เทคนิคการรวมแกนแม่เหล็กสำหรับวงจรปรับปรุงค่าตัวประกอบกำลัง

Abstract

โครงงานนี้ได้ทำการศึกษาการรวมแกนของอุปกรณ์แม่เหล็กพร้อมกับปรับปรุงค่าตัวประกอบกำลังเมื่อโหลดเป็นโหลดแบบไม่เป็นเชิงเส้นโดยใช้เทคนิคของวงจรทอนระดับซึ่งใช้ไฟกระแสสลับ 110 V50 Hz เป็นแหล่งจ่าย โดยเอาท์พุตที่ได้เป็นแรงดันกระแสตรง 60 V 110 W การรวมอุปกรณ์แม่เหล็กนั้นจะทำการรวมแกนตัวเหนี่ยวนำระหว่างตัวเหนี่ยวนำของวงจรทอนระดับกับตัวเหนี่ยวนำโหมดผลร่วมของวงจรกรองสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้า จากนั้นทำการวัดสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่อยู่ในช่วงที่ได้รับผลกระทบจากการรบกวนทางสายตัวนำซึ่งอยู่ในช่วงความถี่ 150 kHz ถึง 30 MHz จากการทดลองพบว่าการปรับปรุงค่าตัวประกอบกำลังโดยใช้เทคนิคของวงจรทอนระดับนั้นสามารถปรับปรุงค่าตัวประกอบกำลังได้ค่าสูงสุดเท่ากับ 0.981 การรวมแกนตัวเหนี่ยวนำแบบ EIEนั้นสามารถกรองสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้ใกล้เคียงกับกรณีที่ไม่ได้รวมแกนของตัวเหนี่ยวนำ ซึ่งทำให้ขนาดของวงจรโดยรวมมีขนาดที่เล็กลงกว่าเดิม

In this thesis, the integrated magnetic cores of inductors used in power factor correction (PFC) buck converter and common-mode choke are studied. The PFC buck converter is designed with 110 Vac/60 Vdc and 110 W output power. There are two integrated techniques i.e. EI and EIE cores for integrating inductors of PFC buck converter and common-mode choke. The proposed techniques are evaluated by the comparison of measured electromagnetic interference (EMI) in range of 150 KHz to 30MHz according to CISPR 22 standard. From experimental results, the maximum power factor can be improved using proposed buck converter up to about 0.98. Moreover, the EMI reduction performance of integrated magnetic core using EIE core shape is comparable to that of the case of separated magnetic core. Finally, the reduction of cost and size of magnetic cores is achieved.