CHƯƠNG 3 : TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MẠCH
3.3 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN LINH KIỆN
3.3.3. Mạch so sánh
Chọn ILM339 = 3(mA) 5 4 =
� 5� = (Ω) 3. 10= 1666,6 −3 Có thể chọn R1 =R2 =2.2 (kΩ)
Chọn Diode D2 là 1N4148 vì có thể chịu đươc tần số làm việc cao f = 50kHz
=> �= 60 .101 3 (�)
Để thuận tiện cho việc nạp xả ta chọn tụ C2 có giá trị nhỏ để q trình nạp xả tụ diễn ra nhanh hơn
Chọn C2 = 4,7 (uF) Chọn BJT Q4 là A1015
Chọn R6 = 4,7 (kΩ) để tạo dịng kích khi có q trình về trường hợp cắt điện thì tụ vẫn xả được
3.3.4 Mạch nguồn dòng tạo xung răng cưa :
Nhiệm vụ của mạch này đó là tạo ra mức 1 để BJT kích xả tụ, mà thời gian yêu cầu xả tụ phải nhanh để tạo ra xung răng cưa nên ta phải chọn thời gian mức 1 nhỏ
Dùng IC555 để tạo xung vng có chu kì như sau: Mức 1 : 5% T Mức 0 : 95% T Tnap = ln2C4R13 Txa = ln2C4R12 Tnap Mà Txa ln2C4R13 ��2�4�12 = 955 R12 = 19R13 Ta chọn : R12 = 1k Ω R13 = 22k Ω Ở dây ta chọn tần số f = 50khz 1 Tnap = ln2C4R13 = 20 C4 = 2,2nF T = 10−6 =
Để chịu được tần số cao dùng con Diode D6 = 1N4148 chịu được tần số cao. Khơng dùng con Diode 1N4007 vì chúng chỉ hoạt động được ở tần số thấp . Diode 1N4148 có các thơng số sau:
- Điện áp ngược max VRRM(V) : 100V
- Dòng thuận IF(A): 1A
- Dòng ngược IR(uA): 0,025 uA
- Thời gian hồi phục ngược (ns): 4 ns
BJT Q6 tính chọn C1815 dùng để xả tụ thực hiện quá trình tạo xung răng cưa BJT Q5 tính chọn là A1015
VB/Q5 = 9 – ( 1,1 + 0,7 ) = 7,2 V Để tạo ra nguồn dòng :
9V – VR4 – VCE/Q1 = 7,2 V
VR9 = 9 – 7,2 V – 0,7V = 1,1 V
Chọn R9,R10 dựa vào các Diode 1mA < IDZ < 5mA
Ta được nguồn dịng , áp dụng cơng thức tính : ∆V = �0 ∆t
C ��0 = ∆t∆V
Chọn xung răng cưa 6V/50khz
�0 = ∆V = 5 = 315 . 103 � ∆t 0,02 × 10−3 × 0,95 Chọn I0 = 3mA C3 = 10nF Vậy chọn tụ C3 = 10nF Ta có R9 = 1k Ω 9−1,8 Chọn R10 = 3 × 10−3 = 2400 Ω Chọn R10 = 2,2 k Ω
Tính chọn R11
Vout (IC555) = 9V – 1,5V = 7,5V Chọn Iout (IC555) = 7mA
R11 = Iout (IC555)Vout (IC555) Chọn R11 = 1k Ω
= 7×107,5−3 = 1k Ω
3.3.5. Mạch phản hồi
R7 ,R8 lần lươt là 2 điện trở dùng để tạo ra cầu phân áp cho điện áp chuẩn. Với Vđặt = 5V.
Chọn R7 = R8 =1k Ω
5� 2
= 2.5 V
Vout được đưa vào opamp để so sánh với Vchuẩn. Ta mắc thêm 1 biến trở 1k Ω để có thể thay đổi được Vout tùy ý.
3.3.6. Mạch tạo nguồn
Ở đây nguồn được lọc qua 7809 tạo ra nguồn có giá trị 9V dùng cho opamp và mạch răng cưa.
(giải thích)
Tần số thấp (bao nhiêu là thấp)- hoặc dùng để lọc nguồn.
Nguồn đầu vào được lọc nhiễu bởi tụ C5. Rồi tiếp tục được lọc qua tụ C6 qua 7805 để tạo áp cấp cho tồn mạch.
Vì được lọc qua 2 tụ nên đảm bảo về khơng có nhiễu
Tụ C5 ,C6 được chọn với giá trị lớn và là tụ hóa để lọc nhiễu tốt Chọn C5 = 4700 (uF), C6 = 4700 (uF) và là tụ hóa
3.4. SƠ ĐỒ MẠCH HỒN CHỈNH
3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI3.5.1 Kết luận chương 3.5.1 Kết luận chương
Sau q trình thiết kế, gia cơng và kiểm tra mạch ổn áp BUCK nối tiếp. Ta thu được kết quả là với nguồn đầu vào thay đổi từ 9 – 15 VDC trong trường hợp khơng tải và có tải thì ta thu được điện áp đầu ra luôn ổn định là 6VDC, thỏa mãn yêu cầu đề tài đặt ra.
Ưu điểm, nhược điểm của mạch:
-Ưu điểm: + Điều chỉnh dễ dàng, độ ổn định cao
+ Có tổn hao ít nên hiệu suất cao (70-90%)
+ Kinh tế, hiệu quả cao nên được sử dụng nhiều trong thực tế.
-Nhược điểm: + Phân tích thiết kế phức tạp
+ Điện áp đầu ra luôn nhỏ hơn điện áp đầu vào.
+ Bức xạ sóng, can nhiễu trong dải tần số rộng do đó cần phải có bộ lọc xung ở ngõ vào nguồn và bộ nguồn phải được bọc kín.
3.5.2 Hướng phát triển của đề tài
Ta thấy mạch BUCK có những ưu điểm nổi trội trong việc ổn định điện áp đầu ra, cũng như nhỏ gọn và chỉ phí sản xuất nhưng lại mang hiệu quả cao. Nên ta nên phát triển thêm đề tài, khắc phục một số nhược điểm của mạch nữa để ứng dụng trong các nguồn dự trữ điện, làm các mạch nguồn ổn áp cho các thiết bị dân dụng hay các thiết bị trong cơng nghiệp khác.
CHƯƠNG 4 : TRÌNH BÀY SẢN PHẨM THI CÔNG4.1 Sản phẩm thi cơng 4.1 Sản phẩm thi cơng
4.2 Sơ đồ dạng sóng và kết quả đo
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Cuốn giáo trình “Điện tử cơng suất”, tác giả: Lê Văn Doanh Cuốn giáo trình “Kĩ thuật xung”, tác giả: Nguyễn Minh Quân Các trang tra Datasheet của các linh kiện điện tử: