- Ta tính toán giá trị cuộn Lbuck với các thông số như sau:
Công suất đầu ra : 73W
Điện áp đầu vào : 400V 5%.
Điện áp ra : 100V
Tần số đóng cắt : 70kHz
Độ nhấp nhô dòng điện cuộn cảm : 20%Idm
Lõi từ :ETD
Hiệu suất biến đổi : 90%
Hệ số lấp đầy cuộn cảm : 0.65 - Lựa chọn lõi mạch từ cho cuộn cảm.
+ Việc lựa chọn lõi từ cho cuộn cảm phù hợp với chế độ làm việc, công suất là điều quan trọng và cần thiết. Tuy nhiên dùng lõi nào không thể lúc nào cũng theo lý thuyết mà còn phải phụ thuộc vào sự sẵn sàng của nguồn cung cấp.
+ Cuộn cảm lõi ferrit luôn là sự lựa chọn thích hợp nhất cho việc chế tạo cuận cảm, do nó có từ trở lớn cho phép làm việc ở dải tần số cao, giúp giảm thiểu kích thước cuộn cảm và tiết kiệm kim loại màu.
+ Do đặc điểm của lõi ferrit là mật độ từ thông nhỏ nên khi làm việc ở chế độ liên tục sẽ dễ bị bão hòa nên trong một số trường hợp ta vẫn có thể sử dụng lõi có tổn hao lớn nhưng mật độ từ thông lớn như vật liệu Powdered iron, kool-mu…. Hoặc có thể sử dụng thép kỹ thuật điện để ghép lại.
Việc lựa chọn hình dáng lõi có ảnh hưởng tới việc tản nhiệt cho cuộn cảm lõi có cửa sổ lớn sẽ giúp cho việc tản nhiệt tốt hơn và còn giúp cho việc hạn chế nhiễu trong quá trình hoạt động.
Lõi xuyến thường là lựa chọn tốt nhất cho việc chế tạo cuộn cảm giúp giảm hiện tượng gây ồn trong quá trình hoạt động cùng với việc dây được quấn đều trên lõi làm cho từ trường tản giảm và hạn chế gây nhiễu điện từ.
Tính toán thông số cuộn cảm.
1. Tính công suất đầu vào.
2. Tính dòng điện trung bình đầu vào. √
√
( )
3. Tính độ gợn dòng điện đầu vào.
( )
4. Tính dòng điện đỉnh đầu vào:
( ) 5. Tính độ mở van lớn nhất. ( √ ) ( √ ) 6. Tính điện kháng cuộn cảm. ( ) ( )
7. Tính năng lượng cuộn cảm.
( )
8.Tính hệ số điều kiện Ke
( )
( )
. 10. Chọn lõi.
Chọn lõi ETD29 có các thông số sau.
Tên lõi : ETD-29 Khối lượng lõi : Wtfe = 28g Khối lượng đồng : Wtcu = 32.1g Chiều dài trung bình từ thông : MLT = 6.4cm Tiết diện lõi : Ac = 0.761cm2 Diện tích cửa sổ : Wa = 1.419cm2 Tích diện tích : Ap = 1.08cm4 Diện tích bề mặt : At = 42.5cm2 MPL : 7.2cm
Chiều dài vòng quấn : G=3.54cm Hệ số hình học : kg = 0.0517cm5 Điện cảm danh định : Al = 200nH Mật độ từ thông : Bm = 0.25H Hệ số cửa sổ : Ku = 0.4 11. Tính mật độ dòng điện J. ( )
√ √ ( )
13. Tính tiết diện dây quấn .
( )
Tra bảng thống số dây quấn, ta chọn dây #27 có tiết diện tính cả cách điện là 0.001021cm2.
(
)
14. Tính diện tích cửa sổ hiệu quả.
( ) Ta sử dụng lõi ferrit, chọn S3=0.6 ( ) 15. Tính số vòng dây. ( ) Chọn S2 = 0,6. ( ) 16. Tính khe hở không khí. ( ) ( )
17. Số cuộn dây phần phản hồi ZX là: N2 =
Điện áp lớn nhất khi hoạt động định mức: U=400V. Dòng điện lớn nhất đi qua van bán dẫn là:
√
√
( )
Trong quá trình đóng cắt thì đỉnh xung sẽ lớn hơn giá trị định mức có thể tới 10 lần, để đáp ứng tần số đóng cắt lớn tới 70k ta chọn van bán dẫn là mosfet
Tên van : IRF840.
Điện áp hoạt động 500V. Dòng điện định mức: 8A. Điện trở khi van mở: 0.85 ohm. Dải nhiệt độ: -55 – 150.
Sụt áp khi dẫn 0.47V
Với giá trị đó ta tính được nhiệt tỏa ra khi van dẫn.
( )
Nhiệt độ thực tế cao hơn do tổn hao do đóng căt, để van không quá nóng ta dùng thêm một tản nhiệt nhỏ cho van.
3.2.3. Tính chọn tụ, trở.
- Tụ đầu ra CBUCK chịu áp lớn nhất là 400V. Nó có chức năng là lọc và san phẳng điện áp. Chọn loại tụ 400V, 1,0 F.
- Điện trở đo dòng mạch Buck.
Dòng điện giá trị mạch Buck được tính bởi điện trở đo dòng mạch buck. Ioc = 1A. Ioc, peak = 2 x Ioc = 2,0 A. RBCS = = 0,6Ω.
- Tụ quyết định thời gian tắt của mạch Buck. Điện áp ra nhỏ nhất của mạch Buck (Điện áp nhỏ nhất của đèn sau khi kích).
Vout, min = 20V. - Để tính toán tần số nhỏ nhất của mạch buck: fmin =
( Vout, min –
) = -6 (20 – )= 13kHz.
- Giá trị thời gian tắt : Toff= ( 1 -
) : f = ( 1-
) : ( 13x 103) = 73µs. - Giá trị tụ Ctoff (chân 8).
Ctoff =
=
= 3,6nF. Chọn Ctoff = 3,3nF.
3.3. Phần mạch Full-bridge.
- Điện áp lúc hoạt động bình thường: 100V. - Điện áp lúc mạch kích hoạt động: 350-400V. - Dòng điện lúc ổn định: 0,73A.
- Trong quá trình đóng cắt thì đỉnh xung sẽ lớn hơn giá trị định mức có thể tới 10 lần, để đáp ứng tần số đóng cắt lớn tới 70k ta chọn van bán dẫn là mosfet
Tên van : IRF840.
Điện áp hoạt động 500V. Dòng điện định mức: 8A. Điện trở khi van mở: 0.85 ohm. Dải nhiệt độ: -55 – 150.
Sụt áp khi dẫn 0.47V
- Để đảm bảo cho van hoạt động ổn định và tản nhiệt tốt ta dùng thêm một tản nhiệt nhỏ cho van.
- Điện trở RHO1, RHO2, RLO1, RLO2 ta chọn loại 22 Ω