Đồ án thiết kế mạch flyback

Lời Mở Đầu Ngày với tiến khoa học công nghệ, thiết bị điện tử ngày ứng dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực Kinh tế-Xã hội, đời sống ngày Trong tất thiết bị điện tử nói chung vấn đề nguồn ln vấn đề cần phải quan tâm xem xét cẩn thân, định đến tính an tồn , ổn định vận hành hiệu hệ thống Hầu hiết thiết bị sử dụng nguồn chiều ổn áp cẩn thân Khi tính tốn thiết kế nguồn ổn áp cho mạch điện tử ta có hai hướng thiết kế : thiết kế nguồn tuyến tính , hai thiết kế nguồn xung với trình độ phát triển kỹ thuật đại nguồn xung tỏ rõ ưu vượt trội so với nguồn tuyến tính hiệu năng, cơng suất, tính nhỏ gọn,… Có nhiều mơ hình nguồn xung ta lựa chọn : mơ hình nguồn xung kiểu Buck , mơ hình nguồn xung kiểu Boost , hay mơ hình nguồn flyback,… Đề tài em chọn nguồn flyback để tìm hiểu, tính linh hoạt nó, tạo nhiều đầu theo ý muốn, thiết kế đầu tăng áp hay giảm áp tùy theo thiết kế mong muốn Em xin cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Hồng Quang hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án này, kiến thức thân cịn hạn chế, nên có nhiều thiết xót, mong nhận góp ý thầy bạn.Em xin chân thành cảm ơn MỤC LỤC I.LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TỐN MẠCH Lý thuyết mạch nguồn Flyback…… ……………………………… 1.1 Chế Độ Liên Tục……………………………………………………………………………………… 1.2 Chế Độ Gián Đoan…………………………………………………………………………………… Thiết kế Mạch Flyback…………………………………………………… 2.1 Nhiệm Vụ Thiết Kế…………………………………………………………………………………… 2.2 Tính Tốn Phần Mạch Lực…………………………………………………………………………… 2.3 Tính Tốn Phần Mạch Điều Khiển………………………………………………………………… Mô phỏng………………………………………………………………… II.KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ PHÂN TÍCH LỠI Mơ tả chi tiết vấn đề g p phải, cách giải quyết, bao gồm hình ảnh để minh họa……………………………………………………………………………………………………… III.KIẾN NGHỊ ĐỂ DỰ ÁN CÓ THỂ MỞ RỘNG Đưa ý kiến đóng góp cho dự án mở rộng tương lai, giúp ng tương lai, giúp sinh viên hồn thiện thiết kế này……………………………… n thiết kế này……………………………… IV KẾT QUẢ V TÀI LIỆU THAM KHẢO I LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TỐN MẠCH Lý thuyết mạch nguồn Flyback Mơ hình nguồn flyback thường dùng có dạng hình Hình 1: Mơ hình Flyback Tuy nhiên phân tích ta giả sử biến áp biến áp lý tưởng lượng từ trườngtrong mơ tả cuộn cảm Lm hình vẽ : Hình 2: Mơ hình biến áp xung Ngun lý hoạt động mạch flyback mơ tả hình : Như hình vẽ ta thấy gồm : MOSFET cơng st hoạt động khóa đóng cắt,1 điode công suất, môt tụ lọc ngõ C, biến áp xung, có nhiệm vụ cách ly đầu vào đầu ra, tích lũy lượng từ trường Mạch nguồn flyback thường dùng cho bọ nguồn có cơng suất từ 20W đến 200W có hai chế độ hoạt động : CCM (dòng liên tục) DCM (dong gián đoạn) sau đâu ta phân tích qua chế độ Hình 3: Nguyên lý hoạt động 1.1 Chế độ dòng điện liên tục (CCM) a xét khoảng thời gian 0số vòng cuộn thứ cấp 18 vòng Để tính kích thước lõi dây ta phải tính dòng điện hiệu dụng chậy qua biến áp I rms I pk Dmax = 0.7198 A Giả sử mong muốn mật độ dòng điện 5A/mm2 >đường kính lõi dây quấn cuộn sơ cấp 40mm Tính tốn tương tự ta tính chọn đường kích lõi thứ cấp 40mm, sợi dây 2.3 tính tốn phần mạch điều khiển a tìm hiểu IC TL494 Hình dạng chip TL494 : Sơ đồ khối IC Tl494 mơ tả hình : Chức chân mô tả sau (so sánh với sơ đồ khối để dễ hiểu): -Pin Pin : chậy tạo dao động xung rang cưa, cách mắc thêm điện trở tụ để f  tạo xung rang có tần số : RC Ta có đồ thị đặc tính sau để chọn R C -PIN : chân thiết lập chế độ khởi động mềm , giúp mạch ổn định khởi động -Pin Pin 2: tương ứng đầu vào đương âm mạch so sánh mà ta dung để phản hồi đầu để điều khiển - Pin15 Pin 16 : hai chân có chức tương tự Pin Pin 2, nhằm mục đính giới hạn dịng cho mạch nguồn nhiên đề tài để đơn giản ta tạm ko dung chức này, hai chân nối tương ứng với hai chân - Pin3 : chân phản hồi, ta biết mạch OPAM có hệ số khuếch đại lớn, làm ổn định mạch nguồn, để đk mạch nguồn ta cần phải điều khiển hệ số khuếch đại OPAM - Pin Pin 12 tương ứng chân nối đất cấp nguồn cho TL494 -Pin 14 : chân tạo điện áp chuẩn 5V - Pin 8, Pin 9, Pin 11 Pin 10: tương ứng chân C E transistor BJT Từ sơ đồ khối ta lựa chọn linh hoạt để điều khiển cần thiết mong muốn Thơng thương transistor NPN cực E nối đất, dung cực C để điều khiển (cực C trường hợp ở trạng thái cao trở.), dung ta phải dùng thêm điện trở kéo lên Vcc b tính chọn thơng số cho mạch điều khiển f  - tính chọn tần số : chọn R = 10k , thày vào công thức tụ gốm 103 RC =10kHz -> C = 0.01uF -> chọn -tính chọn mạch phản hồi : thật mạch phản hồi tốn chọn có dạng Theo mơ hình mạch phản hồi ta dễ dàng xác định biểu thước đầu OPAM theo Vo sau : gọi Kpa hệ số phân áp , gọi điện áp đầu OPAM Vcut Khi ta có biểu thức sau: Vcut  Rf Vref   Vref  Vo  K pa Ra K pa Giả sử ta có đầu vào Vin =32V -> D= 0.1857 Để đơn giản ta chọn Kpa = Hệ số khuếch đại ta đặt nhỏ, chậy mạch tăng hệ số khuếch đại lên dần Mô Phỏng Kết mơ PSIM minh họa ở hình vẽ dưới, đầu đáp ứng tốt thay đổi tải