การศึกษาวงจรแปลงผันไฟฟ้ากระแสตรงแบบสองทิศทาง 4 เฟส ด้วยเทคนิคอินเตอร์ลีฟ

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้ได้นำเสนอการศึกษาและออกแบบวงจรแปลงผันไฟฟ้ากระแสตรงแบบ สองทิศทาง 4 เฟสด้วยเทคนิคอินเตอร์ลีฟ โดยใช้หลักการทำงานของวงจรทบและทอนแรงดันไฟฟ้า กระแสตรง ทิศทางที่ 1 วงจรแปลงผันกระแสไฟฟ้าจะทำงานเป็นวงจรทอนแรงดัน 24 โวลต์เข้าเก็บ ในโหลดแบตเตอรี่ 12 โวลต์ เพื่อทำการสำรองพลังงาน ทิศทางที่ 2 วงจรแปลงผันกระแสไฟฟ้าจะ ทำงานเป็นวงจรทบแรงดันเพื่อถ่ายเทพลังงานขนาด 12 โวลต์จ่ายให้กับโหลดที่มีขนาด 24 โวลต์ งานวิจัยนี้ได้ทำการออกแบบและสร้างวงจรคอนเวอร์เตอร์กระแสตรงแบบสองทิศทาง 4 เฟส ใช้มอสเฟตเป็นสวิทช์ ความถี่สวิตช์ที่ 25 กิโลเฮิร์ท, วงจรสร้างสัญญาณ, ชุดควบคุมด้วย ไมโครคอนโทรลเลอร์ และบริหารกำลังงานโดย พีไอดี คอนโทรล ชนิดหลายลูป ผ ล ก า ร ท ด ส อ บ จ า ก ก า ร สั่ง ง า น ด้วย โ ป ร แ ก ร ม จำล อ ง ท า ง ค ณิต ศ า ส ต ร์ ผ่า นไมโครคอนโทรลเลอร์เข้ากับ วงจรแปลงผันไฟฟ้ากระแสตรงแบบสองทิศทาง 4 เฟส พบว่าวงจร สามารถทำการสวิตซ์โหมดการทำงานได้ทั้งสองทิศทางการทำงานทั้งในสถานะวงจรทบแรงดันและ ทอนแรงดัน

This study presents a design of 4 phases bidirectional DC converter circuit with interleaved technique based on the buck and boost converter circuit working principles. For Direction 1 (buck mode), 24-voltage circuit was transferred into 12-voltage battery load for power storage whereas the boost converter circuit acted as a voltage-fed circuit to transfer 12V power to a 24V load in Direction 2 (boost mode). In this research, a 4 phases bidirectional DC converter circuit was designed and constructed by using a MOSFET device as a switch mode, switching frequency at 25 kHz, a signal generator, a microcontroller’s control set, and power management by multi-loop PID control. The test result from MATLAB program through STM32 microcontroller operated with the 4 phase bidirectional DC converter circuit showed that the circuit could be operated and switched in both directions of buck and boost circuit modes.