Đồ án tốt nghiệp UPS netesika

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Ngành: Kỹ thuật điện, MỤC LỤC Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Ngành: Kỹ thuật điện, DANH MỤC HÌNH Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Ngành: Kỹ thuật điện, LỜI NÓI ĐẦU Đồ án tốt nghiệp kỹ sư nội dung khơng thể thiếu chương trình đào tạo trường đại học kỹ thuật nói chung trường Đại Học Thủy Lợi nói riêng Đây lúc sinh viên tổng hợp thu thập kiến thức học tập nghiên cứu suốt trình học tập trường, đồng thời nghiên cứu sâu thêm kiến thức bổ ích mà chưa đề cập đề cập cách khái quát chương trình học lớp Đồ án tốt nghiệp giúp sinh viên tiếp cận với thực tế thiết kế điều khiển mạch điện thiết bị điện sản xuất sinh hoạt người cá nhân, nối liền lý thuyết thực hành thực tế Trong thời đại cơng nghiệp hóa đại hóa nay, thiết bị điện đóng vai trò quan trọng việc phát triển kinh tế đất nước, đặc biệt lĩnh vực kỹ thuật đại từ thiết bị khoa học công nghệ cao cấp giới vật dụng sinh hoạt đời sống người Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, thiết bị cấp nguồn liên tục UPS thiết kế nhằm giải vấn đề cố thiết bị máy móc bị ngưng cấp điện khoảng thời gian định, mang đến an tồn tiện ích, phục vụ trực tiếp lợi ích sống sinh hoạt người Nội dung thiết kế nguồn liên tục UPS công suất 2kVA bao gồm chương - Chương : Giới thiệu UPS ứng dụng - Chương : Giới thiệu sơ đồ khối UPS - Chương : Thiết kế tính chọn mạch động lực - Chương : Thiết kế mạch điều khiển - Chương : Khảo sát, tính tốn giá trị điện áp Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Trang Ngành: Kỹ thuật điện, CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU UPS VÀ ỨNG DỤNG 1.1 Khái quát UPS Khoa học kỹ thuật không ngừng tiến bộ, mang lại thoải mái tiện lợi cho đời sống, vơ tình ỷ lại nhiều thiết bị máy móc tự động hóa khoa học kỹ thuật, nhiên gặp phải bất tiện bị cúp điện, trục trặc tự động hóa Đa số thiết bị điện không nhạy cảm cúp điện, có điện lại hoạt động tiếp tục, ví dụ: thang máy, tivi, máy giặt, tủ lạnh Nhưng số thiết bị tinh vi lại nhạy cảm cúp điện, gây tổn thất lớn, sinh mạng bị đe dọa xảy nghiêm trọng, ví dụ giàn máy tính lớn, giao dịch chứng khốn, sản xuất linh kiện chip, máy đo tim phổi, thiết bị dẫn đường … Máy phát điện nguồn cung cấp điện thường dùng bị cúp điện, cung cấp điện cho thiết bị bị cúp điện, tốc độ khởi động máy phát điện dù nhanh cách mấy, từ sau cúp điện đến máy phát điện nhận tín hiệu cần khởi động để phát điện, đến lúc điện áp, tần số máy phát điện ổn định để cung cấp điện, cần khoảng vài phút Trong khoảng thời gian này, thiết bị điện phải ngưng làm việc, gây tổn hại cho thiết bị mang lại tổn thất cho tài sản sinh mạng, từ ta thấy máy phát điện khơng thể hồn tồn thỏa mãn nhu cầu sử dụng cho thiết bị điện Thiết bị lưu điện cung cấp không ngừng ổn định dòng điện xoay chiều để phục vụ cho máy vi tính thiết bị quan trọng khác điện lực thành phố cung ứng thất thường, thiết bị điện làm việc bình thường, khơng gây tổn hại tê liệt hệ thống UPS (Uninterruptible Power Supplier) hiểu hệ thống nguồn cung cấp liên tục hay đơn giản lưu trữ điện dự phòng nhằm làm tăng độ tin cậy cung cấp điện cho hệ thống Thiết bị sử dụng ắcquy dùng để cung cấp nguồn điện liên tục trường hợp nguồn bị ngắt đột ngột, bảo vệ tới cố thường gặp theo tiêu chuẩn IEC bao gồm: nguồn, sụt áp, áp, thấp áp tạm thời, áp tạm thời, xung điện, sóng hài, trượt tần, nhiễu lưới điện UPS chế tạo với dãy cơng suất vài trăm ốt đến vài trăm kilơốt đáp ứng cho loại phụ tải khác Nguồn cấp thường xuyên cho phụ tải nguồn lưới Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Trang Ngành: Kỹ thuật điện, nguồn dự phòng UPS Cơng suất UPS phụ thuộc vào ắcquy công suất biến đổi Do dung lượng ắcquy thường không lớn nên thời gian cấp nguồn UPS thường khơng dài Nếu có cố lâu dài sau thời gian làm việc (tùy thuộc vào công suất phụ tải) UPS phải dừng làm việc 1.2 Phân loại Từ yêu cầu thiết bị mức độ nguồn điện liên tục chất lượng, UPS phân thành dòng sản phẩm cơng nghệ sau : 1.2.1 Phân loại UPS dựa theo chuyển đổi a) UPS tĩnh Sử dụng biến đổi điện tử công suất làm chức chỉnh lưu nạp ắcquy để tích trữ điện làm việc bình thường Khi cố nghịch lưu làm nhiệm vụ biến đổi điện chiều tích lũy tụ thành điện xoay chiều cung cấp cho tải ưu tiên Ưu điểm UPS tĩnh kích thước nhỏ gọn, vận hành đơn giản, làm việc chắn, dòng cho phép lớn (hình 1.1) b) UPS quay Sử dụng máy điện làm chức nghịch lưu Với dòng ngắn mạch máy phát điện cao, hệ thống phụ tải cách ly với nguồn, với trở kháng hệ thống thấp (hình 1.2) Hình 1.1 UPS tĩnh Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Trang Ngành: Kỹ thuật điện, Hình 1.2 UPS quay 1.2.2 Phân loại theo chế độ làm việc a) UPS có chuyển mạch (Offline UPS) Khi có nguồn điện lưới, chuyển mạch đóng sang phía lưới UPS cho điện lưới thẳng tới phụ tải Khi điện, tải chuyển mạch tự động cấp điện từ ắcquy qua nghịch lưu Nguồn điện chiều từ ắcquy qua nghịch lưu biến đổi thành dòng xoay chiều có điện áp tần số phù hợp với tải, thường biến đổi thành điện xoay chiều tăng áp qua biến áp Với cơng suất thấp, khối chuyển mạch rơle cơ, công suất cao chuyển mạch chuyển mạch thường dùng van bán dẫn làm việc chế độ đóng - cắt Sơ đồ cấu tạo loại UPS có chuyển mạch hình 1.3 Theo sơ đồ cấu tạo hình 1.3, khối ắcquy nạp từ nguồn lưới (khi có điện lưới) qua chỉnh lưu trạng thái chờ (vì lúc chuyển mạch nối với lưới) Đặc điểm UPS kiểu cấu tạo đơn giản giá thành phù hợp, nhiên có điện lưới tải cấp trực tiếp từ lưới nên khó ổn định, cấp điện từ ắcquy điện áp chưa thật chuẩn thiếu lọc, thời gian tác động chậm không đáp ứng yêu cầu tải nhạy cảm máy tính, tổng đài điện thoại … phải qua chuyển mạch, sơ đồ thường chế tạo với cấp công suất nhỏ 2kVA Phạm vi áp dụng UPS loại thường cho thiết bị đơn giản, công suất nhỏ, nhạy cảm lưới điện, đòi hỏi độ tin cậy thấp Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Trang Ngành: Kỹ thuật điện, Hình 1.3 UPS có chuyển mạch a Sơ đồ khối ; b Sơ đồ mô tả nguyên lý b) UPS không chuyển mạch (Online UPS) Hoạt động theo nguyên tắc chuyển đổi kép: từ AC sang DC sau chuyển ngược DC sang AC Do nguồn điện cung cấp cho tải hoàn toàn UPS tạo đảm bảo ổn định điện áp tần số Điều làm cho thiết bị cung cấp điện UPS cách ly hoàn toàn với thay đổi lưới điện Vì vậy, nguồn UPS online tạo nguồn điện (lọc hầu hết cố lưới điện), chống nhiễu hồn tồn Điện áp hồn tồn hình sin Loại UPS khơng chuyển mạch có cấu tạo hình 1.4 Điện lưới xoay chiều chỉnh lưu chuyển thành điện chiều nạp cho ắcquy (hình 1.4a), sau điện chiều ắcquy nghịch lưu thành điện xoay chiều, tăng áp qua biến áp tới giá trị cần thiết để cấp cho tải Cách cấp điện làm cho ắcquy luôn làm việc chế độ nạp nên tuổi thọ ắcquy thấp Cách thiết kế phổ biến lựa chọn hình 1.4b Hai nguồn điện chiều qua điôt D1, D2 cấp tới mạch nghịch lưu (biến đổi chiều DC thành xoay chiều AC) Hai đường cấp điện thiết kế có giá trị khơng nhau, điện áp chỉnh lưu từ thiết kế cao điện áp từ ắcquy Điện áp chiều đầu Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Trang Ngành: Kỹ thuật điện, tăng ắcquy thiết kế cao điện áp chỉnh lưu lọc lấy từ theo thông số danh định Ví dụ, điện áp nguồn lưới 220V, sau chỉnh lưu lọc từ anơt D1, có giá trị 308V, điện áp sau tăng áp ắcquy điện áp anơt D2 thiết kế ví dụ 305V Nhờ có điơt D1, D2 đầu nghịch lưu mà có đường cấp cho tải, toàn điện cung cấp cho tải phải qua nghịch lưu, việc cung cấp điện đảm bảo liên tục, chất lượng điện điện áp, dạng sóng, tần số nghịch lưu định mà không phụ thuộc nguồn cung cấp Khi có điện, đầu chỉnh lưu từ thiết kế với giá trị cao điơt D1 dẫn làm cho D2 khóa (do điện áp từ ắcquy thấp nên D2 phân cực ngược, tải tự động nhận điện từ lưới) Khi lưới gặp cố (một cố thường gặp nêu trên), nguồn cung cấp lấy từ ắcquy qua điôt D2, qua nghịch lưu lọc tới tải Hình 1.4 UPS khơng chuyển mạch a Ắcquy cấp điện ; b Ắcquy chờ Khi lưới có chất lượng điện áp tốt đáp ứng yêu cầu tải trường hợp cần bảo dưỡng, sửa chữa chỉnh lưu - nghịch lưu ắcquy hệ thống chuyển mạch tĩnh đảm bảo cung cấp điện cho tải Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Trang Ngành: Kỹ thuật điện, Loại UPS có cấu tạo phức tạp song đảm bảo chất lượng điện áp độ tin cậy cung cấp điện cao giá thành cao áp dụng với điện áp trung bình lớn 40kVA Các loại UPS có chung nhược điểm, thời gian làm việc không dài phụ thuộc nhiều vào dung lượng ắcquy Loại UPS không chuyển mạch có chất lượng tốt sử dụng rộng rãi 1.2.3 Phân loại theo dạng điện áp a) Dạng xung vuông Điện áp đầu dạng xung vuông (trong nghịch lưu áp dòng) Các nghịch lưu mà dạng sóng dòng điện điện áp đưa nghịch lưu xung vng hồn tồn xung có nhảy cấp mà ta định nghĩa chung nghịch lưu nhảy cấp Bộ nghịch lưu nhảy cấp loại có thuận lợi hạn chế định điều khiển dạng song đầu Thuận lợi chủ yếu vấn đề điều khiển, điều khiển, chừng mực định, kết cấu mạch điều khiển tương đối đơn giản, thời gian đóng cắt van bán dẫn cố định chu kỳ Ta thấy hai nghịch lưu nguồn dòng nguồn áp đề cập chương nửa chu kỳ điện áp đầu van bán dẫn đóng cắt lần Có thể nói tần số đóng cắt van bán dẫn hai lần tần số sóng nghịch lưu Khả chuyển mạch van bán dẫn yêu cầu không cao, dùng cho mạch có cơng suất lớn van bán dẫn cơng suất lớn có tốc độ chuyển mạch thấp, van cơng suất lớn tốc độ chuyển mạch chậm Bên cạnh ưu điểm nghịch lưu nhảy cấp bộc lộ số nhược điểm, nhược điểm lớn khả sin hóa dòng điện điện áp khơng cao Do đóng cắt cung cấp cho tải xung vng nên tải động xuất sóng hài bậc cao không mong muốn Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Trang 10 Ngành: Kỹ thuật điện, b) Dạng sin chuẩn Để nâng cao chất lượng điện áp dòng điện đầu nghịch lưu, nghịch lưu điều biến độ rộng xung đưa vào nghiên cứu ứng dụng Tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng nghịch lưu mức độ gần sin chuẩn điện áp dòng điện đầu Dạng sóng đầu nghịch lưu điều biến độ rộng xung (PWM – Pulse Width Modulation) điều biến với phổ hài bé nhất, thành phần hài bậc cao loại trừ đến mức tối thiểu, khả điều khiển thích nghi theo cấp điện áp tần số dải tần số cần điều chỉnh Bằng phương pháp PWM ta điều khiển động thích nghi theo đường đặc tính cho trước Nhược điểm lớn nghịch lưu PWM yêu cầu van bán dẫn có khả đóng cắt tần số lớn Tần số thông thường lớn khoảng 15 lần tần số định mức đầu nghịch lưu 1.3 Cấu trúc UPS 1.3.1 Các thành phần UPS Một hệ thống UPS hồn chỉnh bao gồm phần tử cho hình 1.5 a) Đường dây vào UPS có đường vào độc lập từ hệ thống cung cấp: Hệ thống cung cấp (HTCC): Đường vào bình thường cung cấp cho chỉnh lưu nạp Hệ thống cung cấp (HTCC2): Cung cấp cho chuyển mạch (theo đường by- pass) Bộ nghịch lưu đồng tần số với HTCC2 Chuyển mạch tĩnh cho phép tải chuyển tức thời qua đường by- pass lúc cần thiết Nên cuối UPS với hệ thống cung cấp độc lập để tăng độ tin cậy, nhiên sử dụng đường chung b) Bộ chỉnh lưu nạp (1) Biến đổi điện áp xoay chiều thành chiều có tác dụng: - Cung cấp cho nghịch lưu - Nạp thường xuyên cho ắcquy đảm bảo cho ắcquy luôn trì trạng thái nạp đầy có điện lưới, đồng thời giám sát ắcquy để đảm bảo sẵn sàng cho chu kỳ phóng khơng có điện lưới c) Bộ nghịch lưu (2) Chức nghịch lưu biến đổi nguồn điện chiều DC thành Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Trang 80 Ngành: Kỹ thuật điện, + Khối xung: Hình 5.4 Khối phát xung cho thyristor Hình 5.5 Khối phát xung cho thyristor Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Trang 81 Ngành: Kỹ thuật điện, + Khối chỉnh lưu cầu pha không đối xứng: Hình 5.6 Khối chỉnh lưu cầu pha khơng đối xứng + Khối lọc LC: Hình 5.7 Khối lọc LC + Khối nghịch lưu dùng máy biến áp điểm giữa: Hình 5.8 Khối nghịch lưu dùng máy biến áp điểm Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Trang 82 Ngành: Kỹ thuật điện, 5.3 Kết mô 5.3.1 Dạng sóng điện áp dòng điện đầu chỉnh lưu a) Khi chưa có lọc U 35 30 25 20 15 10 -5 9.75 9.8 9.85 9.9 9.95 10 t Hình 5.9 Dạng sóng điện áp đầu chỉnh lưu chưa có lọc I 230 220 210 200 190 180 170 160 150 9.75 9.8 9.85 9.9 9.95 10 t Hình 5.10 Dạng sóng dòng điện đầu chỉnh lưu b) Khi có lọc Trường hợp 1: L = 0.001(H), C = 0,0002(F) U 35 30 25 20 15 10 9.75 9.8 9.85 9.9 9.95 10 t Hình 5.11 Dạng sóng điện áp đầu chỉnh lưu có lọc Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Trang 83 Ngành: Kỹ thuật điện, Trường hợp 2: Khi tăng giá trị L,C lọc L = 0.005(H), C = 0,001(F) U 30 25 20 15 10 9.75 9.8 9.85 9.9 9.95 10 t Hình 5.12 Dạng sóng điện áp đầu chỉnh lưu tăng giá trị L,C lọc Nhận xét: Qua kết mô ta thấy dạng sóng điện áp trước sau có lọc thay đổi cách rõ rệt, điện áp sau lọc san phẳng loại bỏ thành phần sóng hài khơng mong muốn Kết mô cho thấy điện áp sau tăng giá trị L,C lọc phẳng đáng kể, cho ta điện áp trung bình khoảng 12V kết tính chương 5.3.2 Dạng sóng điện áp dòng điện nghịch lưu a) Khi có lọc chỉnh lưu chưa có lọc nghịch lưu U 150 100 50 -50 -100 -150 9.75 9.8 Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ 9.85 9.9 9.95 10 t Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Trang 84 Ngành: Kỹ thuật điện, Hình 5.13 Dạng điện áp đầu nghịch lưu có lọc chỉnh lưu chưa có lọc nghịch lưu b) Khi có lọc chỉnh lưu có lọc nghịch lưu: Trường hợp 1: L = 0,001(H), C = 0,0002(F) U 150 100 50 -50 -100 -150 9.75 9.8 9.85 9.9 9.95 t 10 Hình 5.14 Dạng sóng điện áp đầu nghịch lưu có lọc chỉnh lưu có lọc nghịch lưu Trường hợp 2: Khi tăng giá trị L,C lọc L = 0.002(H), C = 0,0005(F) U 60 40 20 -20 -40 -60 9.75 9.8 9.85 9.9 9.95 10 t Hình 5.15 Dạng sóng điện áp đầu nghịch lưu tăng giá trị L,C lọc I Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Trang 85 Ngành: Kỹ thuật điện, -5 -10 9.75 9.8 9.85 9.9 9.95 10 t Hình 5.16 Dạng sóng dòng điện đầu nghịch lưu c) Khi khơng có lọc chỉnh lưu khơng có lọc nghịch lưu U 250 200 150 100 50 -50 -100 -150 -200 -250 9.8 9.82 9.84 9.86 9.88 9.9 9.92 9.94 9.96 9.98 10 t Hình 5.17 Dạng sóng điện áp đầu nghịch lưu khơng có lọc chỉnh lưu khơng có lọc nghịch lưu d) Khi khơng có lọc chỉnh lưu có lọc nghịch lưu U 250 200 150 100 50 -50 -100 -150 -200 -250 9.8 9.82 9.84 9.86 9.88 9.9 9.92 9.94 9.96 9.98 10 t Hình 5.18 Dạng sóng điện áp đầu nghịch lưu khơng có lọc chỉnh lưu có lọc nghịch lưu e) Khi thay đổi giá trị điện áp lưới đầu vào nghịch lưu Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Trang 86 Ngành: Kỹ thuật điện, Trường hợp 1: Khi giá trị điện áp lưới đầu vào giảm (Uv = 180V, ttrễ1 = 0,003 ttrễ2 = 0,013) U 250 200 150 100 50 -50 -100 -150 9.75 9.8 9.85 9.9 9.95 10 t Hình 5.19 Dạng sóng điện áp đầu nghịch lưu điện áp lưới đầu vào giảm Trường hợp 2: Khi giá trị điện áp lưới đầu vào tăng lên (Uv = 240V, Ttrễ1 = 0,005, ttrễ2 = 0,015) U 250 200 150 100 50 -50 -100 -150 9.75 9.8 9.85 9.9 9.95 10 t Hình 5.20 Dạng sóng điện áp đầu nghịch lưu điện áp lưới đầu vào tăng Nhận xét: Kết mô điện áp dòng điện đầu nghịch lưu cho ta thấy dạng sóng điện áp thay đổi giá trị L,C lọc thay đổi Ngoài có lọc lọc tốt dạng điện áp phẳng, loại bỏ tối đa thành phần sóng hài, cho ta dạng sóng điện áp gần sin so với khơng có lọc lọc Từ hai sơ đồ dạng sóng điện áp đầu nghịch lưu hình 5.19 5.20 ta nhận thấy Uv nhỏ góc mở α giảm (Uđk giảm), Uv tăng lên tăng góc mở α (Uđk tăng) đồng thời biên độ điện áp nghịch lưu giảm điện áp lưới vào Uv giảm ngược lại biên độ điện áp nghịch lưu tăng điện áp lưới vào tăng Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Trang 87 Ngành: Kỹ thuật điện, Kết luận: Qua kết mô ta thấy dạng điện áp dòng điện gần giá trị tính tốn Khi thay đổi giá trị tụ điện C hay cuộn cảm L, điện áp lưới vào sóng điện áp lọc đầu thay đổi theo Để có điện áp dòng điện ý muốn ta cần chỉnh giá trị tụ điện điện cảm lọc phù hợp KẾT LUẬN Sau hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế nguồn liên tục UPS” thân em nhận thấy rằng, đồ án tốt nghiệp kỹ sư tổng hợp tất kiến thức từ sở chuyên nghành thầy cô truyền dạy cho em thời gian học tập mái trường Đại Học Thủy Lợi Quá trình làm đồ án tốt nghiệp giúp em tổng hợp kiến thức học bước đầu làm quen với việc thiết kế nguồn liên tục nói riêng thiết bị điện nói chung, từ em học nhiều kinh nghiện bổ ích cho thân từ thầy cô hướng dẫn để phục vụ cho sau Trong trình làm đồ án, thân em nỗ lực với kiến thức có khơng thể tránh khỏi sai sót tính tốn thiết kế Em kính mong nhận đóng góp giúp đỡ từ q thầy để thiết kế em hoàn thiện hơn, từ kỹ đến kiến thức chuyên sâu Em vơ biết ơn đón nhận với cảm thông quý thầy cô dành cho em Em xin chân thành cảm ơn thầy cô môn, quý thầy cô giáo giảng dạy em suốt thời gian qua Em xin chân trọng cảm ơn Ths Lê Tuấn Anh tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hồn thành đồ án tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô! Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Trang 88 Ngành: Kỹ thuật điện, Hà Nội, ngày 05 tháng 12 năm 2012 Sinh viên Nguyễn Sĩ Khang Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Ngành: Kỹ thuật điện, TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh Điện tử công suất Lý thuyết Thiết kế.Ứng dụng.Tập 1,2 NXB Khoa học kỹ thuật Hà nội 2007 Nguyễn Phùng Quang (2008), Matlab & Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động Trần Văn Thịnh, Thiết kế thiết bị điện tử công suất Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Ngành: Kỹ thuật điện, PHỤ LỤC PHỤ LỤC Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật MOSFET: Đại lượng Thông số Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Giá trị cực đại Đơn vị Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử VDSS VGSS ID IDM Ngành: Kỹ thuật điện, Điện áp máng - nguồn Điện áp cổng - nguồn Tc = 250C Tc = 1000C Dòng máng liên tục Tc = 250C 40 ±20 306* 216* 160 1224 V V A 1350 6.0 283 mJ V/ns W -55 đến + 75 00C 300 00C Dòng máng xung EAS dv/dt PD Năng lượng tỏa dẫn dòng ngược Tốc độ tăng lớn Công suất tản TJ,TSTG Nhiệt độ sử dụng Tc = 250C bảo quản TL Nhiệt độ hàn tối đa Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Ngành: Kỹ thuật điện, Bảng 3.2 Thông số vận hành van Đại lượng Thông số Điều kiện Nhỏ Chuẩn Cực đại Đơn vị BVDSS DBVDSS/DTj Điện áp đánh ID=250mA thủng D-S VGS = 0V Tỉ số điện áp TC= 250C ID=250mA đánh thủng Tc= 250C 40 - - - V 0,03 - V/0C hệ số nhiệt độ VDS =32V - - 10 mA cực D-S VGS = 0V VDS=32V - - 500 mA IGSS Dòng rò TC= 1500C VGS=±20V - - ±100 nA VGS(th) cực G-S Điện áp VDS = V VGS = VDS 1,0 - 3.0 V ngưỡng cực G Điện trở ID = 250mA VGS = 10 V - 1,16 1,6 mΩ tĩnh D-S ID = 80A Độ dẫn thuận VDS = 10 V - 381 - S Ciss Đầu vào ID = 80A VDS = 25 V - 8715 11600 pF Coss điện dung Đầu - 2035 2710 pF Crss điện dung Điện dung - 230 - pF - 29 167 nC - 28 - nC - 12 - nC Dòng rò IDSS RDS(on) gfs đảo ngược Qg(tot) Qgs Qgs2 VGS = V Tổng điện f = 1MHz VDS = 25 V tích nạp ID = 80A cổng G 10V Điện tích VGS = 10 V nạp cực G-S Điện tích nạp đặc tuyến Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Qgd cổng G Điện tích nạp td(on) cực G-D Thời gian mở tr trễ Thời gian mở td(off) tf thơng Thời gian khóa trễ Thời gian Ngành: Kỹ thuật điện, VDD = 20 V - 17 - nC - 21 52 nS - 14 38 nS - 118 246 nS - 33 76 nS ID = 80A RGEN = 4,7 Ω VGS = 10 V khóa Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Ngành: Kỹ thuật điện, Bảng 3.3 Các thông số điôt ngược Đại lượng IS ISM VDS Thơng số Điều kiện Nhỏ Dòng liên tục cực nguồn Dòng xung cực nguồn Điện áp rơi VGS = 10 V trr điôt Thời gian dẫn dòng ISD = 80A VGS = 10 V ISD = 80A Qrr ngược Điện tích nạp dIF/dt = 100A/ms Chuẩn Cực - đại vị 306 A 1224 A 1.3 V - - 68 - ns - 84 - nC dẫn dòng ngược PHỤ LỤC Bảng 3.4 Thông số mạch cách li: Thông số Ký hiệu Trị số Đơn vị Dòng xi Dòng đỉnh Điện áp ngược Cơng suất rò Output Điện áp C-E Điện áp E-C Dòng cực C Cơng suất rò cực C Cơng suất rò tổng Điện áp cách ly Nhiệt độ vận hành Nhiệt độ bảo quản Nhiệt độ hàn IF IFM VR P VCEO VECO IC PC Ptot Piso Topr Tstg Tsol 50 70 35 50 150 200 5000 -30- +100 -55- +125 260 mA A V mW V V mA mW mW V rms C C C Input Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Đơn Lớp: .. .Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Ngành: Kỹ thuật điện, DANH MỤC HÌNH Sinh viên: Nguyễn Sĩ Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Ngành: Kỹ thuật điện, LỜI NÓI ĐẦU Đồ án tốt nghiệp. .. toàn hệ UPS khỏi hệ thống trường hợp cần bảo dưỡng UPS mà không gây gián đoạn cung cấp điện cho phụ tải 1.5 Các sơ đồ UPS Sơ đồ UPS đa dạng , có hai loại sau: - Sơ đồ UPS đơn - Sơ đồ UPS mắc... Khang 50KTĐ Lớp: Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Điện tử Trang Ngành: Kỹ thuật điện, Hình 1.3 UPS có chuyển mạch a Sơ đồ khối ; b Sơ đồ mô tả nguyên lý b) UPS không chuyển mạch (Online UPS) Hoạt động theo