NGHIÊN cứu THIẾT kế bộ NGUỒN ĐÓNG cắt HIỆU SUẤT CAO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐOÀN VĂN KHƯƠNG NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ NGUỒN ĐÓNG CẮT HIỆU SUẤT CAO LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khoa học trước Tôi xin cam đoan thông tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tác giả Đoàn Văn Khương DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng anh Tiếng việt P Real power Công suất tác dụng Q Reactive power Công suất phản kháng S Apparent Power Công suất biểu kiến W Watt Đơn vị công suất tác dụng Watt hours Volt Ampere Volt-ampere reactive Alternating Current Direct current Power Factor Power Factor Correction Zero voltage switching Zero current switching Uninterruptible Power Supply Pulse width modulation Total harmonic distortion Đơn vị điện tiêu thụ Đơn vị công suất biểu kiến Đơn vị công suất phản kháng Điện xoay chiều Điện một chiều Hệ số công suất Bộ điều chỉnh hệ số công suất Chuyển mạch không điện áp Chuyển mạch không dòng điện Bộ nguồn liên tục Điều biến độ rộng xung Tổng méo sóng hài Wh VA VAr AC DC PF PFC ZVS ZCS UPS PWM THD MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1.1 Giới thiệu chung * Ý nghĩa hệ số công suất hệ thống cung cấp điện 10 1.2 Các vấn đề chuyển mạch van [3], [4], [5] .11 Chuyển mạch cứng (hard switching) 11 Mạch bảo vệ van (Snubber circuit) 13 Chuyển mạch mềm (soft switching) 15 1.3 Tổng quan biến đổi cộng hưởng [7] 17 Phân loại biến đổi cộng hưởng .18 2.1 Một số cấu trúc biến đổi cộng hưởng thông dụng [5], [6] .21 2.1.1.Bộ biến đổi cộng hưởng kiểu nối tiếp .21 2.3 Phân tích khối cộng hưởng [9] 30 2.3.1 Yêu cầu mạch cộng hưởng 30 2.3.2 Tụ cộng hưởng .30 2.3.3 Kháng cộng hưởng .31 3.1 Thiết kế mạch điều khiển 32 3.2 Thiết kế điều chỉnh .37 3.2.1 Mô hình hàm truyền đối tượng 37 3.2.2.Chọn khâu điều chỉnh 39 3.4 Tính toán thông số hệ thống [10, 11] 40 3.4.2.Giá trị tụ cộng hưởng 45 3.4.3.Giá trị kháng cộng hưởng .45 3.4.4.Tính toán lọc đầu 47 3.4.5 Tính toán lựa chọn van lực 53 3.4.6 Tính toán lựa chọn diode chỉnh lưu đầu 54 3.4.7 Tính khâu điều chỉnh cực không 54 4.1 Phần mềm Matlab .57 4.3 Đánh giá kết mô chất lượng điện áp ra: .63 4.4 Đánh giá kết mô hiệu suất 63 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Dạng sóng dòng điện, điện áp Hình 1.2: Quá trình chuyển mạch cứng 11 Hình 1.3 Dạng xung điện áp dòng điện chuyển mạch 12 a Dạng xung lý tưởng; b Dạng xung thực tế 12 Hình Mạch bảo vệ van RC 13 Hình 1.5 Mạch bảo vệ van RCD (RCD Snubber) 14 Hình Đường quỹ đạo đóng cắt van bán dẫn công suất .14 Hình 1.7 Chuyển mạch không điện áp 15 a Dòng điện điện áp trình mở van 15 b Dòng điện điện áp trình khóa van 15 Hình 1.8 Chuyển mạch không dòng điện (ZCS) .16 a Dòng điện điện áp trình khoá van 16 b Dòng điện điện áp trình mở van 16 Hình 1.9 Một số cấu trúc khối cộng hưởng 17 a Kiểu nối tiếp; b Kiểu song song; c Kiểu nối tiếp – song song 17 Hình 1.10 Phân loại biến đổi cộng hưởng 19 Hình 1.11 Cấu trúc chung nguồn cộng hưởng 20 Hình 2.1 Bộ biến đổi cộng hưởng kiểu nối tiếp .21 Hình 2 Đường đặc tính khuếch đại áp .22 biến đổi cộng hưởng kiểu nối tiếp .22 Hình 2.3 Bộ biến đổi cộng hưởng kiểu song song 23 Hình Đường đặc tính hệ số khuếch đại áp biến đổi kiểu song song 24 Hình Bộ biến đổi cộng hưởng kiểu hỗn hợp LLC 24 Hình 2.6 Đường đặc tính hệ số khuếch đại áp biến đổi kiểu LLC .25 Hình 2.7 Sơ đồ biến đổi cộng hưởng-dịch pha LLC Full –bridge 26 Hình 2.8 Giai đoạn 164646464646464646464646464646464646464646464646464646464646464646464646464646 464646464646464646464646464646464646464646464646464646464646464646464646464646 4646464646464646464646464646464646464 .26 Hình 2.9 Giai đoạn .27 Hình 2.10 Giai đoạn 28 Hình 2.11 Giai đoạn 29 Hình 2.12 Giai đoạn 29 Hình 3.1 Sơ đồ khối UC3875 32 Hình 3.2 Sơ đồ chân IC UC3875 33 Hình 3 Giản đồ khối tạo xung clock 33 Hình Minh họa kênh điều khiển A→D 35 Hình Minh họa độ lệch pha kênh A D .35 Hình 3.6 Giản đồ khâu tạo xung dốc 36 Hình 3.7 Giản đồ minh họa khối bảo vệ tải 37 Hình 3.8 Mô hình tín hiệu nhỏ biến đổi .37 Hình 3.9 Sơ đồ khâu điều chỉnh cực không 39 Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý mạch động lực 40 Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 40 Hình 3.12 Kích thước lõi ETD 42 Hình 3.13 Dạng sóng kháng lọc đầu 47 Hình – Biểu đồ Bode Gh 55 Hình 3.14 Sơ đồ khâu điều chỉnh điểm cực điểm không 56 Hình 4.1 Giao diện hình khởi động Matlab 58 Hình 4.2 Giao diện Simulink 58 Hình 4.3 Giao diện hình thiết kế mô 59 Hình 4.5 Giao diện hình hiệu chỉnh thông số 60 Hình 4.6 Giao diện hình chạy mô 60 Hình 4.7 Giao diện hình quan sát thông số mô 61 Hình 4.8 Sơ đồ mạch Matlab 61 Hình 4.09 Dạng sóng dòng điện điện áp van Q2 .62 Hình 4.10 Dạng sóng dòng điện điện áp đầu 60% tải .62 Hình 4.11 Dạng sóng dòng điện điện áp đầu đầy tải 63 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Bảng tra dây quấn 43 Bảng 3.2 Tính toán thiết kế kháng lọc đầu 49 Bảng 3.3 Bảng tra lõi Ferrite ETD [10] 49 Bảng 3.4 Bảng tra dây dẫn 50 Bảng 3.5 Bảng tra hệ số k, m, n theo tần số loại lõi [10] 52 LỜI NÓI ĐẦU Sau thời gian học tập nghiên cứu trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi hoàn thành luận văn thạc sỹ kỹ thuật với đề tài: “Nghiên cứu thiết kế nguồn đóng cắt hiệu suất cao” Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thế Công tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn ThS Nguyễn Thành Khang tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Điện, Viện sau Đại học Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đọc đóng góp nhiều ý kiến quý báu để luận văn hoàn chỉnh Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Lãnh đạo Điện lực Thành phố Nam Định nơi công tác tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành nhiệm vụ học tập nghiên cứu Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến bạn bè đồng nghiệp gia đình động viên khích lệ để hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày 20 tháng 02 năm 2013 Tác giả Đoàn Văn Khương CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC BỘ BIẾN ĐỔI CỘNG HƯỞNG 1.1 Giới thiệu chung Như biết nguồn điện phần quan trọng mạch điện hay hệ thống điện Nguồn điện ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động mạch hay hệ thống Đối với mạch điện hay hệ thống cần đòi hỏi đầu khác từ nguồn đầu vào cố định hay có sẵn Các nguồn DC đầu sử dụng cho phụ tải khác mạch điện tử công nghiệp sinh hoạt Hiện nay, hầu hết thiết bị biến đổi điện áp DC sử dụng chỉnh lưu từ nguồn xoay chiều (cung cấp từ lưới điện) sang điện chiều Nguồn điện chiều sau chỉnh lưu đóng vai trò nguồn cấp cho tất modun thiết bị Để đảm bảo độ phẳng điện áp ta phải sử dụng tụ điện cảm để san phẳng nên thường có điện dung lớn sau chỉnh lưu Chính điều dẫn đến số vấn đề cần quan tâm mà điển hình sóng hài Hiện tượng sóng hài minh họa hình 1.1 Hình 1.1: Dạng sóng dòng điện, điện áp Dòng điện từ lưới dòng điện gián đoạn tồn khoảng thời gian ngắn (sóng hài) Sở dĩ có vấn đề phóng nạp liên tục tụ lọc, thiết bị nhận lượng từ lưới khoảng thời gian tụ nạp, hài sinh ảnh hưởng đến chất lượng hệ thống lưới điện, tác hại hài lớn công suất tải lớn có đồng thời nhiều thiết bị gây hài mắc vào lưới Như ta biết chất lượng hệ thống cung cấp điện đánh giá tiêu hệ số công suất (Power factor - PF) tổng lượng sóng hài (Total harmonic distortion –THD) Hiệu lưới điện phụ thuộc nhiều vào yếu tố sóng hài, tổng lượng sóng hài nhỏ hiệu cao Một số lợi ích cải thiện hệ số công suất: − Giảm giá thành lượng điện chi phí truyền tải − Giảm thiểu mát tổn hao truyền tải − Tăng chất lượng điện áp − Tăng tính chất điện dung lưới điện Từ lý ta thấy việc thiết kế điều chỉnh hệ số công suất (Power Factor Correction- PFC) cho chỉnh lưu có ý nghĩa thực tế cao * Ý nghĩa hệ số công suất hệ thống cung cấp điện Để hiểu khái niệm hệ số công suất trước hết ta cần phải hiểu khái niệm công suất truyền tải điện gồm hai thành phần: - Thành phần hữu ích: phần lượng chuyển hóa thành dạng lượng khác nhiệt năng, quang năng, năng, Khi cung cấp cho thiết bị sử dụng điện Là thành phần đo đếm qua thiết bị đo đếm người tiêu dùng phần lượng mà người tiêu dùng phải trả tiền Công suất hữu ích đo W hay kW - Thành phần vô công: thành phần sinh từ trường thiết bị điện từ động cơ,cuộn kháng đo VAR hay kVAR Tổng hai thành phần gọi công suất biểu kiến đo VA hay kVA Hệ số công suất đại lượng phản ánh mức lượng có ích tiêu hao tổng lượng công suất mà thiết bị tiêu thụ Hệ số mang ý nghĩa kinh tế quan trọng Yêu cầu đặt biến đổi công suất kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, hiệu suất cao, mật độ công suất lớn Bộ tản nhiệt thành phần từ tính thành phần chiếm thể tích lớn biến đổi, lên tới 80% Đặc 10 Bảng 3.5 Bảng tra hệ số k, m, n theo tần số loại lõi [10] Dựa vào bảng với loại lõi P (Ferrite) tần số 100kHz ta có: k = 4,855.10-5 m = 1,63 n = 2,62 → mW = 4,855.10-5 1000001,63.0,0112,62 =0,05 g (3.95) 17 Tính tổn hao lõi Pfe: Pfe = Wtfe 10 −3 mW = 124.10 −3.0,05 = 6,2.10 −3 ( W ) g (3.96) 18 Tính tổng tổn hao, P∑: PΣ = PCu + Pfe = 2,352 + 6,2.10 −3 = 2,358( W ) (3.97) 19 Tính toán mật độ công suất tổn hao đơn vị diện tích bề mặt: Ψ= PΣ 2,358 = = 0,022( W / cm ) A t 107,9 (3.98) 20 Tính toán độ tăng nhiệt Tr (theo tài liệu [10]) Tr = 450.Ψ 0,8726 = 450.0,022 0,8726 = 19,13( C) Độ tăng nhiệt độ thỏa mãn yêu cầu: Tr ≤ 25 0C 21 Tính toán mật độ từ thông đỉnh: 52 (3.99) B pk = ∆I 2,05 ).F.10 − 0,4.π.13.(20,5 + ).1,54.10 − 2 = = 0,23(T) MPL 11,4 lg + 0,23 + µm 2500 0,4.π.N n (I + (3.100) 22 Tính lại hệ số sử dụng cửa sổ, Ku: Ku = N n S.A w ( B) Wa = 13.2.44,5.10 −3 = 0,337 3,434 (3.101) Như hệ số sử dụng mạch từ gần với giá trị chọn ban đầu 0,4 kết tính toán hợp lý Tụ lọc đầu Giá trị tụ lọc đầu tính toán cho độ nhấp nhô dạng sóng điện áp đạt yêu cầu thiết kế đặt Ở tần số khoảng 300Hz – 500KHz, thành phần LESR bỏ qua, độ nhấp nhô dạng sóng điện áp phụ thuộc vào giá trị C RESR Tích số C0.RESR = (50 – 80).10-6 ( tra theo Datasheet nhà sản xuất ) C0 = Trong đó: 80.10 −6 80.10 −6 80.10 −6.∆I = = Vripple R ESR Vripple dI ∆I=2.Imin= 1 I = 0,2I 10 (3.102) (3.103) Vripple: Biên độ nhấp nhô dạng sóng điện áp, chọn Vripple=10%V0 Do đó: C0 = 80.10 −6.0,2I 80.10 −6.0,2.20,5 = = 68,33.10 −6 (F) 0,1V0 0,148 (3.104) 3.4.5 Tính toán lựa chọn van lực - Điện áp đặt vào van van khóa: VDSoff = Vin = 400VDC Dòng đỉnh qua van bán dẫn là: I ac (max) = P 1000 = = 3,72( A) Vin η 400.0,95 53 (3.105) (3.106) → Chọn van IRFP460 với thông số sau: Thông số VDS VGS ID(dòng liên tục) ID(dòng gián đoạn) Khoảng nhiệt độ làm việc Nhiệt độ hàn RDS(On) Thời gian trễ mở TD (on) Thời gian trễ đóng TD (off) Tụ kí sinh COSS Giá trị 500 20 20 80 -55 ÷ 150 300 0.27 23 85 480 Đơn vị V V A A o C o C Ω ns ns pF 3.4.6 Tính toán lựa chọn diode chỉnh lưu đầu - Diode đầu không đáp ứng yêu cầu dòng điện điện áp mà phải đáp ứng yêu cầu tốc độ phục hồi nhanh cần sử dụng loại diode xung có thời gian phục hồi nhanh (fast recovery expitaxial diode) - Dòng điện đỉnh qua diodde: Ipk-diode = Ipk(max) = I D = 13,75( A) (3.107) max - Điện áp ngược diode là: Vngược- diode max = Vo = 48 (V) (3.108) - Chọn Diode MUR3020 với thông số kĩ thuật sau: Thông số Điện áp định mức Dòng điện định mức Dải nhiệt độ làm việc Độ tăng nhiệt so với vỏ Giá trị 200 30 -65 ÷ +175 1.5 Độ tăng nhiệt so với môi trường Thời gian phục hồi chậm 3.4.7 Tính khâu điều chỉnh cực không Đồ thị Bode đối tượng: 54 40 35 Đơn vị V A o C C /W C /W ns Hình – Biểu đồ Bode Gh Chọn tần số cắt fc=5KHz:  Biên [Gh] = 28,5dB  Phase Gh=-1050  Độ dự trữ phase: Φ=-900+600-(-1050)=750 →K=tan(450+)= 7,6 (3.109) (3.110) Do đó:  Tần số điểm không: fz= f C 5.10 = = 658(Hz) K ,6  Tần số điểm cực: fp=fc.K=5.103.7,6=38.103 (Hz) Để hệ kín ổn định: |Gh| |Gc|=1 → Biên |Gc| = -28,5=0,0376 → kc=ωz |Gc|=2.π.658.0,0376=155,4 55 (3.111) (3.112) (3.113) (3.114) Hình 3.14 Sơ đồ khâu điều chỉnh điểm cực điểm không Chọn R1= 10 kΩ ta tính giá trị lại: → C2 = → C1 = C ( → ωz 658 = = 11,1.10 −9 (F) 3 ω p R K C 38.10 10.10 155,4 ωp ωz R2 = − 1) = 11,1.10 −9 ( 38.10 − 10 = 632,46.10 −9 (f ) 658 1 = = 382,7(KΩ) ω z C1 2.π.658.241.10 −9 (3.115) (3.116) (3.117) Kết luận chương 3: Trong chương việc tính toán lựa chọn phần tử hệ thống nguồn cộng hưởng, sơ đồ toàn cầu thực Để đánh giá hệ thống thiết kế thực mô phần mềm Matlab chương 56 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ [11] 4.1 Phần mềm Matlab Matlab chương trình phần mềm lớn lĩnh vực toán số Tên chương trình từ viết tắt từ Matrix Laboratory, thể định hướng chương trình phép tính vectơr ma trận Phần cốt lõi chương trình bao gồm số hàm toán, chức xuất nhập khả điều khiển chu trình mà nhờ ta dụng nên Scripts Thêm vào phần cốt lõi, dùng công cụ Toolbox với phạm vi chức chuyên dụng mà người sử dụng cần Simulink Toolbox Matlab có vai trò đặc biệt quan trọng: vai trò công cụ mạnh phục vụ mô hình hoá mô hệ thống kĩ thuật - Vật lý, sở sơ đồ cấu trúc dạng khối Giao diện đồ họa hình Simulink cho phép thể hệ thống dạng sơ đồ tín hiệu với khối chứ○c quen thuộc.Simulink cung cấp cho người dùng thư viện phong phú, có sẵn với số lượng lớn khối chức cho hệ tuyến tính, phi tuyến gián đoạn Hơn người sử dụng tạo nên khối riêng cho mình.Sau xây dựng mô hình hệ thống cần nghiên cứu, bằngcách ghép khối cần thiết, thành sơ đồ cấu trúc hệ, ta khởiđộng trình mô Trong trình mô ta trích tínhiệu vị trí sơ đồ cấu trúc hiển thị đặc tính tín hiệu hình Hơn nữa, có nhu cầu ta cất giữ đặc tính vào môi trường nhớ Việc nhập thay đổi tham số tất khối thực đơn giản cách nhập trực tiếp hay thông qua matlab Để khảo sát hệ thống, ta sử dụng thêm cácToolbox Signal Processing (xử lý tín hiệu), Optimization (tối ưu) hay Control System (hệ thống điều khiển) 57 4.2 Thiết kê mô 1.Các bước xây dựng sơ đồ mô với Simulink Các bước xây dựng sơ đồ mô với Simulink Sử dụng phần mềm Matlab thực khảo sát mô mạch điện Khởi tạo Matlab ta giao diện hình 4.1 Hình 4.1 Giao diện hình khởi động Matlab Từ hình giao diện Matlab, gõ lệnh “simulink” từ dấu nhắc lệnh, cửa sổ Simulink hình vẽ 4.2 Hình 4.2 Giao diện Simulink 58 Trong giao diện Simulink ta chọn New file để thực tạo file mô theo sơ đồ thiết kế hình 4.3 Hình 4.3 Giao diện hình thiết kế mô Để tạo thành phần mô hình, ta bấm thả (drag and drop) khối từ thư viện khối chuẩn vào giao diện mô hình 4.4 Hình 4.4 Màn hình thiết kế từ thư viện Simulink 59 Để xác lập thay đổi thông số khối ta kic đúp đối tượng có cửa sổ giao diện hình 4.5 Hình 4.5 Giao diện hình hiệu chỉnh thông số Sau hoàn thành mô hình cần mô ta bắt đầu chạy mô Hình 4.6 Giao diện hình chạy mô 60 Sử dụng chức thư viện đo lường giám sát thông số Simulink để quan sát hình 4.7 Hình 4.7 Giao diện hình quan sát thông số mô 2.Mô mạch nguồn cộng hưởng Từ sơ đồ thiết kế ta xây dựng sơ đồ mô hình 4.8 Hình 4.8 Sơ đồ mạch Matlab + Ta thực kết nối chạy mô Matlab Simulink 61 • Dạng sóng dòng điện điện áp van Q2 hình 4.09 Hình 4.09 Dạng sóng dòng điện điện áp van Q2 Dạng sóng dòng điện điện áp đầu 60% tải hình 4.10 Hình 4.10 Dạng sóng dòng điện điện áp đầu 60% tải Dạng sóng dòng điện điện áp đầu đầy tải (hình 4.11) 62 Hình 4.11 Dạng sóng dòng điện điện áp đầu đầy tải 4.3 Đánh giá kết mô chất lượng điện áp ra: Qua mạch mô giá trị thông số mạch hiển thị sơ đồ ta thấy: Điện áp đầu dao động quanh giá trị 48V với độ lệch < 2V thỏa mãn yêu cầu sai lệch điện áp Điện áp đầu có thời gian độ nhỏ độ điều chỉnh thấp 4.4 Đánh giá kết mô hiệu suất Tổn hao van trình làm việc biến đổi bao gồm thành phần: Tổn hao động: tổn hao trình chuyển mạch van Tổn hao tĩnh: tổn hao gây sụt áp điện trở van chu kỳ van dẫn dòng a Ước lượng tổn hao động Công thức tính tổn hao chuyển mạch van: Pcm = fs ( UDS_on.IDS_on ton + UDS_off IDS_off toff ) Trong đó: UDS_on, IDS_on: Điện áp, dòng điện van thời điểm chuyển từ off → on UDS_off, IDS_off: Điện áp, dòng điện van thời điểm chuyển từ on →off ton, toff : Thời gian trễ trình chuyển mạch van 63 Từ kết thực nghiệm trên: UDS_on = 0V; UDS_off = 400V; IDS_off = 2.64A Tra datasheet IRFP450: t off = 41 ns Thay vào công thức 4.105 ta được: -9 Pcm = 1/2*400 * 3.73 * 41 * 10 *100000= 3.05 W b Ước lượng tổn hao tĩnh Công suất tổn hao tĩnh công suất tiêu tán điện trở van van dẫn dòng tính công thức: Ptĩnh = I DS_ontb * RDS_on/2 ( van dẫn ½ chu kì ) Ta có: IDS_ontb = Io / n = 20/ 20 * = 3A Với Mosfet IRFP450: RDS_on = 0,4 Ω Ptĩnh = * 0.4 /2 = 1.8 W c Tổng tổn hao van là: Pth = Pcm + Ptĩnh = 3.05 + 1.8 = 4.85 W Tỉ lệ công suất tổn hao van so với công suất đầu ra: ∆P = ⋅ Pth ⋅ ,85 = = 1,94% POUT 1000 ⇒η = 100% − 1,94% = ,9806 100 Từ ta có hiệu suất nguồn cộng hưởng đạt xấp xỉ 98% kể đến tổng tổn thất van động lực Kết luận chương 4: Qua trình tính toán mô chứng minh ta thấy được: Bộ nguồn cộng hưởng cho phép làm việc tần số cao, hiệu suất lớn, tổn hao mạch nhỏ, kích thước nguồn dùng chuyển mạch cộng hưởng gọn nhẹ (việc sử dụng mạch điều khiển tích hợp IC) Việc sử dụng van bán dẫn chuyển mạch giúp cho việc nâng cao công suất nguồn 64 PHẦN III KẾT LUẬN Ý nghĩa thực tiễn nghiên cứu Trong trình chuyển mạch van biến đổi gây tổn thất đóng cắt van, áp dụng chuyển mạch mềm (chuyển mạch không điện áp không dòng điện) làm giảm nhiễu điện từ dao động trình đóng mở van từ cho phép nâng cao tần số biến đổi để đạt hiệu suất cao Từ nhận thấy việc áp dụng chuyển mạch mềm biến đổi hoàn toàn khả thi cần thiết thiết kế, chế tạo nguồn đóng cắt với hiệu suất cao Kết đạt - Phân tích nguyên lý, đặc tính làm việc biến đổi cộng hưởng dịch pha cấu trúc LLC Full – Bridge - Tính toán, thiết kế cho nguồn đóng cắt hiệu suất cao có thông số: + Dòng điện điện áp đầu vào đồng pha hay hệ số công suất + Điện áp đầu dao động quanh giá trị 48V với độ lệch < 2V thỏa mãn yêu cầu sai lệch điện áp Điện áp đầu có thời gian độ nhỏ độ điều chỉnh thấp Như vậy, với kết thu khẳng định sử dụng biến đổi cộng hưởng dịch pha cấu trúc LLC Full – Bridge, hoàn toàn nâng cao hiệu suất biến đổi ổn định điện áp Để hoàn thiện lý thuyết mô hình hóa đầy đủ ưu điểm tính khả thi nguồn cần có hướng nghiên cứu Hướng phát triển đề tài − − − − Thiết kế khâu bảo vệ dòng,quá áp cho nguồn Nâng cao công suất nguồn lên 2000W Nâng tần số làm việc nguồn lên 200kHz Sử dụng chỉnh lưu đồng để giảm tổn hao lượng diode chỉnh lưu, nâng cao hiệu suất nguồn − Thiết kế biến đổi PFC tạo điện áp chiều 400V đầu vào để hoàn thiện nguồn, nâng cao PF Em xin chân thành cảm ơn ! Nam Định, ngày 20 tháng 02 năm 2013 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 [1] Trần Văn Thịnh ( chủ biên ):Tính toán thiết kế thiết bị điều khiển NXB Giáo Dục -2009 [2] Ken Dierberger “A new generation of power MOSFET offers improved performance at reduce cost” [3] Bill Andreycak “Phase Shifted, Zero Voltage Transition Design Consideration and the UC3875 PWM Controller” Unitrode Products & Applications Handbook 1995-1996 [4] Ned Mohan “ First Course on Power Electronic and Drives” [5] Erickson, Robert “ Fundamentals of Power Electronics, Second Edition Secaucus, NJ, USA : Klwer Academic Publishers” [6] Bo Yang’s “ThesisTopology Investigation for Front End DC/DC Power Conversion for Distributed Power System, Blacksburg, Virginia, 2003” [7] Wei-Cheng Ju’s Thesis “LLC DC/DC resonant converter with PLL control scheme”, National Cheng Kung University, Tainan, Taiwan, Republic of China, Jul.2006 [8] A K S Bhat “Analysis and design of a series-parallel resonant converter”, IEEE Trans Power Electron., vol 8, pp 1–11, Jan 1993 [9] M K Kazimierczuk, N Thirunarayan, and S Shan “Analysis of series- parallel resonant converter” IEEE Trans Aerosp Electron Syst.,vol 29, no 1, pp 88–99, Jan 1993 [10] Colonel Wm.T.McLyman “ Transformer and inductor design handbook – Third edition ” Kg Magnetic.Inc, Idyllwwild, California, U.S.A [11] MATLAB phiên 2010 (R2010a) [12] Trần Văn Thịnh ( chủ biên ): Thiết kế cuộn dây biến áp thiết bị điện tử công suất - NXB Giáo Dục Việt Nam - 2011 66 ... ĐẦU Sau thời gian học tập nghiên cứu trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi hoàn thành luận văn thạc sỹ kỹ thuật với đề tài: Nghiên cứu thiết kế nguồn đóng cắt hiệu suất cao Tôi xin chân thành cảm... CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MỘT SỐ SƠ ĐỒ CỘNG HƯỞNG ĐỂ NÂNG CAO HIỆU SUẤT CỦA BỘ NGUỒN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 20 2.1 Một số cấu trúc biến đổi cộng hưởng thông dụng [5], [6] 2.1.1 .Bộ biến đổi cộng... dụng van công suất điều khiển dễ sơ đồ cầu (full bridge) Tuy nhiên công suất thiết kế lớn ta phải sử dụng sơ đồ cầu (full bridge) để phát huy hết công suất mạch Mục tiêu thiết kế nguồn đề tài