thiết kế nguồn boostt pfc hiệu suất cao

Mục lục Danh sách hình vẽ i LỜI NÓI ĐẦU. 1 1 GIỚI THIỆU VỀ TRUNG TÂM CTI. 2 1.1 Quá tr ình thành lập. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2 Chức năng của trung tâm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.3 Nhiệm vụ của trung tâm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.4 Cơ cấu tổ chức. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.5 Các đối tác. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 GIỚI THIỆU CHUNG 4 2.1 Bộ biến đổi điều chỉnh hệ số công suất. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.2 Các phương pháp điều chỉnh hệ số công suất. . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.2.1 Điều chỉnh hệ số công suất tuyến tính. . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.2.2 Tác dụng của bộ điều chỉnh hệ số công suất PFC. . . . . . . . . . . 6 3 LỰA CHỌN CẤU TRÚC BỘ BIẾN ĐỔI VÀ TÍNH TOÁN MẠCH LỰC. 7 3.1 Yêu cầu thiết kế. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3.2 Lựa chọn cấu trúc mạch và nguyên lý làm việc. . . . . . . . . . . . . . . . 7 3.3 Tính toán thông số các phần tử trong mạch lực. . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.3.1 Tính toán tụ lọc đầu ra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.3.2 Tính toán điện trở. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.3.3 Tính toán điện cảm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.3.4 Lựa chọn thiết bị đóng cắt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 4 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN. 12 4.1 Phương pháp điều khiển dòng trung bình. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 4.2 Thiết kế bộ điều khiển . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 4.3 Thiết kế mạch phát xung điều khiển với IC chuyên dụng UC3854 . . . . . . 18 4.3.1 Giới thiệu về UC3854. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 4.3.2 Chức năng và cách thiết kế cho từng chân của UC3854 . . . . . . . 18 1 5 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM. 20 5.1 Mô phỏng bằng phần mềm Psim . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 5.2 Kết quả thực nghiệm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Danh sách hình vẽ 1.1 Cơ cấu tổ chức CTI. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3.1 Sơ đồ cấu trúc bộ biến đổi Boost. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 3.2 Mô hình khi khóa S được thay bằng MOSFET Q 1 và diode D. . . . . . . . 8 3.3 Sơ đồ mạch thay thế a) MOSFET Q 1 đóng, b) khi MOSFET Q 1 cắt. . . . . 9 3.4 a) Dạng sóng điện áp trên cuộn cảm, b) Dạng sóng dòng điện trên tụ điện. . 9 3.5 Dạng sóng điện áp đầu ra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.6 Dạng sóng dòng điện qua cuộn cảm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 4.1 Sơ đồ nguyên lý của phương pháp điều khiển dòng trung bình trong mạch boost PFC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 4.2 Sơ đồ mạch vòng dòng điện. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 4.3 Đồ thị Bode của vòng dòng điện sau bù. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4.4 Cấu trúc bộ bù loại 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 4.5 Sơ đồ mạch vòng điều chỉnh áp. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 4.6 Đồ thị Bode của vòng điện áp sau bù. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 4.7 A. Cấu tạo bên ngoài. B Cấu tạo bên trong của UC3854 . . . . . . . . . . . 18 5.1 Mạch mô phỏng bằng phần mềm PSIM 9.0. . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 5.2 Điện áp và dòng điện đầu vào. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 5.3 Điện áp và dòng điện đầu ra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 5.4 Kết quả thực nghiệm mạch thực. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 5.5 Kết quả đo thực nghiệm trên Oscillocope. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 5.6 Kết quả thực nghiệm khi đóng tải. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 i LỜI NÓI ĐẦU. Hiện nay, nguồn điện xoay chiều ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các loại thiết bị và máy móc, và dần thay thế chỗ cho các thiết bị sử dụng nguồn điện 1 chiều. Nhưng nguồn điện 1 chiều vẫn luôn có chỗ đứng của riêng mình trong những lĩnh vực mà điện xoay chiều không thể thay thế được như nguồn cho các linh kiện điện tử, mạ điện , động cơ 1 chiều . . . Để tạo ra nguồn điện 1 chiều thì ta có thể dùng nhiều cách như : dùng máy phát điện 1 chiều , sử dụng pin , ắc qui ,chỉnh lưu Với mạng lưới điện xoay chiều phân bố rộng rãi như hiện nay thì cách mang lại hiệu quả và tiện lợi nhất là sử dụng bộ chỉnh lưu. Hiện nay có nhiều loại hình chỉnh lưu khác nhau nhưng hầu hết bộ nguồn này thường có hiệu suất không cao và thường phát lại lưới những sóng hài bậc cao làm ảnh hưởng tới chất lượng của nguồn điện, từ đó làm giảm hiệu suất làm việc của các loại máy móc. Do vậy mục tiêu thực tập tốt nghiệp là thiết kế được bộ nguồn có điều chỉnh hệ số công suất. Báo cáo của em được chia làm 5 chương: Chương 1: Giới thiệu về trung tâm CTI. Chương 2: Giới thiệu chung. Chương 3: Lựa chọn cấu trúc bộ biến đổi và tính toán mạch lực. Chương 4: Thiết kế mạch điều khiển. Chương 5: Kết quả mô phỏng và thực nghiệm. Trong thời gian thực tập em đã hoàn thành các công việc trên qua sự hướng dẫn của thầy PGS.Tạ Cao Minh cùng với các sinh viên nghiên cứu khoa học tại trung tâm nghiên cứu ứng dụng và sáng tạo công nghệ (CTI). Do thời gian thực tập có hạn cũng như sự hạn chế về mặt kiến thức và thực nghiệm, báo cáo không tránh khỏi được những thiếu sót. Vì thế em kính mong nhận được những lời nhận xét, đánh giá và góp ý của các thầy cô giúp em khắc phục và hoàn thiện bài báo cáo, tạo tiền đề để cho ra đời sản phẩm mới hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 8 tháng 9 năm 2014 Sinh viên thực hiện 1 Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ TRUNG TÂM CTI. 1.1 Quá trình thành lập. Trung tâm nghiên cứu ứng dụng và sáng tạo công nghệ được thành lập ngày 24/12/2009 theo quyết định của hiệu trưởng Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Trung tâm vận hành theo mô hình mở, nơi các nhà khoa học và các cán bộ nghiên cứu thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau có thể cùng làm việc và cộng tác. 1.2 Chức năng của trung tâm. Các chức năng của trung tâm là: • Điều phối hoạt động các phòng thí nghiệm trong trường Đại học Bách khoa Hà Nội. • Xúc tiến hoạt động chuyển giao công nghệ và thương mại hóa các kết quả nghiên cứu khoa học của Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. • Phối hợp các đơn vị trực thuộc Bộ khoa học, công nghệ và Bộ giáo dục, đào tạo cùng các bộ khác để thực hiện các nhiệm vụ khoa học. 1.3 Nhiệm vụ của trung tâm. Trung tâm thành lập nhằm thực hiện sáu nhiệm vụ cơ bản sau: • Đề xuất và thực hiện các đề tài nghiên cứu có khả năng ứng dụng thực tiễn. • Thực hiện các đề tài và dự án mang tính liên ngành. • Giải mã các công nghệ tiên tiến ở nước ngoài và nhập khẩu vào Việt Nam. • Ươm tạo công nghệ và ươm tạo doanh nghiệp. • Đảm nhiệm các hoạt động bảo trì, bảo dưỡng sản phẩm và dây chuyền sản xuất. • Đào tạo và nâng cao năng lực khoa học công nghệ cho các doanh nghiệp và tổ chức khác. 2 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ TRUNG TÂM CTI. Ban giám đốc Phòng nghiên cứu thị trường và đầu tư Phòng cơ sở dữ liệu Phòng thí nghiệm nghiên cứu và phát triển Nhánh điện tử – CNTT - Tự động hóa Nhánh công nghệ vật liệu - hóa học – sinh học Hình 1.1: Cơ cấu tổ chức CTI. 1.4 Cơ cấu tổ chức. Nhằm thực hiện các nghiên cứu thuộc các lĩnh vực lớn như điện tử viễn thông, công nghệ thông tin, tự động hóa, công nghệ vật liệu, bộ máy tổ chức cần có cơ cấu đa dạng và liên ngành hình 1.1. 1.5 Các đối tác. Trung tâm đã hợp tác với nhiều tổ chức trong và ngoài nước trong lĩnh vực khoa học công nghệ: • Cục ứng dụng và phát triển cộng nghệ (SATI), Bộ khoa học công nghệ. • Phòng thí nghiệm của GS. Yoichi Hor i, Đại học Tokyo. • Phần Lan trong chương trình “ Innovation Patnership Program” 3 Chương 2 GIỚI THIỆU CHUNG 2.1 Bộ biến đổi điều chỉnh hệ số công suất. Hiện nay trong hầu hết các thiết bị biển đổi điện năng đều sử dụng đến chỉnh lưu từ nguồn xoay chiều (cung cấp từ lưới điện) sang nguồn một chiều. Nguồn điện một chiều sau chỉnh lưu sẽ đóng vai trò là nguồn cấp cho tất cả module bên trong của thiết bị (kể cả các module xoay chiều qua hệ thống mạch nghịch lưu). Thông thường để đảm bảo được chất lượng điện áp như mong muốn ta phải mắc tụ san phẳng với giá trị điện dung lớn vào ngay sau chỉnh lưu. Chính điều này đẫn đến một số vấn đề cần phải được quan tâm mà điển hình là sóng hài. Dòng điện vào từ nguồn lưới là dòng gián đoạn và tồn tại trong những khoảng thời gian ngắn (hài). Sở dĩ có hiện tượng này là do quá trình phóng nạp liên tục của tụ lọc. Thiết bị chỉ nhận năng lượng từ lưới trong thời gian tụ nạp. Khi các hài này được sinh ra sẽ gây hại đến hệ thống lưới điện. Tác hại của những hài này sẽ càng lớn khi công suất tải lớn, hoặc khi có đồng thời nhiều thiết bị gây hài mắc vào cùng một nguồn lưới. Như ta đã biết chất lượng một hệ thống cung cấp điện được đánh giá bởi hai (trong một số) chỉ tiêu là hệ số công suất (Power Factor - PF) và tổng lượng sóng hài (Total Harmonic Distortion – THD). Hiệu năng của hệ thống lưới điện phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố sóng hài, tổng lượng sóng hài càng nhỏ hiệu năng lưới điện sẽ càng cao. Hệ số công suất (PF), theo định nghĩa chung nhất, là tỷ số giữa công suất tác dụng P và công suất toàn phần S: PF = P S (2.1) Đối với dòng điện và điện áp sin lý tưởng thì hệ số này có dạng đơn giản: PF = cosϕ (2.2) Trong đó ϕ là góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp, điều chỉnh hệ số công suất chính là điều chỉnh hay bù cosϕ Trong thực tế dòng điện và điện áp thường có dạng sin không lý tưởng. Hệ số công suất 4 CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU CHUNG theo cách hiểu đơn giản không còn phù hợp và trong các phân tích cũng như tính toán phải xuất phát từ định nghĩa chung. Để dễ tính toán mỗi dòng điện thực tế được coi là tổng của các dòng sin lý tưởng, và mỗi dòng sin thành phần được gọi là một hài. Hài có tần số thấp nhất, bằng tần số dòng thực tế, được gọi là hài cơ bản, các hài khác, có tần số cao hơn, được gọi là hài bậc cao. Khi đó mức độ hay tính chất sin của mỗi dòng điện thực tế được đánh giá bằng tương quan giữa tổng năng lượng của các hài bậc cao và năng lượng của hài cơ bản. Tương quan này được gọi là hệ số méo dạng tổng và thường được viết tắt là TDH, đó là tỷ số giữa tr ị hiệu dụng của tất cả các dòng bậc cao và trị hiệu dụng của dòng cơ bản: T HD =  ∞  n=2 I 2 n,hd I 1,hd (2.3) Dòng điện có hệ số này càng lớn thì có dạng càng khác nhiều so với sin lý tưởng, dòng sin lý tưởng có THD=0. Điện áp thực tế cũng được biểu diễn tương tự như biểu diện dòng điện ở trên. Trong các ứng dụng thực tế điện áp và dòng điện được coi như sin lý tưởng nếu hệ số méo dạng tổng không lớn hơn 3%, tuy nhiên theo tiêu chuẩn của hiệp hội kỹ thuật điện thì giá trị này là 2%. Nhìn chung điện áp lưới tần số công nghiệp chuẩn, là trường hợp được đề cập ở đây, được coi như có dạng sin lý tưởng. Khi đó, theo cách hiểu hay định nghĩa chung nhất về hệ số công suất thì công thức 2.1 có dạng như sau: PF = U hd I 1hd cosϕ U hd I hd = I 1hd I hd cosϕ = K p K ϕ (2.4) Trong đó hệ số U hd , I 1hd , ϕ tương ứng là trị hiệu dụng của điện áp nguồn, của dòng điện cơ bản và góc lệch pha giữa dòng điện cơ bản và điện áp, hệ số K p = I 1hd /I hd và K ϕ = cosϕ. Quan hệ giữa hệ số méo tổng THD và hệ số K p có dạng: K p = 1 √ 1 + THD 2 (2.5) Cuối cùng nhận được: PF = K p K ϕ = 1 √ 1 + THD 2 K ϕ (2.6) Biểu thức trên cho thấy hệ số công suất phụ thuộc vào thành phần hài bậc cao, góc lệch pha giữa dòng điện cơ bản và điện áp. Như vậy, dòng điện không có dạng hình sin thì hệ số công suất gồm 2 thành phần: • Thành phần thứ nhất K ϕ là hệ số dịch pha (displacement factor) liên quan đến sự lệch pha giữa điện áp và dòng điện. Khi K ϕ nhỏ hơn 1 điều này có nghĩa là cùng với 1 tải trọng dòng điện sẽ lớn hơn, gây tổn thát lớn hơn trong bộ nguồn và hệ thống nguồn phân tán. • Thành phần thứ hai K p là hệ số biến dạng (distortion factor) liên quan đến hình dạng dòng điện. Khi K p nhỏ hơn 1 có nghĩa là sẽ xuất hiện sóng hài nhiều hơn trong dòng điện, nó làm ảnh hưởng đến nguồn. 5 CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU CHUNG 2.2 Các phương pháp điều chỉnh hệ số công suất. 2.2.1 Điều chỉnh hệ số công suất tuyến tính. Trong thực tế có khá nhiều cách điều chỉnh hệ số công suất nhưng chủ yếu được phân ra theo hai dạng : • Điều chỉnh hệ số công suất thụ động – Passive PFC. • Điều chỉnh hệ số công suất tích cực – Active PFC. Hai phương pháp này sẽ được trình bày chi tiết dưới đây. a) Điều chỉnh hệ số công suất thụ động – Passive PFC. Phương pháp Passive PFC đơn giản chỉ là sử dụng một bộ lọc, bộ lọc này chỉ cho qua dòng điện có tần số bằng với tần số điện lưới (50Hz hoặc 60Hz) và chặn không cho các tần số sóng hài đi qua. Lúc này tải phi tuyến tính có thể xem như một tải tuyến tính, hệ số công suất đã được nâng cao hơn. b) Điều chỉnh hệ số công suất tích cực – Active PFC. Là một hệ thống điện tử công suất có chức năng kiểm soát năng lượng cung cấp cho tải, điều chỉnh hệ số công suất ở mức tốt nhất trên mọi mức tải. Trong thiết kế thực tế, mạch Active PFC điều khiển dòng nạp cho tải sao cho dạng sóng của dòng vào cùng pha với dạng sóng ở đầu vào (ở đây là sóng sin). Về cơ bản có 3 dạng mạch Active PFC được sử dụng là: Boost, Buck và Buck+Boost. Phương pháp này đòi hỏi phải thêm một số linh kiện chuyển mạch bán dẫn công suất và mạch điều khiển nhưng bù lại nó có kích thước nhỏ hơn mạch Passive PFC. Dạng mạch điều chỉnh hệ số công suất Active PFC có thể hoạt động trên một dải điện áp vào rất rộng, từ 90VAC đến 264VAC, đặc tính này giúp cho người dùng không cần quan tâm tới mức điện áp đầu vào, điện áp đầu ra ổn định khi điện áp đầu vào biến động. 2.2.2 Tác dụng của bộ điều chỉnh hệ số công suất PFC. Bộ PFC được lắp đặt tại vị trí giữa nguồn cấp (sau chỉnh lưu) và tải một chiều, có tác dụng theo dõi hệ số công suất của tải và tự động điều chỉnh để điện áp và dòng điện vào luôn đồng pha (cosphi = 1). Đồng thời nó còn có tác dụng ổn định điện áp đầu ra, làm tăng tính ổn định của hệ thống, xử lý các thay đổi diễn ra ở phía nguồn cấp và phía tải một chiều, thông báo và tác động khi xảy ra sự cố. Giảm giá thành năng lượng điện và phí truyền tải.Giảm thiểu mất mát, tổn hao trong truyền tải.Tăng tính chất điện dung cho lưới điện. Từ những ưu điểm đó, đồ án này em thực hiện và thiết kế bộ nguồn AC/DC sử dụng phương pháp điều chỉnh công suất tích cực. 6 Chương 3 LỰA CHỌN CẤU TRÚC BỘ BIẾN ĐỔI VÀ TÍNH TOÁN MẠCH LỰC. 3.1 Yêu cầu thiết kế. • Giá trị điện áp hiệu dụng đầu vào V in = 220(V ). • Tần số điện áp đầu vào là f = 50(Hz). • Giá trị điện áp đầu ra V o = 400(V ). • Công suất đầu ra P = 300(W ). • Tần số đóng cắt f = 100(kHz) • Tổng thành phần sóng hài bậc cao T HD ≤ 15%. • Hệ số công suất PF > 0.90 • Độ nhấp nhô dòng điện ∆I = 10%I pk 3.2 Lựa chọn cấu trúc mạch và nguyên lý làm việc. Cấu trúc mạch lực của bộ nguồn điều chỉnh hệ số công suất thường có ba phần chính: • Lọc nhiễu đầu vào EMI. • Phần chỉnh lưu không điều khiển. • Bộ biến đổi trung gian để thực hiện điều chỉnh hệ số công suất. Bộ biến đổi Active PFC được sử dụng phù hợp trong đồ án này là bộ biến đổi tăng áp Boost . Do yêu cầu thiết kế đề ra là giá trị điện áp hiệu dụng đầu vào V in = 220V và giá trị điện áp đầu ra V o = 400V , vì vậy chỉ có bộ biến đổi Boost là phù hợp hơn cả. Và bộ biến đổi Boost có cuộn cảm được nối với thiết bị đầu cuối nên sẽ có độ nhấp nhô dòng điện nhỏ, dòng điện đầu vào có thể đạt chế độ liên tục, giảm thành phần sóng hài bậc cao, giảm kích thước bộ lọc đầu vào. Do đó lựa chọn bộ biến đổi Boost là đem lại hiệu quả trong quá tr ình thiết kế bộ nguồn hiệu chỉnh hệ số công suất. 7 [...]... chức năng của một mạch điều khiển phát xung PWM, giúp người thiết kế giảm thiểu thời gian tính toán, thiết kế, dễ dàng sủa chữa và thay thế tối ưu hóa mạch nhất Hình dạng bên ngoài và cấu trúc bên trong vỏ của một UC3854 như hình 4.7 Ngoài ra UC3854 là IC chuyên dụng trong ứng dụng thiết kế bộ biến đổi công suất điều chỉnh hệ số công suất PFC , cho điều khiển dòng trung bình, dòng khỏi động nhỏ, nhiễu... trên Oscillocope Hình 5.6: Kết quả thực nghiệm khi đóng tải 23 KẾT LUẬN Sau một quá trình học tập và nghiên cứu, em đã thu được những kết quả nhất định.Nhưng kết luận sau đây là sự đánh giá tổng hợp cho toàn bộ quá trình thực tập và nghiên cưu của em : • Nghiên cứu cấu hình bộ biến đổi Boost PFC điều chỉnh hệ số công suất tích cực • Tính đúng đắn của việc mô hình hóa và thiết kế bộ điều khiển được kiểm... dòng đã đạt yêu cầu thiết kế đề ra ban đầu • Hệ số công suất PF = 0.985 cũng đã đạt yêu cầu đề ra • Điện áp đầu ra đạt được 400V 20 CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM Hình 5.1: Mạch mô phỏng bằng phần mềm PSIM 9.0 Hình 5.2: Điện áp và dòng điện đầu vào 21 CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM Hình 5.3: Điện áp và dòng điện đầu ra Hình 5.4: Kết quả thực nghiệm mạch thực 5.2 Kết quả thực nghiệm... ra Về mặt lý thuyết : • Mô hình hóa và thiết kế bộ điều khiển chọn phương án điều khiển tối ưu Về mặt thực nghiệm : • Thực hiện đánh giá và kiểm soát nhiệt độ bộ nguồn • Thiết kế mạch sao cho tối ưu về mặt kích thước cũng như hình dạng Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của giám đốc trung tâm PGS Tạ Cao Minh và giảng viên hướng dẫn PGS.Tạ Cao Minh cùng nhiều cán bộ khác trên trung... khiển dòng trung bình, dòng khỏi động nhỏ, nhiễu ít Từ các tính năng cơ bản trên viêc lựa chọn UC3854 cho việc thiết kế mạch điều khiển là hoàn toàn hợp lý 4.3.2 Chức năng và cách thiết kế cho từng chân của UC3854 Sau đây là bảng 4.1 các chân và chức năng của từng chân: 18 CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Bảng 4.1: Các chân và chức năng của UC3854 Tên Gnd (chân 1) PKLMT (chân 2) CA Out (chân 3) Isense... dụng mạch Boost theo phương pháp điều khiển dòng trung bình 13 CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Hình 4.2: Sơ đồ mạch vòng dòng điện 4.2 Thiết kế bộ điều khiển Việc điều khiển thực hiện gồm các nội dung chính sau: • Thông qua sai lệch giữa tín hiệu đầu ra chuẩn Vore f và điện áp đầu ra phản hồi về thực hiện tính toán đưa ra tín hiệu điều khiển điện áp Vc với mục tiêu điều khiển điện áp đầu ra bằng điện... làm mạch thật và kết quả đạt được như hình 5.4 sau: Từ kết quả thực nghiệm mạch thật đo được trên Oscillocope như trên hình 5.5 và hình 5.6 thì cho thấy mạch chạy ổn định với 100% tải định mức , Điện áp ra sau chỉnh lưu (màu tím) và dòng trên cuộn cảm (màu vàng) là cùng pha do đó mạch đạt được hệ số công công suất cosϕ cao hơn 90% 22 CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM Hình 5.5: Kết quả đo thực... R2 = 2, 2(kΩ), C2 = 33(nF) và C1 = 2, 7(pF) 17 CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN Hình 4.7: A Cấu tạo bên ngoài B Cấu tạo bên trong của UC3854 [5] 4.3 4.3.1 Thiết kế mạch phát xung điều khiển với IC chuyên dụng UC3854 Giới thiệu về UC3854 UC3854 là IC thích hợp các phần tử tương tự trong cùng một vỏ, với chức năng phát xung PWM điều khiển ở tần số cao trên 200kHz , cấu tạo bên trong của IC đã đảm bảo đầy... điện qua cuộn dây – Yêu cầu thiết kế bộ bù dòng điện, cấu trúc mạch phức tạp Nhận thấy phương pháp dòng điện trung bình có nhiều ưu điểm khi điều khiển cho mạch Boost -PFC như đạt được dạng dòng điện đầu vào ít biến dạng, hạn chế nhiễu và độ nhấp nhô dòng điện trong mạch Tuy có hạn chế song có thể khắc phục và điều khiển tốt Chính vì vậy ta lựa chọn thiết kế bộ điều chỉnh công suất sử dụng mạch Boost theo... đóng cắt Phương pháp dòng trung bình cũng thực hiện ở chế độ dòng liên tục nên có thể thay thế để đạt yêu cầu cao hơn • Ưu điểm: – Tần số đóng cắt không đổi – Không cần bộ bù dốc Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý của phương pháp điều khiển dòng trung bình trong mạch boost PFC [2] 12 CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN – Do mạch có vòng điều chỉnh dòng điện nên ít ảnh hưởng bởi nhiễu dẫn đến yêu cầu mạch lọc EMI . những sóng hài bậc cao làm ảnh hưởng tới chất lượng của nguồn điện, từ đó làm giảm hiệu suất làm việc của các loại máy móc. Do vậy mục tiêu thực tập tốt nghiệp là thiết kế được bộ nguồn có điều chỉnh. hiện và thiết kế bộ nguồn AC/DC sử dụng phương pháp điều chỉnh công suất tích cực. 6 Chương 3 LỰA CHỌN CẤU TRÚC BỘ BIẾN ĐỔI VÀ TÍNH TOÁN MẠCH LỰC. 3.1 Yêu cầu thiết kế. • Giá trị điện áp hiệu dụng. chọn thiết kế bộ điều chỉnh công suất sử dụng mạch Boost theo phương pháp điều khiển dòng trung bình. 13 CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN. Hình 4.2: Sơ đồ mạch vòng dòng điện. 4.2 Thiết kế bộ