Thiết kế nguồn ổn áp xung

Để mạch điện hoạt động ổn định thì điện áp cung cấp phải luôn được duy trì ổn định 5V để tránh bị nhi u gi a ễ ữcác mức logic.. Nguồn cấp PLC và đầu vào sử dụng mức điện áp 24VDC, thích

B GIÁO DỘ ỤC VÀ ĐÀO TẠO

-

Bùi Trung Kiên

THI T K NGU Ế Ế Ồ N Ổ N ÁP XUNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THU T Ậ

K Ỹ THUẬT ĐIỆN T Ử

Hà N - ộ i Năm 2018

B GIÁO DỘ ỤC VÀ ĐÀO TẠO

-

Bùi Trung Kiên

THI T K NGU Ế Ế Ồ N Ổ N ÁP XUNG

Chuyên ngành: K ỹthuật điện t ử

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THU T Ậ

K Ỹ THUẬT ĐIỆN T Ử

NGƯỜI HƯỚNG D N KHOA HỌC: Ẫ

TS NGUYỄN VŨ THẮNG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản luận văn tốt nghi p:ệ “Thiế ế nguồn ổn áp xung”t k do tôi tự thi t kế dướế i sự hư ng d n c a thớ ẫ ủ ầy giáo TS Nguyễn Vũ Thắng

Trong quá trình thiế ế ận văn, tôi chỉ ử ụt k lu s d ng những tài liệu đã được liệt kê trong phần tài liệu tham kh o Nả ếu phát hiện có sử ụng các nguồn tài liệu khác tôi dxin hoàn toàn chịu trách nhiệm

HỌC VIÊN

Bùi Trung Kiên

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

DANH MỤC CÁC CHỮ ẾT TẮT 5VI DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ TH 6Ị DANH MỤC CÁC BẢNG 9

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 10

CHƯƠNG 1 GIỚI THI U CHUNG V Ệ Ề ỔN ÁP DC 13

1.1 Lý thuyết cơ bản v ề ổn áp 13

1.1.1 Khái niệ ổn ápm 13

1.1.2 Thông số ỹ k thu t 13ậ 1.1.3 Phân loại ngu n ồ ổn áp 14

1.2 Ngu n ồ ổn áp tuyến tính 14

1.2.1 Khái niệm, cấu trúc và nguyên lý hoạ ột đ ng 14

1.2.2 M t s m ch ngu n ộ ố ạ ồ ổn áp tuyến tính 15

1.2.3 Hi u suệ ất hoạ ột đ ng 23

1.2.4 ng d ng c a ngu n tuyỨ ụ ủ ồ ến tính 23

1.3 Khái niệm v m ch ề ạ ổn áp kiểu xung 24

1.3.1 Nguyên lý chung 24

1.3.2 Phương pháp điều ch r ng xung 25ế độ ộ 1.3.3 Phương pháp điều ch r ng xung 26ế độ ỗ 1.3.4 Phương pháp điều ch ng th i đ rế đồ ờ ộ ộng và độ ỗ r ng xung 27

1.3.5 Phương pháp ổn áp xung sơ cấp 28

CHƯƠNG 2 NGUỒ ỔN ÁP XUNGN 29

2.1 Sơ đồ kh i ngu n xung 29ố ồ 2.1.1 M ch l c xoay chi u 30ạ ọ ề 2.1.2 M ch chạ ỉnh lưu và lọc sơ cấp 30

2.1.3 Chuy n mể ạch điệ ửn t 31

2.1.4 M ch chạ ỉnh lưu và lọc thứ ấ c p 32

2.1.5 Điều ch xung PWM 32ế

2.1.6 Biến áp xung 33

2.2 Một số ấn đề khác củ v a m ch ngu n xung 46ạ ồ 2.2.1 Năng lượng t n hao 46ổ 2.2.2 Các chỉ tiêu quan tâm khi lựa ch n m t ngu n xung biọ ộ ồ ến đổi DC - DC 48 CHƯƠNG TÍNH TOÁN, THIẾ3 T K NGU N XUNG 24VDC/10A 50Ế Ồ 3.1 Biến áp xung 50

3.1.1 Công suất vào 51

3.1.2 Điện thế nắn ngõ vào 51

3.1.3 Tính toán số vòng dây cuộn sơ cấp (cuộn dây 1-2) 51

3.1.4 Giá trị dòng điện 51

3.1.5 Tiết diện dây sơ cấp 52

3.1.6 S ố vòng dây thứ ấ c p 52

3.1.7 Tiết diện dây thứ cấp 53

3.1.8 Tiết diện khung quấn dây 54

3.1.9 Biến áp cách ly 54

3.2 Mạch lọc xoay chi u, n n l c mề ắ ọ ột chiều 54

3.2.1 C u diode 54ầ 3.2.2.T l c 55ụ ọ 3.2.3 Tác dụng một số linh kiện trong mạch 55

3.2.4 Hoạt động ngu n 56ồ 3.3 M ch chạ ỉnh lưu và bộ ọc ngõ ra l 56

3.3.1 M ch chạ ỉnh lưu điện áp ra 56

3.3.2 Cu n lộ ọc ngõ ra (L0) 56

3.3.3.T lụ ọc ngõ ra (C0) 57 3.3.4 Ngu n 5V/1A 57ồ 3.4 Mạch dao động t o xung PWM 58ạ

3.4.1 T ng quan IC TL494/KA7500B 58ổ

3.4.2 Mạch dao động tạo xung PWM dùng IC KA7500B 61

3.5 Cách ly 62

3.6 Chuy n mể ạch điệ ửn t 63

3.7 Các mạch bảo v ệ ngõ ra: 64

3.8 Sơ đồ ổng quát mạ t ch ngu n xung 24VDC/10A 64ồ 3.9 Kết quả ể ki m tra mạch 68

3.9.1 Thi t b s dế ị ử ụng để ể ki m tra mạch 68

3.9.2 K t n i 70ế ố 3.9.3 K t qu ki m tra mế ả ể ạch 70

3.9.4 Dạng sóng 72

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGH 74Ị TÀI LIỆU THAM KH O 76Ả

DANH MỤC CÁC CHỮ ẾT TẮT VI

PWM Pulse-width modulation Điều ch r ng xung ế độ ộPLC Programmable Logic

Controller

Thiết bị điều khi n lể ập trình

AC Alternating Current Điện xoay chi u ề

DC Direct Current Điện m t chi u ộ ề

A Ampe Giá trị cường độ dòng điện

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ TH Ị

Hình 1.1 Tác dụng c a ngu n ủ ồ ổn áp ……… 13

Hình 1.2 Sơ đồ kh i ngu n ố ồ ổn áp tuyến tính ……….15

Hình 1.3 Mạch ổn áp dùng diode Zener 15

Hình 1.4 Mạch ổn áp tham s ố dùng transistor 16

Hình 1.5 Mạch ổn áp n i tiố ếp dùng transistor có điều ch nh 17 ỉ Hình 1.6 Sơ đồ tương đương và hình dáng 78XX 18

Hình 1.7 Mạch ổn áp nguồn đơn dùng 78xx 20

Hình 1.8 Hình dáng 79xx 20

Hình 1.9 Mạch ổn áp đơn dùng IC LM79xx 21

Hình 1.10 Sơ đồ chân 1 số ic thu c h LM317 21 ộ ọ Hình 1.11 Mạch điều chỉnh điện áp dùng LM317 22

Hình 1.12 Sơ đồ chân 1 số ic thu c h LM337 22 ộ ọ Hình 1.13 Mạch điều chỉnh điện áp dùng LM337 22

Hình 1.14 Mối liên hệ ữ ỷ ệ điện áp vào/ra vớ gi a t l i hi u su t IC LM7805 23 ệ ấ Hình 1.15 ạM ch ổn áp xung thứ ấp theo phương pháp điề c u ch r ng xung ế độ ộ điều khi n 25 ể Hình 1.16 Phương pháp điều ch r ng xung nh 1 xung chu n d ng tam ế độ ộ ờ ẩ ạ giác 26

Hình 1.17 Phương pháp điều ch r ng xung 26 ế độ ỗ Hình 1.18 Phương pháp điều ch ng th i tmở và tkhóa 27 ế đồ ờ Hình 1.19 Phương pháp ổn áp xung kiểu sơ cấp 28

Hình 2.1 Sơ đồ kh i ngu n xung 29 ố ồ Hình 2.2 Mạch l c xoay chiọ ều cơ bản 30

Hình 2.3 Sơ đồ ạ m ch chỉnh lưu ầu và dạng sóng điện áp, dòng điệ … …c n 31

Hình 2.4 Dạng sóng điện áp mạch chỉnh lưu cầu khi s d ng t l c…… 31 ử ụ ụ ọ … Hình 2.5 Sơ đồ chân chuyển mạch điệ ử dùng 2SC2625……… …n t 31

Hình 2.6 Hình dáng mộ ố ại diode xung cơ bảt s lo n 32 Hình 2.7 Đồ ị ề th đi u ch d ng xung PWM 32 ế ạ

Hình 2.8 Hình dáng và kế ất c u c a biủ ến áp xung kiểu 1 33

Hình 2.9 Hình dáng và kế ất c u c a biủ ến áp xung kiểu 2 34

Hình 2.10 Ferrite core (TDK) ……… ……… .34

Hình 2.11 S p x p cuắ ế ộn dây chính……… ……… ……… 42

Hình 2.12 Cuộn dây chính……… ……… 43

Hình 2.13 Chu trình quấn để ả gi m s biự ến thiên điện áp VCC……… …… 43

Hình 2.14 Quấn vòng quanh các cuộn dây khác……… … .44

Hình 2.15 Quấn dây quanh đầu ra khác……… …… 44

Hình 2.16 Quấn quanh co……… ……… 45

Hình 2.17 Sắp xếp lá bảo v biệ ến áp……… ………….4 5

Hình 2.18 Ví dụ quấn máy biến áp xung……… ……… .46

Hình 2.19 Đồ ị ể ện hao phí do thành phầ th th hi n AC của Mosfet……… 47

Hình 2.20 Cải thi n hi u su t cho m ch…ệ ệ ấ ạ ………… ……… 48

Hình 3.1 Các cuộn dây biến áp xung……… ………… 50

Hình 3.2 Kích cỡ lõi biến áp loại EE42/21/20……… ……… 50

Hình 3.3 Mạch l c xoay chi u, n n l c m t chiọ ề ắ ọ ộ ều……… 54

Hình 3.4 Mạch chỉnh lưu và lọc ngõ ra……… ………… 57

Hình 3.5 Mạch ổn áp +5V từ nguồn +24V……… …… 58

Hình 3.6 Sơ đồ khối tiêu biểu TL494/KA7500……… ………… 58

Hình 3.7 Sơ đồ chân IC TL494/KA7500B……… ……… 59

Hình 3.8 Giản đồ thời gian……… ……… …… ……… 60

Hình 3.9 M i quan h giố ệ ữa RT, CT và nhiệt độ……… ……… 61

Hình 3.10 Mạch ạo xung PWM dùng IC TL494/KA7500B…… ……… t 62

Hình 3.11 Mạch cách ly dùng biến áp xung……… ……… 63

Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn xung 24V/10A……… … 65

Hình 3.13 Mặt dưới (Bottom layer)……… ……… 66

Hình 3.14 Mặt trên (Top layer)……… ……… 66

Hình 3.15 M ch nguạ ồn 24VDC/10A……… ……… 67

Hình 3.16 B nguộ ồn 24VDC/10A……… ……… 67

Hình 3.17 Nguồn xung 24VDC/10A……… ……… 68

Hình 3.18 Đồng h ồ đo điện Fluke 17B……… …….68

Hình 3.19 Máy hiện sóng Tektronix TDS3014C……… … 69

Hình 3.20 Động cơ DC 24V/1A……….……….69

Hình 3.21 Các thiết bị ểm tra……… ………….……… ki 70

Hình 3.22 Dạng sóng tại chân 8 (11) của IC KA7500B………… ……… 72

Hình 3.23 Điện áp ngõ ra chưa chỉnh lưu……… 73

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Thông số ớ l n nh t (Ta = 250C) vấ ới dòng IC LM78xx 18

Bảng 1.2: Thông số ỹ k thuật điện (LM7805/LM7805R) 19

B ng 2.1: T n thả ổ ất lõi đố ới các vậ ệi v t li u cốt lõi khác nhau ở các tần s ố và

mật độ đỉnh khác nhau 35

B ng 2.2: S ả ốloại lõi có thể thay đổi hình học 37

Bảng 2.3: Công suất đầu ra tối đa trong sơ đồ đổi điện bán cầu hoặc toàn

c uầ … 40

B ng 3.1 Kả ết quả khi ki m tra ngu n xung vể ồ ới trường hợp không tải 70

B ng 3.2 K t qu khi ki m tra ngu n xung vả ế ả ể ồ ới trường h p s d ng tợ ử ụ ải động

cơ DC 24V/1A 71

GIỚI THI U T NG QUAN Ệ Ổ

M i mọ ạch điệ ử đền t u hoạt động b ng m t nguằ ộ ồn điện đẳng áp (điện áp không đổi) nào đó Nguồn c p phấ ải duy trì điện áp đầu ra mộở t mức nào đó (5V, 12V, 24V…) kể ả khi điện áp đầu vào thay đổ c i, ho c dòng đặ ầu ra thay đổi

V y ngu n c p ậ ồ ấ ảnh hưởng th ế nào tới mạch điện của chúng ta, ví dụ ới các vthiế ị điệ ửt b n t hoạt động d ng s ạ ố như là PLC thì các mạch điệ ửn t hoạt động d a ựtrên mức logic 0,1 Các mức logic này được quy định bởi các mức điện áp, ớ v i

mạch điện hoạt động nguở ồn 5V thì mức logic 0 được hiểu là điện áp từ 0 đến 0,7V m; ức logic 1 được hiểu là điện áp từ 2 đến 5V Để mạch điện hoạt động ổn định thì điện áp cung cấp phải luôn được duy trì ổn định 5V để tránh bị nhi u gi a ễ ữcác mức logic

Hiện nay trên thị trường thì các thiết bị PLC được sử dụng phổ biến cho nhiều ứng dụng tự động hóa khác nhau, trong đó PLC - S7 200 là thiết bị điều khiển logic lập trình loại nhỏ của hãng Siemens, có cấu trúc theo kiểu module và có các module

mở rộng S7 200 thuộc nhóm PLC loại nhỏ, quản lý từ 6 đầu vào/4 đầu ra số (CPU221) đến 24 đầu vào/16 đầu ra số (CPU226) Kiểu đầu vào IEC 1131 2 hoặc -SIMATIC Nguồn cấp PLC và đầu vào sử dụng mức điện áp 24VDC, thích hợp với các cảm biến Chính vì vậy việc có một nguồn cấp 24V DC ổn định để cấp cho PLC S7 – 200 cũng như các đầu vào của S 7 200 là rất quan trọng -

-Là một thành viên đang làm việc tại một trường dạy nghề, chuyên ngành về điện tử công nghiệp thì hiện nay nhà trường đang sử dụng PLC S7 - 200 để giảng dạy nên cần có một bộ nguồn DC 24V có đầu ra ổn định, gợn nhiễu nhỏ cấp cho PLC, vì vậy tôi lựa chọn thiết kế một bộ nguồn DC 24V

Với công nghệ điện tử hiện nay thì có 2 loại mạch nguồn DC được sử dụng và

ưu nhược điểm các loại mạch nguồn này:

- Nguồn tuyến tính (Analog): sử dụng các biến áp nguồn để chuyển năng lượng giữa 2 hoặc nhiều mạch thông qua cảm ứng điện từ Cảm ứng điện từ tạo ra một lực điện trong một dây dẫn được tiếp xúc với thời gian khác nhau qua từ

trường Nguồn biến áp được sử dụng để tăng hoặc giảm điện áp xoay chiều trong các ứng dụng năng lượng điện

Hiệu suất làm việc cao, giá thành sản phẩm rẻ, dải điện áp sơ cấp rộng, lấy được nhiều mức điện áp một cách dễ dàng

Độ an toàn không thật sự cao, sảy ra sự cố khá nhiều, rất khó sửa chữa do bộ nguồn thiết kế phức tạp, linh kiện thay thế ít, nhiều nhiễu

- Nguồn xung là một bộ nguồn có tác dụng chuyển từ dòng điện xoay chiều sang dòng điện một chiều nhờ vào cơ chế dao động xung tạo mạch điện tử kết hợp với một biến áp xung

Giá thành rẻ hơn so với một bộ nguồn biến áp có cùng công suất và chức năng, chiếm diện tích nhỏ Tích hợp dễ dàng cho những thiết bị nhỏ gọn, hiệu suất cao Tuy nhiên chế tạo đòi hỏi kỹ thuật cao nên khó sửa chữa, thiết kế khá phức tạp

Trên cơ sở nghiên cứu hoạt động của các loại nguồn DC, để đáp ứng được các tiêu chuẩn về một bộ nguồn DC cấp cho PLC S7 200 và các đầu vào của PLC - Xuất phát từ mục đích này, thiết kế để đạt được các mục tiêu về kỹ thuật:

- Nguồn hoạt động được ở các mức điện áp 90V ÷ 280V

- Nguồn ra DC: 2 mức + 24V cấp cho PLC, các cảm biến và +5V có thể cấp cho các mạch số

- Dòng làm việc tối đa: I = 10A

Với ý nghĩa đó tác giả lựa chọn đề tài: “THIẾT KẾ NGUỒN ỔN ÁP XUNG”

để làm đề tài luận văn thạc sĩ

Để thực hiện được luận văn này cần thực hiện các bước như sau:

- Phân tích các lý thuyết liên quan về ộ b ngu n ồ ổn áp DC để ừ đó tìm ra được t phương án tối ưu nhất khi th c hi n m t b ngu n DC ự ệ ộ ộ ồ

- T ừ lý thuyế ẽt s thiế ế ộ ột k m t b nguồn DC theo các tiêu chuẩn kỹ thuật đã đặt

ra

- T mừ ạch điện nguyên lý sẽ thiế ế ạch in, gia công và hoàn thiệt k m n m ch in ạđạt các yêu cầu k thu t và th m m ỹ ậ ẩ ỹ

Trong luận văn bao gồm:

Chương 1: Giới thi u chung v ệ ề ổn áp DC, gi i thiớ ệu sơ lược v hai lo i ngu n ề ạ ồ

ổn áp hiện nay là ổn áp tuyến tính và ổn áp xung

Chương 2: Nguồ ổn áp xungn , gi i thi u c th ớ ệ ụ ể sơ đồ ổng quát củ t a ngu n ồxung c n thi t kầ ế ế, các mạch điện c ụ thể trong nguồn xung và cách tính toán các thông số ề ến áp xung v bi

Chương : Tính toán, thiế3 t k ngu n xung 24V/10Aế ồ , đây là chương quan trọng, đề ập đến cách tính toán, thiế ế ạ c t k m ch ngu n xồ ung theo yêu cầu cũng như thông số ỹ k thu t nguậ ồn xung sau khi hoàn thành Đồng thời đưa ra các kết qu , ả

gi i thi u v ớ ệ ề các thiế ị dùng trong việt b c ki m tra mể ạch, các thông số ủ c a m ch sau ạ

ki m tra ể

CHƯƠNG 1 GI I THI U CHUNG V N ÁP DC Ớ Ệ Ề Ổ

1.1 Lý thuyết cơ bản về ổn áp

1.1.1 Khái niệm ổn áp

Các thiết b ị tiêu thụ năng lượng điện (xoay chiều và 1 chiều) nhi u khi c n ề ầthi t phế ải thay đổi mức điện áp cung cấp cho nó, phù hợp với từng tác động

Ví dụ: các động cơ điện xoay chiều, để gi m nh ng khả ỏ dò ởi động, khi khởi

động ta gi m điả ện áp cung cấp so v i điớ ện áp danh định khi động cơ đã quay đều

S ự ổn định c a ngu n cung c p quyủ ồ ấ ế ịt đnh s ự an toàn cho thiết bị, và tăng tính

ổn định, tính chính xác trong sự hoạt động S ự ổn định c a nguủ ồn làm tăng độ ề b n

và kéo dài tuổi th c a thi t b ọ ủ ế ị

Vì vậy s đi u chự ề ỉnh và ổn định các loại ngu n cung cồ ấp là nhu cầu không thểthiếu được trong vận hành, khai thác các thiế ị điện và điệ ử chuyên dụng và dân t b n t

d ng ụ

Mạch ổ áp mộn t chi u ề có nhiệm v ụ ổn định điện áp m t chi u u ra c a ộ ề ở đầ ủ

mạch khi điện áp một chi u ề ở đầu vào mạch thay đổi trong m t phộ ạm vi cho phép

Mạch ổn áp một chiều thường đặt sau b ộchỉnh lưu và lọc

V

N  

Độ không ổn định điện áp đầu ra:

dm V

V N

0

0 0



 Nguồ ổn ápn

Hình 1.1 Tác dụng c a ngu n ủ ồ ổn áp [3]

Vậy độ ổn định điện áp của bộ ổn áp:

idm

dm i i U

V

V V

V N

 P0 công suất có ích trên tải của bộ ổn định

Pi công suất mà bộ ổn định yêu cầ ừ đầu vào u t

Pth công suất tổn hao trên bộ ổn định

- Thời gian xác lập Txl c a b ủ ộ ổn định là khoảng th i gian c n thiờ ầ ết để đưa đại lượng không ổn định trên tả ề giá trị địi v nh m c cứ ủa nó kể ừ ời điể t th m bắt đầu x y ả

ra s mự ất ổn định Ngày nay các bộ ổn định dùng linh kiện bán dẫn và IC, nên Txl

cực nhỏ và được coi là không có quán tính

Phầ ử cơ bả ủn t n c a bộ ổn định là phầ ử ện t hi u ch nh ỉ

1.1.3 Phân loại nguồ ổn áp n

- Dựa theo cách mắc ph n t hi u ch nh v i tầ ử ệ ỉ ớ ải ta có các ngu n ồ ổn áp song song, các ngu n ồ ổn áp ể ki u nối tiếp

- N u d ế ựa theo dòng điện mà ngu n ồ làm việc, ta có ngu n ồ ổn áp xoay chiều, ngu n ồ ổn áp ộ m t chi u ề

- N u dế ựa theo đặc tính làm việc c a ph n t hi u chủ ầ ử ệ ỉnh ta có ngu n ồ ổn áp

kiểu liên tục (tuyến tính) và ngu n ồ ổn áp ể ki u ngắt quãng (ổn áp xung)

1.2 Nguồn ổn áp tuyến tính

1.2.1 Khái niệm, cấu trúc và nguyên lý hoạ ột đ ng

- Nguồn tuyến tính (linear regulator): điện áp đầu vào sẽ rơi một phần trên

ph n t ầ ử công suất một lượng để đả m bảo duy trì điện áp đầu ra b ng h ng s Ph n ằ ằ ố ầ

t ử công suất có thể là các transistor công suất hoặc các IC nguồn tuyến tính

- Sơ đồ ủa nguồ c n tuyến tính:

Hình 1.2 Sơ đồ kh i ngu n ố ồ ổn áp tuyến tính [3]

- Hoạt động m ch: m t m ch ph n hạ ộ ạ ả ồi điện áp (Sense/Control Circuitry) sẽđiều chỉnh dòng I(v) sao cho I(v).RLOAD = const

Sơ đồ nguyên lý khối Voltage Controlled Current Source – như sau:

+

-+

Vo Vi

Ri

It Iz Ii

N u Vế i thay đổi thì dòng IZ cũng thay đổi nhưng nếu thi t k sao cho Iế ế Zmin < IZ

< IZmax thì VZ =const

Khi tải tiêu thụ dòng thấp It = Itmin , dòng Ii chủ ế y u ch y qua DZ; ả ngượ ạc l i khi

tải tiêu th dòng cựụ c đại It = Itmax , dòng qua DZ s t i thi u.ẽ ố ể

Như vậy khi ch n Rọ i phả ải đ m b o ả hai điều ki n sau:ệ

+ Khi dòng tả ực đại c i It = Itmax, dòng qua DZ là IZ > IZmin Dđể Z v n ẫ ổn định điện áp VZ

+ Khi dòng tả ựi c c ti u It = Itmin, dòng qua DZ là IZ < IZmax Dể để Zkhông bị phá

hỏng vì vượt quá công suất tiêu tán cho phép

Khi h t i, Iở ả t = 0, IZ = Ii , nghĩa là lúc đó DZ tiêu thụ dòng cực đạ do đó linh i,

ki n ệ ổn áp DZ phải gánh hầu như toàn bộ dòng vào trong trường hợp này

1.2.2.2 Mạch ổn áp tham số dùng Transistor

Hình 1.4 Mạch ổn áp tham s ố dùng transistor [3]

Khi có điện áp vào Vi, thông qua điện tr R1 cở ấp dòng phân cực cho Q1 làm Q1

ho tạ động Lúc này điện áp ra V0 rơi trên RL được tính: V 0 =Vi V– CE(Q1)

Hoạ ột đ ng ổn áp:

- Khi Vi tăng, V0 tăng tức thời làm điện áp tại chân E(Q1) tăng, do DZ ghim điện áp tại chân B(Q1) không đổi  Q1 : Vcó BE = VB V– E giảm  Q1 d n yẫ ếu đi

 điện áp rơi trên CE(Q1) tăng lên  V0 =Vi V– CE (Q1) là không đổi

- Khi Vi giảm, quá trình diễn ra tương tự nhưng ngược lại

1.2.2.3 Mạch ổn áp kiểu bù

Trong th c t khi ta cự ế ần các nguồn m t chiộ ều có giá trị khác nhau nhưng vẫn đượ ổn áp thì ta có thể ử ục s d ng m ch ạ ổn áp dùng transistor nhưng thêm một bi n ếtrở VR đ có th đi u chể ể ề ỉnh được điện áp ra

Q1

R1

RL Dz

+

-

-+

a Sơ đồ ạ m ch :

Hình 1.5 M ạch ổn áp n i tiố ếp dùng transistor có điều ch nh [3] ỉ

R1: Phân cực cho Q1 hoạ ộng, đồt đ ng thời là điện tr tở ải của Q2

DZ, R2: tạo điện áp chuẩn

R3, R4, VR: lấy điện áp từ V0 phân cực cho Q2

Q2: ph n t ầ ử điều khiển dùng để so sánh điện áp hồ i ti p vế ới điện áp chuẩn và khuếch đại sai l ch đó ệ

Q1: BJT công suất dùng để điều chỉnh điện áp ra theo điện áp vào

b Nguyên lý hoạt động:

Khi đóng mạch, Q1 dẫn nên Q2 dẫn Ta có V0 = Vi - VCE1

- VS b ng m t phằ ộ ần điện điệ áp rơi trên cầu phân áp R3, R4, VR n

Giả ử s Vi tăng, V0 tăng tức thời, nên điện áp lấy m u Vẫ S tăng Điện áp VS cũng chính là điện áp đưa vào cực n n B c a Q2 ề ủ  Q2 d n m nh ẫ ạ  VCE2 gi mả Q1 d n y u ẫ ế  VCE1 tăng, nên V0 gi m theo ả

- Giải thích tương tự khi Vi giảm

VR ở đây có tác dụng điều chỉnh điện áp VS cấp cho chân B(Q2), khi ta chỉnh

VR xuống phía dưới làm cho điện tr v ở ế dưới VR giảm  VS giảm  VB2 giảm Q2 d n y u ẫ ế  VCE2 tăng  Q1 d n mẫ ạnh nên V0 tăng lên

Ta thấy ở đây VR đã có tác dụng điều chỉnh điện áp ra V0 theo mong mu n ố

1.2.2.4 Các vi mạch ổn áp DC tuyến tính

a H 78xx/79xx: ọ

Q1

R2 R1

RL

Dz

+

-

-+

VsQ2

R3

R4 VR

Vi mạch 78xx/79xx có 3 cực: cực vào, cực ra và cực chung M i lo i vi mỗ ạ ạch như vậy được ch tế ạo theo các mức điện áp ra tiêu chuẩn dương hoặc âm.

- Các vi mạch xx78xx được ch t o vế ạ ới các mức điện ra tiêu chuẩn dương từ(+5 +24)  V

Ví dụ: LM7805 ổn áp dương, điện áp ra là +5V

+ Sơ đồ chân: chân vào (input), chân ra (output), chân mass (GND)

Hình 1.6 Sơ đồ tương đương và hình dáng 78XX [7]

Bảng 1.1: Thông số ớ l n nhất (Ta = 25 0C) với dòng IC LM78xx [7]

Input Voltage (for VO= 5V to 18V)

Thermal Resistance Junction-Air (TO-220)

Mức kháng nhiệt ại điểm tiếp xúc không khí t

Bảng 1.2: Thông số ỹ k thuật điện (LM7805/LM7805R) (0°C < T J< 125°C, IO= 500mA, VI = 10V, CI= 0,33µF, CO=0,1µF) [7]

v ịMin Typ Max

- 1.6 50 Load Regulation

Output Voltage Drift

Điện áp trôi ngõ ra V0/ T  I0 = 5mA - -0.8 - mV/0C

Điện áp rơi đầu ra

Output Resistance

Short Circuit Current

Dòng ngắn m ch ạ ISC VI= 35V, TA=+25

T Cụ 1, C2 dùng để ọc các gợn điện áp 1 chiều đầu vào và đầ l u ra m ch ạ

- Các vi mạch xx79xx được ch t o vế ạ ới các mức điện áp ra tiêu chuẩn âm, từ(-5V - )  15 V

Ví dụ AN 7915 ổn áp âm điện áp ra là -15V

+ Hình dáng và sơ đồ chân:

Hình 1.8 Hình dáng 79xx [8]

Hình 1.9 M ch ạ ổn áp đơn dùng IC LM79xx [8]

Ở đầu vào và đầu ra có mắc các tụ C1, C2 có giá trị khoảng vài chục nF( hoặc vài µF) để ố ắt các xung nhiễ n i t u th i h n ngờ ạ ắn để kh i ỏ ảnh hưởng đến s ự làm việc

c a vi mủ ạch

b IC ổn áp 3 chân điều chỉnh được

- Tương tự hư mạ n ch ổn áp điều chỉnh được dùng transistor thì chúng ta đã

chế ạo được các vi mạ t ch ổn áp điều chỉnh được dùng LM

Một số loại IC điều chỉnh được điện áp ra:

+ LM317,T,W; LM217; LM117T: IC ổn áp điều ch nh nguỉ ồn dương + LM337KS,T,TW; LM237; LM137T: IC ổn áp điều ch nh nguỉ ồn âm + LM350 ổn áp nguồn dương; LM320 ổn áp nguồn âm

- IC LM 317:

Hình Sơ đồ chân 1 sốIC ộ ọ + Loại IC này có điện áp ra điều khiển đượ ừ 1,2 đến 37V, điện áp đầu c t vào lên tới 40V

+ Dòng điện ra có thể lên tới 1,5A

Hình 1.13 Mạch điều chỉnh điện áp dùng LM337 [10]

C1 10uF

Vin

0

0

C2 0.1uF

D1

1N4002

Vout

C3 1uF

5k

R1 240

0

C1 1uF

0

R1 120

R2 5k

1.2.3 Hiệu suất hoạt động

- Dòng điện t i khi ch y qua ph n t ả ạ ầ ử công suất (transistor, IC ngu n tuyồ ến tính) sẽ gây ra nhiệt, dòng tải càng lớn thì nhiệt lượng tỏa ra càng nhiều

- Để ểu rõ hơn về ệ hi hi u su t ngu n tuyấ ồ ến tính, lấy ví dụ IC ngu n tuyồ ến tính LM7805, với điện áp vào 12V, điện áp ra 5V Hiệu su t c a LM7ấ ủ 805 được tính như sau:

- Thay s ố ta có hiệu su t cấ ủa LM7805 là 5/12 = 41,66% Ta thấy điện áp vào càng lớn thì hiệu suất càng thấp Biểu đồ dưới đây mô tả liên hệ gi a t l điữ ỉ ệ ện áp vào/ra với hi u suệ ất các IC nguồn tuyến tính:

Hình 1.14 Mối liên hệ ữ ỷ ệ điện áp vào/ra vớ gi a t l i hiệu su t IC LM7805 [7] ấ

T biừ ểu đồ trên ta thấy trường h p cho hi u su t cao nhợ ệ ấ ất là khi điện áp vào

bằng điện áp ra, nhưng thực t ế luôn có điện áp rơi trên phần t ử công suất là transistor công suấ , do đó điện áp đầu ra luôn nhỏ hơn đầu vào.t

1.2.4 Ứng dụng của nguồn tuyến tính

- S dử ụng cho các ứng dụng đơn giản, chi phí thấp

- S dử ụng cho các ứng d ng d b ụ ễ ị ảnh hưởng b i nhiở ễu như radio, truyền thông, dùng trong các ứng dụng đo lường yêu cầu độ chính xác cao Nguồn tuy n ếtính có ưu điểm là độ ợn sóng của điện áp đầ g u ra r t nh ấ ỏ (LM7805 là 45µV), các

lo i nguạ ồn switching gần như không thể đạt được (thường c ỡ vài mV)

- ng d ng cỨ ụ ần đáp ứng đầu ra (transient response) nhanh khi điện áp đầu vào thay đổi liên tục

1.3 Khái niệm về mạch ổn áp kiểu xung

1.3.1 Nguyên lý chung

Đặc điểm quan tr ng nh t c a b ọ ấ ủ ộ ổn áp bù tuyến tính là sự sai lệch điện áp ra được đặt liên tục lên 1 transistor công suất để điều khiển, bù sai lệch này có giá trị

ổn áp ra sau bộ ổn định: V0 V– 0od  Vimin

V i: Vớ imin – là giá trị nh nhỏ ất của điện áp đưa tới bộ ổn định V0od – là giá trị điện áp ra ổn định

Ở các b ộ ổn áp xung người ta thay transistor điều khi n b ng m t b chuy n ể ằ ộ ộ ể

m ch xung Tr s ạ ị ố trung bình (một chi u) cề ủa điện áp ở ngõ ra được điều ch nh nh ỉ ờ

việc đóng hay mở chuy n m ch theo m t chu k ể ạ ộ ỳ xác định và thời gian đóng hay mở

có thể điều ch nh theo mỉ ức độ sai l ch c a V0 Nệ ủ ếu đặ ột b chuy n mể ạch điệ ử ởn t

m ch th c p c a biạ ứ ấ ủ ến áp nguồn ta nhận được b ộ ổn áp xung thứ ấ c p Trong trường

hợp ngược lại nế ở ạch sơ cấp ta có mạch xung sơ cấu m p

Để ả gi m nh ỏ công suấ ổt t n hao c a biủ ến áp, người ta ch n t n s ọ ầ ố làm việc c a ủchuy n mể ạch cao (vài kHz đến vài chục kHz) Bằng cách đó kích thước, tr ng ọlượng biến áp giảm vài lần và hiệu su t nấ ăng lượng chung c a b ủ ộ ổn áp có thể đạ t

tới 80%

Các chuyển mạch điện t ử là các transistor công suất làm việ ởc ch xung ế độViệc điều khiển đóng mở transistor đư c th c hi n nh mợ ự ệ ờ ột xung vuông đưa tới Base (hoặc Gate), có chu kỳ xung không đổi T n t i ba kh ồ ạ ả năng điều khiển transistor chuyển mạch là:

- Thay đổi b rề ộng xung vuông (tương ứng v i th i gian m c a transistor) ớ ờ ở ủtheo mức sai lệch c a Vủ 0 nh ờ đó điều chỉnh được điện áp ra ở mức đ ổn địộ nh

- Thay đổi độ ỗ r ng của xung vuông (tương ứ ng v i thớ ời gian khóa của transistor)

- Thay đổi đồng thời cả ề ộng và độ ỗ b r r ng của xung điều khi n ể

1.3.2 Phương pháp điều chế độ rộng xung

Sơ đồ khối phương pháp như trên hình 1.15

- Đặc điểm k t c u cế ấ ủa phương pháp này là transistor chuyển m ch Q, ạ cuộn chắn L và tải m c n i ti p nhau, diode D m c song song v i tắ ố ế ắ ớ ải Transistor Q làm

việc như một khóa điệ ử ởn t m hoặc khóa vớ ầi t n s ố không đổi (kho ng 20kHz) do ả

khối tạo xung nh p c a tị ủ ầng điều khi n t o ra ể ạ

- Phần điều khi n th c hi n vi c so sể ự ệ ệ ánh điện áp ra V0 v i mớ ột điện áp chuẩn

VS (do kh i tố ạo điện áp chuẩ ạn t o ra), k t qu sai lế ả ệch được kh i khuố ếch đại so sánh khuếch đại sau đó điều ch rế độ ộng xung để ạo ra xung vuông có độ ộng thay đổ t r i (tại kh i tố ạo xung điều khiển) trước khi đưa tớ hóa transistor để điềi k u ti t th i gian ế ờ

m cở ủa nó

Trong kho ng th i gian ngh cả ờ ỉ ủa xung điều khiển, dòng điện ra được đảm bảo

nh t lờ ụ ọc C và cuộn chắn L Diode D dùng để ngăn ngừa vi c xu t hiệ ấ ện điện áp tự

cảm trên cuộn L quá lớn lúc khóa transistor chuyể ừ ở sang khóa mà do đó bảo n t m

v ệtransistor

Hình 1.15 Mạch ổn áp xung thứ ấp theo phương pháp điều chế độ ộ c r ng xung

điều khiển [3]

M t trong nhộ ững phương án đơn giản để điều ch rế độ ộng xung là dùng xung tam giác có chu kỳ và biên độ không đổi so sánh với điện áp cầ ổn định như n minh họa trên hình 1.16

Hình 1.16 Phương pháp điều ch r ng xung nh 1 xung chuế độ ộ ờ ẩn dạng tam

giác [3]

Việc phân tích chi tiết sơ đồ khối hình 1.15 qua giản đồ điện áp và dòng điện (tìm phương trình UL(t) và IL(t) qua đó xác định dòng tuyến tính IL(t) và UL(t)) cho phép rút ra các kết luận chính đố ới phương pháp này là: i v

+ T s Uỷ ố ra/Uvào t l v i tỷ ệ ớ mở/T Tức là dải điều ch nh cỉ ủa điện áp ra ổn định

n m trong gi i h n 0 Uằ ớ ạ ÷ vào Điện áp ra sau bộ ổn áp luôn không lớn hơn điện áp vào

+ Dòng trung bình qua transistor chuy n mể ạch (là dòng điện vào) luôn luôn

nh ỏ hơn dòng ra tải: IV < Ira

+ B ộ ổn áp nhận năng lượng c a mủ ạch vào (Uvào dướ ạng không liên tục và i dchuyển năng lượng 1 chi u ra tề ải dưới dạng liên tục theo th i gian) ờ

1.3.3 Phương pháp điều chế độ rỗng xung

Hình 1.17 Phương pháp điều chế độ ỗ r ng xung [3]

Đặc điểm của phương pháp này là cuộn ch n L, diode b o v ắ ả ệ D và tải m c n i ắ ốtiếp nhau Transistor chuy n m ch Q m c song song v i tể ạ ắ ớ ải phân cách qua diode D

C

D

Khèi ®iÒu khiÓn

Vì 0 tkhóa  T nên Vi  V0  tức là phương pháp này cho phép nhận được điện áp ra lớn hơn điện áp vào bộ ổn định hay d i đi u ch nh rả ề ỉ ộng hơn

Điều này có thể giải thích tóm tắt do có hiện tượng tích lũy năng lượng t ừtrường trong cuộn L lúc transistor mở (tương ứng v i kho ng th i gian tmở = txớ ả ờ của xung) khi đó D khóa, ngắ ảt t i kh i mạch vào Khi transistor khóa (tương ứỏ ng v i ớkho ng th i gian tả ờ nghỉ = tkhóa năng lượng c a Vủ i k t h p vế ợ ới năng lượng c a Vủ L qua diode) n p cho t ạ ụ C và cung cấp V0 cho tải

- Năng lượng c a ngu n Vủ ồ i liên tục cung c p cho b ấ ộ ổn áp (trên cuộn L) và

vi c truyệ ền năng lượng ra tải xảy ra dưới dạng xung không liên tục

1.3.4 Phương pháp điều chế đồng thời độ rộng và độ rỗng xung

Hình 1.18 Phương pháp điều chế đồ ng th i tờ mở và tkhóa [3]

Đặc điểm k t c u ế ấ ở đây là transistor chuyển mạch và diode mắc n i ti p v i ố ế ớ

tải, cuộn ch n L m c song song vắ ắ ới tải phân cách qua diode D

Khi transistor mở, dòng do Vi cung c p cho cuấ ộn L tích lũy năng lượng t ừtrường Diode lúc này khóa ngắt phần trước đó khỏi m ch t i, t ạ ả ụ C được nạp đầ ừy t trước phóng điện qua m ch t i, cung c p V0 ạ ả ấ

Khi transistor khóa (ứng v i kho ng thớ ả ời gian không có xung điều khiển), trên

L xu t hi n sấ ệ ức điện động t cự ảm ngược chi u v i Về ớ i làm diode D mở ải phóng ginăng lượng t cu n L nừ ộ ạp cho C và cung cấp cho m ch t i ạ ả

Qua việc phân tích có mấy biện pháp sau:

- Điện áp VL và VC ngược cực tính với Vi do đó tại đầu ra ta nhận được điện

áp trên tải ngược cực tính với Vi hay b ộ ổn áp có tác dụng đảo dấu điện áp vào cần

Vì tmở và tkhóa luôn biến đổ ỷ ệ ngượi t l c (do chu k ỳ T là hằng số) nên dải cho phép nhận điện áp ra là 0  V0  ∞ hay phương pháp này cho khả năng điều ch nh ỉV0 r ng nh t trong s ộ ấ ố ba phương pháp trình bày.

- Năng lượng t mừ ạch ngoài cung cấp cho b ộ ổn áp dướ ạng xung và bộ ổi d n

áp truyền năng lượng ra t i cũng dư i d ng xung ả ớ ạ

1.3.5 Phương pháp ổn áp xung sơ cấp

Sơ đồ kh i th c hiố ự ện phương pháp ổn định sơ cấp cho trên hình 1.19

Mạch hình 1.19 hoạt động như sau: Điện áp lưới được chỉnh lưu trực ti p b ng ế ằ

m t m ch c u tộ ạ ầ ạo nên nguồn m t chiộ ều đối x ng c 150V cung c p cho hai ứ ỡ ấtransistor T1 và T2 được điều khi n theo kiể ểu đẩy kéo nhờ hai dãy xung điều khi n ểngược pha nhau có tần s kho ng (5 50)ố ả ÷ kHz Các xung điều khiển có độ ộ r ng thay

đổi theo quy lu t c a ậ ủ điện áp sai ệl ch c a ủ điện áp Ura (giống như phương pháp ổn

định ki u th cể ứ ấp đã nói trên) Nhờ T1 và T2 điện áp U0 lần lượt được đưa tới 1 biến

áp xung và tải th c p cứ ấ ủa nó qua một m ch chạ ỉnh lưu hai nửa chu k ỳ và 1 khâu lọc

LC, ta nhận được điện áp ra đã được ổn định

Hình 1.19 Phương pháp ổn áp xung kiểu sơ cấp [3]

Đặc điểm chính của phương pháp này là ở đây ử ụ s d ng biến áp xung làm việc

ở ầ t n s ố cao nên kế ất c u gọn và tổn hao nh Mỏ ạch cách ly để phân cách điện th ế

gi a m ch ữ ạ thứ và sơ cấp b o v khả ệ ối điều khi n khể ỏi ảnh hưởng của ổn áp (thường dùng ghép biến áp hay ghép quang)

Điều lưu ý cuối cùng là tron ấ ả các phương pháp đã nêu ta có thểg t t c thay th ếkhóa chuyển m ch transistor bạ ằng các khóa tiristor Khi đó chỉ ần điề c u ch nh th i ỉ ờđiểm xu t hiấ ện xung điều khi n m cho tiristor nh ể ở ờ các mạch tạo xung điều khi n ểthích hợp

CHƯƠNG 2 NGUỒ ỔN ÁP XUNGN Nguồn xung còn gọi là nguồn Swiching (ng t m ) hay ngu n d i rắ ở ồ ả ộng, là nguồn có dòng điện đi qua biến áp thay đổi đột ng t tộ ạo thành điện áp ra có dạng xung điện - gọi là nguồn xung Điện áp cung cấp cho nguồn là điện áp một chi u ềđược ng t m tắ ở ạo thành dòng điện xoay chi u cao tề ần đi qua biến áp Nguồn có khả năng điều chỉnh điện áp đầu ra d i r ng t ả ộ ừ 90V đến 280V AC - gọi là nguồn d i ả

2.1 Sơ đồkhối ngu n xung ồ

Hình 2.1 Sơ đồ kh i ngu n xung ố ồ

- Nguồn xoay chiều đầu vào: hai mức là 110V hoặc 220V, t n s f = 50/60Hz ầ ố

- Mạch lọc xoay chi u (Transient filtering):ề có nhiệm v l c b ụ ọ ỏ các xung nhiễu công nghiệ ầp t n s l n ố ớ

- Chỉnh lưu (Rectification): có nhiệm v ụ chỉnh lưu điện áp xoay chiều 110/220V thành nguồn m t chiộ ều và lọc phẳng thành điện áp ộm t chi u 300V ề

- Chuyển m ch (Switcher): ạ công tắc đóng, ngắt có nhiệm v dụ ẫn dòng điện sơ

cấp để ấ c p cho biến áp xung

- Biến áp xung (Transfomer): có nhiệm v biụ ến xung điện áp bên sơ cấp thành các mức xung điện áp có giá trị nh ỏ hơn ở bên thứ ấ c p

- Chỉnh lưu (Rectification): có nhiệm v ụ chỉnh lưu xung điện áp xoay chiều đượ ấc l y sau biến áp xung thành các điện áp một chiều

- B l c (Filtering): B l c m t chi u th c p, s d ng cuộ ọ ộ ọ ộ ề ứ ấ ử ụ ộn dây và tụ điện để

lọc phẳng ngu n m t chiồ ộ ều và loạ ỏ các xung nhiễu bám theo nguồi b n một chiều

- Điều ch nh PWM (PWM control): b ỉ ộ điều ch ế xung PWM, có nhiệm v tụ ạo

ra hai xung vuông ngược pha để điều khi n biể ến áp xung

- Cách ly (Isolator): ến áp cách ly giữa nguồn sơ cấp và thứ ấbi c p ngu n xung ồ2.1.1 M ch l c xoay chi u ạ ọ ề

M ch l c xoay chiạ ọ ều : Có chức năng lọc bỏ nhi u cao tễ ần bám theo đường dây điện AC 220V, không để nhi u lễ ọt vào trong bộ nguồn gây hỏng linh kiện và gây nhiễu trên nguồn, các nhiễu này có thể là sấm sét, nhiễu công nghiệ …p

Hình 2.2 Mạch l c xoay chiọ ều cơ bản

- CX1: ụ ọ ầu vào, làm chậT l c đ p mạch các xung nhiễu công nghiệp t n s l n ầ ố ớ

- L3: Cuộ ảm, ngăn chặn c n xung nhi u t n s lễ ầ ố ớn không cho lọt vào nguồn

- CY1, CY2: T ụ thoát mass các xung nhiễu

2.1.2 M ch chạ ỉnh lưu và lọc sơ cấp

M ch chạ ỉnh lưu Có chức năng chỉnh lưu điện áp xoay chiều thành mộ: t chi u, ềsau đó điện áp một chi u s ề ẽ được các tụ ọ l c, lọc thành điện áp bằng ph ng trong ẳ Ởphần này mạch chỉnh lưu có nhiệm v chuyụ ển đổi ngu n xoay chi u 220V ho c ồ ề ặ110V thành nguồn m t chi u 300VDC cung c p cho chuy n mộ ề ấ ể ạch điệ ửn t

Thông thường có các dạng m ch chạ ỉnh lưu không điều khiển như là chỉnh lưu

m t pha m t n a chu k , chộ ộ ử ỳ ỉnh lưu ộ pha hình tia, chỉnh lưu cầm t u ộm t pha, chỉnh

lưu ba pha… Nhưng với các mạch nguồn xung thì chỉnh lưu phần sơ cấp s d ng ử ụchỉnh lưu cầu m t pha ộ

Hình 2.3 Sơ đồ ạ m ch chỉnh lưu cầu và dạng sóng điện áp, dòng điện [4]

Hình 2.4 Dạng sóng điện áp mạch chỉnh lưu cầu khi s d ng t l c [4] ử ụ ụ ọ2.1.3 Chuyển mạch điện tử

Đây là linh kiện bán dẫn dùng như một công ắt c chuy n mể ạch, đó có thể là transistor, mosfet, IC tích hợp, IGBT có nhiệm v ụ đóng cắt điện áp từ chân (+) của

t lụ ọc cơ cấp vào cuộn dây sơ cấp của biến áp xung rồi cho xu ng mass ố

Hình 2.5 Sơ đồ chân chuyển mạch điện t dùng 2SC2625 1] ử [1

Hình 2.6 Hình dáng mộ ốt s loại diode xung cơ bản 2.1.5 Điều ch xung PWM ế

Phương pháp điều xung PWM (Pulse Width Modulation) là phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải, hay nói cách khác, là phương pháp điều chế dựa trên sự thay đổi độ rộng của chuỗi xung vuông, dẫn đến sự thay đổi điện áp ra

Các PWM khi biến đổi thì có cùng ộ tần số và khác nhau về độ rộng của m t sườn dương hay sườn âm

Hình 2.7 Đồ thị điề u ch d ng xung PWM ế ạ

2.1.6 Biến áp xung

Biến áp xung là tả ủa công suấ ạo điện áp ra thứ ấp, đồi c t, t c ng thời cách ly

giữa hai khối sơ/thứ ấp để c loạ ỏ mass (điện áp cao) của sơ cấi b p b o v tả ệ ải và ngườ ử ụi s d ng

Biến áp xung: Cấ ạu t o bao gồm các cuộn dây quấn trên một lõi từ ống như gi

biến áp thông thường, biến áp xung sử ụng lõi ferit Với cũng kích thước thì biế d n

áp xung cho công suấ ớn hơn biến áp thườt l ng r t nhi u l n ấ ề ầ

Biến áp xung hoạt động t t ở ả ầố d i t n cao

2.1.6.1 Một số hình dạng ến áp xung bi

- Lõi ferrite được sản xuất với kích cỡ tương đối nhỏ

- Hình dạng lõi khác nhau: hình chén, RM, EE, PQ, UU, UI, EI

- Các dạng lõi khác nhau của biến áp công suất

a Kiể u 1:

Hình 2.8 Hình dáng và kết cấ ủu c a biến áp xung kiểu 1 [2]

b Kiể u 2:

Hình 2.9 Hình dáng và kết cấ ủu c a biến áp xung kiểu 2 [2]

c Các kiểu lõi Ferrite:

Hình 2.10 Ferrite core (TDK) [2]

Bảng 2.1: T n thổ ất lõi đối với các vật liệu cốt lõi khác nhau ở các tần số và

Magnetics Inc-R

Magnetics Inc-P

TDK-H7C1 TDK-H7C4 Siemens N27

Magnetics Inc-R

Magnetics Inc-P

TDK-H7C1 TDK-H7C4 Siemens N27

Magnetics Inc-R

Magnetics Inc-P

TDK-H7C1 TDK-H7C4 Siemens N27

Magnetics Inc-R

Magnetics Inc-P

TDK-H7C1 TDK-H7C4 Siemens N27

Magnetics Inc-R

Magnetics Inc-P

TDK-H7C1 TDK-H7C4

Bảng 2.2: S ốloại lõi có thể thay đổi hình học [1]