BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN CÁC BỘ BIẾN ĐỔI TĨNH

- Thay đổi thông số linh kiện bằng cách double click linh kiện, bảng tính chất linh kiện sẽ hiện ra.. Ta có thể thay đổi tên và các thông số khác của linh kiện: Sử dụng khối Gating block

Trang 1

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

CHƯƠNG TRÌNH KS CLC VIỆT-PHÁP

- - -  - - -

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN CÁC

BỘ BIẾN ĐỔI TĨNH

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ BỘ BIẾN ĐỔI DC/DC DẠNG BOOST

GVHD:PGS TS PHAN QUỐC DŨNG

LỚP VP10NL

Trang 2

MỤC LỤC

1 Tính toán các thông số 1

2 Mô phỏng mạch bằng PSIM 2

2.1 Tiến hành mô phỏng: 2 2.2 Kết quả mô phỏng: Error! Bookmark not defined.

2.3 So sánh với lý thuyết: Error! Bookmark not defined.

3 Tìm hiểu linh kiện thực tế 10

3.1 MOSFET: 10 3.2 Diode: Error! Bookmark not defined.

3.3 Điện Trở: Error! Bookmark not defined.

3.4 Cuộn Cảm: Error! Bookmark not defined.

3.5 Tụ Điện: Error! Bookmark not defined.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 19

Trang 3

Yêu cầu:

Thiết kế bộ biến đổi Boost với điện áp ra là 60V Điện áp ngõ vào là 12V Thiết

kế sao cho dòng qua cuộn kháng liên tục và độ nhấp nhô điện áp thấp hơn 1% Tải R = 50Ω Tần số đóng cắt có thể chọn 20kHz

Sơ đồ nguyên lý bộ Boost:

 Giả thuyết:

- Mạch vận hành ở xáclập

- Dòng qua cuộn kháng liên tục, luôn dương

- Tụ điện rất lớn, điện áp ngõ ra không đổi và có giá trị V0

- Chu kỳ đóng cắt T, thời gian đóng : DT, ngắt : (1-D)T

 Tínhtoán:

- Xác định tỷ số đóng dòng D

0

12



- Xác định L:

Từ điều kiện dòng qua L liên tục, ta có:

(1 ) 0,8.(1 0,8) 60

48

Chọn L=48µH

- Xác định C:

Độ nhấp nhô điện áp thấp hơn 1%

Chọn C=100µF

Trang 4

2 Mô phỏng mạchbằng PSIM

Các thông số thiết kế của mạch:

- Điện áp vào: Vin = 12 [V]

- Tần số đóng cắt khóa f = 20 [kHz]

- Tỷ số đóng cắt D = 0,8

- Điện trở R = 50 [Ω]

- Cuộn cảm L =48 [µH]

- Tụ điện C = 100 [µF]

2.1 Tiến hành mô phỏng:

- Tạo file mới, File New

- Lấy linh kiện từ thanh công cụ ở bên dưới hoặc trong menu

Elements

Trang 5

- Thay đổi thông số linh kiện bằng cách double click linh kiện, bảng tính chất linh kiện sẽ hiện ra Ta có thể thay đổi tên và các thông số khác của linh kiện:

Sử dụng khối Gating block để tạo xung đóng ngắt cho mosfet

Double click vào khối gating block ta được :

thay đổi 2 lần nên set là 2 (ở đầu chu kì lên 1, tới 1 góc xác định xuống lại 0)

đầu chu kì là 1

Do D=0.8 nên góc đổi trạng thái xuống 0 là 0.8*360=288 Ta set giá trị

như

hình

Trang 6

- Tiến hành mắc thêm các Ampère kế và Volt kế để đo các giá trị

dòng và áp

- Thêm khối Simulation control bằngcáchvào menu Simulation

khối để thiết lập cho việc mô phỏng

Trong đó :

chu kì đóng ngắt khóa nhiều lần để đồ thị được mịn

đã đi vào xác lập

vẽ khoảng 5 chu kì nên set giá trị là 0.6-5*5e-5=0,59975

- Các giá trị khác giữ nguyên mặc định: Print step=1, Load flag=0,

save flag=0, Hardware Target = None

Nhấn F8 hoặc vào menu Simulation  Run Simulation để bắt đầu

chạy mô phỏng Sau khi kết thúc quá trình mô phỏng cửa sổ Sim View sẽ

hiện ra: kèm với bảng hiện tên các thiết bị đo ta đã đặt trên mạch Chọn

các thiết bị từ khung trái sang khung phải để vẽ biểu đồ

Trang 7

- Ở đồ thị có thể dung thanh công cụ dưới cùng để đo một số giá trị

từ đồ thị: Max, Min, trung bình, hiệu dụng…

- Có thể thêm 1 đường biểu diễn vào đồ thị đang chọn bằng công cụ

hoặc thêm 1 đồ thị khác bằng công cụ

2.2 Kết quả mô phỏng

- Giản đồ xung điều khiển

- Áp và dòng nguồn

Trang 8

- Giản đồ dòng và áp qua tải R xác lập

- Giản đồ dòng áp qua cuộn cảm

Trang 9

- Giản đồ dòng áp qua tụ điện

- Giản đồ dòng áp qua diode

Trang 10

- Giản đồ dòng áp qua Mosfet

2.3 So sánh với lý thuyết

- Áp trung bình ngõ ra VOavg= 25.9896608e+001 = 59.896608 V

Trang 11

VRmax = 6.0134311e+001 = 60.134311 V

VRmin = 25.9655170e+001 = 59.65517 V

Trang 12

Độ nhấp nhô điện áp ngõ ra

Nhận xét: Ta nhận thấy các giá trị mô phỏng gần đúng với lý thuyết, có sai

số nhỏ do quá trình lấy mẫu

3 Tìm hiểu linh kiện thực tế

3.1 Mosfet

Mosfet là Transistor hiệu ứng trường ( Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ) là một Transistor đặc biệt có cấu tạo và hoạt động khác với Transistor thông thường mà ta đã biết Mosfet thường có công suất lớn hơn rất nhiều so với BJT.Đối với tín hiệu 1 chiều thì nó coi như là 1 khóa đóng mở Mosfet có nguyên tắc hoạt động dựa trên hiệu ứng từ trường để tạo ra dòng điện, là linh kiện có trở kháng đầu vào lớn thích hợn cho

khuyếch đại các nguồn tín hiệu yếu, Mosfet được sử dụng nhiều trong các

mạch nguồn Monitor, nguồn máy tính

Hình dạng thực tế:

Trang 13

Bảng tra cứu các loại Mosfet thông dụng

Hướng dẫn :

1 Loại kênh dẫn : P-Channel : là Mosfet thuận , N-Channel là Mosfet ngược

2 Đặc điểm ký thuật : Thí dụ: 3A, 25W : là dòng D-S cực đại và công suất cực đại

STT Ký hiệu Loại kênh dẫn Đặc điểm kỹ thuật

1 2SJ306 P-Channel 3A , 25W

2 2SJ307 P-Channel 6A, 30W

3 2SJ308 P-Channel 9A, 40W

4 2SK1038 N-Channel 5A, 50W

9 2SK1794 N-Channel 6A,100W

16 2SK2333 N-FET 6A,50W

29 BUZ90 N-Channel 5A,70W

30 BUZ90A N-Channel 4A,70W

31 BUZ91 N-Channel 8A,150W

32 BUZ 91A N-Channel 8A,150W

33 BUZ 92 N-Channel 3A,80W

36 IRF 510 N-Channel 5A,43W

Trang 14

55 IRF 9610 P-Channel 2A,20W

59 IRFI 510G N-Channel 4A,27W

73 IRFI 9620G P-Channel 2A,30W

76 IRFS 520 N-Channel 7A,30W

86 IRFS 820 N-Channel 2A-30W

89 IRFS 9620 P-Channel 3A-30W

Trang 15

92 J177(2SJ177) P-Channel 0.5A-30W

93 J109(2SJ109) P-Channel 20mA,0.2W

94 J113(2SK113) P-Channel 10A-100W

95 J114(2SJ114) P-Channel 8A-100W

96 J118(2SJ118) P-Channel 8A

97 J162(2SJ162) P-Channel 7A-100W

98 J339(2SJ339) P-Channel 25A-40W

99 K30A/2SK304/ 2SK30R N-Channel 10mA,1W

100 K214/2SK214 N-Channel 0.5A,1W

101 K389/2SK389 N-Channel 20mA,1W

102 K399/2SK399 N-Channel 10-100

103 K413/2SK413 N-Channel 8A

104 K1058/2SK1058 N-Channel

105 K2221/2SK2221 N-Channel 8A-100W

106 MTP6N10 N-Channel 6A-50W

Ở đây ta cho Mosfet IRFS 630 để mô phỏng cho mạch biến đổi DC/DC dạng Boost thực tế

Bảng thông số định mức của IRFS630

Trang 16

3.2 Diode

Diode bán dẫn là các linh kiện điện tử thụ động và phi tuyến, cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại, sử dụng các tính chất của các chất bán dẫn Có nhiều loại điốt bán dẫn, như điốt chỉnh lưu thông thường, điốt Zener, LED Chúng đều có nguyên lý cấu tạo chung là một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N

Hình ảnh thực tế:

Trang 17

Ta chọn con Diode 1N4005 để thiết kế

Thông số của con 1N4005

3.3 Điện trở

Ta chọn điện trở R = 50Ω loại 2W 1%

Trang 18

3.4 Cuộn cảm

Ta chọn cuộn cảm

4D28-470M

3.5 Tụ điện

Ta chọn tụ100uF/16V (JWCO) Aluminum Electrolytic Capacitor, 5x7 mm

Trang 19

TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Slide bài giảng môn Các bộ biến đổi tĩnh của thầy Phan Quốc Dũng

Định dạng
Số trang	19
Dung lượng	3,25 MB