Thiết kế bộ biến đổi DCDC Buck

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN BỘ BIẾN ĐỔI DC DC 1 Tổng quan về về bộ biến đổi 1 chiều dc dc 1 1 Nguồn xung kiểu Buck 1 2 Nguồn xung kiểu Boot 1 3 NGUỒN XUNG KIỂU FLYBACK 1 4 NGUỒN XUNG KIỂU PUSH PULL CHƯƠNG 2 CHỌN VÀ PHÂN TÍCH MẠCH LỰC 1 Cấu trúc mạch lực 1 1 1 Tính toán cuộn cảm L 1 1 2 Tính toán tụ C đầu ra 1 1 3 Chọn van bán dẫn 1 1 4 Thiết kế cuộn cảm dung phương pháp Kg CHƯƠNG 3 CHỌN VÀ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỀU KHIỂN 1 Nguyên lý chung của bang xung một chiều 2 Điều khiển theo phương pháp điều chỉnh độ rộng.

CHƯƠNG TỔNG QUAN BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC………………… Tổng quan về biến đổi chiều dc-dc…………………… 1.1 Nguồn xung kiểu : Buck……………………………………… 1.2 Nguồn xung kiểu : Boot……………………………………… 1.3 NGUỒN XUNG KIỂU FLYBACK…………………………… 1.4 NGUỒN XUNG KIỂU PUSH-PULL………………………… CHƯƠNG CHỌN VÀ PHÂN TÍCH MẠCH LỰC…………………… Cấu trúc mạch lực 1.1.1 Tính tốn cuộn cảm L………………………………………… 1.1.2 Tính tốn tụ C đầu ra…………………………………………… 1.1.3 Chọn van bán dẫn……………………………………………… 1.1.4 Thiết kế cuộn cảm dung phương pháp Kg…………………… CHƯƠNG 3.CHỌN VÀ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỀU KHIỂN…………… Nguyên lý chung bang xung chiều…………………… Điều khiển theo phương pháp điều chỉnh độ rộng xung PWM 2.1 Phát xung chủ đạo tạo điện áp cưa………………… 2.2 Tạo cưa tuyến tính hai cực tính……………………… 2.3 Khuếch đại xung (Drive)…………………………………… 2.4 BXMC không đảo chiều theo phương pháp PWM………… CHƯƠNG MÔ PHỎNG……………………………………………… ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ ỨNG DỤNG Đề tài : Thiết kế biến đổi DC-DC Buck để nạp acqui từ panel PV với yêu cầu sau: Vin = 17 V Vout = 12V ILoad = 2A fsw= 100kHz ( tần số chuyển mạch) Iripple = 0.3 × IL Trình bày cấu trúc mạch lực nguyên tắc phát xung điều khiển Tính chọn giá trị danh định lựa chọn cụ thể (nhà SX, mã sản phẩm) tất phần tử mạch: Van bán dẫn, tụ điện, điện cảm,… theo thông số kỹ thuật yêu cầu Xây dựng chương trình mơ biến đổi kiểm chứng thiết kế Chương Tổng quan biến đổi DC – DC Chương Chọn phân tích mạch lực + Cấu trúc mạch lực + Thiết kế, tính tốn lựa chọn phần tử mạch lực Chương Chọn phân tích mạch điều khiển + Cấu trúc mạch điều khiển + Thiết kế, tính toán lựa chọn phần tử mạch điều khiển Chương Mô mạch động lực mạch điều khiển ( phần mềm matlab, Psim, Proteus…) Yêu cầu: Phát đề: Hướng dẫn đồ án: Kiểm tra tiến độ: Hỏi đồ án lần 1: [Date] Lớp trưởng gọi GV thống ngày báo cho lớp Điểm đồ án có điểm sau: điểm q trình điểm hỏi đồ án, điểm đồ án Mỗi SV 01 đồ án đánh máy không giống Tổ Điều khiển Tự Động Hóa Giáo viên hướng dẫn Võ Thu Hà [Date] CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN BỘ BIẾN ĐỔI DC-DC 1.Tổng quan về biến đổi chiều dc-dc Ngày nay, biến đổi sử dụng hệ thống thông dụng hiệu suất va chất lượng điện áp Các biến đổi điện áp chiều biến đổi sử dụng nhiều Trong đó, biến đổi giảm áp (Buck Converter) cho điện áp đầu giảm so với điện áp đầu vào Nó ứng dụng rộng rãi nhiều thiết bị hay hệ thống khác như: cấp nguồn cho máy tính laptop, sạc điện thoại, nạp pin từ lượng mặt trời… Như biết nguồn điện phần quan trọng mạch điện hay hệ thống điện Nguồn điện ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động mạch hay hệ thống Đối với mạch điện hay hệ thống cần địi hỏi nguồn đầu vào khác từ nguồn đầu vào cố định hay có sẵn Nguồn DC sử dụng rộng rãi sử dụng hầu hết mạch điện hay hệ thống điện Nhưng để sử dụng nguồn DC vào hệ thống nguồn DC cần phải biến đổi thành nguồn DC khác hay nhiều nguồn DC cung cấp cho hệ thống Ví dụ có nguồn đầu vào 12V mà hệ thống chạy tới 100V lúc phải biến đổi điện áp từ 12V lên 100V để chạy hệ thống Hiện nguồn xung hay nói cách khác nguồn biến đổi DCDC sử dụng phổ biến hầu hết mạch điện hệ thống điện tự động Với ưu điểm khả cho hiệu suất đầu cao, tổn hao thấp, ổn định điện áp đầu đầu vào thay đổi, cho nhiều đầu với đầu vào… Nguồn xung có nhiều loại khác chia thành nhóm nguồn : Cách ly khơng cách ly * Nhóm nguồn không cách ly : + Boot + Buck + Buck - Boot * Nhóm nguồn cách ly : [Date] + flyback + Forward + Push-pull + Half Bridge + Mỗi loại nguồn có ưu nhược điểm khác Nên tùy theo yêu cầu nguồn mà ta chọn kiểu nguồn xung Sau nguyên tắc hoạt động nguồn nói nguồn hay dùng thực tế : 1.1 Nguồn xung kiểu : Buck Đây kiểu biến đổi nguồn cho điện áp đầu nhỏ so với điện áp đầu vào tức Vinout Xét mạch nguyên lý sau : [Date] Mạch có cấu tạo nguyên lý đơn giản dùng van đóng cắt nguồn điện phần lọc đầu Điện áp đầu điều biến theo độ rộng xung Khi " Switch On" đóng tức nối nguồn vào mạch lúc dịng điện qua cuộn cảm dòng điện cuộn cảm tăng lên, thời điểm tụ điện nạp đồng thời cung cấp dòng điện qua tải Chiều dịng điện chạy theo hình vẽ Khi " Swith Off" mở tức ngắt nguồn khỏi mạch Khi cuộn cảm tích lũy lượng từ trường tụ điện điện tích lũy trước phóng qua tải Cuộn cảm có xu hướng giữ cho dịng điện khơng đổi giảm dần Chiều dòng điện thời điểm hình vẽ Q trình đóng cắt liên tục tạo tải điện áp trung bình theo luật băm xung PWM Dòng điện qua tải dạng xung tam giác đảm bảo cho dòng liên tục qua tải Tần số đóng cắt cao để đảm bảo triệt nhiễu công suất cho mạch Van công suất thường sử dụng van Transitor tốc độ cao, Mosfet hay IGBT Điện áp đầu tính sau: Vout = Vin * (ton/(ton+toff) = Vin* D ( với D độ rộng xung %) Với ton, toff thời gian mở thời gian khóa van Đối với kiểu nguồn Buck cho cơng suất đầu lớn so với công suất đầu vào sử dụng cuộn cảm, tổn hao cơng suất thấp Do nên nguồn buck sử dụng nhiều mạch giảm áp nguồn DC ví dụ từ điện áp 17V DC mà muốn hạ xuống 12V DC dùng nguồn Buck hợp lý [Date] 1.2 Nguồn xung kiểu : Boot Kiểu dạng nguồn xung cho điện áp đầu lớn điện áp đầu vào : Vin < Vout Xét mạch nguyên lý sau : Mạch có cấu tạo nguyên lý đơn giản Cũng dùng nguồn đóng cắt, dùng cuộn cảm tụ điện Điện áp đầu phụ thuộc vào điều biến độ rộng xung giá trị cuộn cảm L Khi “Swich On” đóng lại dịng điện cuộn cảm tăng lên nhanh, dòng điện qua cuộn cảm qua van xuống đất Dịng điện khơng qua diode tụ điện phóng điện cung cấp cho tải Ở thời điểm tải cung cấp tụ điện Chiều dòng điện hình vẽ Khi “Switch Off” mở lúc cuối cuộn dây xuất với điện áp điện áp đầu vào Điện áp đầu vào với điện áp cuộn cảm qua diode cấp cho tải đồng thời nạp cho tụ điện Khi điện áp đầu [Date] lớn điện áp đầu vào, dòng qua tải cấp điện áp đầu vào Chiều dòng điện hình vẽ! Điện áp tải cịn phụ thuộc giá trị cuộn cảm tích lũy lượng điều biến độ rộng xung (điều khiển thời gian on/off) Tần số đóng cắt van cao hàng Khz để triệt nhiễu công suất tăng công suất đầu ra.Dịng qua van đóng cắt nhỏ dịng đầu ra.Van công suất thường Transior tốc độ cao, Mosfet hay IGBT… Diode diode xung, công suất Công thức tính thơng số đầu nguồn Boot sau : Ipk = x Iout,max x (Vout / Vin,min) Tdon = (L x Ipk) / (Vout – Vin) Điện áp đầu tính sau : Vout = ((Ton / Tdon) + 1) x Vin Với : Ton thời gian mở Van Ipk dịng điện đỉnh Trong nguồn Boot điện áp đầu lớn so với điện áp đầu vào cơng suất đầu vào phải lớn so vói công suất đầu Công suất đầu phụ thuộc vào cuộn cảm L.Hiệu suất nguồn Boot cao nên dùng nhiều mạch nâng áp truyền trực tiếp nên cơng suất lớn Ví dụ mạch biến đổi từ nguồn 12VDC lên 310VDC chả hạn Nguồn Boot có chế độ: Chế độ không liên tục: Nếu điện cảm cuộn cảm q nhỏ, chu kỳ đóng cắt, dòng điện tăng dần nạp lượng cho điện cảm giảm dần, phóng lượng từ điện cảm sang tải Vì điện cảm nhỏ nên lượng điện cảm nhỏ, nên hết chu kỳ, lượng [Date] điện cảm giảm đến Tức chu kỳ dòng điện tăng từ đễn max giảm Chế độ liên tục: Nếu điện cảm lớn, dịng điện chu kỳ điện cảm khơng thay đổi nhiều mà dao động quanh giá trị trung bình.Chế độ liên tục có hiệu suất chất lượng nguồn tốt nhiều chế độ không liên tục, địi hỏi cuộn cảm có giá trị lớn nhiều lần 1.3 Nguồn xung kiểu FLYBACK Đây kiểu nguồn xung truyền công suất dán tiếp thông qua biến áp Cho điện áp đầu lớn hay nhỏ điện áp đầu vào Từ đầu vào cho nhiều điện áp đầu Sơ đồ nguyên lý sau : Mạch có cấu tạo van đóng cắt biến áp xung Biến áp dùng để truyền công suất từ đầu vào cho đầu Điện áp đầu phụ thuộc vào băm xung PWM tỉ số truyền lõi Như biết có dịng điện biến thiên tạo từ thông tạo sức điện động cảm ứng cuộn dây biến áp Do [Date] điện áp chiều nên dịng điện khơng biến thiên theo thời gian ta phải dùng van đóng cắt liên tục để tạo từ thông biến thiên Khi “Switch on ” đóng dịng điện cuộn dây sơ cấp tăng dần lên Cực tính cuộn dây sơ cấp có chiều hình vẽ bên cuộn dây thứ cấp sinh điện áp có cực tính dương hình vẽ Điện áp sơ cấp phụ thuộc tỷ số cuộn dây sơ cấp thứ cấp Lúc diode chặn nên tải cung cấp tụ C Khi “Switch Off” mở Cuộn dây sơ cấp điện đột ngột lúc bên thứ cấp đảo chiều điện áp qua Diode cung cấp cho tải đồng thời nạp điện cho tụ Trong mơ hình nguồn xung nguồn Flybach sử dụng nhiều tính linh hoạt nó, cho phép thiết kế nhiều nguồn đầu với nguồn đầu vào kể đảo chiều cực tính Các biến đổi kiểu Flyback sử dụng rộng rãi hệ thống sử dụng nguồn pin acqui, có nguồn điện áp vào để cung cấp cho hệ thống cần nhiều cấp điện áp(+5V,+12V,-12V) với hiệu suất chuyển đổi cao.Đặc điểm quan trọng biến đổi Flyback pha(cực tính) biến áp xung biểu diễn dấu chấm cuộn sơ cấp thứ cấp (trên hình vẽ) Cơng thức tính tốn cho nguồn dùng Flyback Vout=Vin x (n2/n1) x (Ton x f) x (1/(1-(Ton x f))) với : n2 = cuộn dây thứ cấp biến áp n1 = Cuộn dây sơ cấp biến áp Ton = thời gian mở Q1 chu kì f tần số băm xung (T=1/f = (Ton + Toff)) Nguồn xung kiểu Flyback hoạt động chế độ : Chế độ liên tục (dịng qua thứ cấp ln > 0) chế độ gián đoạn (dịng qua thức cấp ln 0) 10 [Date] ��(�) = −�(�) (2.5) Với v(t) ≈ V thì: ��(�) = −� (2.6) Suy : (2.7) Hình 2.3 Đồ thị dòng điện qua cuộn cảm theo thời gian Dịng điện qua cuộn cảm miêu tả Hình 2.3, ta thấy dịng điện ����� = � + ∆��, ∆�� độ gợn (độ dao động) dòng điện qua cuộn cảm Nên độ gợn peak-to-peak 2∆�� : (2.8) Suy ra: L (2.9) Với giá trị ∆�� thường chọn khoảng 10 ÷ 20%���� Ta chọn: ∆�� = 10%���� = 0,2A 15 [Date] Hệ số đóng cắt van đóng cắt: D= (2.10) Thay thông số từ yêu cầu vào L= , ta tính giá trị cuộn cảm sau : 1.1.2 Tính tốn tụ C đầu Tính tốn giá trị điện dung C tụ điện Lượng điện tích tụ tính theo cơng thức [1]: (change in charge) = C (change in voltage) (2.12) q = C(2∆�) (2.13) hay Từ q = C(2∆�) hay ta được: (2.15) Hay C= (2.16) Chọn độ dao động điện áp: ∆� = 1%V = 1%.12 = 0,12 V Thay thông số từ yêu cầu vào Suy ra: C = (2.16), ta tính giá trị điện dung tụ điện sau : C= Chọn tụ điện theo catologe nhà sản xuất: C = 4700 µ� (chọn theo kinh nghiệm 16 [Date] 1.1.3 Chọn van bán dẫn Van đóng cắt Chọn van IGBT IGBT kết hợp khả đóng cắt nhanh MOSFET khả chịu tải lớn transistor thường Mặt khác IGBT phần tử điều khiển điện áp, công suất điều khiển yêu cầu cực nhỏ Diode Chọn loại diode tần số cao Schottky SB540 chịu dòng 5A điện áp 40V 1.1.4 Thiết kế cuộn cảm dung phương pháp Kg[1] Hình 2.6 Hình dạng lõi thép cuộn kháng Với L= 87µF tính tốn trên, tính tốn hệ số Kg (c Giả sử: R=1Ω Với thông số : p = 1,724.106 (chọn dây đồng) 17 [Date] Imax =2A Bmax =0,25 T Ku =0,6 Thay vào (2.18) ta :Kg≈ 1,39818.10−3 CHƯƠNG 3: CHỌN VÀ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỀU KHIỂN Băm xung chiều (BXMC) thiết bị dùng để thay đổi điện áp chiều tải từ nguồn điện áp chiều cố định BXMC ứng dụng để điều chỉnh tốc độ động điện chiều, tạo nguồn ổn áp dải rộng 1.Nguyên lý chung băng xung chiều Nguyên lý băm xung chiều mơ tả hình 3.1 Giữa nguồn chiều E tải Rt van Tr làm việc khóa điện tử, hoạt động BXMC cho van đóng cắt theo chu kỳ với quy luật:  Trong khoảng thời gian - t0 , cho van dẫn, điện áp rơi tải Ut có giá trị điện áp nguồn Ut = E  Từ t0 - t1, van Tr không dẫn (mạch hở), tải bị ngắt khỏi nguồn nên Ut = Để đóng cắt điện áp nguồn người ta thường dùng khóa điện tử cơng suất có đặc tính tương ứng với khóa lý tưởng, tức khóa dẫn điện (đóng) điện trở khơng đáng kể, cịn khóa bị ngắt (mở ra) điện trở lớn vơ (điện áp tải 0) 18 [Date] Hình 3.1 Nguyên lý bang xung chiều (BXMC) Như giá trị trung bình điện áp tải là: γE (3.1) Trong đó: t0 - thời gian khóa K đóng, γ - tham số điều chỉnh, T - chu kỳ đóng cắt van Biểu thức (3.1) cho thấy điều chỉnh điện áp cách thay đổi tham số γ Việc điều chỉnh điện áp cách “băm” điện áp chiều E thành “xung” điện áp đầu nên thiết bị có tên gọi “Băm xung áp chiều – BXMC” 37 Có hai phương pháp cho phép thay đổi tham số γ là: 1.1 Thay đổi thời gian t0, giữ chu kỳ T, ta dùng cách thay đổi độ rộng xung điện áp tải trình điều chỉnh, nên cách gọi phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) (Pulse Width Modulation) 1.2 Thay đổi chu kỳ T, cịn giữ thời gian t0 khơng đổi Cách ngược lại với cách trên, độ rộng xung điện áp tải giữ nguyên, mà thay đổi tần số lặp lại xung này, gọi phương pháp xung – tần Phương pháp không thuận lợi phải điều chỉnh điện áp dải rộng, tần số biến thiên nhiều làm thay đổi mạnh giá trị trở kháng mạch có chứa điện cảm tụ điện nên khó tính tốn thiết kế, hệ thống điều chỉnh kín lúc mạch thuộc hệ có tham số biến đổi Vì phương pháp dùng phạm vi điều chỉnh hẹp thực tế sử dụng 19 [Date] Ta thấy khóa điện tử Tr làm việc van bán dẫn, BXMC có nhiều ưu điểm như: Hiệu suất cao tổn hao cơng suất biến đổi không đáng kể so với biến đổi liên tục, tổn hao van bán dẫn nhỏ  Độ xác cao chịu ảnh hưởng nhiệt độ mơi trường yếu tố điều chỉnh thời gian đóng khóa Tr mà khơng phải mà giá trị điện trở phần tử điều chỉnh điều chỉnh liên tục kinh điển  Kích thước gọn nhẹ Tuy nhiên BXMC có nhược điểm là:  Cần có lọc đầu ra, làm tăng qn tính điều chỉnh  Tần số đóng cắt lớn gây nhiễu cho thiết bị xung quanh Các BXMC chia thành băm xung không đảo chiều băm xung có đảo chiều dịng tải Chương em chọn phân tích Băm xung chiều nối tiếp (Buck-giảm áp) Nên chương em chọn phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) (Pulse Width Modulation) , phương pháp đơn giản nhiều so với phương pháp Xung –Tần Điều khiển theo phương pháp điều chỉnh độ rộng xung PWM Phương pháp thực băm xung với tần số không đổi f=const, điện áp tải thay đổi nhờ điều chỉnh độ rộng khoảng dẫn van to= var Để thực điều sử dụng sơ đồ cấu trúc hình 3.9a, cịn hình 3.9b đồ thị minh họa ngun lý hoạt động Chức khâu Khâu phát xung chủ đạo nhằm tạo dao động với tần số cố định nhằm đảm bảo điều kiện băm xung với tần số không đổi Khâu tạo điện áp cưa theo tần số khâu phát xung chủ đạo, đồng thời đảm bảo phạm vi điều chỉnh tối đa tham số  Khâu so sánh tạo xung: So sánh điện áp cưa urc với điện áp điều khiển uđk , điểm cân chúng điểm t0 Do điện áp điều khiển thay đổi làm thay đổi t0 thay đổi tham số điều chỉnh 20 [Date] γ Điện áp khâu có dạng xung tương ứng với giai đoạn van lực Tr dẫn Khâu khuếch đại công suất nhằm tăng công suất xung tạo khâu so sánh, đồng thời phải thực ghép nối với van lực theo tính chất điều khiển van lực 2.1 Phát xung chủ đạo tạo điện áp cưa Nguyên tắc điều khiển kiểu PWM dùng khâu Hai khâu có quan hệ chặt chẽ với nhau, tương tự khâu tạo điện áp cưa điều khiển chỉnh lưu phụ thuộc vào xung nhịp đồng Hoạt động chúng giống tính chất điện áp nhau: cưa Điều khác biệt chỗ, chỉnh lưu tần số xung nhịp phụ thuộc vào nguồn điện áp xoay chiều lưới điện, với hệ băm xung tần số thân mạch điều khiển định khơng có quan hệ với tần số lưới điện 40 Có hai dạng cưa hay dùng: cưa tuyến tính cực tính, cưa tam giác hai cực tính 2.2.Tạo cưa tuyến tính hai cực tính Thơng dụng sơ đồ hình 3.12, cho phép tạo đầu OA2 điện áp cưa có hình tam giác cân, đầu OA1 dao động điện áp xung chữ nhật Thơng dụng sơ đồ hình 3.12, cho phép tạo đầu OA2 điện áp cưa có hình tam giác cân, đầu OA1 dao động điện áp xung chữ nhật OA1 mạch lật kiểu trigơ Schmitt, đầu có hai trạng thái tối đa tương ứng hai giá trị cực đại ±Um Nếu dùng cụm hai diode ổn áp đấu nối tiếp Dz1, Dz2 Um=(UDz+0,7), khơng dùng thơng thường Um=Ubh OA Cụm diode ổn áp có tác dụng chống bão hịa sâu cho OA để phản ứng nhanh giảm thời gian trễ lật trạng thái, cần dùng phải tạo dao động tần số cao 21 [Date] Hình 3.12 Sơ đồ tạo xung tam giác hai cực tính OA2 mạch tích phân đảo dấu quen thuộc, đầu vào có đảo dấu có giá trị khơng đổi nên tích phân cho giá trị tuyến tính Sự biến thiên đầu OA2 thông qua điện trở R3 tác dụng đến cửa (+) OA1, điện cửa đến không làm trigơ lật sang trạng thái đổi dấu điện áp đầu Lập tức tích phân đảo chiều biến thiên mạch bắt đầu với quy trình ngược giai đoạn trước… Phân tích cho thấy ngưỡng để tích phân đảo hướng có giá trị gọi điện áp ngưỡng Ung bằng: Ung= Giá trị biên độ điện áp tam giác Ưu điểm dạng cịn chỗ khơng cần khoảng phục hồi, thời gian cưa lên xuống thời gian làm việc, cho phép đảm bảo phạm vi điều chỉnh tối đa γ=(0÷1) Do cần điều chỉnh vậy, BXMC không đảo chiều dùng cưa tam giác 22 [Date] 2.3.Khuếch đại xung (Drive) Khối khuếch đại xung cho transistor BXMC phức tạp so với khối khuếch đại xung cho thyristor, điều do: - Thyristor phần tử bán điều khiển nên cần xung ngắn để van mở ra, sau khơng cần giữ xung Với độ rộng xung điều khiển vài chục micro giây việc truyền xung ngắn cách ly thực đơn giản biến áp xung thơng thường mà khơng có u cầu đặc biệt - Transistor phần tử điều khiển hoàn toàn, để mở van cần xung điều khiển, xung phải tồn chừng van phải dẫn, tức độ rộng xung điều khiển phụ thuộc vào thời gian dẫn van Nếu điện áp phần lực thấp (dưới vài chục volt), không cần cách ly với mạch điều khiển dễ dàng thực yêu cầu Tuy nhiên điện áp mạch lực cao buộc phải cách ly với mạch điều khiển việc truyền xung cơng suất cách ly có độ rộng lớn khó khăn, vì: + Nếu dùng biến áp xung đảm bảo cách ly, song biến áp có tính chất vi phân nên làm giảm dần biên độ công suất xung theo thời gian, khơng đảm bảo mở tốt van suốt thời gian phải dẫn khu vực tần số làm việc kHz Cần phải có biện pháp phức tạp để khắc phục nhược điểm + Nếu dùng phương pháp cách ly phần tử quang cho phép truyền cách ly xung có độ rộng tùy ý, song phần tử quang truyền thơng tin mà khơng có khả truyền cơng suất Lúc buộc phải có thêm nguồn cơng suất sau phần cách ly để thực tăng công suất đủ mở van, mạch phức tạp có nhiều nguồn, mặt khác làm tăng kích thước tổn hao thiết bị Hiện hai kiểu nghiên cứu, chế tạo để ứng dụng thực tế, nhiên phương pháp thứ hai dễ thực hơn, trọng cách Những vấn đề cho thấy khối khuếch đại xung phức tạp gồm nhiều khâu gộp thành, thường chia thành ba khu vực chức hình 3.13 23 [Date] Hình 3.13 Cấu trúc khối khuếch đại xung Khâu cách ly phần tử quang nhằm truyền thông tin thời gian mở khóa van, thường sử dụng hai loại diode – transistor diode – diode có khuếch đại sơ Khâu phối hợp thông tin xung mở - khóa van khâu khuếch đại cơng suất, có nhiệm vụ tạo dạng xung phù hợp theo yêu cầu van lực cụ thể Một số mạch khâu hình 3.14, cho ta thấy chúng đơn giản tầng khuếch đại trung gian dùng transistor chế độ khóa Vì cách tính tốn tn thủ luật đóng/ngắt transistor Hình 3.14 Một số mạch phối hợp xung 24 [Date] Khâu khuếch đại công suất với chức đơn giản tăng cơng suất dạng xung hình thành khâu trước Hiện nhiều hãng cơng nghiệp chế tạo sẵn số mạch điều khiển sơ van “Drive” cho loại transistor, chúng có khả điều khiển trực tiếp van với dòng xấp xỉ 100A, sử dụng van lớn cần bổ xung phần tăng công suất cho đủ yêu cầu 2.4.BXMC khơng đảo chiều theo phương pháp PWM Hình 3.31 nguyên lý mạch điều khiển van lực IGBT BXMC không đảo chiều theo phương pháp PWM (độ rộng xung) hệ hở, mạch gồm:  Khâu phát xung chủ đạo có tần số khơng đổi tạo điện áp cưa dạng xung tam giác có dịch điện áp để chuyển từ điện áp hai cực tính thành cực tính lên dùng khuếch đại thuật tốn  Khâu tạo điện áp điều khiển  Khâu so sánh hai cửa OA3, tạo xung PWM Hình 3.31 Sơ đồ điều khiển van lực IGBT băm xung chiều khơng đảo chiều hệ hở 25 [Date] Hình 3.32 Giản đồ điện áp hình 3.31 CHƯƠNG 4: MƠ PHỎNG 26 [Date] - Sơ đồ mô 10k 12 0.7 0.7 22n 10 50 -12 V Ufx 12K Utg 14k -10 12 V 10K 10K 10 V Urc V -10 Uss Udk 10 V Lt Vg 0.00009 17 V A V 0.00005 Rt -Kết mô 27 [Date] => Từ kết mơ cho thấy tốn đạt yêu cầu 28 [Date] -Kết luận Sau thời gian thực với nhiều cố gắng nỗ lực với tận tình hướng dẫn Võ Thu Hà, đồ án hoàn thành thời gian quy định Để thực yêu cầu trên, em tìm hiều mạch nghịch lưu, chỉnh lưu nhiều vấn đề khác có liên quan đến đề tài Qua trình thực đồ án, em phần hình dung trình để đưa sản phẩm có ứng dụng thực tiễn Đó kinh nghiệm tự rút ra, trải nghiệm thực hành học hỏi nhiều điều hướng dẫn tận tình giáo hướng dẫn Và tạo sở, tảng để em thực đồ án tốt nghiệp sau 29 [Date] ... đề: Hướng dẫn đồ án: Kiểm tra tiến độ: Hỏi đồ án lần 1: [Date] Lớp trưởng gọi GV thống ngày báo cho lớp Điểm đồ án có điểm sau: điểm trình điểm hỏi đồ án, điểm đồ án Mỗi SV 01 đồ án đánh máy không... so sánh hai cửa OA3, tạo xung PWM Hình 3.31 Sơ đồ điều khiển van lực IGBT băm xung chiều khơng đảo chiều hệ hở 25 [Date] Hình 3.32 Giản đồ điện áp hình 3.31 CHƯƠNG 4: MƠ PHỎNG 26 [Date] - Sơ đồ. .. hướng dẫn Võ Thu Hà, đồ án hoàn thành thời gian quy định Để thực yêu cầu trên, em tìm hiều mạch nghịch lưu, chỉnh lưu nhiều vấn đề khác có liên quan đến đề tài Qua trình thực đồ án, em phần hình