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

Nguyễn Văn Đức Vs R / Luận văn tốt nghiệp Chương qua khuếch đại sai biệt sẽI: làm cho điện áp thay đổi theo Để có ổn định u cầu, phần THIỆU tử chuẩn CHUNG phải ổn định, GIỚI VỀđơi ỔNvới ÁPmọi DCbiến đổi điện áp nguồn nhiệt độ tiếp xúc có nhiều kỹ thuật phổ biến dùng giải Is LÝ THUYẾT Cơ BẢN VE ỔN ÁP tốn thiết kế dùng IC ổn áp - Chức ổn áp DC biến đổi điện áp vào DC ( chiều) Phần tử lấy mẫu thành điện áp DC xác định , ổn định trì điện áp khơng đổi tầm rộngtửcủa vàovàvàđổidòng tải Để -Phần lấy mẫuđiều giámkiện sát điện áp thành mộtthực mứchiện điệnviệc áp này, ổn áp thường gồm có điện áp chuẩn điện áp Khi có thay đổi điện áp làm cho điện áp cho điện áp hồi tiếp lớn hay nhỏ điện áp chuẩn Hiệu sơ" điện “Phần chuẩn” cung mức áp ổn định áp điện áptửchuẩn để điện áp cấp lấy mẫu dùng điện để điều khiển ổn ápbiết làmtrước cho (VREF )- ứng thích hợp với u cầu có đáp “Phần Khuếch tử lấy mẫu” đại saiđểbiệt lấy mẫu điện áp -Khuếch “Phần tử đại khuếch đại sai so sánh mẫusánh điệnđiện áp chuẩn tạovới sai biệt biệt” ổn ápđể dùng để so áp hồivàtiếp điện áptínchuẩn khuếch đại mức sai biệt để lái mạch điều khiển để hiệu saiNó biệt đưa điện áp mức đặt trước “Phần tử điều khiển” để biến đổi điện áp thành điện áp mong Phần điềukiện khiển mn khitửđiều tải thay đổi điều khiển tín hiệu sai biệt - Mặc dù mạch thật có thay đổi, có kiểu ổn áp là: ơn N áp nối tiếp, song song (shunt) xung (còn gọi giao hốn hay ngắn đoạn) Nhưng 4Tthành điều có kiểu ổn áp Vo=Vs -IL.Rs i ti ế p: Vo =VI-(IL+Is).Rs Vo =Vs Ton Ton + Toff Hình 1.1 Sơ đồ khối nguồn Ổn áp II CÁC THÀNH PHẦN CỦA ỔN ÁP l.Phần tử chuẩn Câu hình phần tử điều khiển chuẩn tấtởcảtrên cáchầu ổn áp điện áp •-Phần Tất cảtửcác phầnlàtửnền tản giớicủa thiệu nhưvàkhơng đổirađơi vớiđiều khiển trực tiếp điện áp chuẩn V REF Những biến đổi điện áp chuẩn mạch ổn áp Trái lại phần tử điều khiển thay đổi theo ổn áp thiết kế Trang 21 Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp -Người ta dựa vào phần tử để phân loại ổn áp nối tiếp, song song hay ổn áp xung(switching) H PHÂN LOẠI ỔN ẮP I Ổn áp nốì tiếp • Ổn áp nốì tiếp có tên “nối tiếp” dựa vào phần tử điều khiển, ổn áp phần tử điều khiển mắc nối tiếp với tải Phần tử điều khiển thường transistor có chức điện trở thay đổi đưỢc(Rs) Tích sơ" Rs dòng tải IL làm cho sai biệt điện áp vào ra(Vi-Vo) thay đổi điện áp bổ cho điện áp vào dòng tải thay đổi • On áp nối tiếp minh họa hình vẽ sau: Vo =Vref(l+Rl/R2) Với :Vref điện áp chuẩn • Bất lợi ổn áp nốì tiếp là: Cơng suất tiêu thụ phụ thuộc vào dòng tải sai biệt điện áp vào Cơng suất tiêu thụ trở nên đáng kể dòng tải tăng hay hiệu sơ" điện áp vào tăng On áp song song • Ổn áp song song dùng linh kiện tích cực mắc song song với tải điều khiển dòng diện qua để bù biến động điện áp vào hay điều kiện tải thay đổi • Ổn áp song song dược minh họa hình vẽ sau: Trang Mạch chỉnh Khóa MachNguyễn loc Văn Đức Luận văn tốt nghiệp Ịvc VL Trang -Sơ đồ minh họa ngun lý họat động nguồn ổn áp xung Với -Vref: điện áp chuẩn /1 KĐ -IL: dòng tải -Ishunt- dòng qua phần tử điều khiển -Khi dòng IL tăng, Ishunt giảm để điều chỉnh sụt áp qua Rs Theo cách Vo giữ khơng đổi -Vo=VI-Is.Rs -Với Is=IL+Ishunt -Vo=VI-Rs(IL+Ishunt) -Khi cơng tắc hở, lượng tích trữ ban đầu mạch lọc cấp ❖ Rshunt: biểutrên diễntải điện trở tương đương phần điều so khiển cho tải.Khi điện áp giảm dần đến lúccủa ngõ tử mạch sáng đổi trạng thái, cổng tắc đóng lại Dòng điện từ nguồn vào Vs cung cấp lượng cho tải tích trongđiểm: mạch lọc Do VL tăng, làm ngõ mạch so sánh đảo *ƯUtrữ nhược trạng thái để mở cơng tắc Tương tự dòng tải tăng, mạch so sánh điều áp tiếp hayduy ổn áp khiển-Mặc cơngdùtắcỔntrong thờithơng gian thường lâu ítsohữu vớihiệu thơi gianổnmởápcơng tắc để trì xung, đơi với sơ" ứng dụng lại có lợi Ơn áp song song nhạy với điện áp ổn định; ngược lại, thời gian cơng tắc mở lâu thời gian đóng đổi tức thời điện áp vào, khơng phản ánh biến đổi dòngbiến tải bé thời dòng tải trở nguồn -Phần tử điều khiển (transistor) nối tiếp lái dòng nguồn ổn áp độngCác áp DC xung hoạt vi chếmạch độ ổn đóng ngắttuyến nên tính cơng suất tiêu tán bé so với transistor lái dòng nguồn ổn áp tuyến tính dẫn điệnrộng liên rải tục,donhất -Các vi mạch ổn áp DC tuyến tính phải sử dụng ưu điện áp vào lớn điện áp Do hiệu suất nguồn ổn áp xung điểm :Tích hợp tồn linh kiện ưong vỏ kích thước bé, khơng (khoảng 85%)hoặc caochỉhơn áp ngồi tuyến đểtính Việc chon cần sử dụng sử hiệu dụng suất thêm nguồn vài linhổnkiện tạo mạch hồn transistor lái dòng tỏa nhiệt cho nguồn ổn áp xung chỉnh, mạch bảo vệ q dòng, q nhiệt có sẳn bên vi mạchđơn giản Một so với ổn ápổntuyến tính,tuyến với cổng suất tải trongnhiều lọainguồn vi mạch áp DC tínhmức thơng dụng họ vi mạch 78xx ( ổn áp dương) ổn áp 79xx(ổn áp âm) có ba chân Tùy theo hình dạng vỏ, -Trongổnthực tế,chân cơngcótắcthểtransistor khiển mộtvànguồn dao vi mạch áp ba cung cấpđược dòngđiều từ lOOmA đến 1A cho điện áp cơ" địnhcốở định, nhiềucó giáchu trị kỳ khác nhauvụ tương vớiđiều mã số: động tần sơ" nhiệm D=^^ứng biến điện áp ngõ mạch so sánh Tần sơ" Vi đóng mở 78XX cơ" định củaVocơng tắc transistor cho phép (79XX tối ưu hóa thành phần lọc, giảm độ gỢn sóng ngõ Tần sơ" dao động từ vài Khz đến vàicichục Khz,)tùy theo đáp ứng transistor lái i Z^Co -Ngày nay, ta có loại MOS BJT cơng suất lớn có đáp ứng cao 500Khz, nên tăng tần sơ" dao đơng cao để giảm kích thưđc mạch lọc-Trong ngõ ra.đó Ci thêm vào vi mạch đặt xa nguồn chỉnh lưu lọc để ổn định điện áp ngõ vào; Co để lọc nhiễu cao tần -Tuy nhiên để vi mạch hoạt động tốt điện áp ngõ vào tơi thiểu phải cao điện áp ngõ 2V Đây giới hạn vi mạch ổn áp tuyến tính Nguồn ổn áp xung Trang Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp -Sơ đồ khơi minh họa nguồn ổn áp xung điều khiển tần sơ" cơ" định -Khơi so sánh va' khuếch điện áp sai lệch thực việc so sánh điện áp Vo với điện áp chuẩn Vref tạo tín hiệu Ve Tín hiệu với điện áp hình cưa Vosc tạo sóng tạo (có fo=l/T) so sánh với khơi điều khiển độ rộng xung tạo chuổi Ve dùng để điều khiển đóng mở khóa transistor -Khi Vosc >Ve, tín hiệu mức cao(Ton) -Khi Vosc Ic *Xung nhọn tức thời Ibtrong khoảng thời gian đóng ngắt cần kéo dài từ 2% đến 3% thời gian dẫn Transistor Transistor dẫ ngắ Xung nhon Ig Bmin Doog naeh ngõơc lg -Khi chọn transistor làm việc tầng cổng suất khóa đóng mở, ta ý đặc tính sau :Điện áp ngược 100 đến 1500V ,dòng điện thuận ,thời gian chuyển mạch, (tần số chuyển mạch) -Khóa đóng mở dùng mạch ghép transistor mạch ghép Dalington hay transistor MOS *Kê"t luận: -Bộ nguồn svvitching dùng tansistor cơng suất tần sơ" cao làm phần tử đóng ngắt người ta hay dùng nhất.Bởi dễ tìm thị trường ,đáp ứng tần sơ" cao , giá thành khơng cao.Vậy phần thiết kê" ta chọn linh kiện đóng ngắt transistor Trang 10 Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp m.CẨC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH -Như khảo sát ,ổn áp xung dùng phần tử điều chỉnh điện áp ra, nên lúc điều chỉnh linh kiện dẫn bão hòa hay tắt dòng áp qua phụ thuộc tải -Như điều khiển thơng sơ" tần sơ" độ rộng xung -Thay đổi độ rộng xung, tần sơ" cơ" định -Thay đổi tần sơ", độ rộng xung cơ" định -Thay đổi tần sơ" độ rộng xung BỘ ổn áp switching thay đổi độ rộng xung, tần sơ" cơ" định (Phần giới thiệu chương I ,mục III.4.) BỘ ổn áp switching có độ rộng xung khơng đổi, tần sơ" xung thay đổi -Thay đổi tần sơ" tùy theo điện áp nguồn dòng điện qua tải, để giảm bớt tổn thất qua transistor biến áp tần sơ" khơng vài Khz.Mạch điện đơn giản khó lọc dược gỢn sóng đầu Vì thực tê" dùng -VCOidao động điều khiển điện áp -Đơn ổn:Khi có xung điều khiể mạch đơn ổn cho xung có độ rộng xung cơ" định trở trạng thái ban đầu -Tần sơ" xung mạch đơn ổn thay đổi xung kích từ vco Thời gian dẫn transistor xác định thời mạch đơn ổn giữ cơ" định.đây loại mạch cho phép điều chỉnh độc lập tần sơ" xung đốì với độ rộng xung Trang 11 V—.í í - Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp Ĩ;— I sơ Đồ BUCK Bộ ổn áp switching thay đổi tần sơ" độ rộng xung -Đây ổn áp tự kích T=Ton+Tof ,trên ngun tắc tự dao động điều kiện tác f động vào tần sơ" độ rộng xung mạch ỊỊ Giải thích :BỘ khuếch đại sai lệch mạch so sánh điện áp (qua điện trở R3) với điện áp chuẩn Khi điện áp ổn áp giảm, mạch so sánh mở transistor (transistor dẫn) điện áp tăng khuếch đại so sánh ngắt transistor giao hốn Do tác động vòng hồi tiếp điều chỉnh biến thiên hai thơng sơ" để ổn định điện áp *Tổng qt ổn áp switching tạo thay đổi bề rộng xung tương ứng với thay đổi điện áp vào chưa điều chỉnh *Nhận xét: Nếu ta u cầu chất lượng cao tần sơ" ổn định tránh cho linh kiện lọc phải lớn (vì tần sơ" danh định tắt mở phải lớn nhiều lần tần sơ" lưới mà tần sơ" biến thiên khơng biết trước được) *Kết luận: Qua việc khảo sát phương pháp điều chỉnh với ưu khuyết điểm Ta chọn phương pháp điều rộng xung, giữ tần sơ" cơ" định để dễ chọn linh kiện đáp ứng yểu cầu tần sơ" B ĐỔI ĐIỆN MỘT CHIỀU RA ĐIỆN MỘT CHIÊU (Converters) -Trong nhiều trường hợp phụ tải cần điện chiều từ nguồn điện chiều, điện áp hay dòng hiệu s"t thiết bị điều phải quan tâm -Thiết bị đổi điện chiều điện chiều lắp ráp, theo nhiều sơ đồ đa dạng Nhưng ta đề cập đến sơ" sơ đồ bản: Buck, Boost, Buck - Boost Và dạng khác như: Flyback, Forward, Push - Pull (đẩy kéo) Half- Bridge (nửa cầu), cầu (Full - Bridge) Trang 12 Nguyễn Văn Nỏùc Nên p0 = 0.0913 Luận văn tốt nghiệp Vdcnu ,Abi l 10+6 Nn.Dcma cma p cma Từ định luật Faraday: Vpmin = = Np.A Với AB = 'max 2B•> max, AT = 0.4T Nên Vdcmin = 10Np.f.Ae.Bmax.10-8 vào (3-15) ta có: cma max 0.0014 Bmax.f.Ae.Ab IV Sự GIA TĂNG NHIỆT ĐỘ CỦA BIÊN ÁP -Nhiệt độ biến áp tăng cao nhiệt độ mơi trường phụ thuộc vào tổn hao lõi, tổn hao dòng bề mặt tản nhiệt biến áp Khơng khí thổi qua biến áp làm giảm gia tăng nhiệt độ đáng kể -Để tính tốn gia tăng nhiệt độ người ta dựa vào số đường đặt tính kinh nghiệm điện trở nhiệt tiết diện bề mặt tản nhiệt -Điện -Sự -Tổn trở gia nhiệt tăng hao nhiệt cơng Rt độ: suất: dT p dT = P.Rt - Đường đặc tính điện trở nhiệt tản nhiệt tổng diện tích bề mặt minh hoạ hình sau : Trang 53 Nguyễn Văn Nỏùc Luận văn tốt nghiệp PHẦN B PHẦN THIẾT KẾ Trang 54 I.sơ Đồ KHỐI CỦA BỘ NGUỒN: Nguyễn Văn Nỏùc Luận văn tốt nghiệp -KHỐI CHỈNH LƯU CÀU VÀ LỌC: Dùng để biến đổi điện xoay chiều thành điện chiều làm phẳng điện áp hay dòng điện chiều ngỏ chỉnh lưu Trang 55 Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Văn Nỏùc Nguyễn Văn Nỏùc _ “ Ae.dB p (Vdc/2-l)(0.8T/2).10 -DAO ĐỘNG SĨNG VNG : Dùng để biến đổi điện áp DC thành điện áp AC tần sơ" cao Ae=l,l cm2 Tiết diện lõi -BIẾN ÁP XUNG: Dùng để cảm ứng điện áp AC sơ cấp sang thứ cấp theo tỉ sơ" dòng dây cuộn sơ câ"p cuộn dây thứ cấp 55,57 vòng _ (308/2 -1X0.8T/2) -CHỈNH LƯU VÀ.10LỌC: Chỉnh lưu điện áp xoay chiều tần sơ" cao p_ 1,11.1600.62.10 điện áp chiều lọc phẩng để tạo mức điện áp ngõ với f=62 KHz 1600 Gausse 56 vòng Luận văn tốt nghiệp (2.7/1) -KHỐl BẢO VỆ Q DỊNG: Dùng để tắt dao động có 4.Giá trị dòng điện:tượng q dòng -KHỐl BẢO VỆ Q ÁP : Dùng để tắt dao động có tượng đỉnh: Ipft(half-bridge) = Vdc , THIẾT KẾ BIÊN ÁP XUNG : II.TÍNH TỐN 13 140 -u cầu thiết kê": gỢn sóng sơ cấp: -Cơng suất : 2,79.140 n s Abi = 0,14.6,4516 = 0,9 cm2 m.THIÊT KẾ BỘ LỌC NGỎ RA ; A-5V/10A : -Cuộn lọc ngỏ ra(Lo) Lo= 0,5.V0.T/I0 Với VO = Vdc Ở ngỏ : Vo = 5V T = l/f ; f = 62 KHz Trang 59 Nguyễn Văn Nỏùc Luận văn tốt nghiệp 10.62 103 -Tụ lọc ngỏ (Co) Ta có : di = Idcinin Với Idc = 1/10 Idc Biên độ dòng điện đỉnh đỉnh gỢn sóng cuộn dây : Điện áp Ro gộn : đỉnh Điện Ro thườngng Vr = Co sóng = đỉnh trở nhỏ, = chọn / di đương Ro = di Ro tương 0,05.2 80.16-6 Vr = 0,05 0,1 Vr = V 1600 F B-15V/3A: Cuộn lọc ngỏ : Lo 0,5 Vo T 0,5 15 Lo = - = -lo 3.62 103 Với lon = Idc = 3A T = l/f ; f = 62 KHz Tụ lọc ngỏ Co : Ta co di — Idc Vơl Idc — Idc/10 di = 0,6 A Điện Chọn áp Ro gỢn = sóng 0,05 Q đỉnh : : Vr = Ro Điện trở tuong di đuong Vr = 0,05.0,6 = 0,03 V 80 10-6 di 80.10'6.0,6 Trang 60 Nguyễn Văn Nỏùc Luận văn tốt nghiệp IV.THIẾT KẾ MẠCH NAN LỌC NGỎ VÀO : CẦU DIODE : Mạch nắn lọc ngõ vào đuỢc thiết kế theo mạch hình vẽ Điện áp nguồn lưới đặt trực tiếp vào cầu nắn nến diode phải chịu điện áp ngược cao Trị Trị số số đỉnh đỉnh của điện điện áp áp nguọc : Vp= đặt 220.1,414 = diode lên 311 V : vin = 311 1,57 = 448 V Nếu dự trữ thêm 10% ta cần chọn diode chịu đuọc áp nguỢc cho phép 600 V Từ nhận xét ta thấy Diode 1N4007 thích hợp, có điện áp nguỢc Vin = 1000V Dòng điện bảo hòa nguọc Is = A Dòng điện thuận cực đại IF max = A Diode 1N4007 loại diode thơng dụng, có nhiều thị trường, giá kinh tế Nên ta chọn cầu Diode 1N4007 Tụ lọc : Vì mạch ổn áp xung , nên điện áp ngõ lọc ngõ ra, nên vấn đề lọc ngõ vào có độ gỢn sóng cao lên đến 25 - 40 % ta có : Y= f Rc với y : độ gỢn sóng ( % ) c= = 192,45 p F với y = 30 % , f = 50 Hz , R = 100 K Thực tế ta chọn c = 220 pF V MẠCH ĐIỀU KHIỂN: Trang 61 Nguyễn Văn Nỏùc Luận văn tốt nghiệp Mạch điều khiển độ rộng xung với tần sơ" cơ" định đuọc xây dựng để thực việc điều khiển nguồn svvitching Nó đuọc thiết kế theo khơi rời hay đượcc tích hợp IC Nếu thiết kế theo khơi rời nguồn phức tạp, độ xác khơng cao ,diện tích chiếm chổ lớn Vì ta chọn IC để khắc phục nhược điểm Có nhiều loại IC điều khiển độ rộng xung :SG 1524,uc 1846, TL 494, TL 495 Nhưng TL 494 có nhiều thị trường, giá thành rẻ, nên ta chọn IC TL 494 Mơ tả IC TL 494 : IC TL 494 bao gồm dao động cưa tuyến tính với tần sơ" xác định thành phần bên ngồi RT CT Tần sơ" dao động : f = 1,1 / ( RT CT ) Ngỏ mạch điều chế độ rộng xung thực so sánh sóng cưa với tín hiệu điều khiển đưa đến cổng NOR sau suất transistor Q1 Q2 Tín hiệu suất đến Q1,Q2 xảy tín hiệu cưa lớn so với tín hiệu vào Vì thê" việc tăng biên độ tín hiệu điều khiển làm giảm độ rộng xung ( xin tham khảo sơ đồ vẽ dạng sóng IC TL494 ) Tín hiệu điều khiển bên ngồi đưa vào đuọc cung cấp cho mạch deadtime Tín hiệu điều khiển đưa vào mạch khuếch đại sai lệch ngỏ vào feedback Mạch so sánh điều khiển độ rộng xung so sánh điện áp đưa từ bên ngồi vào xung có độ rộng xung tùy thuộc vào điện thê" ngỏ vào.Thời gian hoạt động xung tùy thuộc vào thời gian dead-time độ rộng xung mạch so sánh PWM IC TL 494 có điện ổn áp bên 5V với dòng 10 mA đưa chân sơ" 14 để làm điện áp chuẩn Như nói tần sơ" dao động định RT CT ,thực tê" mạch C36 R36 fosc = 62 KHz Trang 62 Nguyễn Văn Nỏùc Luận văn tốt nghiệp Ta có = ì_ = R36.C36 fosc 62 KHz Chọn R36 = 18 K Thay giá trị vào ta đuọc C36 = 958 pF = 1000 pF Dòng IC 494 10 mA áp cung cấp cho mạch 5V R42 = 5/10 = 0,5 K Chọn R42 = 1K Q3 ( c 945 ) Q4 ( c 945 ) c 945 có đặc tính kỹ thuật sau : = BVCBO 70 transistor tầng driver : V BVCEO = 70 V BVEBO = V Tính RI ,ta có : R18 VBQ4 = VCC R17 + R18 Khi Q4 dẩn ,ta có VBQ4 = 0,6 V , Vcc = V Chọn R18 = K Thay giá trị vào cơng thức ta đuọc R17 = 4,2 K Chọn R17 = 3,9 K Bằng cách dùng cơng thức áp dụng cho Q3 với điện trở phân cực R21 R19 ( chọn R21 = 3,9 K ) ta có : R19 = 1,2 K Thực tế chọn RI9 = 1,5 K Ap dụng cho Q6 ta đuọc kết R39=39 K R40 = K Trang 63 Nguyễn Văn Nỏùc Luận văn tốt nghiệp = BVEBO Ic max = 0,5 A p = 0,5 w , p =120 -Ớ chế độ Q5 bắt đầu dẩn dòng Ic = 0,12 mA nên ta có ỈBQ5 = Nên R41 Với VBEQI -Thay -Thực IC / = ( = giá tế =1 5-VBEQI 0,2 trị p V vào ta chọn ) =>IBQI R41 : / = R41 = mA IBQI = mA 4,8 4,7 K K -Tính tụ liên lạc C5: Ta có : Ipft 0,8 T/2 Ipft 0,8 T/2 C5 = _ = dv 10 % VCQ1 Với Ipft = 1,42 A (tính tốn phần đầu ) VCQ1 = 150 V => C5 = 0,6 pF Chọn C5 = pF VI TRANSISTOR NGAT DAN : Vì chế độ Half-Bridge converter nên điện áp nguọc C-E : VBCE = 220.1,414 1,21 = 376,5 V Trong 1,21 hệ sơ" dự phòng ,nên ta chọn transistor có điện áp nguọc nằm khoảng Theo lý luận ta chọn transistor đáp ứng u cầu c 4242 thơng sơ" c 4242 Thơng sơ" kỹ thuật c 4242 : VCBO VEBO = = 700 V V Trang 64 Nguyễn Văn Nỏùc Luận văn tốt nghiệp Bình thường Q1 chưa dẫn có điện mồi từ 0,2 đến 0,4 V để cần kích điện nhỏ tương ứng 0,4 V hay 0,2 V transisitor dẫn Bình thường dòng cực B Q1 chế độ mồi nhỏ , khoảng vài microA nên để dòng qua R6 phân cực cho Q1 dòng qua phải lớn gấp nhiều lần so với 0,2 A Đây dòng phân cực cho Q1 IBQI = 0,2.100 — 0,2 ĩĩiA Lúc : R6 = UBEQ1/IBQ1 = 0.6 / 0.2 = K Thực tế chọn R6 = 2,7 K Tính R9 : Ta có VcQ2 • R9 VBQ2 = R7 + R9 Chọn R7 = 330 K , UBQ2 = 0,6 V Thay sơ' vào cơng thức ta đuọc R9 = 2,1 K Trang 65 Nguyễn Văn Nỏùc Luận văn tốt nghiệp Sơ Đồ NGUN LÝ Trang 66 Nguyễn Văn Nỏùc Luận văn tốt nghiệp -NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ NGUồN ỔN ÁP XUNG 5V/10A, ± 15V/3A : —Khi cung cấp nguồn điện AC vào , nguồn điện vào D5 nắn tạo điện áp mồi thơng qua R4, đến cực B Ql( C4242) làm Q1 dẫn=> tạo điện cảm ứng qua cuộn thứ cấp biến áp xung nhờ D14 nắn tụ lọc 09 lọc tạo thành điện áp đưa đưa vào chân sơ" 12 IC TL494 làm cho IC494±dao động đưa điện áp dao động cho Q3 ( C945)=> kích thích dao động cho Q1 Q2 -Nhờ xung Dead-Time Q2 dẫn làm cho điện thứ cấp biến áp xung cao -IC TL494 IC điều khiển độ rộng xung Ngun lý điều rộng xung giải thích sau: +Chân sơ" cung cấp điện áp VREF =2,5V +Chân sơ" đưa điện áp dò sai lây từ Vout +Chân sơ" áp vào điện thê" để khơng chếthời gian Dead Times khoảng 0,4V -Điện áp ngõ phản hồi so sánh vđi điện áp chuẩn Nếu có sai lệch tín hiệu ngõ khuếch đại sai lệch điều khiển độ rộng xung ngõ chân chân 10 IC TL494 Tín hiệu ngõ chân phản hồi kích cho Q3 Q4 dẫn hay ngắt để điều khiển thời gian Ton Transistor giao hốn Q1 Q2 • Mạch bảo vệ q dòng q áp: • Bảo vệ q dòng : Vì lý mà dòng điện ngõ tăng lên đột ngột ( cao dòng điện định mức ).Dòng qua điện trở 1KD ,và làm phân cực điện áp D5 Lúc xuất điện áp phân cực cho Q6 => làm Q6 dẫn => Q5 dẫn tạo điện thê" 5V chân IC 494 nhìn vào câu tạo bên IC ,ta thấy chân 5V điều có nghĩa ngõ mạch so sánh Dead Times 5V (tương đương mức ) lúc khơng có dao động ngõ => Mạch tự cúp lại khơng hoạt động • Bảo vệ q áp: Vì lý điện áp ngõ vào tăng cao giá tri định mức Thì điện áp phía thứ câ"p tăng cao làm phân cưc D6 ,lúc x"t điện áp phân cực cho Q6 Bằng cách lý luận tương tự phần bảo vệ q dòng =>Mạch tự cúp lại (khơng hoạt động nữa) Trang 67 [...]... mW/cm3) đốì với tần sô" và mật độ từ cảm a-Đường đặc tính từ trể b-Tổn hao lõi đô"i vởi mật độ từ cảm Trang 36 Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp C-Tổn hao lõi đôi vổi nhiệt độ II.HÌNH DẠNG LÕI FERRITE -Lõi ferrite được sản suất với kích cở tương đôi nhỏ Trang 37 1400 12001000 600 40 Nguyễn Văn Đức Nguyễn Nguyễn Văn Văn Đức Đức Luận văn tốttốt nghiệp Luận Luận văn văn tốt nghiệp nghiệp KHZ -Hình dạng... 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 diện điện cảm, tần sô", và mật độ dòng của cuộn b) Tính toán vòng dây sơ cấp fcm,„-l)(0,8r/22)ri0rt -Với dB = 1.600 Gauss -Vdmin ■ điện áp DC ngõ vào nhỏ nhất (V) -T : Khoảng thời gian ngắt dẫn (S) Trang 27 Nguyễn Văn Đức Luận văn. .. : 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" hoạt động, mật độ từ cảm ( BỊ và B2 ), tiết diện lõi sắt, tiết diện khung quân dây Ab ,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 ) Trang 22 Luận văn tốt. .. 1000W - Điện áp cực đại đặt lên transistor giảm đi một nữa so với trường hợp của Push - Pull converter Điều này dẫn đến giá thành transistor va các thành phần linh kiện liên quan cũng giảm Từ những ưu điểm đã nêu ở trên, nên ta chọn thiết kế nguồn ổn áp xung theo kiểu Half - Bridge converter Chương III BIẾN ÁP XUNG Trang 35 Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp I.TổN HAO LÕI VỚI TẦN số VÀ MẬT ĐỘ TỪ CẢM... của điên áp vào ra thời gian mcT và tỉ Trang 26 p Ae.dB Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp - 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 hay dòng 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%... (watt) 42 Trang 41 Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp B (gauss) Ab (cm2) Dcma (circular/rms ampe) Trang 43 Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp Trang 44 (3-7) min*Ipft Nguyễn Nguyễn Nguyễn Văn Văn Văn Đức Đức Đức dc min (1.58Irms) = Luận văn tổt nghiệp Nguyeãn Vaên Nỏùc l.OlVdc min-Irms Luận văn tốt nghiệp (3-8) N„.A b- Sự liên hệ công suất ngõ ra của bộCAB đổi „điện Puss-Pull 2 power in watts atTopology (... VDmax = Vs (8.4) -Diode D5 và D6: ID5b = DI0 ^D5 max ^D6max 2nVD (2mVD) f_Kết luận: Trong các loại converter trong đó có Half - Bridge converter có nhiều ưu điểm như - Hiệu suất cao khoảng 90% Trang 34 Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp - Biến áp không sử dụng đầu ra ở giữa vì vậy loại trừ được sự mất cân bằng từ thông Kết quả là loại converter này được dùng để thiết kế các bộ nguồn vđi công suất có thể... 10'6.— (2-27) Kr VI Sơ Đồ FLYBACK -Sơ đồ dùng linh kiện ngắt dẫn dòng vào cuộn sơ cấp máy biến áp lõi ferrite, điện thế tại cuộn thứ cấp được đổi ra điện một chiều bằng diode chỉnh lưu -Tần sô" đóng ngắt có thể từ 10kHz đến 100KHz ĐCX rvi 0 DT T ax Hỉ bm in Trang 29 lo i Vs c ĐCX ic R Luận Luận văn văn tốt tốt nghiệp nghiệp Nguyễn Văn Văn Đức Đức Nguyễn 1 -Chu kỳ làm việc gồm hai giai hđoạn :n ĩ/ (1-1)... 2Np.Ati tì Luận Luận Luận văn văn văn tốt tốt tốt nghiệp nghiệp nghiệp Nguyeãn Vaên Nỏùc N A rms v, a -u2,J ’“ ,0 V “ AT (3-9) -Biên độ đỉnh đỉnh của từ cảm: 2Bmax ở 0.4T tai Vdc min p0 = 0.129(Np.Ae)^% .10'2 0.4T Np.Dcma ^)10^ 0 Nb _ 0.00645Bmax f.Ae Ab (3-13) D A 255 „ “ 10“ cma (3-14) -ộị- (cm2) 48Khz 96Khz 6.45 72Khz EE Core Ferroxcube-Philips 24Khz QQ1B 200Khz 250Khz 300Khz f A Nên: P0 vào = °-... ngõ vào DC chưa lọc Nhưng vì người sử dụng thường cần có điện áp DC ngõ ra ổn định thứ hai mà phải được cách điện DC với điện áp ngõ ra ổn định thứ nhất Vì vậy khó có thể thiết kế được nhiều ngõ ra cho bộ nguồn IV PUSH - PULL CONVERTER Mạch Push - Pull như sơ đồ sau: - Nó gồm 1 biến áp T] với nhiều cuộn thứ cấp Nsi, N S2 , Nm và một mạch điều khiển độ rộng xung bằng điện áp DC Các ngõ ra điện áp Vsi ... ta chọn thiết kế nguồn ổn áp xung theo kiểu Half - Bridge converter Chương III BIẾN ÁP XUNG Trang 35 Nguyễn Văn Đức Luận văn tốt nghiệp I.TổN HAO LÕI VỚI TẦN số VÀ MẬT ĐỘ TỪ CẢM -Hầu hết biến áp. .. Đức Luận văn tốt nghiệp ❖ Kết luận: Từ ưu điểm phân tích ổn áp xung, nên ta chọn kiểu Ổn áp xung để thiết kế mạch ổn áp 5V/10A; -15V/3A;+15V/3A với mục đích lợi dụng ưu điểm Trang Nguyễn Văn. .. tương đơi nhỏ Trang 37 1400 12001000 600 40 Nguyễn Văn Đức Nguyễn Nguyễn Văn Văn Đức Đức Luận văn tốttốt nghiệp Luận Luận văn văn tốt nghiệp nghiệp KHZ -Hình dạng lõi khác như: Lói hình chén,