Nghiên cứu, thiết kế bộ nguồn UPS công suất nhỏ luận văn tốt nghiệp đại học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ NGUỒN UPS CÔNG SUẤT NHỎ Sinh viên thực hiện: DƯƠNG ĐÌNH HÙNG Lớp 48K ĐTVT Giảng viên hướng dẫn: THS HỒ SỸ PHƯƠNG NGHỆ AN, 01 − 2012 MỤC LỤC MỤC LỤC Mục lục hình vẽ Hình 1.1.Sử dụng nguồn UPS cho tải số Hình 1.2 Một số sơ đồ UPS Hình 1.3 Sơ đồ khối Inverter Hình 1.4 Sơ đồ nghịch lưu hình tia Hình 1.5 Sơ đồ nghịch lưu hình cầu Hình 1.6 Phương pháp điều chế PWM Hình 1.7 Bộ lọc LC[1] Hình 1.7 Bộ lọc hai mắt cộng hưởng[1] Hình 1.8 Bộ lọc mắt cộng hưởng nối tiếp[1] Hình 1.9 Bộ lọc LC[1] Hình 2.1 Sơ đồ mạch lực cho Inverter Hình 2.2 Máy biến áp Hình 2.3 Lõi thép chữ E Hình 2.4 Các kích thước lõi thép Hình 2.5 Mạch Full-Bridge Hình 2.6 Ký hiệu Mosfet Hình 2.7 Hình ảnh IRF3205 Hình 2.8 Mạch đệm Hình 2.9 Lọc hai mắt cộng hưởng nối tiếp[1 Hình 2.10 Lọc mắt cộng hưởng nối tiếp[1] Hình 2.11 Lọc LC[1] Hình 2.12 Lọc LC.[1] Hình 3.1 Phương pháp điều chế SPWM Hình 3.2 Dạng sóng đầu theo phương pháp điều chế độ rộng xung Hình 3.3 Nguyên lý điều chế độ rộng xung đơn cực Hình 3.4 Nguyên lý điều chế độ rộng xung lưỡng cực Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển Hình 3.6 Tín hiệu điều khiển van Hình 3.7 Đồ thị điện áp hình sin tần số 50Hz Hình 3.8 Sơ đồ chân PIC16F877A Hình 3.9 Sơ đồ khối vi điều khiển PIC16F877A Hình 3.10 Sơ đồ khối Timer2 Hình 3.11 Sơ đồ khối chuyển đổi ADC Hình 3.12 Thanh ghi T2CON Hình 3.13 Sơ đồ khối modul PWM Hình 3.14 Xung điều chế PWM Hình 3.15 Đồ thị điều chế PWM Hình 3.16 Đồ thị Hình 3.17 Lưu đồ chương trình điều khiển Hình 3.18 IC IR2103 Hình 3.19 Sơ đồ chân IC IR2103 Hình 3.20 Sơ đồ khối chức IC IR2103 Hình 3.21 Quan hệ logic chân vào Hình 3.22 Sơ đồ nguyên lý mạch trôi áp BOOTSTRAP Hình 3.23 Sơ đồ nguyên lý mạch phản hồi Hình 4.1 Sơ đồ mô Inverter Hình 4.2 Dạng xung điều khiển mosfet Hình 4.3 Dạng sóng đầu Hình 4.4 Mạch thực nghiệm board hàn Hình 4.5 Đo hiệu điện hiệu dụng Hình 4.7 Đo hiệu điện hiệu dụng Hình 4.6 Thử nghiệm với tải bóng đèn Lời nói đầu LỜI NÓI ĐẦU Hiện nhà nước ta đẩy mạnh phát triển điện lực Các nhà máy thủy điện, nhiệt điện xây dựng nhiều song chưa đáp ứng cầu sử dụng nhân dân Đây nguyên nhân gây nên tượng điện luân phiên nhiều địa phương Làm ảnh hưởng không nhỏ đến kinh tế sinh hoạt Để khắc phục vấn đề cần có thiết bị chuyển đổi điện tích trữ thành lương điện lưới Từ yêu cầu thực tế này,em tiến hành tìm hiểu, nghiên cứu chế tạo khối Inverter cho nguồn UPS Đồ án gồm chương phần phụ lục xoay quanh vấn đề lý thuyết việc chế tạo khối Inverter theo phương pháp điều chế SPWM Qua tiến hành thiết kế nguyên lý mạch để mô thi công mạch thật Mặc dù em cố gắng, song đồ án không tránh khỏi thiếu sót.Em mong quan tâm, bảo thầy cô giáo môn Để hoàn thành đồ án trước hết em xin chân thành cảm ơn thầy Hồ Sỹ Phương nhiệt tình hướng dẫn bảo em hoàn cảnh Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, ngày… tháng … năm 2011 Sinh viên thực Dương Đình Hùng Chương 1: Tổng quan công nghệ Chương TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ 1.1 Tìm hiểu nguồn UPS Vào cuối kỷ 20, độ tin cậy cung cấp điện nước công nghiệp phát triển vào khoảng 99.9%, tương ứng khoảng thời gian điện năm mà phổ biến dạng điện vài phút Điều không thành vấn đề hệ thống chiếu sáng hệ thống điện cơ, tức với kỹ thuật tương tự (analog), chất lượng điện bao gồm hai tiêu quan trọng điện áp tần số.Nhưng hệ thống kỹ thuật số (Digital) vấn đề không đơn giản Đặc biệt với thiết bị lĩnh vực công nghệ thông tin ứng dụng từ công nghệ kỹ thuật số xem bước đệm quan trọng việc làm gia tăng sản phẩm, giảm thiểu chi phí sản xuất tạo ổn định bền vững cho xã hội.Độ tin cậy cung cấp điện hệ thống có máy tính cần phải tăng lên nhiều, điện dù vài mili giây có nguy hết thông tin làm rối loạn trình trao đổi liệu máy tính yêu cầu hệ thống kỹ thuật số phải khởi động lại Nguồn điện dự phòng UPS ( uninterruptible power supply ) nguồn dự phòng khoảng thời gian sau nguồn bị cố Nó thiết bị cung cấp điện có khả trì điện ổn định, bên cạnh UPS có thêm chức chống xung , lọc nhiễu, ổn áp có khả quản trị lượng cho hệ thống Hình 1.1.Sử dụng nguồn UPS cho tải số Chương 1: Tổng quan công nghệ Cấu trúc chung nguồn dự phòng khối Inverter biến đổi dòng điện chiều thành dòng điện xoay chiều cung cấp cho tải tiêu thụ Nguồn điện chiều lấy từ acquy , tùy theo điều kiện mà acquy nạp trực tiếp từ nguồn sau đấu nối trực tiếp vào mạng để sứ dụng, nạp acquy từ nguồn khác mạng Tùy vào cách đấu nối acquy với mạng điên mà ta có công nghệ ups khác Hình 1.2 giới thiệu số sơ đồ UPS ứng dụng rộng rãi Lưới Tải Bộ nạp điện a) Lưới Inverter Ác quy Sơ đồ UPS offline Bộ nạp điện Inverter Ác quy b) Sơ đồ UPS online Hình 1.2 Một số sơ đồ UPS 1.2 Khối Inverter Tải Chương 1: Tổng quan công nghệ 1.2.1 Khái niệm Inverter Inverter thiết bị chuyển đổi trực tiếp nguồn điện áp dòng điện chiều thành nguồn điện áp hay nguồn dòng điện xoay chiều 1.2.2 Cấu tạo Inverter Hình 1.3 Sơ đồ khối Inverter Quan sát sơ đồ khối ta thấy Inverter gồm có bốn phận nghịch lưu, mạch điều khiển, mạch lọc đầu ra, mạch phản hồi a Khối nghịch lưu Bộ nghịch lưu có nhiệm vụ chuyển đổi lượng điện chiều sang lượng điện xoay chiều để cung cấp cho tải xoay chiều Dựa vào tính chất tải, cấu tạo nghịch lưu hay tính chất nguồn cung cấp, nghịch lưu phân loại sau: - Phân loại nghịch lưu theo số lượng pha: + Nghịch lưu pha + Nghịch lưu ba pha + M-pha Chương 1: Tổng quan công nghệ - Phân loại theo tính chất nguồn: + Nghịch lưu nguồn dòng: Nguồn chiều cung cấp cho nghịch lưu nguồn dòng có tính nguồn dòng điện + Nghịch lưu nguồn áp: Nguồn chiều cung cấp cho nghịch lưu nguồn áp có tính nguồn điện áp - Phân loại theo sơ đồ: + Nghịch lưu theo sơ đồ hình tia: Hai van Q1 Q2 (hình 1.3)được điều khiển để tạo điện áp xoay chiều tải Q1 C1 LOAD Q2 C2 Hình 1.4 Sơ đồ nghịch lưu hình tia + Nghịch lưu theo sơ đồ hình cầu: Hình 1.5 sơ đồ nghịch lưu hình cầu(full bridge) Trong nửa chu kì đầu, cặp van (Q1,Q2) dẫn, dòng điện qua tải theo chiều từ a đến b Trong nửa chu kì sau, cặp van (Q3,Q4) dẫn, dòng điện chạy theo chiều từ b đến a Từ đó, tạo điện áp xoay chiều tải Loại van sử dụng mạch Full Bridge tùy thuộc vào ứng dụng, nghịch lưu độc lập điện áp sử dụng van điều khiển hoàn toàn BJT, MOSFET, IGBT, GTO Nếu nghịch lưu độc lập dòng điện nghịch lưu độc lập cộng hưởng thường dùng Thyristor Nếu ứng dụng cần làm việc với tần số cao nên dùng MOSFET Chương 4: Kết mô thực nghiệm Chương KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM 4.1.Sử dụng phần mềm Proteus để mô hoạt động mạch Từ sơ đồ mạch kết tính toán, ta tiến hành mô trình hoạt động mạch phần mềm Proteus Sơ đô Inverter xây dựng hình 4.1 12v U1 14 13 p0 p1 p2 p3 33 34 35 36 37 38 39 40 11 12 RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/VREF-/CAP1/INDX RA3/AN3/VREF+/CAP2/QEA RA4/AN4/CAP3/QEB RA5/AN5/LVDIN RA6/OSC2/CLKO RA7/OSC1/CLKI RB0/PWM0 RB1/PWM1 RB2/PWM2 RB3/PWM3 RB4/PW M5/KBI0 RB5/PW M4/KBI1/PGM RB6/KBI2/PGC RB7/KBI3/PGD RC0/T1OSO/T1CKI RC1/T1OSI/CCP2/FLTA RC2/CCP1/FLTB RC3/T0CKI/T5CLKI/INT0 RC4/INT1/SDI/SDA RC5/INT2/SCK/SCL RC6/TX/CK/SS RC7/RX/TD/SDO RD0/T0CKI/T5CKI RD1/SDO RD2/SDI/SDA RD3/SCK/SCL RD4/FLTA RD5/PWM4 RD6/PWM6 RD7/PWM7 RE0/AN6 RE1/AN7 RE2/AN8 RE3/MCLR/VPP AVDD AVSS 15 16 17 18 23 24 25 26 19 20 21 22 27 28 29 30 10 Q1 R2 C4 1k Q3 4uF IRF3205 g1 IRF3205 g2 R4 C3 VCC 1k 4uF r2 r1 R1 10k C6 C5 4uF 4uF PIC18F4431 Q2 IRF3205 g3 12v 1k g1 D2 A g2 1N4148 1N4148 g3 C1 10 11 12 HIN VC VB COM HO VS LO SD LIN 100nF U2 p1 IRF3205 1k g4 12v D1 p0 Q4 R5 R3 p2 10 g1 11 R1 g3 IR2112 p3 12 HIN VC VB COM HO VS LO SD LIN g4 U3 C2 100nF TR1 B C D L1 r1 g2 r3 1mH R2 g4 R6 IR2112 C7 +88.8 1uF AC Volts 10k r2 TRAN-2P2S Hình 4.1 Sơ đồ mô Inverter -Một số sai khác so với tính toán: Do phần mềm IC IR2103 nên ta phải Ic Ir2112 Vì hai Ic có nguyên tắc hoạt động khác nên muốn cho tín hiệu điều khiển xác tính toán, ta phải dung đến bốn điều chế PWM => Thay vi điều khiển PIC 16F877A VĐK PIC 18F4431 Kết mô phỏng: 53 Chương 4: Kết mô thực nghiệm a)Nửa chu kỳ đầu b)Nửa chu kỳ sau Hình 4.2 Dạng xung điều khiển mosfet Hình 4.3 Dạng sóng đầu Nhận xét: - Mạch mô chạy ổn định - Điện áp xoay chiều đầu có dạng hình Sin tương đối chuẩn - Tần số ổn định 50Hz 54 Chương 4: Kết mô thực nghiệm 4.2 Kết thực nghiệm 4.2.1 Sơ đồ mạch thực a Tiến hành thi công mạch điện - Chuẩn bị: + Linh kiện sơ đồ nguyên lý + Thiếc, mỏ hàn + Bo mạch hàn + Ắc quy + Đầu nối nguồn + Kìm cắt dây, kìm tuốt dây + Dây trần dẫn điện tốt b Tiến hành lắp mạch - Dựa vào sơ đồ nguyên lý, ta tiến hành hàn ghép nối linh kiện, ý số điểm: + Lắp chân mosfet IRF3205, Diode, IC, tụ phân cực + Chiều IC + Không hàn trực tiếp IC vào board, nên dùng đế để cách nhiệt + Hàn nhanh, để tránh gây hỏng linh kiện + Thiếc hàn phải ngấu để đảm bảo tiếp xúc điện tốt + Không hàn hàn lại nhiều lần làm cho linh kiện bị nóng - Sau hàn xong mạch dùng đồng hồ điện để kiểm tra mạch lại lần cuối + Kiểm tra mạch nối sơ đồ nguyên lý chưa + Kiểm tra thông mạch đoạn nối + Kiểm tra xem linh kiện sống hay không + Vì điện áp 110V nguy hiểm cần phải cách điện cẩn thận 55 Chương 4: Kết mô thực nghiệm Hình 4.4 Mạch thực nghiệm board hàn 4.2.2 Đo thực nghiệm Dưới kết mô đo máy sóng Oscillo a Trường hợp không tải Hình 4.5 Đo hiệu điện hiệu dụng Nhận xét: 56 Chương 4: Kết mô thực nghiệm + Mạch hoạt động ổn định, điện áp hiệu dụng có giá trị 110(V) + Biến áp phát tiếng rè nhỏ, sau khoảng thời gian chạy sờ vào biến áp thấy ấm + Các van làm việc không nóng(làm mát tự nhiên) + Dạng sóng điện áp có hình sin chưa đẹp - Nguyên nhân: + Biến áp có tiếng rè làm việc chất lượng biến áp không tốt, thép ép không chặt, dây quấn lỏng lẽo Biến áp có tượng ấm nóng lên làm việc sóng hài bậc cao sinh bị lại làm suy yếu sơ cấp biến áp + Van không nóng dòng qua van nhỏ nên nhiệt sinh van nhỏ, tổn hao nhỏ + Dạng sóng điện áp có hình sin chưa đẹp chương trình điều khiển chưa tối ưu + Điện áp hiệu dụng có giá trị 110(V) điều có nghĩa mạch phản hồi điện áp thực ổn định điện áp tốt b Trường hợp có tải Thử nghiệm với tải trở bóng đèn sợi đốt (220V-10W) 57 Chương 4: Kết mô thực nghiệm Hình 4.6 Thử nghiệm với tải bóng đèn Hình 4.7 Đo hiệu điện hiệu dụng Nhận xét: + Bóng đèn sáng + Các van không nóng + Biến áp phát tiếng rè không tải, hoạt động lâu ấm lên nóng + Có tượng sụt áp khoảng 4(V) nằm dải điện áp cho phép + Điện áp có dạng sóng sin - Giải thích: + Bóng đèn sáng chứng tỏ có điện áp đặt lên tải + Hiện tượng biến áp giải thích + Khi mạch làm việc có tải xảy tổn hao biến áp trình chuyển đổi, mặt khác công suất nguồn cung cấp không đủ dẫn đến sụt áp tải, lượng áp sụt không đáng kể, nằm dãi điện áp quy định Mặt khác, vi điều khiển chúng em sử dụng chưa đủ mạnh cộng với chương trình điều khiển chưa thật tối ưu khiến cho điện áp đầu không ý muốn 58 Chương 4: Kết mô thực nghiệm Giữa kết mô phần mềm thực nghiệm có chênh lệch, nguyên nhân mô phần mềm phần tử linh kiện lý tưởng hóa nên dạng sóng số liệu lý thuyết tính toán, thực tế phần tử không tránh khỏi sai số, chất lượng không đồng dẫn đến khác biệt 59 Kết luận KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu với hướng dẫn nhiệt tình thầy Hồ sỹ Phương, thầy cô khoa Điện Tử Viển Thông trường đại học Vinh Em hoàn thành đồ án với kết tốt đẹp, trình làm đồ án em đúc kết kiến thức quan trọng trau dồi kĩ làm việc sau Em xin cảm ơn thầy cô, đặc biệt em xin cảm ơn thầy Hồ Sỹ Phương, trình thực thầy thân thiện giúp em hoàn thành tốt đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, ngày … tháng… năm 2011 Sinh viên thực Dương Đình Hùng 60 Kết luận PHỤ LỤC Phụ lục Tập lệnh vi điều khiển PIC16F877A Thứ Tên lệnh Cú pháp lệnh Tác dụng Thực lệnh lấy giá trị k + (W), kết lưu W tự ADDLW Lệnh f (0 k 255) ADDWF Lệnh f,d d∈[0,1]) ANDLW Lệnh k (0 k 255) ANDWF Lệnh d∈[0,1]) BCF BCF f,b(0 f 127, b 7) Xóa bit b ghi f BSF BSF f,b(0 f 127, b 7) Set bit b ghi f BTFSS BTFSS f,b Kiễm tra bit b ghi f, bit = lệnh thực hiện, bit = bỏ qua lệnh (0 d 255, Thực lệnh lấy (W)+(f), kết lưu W d = 0, f d = f,d(0 (0 d 127, d∈[0,1]) BTFSC BTFSC f,b Thực lệnh lấy (W)+(f), kết lưu W d 127, Thự lệnh lấy gia trị ghi (W) and (f) (0 d 127, d∈[0,1]) Bit b = lệnh thực hiện, b = bỏ qua lệnh tiếp theo, bit b ∈ f CALL CALL k (0 f 127) Gọi chương trình 10 CLRF CLRF f (0 f 127) Xóa ghi f, set bit Z 11 CLRW CLRW Xóa ghi W, set bit Z 61 Kết luận 12 CLRWDT CLRWDT Reset Watchdog Timer, đồng thời reset Prescaler 13 COMF COMF f,d Đảo bit ghi f, kết lưu W d = 0, f d = (0 d 127, d∈[0,1]) 14 DECF DECF f,d (0 d 127, d∈[0,1]) 15 DECFSZ DECFSZ f,d Giảm (f) đơn vị, kết lưu W d = 0, f d = (0 d 127, d∈[0,1]) Giảm (f) đơn vị, (f)≠0 lệnh thực ngược lại, kết lưu W d = 0, f d = 16 GOTO GOTO k(0 k 2047) Nhảy tới địa k 17 INCF INCF f,d Tăng giá trị lên đơn vị, kết lưu W d = 0, f d = (0 d 127, d∈[0,1]) 18 INCFSZ INCFSZ f,d (0 d 127,d∈[0,1]) 19 IORLW IORLW k(0 20 IORWF IORWF f,d k 255) (0 d 127, d∈[0,1]) 21 RLF RLF f,d (0 d 127, d∈[0,1]) 22 RETURN RETURN Tăng (f) lên đơn vị, kết lưu W d = 0, f d = Thực phép k or (W), kết cất W Thực lệnh (W) or (f), kết lưu W d = 0, f d = Dịch trái có nhớ, kết lưu W d = 0, f d = Quay trở chương trình 62 Kết luận 23 RRF RRF f,d (0 d 127, d∈[0,1]) Dịch phải có nhớ, kết lưu W d = 0, f d = 24 SLEEP SLEEP Đưa PIC chế độ ngủ 25 SUBLW SUBLW k k - (W), kết cất W 26 SUBWF Lệnh f,d d∈[0,1]) 27 SWAP SWAP f,d (0 d 127, Lấy giá trị f –(W) Đảo bit thấp với bit cao, kết lưu W d = 0, f d = (0 d 127, d∈[0,1]) 28 XORLW XORLW k (0 29 XORWF XORWF f,d Thực lệnh (W) XOR f, kết lưu W d = 0, f d = 30 #DIFINE #DIFINE Thay chuỗi kí tự text1 text2 31 INCLUDE #INCLUDE Copy file vào vị trí INCLUDE gọi tên 32 CONSTANT Lệnh = Khai báo số, gặp kí tự name thay giá trị value 33 VARIABLE Lệnh = Giống lệnh giá trị số thay đổi qua trình thực thi 34 SET SET Gán giá trị cho tên biến, tên biến thực thi trình thực thi 35 EQU EQU Gán giá trị cho tên tên ) 63 Lấy giá trị k XOR (W), kết cất W Kết luận số tên số không thay đổi trình thực thi 36 ORG ORG Định nghĩa địa chứa chương trình nhớ chương trình vi điều khiển 37 END END Kết thúc chương trình 38 _CONFIG Thiết lập bit điều khiển khối chức PIC chứa nhớ chương trình 39 PROCESSOR Lệnh Định nghĩa vi điều khiển sử dụng chương trình Phụ lục Code cho vi điều khiển PIC 16f877A #include // khai báo su dung vdk Pic 16f877a #device 16F877A*=16, ADC=8 //su dung contro 16bit, ADC 8bit #fuses HS,NOWDT,NOPROTECT,NOLVP,NOBROWNOUT #use delay(clock=20000000) //su dung thach anh 20Mhz // chuong trinh chinh void main() { const INT16 sin_wave[80]= {0,20,40,60,80,100,120,139,158,177,196,214,232,250,268, 284,301,317,333,348,362,376,389,402,414,426,437,447,456,465,473,480,487,493,498, 502,506,508,510,512,512,512,510,508,506,502,498,493,487,480,473,465,456,447,437, 426,414,402,389,376,362,348,333,317,301,284,268,250,232,214,196,177,158,139,120, 64 Kết luận 100,80,60,40,20}; int index=0; //khai bao bien index 8bit INT16 j; //bien j 16bit #bit TMR2IF = 0x0c.1 //dat ten bit 0x0c.1 setup_adc(adc_clock_internal); // setup_adc_ports(ALL_ANALOG); set_adc_channel(2); set_tris_c(0); //port C output OUTPUT_C(0); setup_timer_2(t2_div_by_1,245,1); //cai dat timer SETUP_CCP1(CCP_PWM); //su dung pwm1 set_pwm1_duty(0); SETUP_CCP2(CCP_pwm); //su dung pwm2 set_pwm2_duty(0); // -while (TRUE) { setup_ccp2(ccp_off); //tat pwm2 setup_ccp1(ccp_pwm); //bat pwm1 while(index=1) { if(TMR2IF == 1) { j=sin_wave[index]*(256-read_adc())/32; index ; set_pwm2_duty(j); TMR2IF=0; } } } } 66 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Quốc Hải, Hướng Dẫn Thiết Kế Điện Tử Công Suất, Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật, 2009 [2] Đặng Văn Đào - Lê Văn Doanh, Kỹ Thuật Điện, Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật,10 - 2003 [3] Vũ Gia Hạnh - Trần Khánh Hà - Phan Tử Thụ - Nguyễn Văn Sáu, Máy Điện, Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật, 1998 [4] Đặng Văn Đào - Trần Mai Thu, Nghề Điện Dân Dụng, Nhà Xuất Bản Giáo Dục II, 2007 [5] Võ Minh Chính - Phạm Quốc Hải - Trần Trọng Minh, Điện Tử Công Suất, Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật, 2007 [6] Datasheet PIC16F877A [7] Datasheet IRF3205 [8] Datasheet IR2103 [9] http://www.dientuvietnam.net/ [10] http://www.picvietnam.com/forum/ [11] http://www.acquy.com.vn/ [12]http://www.ccc.com.vn/ [...]... sâu vào nghiên cứu thiết kế bộ Inverter cho nguồn UPS sử dụng phương pháp điều chế SPWM 1.3 Bài toán thiết kế 1.3.1 Số liệu hoạt động Thiết kế bộ Inverter một pha với các số liệu như sau: - Công suất đầu ra 30(VA) - Điện áp của nguồn một chiều là 12(V) - Điện áp ra xoay chiều hình sin 110(V) dao động trong dải ± 5% điện áp định mức - Tần số nguồn điện đầu ra là 50(Hz) 1.3.2 Yêu cầu đối với bộ Inverter... cho phép thay đổi theo công suất và được xác định bằng thực nghiệm 15 Chương 2 Thiết kế mạch lực + Cách chọn mật độ dòng điện J theo công suất * Với J = 4(A/mm2) cho công suất từ (0 ÷ 50) (VA) * Với J = 3.5(A/mm2) cho công suất từ (50 ÷ 100) (VA) * Với J = 3(A/mm2) cho công suất từ (100 ÷ 200) (VA) * Với J = 2.5(A/mm2) cho công suất từ (200 ÷ 250) (VA) * Với J = 2(A/mm2) cho công suất từ (500 ÷ 1000)... được coi là tốt( HFLOH ) - Tổn thất công suất của bộ lọc thấp nhất b.Hướng ứng dụng Tải công suất thì không thể sử dụng các phương pháp lọc tần số dung khuếch đại thuật toán OA Với dòng tải lớn điện áp cao bộ lọc phải được thực hiện bằng các phần tử thụ động L và C, điều này dẫn đến tổn thất công suất không thể tránh khỏi làm giảm hiệu suất hệ thống, mặt khác làm tăng đáng kể kích thước thiết bị Hơn... 1+ε 1 2 2 2 - Trong đó: + q là bậc sóng hài ta muốn loại bỏ 26 < 1 q 2 (2.15) Chương 2 Thiết kế mạch lực + ε 1 là tỉ số giữa công suất phản kháng của thành phần nối tiếp với tải và công suất tải + ε 2 là tỉ số giữa công suất phản kháng của thành phần song song với tải và công suất tải + m là hệ số phụ thuộc vào công suất của tải, m = ( 0 ÷ 1 ), khi không tải m = 0, khi tải là định mức thì m = 1 - Phân... nhất thiết phải cần đến bộ lọc tần số cho đầu ra nghịch lưu Với tải điện trở công suất dòng lớn thì bộ lọc thụ động là phương án thích hợp nhất, bộ lọc thụ động được thực hiện bằng các phần tử thụ động L và C điều này dẫn đến tổn thất công suất, không thể tránh khỏi làm giảm hiệu suất hệ thống, mặt khác làm tăng đáng kể kích thước của mạch Hơn thế nữa hiệu 8 Chương 1: Tổng quan công nghệ quả của bộ lọc... cầu công nghệ Trong bộ nguồn UPS, có nhiều tín hiệu cần được phản hồi để bảo đảm tính ổn định như phản hồi điện áp, phản hồi dòng điện, quá tải, ngắn mạch… 9 Chương 1: Tổng quan công nghệ Trên đây là sơ lược về khối chuyển đổi năng lượng điện áp một chiều sang năng lượng điện áp xoay chiều (Inverter) trong bộ nguồn UPS Điện áp đầu ra sau khối Inverter là tiêu chí quan trọng để đánh giá một bộ nguồn UPS. .. thay vì là dòng điện trong các bộ nghịch lưu sử dụng Transistor như trước đây Vì vậy cách sử dụng loại linh kiện này làm cho điều khiển trở nên dễ dàng hơn Việc đóng cắt linh kiện cũng sẽ gây nên tổn hao công suất, công thức xác định tổn hao công suất được trình bày như sau: - MOSFET Hình 2.6 Ký hiệu Mosfet + Công suất tổn hao khi làm việc của MOSFET là 19 Chương 2 Thiết kế mạch lực PLOSS = Irms2 RDS-on... 2.2.4 Tính toán và thiết kế máy Biến áp - Số liệu bài ra như sau: + Hiệu điện thế hiệu dụng đặt vào sơ cấp biến áp là: U1 = 12(V) + Hiệu điện thế hiệu dụng ở đầu ra thứ cấp là: U2 = 110(V) + Tần số làm việc của dòng điện là 50(Hz), hình sine + Công suất đầu ra của bộ Inverter là S2 = 30(VA) + Giả sử hiệu suất chuyển đổi của biến áp là 86% - Các bước để thiết kế một máy biến áp a Tính công suất máy biến... Chương 2 Thiết kế mạch lực + Kt là hệ số lấp đầy đặc trưng cho phần cách điện và khoảng hở khi quấn được chọn theo bảng sau: Bảng 2.1 Hệ số lấp đầy cửa sổ Công suất biến áp(VA) Hệ số lấp đầy Kt 10 ÷ 100 0.2 100 ÷ 500 0.3 500 trở lên 0.4 - Công suất của máy biến áp là 60(VA) nên theo bảng ta chọn Kt = 0.2 - Ta tính được: Scs = = 1083(cm2) - Tra phụ lục 7 trong tài liệu hướng dẫn thiết kế điện tử công suất. .. sóng cơ bản bộ nghịch lưu Khả năng chuyển mạch của van bán dẫn yêu cầu không cao, do vậy có thể dùng cho mạch công suất lớn vì các van bán dẫn công suất lớn có tốc độ chuyển mạch thấp, các van công suất càng lớn thì tốc độ chuyển mạch càng chậm Bên cạnh ưu điểm trên thì bộ nghịch lưu nhảy cấp trên bộc lộ một số nhược điểm, nhược điểm lớn nhất là khả năng sin hoá dòng điện hoặc điện áp không cao Do đóng ... Chương Thiết kế mạch lực + ε tỉ số công suất phản kháng thành phần nối tiếp với tải công suất tải + ε tỉ số công suất phản kháng thành phần song song với tải công suất tải + m hệ số phụ thuộc vào công. .. theo công suất xác định thực nghiệm 15 Chương Thiết kế mạch lực + Cách chọn mật độ dòng điện J theo công suất * Với J = 4(A/mm2) cho công suất từ (0 ÷ 50) (VA) * Với J = 3.5(A/mm2) cho công suất. .. sine + Công suất đầu Inverter S2 = 30(VA) + Giả sử hiệu suất chuyển đổi biến áp 86% - Các bước để thiết kế máy biến áp a Tính công suất máy biến áp - Chọn hiệu suất máy biến áp 86% công suất nghịch