Nghiên cứu mạch điện ổn định nguồn cung cấp cho đèn LED chiếu sáng

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001:2008 NGHIÊN CỨU MẠCH ĐIỆN ỔN ĐỊNH NGUỒN CUNG CẤP CHO ĐÈN LED CHIẾU SÁNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP HẢI PHÕNG-2015 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG ISO 9001:2008 NGHIÊN CỨU MẠCH ĐIỆN ỔN ĐỊNH NGUỒN CUNG CẤP CHO ĐÈN LED CHIẾU SÁNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP Sinh viên: Nguyễn Văn Kiên Người hướng dẫn: Th.S Đỗ Anh Dũng HẢI PHÕNG-2015 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP TỰ DO HẠNH PHÖC o0o BỘ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÕNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Nguyễn Văn Kiên – mã SV: 1012103003 Lớp : ĐT1401- Ngành Điện Tử Tên đề tài: Nghiên cứu mạch điện ổn định nguồn cung cấp cho đèn LED chiếu sáng NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp(về lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán Địa điểm thực tập tốt nghiệp: CÁC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ Họ tên : Đỗ Anh Dũng Học hàm, học vị : Thạc sĩ Cơ quan công tác : Trường Đại học dân lập Hải Phịng Nội dung hướng dẫn : Tồn đồ án Người hướng dẫn thứ Họ tên : Học hàm, học vị : Cơ quan công tác : Nội dung hướng dẫn : Đề tài tốt nghiệp giao ngày tháng năm 2015 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày……tháng……năm 2015 Đã nhận nhiệm vụ ĐT.T.N Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Sinh viên Cán hướng dẫn ĐT.T.N Nguyễn Văn Kiên Th.S Đỗ Anh Dũng Hải Phòng, ngày tháng .năm 2015 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT TRẦN HỮU NGHỊ PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Tinh thần, thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất lượng Đ.T.T.N( so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận thực tiễn, tính tốn giá trị sử dụng, chất lượng vẽ ) Cho điểm cán hướng dẫn (Điểm ghi số chữ) Ngày… tháng……năm 2015 Cán hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp mặt thu thập phân tích số liệu ban đầu, sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính tốn chất lượng thuyết minh vẽ, giá trị lý luận thực tiễn đề tài Cho điểm cán chấm phản biện ( Điểm ghi số chữ) Ngày……tháng…….năm 2015 Người chấm phản biện (Ký ghi rõ họ tên) Lời mở đầu Với ưu điểm: ánh sáng lớn, độ bền cao tiêu tốn điện năng, Led ứng dụng rộng rãi lĩnh vực: bảng quảng cáo trời , bảng quảng báo, đồng hồ cỡ lớn đặt biển quảng cáo lớn đường cao tốc, hệ thống đèn giao thông, biển dẫn, sản phẩm khác bảng chạy chữ điện tử, bảng hệ thống giờ, Bảng tỷ giá, bảng chứng khoán, hệ thống xếp hàng tự động… Việc sử dụng rộng rãi thiết bị chiếu sáng loại đèn giúp tiết kiệm đuợc nhiều lượng.chính mà nhà kĩ thuật,các nhà khoa học phải nghiên cứu cấu tạo.nguyên lý hoạt động,các thông số kỹ thuật …để tạo sản phẩm tốt sử dụng thị trường Với để tài Nghiên cứu mạch điện ổn định nguồn cung cấp cho đèn Led chiếu sáng Em trình bày khái quát cấu tạo, nguyên lý hoạt động đèn led mạch điện ổn định cung cấp cho đèn led chiếu sang.đề tài xây dựng với bố cục sau : Chương Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động đèn Led Chương Phân tích ưu nhược điểm số loại LED chiếu sáng thông dụng thị trường LED Xenon, LED Cree Chương Phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động mạch ổn áp nguồn ngắt mở Tính tốn lắp ráp mạch nguồn dịng dùng LM 2576ADJ Trong q trình làm đồ án tốt nghiệp, hạn chế trình độ, thời gian tài liệu nên không tránh khỏi thiếu sót Em mong đóng góp ý kiến thầy cô bạn để đồ án hoàn thiện Em xin cảm ơn thầy cô khoa Điện - Điện tử, đặc biệt thầy Đỗ Anh Dũng giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án Hải Phòng, tháng năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Văn Kiên CHƢƠNG CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐÈN LED I Mở đầu: 1.1 Lịch sử phát triền công nghệ chiếu sáng: - Từ xa xưa, người tiền sử sử dụng đèn thô sơ để chiếu sáng hang động Những đèn làm từ vật liệu sẵn có đá, vỏ cây, sừng thú vật chứa mỡ bấc Thông thường sử dụng mỡ động thực vật - Con người chủ yếu tạo ánh sáng từ lửa nguồn nhiệt nhiều ánh sáng Ở kỷ 21, sử dụng nguyên tắc để sản sinh ánh sáng nhiệt qua loại đèn nóng sáng Trong vài thập kỷ gần đây, sản phẩm chiếu sáng trở nên tinh vi đa dạng nhiều - Theo ước tính, tiêu thụ lượng việc chiếu sáng chiếm khoảng 20 – 45% tổng tiêu thụ lượng nhà thương mại khoảng – 10% tổng tiêu thụ lượng nhà máy công nghiệp Hầu hết người sử dụng lượng công nghiệp thương mại nhận thức vấn đề tiết kiệm lượng hệ thống chiếu sáng - Thơng thường tiến hành tiết kiệm lượng cách đáng kể với vốn đầu tư chút kinh nghiệm Thay loại đèn thuỷ ngân đèn nóng sáng đèn halogen kim loại đèn natri cao áp giúp giảm chi phí lượng tăng độ chiếu sáng - Tuy nhiên, số trường hợp, cần phải xem xét việc sửa đổi thiết kế hệ thống chiếu sáng để đạt mục tiêu tiết kiệm mong đợi Cần hiểu rằngnhững loại đèn có hiệu suất cao khơng phải yếu tố đảm bảo hệ thống chiếu sáng hiệu 1.2 Điện cho chiếu sáng Điện tiêu thụ cho chiếu sáng toàn cầu 60GW/năm (2650 TWh/năm) + Chiếm 19% tổng điện tiêu thụ toàn cầu (VN: 25,3%) + Khoảng 24 GW/năm cho sử dụng đèn sợi đốt với hiệu suất phát quang có 15lm/W + Khoảng 36 GW/năm cho sử dụng đèn FL/HID hiệu suất phát quang trung bình 75lm/W + Để thắp sáng toàn giới, năm nhà máy điện thải 1.900 nghìn tỷ khí CO2, lớn gấp lần lượng khí CO2 máy bay tồn giới thải ra, 70% lượng khí CO2 tồn xe tơ thải năm + Năng lượng (energy - efficient lighting): nâng cao phẩm chất ánh sáng, tiết kiệm lượng bảo vệ môi trường Mạch lấy mẫu mắc ngang qua hai đầu ra.Mạchlấymẫu mạch phân áp truyền mẫu điện áp đến mạch phát sai lệch.Mẫu điện áp thay đổi điện áp thay đổi.Mạch phát sai lệch so sánh mức điện áp lấy mẫu với mức điện áp chuẩn.Để tạo điện áp chuẩn cần phải sử dụng diode zener.Độ chênh lệch điện áp mẫu điện áp chuẩn điện áp sai lệch Điện áp sai lệch khuyếch đại mạch khuyếch đại sai lệch Bộ khuyếch đại sai lệch điều khiển độ dẫn điện transistor nối tiếp Transistor dẫn nhiều hay để bù cho thay đổi mức điện áp Hình 10.18, mạch ổn định điện áp hồi tiếp Các điện trở R3, R4, R5 tạo thành mạch lấy mẫu Transistor Q2 có vai trị mạch dị sai mạch khuyếch đại sai lệch Diode Zener D1 điện trở R1 tạo mức điện áp chuẩn.Transistor Q1 transistor điều hoà nối tiếp.Điện trở R2 điện trở tải collector transistor Q2 điện trở phân cực cho transistor Q1 Nếu điện áp tăng, điện áp mẫu tăng, làm tăng điện áp phân cực base transistor Q2 Điện áp emitter transistor Q2 giữ không đổi diode zener D1, dẫn đến transistor Q2 dẫn mạnh nên làm tăng mức dòng chảy qua điện trở R2, điện áp collector transistor Q2 base transistor Q1 giảm xuống, tức làm giảm điện áp phân cực thuận transistor Q1 nên Q1 dẫn yếu hơn, dòng chảy qua Q1 thấp hơn, làm cho sụt áp tải nhỏ nên triệt tiêu độ tăng lên điện áp Điện áp điều chỉnh xác cách thay đổi biến trở R4 Để tăng mức điện áp ổn định, đầu trượt biến trở R4 phải di chuyển hướng âm, nên làm giảm mức điện áp mẫu base transistor Q2, giảm điện áp phân cực thuận, làm cho transistor Q2 dẫn hơn, gây mức điện áp collector transistor Q2 base transistor Q1 tăng lên, tức làm tăng phân cực thuận transistor Q1, làm cho Q1 dẫn mạnh Dòng lớn chảy qua tải, tức điện áp tăng lên Nhược điểm lớn mạch ổn định nối tiếp transistor mắc nối tiếp với tải Ngắn mạch tải dẫn đến dòng lớn chảy qua transistor, gây hỏng transistor, nên cần phải có mạch giữ mức dịng qua transistor mức an tồn Hình 10.19, mạch ổn định có thêm mạch giới hạn mức dòng chảy qua transistor ổn định nối tiếp, với việc bổ sung vào mạch ổn định điện áp nối tiếp có hồi tiếp transistor Q3 điện trở R6 tạo thành mạch hạn dòng Để transistor Q3 dẫn điện, tiếp giáp base - emitter phải phân cực thuận tối thiểu 0,7V Khi đặt 0,7V base emitter, transistor dẫn Nếu R6 , mức dịng cần thiết để tạo 0,7V Khi mức dòng chảy qua transistor Q3 thấp 700mA, điện áp base emitter Q3 thấp 0,7V, giữ cho Q3 ngưng dẫn, mạch đóng vai trị khơng tồn Khi mức dịng vượt 700mA, sụt áp điện trở R6 tăng lên 0,7V, dẫn đến Q3 dẫn thông qua R2, nên làm giảm điện áp base transistor Q1, làm cho Q1 dẫn Dịng khơng thể tăng lên 700mA Mức dịng để hạn chế thay đổi cách thay đổi trị số điện trở R6 Tăng trị số điện trở R6 có mức dịng giới hạn thấp Mạch ổn định nối tiếp hồi tiếp có nhược điểm số lượng cấu kiện cần thiết nhiều, khắc phục điều cách sử dụng ổn định vi mạch Các ổn định IC có giá thành rẽ dễ sử dụng.Phần lớn ổn định IC có ba cực (vào, cực nối đất) nên mắc trực tiếp vào đầu mạch lọc mạch chỉnh lưu (hình 10.20) Các IC ổn áp cung cấp mức điện áp khác theo hai cực tính dương âm Có IC ổn áp điều chỉnh mức điện áp cần thiết Khi lựa chọn IC ổn áp, cần phải biết mức áp dòng cần thiết, với thông số điện nguồn cung cấp chưa ổn định Các IC ổn áp phân loại theo mức điện áp Các ổn áp cố định có ba chân cung cấp mức điện áp ra, có sẳn dạng điện áp dương điện áp âm.Các ổn áp hai cực tính cung cấp điện áp dương điện áp âm.Có ổn định điện áp cố định - hai cực tính ổn định điện áp điều chỉnh.Khi sử dụng ổn định điện áp IC, cần phải tham khảo trang số liệu kỹ thuật nhà sản xuất nguồn dòng nối tiếp 4.1 Nguyên lý Vì mạch ổn định điện áp theo nguyên lý nguồn dịng song song thường đáp ứng với công suất làm việc nhỏ nên đáp ứng yêu cầu cung cấp với cơng suất lớn Để ổn định điện áp nguồn cung cấp công suất lớn cần phải áp dụng ngun lý khác phương pháp nguồn dòng nối tiếp Nguyên lý minh hoạ sơ đẳng theo hình đây: Theo hình bên, R gọi tải nguồn cung cấp điện áp tải gọi VSupply, điện áp cung cấp nguồn VCC Khi đó, ta thấy điện trở hiệu chỉnh điện áp cho tải R1 tồn mạch điện trở thành mạch nối tiếp bao gồm R R1 Điện trở hiệu chỉnh R1 lúc vừa có vai trò hiệu chỉnh điện áp cho tải vừa giữ vai trị ghánh mạch nguồn Vì thế, khả hiệu chỉnh điện áp mạch nguồn nối tiếp linh hoạt đáp ứng với cơng suất lớn so với nguyên lý nói Theo hình minh hoạ nói trên, mạch ổn định điện áp xác định hệ thức : Điện áp VSupply tải: Vsupply = VCC – VS (20) Trong đó, VSđược xác định bởi: VS = I.R1 (21) Với I cường độ dịng điện qua tồn mạch điện xác định bởi: I = VCC/(R1 + R) (22) Lúc ta thấy rằng, cường độ dịng điện mạch cường độ dòng điện cung cấp cho tải, lúc mạch theo nguyên lý nguồn dòng song song dịng điện cung cấp cho tải hai dòng điện mạch rẽ nên hiệu suất cung cấp ổn định theo nguyên lý nguồn dòng song song thấp hõn so với nguyên lý nguồn dịng nối tiếp Vì thế, hiệu chỉnh điện áp mạch xác định bởi: VSupply = VCC – VS = VCC[1 – R1/(R1 + R)] (23) Hay nói cách khác để hiệu chỉnh điện áp cung cấp cho tải vai trị R1 cần phải thể cách linh hoạt cách thay đổi giá trị theo biến đổi tải sử dụng nguồn cung cấp 4.2 Hiệu suất Điều quan trọng mạch nguồn khả ổn định điện áp hiệu suất cung cấp điện cho tải xác định bởi: η = (VCC – VSupply).100%/VCC (24) Theo mạch nguyên lý nói ta thấy mạch nguồn dịng nối tiếp có hai phần tử nối tiếp gồm tải phần tử tác động hiệu chỉnh điện áp (phần tử vừa đảm nhiệm vai trò ghánh) nên khơng có hiệu suất mạch rẽ nguồn dịng song song Vì thế, hiệu suất cao so với hiệu suất mạch nguồn dòng song song Tuy nhiên, hiệu suất mạch nguồn dòng song song thực tế chế độ động không vượt 60% (nếu muốn hiệu suất nguồn cao cần phải hy sinh độ ổn định tức cho phép khoảng thay đổi điện áp vào hẹp – tức độ biến điện áp vào nhỏ) 4.3 Mạch • Nguồn thụ động Kiểu nguồn đưa vào sử dụng lâu đời thông dụng kiểu nguồn ổn áp thụ động Ta hiểu khái niệm thụ động mạch nguồn theo hình minh hoạ đây: Hệ thống khối Mạch ổn định điện áp theo nguyên lý nguồn dịng nối tiếp thụ động có hai phận gồm tạo điện áp chuẩn VREF khuyếch đại cường độ dòng điện (theo mơ tả hình trên) Vì tạo điện áp chuẩn (thường tạo nguồn dòng song song) tạo điện áp ổn định có khả ổn định với độ biến thiên cường độ nhỏ nên để tạo khoảng biến đổi rộng cường độ dòng điện cần phải có khuyếch đại cường độ dòng điện minh họa Mạch nguồn thụ động hoạt động dựa vào nguyên tắc transistor hiệu điện tiếp giáp B – E tăng lên cường độ dịng điện tiếp giáp C – E tăng lên cho làm giảm hiệu điện tiếp giáp B – E Trên sở đó, ta giải thích hoạt động mạch nói sau: Cực Base Q1 cung cấp điện chuẩn VREF nguồn dòng song song tạo R1 Zener D1 với tiếp giáp (B – E) Q1 Tức tạo phần tử gồm R1 ghánh điện áp, Zener D1 phần tử tác động hiệu chỉnh điện áp trở kháng mạch vào Q1 (thông qua tiếp giáp B – E) tải mạch nguồn dòng song Q1 gọi linh kiện khuyếch đại cơng suất cho nguồn, mạch nguồn Q1 có nhiệm vụ khuyếch đại cường độ dòng điện IB mạch ổn áp tạo D1 R1 Hơn nữa, với cường độ dòng điện qua Q1 cường độ dòng điện cấp cho tải I, tức là: IE = I Hơn nữa, ta lại thấy rằng, điện áp cung cấp cho tải VSupply xác định điện áp nguồn cung cấp đầu vào VCC sụt áp VS Q1: VSupply = VCC – VS Điều có nghĩa điện áp vào VCC tăng lên sụt áp VS Q1 phải tăng lên cho điện áp tải giữ nguyên Với cường độ I điện áp rơi VS Q1 (tức sụt áp Q1), tạo cơng suất ghánh (hay cịn gọi cơng suất rơi cịn gọi công suất tổn thất ) PS Q1 xác định bởi: PS = VS.IE = VS.I = (VCC – VSupply) Mà thế, ta gọi Q1 cơng suất nguồn ghánh chịu điều tiết phần lớn công suất nguồn Công suất rơi Ps Q1 gây nhiệt tiêu tán Q1 làm nóng Q1 nên Q1 phải linh kiện có khả chịu cơng suất lớn Ta xét chế độ làm việc Q1 sau: Điện cực Emmitter Q1 tạo sụt áp lên tải VSupply cho hiệu điện UBE xác định bởi: UBE = VB – VE = VREF – VSupply (25) Trong đó, VSupply hiệu tạo VCC sụt áp transistor Q1 Mặt khác, xác định hệ thức tương đương: VSupply = I.R (26) Với R điện trở mạch tương đương tải, I cường dộ dòng điện mạch xác định hệ thức đây: I = IE = IC + IB ≈(β+ 1).IB (27) Trong đó, IE: Cường độ dịng điện Emmitter Q1 tạo ra, IC: Cường độ dòng điện nguồn cung cấp cho cực Collector Q1 IB: Cường độ dòng điện điện chuẩn VREF cung cấp cho cực Base Q1.β: Hệ số khuyếch đại cường độ dòng điện Q1.IB = UBE/re (28) Trong đó, re: Nội trở đầu vào Q1 tiếp giáp B – E xác định hệ thức thực nghiệm: re ≈ 26,5mV.β/IC (29) Theo hệ thức đó, ta thấy điều hay rằng, trở kháng đầu vào re Q1 bị giảm IC tăng nên hiệu điện UBE xác định tích số IB re giảm hay nói cách khác UBE gần khơng thay đổi IC thay đổi Từ hệ thức nói cho thấy UBE tăng cường độ IC phải tăng lên nên điện áp tải tạo IC.R tải tăng lên cho UBE bị giảm phải giữ nguyên với giá trị không đổi vào khoảng 0,6 † 0, 7V với độ biến thiên nhỏ nên điện áp tải gần giữ ổn định xác định bởi: VSupply = VREF – VBE ≈VREF – 0,7V (30) Theo hệ thức nói ta thấy rõ nguyên tắc thụ động mạch nguồn chỗ Q1 không tự chủ động điều chỉnh điện áp cho tải mà tải tiêu thụ làm thay đổi điện áp VSupply làm cho điện áp UBE thay đổi cường độ IC Q1 bị thay đổi theo cho làm cho sụt áp tải thay đổi chống lại thay đổi điện áp tải (điện áp tải bị thay đổi tải thay đổi mức tiêu thụ VCC bị thay đổi) Cũng theo hệ thức nói trên, nguồn thụ động phù hợp với tải có cơng suất nhỏ cho phép với độ thay đổi nhỏ dòng tiêu thụ khoảng thay đổi hẹp điện áp đầu vào VCC Sai số điện áp tối đa đầu loại nguồn (được xác định theo phương pháp thực nghiệm) cho phép khoảng ± 0,5VP – P Tức là: VSupply = VREF – VBE ±0,5VP – P (31) Tìm hiểu ngun lý ổn dịng mạch buck converter thiết kế mạch nguổn ổn dòng sử dụng IC LM2576 5.1 Nguyên lý làm việc mạch buck converter U1 2 D1 Uout Uin MOSFET Rs L2 INDUCTOR Hình 1: mạch nguyên lý buck converter */ Buck converter biến đổi mà điện áp đầu nhỏ điện áp đầu vào hay gọi biến đổi giảm áp ( step-down converter) Hình sơ đồ nguyên lý buck converter, Mosfet hoạt động cơng tắc(van) đóng cắt xung điều khiển ( xung vng ) với điều khiển tạo xung điều khiển có tần số đóng cắt lớn cấp cho mosfet.Ở ta sử dụng điều chế PWM ( Pulse Width Modutlation) Gọi T chu kỳ chuyển mạch,t1 thời gian van đóng mạch (on-time) t2 thời gian van mở mạch ( off-time) T=t1+t2 Hệ số (giữa thời gian đóng mạch ( on-time) chu kỳ chuyển mạch T ) gọi chu kì nhiệm vụ ( duty cycle) ( H2) +/ on-time van điện áp V1 Vin, Điot D bị phân cực ngược khóa lại,khi dịng điện Iv qua cuộn cảm cuộn cảm L nạp lượng ( giữ lại thành phần xoay chiều ) Khi van off-time cuộn cảm L phóng điện chống lại giảm đột ngột dòng điện mạch tiếp tục dẫn dòng điện qua tải ,đi qua Rs diode, kết điện áp V1 Trong thời gian van off-time điện áp V1 dịng điện IL khơng giảm 0.Đây gọi chế độ continuous mode +/ chế độ điện áp phụ thuộc vào thời gian đóng mở van Vout= *Vin +/ dịng điện qua cuộn cảm có dạng xung tam giác giá trị trung bình xác định tải Độ dao động dòng điện IL = Imax-Imin ,phụ thuộc vào L, tính tốn nhờ định luật Faraday V=L => ∆i= *V*∆t => ∆IL= (Vin-Vout)*t1= Vout(T-t1) Với Vout= *Vin chọn tần số f cho chế độ continuous mode ta có : ∆IL= (Vin-Vout)* (*) */ tính tốn giá trị cho cuộn cảm L - tính chọn cuộn cảm có vấn đề xảy chọn ∆IL nhỏ cuộn cảm L phải có giá trị lớn để có độ đập mạch tốt Và để tạo cuộn cảm có giá trị lớn nặng đắt Nếu chọn ∆IL nhỏ dịng điện điều khiển đóng mostfet lớn Bởi người ta thường lấy ∆IL=10%Iout L= ( Vin-Vout)* Hình 2: đồ thị điện áp dịng điện mạch buck converter +/ Để điều khiển đóng mở van ta có nhiều cách tạo xung vuông điều khiển thông dụng ta sử dụng giữ ngun chu kì T thay đổi thời gian mở xung t1 +/ Nguyên tắc ổn dòng sử dụng buck converter ta tạo thời gian đóng mở van ( hay độ rộng xung điều khiển vào mostfet) cho dịng điện tăng cao vượt giá trị ngưỡng ta phải đóng van lại ngắt dịng điện qua van,khi cuộn cảm L phóng điện qua tải (Load)và Rs điốt => dịng khơng tăng lên mà khơng giảm Khi dịng giảm xuống giá trị Imin ta phải mở van cho dịng điện qua van vừa nạp phần xoay chiều lên cuộn cảm tăng dịng điện khơng cho giảm q giá trị ngưỡng Để làm điều ta sử dụng IC UC3842 5.2 Thiết kế tính tốn mạch ngun lý nguồn ổn dòng sử dụng LM2576 5.2.1 giới thiệu lm2576 LM2576 loại IC nguồn switching thông dụng thị trường có khả hoạt động với điện áp vào lên tới 40V loại thông thường tới 57V loại LM7526HV (đuôi „HV‟ kèm theo có nghĩa High Voltage tức điện áp cao) Hình ảnh Sơ đồ chân Điện áp vào Điện áp Cực âm chung cho điện áp điện áp vào Hồi tiếp điện áp để hiệu chỉnh điện áp vào Cho phép đóng mở nguồn Các họ LM2576 · LM2576-3.3 loại IC ổn áp Switching cho điện áp đầu 3.3 V tương tự ta có loại LM2576-5 ,LM2576-12 ,LM2576-15 với điện áp đầu 5V,12V,15V · LM2576-adj loại IC ổn áp Switching cho phép điều chỉnh điện áp từ 12,5V đến 33V tùy yêu cầu sử dụng · LM2576-HV loại chịu điện áp đầu vào lớn Một số tính LM2576 · Điện áp đầu seri 3.3V , 5V , 12V , 15V ,và điện áp điều chỉnh · Điện áp điều chỉnh từ 3.3V đến 33V với điện áp đầu vào lớn · Dòng đầu định mức 3A · Điện áp đầu vào định mức 40V lên đến 60V tùy dòng seri · Chỉ giao tiếp với chân đầu vào · Tần số đóng cắt chuẩn 52 Khz · Hiệu suất cao · Bảo vệ dịng q nhiệt Sơ đồ cấu tạo LM2576 Hình : sơ đồ cấu tạo LM2576,nguyên tắc dựa theo nguồn xung(nguồn buck) điện áp đầu điều chỉnh liên tục để đảm bảo điện áp đầu khoảng cố định.Trong sơ đồ cấu tạo LM2576 gồm khối: so sánh,tạo dao động,cơng suất,q dịng … + Chân (Vin ) : chân nguồn đầu vào + Chân (Vout) : chân điện áp đầu ra,tùy vào seri + Chân (GND) : chân nguồn chung + Chân (Feedback) :chân đưa tín hiệu phản hồi từ đầu đầu vào,đưa vào so sánh để điều chỉnh điện áp + Chân 5(on/off) :chân đóng mở Thơng số LM2576 Điện áp đầu vào + LM2576 : 45V + LM2576HV : 60V · Dòng điện đầu : 3A · Dải nhiệt độ hoạt động -650C đến 1500C · Điện áp ổn định đầu : + LM2576HVS-3.3 : 3.3V + LM2576HVS-5.0 : 5V + LM2576HVS-12 : 12V + LM2576HVS-15 : 15V + LM2576HVS-ADJ : ADJ (1.25V ~ 37V) kế Sơ 5.2.2 Thiết mạch ổn nguồn sử dụng LM2576 đồ mạch Hình : Sơ đồ mạch nguyên lý nguồn ổn dịng sử dụng sử dụng IC LM2576HV-ADJ Với thơng số mạch sau : R1=1.2 kΩ ; R2=47 kΩ C1=100µF ; C2=220 µF L1=150 µH ; D1=1N5822 Mạch ổn áp có điện áp vào 55v Điện áp điều chỉnh từ 1.23 đến 50v Với Vout = 1.23(1+R2/R1) R1=1 đến 5KΩ R2=R1(Vout/1.23 - 1) Dạng sóng chân: Bảng giá trị điện áp với trị số điện trở R2 tương ứng: Kết luận Trong trình thực đồ án em hướng dẫn tận tình,hiệu thầy giáo – Th.s Đỗ Anh Dũng thầy cô giáo mơn giúp em hồn thành đồ án Trong đồ án em thực số điều : Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động đèn Led Phân tích ưu nhược điểm số loại LED chiếu sáng thông dụng thị trường LED Xenon, LED Cree Phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động mạch ổn áp nguồn ngắt mở.Các mạch nguồn dòng Trong thời gian làm đề tài cố gắng nghiên cứu học hỏi kiến thức hạn hẹp thân nên tránh khỏi thiếu sót em kính mong phê bình đóng góp thầy mơn để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Tài Liệu Tham Khảo Nguyễn Viết Nguyên (2005), kỹ thuật mạch điện tử Nhà xuất khoa học kỹ thuật Phạm Minh Hà (1997) , giáo trình kỹ thuật mạch điện tử Nhà xuất khoa học kỹ thuật Tài liệu internet ... loại đèn khác: đèn LED tuýp, đèn LED dây, đèn LED nhà xưởng, đèn LED âm trần dạng tấm… - Đèn LED chiếu sáng trời: + Đèn pha LED: + Đèn đường chiếu sáng: 30W, 60W, 90W, 120W, 160W, 180W + Đèn chiếu. .. động đèn led mạch điện ổn định cung cấp cho đèn led chiếu sang.đề tài xây dựng với bố cục sau : Chương Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động đèn Led Chương Phân tích ưu nhược điểm số loại LED chiếu. .. học phải nghiên cứu cấu tạo.nguyên lý hoạt động,các thông số kỹ thuật …để tạo sản phẩm tốt sử dụng thị trường Với để tài Nghiên cứu mạch điện ổn định nguồn cung cấp cho đèn Led chiếu sáng Em trình