Thiết kế mạch giảm áp buck – converter
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ MẠCH GIẢM ÁP BUCK – CONVERTER GVHD : TS Hàn Huy Dũng Hà Nội 6/2015 Ổn áp Buck - Converter Nhóm MỤC LỤC Ổn áp Buck - Converter Nhóm LỜI NÓI ĐẦU Chúng ta sống kỷ 21,thế kỷ cách mạng khoa học công nghệ Điện, điện tử phát triển ngày mạnh mẽ mang lại ứng dụng vô to lớn cho phát triển kinh tế toàn giới Điện tử công suất công nghệ biết đổi điện từ dạng sang dạng khác phần tử bán dẫn công suất đóng vai trò trung tâm Điện tử công suất ứng dụng rộng rãi hầu hết ngành công nghiệp đại Trong máy móc thiết bị công nghiệp,cũng đời sống ngày phải sử dụng điện năng, có thiết bị hoạt động dải điện áp lớn, có thiết bị hoạt động dải điện áp nhỏ Để cho thiết bị hoạt động dải điện áp thấp cần nhiều chuyển đổi khác để đáp ứng dải điện áp cho thiết bị Trong tập lớn lần này, chúng em lựa chọn chuyển đổi có chức ”Mạch giảm áp Buck Converter” Bảng phân công công việc STT Nội dung công việc Làm mô vẽ mạch in Tìm hiểu nguyên lý mua linh kiện Viết báo cáo Thiết lập công thức Làm mạch in Ổn áp Buck - Converter I Nhóm GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Tổng quan ổn áp Buck Buck Converter biến đổi mà điện áp đầu nhỏ điện áp đầu vào hay gọi biến đổi giảm áp Mạch Buck mạch có chức giảm điện áp đầu vào chuyển đổi xuống điện áp thấp ổn định Ứng dụng : + Trong động mô tô chiều … + Cho thiết bị hoạt động dải tần thấp + Mạch đơn giản + Cung cấp điện chiều điều khiển tốc độ động chiều … Chế độ hoạt động - Dòng IL không đổi Dòng IL không liên tục với VD số Dòng IL không liên tục với VO số 2.1 Chế độ dẫn liên tục Là chế độ : dòng dẫn liên tục IL hai đầu mút Ổn áp Buck - Converter Nhóm 2.2 Chế độ dẫn không liên tục Là chế độ : chu kỳ IL = khoảng ∆2.TS II PHÂN TÍCH MẠCH Sơ đồ tổng quan khối 220V - AC Giảm điện áp xoay chiều Làm phẳng Chỉnh lưu điện áp chiều Mạch Buck lý tưởng Buck converter Ổn áp Buck - Converter Nhóm Cấu tạo mạch: - Diode : bảo vệ khóa T khoảng thời gian Ton Toff tránh có dòng dò chảy ngược lại đánh thủng khóa T - Khóa T : điều chỉnh điện áp đầu cách thay đổi chu kỳ đóng ngắt - Bộ lọc thông thấp : gồm cuộn cảm tụ điện có chức ổn định điện áp đầu - Vd : điện áp đầu vào mạch Nguyên lý hoạt động mạch Gọi T chu kỳ chuyển mạch, t1(ton) thời gian đóng mạch (on-time) t2(toff) thời gian mở mạch (off-time) - Trong on-time điện áp đầu vào đưa vào mạch Vin=V1, Diode bị phân cự ngược bị khóa lại, dòng điện qua cuộn cảm cuộn cảm L1 nạp lượng Chiều dòng điện hình vẽ: - Trong van off-time cuộn cảm L phóng điện chống lại giảm đột ngột dòng điện mạch tiếp tục dẫn dòng điện qua tải, qua R Diode,kết điện áp V1=0 Trong thời gian van off-time điện áp V1=0 dòng điện L I không giảm Đây gọi chế độ Continuous mode Chiều dòng điện hình vẽ: Ổn áp Buck - Converter Nhóm III TÍNH TOÁN GIÁ TRỊ VỀ MẠCH BUCK Chu kỳ chuyển mạch Trong : - t1 thời gian van đóng mạch (on – time ) t2 thời gian van mở mạch (off – time) Chu kỳ nhiệm vụ ( Độ rộng xung ) Tính toán giá trị điện áp ( Uout ) 3.1 Khi van mở : ≤ Thời gian : t[...]... ổn định hơn,với điện áp đầu ra đạt 6V 2.3 Đồ thị dạng xung điều khiển tạo ra bằng IC555 Xung tại đầu ra của IC555 14 Ổn áp Buck - Converter Nhóm 3 3 Tiến hành làm mạch 3.1 Sơ đồ nguyên lý : Bộ tạo xung Bộ ổn áp Buck 3.2 Sơ đồ mạch in 15 Ổn áp Buck - Converter Nhóm 3 3.3 Mạch thực tế Kết quả thu được: Với điện áp vào ra 9V DC , đo được ở đầu ra là 5V DC Kết quả mô phỏng : Với điện áp vào là 9V DC, đầu... ra thu đc là 5.12V DC VI NHẬN XÉT 1 Ưu điểm: - Mạch đơn giản,nhỏ gọn,dễ thiết kế, mô phỏng Hiểu chi tiết nguyên lý hoạt động của mạch và các linh kiện 16 Ổn áp Buck - Converter - Nhóm 3 Điện áp và dòng ổn định Mạch hoạt động đúng chức năng 2 Nhược điểm: - Mạch chỉ hoạt động với tải thuần trở R và không hoạt động với tải RL 17 Ổn áp Buck - Converter Nhóm 3 KẾT LUẬN Sau một thời gian, tìm hiểu và sự nỗ...Ổn áp Buck - Converter Nhóm 3 1.3 Độ rộng xung D t1 5 × 10 −5 D= = = 0.5 −4 T 10 1.4 Giá trị cuộn cảm L: ⇒L= ∆L = 0.1* I out = 0.3 U in − U out 12 − 6 t1 = 5 × 10 −5 = 0.001( H ) ∆L 0.3 2 Mô phỏng 2.1 Sơ đồ mô phỏng trên Psim - Điện áp đầu vào mạch: 12V 11 Ổn áp Buck - Converter - Nhóm 3 Khóa T:sử dụng Mosfet Diode:bảo vệ khóa T giữa các chu kỳ đóng mở Cuộn cảm L Tụ điện C Điện trở R 2.2 Kết quả... thị ta thấy: Dạng sóng cảu điện áp ra và dòng điện qua cuộn cảm đã ổn định hơn, nhưng vẫn có gợn sóng 13 Ổn áp Buck - Converter Nhóm 3 Do vây, muốn dạng sóng ra ổn định hơn ta cần phải tăng giá trị cảu cuộn cảm L và giảm giá trị tụ C vì tụ C có chức năng sạc xả cho tải R trong các chu kỳ khóa T đóng mở tương ứng Khi ta tăng cuộn cảm L=1000uH(Theo cách tính lý thuyết) và giảm tụ C=200uF, ta có dạng đồ... Điện trở R 2.2 Kết quả mô phỏng Từ biểu đồ ta thấy: Điện áp đầu ra và dòng điện qua cuộn cảm phụ thuộc vào thời gian đóng mở của khóa T Nhìn thấy được thời gian đóng và mở của khóa T,thông qua giá trị dòng điện khi đi qua cuộn cảm Khi ta thay cuộn cảm L=50uH, ta có dạng đồ thị như sau: 12 Ổn áp Buck - Converter Nhóm 3 Từ biểu đồ thị ta thấy: Điện áp ra và dòng qua cuộn cảm đều tăng nhưng dạng sóng chưa... hoạt động với tải RL 17 Ổn áp Buck - Converter Nhóm 3 KẾT LUẬN Sau một thời gian, tìm hiểu và sự nỗ lực của các thành viên, chúng em đã hoàn thành bài tài lớn đúng theo kế hoạch Mạch đã được hoàn thiện như theo các yêu cầu của thầy Các kết quả thu được gần đúng như mô phỏng theo lý thuyết Tuy nhiên do trình độ còn hạn chế, nên vẫn còn vài thiếu sót, mong thầy và các bạn bỏ qua Chúng em rất mong nhận