI28

เป นิต!วิแย์กกริาวิดัให้�ก!บชื่(ดัขั!บนิ5าเกตและใชื่�มอสเฟตเบอริ IRFP 460 มอ!ตริาที่นิ

แริงดั!นิ Vdss = 500 V, Id = 20 A

เป นิอ(ปกริณสวิ�ตชื่ ส1วินิห้ม�อแปลงควิามถู�ส#งเล�อกใชื่�แกนิที่�ที่5ามาจากวิ!สดั(เฟอริไริตเป นิแบบ EE 65 เนิ��องจากมชื่1องส5าห้ริ!บ

จากการิที่ดัลองเคริ��องเชื่��อมไฟฟ�ากริะแสตริงสวิ�ตชื่ที่�แริงดั!นิศู#นิย์ 150 แอมป& สามาริถูใชื่�ก!บแริงดั!นิไฟฟ�ากริะแสสล!บ 220 V ควิามถู� 50

Hz กริะแสเชื่��อมส#งส(ดั 150 A และควิามถู�ในิการิสวิ�ตชื่ 150 kHz

วิ�ตถุ$ป์รื่ะสงค�ของการื่ศู&กษา1. เพ��อศู6กษาห้ล!กการิที่5างานิขัองวิงจริ

สวิ�ตชื่ชื่��งที่�ควิามถู�ส#งเพ��อที่5าเป นิเคริ��องเชื่��อมไฟฟ�าเพ��อศู6กษาโคริงสริ�างและการิที่5างานิภาย์ในิ

2. เพ��อศู6กษาวิงจริคอนิเวิอริเตอริ(Converter)

3. เพ��อศู6กษาการิควิบค(มการิที่5างานิขัองอ(ปกริณสวิ�ตชื่ ดั�วิย์เที่คนิ�คการิมอดั#เลตควิามกวิ�างพ!ลส

ขอบเขตของการื่ศู&กษา 1. ก5าห้นิดัให้�กริะแสส#งส(ดัที่างเอาที่พ(ตขัณะเชื่��อมไม1นิ�อย์กวิ1า 150 แอมป& 2. แริงดั!นิอ�นิพ(ต 220 โวิลต ควิามถู� 50 เฮิ�ริต 3. ใชื่�ห้ล!กการิวิงจริแปลงผั!นิไฟตริง แบบ ZVS ให้�ที่5างานิที่� ควิามถู� 150 ก�โลเฮิ�ริต 4. เคริ��องเชื่��อมมนิ5�าห้นิ!กไม1เก�นิ 7

ก�โลกริ!ม

ที่ฤษฎี�ที่��ส*าค�ญ

1.วิงจริแปลงผั!นิไฟตริง (Dc – Dc Converter) จะมห้นิ�าที่�ในิการิแปลงริะดั!บแริงดั!นิห้ริ�อกริะแสในิการิเชื่��อมให้�มริะดั!บตามควิามต�องการิซี6�งขั6�นิอย์#1ก!บล!กษณะขัองการิควิบค(มในิวิงจริโดัย์ที่!�วิไปขัองเคริ��องเชื่��อม

ไฟฟ�าที่�ใชื่�วิงจริแปลงผั!นิไฟตริงเป นิแห้ล1งจ1าย์กริะแสโดัย์ที่�ม วิงจริเริย์งกริะแสแบบเต9มบริ�ดัจ ที่5าห้นิ�าที่�ในิการิแปลงไฟฟ�ากริะแสสล!บเฟสเดัย์วิ 50 Hz ให้�เป นิไฟฟ�ากริะแสตริง และวิงจริแปลงผั!นิไฟตริงที่5าห้นิ�าที่�เปล�ย์นิแริงดั!นิไฟฟ�ากริะแสตริงให้�เป นิไฟฟ�ากริะแสสล!บที่�ควิามถู�ส#งดั�วิย์การิควิบค(มสวิ�ตชื่ S1 -

S4 แล�วิจ1าย์ให้�ห้ม�อแปลงควิามถู�ส#งแปลง ริะดั!บแริงดั!นิและกริะแสให้�เห้มาะสมและวิงจริเริย์งกริะแสสล!บควิามถู�ส#งที่5าการิเริย์งกริะแสสล!บควิามถู�ส#งจากขัดัที่(ต�ย์ภ#ม�ขัองห้ม�อแปลงควิามถู�ส#งให้�อย์#1ในิริ#ปไฟฟ�ากริะแสตริงอกคริ!�งเพ��อออกไปส#1งานิเชื่��อม

ภาพที่�� 1 แสดังวิงจริฟ#ล-บริ�ดัจคอนิเวิอริเตอริ

2.วิงจรื่ภาคควิบค$มและข�บเกต วิงจริสริ�างส!ญญาณ พดั!บบล�วิเอ9มแบบเล��อนิเฟสขัองไอซีเบอริ UC3895 มส!ญญาณที่!�งห้มดั 4 เอาตพ(ตค�อ A,B,C

และ D ใชื่�ห้ล!กการิ Oscillator จากต!วิต�านิที่านิ R12 และต!วิเก9บปริะจ( C4 ในิการิสริ�างริ#ปคล��นิส!ญญาณพ!ลสควิามถู�ต! �งแต1ย์1านิ 500 - 1MHz ขั6�นิอย์#1ก!บการิค5านิวิณห้าค1าควิามต�านิที่านิและต!วิเก9บปริะจ( ค1า Delay Time ขัองส!ญญาณพ!ลสก5าห้นิดัไดั�จากการิจ5าก!ดักริะแสที่�ขัา Delay Set ขัองไอซีเพ��อป�องก!นิไม1ให้�อ(ปกริณสวิ�ตชื่เก�ดัการิที่5างานิพริ�อมก!นิ โดัย์การิต1อต!วิต�านิที่านินิอกจากนิ�ย์!งมวิงจริป�องก!นิเพ��อไม1ให้�เก�ดัอ!นิตริาย์แก1วิงจริคอนิเวิอริเตอริที่�ใชื่�ไดั�แก1วิงจริตริวิจสอบกริะแสเก�นิ (CS+) ที่5าห้นิ�าที่�ตริวิจสอบแริงดั!นิเพ��อไม1ให้�เก�นิแริงดั!นิที่�อ�างอ�งไวิ�ถู�ามแริงดั!นิเขั�ามา จะที่5าให้�เก�ดัการิเล��อนิเฟสขัองส!ญญาณเป นิผัลที่5าให้� Duty

Cycle ลดัลงวิงจริ Soft-Start (SS)

เป นิวิงจริส5าห้ริ!บควิบค(มชื่1วิงการินิ5ากริะแสขัองมอสเฟต

ภาพที่�� 2 แสดังวิงจริสริ�างส!ญญาณ PWM เล��อนิเฟส

ผลการื่ดั*าเน�นการื่ การื่วิ�ดัส�ญญาณพ�ลส�วิ�ดัมอดั�เลชื่��นจากชื่$ดัเกตไดัรื่�น��นม�ส�ญส�ญญาณรื่บกวินอย์�"บ2างจนไป์ถุ&งการื่จ"าย์ส�ญญาณพ�ลส�วิ�ดัมอดั�เลชื่��นให้2ก�บเพาเวิอรื่�มอสเฟตรื่ะดั�บแรื่งดั�นของส�ญญาณม�ขนาดั 12 V

ภาพที่�� 3 แสดังส!ญญาณแริงดั!นิขั!บนิ5าเกต

(ก) แสดังส!ญญาณแริงดั!นิขั!บนิ5าเกต (VGS) ขัอง Q1,Q3

(ขั) แสดังส!ญญาณแริงดั!นิขั!บนิ5าเกต (VGS) ขัอง Q2,Q4

ภาพที่�� 4 แสดังวิงจรื่สน�บเบอรื่�

สรื่$ป์ผลการื่ดั*าเน�นงาน ชื่$ดั PWM สามารื่ถุสรื่2างส�ญญาณให้2ก�บชื่$ดัเกตไดัรื่�และส"งไป์ย์�งเพาเวิอรื่�มอสเฟตซึ่&�งจะที่*าให้2เพาเวิอรื่�มอสเฟตที่*างานโดัย์การื่ส�บสวิ�ตชื่�ที่*างานเป์7นค�"โดัย์จะสรื่2างกรื่ะแสให้2ส�งและส"งไป์ย์�งห้ม2อแป์ลงเพ��อส"งต"อให้2เอาต�พ$ตโดัย์สามารื่ถุป์รื่�บ Duty Cycle จากชื่$ดั PWM เพ��อป์รื่�บกรื่ะแสที่างเอาต�พ$ตในการื่เชื่��อม

ข2อเสนอแนะ การื่ที่*าชื่$ดั PWM น�8นเป์7นชื่$ดัที่��ม�ส�ญญาณรื่บกวินมากดั�งน�8น การื่ชื่�ลกรื่าวิดั�และการื่แย์กส�ญญาณกรื่าวิดั�ของชื่$ดัแห้ล"งจ"าย์ไฟเล�8ย์งก�บกรื่าวิดั�ชื่$ดัจ"าย์ส�ญญาณพ�ลส�จากห้ม2อแป์ลง Tranfer น�8นต2องที่*าให้2ดั�เพ��อไม"ให้2เก�ดัส�ญญาณรื่บกวิน

สรื่$ป์ผลการื่ดั*าเน�นงานป์รื่�ญญาน�พนธ์�

เครื่��องเชื่��อมไฟฟ�ากรื่ะแสตรื่งสวิ�ตชื่�ที่��แรื่งดั�นศู�นย์� 150 แอมป์

จ�ดัที่*าโดัย์

อาจารื่ย์�ที่��ป์รื่&กษาป์รื่�ญญาน�พนธ์�อาจาริย์ป:ญญค(ณ ริ!ตนิเสถูย์ริ

ป์:การื่ศู&กษา 2554

ภาควิ�ชื่าเที่คโนโลย์�วิ�ศูวิกรื่รื่มไฟฟ�าวิ�ที่ย์าล�ย์เที่คโนโลย์�อ$ตสาห้กรื่รื่ม

ปริาโมที่ย์ เจย์รินิ!ย์ วิ�วิ!ฒนิ ศู(ภริ!ตนิ งาม

มห้าวิ�ที่ย์าล�ย์เที่คโนโลย์�พรื่ะจอมเกล2าพรื่ะนครื่เห้น�อ