nghiên cứu bộ nguồn đóng cắt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU BỘ NGUỒN ĐÓNG - CẮT Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN THẾ CÔNG HÀ NỘI - 2010 LỜI CAM ĐOAN Tên là: Nguyễn Anh Tuấn Sinh ngày: 31 tháng 05 năm 1981 Hiện công tác tại: Phòng quản lý điện – Sở Công Thương Hưng Yên Đề tài thực luận văn thạc sỹ: Nghiên cứu nguồn đóng - cắt Được thực trường Đại học Bách khoa Hà Nội Trong thời gian thực luận văn giúp đỡ nhiệt tình TS Nguyễn Thế Công nên đề tài hoàn thành tiến độ giao Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu Nội dung luận văn trung thực chưa công bố công trình khoa học Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Thế Công, thầy cô môn Thiết bị điện-điện tử, Khoa Điện trường Đại học Bách khoa Hà Nội, gia đình bạn bè giúp đỡ động viên đóng góp ý kiến quý báu để hoàn thành tốt luận văn Xin trân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 25 tháng 10 năm 2010 Tác giả Nguyễn Anh Tuấn MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vi MỞ ĐẦU Chương – TỔNG QUAN VỀ BỘ NGUỒN ĐÓNG – CẮT 1.1 Giới thiệu chung nguồn đóng - cắt 1.1.1 Vị trí tầm quan trọng nguồn 1.1.2 Bộ nguồn chuyển mạch 1.2 Các yêu cầu nguồn chuyển mạch 1.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động biến đổi điện áp DC/DC 10 1.4 Phân loại nguồn chuyển mạch 12 1.4.1 Bộ nguồn chuyển mạch máy biến áp cách ly 12 1.4.2 Bộ nguồn chuyển mạch có máy biến áp cách ly 23 Kết luận 34 Chương – MÁY BIẾN ÁP CAO TẦN TRONG BỘ NGUỒN 35 ĐÓNG – CẮT 2.1 Bộ biến đổi Flyback 35 2.1.1 Nguyên lý làm việc 36 2.1.2 Nhận xét 42 2.2 Bộ biến đổi Forward 43 2.2.1 Nguyên lý làm việc 44 2.2.2 Nhận xét 47 2.3 Máy biến áp cho biến đổi Flyback 48 2.4 Tính toán thiết kế biến đổi Flyback 51 2.4.1 Yêu cầu nguồn 51 2.4.2 Trình tự tính toán thiết kế 51 ii Kết luận 64 65 Chương – MÔ PHỎNG 3.1 Giới thiệu phần mềm mô 65 3.1.1 Giới thiệu chung 65 3.1.2 Giới thiệu phần mềm Psim 65 3.2 Mô biến đổi Flyback thiết kế chế độ dòng liên tục 3.2.1 Các thông số biến đổi Flyback thiết kế chế độ dòng 68 68 liên tục 3.2.2 Kết mô 69 3.3 Mô biến đổi Flyback thiết kế chế độ dòng gián đoạn 3.3.1 Các thông số biến đổi Flyback thiết kế chế độ dòng 76 76 gián đoạn 3.3.2 Kết mô 77 3.4 Nhận xét 80 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC 85 iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Us : điện áp khóa chuyên mạch UO : đặt lên tải T : thời gian chu kỳ Ton : thời gian khoá S đóng mạch chu kỳ Toff : thời gian khoá S ngắt mạch chu kỳ D : tỷ số biến đổi biến đổi DC/DC MV: tỷ số biến đổi điện áp Uin : điện áp vào chiều Ux: điện áp thời điểm x Ur: giá trị đỉnh – đỉnh điện áp đầu EL: sức điện động Is: dòng điện qua khóa S I0: dòng điện qua tải IL : dòng điện qua cuộn dây L IC : dòng điện qua tụ điện C IT : dòng điện qua tranzito ID: dòng điện qua điốt Ipik: dòng điện đỉnh Iin: dòng điện vào Lgh : điện cảm giới hạn LBA: điện cảm máy biến áp Lpri: điện cảm cuộn dây sơ cấp N1 , Npri : số vòng dây cuộn sơ cấp máy biến áp N2 , Nsec: số vòng dây cuộn thứ cấp máy biến áp N3 : số vòng dây cuộn dây thứ n : tỷ số máy biến áp PV, Pin: công suất đầu vào PR , Pout: công suất đầu kmax : độ rộng xung cực đại Spri , Ssec : tiết diện dây quấn sơ cấp, thứ cấp ltb : chiều dài trung bình vòng dây rpri , rsec : điện trở dây quấn sơ cấp, thứ cấp iv DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 Chức chân IC UC3845 58 Bảng 3.1 Khảo sát điện áp hiệu suất Flyback điện áp vào 76 thay đổi với máy biến áp thiết kế chế độ dòng liên tục Bảng 3.2 Khảo sát điện áp hiệu suất Flyback điện áp vào 80 thay đổi với máy biến áp thiết kế chế độ dòng không liên tục Bảng PL1 Tra số liệu dây quấn theo tiêu chuẩn IEC R20 [6] v 85 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 Sơ đồ khối đơn giản nguồn Hình 1.2 Sơ đồ khối nguồn chuyển mạch Hình 1.3 Cấu trúc khối lọc nhiễu đầu vào Hình 1.4 Bộ biến đổi điện áp DC/DC sở 10 Hình 1.5 Bộ biến đổi giảm áp (Buck) 13 Hình 1.6 Dạng sóng dòng điện điện áp 13 Hình 1.7 Quan hệ MV D sơ đồ Buck 14 Hình 1.8 Sơ đồ biến đổi tăng áp (Boost) 16 Hình 1.9 Dạng sóng biến đổi Boost 16 Hình 1.10 Quan hệ MV D sơ đồ Boost 17 Hình 1.11 Sơ đồ biến đổi Buck-Boost 18 Hình 1.12 Dạng sóng biến đổi Buck-Boost 19 Hình 1.13 Quan hệ MV D sơ đồ Buck-Boost 20 Hình 1.14 Sơ đồ mạch biến đổi Cuk 20 Hình 1.15 Dạng sóng biến đổi Cuk 21 Hình 1.16 Quan hệ MV D sơ đồ Cuk 22 Hình 1.17 Quan hệ MV D 22 Hình 1.18 Sơ đồ mạch biến đổi Push-Pull 23 Hình 1.19 Dạng sóng đặc trưng biến đổi Push-Pull 24 Hình 1.20 Bộ biến đổi Forward 26 Hình 1.21 Bộ biến đổi Forward với máy biến áp ba cuộn dây 26 Hình 1.22 Sơ đồ dạng sóng biến đổi Forward cuộn dây 28 Hình 1.23 Sơ đồ biến đổi Nửa cầu (Half-Bridge) 29 Hình 1.24 Sơ đồ dạng sóng biến đổi Nửa cầu (Half-Bridge) 30 Hình 1.25 Sơ đồ biến đổi Cầu (Full-Bridge) 30 Hình 1.26 Sơ đồ dạng sóng biến đổi Cầu (Full-Bridge) 31 Hình 1.27 Sơ đồ biến đổi Flyback 32 vi Hình 1.28 Sơ đồ dạng sóng biến đổi Flyback 33 Hình 2.1 Sơ đồ mạch biến đổi Flyback 35 Hình 2.2 Giản đồ đường cong biến đổi Flyback 36 Hình 2.3 Giản đồ dòng áp chế độ dòng điện gián đoạn (a) liên tục (b) 37 Hình 2.4 Sơ đồ biến đổi Forward 43 Hình 2.5 Sơ đồ đường cong biến đổi Forward 44 Hình 2.6 Kích thước lõi sắt C055059A2 53 Hình 2.7 Sơ đồ khối họ IC UC3842/3/4/5 57 Hình 2.8 Sơ đồ chân thực tế IC UC3842/3/4/5 58 Hình 2.9 Cấu hình khuếch đại sai lệch 58 Hình 2.10 Cấu hình ON/OFF 59 Hình 2.11 Mạch cảm biến dòng điện 59 Hình 2.12 Lựa chọn tần số dao động 59 Hình 3.1 Quá trình mô PSIM 66 Hình 3.2 Biểu diễn mạch điện PSIM 66 Hình 3.3 Sơ đồ mạch IC UC3845 PSIM 70 Hình 3.4 Biểu diễn máy biến áp 71 Hình 3.4 Cài đặt thông số cho máy biến áp thiết kế chế độ dòng liên tục 71 Hình 3.5 Sơ đồ mô nguồn Flyback phần mềm PSIM 72 Hình 3.6.a Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V 73 Hình 3.6.b Dạng sóng điện áp VCC điện áp vào Vin = V 73 Hình 3.6.c Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V 74 Hình 3.6.d Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V 74 Hình 3.6.e Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V 74 Hình 3.6.f Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V 75 Hình 3.6.g Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = 11 V 75 Hình 3.6.h Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = 13 V 75 Hình 3.6.i Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = 15 V 76 Hình 3.7 Cài đặt thông số cho máy biến áp thiết kế chế độ dòng gián đoạn 77 vii Hình 3.8.a Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V 78 Hình 3.8.b Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V 78 Hình 3.8.c Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V 78 Hình 3.8.d Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V 79 Hình 3.8.e Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V 79 Hình 3.8.f Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = 11 V 79 Hình 3.8.g Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = 13 V 80 Hình 3.8.h Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = 15 V 80 Hình PL2 Cơ sở lựa chọn số hiệu lõi sắt molypermaloy [6] 86 viii MỞ ĐẦU MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong sản xuất đại, hệ thống điện tử sử dụng lượng dòng điện chiều Để hệ thống hoạt động tin cậy thời gian dài yêu cầu nguồn phải đảm bảo độ ổn định cao phạm vi ổn định rộng Hiện nay, nguồn chuyển mạch (đóng – cắt) công suất nhỏ sử dụng phổ biến hệ thống điện tử phát triển không ngừng Tuy nhiên, lý thuyết sâu chúng chưa công bố rộng rãi mà hầu hết dạng báo đưa sơ đồ mạch cụ thể mà nhà nghiên cứu tìm để đáp ứng yêu cầu ứng dụng định Bởi việc nghiên cứu nguồn chuyển mạch, đặc biệt tác giả sâu nghiên cứu ảnh hưởng mạch từ dây quấn máy biến áp cao tần đến chất lượng hiệu suất nguồn chuyển mạch công suất nhỏ, sở giúp cho quan tâm, thiết kế hay sửa chữa nguồn chuyển mạch có hướng lựa chọn máy biến áp cao tần cho phù hợp hiệu Để làm điều đó, luận văn xây dựng chủ yếu dựa phần mô phần mềm PSIM cho nguồn lựa chọn nghiên cứu Sau hoàn thành, luận văn góp phần làm rõ lý thuyết cho biết số hướng tính toán máy biến áp cao tần thực tế việc thiết kế nguồn chuyển mạch dùng thiết bị điện tử Tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài Dù mang tính thực tiễn ứng dụng cao nghiên cứu nguồn chuyển mạch chưa đầy đủ để đáp ứng đòi hỏi ngày phức tạp thực tế Mặt khác, tính cạnh tranh thương mại mà nhà sản xuất đưa sản phẩm chất lượng không công bố lý thuyết kèm theo Vì vậy, người dùng cần sửa chữa muốn tự thiết kế theo yêu cầu riêng khó khăn Các đề tài nghiên cứu nước chưa hoàn thiện Các tài liệu công bố dạng báo đăng tạp chí chuyên ngành kỹ thuật Hình 3.5 Sơ đồ mô nguồn Flyback phần mềm PSIM 72 MÔ PHỎNG b Kết mô Cho Vin = 2, 4, 6, 8, 9, 11, 13, 15 (V) Sau đo điện áp thu kết sau: Hình 3.6.a Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V Hình 3.6.b Dạng sóng điện áp VCC điện áp vào Vin = V 73 MÔ PHỎNG Hình 3.6.c Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V Hình 3.6.d Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V Hình 3.6.e Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V 74 MÔ PHỎNG Hình 3.6.f Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V Hình 3.6.g Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = 11 V Hình 3.6.h Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = 13 V 75 MÔ PHỎNG Hình 3.6.i Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = 15 V Bảng 3.1 Khảo sát điện áp hiệu suất Flyback điện áp vào thay đổi với máy biến áp thiết kế chế độ dòng liên tục Vin (V) 11 13 15 Iin (A) 14.7 8.9 4.6 4.1 3.4 2.7 2.3 Vr(+5V) (V) 3.2 4.8 5.5 5.6 5.8 5.9 6.0 Ir(+5V) (A) 0.71 1.07 1.22 1.24 1.29 1.31 1.33 Vr(±15V) Ir(±15V) (V) (A) ±7.6 0.30 ±12.1 0.48 ±14.6 0.58 ±14.9 0.60 ±15,0 0.60 ±15.0 0.60 ±15.2 0.60 Hiệu suất (%) 11.7 31.5 64.6 67.0 68.1 73.3 76.1 3.3 Mô phòng biến đổi Flyback thiết kế chế độ dòng điện gián đoạn 3.3.1 Các thông số biến đổi Flyback thiết kế chế độ dòng gián đoạn Để việc so sánh, đánh giá thuận lợi, tác giả giữ nguyên phần mạch điều khiển, tải, thay đổi thông số máy biến áp tính toán thiết kế chế độ dòng gián đoạn với thông số máy biến áp: - Lõi sắt có ký hiệu C055120A2 - Dây quấn có Npri1 = 4(vòng); Nsec(+5V) = 11 (vòng); Nsec(±15V) = 31(vòng) 76 MÔ PHỎNG - Điện trở dây quấn cuộn dây quy đổi phía sơ cấp là: rpri1 = 0,000513(Ω) ; rpri = rsec( ±15V ) = 0,000198(Ω) ; rpri = rsec( +5V ) = 0,00904(Ω) 3.3.2 Kết mô a Sơ đồ mô Tương tự sơ đồ mô nguồn chế độ liên tục (chỉ thay đổi thông số máy biến áp) Hình 3.7 Cài đặt thông số cho máy biến áp thiết kế chế độ dòng gián đoạn b Kết mô Cho Vin = 2, 4, 6, 8, 9, 11, 13, 15 (V) Sau đo điện áp ta thu kết sau: 77 MÔ PHỎNG Hình 3.8.a Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V Hình 3.8.b Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V Hình 3.8.c Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V 78 MÔ PHỎNG Hình 3.8.d Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V Hình 3.8.e Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = V Hình 3.8.f Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = 11 V 79 MÔ PHỎNG Hình 3.8.g Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = 13 V Hình 3.8.h Dạng sóng điện áp đầu điện áp vào Vin = 15 V Bảng 3.2 Khảo sát điện áp hiệu suất Flyback điện áp vào thay đổi với máy biến áp thiết kế chế độ dòng không liên tục Vin (V) 11 13 15 Iin (A) 15.1 9.1 4.7 4.1 3.5 2.7 2.3 Vr(+5V) (V) 3.0 4.8 5.4 5.6 5.8 6.0 6.0 Ir(+5V) (A) 0.67 1.07 1.20 1.24 1.29 1.33 1.33 80 Vr(±15V) Ir(±15V) (V) (A) ±7.6 0.30 ±12.9 0.52 ±14.8 0.59 ±14.9 0.60 ±14.9 0.60 ±15.2 0.61 ±15.4 0.62 Hiệu suất (%) 11.0 33.8 63.8 67.7 65.5 75.5 78.2 MÔ PHỎNG 3.4 Nhận xét Sau mô biến đổi Flyback thiết kế chế độ dòng liên tục chế độ dòng gián đoạn rút số nhận xét sau: - Khi điện áp vào 2V cho ta điện áp chưa đạt giá trị yêu cầu nguồn cần thiết kế có giá trị điện áp giảm dần không (không có xung điều khiển Mosfet) do: + Điện áp VCC giảm dần đến giá trị nhỏ giá trị hoạt động IC điều khiển hình 3.7 (Von = 7,6V) + Điện áp đặt lên khuếch đại sai lệch chuẩn 2V) điện áp VCC tăng dần lớn giá trị Von IC điều khiển hoạt động tạo xung điều khiển Mosfet Khi tăng điện áp vào khả tích trữ lượng máy biến áp tăng dần Năng lượng xả giai đoạn flyback làm tăng điện áp đầu nhiên nhờ có vòng phản hồi mà điện áp hạn chế giữ mức định - Khi điện áp vào thay đổi khoảng điện áp vào từ đến 8V vòng phản hồi làm việc chưa ổn định nên cho ta điện áp chưa đạt giá trị yêu cầu nguồn cần thiết kế gây dao động điện áp lớn - Khi điện áp vào thay đổi khoảng đến 15 V, vòng phản hồi làm việc ổn định cho ta điện áp đạt đến giá trị yêu cầu nguồn cần thiết kế đồng thời độ nhấp nhô dạng sóng điện áp nhỏ, nguồn làm việc ổn định - Với giá trị điện áp đầu vào điện áp đầu biến đổi thiết kế chế độ làm việc gián đoạn cao biến đổi thiết kế chế độ làm việc liên tục - Với tải cố định, tổn hao máy biến áp tổn hao khóa điện tử công suất ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất nguồn Vì điện áp vào tăng dần từ 2V đến 15V hiệu suất nguồn tăng dần 81 KẾT LUẬN KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Kết luận chung: Các máy biến áp thiết kế hai chế độ dòng liên tục không liên tục làm việc hai chế độ dòng liên tục chế độ dòng gián đoạn Với đầu vào thay đổi từ đến 15V, nguồn sử dụng máy biến áp thiết kế với thông số chế độ dòng liên tục chế độ dòng không liên tục làm việc ổn định dải điện áp từ đến 15V Bộ nguồn sử dụng máy biến áp thiết kế chế độ dòng gián đoạn có hiệu suất cao nguồn sử dụng máy biến áp thiết kế chế độ dòng liên tục Kích thước mạch từ thiết kế chế độ dòng liên tục lớn mạch từ chế độ dòng gián đoạn dẫn đến kích thước máy biến áp lớn hơn, giá thành đắt Nhưng số vòng dây chế độ dòng liên tục số vòng dây chế độ dòng gián đoạn ảnh hưởng đến giá thành nguồn Do tùy vào yêu cầu cụ thể nguồn mà lựa chọn phương án thiết kế cho phù hợp Để dải điện áp ổn định mạch điều khiển không phụ thuộc vào điện áp vào thì: - Máy biến áp nên thiết kế chế tạo nguồn làm việc chế độ dòng liên tục (vì tần số chuyển mạch thông số cuộn kháng thay đổi nguồn làm việc ổn định có chất lượng điện áp tốt) - Nâng cao độ tin cậy làm việc ổn định vòng phản hồi mạch điều khiển Trong nguồn chuyển mạch vai trò biến áp cao tần quan trọng chức tạo mức điện áp khác đầu ra, cách ly cuộn sơ cấp thứ cấp thông số chúng có ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu suất chất lượng nguồn Luận văn lựa chọn tính toán thiết kế nguồn flyback cụ thể chế độ dòng liên tục dòng gián đoạn Sau dựa thông số thu nguồn mô phần mềm PESIM để nghiên cứu ảnh hưởng tham số Cụ thể kích thước mạch từ số vòng dây 82 KẾT LUẬN máy biến áp cao tần Hai thông số có mối quan hệ hữu với nên thiết kế nguồn cụ thể cần phải tính toán lựa chọn cho tối ưu Hướng phát triển đề tài: Với ưu điểm lớn nguồn đóng cắt nghiên cứu phát triển để tạo nguồn có công suất lớn, kích thước nhỏ gọn, chất lượng tốt giá thành thấp Qua việc nghiên cứu mô nguồn đóng cắt chế độ dòng liên tục chế độ dòng gián đoạn Dưới dây tác giả đưa vài phương hướng phát triển cho đề tài: - Nghiên cứu thiết kế mạch điều khiển cho nguồn đóng cắt có dải điện áp đầu vào thay đổi lớn Khi cần cải thiện điện áp UCC cung cấp cho mạch điều khiển để điện áp vào thấp UCC đảm bảo Điều theo tác giả có nhiều giải pháp sau có UCC, qua phân áp đưa thêm khối nhân áp ổn định điện áp Tuy nhiên việc cải thiện kỹ thuật cần tính tới tính kinh tế, hiệu suất trọng lượng nguồn - Nghiên cứu phân tích hiệu suất chi tiết cho hai chế độ dòng gián đoạn dòng liên tục với khóa điện tử công suất khác Khảo sát chế độ tổn hao khóa điện tử máy biến áp cao tần dải tần số đóng cắt khóa thay đổi phạm vi tải cho phép 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh (2007), Điện tử công suất, NXB Khoa học Kỹ thuật Trần Văn Thịnh, Hà Xuân Hòa, Nguyễn Thành Khang, Nguyễn Thanh Sơn, Nguyễn Vũ Thanh (2010), Tính toán thiết kế thiết bị điều khiển, NXB Giáo dục Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh (2007), Điện tử công suất, NXB Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Trinh Đường, Lê hải Sâm, Lương Ngọc Hải, Nguyễn Quốc Cường (2007), Điện tử tương tự, NXB Giáo dục Tiếng Anh Abraham I.Pressman (1998), Switching Power Supply Design, 2nd ed., McGraw-Hill Marty Brown (2001), Power Supply Cookbook, 2nd ed., Newnes Fang Lin Luo, Hong Ye (2003), Advance DC/DC converter, CRC Press Muhammad H.Rashid (2001), Power electronics handbook, Academic Press PSIM Version 6.0 (2003), PSIM User Manual, Powersim Inc 84 PHỤ LỤC Bảng PL1 Tra số liệu dây quấn theo tiêu chuẩn IEC R20 [6] 85 Hình PL2 Cơ sở lựa chọn số hiệu lõi sắt molypermaloy [6] 86 [...]... kế bộ nguồn chuyển mạch 7 Kết cấu của luận văn Ngoài lời mở đầu và phần kết luận, nội dung của luận văn gồm 3 chương: Chương 1: Giới thiệu tổng quan về nguồn đóng – cắt Chương 2: Máy biến áp cao tần trong bộ nguồn đóng – cắt Chương 3: Mô phỏng 3 1 TỔNG QUAN VỀ BỘ NGUỒN ĐÓNG – CẮT CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ BỘ NGUỒN ĐÓNG - CẮT 1.1 Giới thiệu chung về bộ nguồn đóng - cắt 1.1.1 Vị trí và tầm quan trọng của bộ. .. định chất lượng của bộ nguồn Phần tử cơ bản trong bộ ổn định được gọi là phần tử hiệu chỉnh Dựa vào phần tử này ta có thể phân loại các bộ nguồn như sau: - Dựa vào cách mắc phần tử hiệu chỉnh với tải, ta có bộ nguồn ổn định song 4 1 TỔNG QUAN VỀ BỘ NGUỒN ĐÓNG – CẮT song và bộ ổn định nối tiếp - Dựa vào loại dòng điện mà bộ ổn định làm việc, ta có bộ nguồn ổn định xoay chiều và bộ nguồn ổn định một chiều... nghiên cứu có thể phân loại bộ nguồn chuyển mạch cơ bản thành hai loại: * Bộ nguồn chuyển mạch không có máy biến áp cách ly có các dạng sau: - Bộ biến đổi giảm áp - Bộ biến đổi tăng áp - Bộ biến đổi tăng – giảm áp - Bộ biến đổi hỗn hợp * Bộ nguồn chuyển mạch có máy biến áp cách ly có các dạng sau: - Bộ biến đổi thuận - Bộ biến đổi Flyback - Bộ biến đổi kiểu đẩy – kéo - Bộ biến đổi nửa cầu - Bộ biến... biết các thông số đó ảnh hưởng đến bộ nguồn như thế nào 3 Mục đích, nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu của luận văn *Mục đích: Luận văn có mục đích nghiên cứu các bộ nguồn một chiều dải rộng có máy biến áp cao tần để chỉ ra ảnh hưởng của máy biến áp cao tần tới chất lượng và hiệu suất của bộ nguồn *Nhiệm vụ: Đánh giá tổng quan về các loại bộ nguồn chuyển mạch Nghiên cứu sâu hơn ảnh hưởng của mạch từ và... đại 5 1 TỔNG QUAN VỀ BỘ NGUỒN ĐÓNG – CẮT sai lệch của điện áp lấy mẫu và điện áp chuẩn (thực chất là bộ so sánh có khuếch đại); 7 - Bộ tạo điện áp chuẩn; 8 - Bộ tạo xung tam giác; 9 - Bộ điều chế độ rộng xung; 10 - Bộ khuếch đại kích thích và đảo pha để điều khiển phần chuyển mạch chính Sơ đồ khối của bộ nguồn chuyển mạch hình 1.2, đây là sơ đồ đầy đủ với nguồn cấp ban đầu là nguồn điện lưới xoay chiều... dòng gián đoạn đến chất lượng của bộ nguồn *Phạm vi nghiên cứu: Luận văn nghiên cứu các kỹ thuật cơ bản liên quan tới nguồn chuyển mạch Mô phỏng bộ nguồn chuyển mạch cụ thể với máy biến áp được thiết kế ở hai chế độ dòng liên tục và dòng gián đoạn để cho một số kết quả tiêu biểu 4 Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu của luận văn *Cơ sở lý luận: Luận văn được nghiên cứu trên cơ sở lý thuyết kỹ thuật... vi của đề tài, tác giả đi sâu nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số máy biến áp tới chất lượng nguồn một chiều dải rộng Vì vậy, với các bộ nguồn chuyển mạch không có máy biến áp cách ly tác giả chỉ trình bày phần mạch động lực 1.4.1 Bộ nguồn chuyển mạch không có máy biến áp cách ly 12 1 TỔNG QUAN VỀ BỘ NGUỒN ĐÓNG – CẮT a Sơ đồ bộ biến đổi giảm áp (Buck Converter) Hình 1.5 Bộ biến đổi giảm áp (Buck) Hình... từ một đầu vào duy nhất Bộ nguồn này cũng không cần sử dụng biến áp tần số 50(60)Hz nên kích thước nhỏ Một vài nhà thiết kế dự kiến mật độ năng lượng có thể đạt tới (0,1 ÷ 0,2)W/cm3 Bộ nguồn đóng- cắt cũng có các nhược điểm của nó Tuy nhiên, những nhược điểm này không phải là cơ bản và có thể dễ dàng khắc phục: Thứ nhất là nó phức 11 1 TỔNG QUAN VỀ BỘ NGUỒN ĐÓNG – CẮT tạp hơn bộ nguồn tuyến tính Thứ hai... nhẹ Hiện nay có nhiều sơ đồ bộ nguồn đóng cắt khác nhau, mỗi sơ đồ lại có dải thông số và phạm vi ứng dụng riêng Các bộ nguồn đóng cắt có công suất từ vài W đến vài chục kW, có tần số hoạt động đến vài MHz và với các cấp điện áp khác nhau Hình 1.2 Sơ đồ khối của bộ nguồn chuyển mạch Trong đó: 1 - Lọc nhiễu tần số cao; 2 - Bộ nắn và lọc sơ cấp; 3 - Phần chuyển mạch chính; 4 - Bộ nắn và lọc thứ cấp; 5 -... chỉnh, ta có bộ ổn định liên tục (tuyến tính) và bộ ổn định ngắt quãng (bộ ổn định chuyển mạch) Trong phạm vi của luận văn tác giả chỉ tìm hiểu về bộ ổn định chuyển mạch (đóng – cắt) để lựa chọn thích hợp bộ DC/DC có biến áp cao tần hiện đang được sử dụng phổ biến, từ đó thiết kế lựa chọn các biến áp cao tần và ảnh hưởng của nó đến các thiết bị nguồn này 1.1.2 Bộ nguồn chuyển mạch Bộ nguồn chuyển mạch