Luận văn tốt nghiệp thiết kế nguồn xung và tính chọn máy biến áp xung

• Ổn áp song song dùng linh kiện tích cực mắc song song với tải và điềukhiển dòng diện qua nó để bù các biến động của các điện áp vào hay các điềukiện tải thay đổi.. Nguyễn Văn Đức Luận

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

1 “Phần tử chuẩn” để cung cấp một mức điện áp ra ổn định biết trước(VREF)-

2 “Phần tử lấy mẫu” để lấy mẫu điện áp ra

3 “Phần tử khuếch đại sai biệt” để so sánh mẫu điện áp chuẩn và tạo ratín hiệu sai biệt

4 “Phần tử điều khiển” để biến đổi điện áp ra thành điện áp ra mongmuôn khi điều kiện tải thay đổi và được điều khiển bằng tín hiệu saibiệt

- Mặc dù mạch thật sự có sự thay đổi, nhưng có 3 kiểu ổn áp cơ bản là: ôn

áp nối tiếp, song song (shunt) và xung (còn gọi là giao hoán hay ngắn đoạn).Nhưng 4 thành cơ bản ở điều có ở cả 3 kiểu ổn áp đó

Hình 1.1 Sơ đồ khối của một nguồn Ổn áp cơ bản

II CÁC THÀNH PHẦN CỦA ỔN ÁP

l.Phần tử chuẩn.

-Phần tử chuẩn là nền tản của tất cả các ổn áp và điện áp ra được điềukhiển trực tiếp bằng điện áp chuẩn VREF- Những biến đổi của điện áp chuẩn

Câu hình của phần tử điều khiển

• Tất cả các phần tử đã giới thiệu ở trên hầu như không đổi đôi với cácmạch ổn áp Trái lại thì phần tử điều khiển thay đổi theo ổn áp sẽ thiết kế

Trang 2

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

-Người ta dựa vào phần tử này để phân loại ổn áp nối tiếp, song songhay ổn áp xung(switching)

H PHÂN LOẠI ỔN ẮP.

I Ổn áp nốì tiếp

• Ổn áp nốì tiếp có tên là “nối tiếp” là dựa vào phần tử điều khiển, ở ổn

áp này phần tử điều khiển mắc nối tiếp với tải Phần tử điều khiển thường làmột transistor và nó có chức năng như một điện trở thay đổi đưỢc(Rs) Tích sô"của Rs và dòng tải IL làm cho sai biệt điện áp vào ra(Vi-Vo) thay đổi và điện

áp này bổ chính cho điện áp vào và dòng tải thay đổi

• On áp nối tiếp cơ bản được minh họa như hình vẽ sau:

Vo =Vref(l+Rl/R2)

Với :Vref là điện áp chuẩn

• Bất lợi cơ bản của ổn áp nốì tiếp là: Công suất tiêu thụ của nó phụthuộc vào dòng tải và sai biệt điện áp vào ra Công suất tiêu thụ sẽ trở nênđáng kể khi dòng tải tăng hay hiệu sô" điện áp vào ra tăng

2 On áp song song.

• Ổn áp song song dùng linh kiện tích cực mắc song song với tải và điềukhiển dòng diện qua nó để bù các biến động của các điện áp vào hay các điềukiện tải thay đổi

• Ổn áp song song cơ bản dược minh họa như hình vẽ sau:

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

Với -Vref: điện áp chuẩn-IL: dòng tải-Ishunt- dòng qua phần tử điều khiển

-Khi dòng IL tăng, Ishunt giảm để điều chỉnh sụt áp qua Rs Theo cáchnày thì Vo giữ không đổi

-Vo=VI-Is.Rs

-Với Is=IL+Ishunt

-Vo=VI-Rs(IL+Ishunt)

Rshunt: biểu diễn điện trở tương đương của phần tử điều khiển

*ƯU nhược điểm:

-Mặc dù Ổn áp này thông thường ít hữu hiệu hơn ổn áp nổi tiếp hay ổn ápxung, nhưng đôi với một sô" ứng dụng nó lại có lợi Ôn áp song song ít nhạy vớinhững biến đổi tức thời của điện áp vào, nó không phản ánh những biến đổinhất thời của dòng tải trở về nguồn

3 Các vi mạch ổn áp DC tuyến tính.

-Các vi mạch ổn áp DC tuyến tính được sử dụng rất rộng rải do những ưuđiểm của nó như :Tích hợp toàn bộ linh kiện ưong một vỏ kích thước bé, khôngcần sử dụng hoặc chỉ sử dụng thêm một vài linh kiện ngoài để tạo mạch hoànchỉnh, mạch bảo vệ quá dòng, quá nhiệt có sẳn bên trong vi mạch Mộttrong những lọai vi mạch ổn áp DC tuyến tính thông dụng là họ vi mạch 78xx( ổn áp dương) và ổn áp 79xx(ổn áp âm) có ba chân Tùy theo hình dạng vỏ,các vi mạch ổn áp ba chân có thể cung cấp dòng từ lOOmA đến 1A và cho điện

áp ra cô" định ở nhiều giá trị khác nhau tương ứng với mã số:

-Dạng mạch điện dùng vi mạch ổn áp ba chân

Vi

cii

78XX(79XX)1

Vo

Z^Co

-Trong đó Ci được thêm vào khi vi mạch đặt xa nguồn chỉnh lưu và lọc

để ổn định điện áp ngõ vào; Co để lọc nhiễu cao tần

-Tuy nhiên để vi mạch hoạt động tốt thì điện áp ngõ vào tôi thiểu phải caohơn điện áp ngõ ra 2V Đây là một giới hạn của vi mạch ổn áp tuyến tính

4 Nguồn ổn áp xung

Trang 4

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

-Sơ đồ khôi minh họa của một nguồn ổn áp xung điều khiển bằng tần sô"cô" định

-Khôi so sánh va' khuếch điện áp sai lệch thực hiện việc so sánh điện áp

ra Vo với điện áp chuẩn Vref tạo ra tín hiệu Ve Tín hiệu này cùng với điện áphình răng cưa Vosc do bộ tạo sóng tạo ra (có fo=l/T) được so sánh với nhautrong khôi điều khiển độ rộng xung tạo ra chuổi Ve dùng để điều khiển sựđóng mở của khóa transistor

-Khi Vosc >Ve, tín hiệu ở mức cao(Ton)

-Khi Vosc<Ve, tín hiệu ở mức thâ"p(Toff)

T=Ton+Toff

T: chu kỳ đóng ngắt

Ton: thời gian đóng

Toff: thời gian ngắt

-Như vậy khi điện áp Vo có khuynh hướng tăng hoặc dòng tải bé, điện

áp Ve tăng, thì Ton giảm Do đó, khóa transistor sẽ tắt trong thời gian dài hơn,khiến Vo giảm xuống

-Khi Vo giảm hoặc dòng tải tăng, Ve giảm thì Ton tăng

Trang 6

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

Kết luận: Từ những ưu điểm đã phân tích ở trên của ổn áp xung, nên ta

chọn kiểu Ổn áp xung để thiết kế mạch ổn áp 5V/10A; -15V/3A;+15V/3A vớimục đích là sẽ lợi dụng được những ưu điểm đó

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

Chương II:

NGUỒN ỔN ÁP XUNG

A LINH KIỆN ĐÓNG NGAT

-Ôn áp xung thường được sử dụng hai linh kiện bán dẫn đóng ngắt thôngthường như: thyristor (SCR), transistro công suất hay transistor trường

I Đóng ngắt bằng SCR

-Sự bất lơị khi dùng linh kiện đóng mở bằng SCR là chúng ta điều khiển

cả hai quá trình kích khởi và ngắt của SCR Vì vậy làm phức tạp thêm trongquá trình điều khiển và hạn chế việc nâng cao tần sổ"

-Theo nguyên lý SCR sẽ tự duy trì trạng thái dẫn điện sau khi được kích.Muôn SCR đang ở trạng thái dẫn chuyển sang trạng thái tắt thì phải cho IG=0

và điện thế VAK=0v để SCR có thể tắt được thì thời gian VAK=0 đủ dài Vậyphải có thêm thời gian tắt SCR

-Để SCR dẫn điện trong trường hợp điện thế VAK thấp thì phải có dòngđiện kích cực G của SCR Dòng IG min là trị sô" dòng kích nhỏ nhất đủ để điềukhiển SCR dẫn và IG min có trị sô" lớn hay nhỏ tùy thuộc công suất của SCR.Nếu SCR càng lớn thì IG min càng lớn

-Với:

"W —tít = 0 +t0ffSCR

-tIt=0: thời gian dòng giảm xuống 0

-toff SCR: thời gian tắt SCR

-toff: thời gian từ lúc tác động đến SCR tắt

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

-Khi chọn lựa chúng ta phải chú ý đến chế độ họat động của chúng như:Địên áp cao, tần sô" giao hoán cao, dòng điện cao Ngoài ra còn phải chú ý vềgiá thành của chúng

-Để đóng ngắt các mạch điện tử người ta dùng các khóa điện tử Các khóanày có hai trạng thái phân biệt

-Trạng thái đóng (trạng thái dẫn bão hòa)

-Trạng thái ngắt (trạng thái tắt)

Việc chuyển đổi trạng thái này sang trạng thái kia là do tác động của haitín hiệu điều khiển ở ngõ vào, đồng thời quá trình chuyển trạng thái được thựchiện vơí một tần sô" nhất định

-Đặc tính làm việc của transistor ở chê" độ đóng ngắt

Miền bão hòa I, miền cắt II

-Để đảm bảo cho BJT nằm ở trạng thái tắt thì VBEcVy

-Vy: điện áp mở

-Ic=ICBO có giá trị rất bé

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

-IE =0 tại điểm B

-Tại điểm B điện ápUCE=0 nên công suất tiêu hao P=Ic.UCE cũng rấtnhỏ.Tại A lc=0 nên Pc công suất bé

-Khi diểm làm việc di chuyển từ A điến B và ngược lại,trên đườngtải,trong vùng tích cực III,tất nhiên cũng tiêu hao công suất.song thời gianchuyển dich rất ngắn

*Điều kiện để transistor tiến sâu vào trạng thái bão hòa

-Khi chọn transistor làm việc ở tầng cổng suất khóa đóng mở, ta chú ýcác đặc tính sau :Điện áp ngược 100 đến 1500V ,dòng điện thuận ,thời gianchuyển mạch, (tần số chuyển mạch)

-Khóa đóng mở có thể dùng mạch ghép 2 transistor như mạch ghépDalington hay transistor MOS

*Kê"t luận:

-Bộ nguồn svvitching dùng tansistor công suất tần sô" cao làm phần tửđóng ngắt người ta hay dùng nhất.Bởi vì nó dễ tìm trên thị trường ,đáp ứng tầnsô" cao , giá thành không cao.Vậy trong phần thiết kê" ta chọn linh kiện đóngngắt bằng transistor

Trang 10

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

-Như đã khảo sát ở trên ,ổn áp xung dùng phần tử điều chỉnh điện áp ra,nên trong lúc điều chỉnh linh kiện sẽ dẫn bão hòa hay tắt dòng và áp qua nóphụ thuộc tải

-Như vậy chúng ta chỉ có thể điều khiển 2 thông sô" đó là tần sô" và độrộng xung

-Thay đổi độ rộng xung, tần sô" cô" định

-Thay đổi tần sô", độ rộng xung cô" định

-Thay đổi cả tần sô" và độ rộng xung

1 BỘ ổn áp switching thay đổi độ rộng xung, tần sô" cô" định.

(Phần này đã được giới thiệu ở chương I ,mục III.4.)

2 BỘ ổn áp switching có độ rộng xung không đổi, tần sô" xung thay đổi.

-Thay đổi tần sô" này tùy theo điện áp nguồn và dòng điện qua tải, đểgiảm bớt những tổn thất qua transistor và trong biến áp thì tần sô" này khôngđược dưới vài Khz.Mạch điện này đơn giản nhưng khó lọc dược các gỢn sóngđầu ra Vì vậy trong thực tê" ít dùng

Trong đó :

-VCOidao động được điều khiển bằng điện áp

-Đơn ổn:Khi có xung điều khiể mạch đơn ổn cho ra một xung có độrộng xung cô" định rồi trở về trạng thái ban đầu

-Tần sô" xung của mạch đơn ổn được thay đổi do xung kích từ vco.

Thời gian dẫn của transistor được xác định bằng thời hằng của mạch đơn ổn vàđược giữ cô" định.đây là loại mạch cho phép điều chỉnh độc lập tần sô" xung đốìvới độ rộng xung

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

3 Bộ ổn áp switching thay đổi cả tần sô" và độ rộng xung.

-Đây là bộ ổn áp tự kích ,trên nguyên tắc tự dao động các điều kiện tácđộng vào cả tần sô" và độ rộng xung của mạch

Giải thích :BỘ khuếch đại sai lệch chính là mạch so sánh điện áp ra

(qua điện trở R3) với điện áp chuẩn Khi điện áp ra của bộ ổn áp giảm, mạch

so sánh sẽ mở transistor (transistor dẫn) và khi điện áp ra tăng bộ khuếch đại

so sánh sẽ ngắt transistor giao hoán Do tác động của vòng hồi tiếp sẽ điềuchỉnh sự biến thiên hai thông sô" này để ổn định điện áp ra

*Tổng quát bộ ổn áp switching tạo ra sự thay đổi bề rộng xung tươngứng với sự thay đổi điện áp vào chưa điều chỉnh

*Nhận xét: Nếu ta yêu cầu chất lượng cao và tần sô" ổn định tránh cho

những linh kiện ở bộ lọc phải lớn (vì tần sô" danh định tắt mở phải lớn hơnnhiều lần tần sô" lưới mà ở đây là tần sô" biến thiên không biết trước được)

*Kết luận:

Qua việc khảo sát các phương pháp điều chỉnh trên và với các ưukhuyết điểm của nó Ta chọn phương pháp điều rộng xung, giữ tần sô" cô" định

để dễ chọn linh kiện đáp ứng yểu cầu tần sô"

B ĐỔI ĐIỆN MỘT CHIỀU RA ĐIỆN MỘT CHIÊU (Converters)

-Trong nhiều trường hợp phụ tải cần điện một chiều từ nguồn điệnmột chiều, một điện áp hay dòng hiệu suâ"t thiết bị là một điều phải quan tâm

-Thiết bị đổi điện một chiều ra điện một chiều được lắp ráp, theonhiều sơ đồ rất đa dạng Nhưng ta chỉ đề cập đến một sô" sơ đồ cơ bản: Buck,Boost, Buck - Boost

Và các dạng khác như: Flyback, Forward, Push - Pull (đẩy kéo)Half- Bridge (nửa cầu), cầu (Full - Bridge)

Trang 12

DCX rm VoV—.í

* Sơ đồ Buck

- DCK : Transistor ngắt dẫn làm việc điều chế độ rộng xung( điều chế xung )

Control Circuit: khôi điều khiển transistor

- L : cuộn cảm kháng tích lũy điện năng

- c : Tụ điện tích lũy điện năng

- Dsb : Diode san bằng dòng, giúp cho dòng điện qua L liên tục khidòng điện cung cấp qua transistor ĐCX không liên tục

- vs : Nguồn điện một chiều ở ngõ vào.Nguồn này có thể là một bộchỉnh lưu, do đó cần có tụ điện Cv vừa để lọc vừa để tiếp nhận năng lượng từphụ tải trả về Vì bộ chỉnh lưu không nhận được dòng trả về

- Mạch này sẽ được nối ngay sau biến áp nguồn Từ sơ đồ ta có thểthấy rằng mạch này khá đơn giản

- Khi transistor dẫn, nguồn điện sẽ chảy một cách trực tiếp đến đầu

ra Điện áp này cũng phải qua cuộn dây Khi transistor ngắt, dòng đã lưu trữtrong cuộn làm cho diode phân cực thuận và cho phép dòng trở về tải

- Mỗi chu kỳ làm việc gồm 2 giai đoạn :

* Giai đoạn 1: D < t < Dt

i-L

Trang 13

D : Hệ sô" chu kỳ hay tỉ sô" thời gian dẫn ( du ty cycle) trên thời gianlàm việc T = — là chu kỳ đóng ngắt, f là tần sô" đóng ngắt thường vào khoảng10KHz 4- 100KHz Dsb phân cực nghịch, không dẫn

-Điện áp ở L là : VL = vs - yo

VL = Vs-Vo

dt

- Vậy iL biến thiên tuyến tính theo thời gian này lượng tích lũy vào R,c

cung câ"p cho phụ tải

iLmin-IL tăng từ iLmin đến ILmax trong thời gian aT

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

-DCX ngưng dẫn, nhờ có Dsb nên iL vẫn liên tục vì Dsb dẫn :

-ÌL giảm từ ILmax -ỳ ILmin trong thời gian :

T - DT = ( 1 - D ) T theo hàm số

Vo , ,

II = " — ( t - DT ) + ỈLmax = ỈDSbiLmin - ỈLmax = AIL = - ( l - D ) T ( 2 - 2 )-Đại lượng tăng dòng bằng đại lượng giảm dòng :

-Điện áp gỢn sóng AVr được tính như sau :

-Trong nửa chu kỳ c được nạp thêm điện lượng :

-Cũng trong nửa chu kỳ tụ điện c phóng ra cùng 1 điện lượng.

m

Vocontro

lCircuit

Sơ đồ Boost

Trang 16

Ì-D

-Để tính được điện áp gỢn sóng ÀV() hay dòng điện tại tụ lọc c

-Điện lượng nạp thêm vào tụ điện c là AIr bằng điện lượng phóng ranuôi phụ tải, coi dòng gỢn sóng tại phụ tải ÀIr không đáng kể so với ÀiL

Vậy : AVo = AVc = ^

Sơ đồ Buck Boost

*Mạch hoạt động được chia làm 2 giai đoạn

- Giai đoạn 1 : Transistor QỊ dẫn và diode Dm bị phân cực ngược.Dòng ngõ vào tăng và chảy vào cuộn cảm L, Q]

- Giai đoạn 2 : Transistor QỊ ngắt , năng lượng tích trữ trong L vàdòng cuộn cảm ứng tuyến tính từ I2 đến li, trong khoảng t2

V D

1 -D

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

-Với D là hệ sô" chu kỳ

-Giả sử mạch không tổn hao : VsIs = Vo.Io = Vs-Ia- D/ ( 1 - D )

-Dòng trung bình ngõ vào : Is quan hệ với dòng trung bình ngõ ra I0 :

Is= lo D-T : Chu kỳ ngắt dẫn

IV PUSH - PULL CONVERTER

Mạch Push - Pull như sơ đồ sau:

- Nó gồm 1 biến áp T] với nhiều cuộn thứ cấp Nsi, NS2, Nm và một mạchđiều khiển độ rộng xung bằng điện áp DC Các ngõ ra điện áp Vsi ,Vs2,

Trang 20

Vm và lấy tín hiệu phản hồi về từ vm Ton được điều chỉnh để ngăn chặn sựthay đổi tái hay nguồn cung cấp.

- Điện áp trung bình tại ngõ ra vm

vm

=

2

Ton T

(2-17)

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

-Khi Vdc thay đổi thì vòng hồi tiếp âm sẽ điều chỉnh Ton để giữ vmkhông đổi

- Ton, vm sẽ được điều chỉnh để ngăn chặn điện áp DC ngõ vào và dòngtải ngõ ra thay đổi

- Khi Vm thay đổi thì sẽ xuất hiện tín hiệu ngõ ra ở bộ khuếch đại sailệch và Ton sẽ được thay đổi theo sự thay đổi của vm

> Điện áp tại ngõ ra của 2 cuộn thứ cấp :

-Ae : là tiết diện lõi sắt ( cm2)

-dB : là độ thay đổi từ cảm ( Gauss )

a.BlẾN ÁP CÔNG SUẤT

> Chọn lõi : Thiết kế biến áp ta phải chọn lõi phù hợp với công

suất ra Chọn lõi cho công suất ngõ ra của biến áp phụ thuộc vào tần sô" hoạtđộng, mật độ từ cảm ( BỊ và B2 ), tiết diện lõi sắt, tiết diện khung quân dâyAb,và mật độ dòng điện trong mỗi cuộn

> Chọn sô" vòng dây sơ câ"p

-Định luật Faraday : E = NAc (dB/dt) X 10+8

Với:- E: Điện áp rơi trên lõi cuộn dây( hay cuộn dây biến áp )

-N : Sô" vòng dây (vòng)

Trang 22

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

-Ae : Tiết diện lõi ( cm2)-dB : ( Gauss )

E 10+8

—> dB = ——— ( Gauss )

NAe

- Sô" vòng dây sơ câ"p được xác định như sau :

+Np : Được tính với điện áp đặt lên cuộn sơ cấp là nhỏ nhất (Vdc-1)

và thời gian mở là cực đại

> Chọn sô" vòng dây thứ câ"p :

-Sô" vòng dây thứ câ"p được chọn từ

■^'^dcmin

> Tính toán dòng gỢn sóng đỉnh thứ câp và kích cỡ dây :

Is(rms) = Idc V-ơ = Idc yl0,4 =

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

2 Thiết kế" tụ ngố ra.

-Tụ ngõ ra được chọn để đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật điện ápgỢn sóng ngõ ra

vr = Ro.dlVới -R(): Điện trở trong của tụ C()

-di : Dòng điện đỉnh đỉnh cuộn cảm

-Tích sô" RQ.CO thay đổi giữa 50 -80 X 10'6

- Khi bộ nguồn cung cấp đã được cải tiến, điều chỉnh các converter banđầu để mang lại công suất lớn hơn từ những linh kiện nhỏ hơn Vì vậy hiệusuất cho hệ thông phải tăng Một cách đơn giản để làm điều này là sử dụngbiến áp có đầu nôi giữa cuộn dây sơ cấp để lợi dụng cho mỗi nửa chu kỳ trên

và nửa chu kỳ dưới của cuộn sơ cấp

- Hiệu suất cao ( gần 90%)

2) Nhược điểm

- Một trong những vân đề đôi với push-pull converter, đó là từ thôngtrong hai phần của cuộn dây sơ câ"p và thứ cấp có đầu ra ở giữa có thể trở nênmất cân bằng và gây ra vấn đề về nhiệt độ

- Vân đề thứ hai là mỗi transitor phải khóa gấp đôi mức điện áp so vđi cácconverter khác

1 Lý thuyết cơ bán.

-Bộ đổi điện này thường được sử dụng cho những nguồn có côngsuâ"t ngõ ra từ 150-200w khi điện áp ngõ vào DC cực đại ở mức 60V đến 200V

cấp Trong khi mạch push -pull cnverterlà hai transistor.

- Khi Q] dẫn, đầu có chấm của cuộn sơ cấp và tất cả các cuộn thứ cấptrở thành dương so với các đầu dây còn lại không dấu

- Dòng chảy đến tải khi transistor công suất Qi dẫn - nên gọi là Forwardconverter Ôn áp Push-Pull và Buck cũng phân phôi dòng đến tải khi transitorcông suất dẫn

-Trái lại, Boost converter và Flyback lưu trữ năng lượng ở cuộn cảm haycuộn sơ của biến áp khi transistor dẫn và phân phôi dòng đến tải khi transistorngắt

- Khi Q] dẫn (Ton), thì điện áp ở tốt chỉnh lưu ở mức cao trong thời gian

T on Giả sử IV cho Q] và D2 phân cực thuận V D2thì điện áp ở mức cao đó là :

-Khi Qi tắt , dòng lưu trữ trong dây dẫn của Ti ngược cực với điện áptrên Np Tất cả các đầu đầu của sơ và thứ âm so với các đầu còn lại ThìTransistor Q] sẽ bị đánh thủng nếu không có diode Dj dẫn trả năng lượng

- Điện áp ngõ ra DC :

Vom

To n

- Điện áp Vom được phản hồi về và được so sánh với điện áp chuẩn

vref, và thay đổi Ton để giữ Vom = const đôi vđi bất cứ sự thay đổi ở Vdc haydòng tải

- Thời gian Ton cực đại ( Tonmax) sẽ xay ra ở Vdcmin

3 Quan hệ giữa dòng điện sơ cấp, công suất ngõ ra, và điện áp ngõ vào :

- Giả sử hiệu suất của nguồn 80%

4 Thiết kế biến áp công suất:

a) Lõi biến áp /Việc chọn lõi cho biến áp Forward converter giông

với biến áp Push - Pull vì có cùng thông sô" Mật độ từ trường, lõi sắt, tiết diệnđiện cảm, tần sô", và mật độ dòng của cuộn

b) Tính toán vòng dây sơ cấp.

fcm,„-l)( 0 , 8 r/ 22 )ri 0 rt

-Với dB = 1.600 Gauss

-Vdmin ■ điện áp DC ngõ vào nhỏ nhất (V)

-T : Khoảng thời gian ngắt dẫn (S)

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

0 DT T

Nhưng Vo — V JỊ rmn dkmin Tonmax/T

VI Sơ Đồ FLYBACK

-Sơ đồ dùng linh kiện ngắt dẫn dòng vào cuộn sơ cấp máy biến áp lõiferrite, điện thế tại cuộn thứ cấp được đổi ra điện một chiều bằng diode chỉnhlưu

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

-Chu kỳ làm việc gồm hai giai đoạn :

- Dòng tại tụ điện lọc ic được biểu diễn bởi hình trên Điện lượng nạp

thêm vào tụ điện lọc AQ ở giai đoạn a được phóng vào tải trong giai đoạn 1.

-Chu kỳ sau diện tích s ở phần dưới đường biểu diễn thiên dòng qua tụ ic

a lo _^ Vo

Vs

c ic RĐCX 1

Điện áp tại cuộn nj = —V„

Do đó điện áp tại transistor DCX =Điện áp ra V0 :

I\av 2 [^1 min ^lmax

-Công suất vào: ps =Vs.Iiav=

- Giảm được dòng qua transistor công suất

- Tạo được nhiều cấp điện áp ở đầu ra bằng cách quấn nhiều cuộn thứ

- Dòng san bằng đỉnh tương đương của transistor khá cao

3,13Rot

dc min

Với P o t : tổng công suất ngõ ra

Vì vậy giá thành cho transistor cao

Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp

- Khi Si đóng ứng với ngõ vào 110V mạch hoạt động như mạch nhânđôi điện áp

- Nửa chu kỳ đầu tiên A dương so với B, Ci nạp qua Dj

+ Điện áp đỉnh khoảng (1,41x110)-1 * 154V

- Nửa chu kỳ sau c2 nạp qua D2

+ Điện áp đỉnh khoảng (1,41x110)-1« 154V

+ Điện áp tổng trên tụ c] c2khoảng 308V

* Giả sử điện áp chỉnh lưu 308V, bỏ qua tụ cb.

Một đầu của cuộn sơ cấp được nốì với 2 đầu tụ C],C2 và Q] Q2 dẫn ởmỗi nữa chu kỳ

1/ Quan hê giữa dòng sơ cáp, công suất ra, điên áp vào

-Giả sử hiệu suất 80%

Pin = 1,25P0.-Xung dồng đỉnh sơ cấp san bằng tương đương ứng với Vdcmin

Ipft (half bridge) = 3,13(2-32)

2/ Chon cở dây sơ cấp:

- Dòng hiệu dụng sơ cấp : Irms = ĩdc yÍD =ldc ^,4

trên dòng hiệu dụng là = 500(0,632)Idc

ở 500 circularmils