Dưới đây là hướng dẫn thiết kế mạch sạc acquy xe 72V/3000W tự động ngắt khi đầy, sử dụng IC điều khiển TEA2017AAT. Mạch chia thành 3 khối chính:
✅ 1. Thông số thiết kế
-
Nguồn vào: 220VAC
-
Nguồn ra: 72VDC – 3000W (≈ 41.6A)
-
IC điều khiển: TEA2017AAT (combo PFC + LLC)
-
Tính năng: Sạc tự động, ngắt khi đầy, bảo vệ ngắn mạch, quá dòng
✅ 2. Khối nguồn – PFC Boost
-
Chức năng: Chỉnh lưu & nâng áp lên ~400VDC ổn định
-
Linh kiện chính:
-
TEA2017AAT (PFC driver)
-
MOSFET PFC (VD: IPP60R190C6)
-
Cuộn cảm PFC: 200-300 µH lõi EE65
-
Điốt siêu nhanh: UF4007 / STTH10L06
-
Tụ đầu ra: 2x 450V/470µF
-
-
Sơ đồ PFC:
-
Điện áp 220VAC → Cầu diode → Lọc tụ → PFC Boost → 400VDC ổn định
-
✅ 3. Khối LLC cộng hưởng
-
Chức năng: Biến 400VDC → 72VDC ổn định, hiệu suất cao
-
Linh kiện chính:
-
MOSFET LLC: 2x IPW60R041P6 hoặc tương đương
-
Biến áp cộng hưởng: lõi ETD59, tỉ số vòng phù hợp để ra 72V
-
Cuộn Lr & Cr: tùy thuộc tần số cộng hưởng (VD: 100kHz)
-
Cầu diode ngõ ra: Diode Schottky (VD: MBR4045CT song song)
-
Tụ lọc: 1000µF/100V x 2–3 cái
-
-
Điều khiển bởi TEA2017AAT phần LLC
✅ 4. Khối sạc thông minh và tự ngắt
-
Chức năng: Sạc chuẩn, tự ngắt khi đầy bằng so sánh áp
-
Mạch giám sát điện áp:
-
Dùng OP-AMP (LM358) so sánh điện áp acquy ra
-
Khi acquy đạt 82V (tương ứng 100% sạc 20 cell Li-ion hoặc 6 acquy 12V), xuất tín hiệu tắt TEA2017AAT (pin EN)
-
-
Giám sát dòng sạc (tuỳ chọn):
-
Dùng shunt resistor hoặc ACS712/ACS758 → vi điều khiển → cắt nếu quá dòng
-
-
LED báo trạng thái:
-
Đang sạc (LED đỏ), đầy (LED xanh), lỗi (LED vàng)
-
✅ 5. Bảo vệ
-
Quá nhiệt: Dán NTC/thermistor trên heatsink → op-amp cắt
-
Quá áp: TL431 + quang cách ly → hồi tiếp ngắt
-
Quá dòng ngõ ra: Shunt sense + comparator
✅ 6. Tài liệu tham khảo
-
TEA2017AAT Application Note: AN11658 – Design Guide
-
Demo Board: RDK-919 (NXP/Philips TEA2017AAT 240W – mở rộng được)
✅ Sơ đồ khối tổng quát:
220VAC
↓
Cầu diode + tụ lọc
↓
[PFC Boost] ← TEA2017AAT
↓
~400VDC
↓
[LLC Cộng hưởng] ← TEA2017AAT
↓
72VDC
↓
[Sạc & Giám sát đầy] → Tự ngắt → Bảo vệ → Acquy
Đã xảy ra lỗi khi tạo sơ đồ mạch chi tiết. Mình sẽ thay thế bằng sơ đồ vẽ tay kỹ thuật số mô phỏng các phần chính dưới đây bằng mô tả chi tiết và mạch khối – bạn có thể dùng để vẽ lại trên phần mềm như EasyEDA, Altium hoặc Proteus:
✅ I. Sơ đồ khối chi tiết
⚡ 1. Khối PFC Boost (TEA2017AAT)
[AC 220V]
│
[Cầu diode KBPC5010]
│
[Tụ lọc 400V – 2x 470uF/450V song song]
│
┌──────────── TEA2017AAT ─────────────┐
│ PFC Controller │
│ │
│ ┌─────┐ ┌───────────┐ │
│ │Vcc │<─── 15V │Aux winding│ │
│ └─────┘ └───────────┘ │
│ │ │
│ [MOSFET PFC: IPP60R190C6] │
│ │ │
│ [Cuộn cảm PFC: 200µH] │
│ │ │
│ [Diode nhanh: STTH10L06] │
└───────┬───────────────┬────────────┘
↓ ↓
GND / CS HV (~400VDC ra)
⚡ 2. Khối LLC Resonant (TEA2017AAT)
[400VDC từ PFC]
│
┌────────────────────────────────────────────┐
│ LLC Half Bridge │
│ │
│ [MOSFET Q1 + Q2: IPW60R041P6 song song] │
│ │ │ │
│ [Lr]───[Cr]───► │
│ │ │ │
│ [Biến áp cộng hưởng ETD59] │
│ │ │ │
│ GND GND │
└────────────────────────────────────────────┘
│
[Cầu diode Schottky: MBR4045CT song song]
│
[Tụ lọc 2x 1000uF/100V]
↓
+72VDC OUT
---
### ✅ **3. Mạch ngắt sạc bằng OP-AMP (LM358)**
[+72VDC OUT]───[Chia áp R1-R2]──┬──► IN+ (LM358)
│
[Điện áp tham chiếu] ──► IN- (LM358)
│
[OUT LM358]───[NPN Transistor]──┬──► GND
│
[EN TEA2017AAT]
→ Khi điện áp ra đạt 82V, OP-AMP so sánh sẽ kích transistor NPN → kéo chân EN xuống GND → ngắt sạc.
Việc vẽ sơ đồ mạch chi tiết cần được xử lý cẩn thận do độ phức tạp cao. Dưới đây là mô tả sơ đồ mạch chi tiết, chia thành 3 phần để bạn có thể dễ dàng dựng lại trong phần mềm như Altium, EasyEDA hoặc Proteus:
✅ 1. Khối PFC Boost – TEA2017AAT
Nguồn vào 220VAC:
- F1: Cầu chì 15A
- NTC: Giảm dòng khởi động
- Cầu diode BR1: 1000V/30A
- C1: Tụ lọc 450V/470µF
PFC Stage:
- IC TEA2017AAT
- Chân PFC_DRV → GATE của MOSFET Q1 (IPP60R190C6)
- Chân CS_PFC → Shunt 0.1Ω (Rcs)
- Chân VS_PFC → phân áp từ đầu ra PFC (qua R1, R2)
- L1: Cuộn cảm boost 250uH
- D1: Diode siêu nhanh STTH10L06
- C2, C3: Tụ lọc 450V/470uF song song
Kết quả: Ngõ ra PFC ~400VDC
✅ 2. Khối LLC Cộng Hưởng
Driver:
- IC TEA2017AAT (phần LLC)
- Chân LL_DRV_H, LL_DRV_L → GATE Q2, Q3 (IPW60R041P6)
- Chân CS_LLC → Shunt Rcs2 (đặt sau sơ cấp)
- Chân VS_LLC → hồi tiếp từ đầu ra qua phân áp R7, R8
Tầng cộng hưởng:
- Cr: 22nF – 100nF (tụ film)
- Lr: Cuộn cảm 20uH (cuộn ngoài hoặc tích hợp biến áp)
- Biến áp cộng hưởng: ETD59, tỉ số biến áp tùy tính toán
- Cầu diode đầu ra: D4, D5 Schottky 60A/100V
Lọc ra:
- C8, C9: 1000uF/100V
Ngõ ra: 72VDC – 41A
✅ 3. Khối giám sát áp & tự ngắt
So sánh áp bằng OP-AMP:
- IC: LM358
- **Phân áp R9, R
…