Mạch tăng áp DCDC từ 5V lên 10V or 12V sử dụng pin năng lượng mặt trời.

KHOA ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ BÁO CÁO NỘI DUNG ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN (PHẦN PHÂN TÍCH THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG) ĐỀ TÀI Mạch tăng áp DC DC từ 5V lên 10V or 12V sử dụng pin năng lượng mặt trời SINH VIÊ.

KHOA ĐIỆN TỬ BỘ MÔN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ BÁO CÁO NỘI DUNG ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN (PHẦN PHÂN TÍCH THIẾT KẾ VÀ MƠ PHỎNG) ĐỀ TÀI: Mạch tăng áp DC-DC từ 5V lên 10V or 12V sử dụng pin lượng mặt trời SINH VIÊN THỰC HIỆN: Nguyễn Văn Hiếu GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN:T.S Trần Đình Thơng MÃ SINH VIÊN: 2019605152 Hà Nội, 2021 A,Yêu cầu thiết kế Yêu cầu đặt thiết kế mạch tang áp dc-dc thừ 5v lên 10V or 12V sử dụng pin lượng mặt trời Input: Vin= 5VDC Output: Vout= 10VDC Phân tích thiết kế Phương pháp 1: Thiết kế mạch tăng áp DC-DC từ 5V lên 10V or 12V sử dụng transistor BJT Ưu điểm Mạch đơn giản dễ làm, chi phí thấp Nhược điểm: Mạch có cơng suất thấp, tốc độ đóng cắt chậm, tiêu thụ lượng cao Phương pháp 2: Thiết kế mạch tăng áp DC-DC từ 5V lên 10V or 12V sử dụng Mosfet Ưu điểm Công suất lớn, đa dụng, tiêu thụ lượng thấp Nhược điểm Phức tạp hơn, chi phí cao hơn, tốc độ đóng cắt nhanh Phương pháp phù hợ phương pháp tối ưu có cơng suất cao hơn, thơng dụng hơn, đa dụng, tăng điện áp nhiều mức điện áp B, Xây dựng sơ đồ khối Sơ dồ khối tổng quát Bộ chuyển đổi điện áp DC-DC Nguồn Đầu (tải) Chức Khối Nguồn : cung cấp nguồn điện đầu vào Khối Mạch chuyển đổi điện áp DC-DC: mạch tăng áp dung để tang nguồn điện áp đầu vào Khối Đầu ra: nơi điện áp (lớn điện áp đầu vào) Sơ đồ khối chi tiết 1,Khối nguồn: PIN Mạch ổn áp ( sử dụng 7805) Giải thích : Pin: pin lượng mặt trời biến đổi ánh sang thành điện Mạch ổn áp: mạch sử dụng ic7805 để ổn định điện áp đầu vào 2,Khối mạch chuyển đổi DC-DC: Mạch tăng áp sử dụng mosfet(IRF520N) Bộ tạo xung Giải thích : Bộ tạo xung: tạo xung sử dụng ic555 cấp cho mosfet mạch tăng áp Mạch tăng áp: mạch chuyển đổi nguồn điện áp thấp lên thành nguồn điện áp cao 3, Khối nguồn Đầu (tải) Giải thích Là bóng đèn họa thiết bị điện C, Thiết kế sơ đồ nguyên lý 1, Sơ đồ mạch nguyên lý mạch tăng áp Nguyên lý hoạt động Hình minh họa hoạt động mạch khoảng thời gian sóng vng tần số cao mức cao đưa vào cực cửa MOSFET Trong khoảng thời gian MOSFET dẫn điện, làm cho đầu bên phải cuộn cảm L nối với cực âm nguồn điện Do đó, có dịng điện chạy cực dương âm nguồn điện qua cuộn dây L tăng dần từ giá trị ban đầu Cuộn dây tích lũy lượng dạng từ trường Hầu khơng có dịng điện chạy phần cịn lại mạch kết hợp D, C tải biểu thị trở kháng cao nhiều so với đường dẫn trực tiếp qua MOSFET dẫn điện mạnh Hình cho thấy đường dòng điện khoảng thời gian sóng vng đưa vào cực cửa MOSFET mức thấp Vì MOSFET bị tắt nhanh chóng nên dịng điện giảm đột ngột làm cho cuộn dây L tạo sức điện động ngược Cực tính điện áp cuộn dây L ngược chiều so với khoảng thời gian MOSFET dẫn, để dòng điện chạy qua Điều dẫn đến hai điện áp, điện áp cung cấp VIN điện áp VL cuộn dây nối tiếp với Điện áp cao (VIN + VL) phân cực thuận cho diode D Dòng điện tạo chạy qua D nạp điện cho tụ điện C đến giá trị VIN + VL trừ điện áp D, đồng thời cung cấp cho tải Hình cho thấy hoạt động mạch MOSFET dẫn điện trở lại sau giai đoạn khởi động ban đầu Mỗi MOSFET dẫn, điện cực cathode diode D dương điện cực anode, điện áp C Do đó, diode D tắt nên ngõ mạch bị cách ly với ngõ vào, nhiên tải tiếp tục cung cấp điện áp VIN + VL từ điện áp tụ điện C Mặc dù tụ điện C xả điện qua tải làm cho điện áp tụ giảm thời gian này, tụ điện C sạc điện trở lại MOSFET dẫn, trì điện áp ngõ tải gần ổn định 2,Thơng số mạch Nguồn đầu vào: Vin= 5V Nguồn đầu ra: Vout= 10V Hiệu suất: n = 85%, ∆𝑉 = ±0.5𝑉,f = 1126 (hz) Với thông số yêu cầu ta tính tốn linh kiện: 𝑉𝑖𝑛.𝑛 D=1 − 𝑉𝑜𝑢𝑡 =1 − 5.0,85 10 = 0.575 Tính chọn L Chọn dịng ra: ∆𝐼 = 𝐼𝑜𝑢𝑡=2.5=2.5 ∆𝐼 = 𝑉𝑖𝑛 𝐷 𝑓 𝐿 𝑉𝑖𝑛.𝐷 =>L= 𝑓.∆𝐼 = 5.0,575 1126.2,5 = 1000𝑢𝑓 Chọn tụ C ∆𝑉 =2%.Vout=0,02.10=0.2 Tụ đầu C= Iout.D 𝑓.∆𝑉 =560uf Chọn tụ với thơng số Tính chọn mosfet Điện áp ngược đặt lên van 10V Dòng 28A Sử dụng mosfet IRF 540 Tính chọn dioe Iout=0.75 Điện áp ngược đặt lên diode với hệ số dự chữ chọn 1.3 Vdr=1.3 *10=13 Chọn loai diode 1n4007 2, Mạch tạo xung C1 C2 Hình mạch tạo xung vuông sử dụng ic 555 Kết quả: ngõ OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vng, có chu kỳ ổn định Tm Ts T Trong sơ đồ mạch tần số đầu 555 tính theo công thức : f= (hz) (ln2.C1.(R1+2R2)) T= (s) 𝑓 Với R1=1kΩ R2=100kΩ C1=C2=10Uf Nguồn Sử dụng cục pin lượng mặt trời 5v D.Mô mạch điện Mô Proteus Kết 2.Trên altium ... kế mạch tang áp dc-dc thừ 5v lên 10V or 12V sử dụng pin lượng mặt trời Input: Vin= 5VDC Output: Vout= 10VDC Phân tích thiết kế Phương pháp 1: Thiết kế mạch tăng áp DC-DC từ 5V lên 10V or 12V sử. .. điện áp DC-DC: mạch tăng áp dung để tang nguồn điện áp đầu vào Khối Đầu ra: nơi điện áp (lớn điện áp đầu vào) Sơ đồ khối chi tiết 1,Khối nguồn: PIN Mạch ổn áp ( sử dụng 7805) Giải thích : Pin: pin. .. Giải thích : Pin: pin lượng mặt trời biến đổi ánh sang thành điện Mạch ổn áp: mạch sử dụng ic7805 để ổn định điện áp đầu vào 2,Khối mạch chuyển đổi DC-DC: Mạch tăng áp sử dụng mosfet(IRF520N)