THIẾT kế máy BIẾN áp XUNG KIỂU PUSH PULL

THIẾT kế máy BIẾN áp XUNG KIỂU PUSH PULL

THIẾT KẾ MÁY BIẾN ÁP XUNG KIỂU PUSH-PULL

Đây là dạng kiểu nguồn xung được truyền công suất gián tiếp thông qua biến áp, cho điện áp đầu ra nhỏ hơn hay lớn hơn so với điện áp đầu vào, từ một điện áp đầu vào cũng có thể cho nhiều điện áp đầu ra Nó

Xét sơ đồ nguyên lý sau :

Đối với nguồn xung loại Push - Pull này thì dùng tới 2 van để đóng cắt biến

áp xung và mỗi van dẫn trong 1 nửa chu kì Nguyên tắc cũng gần giống với nguồn flyback

Khi A được mở B đóng thì cuộn dây Np ở phía trên sơ cấp có điện đồng thời cảm ứng sang cuộn dây Ns phía trên ở thứ cấp có điện và điện áp sinh ra có cùng cực tính Dòng điện bên thứ cấp qua Diode cấp cho tải

Khi B mở và A đóng thì cuộn dây Np ở phía dưới sơ cấp có điện đồng thời cảm ứng sang cuộn dây Ns phía dưới thứ cấp có điện và điện áp này sinh ra cũng cùng cực tính.

Với việc đóng cắt liên tục hai van này thì luôn luôn xuất hiện dòng điện liên tục trên tải Chính vì ưu điểm này mà nguồn Push-Pull cho hiệu suất biến đổi là cao nhất và được dùng nhiều trong các bộ nguồn như UPS, Inverter

Công thức tính cho nguồn Push-Pull:

Vout = (Vin/2) x (n2/n1) x f x (Ton,A + Ton,B)

Với :

Vout = Điện áp đầu ra - V

Vin = Điện áp đầu vào - V

N2 = 0.5 x cuộn dây thứ cấp Tức là cuộn dây thứ cấp sẽ quấn sau đó chia 2.N1 = Cuộn dây sơ cấp

f = Tần số đóng cắt – Hertz

Ton,A = thời gian mở Van A – Seconds

Ton,B = thời gian mở Van B– Seconds

Hình 1: Máy biến áp xung kiểu Push-Pull một đầu ra

Chọn dây quấn MBA sao

( )

2 2.0,0209 0,0418

Tiết diện dây AW

Từ bảng 4-9, chương 4 trang 164 TL[1], chọn dây #26 AWG có các

thông số:

2 w

2

2 w

4 3,1416.0,0418

0,00137(cm ) 4

D A

2

0,001280(cm ) 0,001603(cm ) 1345

Bước 1: Tính công suất ra MBA P0

Bước 2: Tính công suất biểu kiến Pt

Bước 4: Tính hệ số lõi Kg

5

2 945,76

0,0408(cm ) 2.23200.0,5

t g

e g

P K

K K

α

=

Bước 5: Chọn lõi phù hợp

Với Kg đã tính ở trên, tra bảng 3-22, chương 3, trang 126 TL[1] Ta chọn được lõi

EC với các thông số sau:

Core number……… ….EC-35

Manufacturer………Magnetics

Magnetic material……… Ferrite

Magnetic path length, MPL……….7,59cm

Core weight, Wtfe……….…36,0g

Copper weight, Wcu……… 35,1g

Mean length turn, MLT……… 6,3cm

Iron area, Ac………0,710cm2

Window area, Wa……… …1,571cm2

Area product, Ap……….1,115cm4

Core geometry, Kg……….0,050cm5

Surface area, At………50,2cm2

Hình 2: Cấu trúc lõi EC Ferit

Bước 6: Tính số vòng dây cuộn sơ cấp Np

in p

c AC f p

V N

945,76.10

530,13(A/ cm ) 100000.1,115.0,1.0,4.4

t

p AC u f

P J

f A B K K

J

=

Bước 8: Tính dòng điện đầu vào MBA Iin

Bước 9: Tính tiết diện dây cuộn sơ cấp Awp(B)

0

331

28,146(A) 12.0,98

in m p

p

A

J A

=

Bước 10: Tính số sợi trong 1 dây quấn sơ cấp Snp

A

S =

0,03956

30,9 0,00128

np

/ /

Ω

Bước 12: Tính điện trở cuộn sơ cấp Rp

Bước 13: Tính tổn hao trên cuộn sơ cấp PP

66

2

28,146 0,00055 0,436(W)

Bước 14: Tính số vòng dây cuộn thứ cấp NS

Chọn NS = 28(vòng)

Bước 15: Tính tiết diện dây cuộn thứ cấp Aws(B)

0

.(1 )

2ws(B)

.

1 0,5

0,0013(cm ) 530,13

I D A

J A

=

Bước 16: Tính số sợi trong 1 dây quấn sơ cấp Sns

Chọn Sns=1

Bước 17: Tính giá trị µ Ω/cm mới

( )

#26 0,00133

1,04 0,00128

ws B ns

ns

A S

S

=

/ /

Ω

Bước 18: Tính điện trở cuộn thứ cấp Rs

Bước 19: Tính tổn hao công suất trên cuộn thứ cấp PS

Bước 20: Tính tổng tổn hao công suất đồng PCu

66

α α

m

Bước 23: Tính tổn hao công suất của lõi sắt PFe

Bước 24: Tính tổng tổn hao công suất P∑

3 3

Bước 25: Tính tổn hao công suất trên 1 đơn vị diện tích Ψ

Bước 26: Tính độ tăng nhiệt độ Tr

t

P A

T

T

0,046 1,571

2.N S A

W 2.2.31.0,00128

0,101 1,571

0,046 0,101 0,147

uS uP

ns uS

a

uS

P np uP

[1] Transformer and Inductor Design Handbook 3rd edition - Colonel Wm T

McLyman

[2] Designing a 100kHz 32 watt Push-Pull Converter - Colonel Wm T McLyman

[3] Magnetic Core Selection For Transformers and Inductors - Colonel Wm T

McLyman

Tài liệu tham khảo: