225902807-Bao-Cao-Ng-Dng-Tl494-Thit-K-Mch-Dc-Dc-Buck-Converter-Tai-Liu-Ebook-Giao-Trinh.docx

Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí LỊI NĨI ĐÀU CHƯƠNG L GIỚI THIÊU CỒNG NGHÊ .1 IC TL494 VÀ MACH DC DC BUCK CONVERTER 1.1 Tìm hiểu ICTL494 1.2 Mach DC DC Buck Converter CHƯƠNG 2.TÍNH TỐN MACH LƯC 2.1 Mosfet IRF3205 2.2 Cuôn cảm EE25 10 2.3 T u 10 2.4 Đỉot 12 2.5 Điên trở .13 CHƯƠNG 3.TÍNH TỐN MACH ĐIỀU KHIẾN 15 3.1 ICTL494 .15 3.2 IR 2103 16 3.3 Tần số lảm viẽc IC TL494 18 3.4 Hê số khuếch đai 19 3.5 TÌIT) .hê số phản áp mach 20 3.6 Chon Rp đê’ điên áp đầu lè vôn 20 CHƯƠNG 4.KẼT QUÁ THƯC NGHIÊM 22 4.1.Sớ đồ dâv 22 4.2 kết thực nghiêm 23 4.3 Phần mach in 25 KẺT LUÁN 26 Tài Nêu tham khảo : 27 Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí LỜI NĨI ĐÀU Ngày , cơng nghiệp hóa ,hiện đại hóa giúp cho ng ười ti ết ki ệm đ ược th ời gian sứ lao động Đồng thời tạo điều kiện tốt đế nước ta thúc trình h ội nh ập nên kinh t ế th ế giới , bắt kịp phát triển khoa học kỹ thuật nước phát triển đế ứng dụng vào sản xuất Đe bắt kịp phát triển khoa học công nghệ ứng dụng vào n ền s ản xu ất hàng hóa t ại Việt Nam ngành tự’ động hóa phải thực nỗ l ực , c ải tiến mạnh m ẽ công ngh ệ s ản xu ất tiến tiến , đại giới Hơn ngành giáo dục phải nồ lực mạnh chương trình đào t ạo ký s ngành t ự đ ộng hóa đế đáp úng việc cung cấp nhân lực ngành công nghi ệp n ước ,tr ực ti ếp tham gia việc thiết kế chế tạo điều khiển máy móc thiết b ị Đi ều địi h ỏi ngành giao d ục phải đào tạo cung cấp đội ngũ chuyên gia , kỹ s có trình đ ộ có kinh nghi ệm cao cho ngành công nghiệp Là sinh viên ngành tự động hóa , em cảm thấy tự hào học tập nghiên cứu mơn ngành tự động hóa Việc kết hợp học tập lý thuyết l ớp th ực hành t ại x ưởng em cảm thấy hữu ích Và đặc biệt đợt thực tập cuối khóa chúng em có c h ội ki ểm nghi ệm tính đ ắn ứng dụng kiến thức lý thuyết học Đe tài thực tập cuối khóa chúng em ứng dụng TL494 thiết kế m ạch DC DC Buck converter” với nội dung : • Tìm hiếu cơng nghê :IC TL494 mạch dc dc Buck Converter • Tính tốn mạch lực • Tính tốn mạch điều khiến Em xin chân thành cám ơn thầy giáo Nguyễn Duy Đ ỉnh quan tâm h ướng d ẫn , giúp đ ỡ nhóm 22 lớp CĐ TĐH - K52 tận tụy, nhiệt tình Em xin chân thành cám ơn ! Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí CHƯƠNG GIỚI THIỆU CƠNG NGHỆ • IC TL494 VÀ MẠCH DC DC BUCK CONVERTER 1.1 Tìm hiểu IC TL494 a-Giới thiệu IC TL494 16 o n n n n n n n n TL494xD AWLYWW 16«^ so-16 D SUFFIX CASE 751 B uuuuuuuu 16 nnnnnnnn TL494XN o PDIP-16 N SUFFIX CASE 648 AWLYYWW uuuuuuuu Hình 1.1 : ICTL494 IC TL494 IC sử dụng nhiều mạch nguồn Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Hình 1.2 sơ đồ chân IC TL494 • Nhiệm vụ chân: • chân1,2 nhận điện áphồi tiếp tụ' động điều khiến điện ápra • chân3 đầu mạch so sánh ,có lấy tín hiệu báo cố P,G từ chân • chân chân lệch điều khiến hiến IC h/đ hay khơng ,khi chân =0v IC hoạt động,nếu chân 4>0v IC khố • chân 5,6 hai chân mạch dao động • chân7,9,10 nối đất • chân8 chân dao động • chân11 chân dao động • chân12 nguồn Vcc 12v • chân13 đc nối với áp chuẩn 5v • chân14 từ IC điện áp chuẩn 5v • chân15,16 nhận điện áp hồi tiếp • Nguyên tắc hoạt động TL 494 IC cổ định tần sổ xung điều biên độ rộng điều khiển mạch s ự ều biên c xung đ ầu dc thực cách so sánh dạng sóng cưa t ạo b ởi biên đ ộ dòng ện v ề th ời giantụ điện cho tín hiệu điều khiến Tại ngõ đc kích hoạt điện áp cưa lớn tín hiệu đ/áp Khi tín hiệu điều khiển tăng đ ầu vào c c ưa gi ảm l ớn dung lượng giảm theo t/gian.Một xung lái Flip-Flop luân phiên đạo cho linh kiện transistor NPN Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí "1TU lí ir~LT LT“Ư ru- Control Signal Các tín hiệu điều khiến bắt nguồn từ nguồn : Bộ so mẫu điều khiển thời gian tắt m ạch ều ến đ ộ sai l ệch khuyêch đ ại.Đk tín hiệu tắt dần dc so sánh trực tiếp kiếm soát t.g tắt.So sánh v ới ện ápc ố đ ịnh 100 mV.Điều tạo khoảng thời gian tắt 3% thời giantắt tối thiểu PWM so sánh tín hiệu điều khiến dc tạo sai lệch khu ếch đại, ch ức c b ộ khu ếch đ ại l ỗi để theo dõi điện áp đầu vào tín hiệu điều ển c biên đ ộ đ ủ đ ể cung c ấp 100%đ.chế kiểm sốt Các khuếch đại sử dụng đế theo dõi dòng ện dịng cung cấp đại đế nạp • ứng dụng TL494 Một số ứng dụng TL494 : Dòng nạp cho nguồn điều chỉnh V Đồng hóa TL494 dễ dàng đồng hóa hai hay nhiều nguồn dao động hệ thống Đồng hóa dao động TL494 với nguồn xung khác Đe đồng hóa TL494 đế đồng hồ bên ngoài, b ộ dao đ ộng n ội b ộ có th ể đ ược s d ụng cưa, xung điện Fail-Safe operation - giữ an toàn: bảo vệ Current Limiting - Hạn dòng Để bảo vệ dao động bên trong, dùng thêm điện trở RT t ụ CT, RT đ ể h ạn dòng (d ẫn dòng xuống mass hệ thổng bên ngồi bị ngắn mạch), cịn RT làm tụ xả điện áp nhanh trường hợp dao động bên ngưng, giảm nhiễu tín hiệu dao động Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Current Limitin : Hạn dòng TL494 thường dùng đế hạn dòng điện ngược dùng đế hạn dòng tải Và thường ứng dụng điều khiến DC Cả hai khuếch đại có chế độ cho phép trực tiếp c ảm biến dòng ện áp đ ầu M ột s ổ kỹ thuật sử dụng để hạn dòng Fold-Back Current Limiting - Hạn dòng điện ngược Pulse-Current Limiting: Hạn dòng xung Các kiến trúc nội TL494 không phù hợp trục tiếp hạn chế dòng xung Vấn đề phát sinh từ hai yếu tố: Các khuếch đại bên khơng có chức chốt, ch ủ y ếu dành cho ứng d ụng tương tự Xung lái flip flop nhạy với tín hiệu tích cực so sánh PWM kích hoạt chuyến kết đầu sớm, tức là, trước hoàn thành giai đoạn dao động Khi xung kết thúc, tín hiệu điều khiến đ ầu lại kích ho ạt xung vào th ời gian cịn sót lại xuất đầu ngược lại Các ứng dụng Tắt-Thời gian điều khiển :Chức c ều ển th ời gian t đ ể kiểm sốt tối thiếu thời gian cung cấp dịng TL494 Điều ển th ời gian t cung c ấp dòng điều khiến từ 5% đến 100% thời gian tắt d-Nhiệm vụ TL494 mạch DC DC Buck converter : -TL494 mạch nhận tín hiệu phản hồi từ điện áp đầu đưa chân 1, tín hi ệu t ại chân so sánh với tín hiệu chuẩn chân số qua khuếch đ ại thu ật toán D ựa s ự sai l ệch hai tín hiệu đế điều biến độ rộng xung đế đóng cắt IRF3205 1.2 Mạch DC DC Buck Converter Sơ đồ nguyên lý mạch điện DC-DC BUCK CONVERTER : Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí Hình 1.2.1 • ,Thành phần mạch • TL494 IR2103 • EE 25 • RƯZA • IRF3205 • IN 4148 1.2.1 Giới thiệu mạch DC DC Buck Converter : Là mạch ngu ồn xung đ ược dùng phố biến có un điếm hiệu suất biến đối lượng cao kh ả thay đ ổi linh hoạt thiết kế.Chẳng hạn có nhiều đầu (output Voltage) v ới nhi ều c ực khác tù’ đầu vào đơn(single Input voltage) 1.2.2 Cấu tạo nhiệm vụ toàn mạch : Cấu tạo mạch - Mạch điện gồm có hai phần : Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí + Các phần tử cơng suất + Phần mạch điều khiến Nhiệm vụ : + Biến đổi nguồn điện áp chiều 12V-1A Adapter thành nguồn điện áp 5V-2A đầu + Ổn định dòng + Ốn định điện áp 1.2.3 Nguyên lý hoạt động mạch : - Điện áp đầu đưa chân IC TL494 đế làm tín hiệu phản hồi tín hiệu phản hồi so sánh với tín hiệu chuẩn dựa vào s ự sai lệch hai tín hi ệu đ ế ều ch ế xung điều khiển việc đóng cắt IRF3205 - Neu Vout < 5v TL494 điều chế xung làm cho IRF3205 mở rộng đế xả áp đến đầu - Neu Vout = 5v TL494 điều chế xung làm cho IRF3205 khóa lại đế giảm áp đến đầu - Tín hiệu điều khiển từ TL494 đưa vào IR2103 kích áp để điều khiển việc đóng cắt IRF3205 - Mạch Boostrap có nhiệm vụ thực việc kích áp CHƯƠNG 2.TÍNH TỐN MẠCH Lực 2.1 Mosfet IRF3205 - IRF3205 Mosfet kênh N hay Mosfet ngược - Mosfet Transistor hiệu ứng trường (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) Transistor đặc biệt có cấu tạo hoạt động khác với Transistor thông thường mà ta biết Mosfet thường có cơng suất lớn nhiều so với BJT Đối với tín hiệu chiều coi khóa đóng mở Mosfet có nguyên tắc hoạt động dựa hiệu ứng tù' trường đế t ạo dòng ện, linh kiện có trở kháng đầu vào lớn thích hợp cho khuyếch đại nguồn tín hiệu yếu - Cấu tạo Mosfet : Mosfet có cấu trúc bán dẫn cho phép điều khiển điện áp với dòng điện điều khiến cực nhỏ Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí IRF3205 Pint— Gate P i n — D r a i n P i n — S o u r c e - (2-1) Q = CxU [culông] - Người ta thường lấy tên tụ tên chất diện môi Như: Tụ gốm: Chất điện môi gốm Tụ giấy: Chất điện môi giấy - Hai tụ phân cực 100uF-25V dùng để ổn định điện áp trước sau biến đổi ầầẾầẾầàỂLỂÊ^ằÀ^ấầẾLkíầAẢÀAẢkẰềếééế lấẳilầ ế 11É ị Hình 2.3.2 :Tụ hóa b, Tụ khơng phân cực Hình 2.3.3 : hình dáng kí hiệu Tụ không phân cực Các loại tụ nhỏ thường không phân cực Các loại tụ thường ch ịu đ ược ện áp cao mà thông thường khoảng 50V hay 250V Các loại tụ không phân cực có r ất nhi ều loại có nhiều hệ thống chuấn đọc giá trị khác Trong sơ đồ mạch buck ta dùng tụ không phân cực có ghi trị số 102 105 Cách đọc Hình 2.3.4 • Tụ kí hiệu 102 c= 10xl°2/^= 1000pF = nF • Với tụ có trị số 105 c = l ° x l ° p ^ = 1.000.000 pF= lOOOtfF 2.4 Điot 2.4.1 Điơt xung RU2A - Trong nguồn xung đầu biến áp xung , ta ph ải dùng Diode xung đế chỉnh lun Diode xung Diode làm việc tần số cao khoảng vài chục KHz , Diode nắn điện thông thường thay vào vị trí Diode xung được, ngựơc lại Diode xung thay cho vị trí Diode thường, Diode xung có giá thành cao Diode thường nhiều lần - đặc điếm hình dáng Diode xung khơng có khác biệt với Diode thường, nhiên Diode xung thường có vịng đánh dấu đút nét đánh dấu hai vòng A not (A) Ktot(K) Hình 2.4.1 : Kí hiệu - Diode xung RƯ2A mạch có nhiệm vụ khép mạch để cung cấp dịng qua tải mà IRF3205 cắt - Vì IRF3205 đóng cắt với tần số cao nên phải chọn Diode xung đ ế đ ảm b ảo nhiệm vụ khép mạch nhiều lần mà không bị hỏng 2.4.2,Led - Diode phát phang Diode phát ánh sáng phân cực thuận, điện áp làm việc LED khoảng 1,7 => 2,2V dòng qua Led khoảng tù’ 5mA đến 20mA 3p ' vX % Hình 2.5.2: Đèn led kí hiệu mạch Điện trở 330 Q nối tiếp với hạn chế dòng qua LED - Led sử dụng mạch DC DC Buck Converter để báo LED trạng thái có điện 2.5 Điện trỏ’ - Điện trở phần tù' có chức ngăn cản dịng điện mạch Mức độ ngăn cản dòng điện đặc trung trị số điện trở R - Đơn vị đo: mQ, n, k£2, MQ MAU Vach Vach Vach ũ 0 1Q 1 1ŨQ 3 1KQ Xanh ca / 4 10 KQ 5 lOOKß Xanl' ca TC>I 6 Tim 7 Xam 8 Trang 9 Cam Vang Vang He so ± 1% (F) ±0.5% (p) 1MQ ±0.25% (C) 10MQ ±0.10%