Luận văn Tính toán và thiết kế bộ nguồn ổn áp xung

Bảo vệ quá dòng : Vì một lý do nào đó mà dòng điện ngõ ra tăng lên đột ngột ( cao hơn dòng điện định mức ).Dòng này qua điện trở 1K?,và làm phân cực điện áp D5 .Lúc này xuất hiện điện áp phân cực cho Q6 => làm Q6 dẫn => Q5 dẫn tạo ra một điện thế 5V tại chân 4 của IC 494 .nhìn vào cấu tạo bên trong của IC ,ta thấy chân 4 của nó là 5V điều này có nghĩa là ngõ ra mạch so sánh Dead Times là 5V (tương đương mức 1 ) lúc này sẽ không có dao động ngõ ra => Mạch tự cúp lại không hoạt động.

pdf68 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 2518 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Tính toán và thiết kế bộ nguồn ổn áp xung, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ng 1V. Vì theá khi ca û hai tra nsitor daãn thì ñie än aùp vuoâng coù giaù trò Vdc- 1 - Ñieän aùp trung bình ta ïi ngoõ ra Vm Vm = T Ton N N V p m dc 2 5,0)1(                   (2-17) Vce(Q ) I c(Q ) 2Vdc I c( Q ) Vce(Q ) 1 1 2 2 Vs2 =Vdc(Ns2/Np)2 Ton/T Vm=Vdc(Nm1/N p)2Ton/T Vs1 =Vdc(Ns1/Np)2 Ton/T Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 22 -Khi Vdc thay ñoåi thì voøng hoài tieáp a âm seõ ñieàu chænh Ton ñ eå giöõ Vm khoâng ño åi - To n, Vm se õ ñöô ïc ñ ieàu chænh ñeå ngaên chaën ñieän aùp DC n goõ vaøo vaø doøng ta ûi ngoõ ra thay ño åi. - Khi Vm thay ñ oåi thì se õ xua át hieän tín hieäu ngoõ ra ôû boä khueách ña ïi sa i leäch vaø Ton se õ ñöôïc thay ñoåi t heo söï thay ñoåi cuûa Vm  Ñieän aùp taïi ngoõ ra cu ûa 2 cu oän thöù caáp : VS1 = VS2 = T Ton N N V p S dc 2 5,0)1( 2                    Möùc ñ ieän aùp tre ân moät voøng : N E = Ae ( dB/dt) x 10- 8 -Ae : laø tieát dieän loõi sa ét ( cm2) -dB : laø ñ oä tha y ñoåi tö ø ca ûm ( Gauss ) -dB/dt       s Gauss - N F la ø ñieän aùp treân voøng laø tæ leä theo taàn so á soùng ngaét. - Tro ng thöïc teá, giaù trò ñ ieän aùp tre ân voøng trong phaïm vi töø 2V taïi ta àn soá ñ oùng nga ét 25KHZ ñeán 5 hay 6v ô û 100KHz. a. BIEÁN AÙP COÂNG SUAÁT  Choïn loõi : Thieát keá bieán a ùp ta phaûi choïn lo õi phuø hôïp vôùi coâng sua át ra. Choïn loõi cho coâng suaát ngoõ ra cu ûa bieán a ùp phuï thuoäc vaøo taàn so á hoaït ñ oäng, ma ät ñoä töø caûm ( B 1 vaø B2 ), tieát dieän loõi saét, tieát dieän khu ng quaán daây Ab, vaø maät ñoä doøng ñieän trong moãi cuoän.  Choïn soá voøng daây sô c aáp -Ñònh lua ät Fara day : E = NAe (dB/dt ) x 10+8 Vôùi:- E: Ñieän aùp rôi t re ân lo õi cu oän daây ( hay cuoän daây bieán aùp ) -N : Soá voøng daây(vo øng) Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 23 -Ae : Tieát dieän l oõi ( cm 2 ) -dB : ( Gau ss ) --> dB = NAe Edt 810.  ( Gauss ) - S oá vo øng daây sô caáp ñöôïc xa ùc ñ ònh nhö sau : +Np : Ñöô ïc tính vôùi ñieän aùp ña ët leân cuoän sô ca áp laø nhoû nhaát (Vdc-1) vaø thôøi gia n môû la ø cö ïc ñaïi. Np = dBAe xTVdl . 10)2/8,0)(1( 8min  (2-18) Vôùi dB = xAcN xTonV p dc 810))(1(  (2-19)  Ch oïn soá voøng daây thö ù caáp : -Soá voøng daây thöù caáp ñöô ïc choïn töø : Vm =  0,5 - ) 1 - (Vdc (Vdc - 1 )        p m N N - 0,5] T Ton2 VS1 = [(Vdc - 1 )         12 p S N N T Ton2 VS2 = [(Vdc - 1 )         12 p S N N T Ton2  Tính toaùn doøng san baèng ñænh. -Giaû söû hieäu su aát 80% ( thöô øng ñaït ñöô ïc ô û taàn so á treân 200KHz ) P0 = 0, 8Pin -Hay P in = 1,25P0 = Vdcmi n.0, 8Ipft -Vaäy Ipft = 1,56 min 0 dcV P (2-20)  Tính toaùn doøng ñieän sô c aáp h ieäu duïng vaø tieát dieän daây daãn : Irms = Ipft D = Ipft 4,0 -Vôùi D : heä soá chu kyø : D = (0,8T/2)/2 -Hay : Irms = 0,632 Ipft Vaäy ta coù : Irms = 0,632 min 0 min 0 986,056,1 dcdc V P V P  Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 24  Tính toaùn doøng gôïn soùng ñænh th öù caáp vaø kích cô õ daây : IS(r ms) = Idc D = Idc 4,0 = 0,632.Id c -Vôùi Idc doøng ñieän ngoõ ra.  Thieát keá boä loïc ngoõ r a. 1) Thieát keá c uoän c aûm ngoõ ra : dI = 2Idcmin = VL. 0L Ton = (V1 - V0 ) 0L Ton N0= V1(2Ton/T) thì To n = 1 0 2V TV N0 = V1 (2Ton/T ) thì Ton = 1 0 2V TV -NS seõ ñö ôïc choïn 0,8172 khi Vdc , V1 laø nhoû nhaát min1 0 22 8,0 V TVT Ton  hay V1m in = 1,25V0 dI = 0 00 )2/8,0)(25,1( L TVV  = 2Idcm in Vaø L0 = min 0 .05,0 dcI TV Ne áu do øng Idcmin = 10 1 Ion Vaäy : L0 = nI TV 0 0..5,0 -Tro ng ñoù , L0 (H) -V0 (V) -T(s) -Idcm in doøng ngoõ ra cöïc tie åu (A) -Ion doøng ngoõ ra danh ñ ònh (A) V1 VoLo Ns Ns D1 D2 Co Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 25 2. Thieát keá tuï ngoõ ra. -Tuï ngoõ ra ñö ôïc cho ïn ñeå ña ùp öùng ñöô ïc ye âu ca àu ky õ thuaät ñ ieän a ùp gôïn soùng ngoõ ra . Vr = R0.dI Vôùi -R0 : Ñieän trôû trong cu ûa tu ï C0 -dI : Doøng ñieän ñænh ñ ænh cuo än caûm. -Tích soá R0.C0 thay ñoåi giöõa 50 -80 x 10 -6 C0 = dIV x R x r / 10801080 6 0 6   C0 = rV dIc )1080( * Öu ñieåm vaø nhöôïc ñieåm : 1) Öu ñieåm - Converter naøy pha ân phoái naêng löô ïng ra taûi qua bieán aùp. Vì vaäy söï phaûn hoài ñ ieän a ùp ngoõ ra ñöô ïc caáp ñ ieän DC vô ùi ngo õ vaøo va ø coù nhieàu cu oän thöù caáp bieán aùp neân coù theå co ù nhieàu ñ ieän a ùp ñaàu ra. - Khi boä nguoàn cung caáp ña õ ñöô ïc caûi tieán, ñieàu chænh ca ùc converter ban ñ aàu ñe å mang laïi coâng suaát lôùn hôn tö ø nhöõng linh kieän nho û hôn. Vì va äy hieäu sua át cho heä thoáng pha ûi taêng. Moät ca ùch ñôn giaûn ñeå laøm ñieàu naøy laø sö û duïng bieán a ùp coù ña àu noái giöõa cu oän daây sô caáp ñeå lôïi duïng cho moãi nöûa chu kyø tre ân vaø nöûa chu kyø döôùi cuûa cuoän sô caáp. - Hieäu suaát ca o ( gaàn 90%). 2) Nhöô ïc ñ ieåm. - Moät trong nhö õng vaán ñe à ñoái vôùi push-pull converte r, ñoù laø tö ø thoâng tro ng hai phaàn cu ûa cuoän daây sô caáp vaø thöù caáp coù ña àu ra ô û giöõa co ù theå trôû neân maát caân baèng vaø ga ây ra va án ñe à veà nhie ät ño ä. - Va án ñe à thöù hai laø moãi transitor phaûi khoùa gaáp ñ oâi möùc ñ ieän a ùp so vôùi ca ùc co nve rter khaùc. V.FORWARD CONVERT ER 1. Lyù thuyeát cô baûn. -Boä ñoåi ñieän naøy thöô øng ñö ôïc söû duïng cho nhöõng ngu oàn co ù coâng sua át ngoõ ra töø 150-200w khi ñie än a ùp ngoõ vaøo DC cöïc ñaïi ô û mö ùc 60V ñe án 200V. Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 26 -Trong maïch converter naøy chæ coù moät tra nsistor vaø mo ät diode ôû phía sô caáp. Trong khi maïch pu sh -pul l cnve rterlaø hai transistor. - Khi Q1 daãn, ña àu coù chaám cuûa cuo än sô caáp vaø taát caû caùc cuo än thöù ca áp trô û thaønh döông so vôùi ca ùc ñaàu daây coøn laïi khoâng daáu. - Doøng chaûy ñeán taûi khi transistor coâng sua át Q1 daãn - neân go ïi laø Fo rwa rd converte r. OÅn aùp Pu sh-Pull vaø Buck cuõng phaân phoái doøng ñeán taûi khi transitor coâng suaát daãn. -Tra ùi laïi, Boost converter vaø Fl yback löu tröõ na êng löôïng ô û cuo än caûm hay cuoän sô cu ûa bieán a ùp khi transistor daãn vaø pha ân phoái doøng ñeán taûi khi tra nsistor ngaét - Khi Q1 daãn (To n), thì ñieän aùp ô û toát chænh löu ôû möùc cao trong thôøi gian Ton. Gia û sö û 1V cho Q1 vaø D2 phaân cö ïc thuaän VD2 thì ñie än aùp ôû möùc ca o ñ où laø : V0mr =          Np Nm Vdc 1 - VD2 -Khi Q1 taét , doøng löu trö õ tro ng daây daãn cuûa T1 ngö ôïc cöïc vôùi ñ ieän a ùp tre ân Np. Ta át caû caùc ña àu ña àu cuûa sô vaø thöù aâm so vôùi caùc ñaàu coøn la ïi. Thì Tra nsistor Q1 seõ bò ñaùnh thuûng neáu khoâng coù diode D1 daãn t raû na êng löôïng . - Ñieän aùp ngo õ ra DC : Vom =   T Ton V Np Nm V ddc             1 (2-21 ) 2.Caùc moái quan heä thieát keá cuûa ñieän aùp vaøo , ra , thôøi g ian môû v aø tæ soá v oøng. M aïc h ñ i eàu k h ie ån ñ oä roän g x un g M aïc h so saùn h L1 L2 L3 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Vref Vo m Vs1 Vs2 Q1 Vea Vd c Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 27 - Ñieän a ùp Vo m ñö ôïc phaûn hoài veà vaø ñö ôïc so saùn h vôùi ñieän a ùp chua ån Vref, vaø thay ñoåi Ton ñeå giöõ Vom = const ñoái vôùi baát cöù söï thay ñ oåi ôû Vdc hay doøng taûi. - Thôøi gia n To n cöïc ña ïi ( Tonmax) seõ xa y ra ôû Vdcmin Vom =   T T V Np Nm V on ddc max min 1              VS1 =   T T V Np N V on d S dc max1 min 1              VS2 =   T T V Np N V on d S dc max2 min 1              3. Q uan heä g iöõa doøng ñieän sô c aáp, coâng suaát ngoõ ra , vaø ñieän aùp ngoõ v aøo : - Giaû söû hieäu suaát cuûa nguoàn 80% P0 = 0,8Pin Hay Pi n = 1, 25P0 = Vdcmin ( 0 ,4 Ipft) (2.22 ) Hay Ipft = min 0.13,3 dcV P 4. Thieát keá bieán aùp c oâng suaát : a) Loõi bieán aùp :Vieäc choïn loõi cho bieán aùp Forwa rd converter gioáng vôùi bieán a ùp Push - Pull vì coù cu øng thoâng soá. Ma ät ñoä töø tröôøng, loõi saét, tie át dieän ñ ieän caûm, ta àn soá, vaø maät ñ oä do øng cuûa cuoän. b) Tính toaùn voøng daây sô c aáp. Np =   dBAe xTVdc . 10)22/8,0(1 8min  (2-23) -Vôùi dB = 1.600 Ga uss. -Vdmin : ñieän aùp DC n goõ vaøo nho û nhaát (V) -T : Khoaûng thôøi gian nga ét da ãn (S) Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 28 c) Tính toaùn voøng daây thöù c aáp : Vom =   T T V Np Nm V on ddc max min 1              VS2 =   T T V Np N V on d S dc max2 min 1              VS1 =   T T V Np N V on d S dc max1 min 1              d) Tính toaùn doøng ñieän gôïn soùng sô c aáp : Irm s(p) = 4,0 12,3 min 0 dcV P Irm s(p) = min 079,1 dcV P (2-24) e) Tính toaùn kích cô õ daây : Irms(sec ) = Idc . 4,0 = 0,632.Idc. f) Boä loïc ng oõ ra :  Cuoän ca ûm : dI = 2Idcmi n = 1 max0min )( L TVV ondk  Hay L1 = min max0min 2 )( dc ondk I TVV  ( 2 -25 ) Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 29 Nhöng V0 = V mindk dkmi n Tonm ax/T Vôùi Tonmax = 0,8T/2 Neân L1 = Ion TV03 (2-26) Tuï ñieän ngoõ r a : Nhö ôû phaàn ( 4 - 2) Ta coù : C0 = 65 x 10 - 6/R0 C0 = 65 x 10 - 6. rV dI 0 (2-27) VI. SÔ ÑOÀ FLYBACK -Sô ño à duøng linh kieän nga ét da ãn do øng vaøo cuoän sô ca áp maùy bieán aùp loõi ferrite , ñieän theá ta ïi cuoän thöù caáp ñö ôïc ñoåi ra ñie än moät chieàu ba èng diode chænh löu. -Ta àn soá ñ oùng nga ét coù the å töø 10kHz ñeán 100KHz n i 1 1 1max1n i t 0 DT T 22n i n i 2 2max n i 2min2 t TDT0 1min1n i Vo Ñ CX L1,n1 i 2 i Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 30 -Chu k yø laøm vieäc goàm hai gia i ñoaïn : *Giai ñoaïn 1: O<T<DT -DCX daãn VL1 = VS . Do chieàu daây quaán n1, n2 khoâng da ãn L1 tích luõy naêng löô ïng vaøo maïch töø ferrit, töø thoâng trong maïch töø taêng. i1 = 1L VS . t + I1mi n -i1 t aêng töø I1mi n ñe án I1max doøng gia ta êng baèng : I1max - I1m in = . DT (2-28 ) -Ñieän aùp ngöôïc t aïi D laø :VD ngöôïc = -        0 1 2 . VV n n S Va äy ta coù : I1mi n = DT L Vs D D n n R Vs 1 2 2 1 2 2)1(                    Vaäy ñieàu kieän ñe å coù doøng lieân tu ïc la ø : L1 = 2 2 2 1 )1( 2 D n n f R       - Ñieän aùp dôïn so ùng: oV - Doøng ta ïi tuï ñieän loïc ic ñöôïc bieåu dieãn bô ûi hình tre ân . Ñieän lö ôïng na ïp theâm va øo tuï ñieän loïc Q ôû giai ñ oaïn  ñöôïc phoùng vaøo taûi t rong giai ñoaïn 1. -Chu kyø sau dieän tích S ôû pha àn döôùi ñ öôøng bieåu dieãn thieân do øng qua tuï ic Q = Io . DT =        T fD Rf Vo 1. oV = D Rfc V C Q V oc    * Chæ tieâu caùc linh kieän - Transistor DCX: Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 31 ID CX m ax =   f D Vs n n x Io 2411 2 1   - Diode D ID trung bì nh (av)=Io VD max= 1 2 n n VV sO  *Giai ñoaïn 2: DT<t<T -DCX ngö ng daãn töø thoâng ma ïch töø giaûm , ñie än a ùp ta ïi cuoän n 2 ña ûo cöïc tính khieán D da ãn do øng i L giuùp cho soá a mpe voøng lieân tuïc, töùc thôøi ñie åm DT soá a mpe vo øng n 2I2max = n 1I 1min. L2 ña ët va øo ñieän a ùp Vo , do ñ où : i2 = - max2)( IDTT L V o o  -Ma ïch töø phoùng thích naêng löôïng vaøo phuï ta ûi , i2 giaûm töø I2m ax ñeán I2min, löôïng doøng giaûm baèng. I2max-I 2mi n = TD L Vo )1( 2  (2-29) - Ñieän aùp taïi cuoän n1 = oV n n 2 1 - Do ñ où ñi eän a ùp ta ïi transisto r DCX = - Ñieän aùp ra Vo : I2 2 2 1 121 2 1 ,        n n LLI n n OTD n nV DT L V os        )1( 4 2 1 1 (2-30) - Ñieàu kieän ñeå coù do øng l ieân t uïc. ÑCX RC c Io Vs i2i Vo Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 32  DIII av max1min11 2 1  -Coâng sua át va øo : Ps =Vs .I1av= -Coâng sua át ra : Po =  2 2 2 1 22 1 1 D D n n V R S        -Neáu hieäu suaát b aèng 1 ta coù : I1max + I1min = 2 2 2 1 )D-1( D .) n n ( R Vs2 (2-31) *Öu nhöôïc ñieåm: - Ca ùch ly sô ca áp vaø thöù ca áp - Gia ûm ñ öôïc do øng qua tran sisto r co âng sua át. - Taïo ñöôïc nhieàu ca áp ñie än a ùp ôû ñ aàu ra baèng ca ùch qua án nhieàu cu oän thöù caáp . - Do øng san ba èng ñænh töô ng ñöông cu ûa tra nsistor khaù cao . Ipft = mindcV Rot13,3 Vôùi Pot : toång coâng sua át ngoõ ra Vì va äy giaù thaønh cho tra nsistor cao VII - HALF - BRIDGE CONVERTER Sô ñ oà Half-Bridge - Khi chuyeån maïch S, ôû phía treân ö ùng vôùi ngoõ vaøo 220VAC, maïch cænh löu toaøn so ùng vôùi 2 tuï lo ïc C1 noái tieáp C2 + Ñieän aùp ñænh DC chænh löu khoaûng : (1 ,41x220)-2  308V Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 33 - Khi S1 ñ oùng öùng vô ùi ngoõ va øo 110V maïch hoaït ñoäng nhö maïch nhaân ñ oâi ñie än a ùp. - Nö ûa chu kyø ñaàu t ieân A döông so vôùi B, C1 naïp qua D1 + Ñieän aùp ñænh khoa ûng (1,41x110)-1  154V - Nö ûa chu kyø sau C2 naïp qua D2 + Ñieän a ùp ñænh khoaûng (1,41x110)-1  154V + Ñieän a ùp toång tre ân tuï C1, C2 khoaûng 308V * Gia û söû ñie än a ùp chænh löu 308V, boû qua tuï Cb. Moät ña àu cuûa cuo än sô caáp ñöô ïc noái vôùi 2 ñaàu tuï C1,C2 vaø Q1,Q2 daãn ô û moãi nöõa chu ky ø. 1/ Quan heä giöõa doøng sô ca áp, c oâng suaát ra , ñieän aùp v aøo -Gia û sö û hie äu suaát 80%. Pin = 1,25P0. -Xun g doøng ñænh sô caáp san baèng tö ông ñöông öùng vôùi Vdcmin Ipft (ha lf bridge) = min .13,3 Vdc Po (2-32) 2/ Choïn cô û daây sô c aáp: -Doøng ñ ieän gôøn soùng sô caáp Irm s = Ipft TT /8, Irm s = min .70,2 Vdc Po (2-33) 3/ Choïn cô û daây daãn vaø soá voøng daây thöù c aáp: -Soá vo øng daây thöù ca áp ñöôïc choïn ô û (4.1.) ñe án (4. 3) cho thôøi gian mô û cöïc ñ aïi Tonmax = 0,8T/2 vaø Vdcmi n - 1 ñ öôïc thay baèng 1 2 min  Vdc Vaäy : V1 2 8,0 5,01 2 1 T NP NSVdc                    (2-34) V2 (2-35) - Doøng hieäu du ïng sô ca áp : Irms = Idc D =Idc 4,0 ôû 500 circularmils tre ân do øng hieäu duïng la ø = 500(0,632)Idc Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 34 I rms = 316.Idc -Thieát keá tu ï cb ta coù : Cb = dc TxI ptc 8,0 (2-36) -Vôùi dv : Ño ä tha y ñ oåi aùp töø l uùc daãn ñeán luùc taét cuûa mo ãi transistor. VII. SÔ ÑOÀ CAÀU (FULL - BR ID GE) Sô ño à Full-Bridge -Ca ùc tra nsistor T1 vaø T'2 cuøng da ãn lu aân phie ân vôùi T2 va ø T'1. Moãi ñoâi daãn tro ng thô øi gian DT trong moãi chu ky ø laøm vie äc, ta coù: 0< D<0,5 Vo = 2 SDV n n . 1 2 (2-37) -Chæ tieâu caùc l inh kieän . -Tra nsistor : TTr max Lf DVs ALsf mVsDD Im o 2 .)1(         (2-38) m = 1` 2 n n VTr max = Vs -Dio de D1,D2,D' 1,D'2 : ID trung bình = 2 .).21( oImD (2-39) VDm ax = Vs (8. 4) -Dio de D5 vaø D6 : ID 5b = DIo VD5 max = VD 6max = 2nVD (2 mVD) * Keát luaän: Tro ng caùc loaïi converter trong ño ù co ù Ha lf - Bridge converter coù nhieàu öu ñie åm nhö. - Hieäu suaát cao khoaûng 90% Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 35 - Bie án aùp khoâng söû du ïng ñ aàu ra ôû giöõa vì vaäy loaïi tröø ñöôïc sö ï ma át caân baèng tö ø thoâng. Keát qua û laø loaïi converter naøy ñö ôïc duøng ñeå thieát ke á ca ùc boä nguoàn vô ùi co âng suaát coù theå leân ñe án 1000W - Ñieän aùp cö ïc ñaïi ña ët leân transistor gia ûm ñ i mo ät nöõa so vôùi tröôøng hôïp cuûa Push - Pull converter. Ñieàu na øy da ãn ñ eán giaù thaønh transistor va caùc thaønh phaàn linh kieän lie ân quan cuõng giaûm . Töø nhöõng öu ñieåm ñaõ neâu ô û treân, neân ta choïn thieát keá nguo àn oån aùp xung theo kieåu Hal f - Bridge co nverter Chöông III BIEÁN AÙP XUNG Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 36 I.TOÅN H AO LOÕI VÔÙI TAÀN SOÁ VAØ MAÄT ÑOÄ TÖØ CAÛM. -Haàu heát ca ùc bieán aùp xung söû duïng loõi ferrite .Ferrite s la ø vaät lieäu goám saét töø .Caáu truùc cu ûa noù goàm hoån hôïp oxit sa ét vôùi Mn, keõm oxit.Toån hao doøng ñ ieän xoaùy cuûa noù boû qua khi ñie än trôû sua át raát ca o.To ån hao loõi chu û yeáu do to ån hao töø treå nhöng cuõng khaù thaáp. -Mo ät so á chaát lieäu ñöôïc ño ñ aït sau cho to ån hao loõi laø nhoû ô û taàn so á ca o vaø nhieät ñoä cao. -Yeáu toá chính a ûnh höôûng vieäc choïn löïa chaát lieäu laø ñaëc tính toån hao loõi (thöôøng mW/cm3) ñoái vôùi ta àn soá vaø maät ñ oä töø ca ûm. a-Ñöôøng ñaëc tính töø treå. b-Toån hao loõi ñoái vôùi maät ñoä töø caûm. Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 37 c -Toån hao loõi ñoái v ôùi nhieät ñoä II.HÌNH DAÏNG LOÕI FERRITE -Loõi fe rrite ñ öôïc saûn su aát vôùi kích cô û töông ñoái nhoû. Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 38 -Hình daïng loõi khaùc nhau nhö : Lo iõ hình ch eùn, loõi RM, EE, PQ, UU, UI,EI. -Loõi hình cheùn (hình hoäp) ñö ôïc sö û du ïng ô û mö ùc coâng suaát thaáp hô n 125W -Caùc da ïng loõi khaùc nhau cuûa bieán a ùp coâng suaát . Tabl e :C ore Losses f or V arious C ore Materials at Various Fr equencies and peak Flux Densities at 100oC Fre- Quency Material C or e loss , mW/cm3 for various peak flux densi ties, G Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 39 KH Z 1600 1400 1200 1000 800 600 20 Ferroxcube 3C8 85 60 40 25 15 Ferroxcube 3C85 82 25 18 13 10 Ferroxcube 3F3 28 20 12 9 5 Magnetics Inc - R 20 12 7 5 3 Magnetics Inc - p 40 18 13 8 5 TDK - H7C1 60 40 30 20 10 TDK - H7C4 45 29 18 10 Siemens N27 50 24 50 Ferroxcube 3C8 270 190 130 80 47 22 Ferroxcube 3C85 80 65 40 30 18 9 Ferroxcube 3F3 70 50 30 22 12 5 Magnetics Inc - R 75 55 28 20 11 5 Magnetics Inc - P 147 85 57 40 20 9 TDK - H7C1 160 90 60 45 25 20 TDK - H7C4 100 65 40 28 20 Siemens N27 144 96 100 Ferroxcube 3C8 850 600 400 250 140 65 Ferroxcube 3C85 260 160 100 80 48 30 Ferroxcube 3F3 180 120 70 55 30 14 Magnetics Inc - R 250 150 85 70 35 16 Magnetics Inc - P 340 181 136 96 57 23 TDK - H7C1 500 300 200 140 75 35 TDK - H7C4 300 180 100 70 50 Siemens N27 480 200 Siemens N47 190 200 Ferroxcube 3C8 700 400 190 Ferroxcube 3C85 700 500 350 300 180 75 Ferroxcube 3F3 600 360 250 180 85 40 Magnetics Inc - R 650 450 280 200 100 45 Magnetics Inc - P 850 567 340 227 136 68 TDK - H7C1 1400 900 500 400 200 100 TDK - H7C4 800 500 300 200 100 45 Siemens N27 960 480 Siemens N47 480 500 Ferroxcube 3C85 1800 950 500 Ferroxcube 3F3 1800 1200 900 500 280 Magnetics Inc - R 2200 1300 1100 700 400 Magnetics Inc - P 4500 3200 1800 1100 570 TDK - H7F 100 TDK - H7C4 2800 1800 1200 980 320 1000 Ferroxcube 3C85 200 Ferroxcube 3F3 3500 2500 1200 Magnetics Inc - R 5000 3000 1500 Magnetics Inc - P 6200 Note : dat a are f or bipol ar magnetic cir cuits ( first and third - quadrant oper ation) . For unipolar ( forward conventer , flyback ), divi de by 2 . Table : C ore Type Number for G eometri cally interchangeabl e Cores Ferr oxcube-Phil ips Magnetics TDK Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 40 EE C or es 814E250 41205 813E187 41808 EE19 812E343 812E272 E375 43515 E21 44317 783E608 EE42/ 42/15 783E776 E625 44721 E55 EE55/ 55/21 E75 45724 EC Cor es EC 35 43517 EC 35 EC 41 44119 EC 41 EC 52 45224 EC 52 EC 70 47035 EC 70 ETD C ores ETD29 ETD34 43434 ETD34 ETD39 43939 ETD39 ETD44 44444 ETD44 ETD49 44949 ETD49 Pot Cor es 704 40704 P7/4 905 40905 P9/5 1107 41107 P11/17 1408 41408 P14/8 1811 41811 P14/8 2213 42213 P22/13 2616 42616 P26/16 3019 43019 P30/19 3622 43622 P36/22 4229 44229 P42/29 RM Cores RM4 41110 RM4 RM5 41510 RM5 RM6 41812 RM6 RM7 RM7 RM8 42316 RM8 RM10 42819 RM10 RM12 43723 RM12 RM14 RM14 PQ Cores 42016 PQ 20/ 16 42020 PQ 20/ 20 42626 PQ 26/ 26 42625 PQ 26/ 25 43220 PQ 32/ 20 43230 PQ 32/ 30 III.QUAN HEÄ GIÖÕA COÂNG SUAÁT NGOÕ RA CÖÏC ÑAÏI VÔÙI MAÄT ÑOÄ TÖØ CAÛM, TIEÁT DIEÄN LOÕI, KHUNG VAØ MAÄT ÑO Ä DOØNG ÑIEÄN TRONG CUO ÄN . Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 41 a-S öï lieân heä veà co âng suaát ngoõ r a c uûa boä ñoåi ñieän For ward. -Coâng suaát ngo õ ra ñöôïc dö ïa tre ân nhöõng gia û thieát sau: 1.Hie äu suaát cuûa nguoàn: Bo û qua tieâu taùn töø Vdc ngo õ vaøo ñe án ca ùc ngo õ ra (giaû söû hieäu sua át la ø 80%). 2.Heä soá khe hôû (Space Fa ctor :SP): -SP= 0.4 -Daïng soùng doøng sô ca áp -Daïng soùng doøng Ipft duøng ñe å tính co âng sua át ngoõ ra ño ái vôùi Bm ax, taàn so á, Ae, Ab, Dcma. -Tæ soá Ns/Np ñ eå T0 = 0,8T/2 ôû Vdcmi n Hình soá T aàn soá Ip H eä soá chu kyø Ir ms N Ti eát dieän daây Ñieän trôû daây I2r ms.R P0 A2 F1 Ip 0,4 0,632Ip N A1 R1 I 2 r ms.R P0 A4 2F1 2Ip O, 4 1,264Ip 0,5N 2A1 0,25R1 I 2 r ms.R 2Po -Daïng soùng doøng sô ca áp ôû Vdc min, thôøi gian môû ôû 0.8T/2 -Ta co ù :Po = 0.8Pin = 0.8Vdc mi n.Ipft. T2.0 T8.0 Po = 0.32Vdc mi n.Ipft (3-1) Nhöng gia ù trò hieäu d uïng gô ïn soùng cuûa Ipft,he ä soá chu kyø: 0.4 Irm s = Ipft 4.0 I0 = 1.58.Irms Po = 0.32Vdc mi n(1.58Irms) (3-2) Tö ø ñònh lua ät Fa ra da y:Vp =Np.Ae. TΔ BΔ .10- 8 -Vôùi : Vp:Ñieän a ùp sô caáp ( Vdc) Np: Soá vo øng sô ca áp Ae: Tieát dieän lo õi (cm 2) B: Ñoä thay ñoåi töø ca ûm,G(0 ñ eán Bm ax) T:Thôøi gian(s) Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 42 ÔÛ Vdcmi n, B/T = Bmax/0,4T -Töø (3-2) ta co ù : Po = 8-maxeprms 10x 4.0 f.B.A.N.I.506.0 Po=1.256.Np.Bmax.Ae.f.10 -8.Irm s (3-3) -Ab:Tieát dieän khung qu aán daây (in2) Vieát taét (in =inch ) -Ap:Tieát dieän cuoän daây sô caáp(in2) -As:Tieát dieän cuo än daây thöù caáp(in2) -Ati:Tieát dieän cu ûa moät voøng daây sô caáp(in2) Vôùi SF=0.4 Vaø Ap=A s Ap=0. 2.Ab=Np. At i -Ma ät ñoä doøng :Dcma = rms tcm I A Atc m: La ø tieát dieän daây da ãn sô caáp ño baèng circu rar mils. Irm s = cma tcm D A (3-4) Ta co ù:Tieát dieän 1 in2 = 6-10. 4 π (tieát dieän Circular mils ). Atcm = π 6+10xA4 ti = P 6+ P N.π 10).A.2.0(4 Tö ø (3-4) ta coù: Irms = cmap 6 b D×Nπ 10×A8.0 (3-5) Thay (3-5) vaøo (3 -3) ta co ù: P0 = (1.265Np .Bm ax.Ae.f. 10 - 8) cmap 6 b D×Nπ 10×A8.0 P0 = cma bemax D A.A.f.B.00322.0 Ab(in 2)Ab(c m 2) Neân ta coù: P o = cma bemax D A.A.f.B.0005.0 (3-6) Trong ñ où: P 0 (watt) Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 43 B (gauss) Ab (cm 2) Dcm a (circu lar/rms ampe) Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 44 Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 45 Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 46 b- Söï lieân heä c oâng suaát ngoõ ra cuûa boä ñoåi ñi eän Puss-Pull P0 = 0.8Vdc mi n(0.8Ipft) P0 = 0.64 Vdc m in.Ipft (3-7) Irm s = Ipft 4.0 Hay Ipft = 1.58Irm s P0 = 0.64Vdc m in (1. 58Irms) = 1.01Vdc min. Irms (3-8) Ap = 0.2Ap = 2Np. At i Ati = p b N A1.0 (3-9) Vôùi: Np soá vo øng daây nöûa cuoän sô ca áp. Ab (in 2) Ati (in 2) Dcm a = rms tcm I A (3-10) Vôùi:Atcm tieát dieän daây da ãn (circula r mils) -Doøng ñie än gô ïn soùng treân nö ûa cuoän sô caáp Irm s = cma tcm D A Vôùi Ati = Atcm ( 4 π ).1 0-6 Vaäy Atcm =0.1273. p b N A . 10+6 (3-11) Thay (3-11) vaøo (3-10) ta co ù: Irm s = 0.1273 cmap b DN A .10+6 Thay Irms va øo (3-8) ta coù: Po = 1.01Vdc mi n. 0. 1273 cmap b DN A .10+6 Po = 0.129Vdc min . cmap b DN A .10+6 Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 47 -Töø ñ ònh lua ät Fara da y: Vdc min = TΔ BΔ.A.N ep . 10- 8 -Bieân ñoä ñænh ñænh cuûa töø caûm: 2Bmax ô û 0.4T tai Vdc mi n Po = 0.129(Np.Ae) cmap bmax D.N A . T4.0 B2 .10-2 Po = cma bemax D A.A.f.B00645.0 Vôùi Ab (in 2) = 45.6 A b (cm2) Neân: Po = cma bemax D A.A.f.B001.0 c - Söï lieân heä coâng suaát ng oõ ra cuûa boä ñoåi ñieän H alf-Bridge - Thôøi gian môû cu ûa tra nsistor la ø 2 T8.0 taïi Vdc m in - Hieäu sua át Eff = 80% - Ae,Ab: tieát dieän loõi, khung (cm 2). - Abi: tieát dieän khung (in 2). - Ap: tieát dieän cuo än daây sô ca áp (in 2). SF = 0.4 Dcm a: maät ñoä doøng ñie än. Ati: tieát dieän da ây (in 2). Atcm : tieát dieän da ây (circular mils). Np: soá voøng daây sô caáp. Irm s = Ipft. 8.0 = 0.894Ipft hay Ipft = 1.12Irms Neân Po = 0.8Pi n = 0.8 2 V mindc Iav Vôùi Ati = Atcm. 4 π .10- 6 Vaäy Atcm = 0.255( b bi N A )10+6 (3-13) Irm s = 6+ cmap bi cma tcm 10 D.N A 255.0= D A (3-14) Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp Trang 48 -Tabl e:Maxi mum Avai lable Output Power in F orward Converter Topology Output power in watts at ( Ae, Ab :cm 2; f: Khz) Core Ae Ab Ae.Ab 20Khz 24Khz 48Khz 72Khz 96Khz 150Khz 200Khz 250Khz 300Khz E E Core. F erroxcube-Philips 814E250 O.202 0.171 0. 035 1. 1 1.3 2.7 4. 0 5. 3 8.3 11. 1 13. 8 16. 6 813E187 O.225 0.329 0. 074 2. 4 2.8 5.7 8. 5 11.4 17.8 23. 7 29. 6 0.89 813E343 0.412 0.359 0. 148 4. 7 5.7 11.4 17.0 22.7 35.5 47. 3 59. 2 71. 0 812E250 0.395 0.581 0. 229 7. 3 8.8 17.6 26.4 35.3 55.1 73. 4 91. 8 110.2 782E272 0.577 0.968 0. 559 17.9 21.4 42.9 64.3 85.5 134.0 178.7 223.4 268.1 E375 0.810 1.149 0. 931 29.8 35.7 71.5 107.2 143.0 223.4 297.8 372.3 446.7 E21 1.490 1.213 1. 807 57.8 69.4 138.8 208.2 277.6 433.8 578.4 722.9 867.5 783E608 1.810 1.781 3. 224 103.2 123. 8 247.6 371.4 495.1 773.7 1031.6 1289.4 1547.3 783E776 2.330 1.810 4. 217 135.0 161. 9 323.9 485..8 647.8 1012.2 1349.5 1686.9 2024.3 E625 2.340 1.370 3. 206 102.6 123. 1 246.2 369.3 492.4 769.4 1025.9 1282.3 1538.8 E55 3.530 2.800 9. 884 316.3 379. 5 759.1 1138. 6 1518.2 2372.2 3162.9 3953.6 4744.3 E75 3.380 2.160 7. 301 233.6 280. 4 560.7 841.1 1121.4 1752.2 2336.3 2920.3 3504.4 E C Core ,F erroxcube-Phi lips EC35 0.843 0.968 0. 816 26.1 31.3 62.7 94.0 125.3 195.8 261.1 326.4 391.7 EC41 0.971 1.220 1. 185 37.9 45.5 91.0 136.5 182.0 284.3 379.1 473.3 568.6 EC52 1.800 2.130 3. 834 122.7 147. 2 294.5 441.7 588.9 920.2 1226.9 1533.6 1840.3 ETD C ore, Ferroxcube -Philis EC70 2.790 4.770 13.308 425.9 511. 0 1022.1 1533. 1 2044.2 3194.0 4258.7 5323.3 6388.0 ETD29 0.760 0.903 0. 686 22.0 26.4 52.7 79.1 105.4 164.7 219.6 274.5 329.4 ETD34 0.971 1.220 1. 185 37.9 45.5 91.0 136.5 182.0 284.3 379.1 473.3 568.6 ETD39 1.250 1.740 2. 175 69.6 83.5 167.0 250.6 334.1 322.0 696.0 870.0 1044.0 ETD44 1.740 2.130 3. 706 118.6 142. 3 284.6 427.0 569.3 889.5 1186.0 1482.2 1779.0 ETD49 2.110 2.710 5. 718 183.0 219. 6 439.2 658.7 878.3 1372.3 1829.8 2287.2 2744.7 Pot C ores, F erroxcube-Philips 704 0.070 0.022 0. 002 0. 0 0.1 0.1 0. 2 0. 2 0.4 0.5 0.6 0.7 950 0.101 0.034 0. 003 0. 1 0.1 0.3 0. 4 0. 5 0.8 1.1 1.4 1.6 1107 0.167 0.054 0. 009 0. 3 0.3 0.7 1. 1 1. 4 2.2 2.9 3.6 4.3 Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp Trang 49 -Table: Maxi mum Availabl e Output P ower in F orward Converter Topology (continued) Output power in watts at ( Ae, Ab :cm 2; f: Khz) Core Ae Ab Ae.Ab 20Khz 24Khz 48Khz 72Khz 96Khz 150Khz 200Khz 250Khz 300Khz Pot C ores, F erroxcube-Philips 1408 0.251 0.097 0. 024 0. 8 0.9 1.9 2. 8 3. 7 5.8 7.8 9.7 11. 7 1811 0.433 0.187 0. 081 2. 6 3.1 6.2 9. 3 12.4 19.4 25. 9 32. 4 38. 9 2213 0.635 0.297 0. 189 6. 0 7.2 14.5 21.7 29.0 45.3 60. 4 75. 4 90. 5 2616 0.948 0.407 0. 386 12.3 14.8 29.6 44.4 59.3 92.6 123.5 154.3 185.2 3019 1.380 0.587 0. 810 25.9 31.1 62.2 93.3 124.4 194.4 259.2 324.0 388.8 3622 2.020 0.774 1. 563 50.0 60.0 120.1 180.1 240.2 375.2 500.3 625.4 750.5 4229 2.660 1.400 3. 724 119.2 143. 0 286.0 429.0 572.0 893.8 1191.6 1489.6 1787.5 RM Cores, F erroxcube-Phi lips RM5 0.250 0.095 0. 024 0. 8 0.9 1.8 2. 7 3. 6 5.7 7.6 9.5 11. 4 RM6 0.370 0.155 0. 057 1. 8 2.2 4.4 6. 6 8. 8 13.8 18. 4 22. 9 27. 5 RM8 0.630 0.310 0. 195 6. 2 7.5 15.0 22.5 30.0 46.9 62. 5 78. 1 93. 7 RM10 0.970 0.426 0. 413 13.2 15.9 31.7 47.6 63.5 99.2 132.2 165.3 198.3 RM12 1.460 0.774 1. 130 36.2 43.4 86.8 130.2 173.6 271.2 361.6 452.0 542.4 RM14 1.980 1.100 2. 187 69.7 83.6 167.3 250.9 334.5 522.7 697.0 871.2 1045.4 P Q Cores, Magnetics, Inc. 42016 0.620 0.256 0. 159 5. 1 6.1 12.2 18.3 24.4 38.1 50. 8 63. 5 76. 2 42020 0.620 0.384 0. 238 7. 6 9.1 18.3 27.4 38.1 50.8 63. 5 95. 2 114.3 42620 1.190 0.322 0. 383 12.3 14.7 29.4 44.1 58.9 92.0 122.6 153.3 183.9 42625 1.180 0.502 0. 592 19.0 22.7 45.5 68.2 91.0 142.2 189.6 236.9 284.3 43220 1.700 0.470 0. 799 25.6 30.7 61.4 92.0 122.7 191.8 255.7 319.6 383.5 43230 1.610 0.994 1. 600 51. 2 61.5 122.9 184.4 245.8 384.1 512.1 640.1 768.2 43535 1.960 1.590 3. 116 99.7 119. 7 239.3 359.0 478.7 747.9 997.2 1246.6 1495.9 44040 2.010 2.4905.005 160.2 192. 2 384.4 576.6 768.8 1201.2 1601.6 2002.0 2402.4 -Tabl e:Maxi mum Avai lable Output Power in Half- or Full-Bri dge Converter Topology Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp Trang 50 Output power in watts at ( Ae, Ab :cm 2; f: Khz) Core Ae Ab Ae.Ab 20Khz 24Khz 48Khz 72Khz 96Khz 150Khz 200Khz 250Khz 300Khz E E Core. F erroxcube-Philips 814E250 O.202 0.171 0. 035 3. 1 3.7 7.4 11.2 14.9 23.2 30. 9 38. 7 46. 4 813E187 O.225 0.329 0. 074 6. 6 8.0 15.9 23.9 31.8 49.7 66. 3 82. 9 99. 5 813E343 0.412 0.359 0. 148 13.3 16.0 31.8 47.8 63.6 99.4 132.5 165.7 198.8 812E250 0.395 0.581 0. 229 20.6 24.8 49.3 74.1 98.7 154.2 205.6 257.0 308.4 782E272 0.577 0.968 0. 559 50.0 60.3 120.1 180.4 240.2 375.3 500.4 625.6 750.7 E375 0.810 1.149 0. 931 83.4 100. 5 200.1 300.6 400.2 625.4 833.9 1042.4 1250.8 E21 1.490 1.213 1. 807 161.9 195. 2 388.6 583.8 777.2 1214.6 1619.4 2024.3 2429.1 783E608 1.810 1.781 3. 224 288.8 348. 1 693.1 1041. 2 1386.2 2166.2 2888.4 3610.4 4332.5 783E776 2.330 1.810 4. 217 377.9 455. 5 906.7 1362. 2 1813.4 2834.0 3778.7 4723.4 5668.1 E625 2.340 1.370 3. 206 287.2 346. 2 689.2 1035. 5 1378.5 2154.3 2872.4 3590.5 4308.6 E55 3.530 2.800 9. 884 885.6 1067.5 2125.1 3192. 5 4250.1 6642.0 8856.1 11070. 1 13284. 1 E75 3.380 2.160 7. 301 654.2 778. 5 1569.7 2358. 2 3139.3 4906.1 6541.5 8176.9 9812.3 E C Core ,F erroxcube-Phi lips EC35 0.843 0.968 0. 816 73.1 88.1 175.4 263.6 350.9 548.4 731.2 913.9 1096.7 EC41 0.971 1.220 1. 185 146.4 176. 4 351.2 527.6 702.4 1097.7 1463.6 1829.5 2195.4 EC52 1.800 2.130 3. 834 343.5 414. 1 824.3 1238. 4 1648.6 2576.4 3435.3 4294.1 5152.9 ETD C ore, Ferroxcube -Philis EC70 2.790 4.770 13.308 1192. 4 1437.3 2861.3 4298. 6 5722.6 8943.2 11924. 2 14905. 3 17886. 4 ETD29 0.760 0.903 0. 686 61.5 74.1 147.6 221.7 295.1 461.2 614.9 768.6 922.4 ETD34 0.971 1.220 1. 185 106.1 127. 9 254.7 382.6 509.4 796.1 1061.4 1326.8 1592.1 ETD39 1.250 1.740 2. 175 194.9 234. 9 467.6 702.5 935.3 146.6 1948.8 2436.0 2923.2 ETD44 1.740 2.130 3. 706 332.1 400. 3 796.8 1197. 1 1593.7 2490.6 3320.8 4150.9 4981.1 ETD49 2.110 2.710 5. 718 183.0 219. 6 439.2 658.7 878.3 1372.3 1829.8 2287.2 2744.7 Pot C ores, F erroxcube-Philips 704 0.070 0.022 0. 002 0. 1 0.2 0.3 0. 5 0. 7 1.0 1.4 1.7 2.1 950 0.101 0.034 0. 003 0. 3 0.4 0.7 1. 1 1. 5 2.3 3.1 3.8 4.6 1107 0.167 0.054 0. 009 0. 8 1.0 1.9 2. 9 3. 9 6.1 8.1 10. 1 12. 1 -Table: Maxi mum Availabl e Output P ower in Half- or Full-Bridge Converter Topology (continued) Output power i n watt s at ( Ae, Ab :cm 2; f: Khz) Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp Trang 51 Core Ae Ab Ae.Ab 20Khz 24Khz 48Khz 72Khz 96Khz 150Khz 200Khz 250Khz 300Khz Pot C ores, F erroxcube-Philips 1408 0.251 0.097 0. 024 2. 2 2.6 5.2 7. 8 10.4 16.3 21. 8 27. 2 32. 7 1811 0.433 0.187 0. 081 7. 3 8.7 17.4 26.2 34.8 54.4 72. 6 90. 7 108.8 2213 0.635 0.297 0. 189 16.9 20.4 40.5 60.9 81.1 126.7 169.0 211.2 253.5 2616 0.948 0.407 0. 386 34.6 41.7 83.0 124.6 165.9 259.3 345.7 432.1 518.6 3019 1.380 0.587 0. 810 72.6 87.5 174.2 261.6 348.3 544.4 725.8 907.2 1088.7 3622 2.020 0.774 1. 563 140.1 158. 9 336.1 505.0 672.3 1050.7 1400.9 1751.1 2101.3 4229 2.660 1.400 3. 724 333.7 402. 2 800.7 1202. 9 1601.3 2502.5 3336.7 4170.9 5005.1 RM Cores, F erroxcube-Phi lips RM5 0.250 0.095 0. 024 2. 1 2.6 5.1 7. 7 10.2 16.0 21. 3 26. 6 31. 9 RM6 0.370 0.155 0. 057 5. 1 6.2 12.3 18.5 24.7 38.5 51. 4 64. 2 77. 1 RM8 0.630 0.310 0. 195 17.5 21.1 42.0 63.1 84.0 131.2 175.0 218.7 262.5 RM10 0.970 0.426 0. 413 37.0 44.6 88.8 133.5 177.7 277.7 370.2 462.8 555.4 RM12 1.460 0.774 1. 130 101.3 122. 0 243.0 365.0 485.9 759.4 1012.5 1265.6 1518.8 RM14 1.980 1.100 2. 187 195.1 235. 2 468.3 703.5 936.5 1463.6 1951.5 2439.4 2927.2 P Q Cores, Magnetics, Inc. 42016 0.620 0.256 0. 159 14.2 17.1 34.1 51.3 68.2 106.7 142.2 177.8 213.3 42020 0.620 0.384 0. 238 21.3 35.7 51.2 76.9 102.4 160.0 213.3 266.6 320.0 42620 1.190 0.322 0. 383 34.3 41.4 82.4 123.8 164.8 257.5 343.3 429.2 515.0 42625 1.180 0.502 0. 592 53.1 64.0 127.4 191.3 254.7 398.1 530.8 663.4 796.1 43220 1.700 0.470 0. 799 71.6 86.3 171.8 258.1 343.6 536.9 715.9 894.9 1073.9 43230 1.610 0.994 1. 600 143.4 172. 8 344.1 516.9 688.1 1075.4 1433.9 1792.4 2150.9 43535 1.960 1.590 3. 116 279.2 336. 6 670.0 1006. 6 1340.1 2094.2 2792.3 3490.4 1488.4 44040 2.010 2.490 5. 005 448.4 540. 5 1076.1 1616. 6 2152.1 3363.3 4484.4 5605.5 6726.6 Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 53 Neân Po = 0.0913 6+ cmap bimindc 10. D.N A.V (3-15) Tö ø ñònh lua ät Fa ra da y: Vp m in = 8 ep mindc 10. TΔ BΔ A.N= 2 V Vôùi B = 2Bmax , T = 0.4T Neân Vdc m in = 10Np. f. Ae.Bm ax.10 - 8 Thay Vdc min vaøo (3-15) ta coù: Po = cma biemax D A.A.f.B00913.0 Po = cma bemax D A.A.f.B0014.0 (3-16) IV . SÖÏ GIA TAÊNG NHIEÄT ÑOÄ CUÛA BIEÁN AÙP -Nhie ät ñoä cuûa bieán a ùp taêng ca o hôn nhieät ñ oä cu ûa mo âi tröôøng laø do phuï thuoäc vaøo toån hao loõi, toån hao doøng vaø beà ma ët taûn nhieät cuûa bieán a ùp. Khoâng khí thoåi qua bieán aùp coù t heå la øm giaûm söï gia ta êng nhieät ñoä ñ aùng ke å. -Ñe å tính toaùn söï gia ta êng nhieät ñ oä ngöôøi ta dö ïa vaøo mo ät so á ñöô øng ñaët tính kinh nghieäm cuûa ñie än trô û nhieät treân tieát dieän beà maët taûn nhieät. -Ñieän trôû nhieät Rt -Söï gia taêng nhieät ño ä: dT -Toån hao coâng su aát: P dT = P.Rt - Ñöô øng ñ aëc tính ñieän trôû nhieät cuûa boä ta ûn nhieät ñ oái vôùi toång dieän tích beà maët ñ öôïc minh hoaï ôû hình sau : Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 54 PHAÀN B PHAÀN THIEÁT KEÁ I.SÔ ÑOÀ KHOÁI CUÛA BOÄ NGUOÀN: Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 55 -KH OÁI CH ÆNH LÖU CAÀU VAØ LOÏC: Du øng ñe å bieán ñoåi ñie än xoay chie àu thaønh ñie än naêng mo ät chie àu vaø laøm pha úng ñieän aùp hay doøng ñ ieän moät chie àu ôû ngoû ra chænh löu . CHÆNH LÖU CAÀU VAØ LOÏC DAÏO Ñ OÄNG SOÙNG VUO ÂNG BAÛO VEÄ QUAÙ AÙP BAÛO VEÄ QUAÙ DOØNG CHÆNH LÖU VAØ LOÏC CHÆ NH LÖU VAØ LOÏC CHÆ NH LÖU VAØ LO ÏC -15V/3 A +15V/3A 5V/10A BIEÁN AÙP XUNG 110-220VAC Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 56 -DAO ÑOÄNG SOÙNG VUOÂNG : Duøng ñ eå bieán ñ oåi ñie än aùp DC thaønh ñ ieän a ùp AC taàn soá cao. -BI EÁN AÙP XUNG: Du øng ñ eå ca ûm öùng ñie än aùp AC sô caáp san g thöù ca áp theo tæ soá do øng daây giö õa cuoän sô caáp vaø caùc cu oän daây thöù ca áp. -CHÆNH LÖU VAØ LOÏC: Chænh löu ñieän aùp xoa y chieàu ta àn so á cao ra ñ ieän a ùp moät chieàu va ø ñö ôïc loïc pha úng ñeå ta ïo ra ca ùc möùc ñieän aùp ngoõ ra. -KH OÁI BAÛO VEÄ QUAÙ DOØNG: Du øng ñe å taét boä dao ñ oäng khi coù hieän töôïng quaù doøng. -KH OÁI BAÛO VEÄ QUAÙ AÙP : Du øng ñ eå taét da o ño äng khi co ù hieän töôïng quaù aùp II.TÍNH TOAÙN , THIEÁT K EÁ BI EÁN AÙP XUNG : -Yeâu caàu thieát ke á : -Coâng suaát ra : P out = 5.10 + ( 15.3 )2=140W -Nhö vaäy coâng su aát ra cu ûa boä nguoàn laø 140W .Tra baûng ta choïn ta àn soá dao ñoäng f=62KHz -Töø nhöõng pha ân tích ôû chöông II , ta ñaõ choïn Ha lf-Bridge converter ñ eå thieát keá nguoàn oån aùp xung. 1.Coâng suaát v aøo: Pi n =Pout / e ff vô ùi eff laø hieäu su aát -Giaû söû hieäu su aát cuûa boä nguoàn la ø 80%. Pi n=140 / 0,8= 175 W 2.Ñieän theá naén ng oõ vaøo : Khi ngu oàn xoay chieàu ngoõ va øo la ø :  110V:Thì maïch ho aït ñ oäng nhö maïch nhaân ñoâi ñ ieän aùp -Nöûa chu kyø ñaàu :Ñieän aùp ñ ænh do tuï C1 naïp VP =1,41 .110 -1=154V ( 94/1 ) -Nöûa chu kyø sau : Tuï C2 cuõng naïp vôùi möùc VP -Vaäy ô û caû mo ät chu kyø: Vdc=Vc1+Vc2=154+154=308V ( 94/1 )  220V:Ñieän aùp DC chænh löu ñ ænh :Vdc=(1,41. 220)-2=308V 3.Tính toaùn soá doøng daây sô c aáp : Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 57 Ta coù dB.Ae 10 . 1)(0.8T/2)- 2/Vdc( =N 8 p (2.7/1) Vôùi T=1/f. vô ùi f=62 KHz Ae=1,11 cm2 :tie át dieän loõi -Choïn dB=1600 Gau sse 3 8 p 10.62.1600.11,1 10 . 1)(0.8T/2)- 2/308( =N = 55,57 vo øng -Choïn NP= 56 voøng 4.Giaù tr ò doøng ñieän: -Doøng san baèng ñænh: Ipft(half-bridge ) = Vdc Po13,3 (3.1/1) Ipft(half-bridge ) = 43.1= 308 140.13,3 -Doøng ñie än gô ïn soùng sô caáp: Irm s(p) = = 308 140.79,2 Irms(p) = 1. 27A 5.Tieát dieän daây sô ca áp: Ta coù : At cm= Vdc Po.1395 (3.3/1) Vôùi Atcm laø tieát dieän daây (circula r mils) (1 in2 =  /4. 10- 6 circular mils) Atcm = 308 140.1395 = 634 (circular mils) Ati = At cm ( /4) 10 -6 (258/1) Abi = 6- ptcm 10.255,0 N.A (7.15/1) Vôùi Ati : tieát dieän da ây (in 2) Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 58 Abi : tieát dieän khung (in 2) Vaäy: Abi = 610.255,0 56.634 = 0,14 ( in2) A ti = Np A.2,0 bi (7.14/1) At = At i . 6,45 .16 ( cm 2 ) ( 1 inch = 2,54 cm ) At = 0,0033 cm 2 = 0,33 mm2 Ma ø At =  d 2/4 Vaäy ñöô øng kính da ây sô caáp d = 0, 65 mm 6.Soá doøng d aây thö ù caáp: V(5) = [ T 2.T 1]- N N 1)- 2 V ( on p S5dc (2.2/1) vôùi N5S: soá doøng daây thöù caáp (5v) Ton = 0,8T / 2 V(5) = (( 56 N 1)- 2 308 5S – 1) . 0, 8 = 2,7 voøng Choïn N5S = 3 voøng V(15) = (( 2 Vdc – 1) p S5 N N – 1) . 2Ton / T Vôùi N15S : soá voøng da ây thö ù caáp ( 15v ) N15S = 7, 3 voøng Choïn N15S = 8 voøng Ta coù doøng ñ ieän gôïn so ùng thöù caáp : Is( rms) = 0,632 . Idc Idc : doøng moät chieàu ngoõ ra +5V/10A Is( rms) = 0,632 . 10 = 6,32 A 7.Tieát dieän daây thöù caáp: Tieát dieän da ây thöù caáp : As cm =316. I+ 5V/10A : vôùi Ascm (circula r mils) Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 59 Ascm = 316 . 10 = 3160 Tieát dieän da ây tính baèng in2 Asi = 3160 .  /4 . 10 - 6 = 0,00248 in2 Tieát dieän da ây tính baèng cm2 Asc = Asi . 6,45 . 10 = 0,0159 cm 2 Tieát dieän da ây tính baèng mm2 Asm = 1,59 mm 2 Ma ø As m =  d 2/4 =>d = 1,4 mm Vaäy ñöô øng kính da ây thöù caáp (5V/10A) : d = 1,4 mm 15V/3A : Ta coù Is(rm s) = 0,632 . 3 = 1,896 A Ascm = 316 . 3 = 948 Tieát dieän da ây tính baèng in2 Asci = 948 . ( /4) . 10 -6 = 0,000744 i n2 Tieát dieän da ây tính baèng cm2 Asc = Asi . 645.16 = 0, 00479 cm 2 Tieát dieän da ây tính baèng mm2 Asm = 0,479 mm 2 Ñuo øng kíng daây d = 0, 78 mm 8.Tieát dieän khung quaán daây : Abi = 0,14 in 2 => Abi = 0,14 . 6,4516 = 0,9 cm 2 III.THIEÁT KEÁ BOÄ LO ÏC NGOÛ RA ; A-5V/10A : -Cuoän loïc ngoû r a(Lo) Lo = 0,5.V0 . T / I0 Vôùi V0 = Vdc . ÔÛ ngoû ra : Vo = 5V T = 1/f ; f = 62 KHz Ion = Idc = 10 A 0,5 . 5 => Lo = = 4 H Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 60 10 . 62 . 103 -Tuï loïc ngoû r a (Co) Ta coù : dI = 2 . Idc min Vôùi Idc mi n = 1/10 . Idc Bieân ño ä doøng ñieän ñ ænh ñænh gô ïn soùng cuûa cuo än daây : dI = 2 A Ñieän aùp goän so ùng ñænh ñænh Vr = Ro . dI Ro : Ñieän trô û töô ng ñöông Ro thöôøngng ra át nhoû, choïn Ro = 0,05 Vr = 0,05 . 2 = 0, 1 V Co = 80 . 16-6 . dI / Vr = 1600 F B- 15 V / 3A : Cuo än loïc ngoû ra : Lo 0,5 . Vo . T 0,5 . 15 Lo = = = 40 H Io 3 . 62 . 103 Vôùi Ion = Idc = 3A T = 1/f ; f = 62 KHz Tu ï loïc ngo û ra Co : Ta coù dI = 2 . Idc m in Vôùi Idc mi n = Idc/10 dI = 0, 6 A Ñieän aùp gôïn so ùng ñænh : Vr = Ro . dI Choïn Ro = 0,05  : Ñie än trôû t uong ñ uong Vr = 0,05 . 0,6 = 0,03 V 80 . 10-6 . di 80 . 10- 6 . 0, 6 Co = = = 1600 F Vr 0,03 Choïn C = 1600 F Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 61 IV. THIEÁT KEÁ MAÏCH NAÉN LOÏC N GOÛ VAØO : 1.CAÀU DIODE : Ma ïch naén loïc ngoõ vaøo ñ uôïc thieát ke á theo maïch nhö h ình veõ Ñieän aùp ngu oàn löôùi ñaët tröïc tie áp va øo caàu naén neân 4 diode phaûi chòu ñie än a ùp ngöôïc cao. Trò soá ñænh cuûa ñieän a ùp la ø : V p = 220 . 1,414 = 311 V Trò soá ñænh cuûa ñieän a ùp nguo ïc ñaët le ân moãi diode laø : Vi n = 311 . 1,57 = 448 V Neáu döï trö õ theâm 10% thì ta caàn cho ïn caùc diode chòu ñ uoïc aùp ngu ôïc cho pheùp laø 6 00 V. Tö ø nhaän xeùt treân ta thaáy Diode 1N4007 la ø thích hôïp, vì noù co ù ñ ieän a ùp nguôïc Vin = 1000V Doøng ñie än baûo hoøa ngu oïc Is = 5 A Doøng ñie än thuaän cö ïc ñaïi IF max = 1 A Diode 1N4007 la ø loaïi diode thoâng duïng, coù nhieàu tre ân thò tröô øng, giaù kinh teá. Neân ta choïn caàu Dio de laø 1N4007. 2.Tuï loïc : Vì ña ây laø maïch o ån aùp xung , neân ñ ieän a ùp ngoõ ra ñöô ïc loïc ôû ngoõ ra , neân vaán ñ eà lo ïc ngoõ vaøo coù ñ oä gôïn soùng cao va ø coù theå leân ñ eán 25 – 40 %. ta coù : 1  = 2 3 f R C vôùi  : ño ä gôïn soùng ( % ) 1 C = = 192,45  F 2 3fRC vôùi  = 30 % , f = 50 Hz , R = 100 K Thöïc teá ta choïn C = 220 F V.MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN : Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 62 Ma ïch ñ ieàu khieån ñoä ro äng xung vôùi taàn soá co á ñ ònh ñ uoïc xaây döïng ñeå thöïc hieän vieäc ñie àu khieån trong boä ngu oàn switching. Noù ñuo ïc thie át keá theo töøng khoái rôøi ha y ñöôïcc tích hô ïp trong caùc IC . Neáu thieát keá theo töøng khoái rôøi thì boä nguoàn seõ phöùc taïp, ñ oä chính xaùc khoâng cao ,dieän tích chieám choå lôùn . Vì vaäy ta choïn IC ñ eå khaéc phuïc caùc nhöôïc ñ ieåm treân. Coù nhieàu loaïi IC ñieàu khieån ño ä ro äng xung nhö :SG 1524,UC 1846, TL 494, TL 495....Nhöng TL 494 coù nhieàu treân thò tröôøng, giaù thaønh reû, neân ta cho ïn IC TL 494. Moâ taû IC TL 494 : IC TL 494 bao go àm boä dao ñoäng raêng cöa tuye án tính vôùi taàn soá ñö ôïc xaùc ñ ònh bôûi 2 tha ønh pha àn beân ngoaøi la ø RT vaø CT Ta àn soá dao ñ oäng : f = 1,1 / ( RT . CT ) Ngo û ra cu ûa ma ïch ñieàu cheá ñoä ro äng xung ñöô ïc thöïc hieän bôûi söï so saùnh soùng raêng cöa vôùi 2 tín hieäu ñieàu khieån ñ öa ñeán coång NOR vaø sau ñoù suaát ra 2 tra nsistor Q1 vaø Q2 .Tín hieäu suaát ra ñe án Q1,Q2 chæ xaûy ra khi tín hieäu raêng cöa lôùn hôn so vôùi 2 tín hieäu va øo . Vì theá vieäc taêng bieân ño ä tín hieäu ñ ieàu khieån seõ laøm giaûm ñ oä ro äng xung ra ( xin tham khaûo sô ñoà veõ da ïng soùng cuûa IC TL494 ) Tín hieäu ñieàu khieån 1 beân ngoaøi ñöa vaøo ñ uoïc cung ca áp cho ma ïch dead- time .Tín hieäu ñie àu khieån 2 ñöô ïc ñöa vaøo maïch khueách ña ïi sai leäch hoaëc ngoû vaøo fe edback . Ma ïch so saùnh ñie àu khieån ñoä roäng xung seõ so sa ùnh ñ ieän a ùp ñöa töø beân ngoaøi vaøo ñeå cho ra 1 xung coù ñoä roäng xung tuøy thuoäc vaøo ñieän theá ngoû vaøo.Thôøi gia n hoaït ñoäng cu ûa xung tuøy thuoäc vaøo thôøi gian dea d-time vaø ñ oä roäng xung cu ûa maïch so sa ùnh PWM. IC TL 494 co ù 1 ñie än theá o ån aùp beân tro ng la ø 5V vôùi doøng la ø 10 mA vaø ñ öôïc ñöa ra chaân so á 14 ñeå laøm ñ ieän aùp chuaån Nhö ñaõ noùi ôû tre ân taàn so á dao ñoäng ñöôïc ñònh bôûi RT vaø CT ,thöïc teá tre ân maïch la ø C36 vaø R36 va ø fosc = 62 KHz Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 63 Ta coù fosc = 36C.36R 1 = 62 KHz Choïn R36 = 18 K Thay caùc giaù trò vaøo ta ñuoïc C36 = 958 pF = 1000 pF Doøng IC 494 la ø 10 mA vaø aùp cuûa noù cung ca áp cho maïch laø 5V R42 = 5/10 = 0, 5 K Choïn R42 = 1K Q3 ( C 9 45 ) va ø Q4 ( C 945 ) laø 2 transisto r ôû taàng driver : C 9 45 coù ñ aëc tính ky õ thuaät sau : BVCBO = 70 V BVCE O = 70 V BVE BO = 4 V Tính R18 ,ta coù : R18 VBQ4 = Vcc R17 + R18 Khi Q4 daån ,ta co ù VBQ4 = 0,6 V , Vcc = 5 V Choïn R18 = 1 K Thay caùc gia ù trò tre ân va øo coâng thöùc ta ñuoïc R17 = 4,2 K Choïn R17 = 3,9 K Baèng caùch duøng 2 co âng thöùc treân aùp duïng cho Q3 vôùi 2 ñieän trôû phaân cöïc la ø R21 vaø R1 9 ( cho ïn R21 = 3,9 K ) ta co ù : R19 = 1,2 K Thöïc t eá choïn R19 = 1,5 K Aùp duïng cho Q6 ta cuõng ñuo ïc keát quaû R39 = 39 K R40 = 1 K Thoâng so á kyõ thuaät cuûa tra nsistro A 733 ( Q5 ) BVCBO = 100 BVCE O = 80 Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 64 BVE BO = 5 Ic ma x = 0,5 A P = 0,5 W ,  =120 -ÔÛ cheá ño ä Q5 ba ét ña àu da ån thì do øng Ic = 0,12 mA neân ta cuõng coù IBQ 5 = Ic /  = 1 mA Neân R41 = ( 5-VBEQ 1 ) / IBQ 1 Vôùi VBEQ 1 = 0,2 V =>IBQ1 = 1 mA -Thay caùc gia ù trò vaøo ta ñö ôïc : R4 1 = 4,8 K -Thöïc te á choïn R41 = 4,7 K -Tính tuï lieân laïc C5: Ta coù : Ipft . 0, 8 T/2 Ipft . 0,8 .T/2 C5 = = dV 10 % . VCQ1 Vôùi Ipft = 1,42 A ( tính toaùn ô û phaàn ñaàu ) VCQ 1 = 150 V => C5 = 0,6 F Choïn C5 = 1 F VI. TRA NSISTOR NGAÉT DAÃN : Vì ña ây la ø cheá ño ä Ha lf-Bridge converter neân ñieän aùp ngu oïc C-E laø : VBCE = 220 . 1,414 . 1,21 = 376,5 V Trong ñ où 1,21 la ø heä soá döï phoøng ,neân ta choïn tra nsistor coù ñieän a ùp nguoïc naèm trong khoaûng naøy . Theo lyù luaän treân ta choïn tra nsistor C 4242 vì caùc thoâng soá cu ûa C 4242 ñ aùp ö ùng ñöô ïc yeâu caàu treân Thoâng so á kyõ thuaät cuûa C 4242 la ø : VCBO = 700 V VEBO = 9 V VCEO = 4000 V I = 2 A Heä soá  = 20 Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 65 Bình thöôøng khi Q1 chöa da ãn thì noù ñ aõ coù 1 ñ ieän theá moài töø 0, 2 ñe án 0,4 V ñ eå chæ caàn kích mo ät ñieän theá nho û töông ö ùng la ø 0,4 V hay 0,2 V laø transisitor se õ daãn . Bình t höôøng doøng taïi cöïc B cu ûa Q1 ô û cheá ño ä mo ài na øy raát nhoû , khoaûng vaøi micro A neân ñe å doøng ch ính qua R6 phaân cöïc cho Q1 thì doøng qua noù phaûi lôùn gaáp nhieàu laàn so vôùi 0, 2 A . Ña ây chính laø doøng phaân cö ïc cho Q1 IBQ1 = 0,2 . 100 = 0,2 mA Luùc na øy : R6 = UBEQ 1/IBQ1 = 0.6 / 0.2 = 3 K Thöïc t eá choïn R6 = 2,7 K Tính R9 : Ta coù VCQ 2 . R9 VBQ2 = R7 + R9 Choïn R7 = 330 K , UBQ2 = 0,6 V Thay caùc soá va øo coâng thöùc t a ñuoïc R9 = 2,1 K Thöïc t eá choïn R9 = 2,7 K Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 66 SÔ ÑOÀ NGUYEÂN LYÙ Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát n gh ieäp Trang 67 -NGUYEÂN LY Ù HOAÏT ÑOÄNG CU ÛA BO Ä NGUOÀN O ÅN AÙP XUNG 5V /10A,  15V /3A : --Khi cung caáp nguo àn ñie än AC vaøo , ngu oàn ñieän vaøo ñö ôïc D5 naén vaø ta ïo ñ ieän a ùp mo ài thoâng qua R4, ñ eán cöïc B cuûa Q1( C4242) laø m Q1 daãn taïo moät ñ ieän theá ca ûm öùng qua cu oän thöù ca áp cuûa bieán a ùp xung nhôø D14 naén vaø tuï loïc C19 loïc taïo thaønh ñieän aùp ñ öa ñöa vaøo cha ân so á 12 cuûa IC TL494 vaø laøm cho IC494 ± dao ñ oäng vaø ñöa ñieän aùp dao ño äng cho Q3 ( C945) kích thích dao ñ oäng cho Q1 vaø Q2. -Nhôø xung Dea d-Time Q2 daãn la øm cho ñie än theá thöù caáp cuûa bieán a ùp xung ra cao . -IC TL494 laø IC ñ ieàu khieån ñ oä roäng xung .Nguye ân lyù ñie àu roäng xung cuûa noù ñöôïc gia ûi thích nhö sau: +Chaân soá 2 ñö ôïc cu ng ca áp ñie än a ùp VREF =2,5V. +Chaân soá 1 ñö a ñ ieän aùp doø sai laáy töø Vout ra . +Chaân soá 4 ñöôïc aùp vaøo ñieän theá ñeå khoáng cheáthôøi gian Dead – Times khoa ûng 0,4V . -Ñieän a ùp ngoõ ra phaûn hoài veà so saùn h vôùi ñie än aùp chuaån . Ne áu co ù sö ï sa i leäch thì tín hieäu ngoõ ra boä khueách ña ïi sa i leäch seõ ñie àu khieån ño ä ro äng xung ôû ngoõ ra chaân 9 vaø chaân 10 cuûa IC TL494 .Tín hieäu ô û ngo õ ra 2 chaân naøy pha ûn hoài veà kích cho Q3 vaø Q4 daãn hay nga ét ñe å ñie àu khieån thôøi gian Ton cu ûa 2 Tra nsistor giao hoa ùn Q1 vaø Q2.  Maïch baûo veä quaù doøng vaø qua ù aùp:  Baûo veä qua ù doøng : Vì moät ly ù do naøo ñoù maø doøng ñie än ngoõ ra taêng leân ño ät ngoät ( ca o hôn doøng ñieän ñònh mö ùc ).Doøng naøy qua ñieän trô û 1K ,vaø laøm phaân cöïc ñieän aùp D5 .Luùc na øy xuaát h ieän ñ ieän aùp phaân cöïc cho Q6  laøm Q6 daãn  Q5 daãn ta ïo ra moät ñ ieän theá 5V taïi cha ân 4 cuûa IC 494 .nhìn vaøo caáu taïo beân tro ng cu ûa IC ,ta thaáy chaân 4 cuûa noù la ø 5V ñie àu na øy coù nghóa laø ngoõ ra maïch so saùnh De ad Times la ø 5V (töông ñöông möùc 1 ) luùc naøy se õ khoâng coù dao ñoäng ngoõ ra  Maïch tö ï cuùp la ïi khoâng hoa ït ño äng.  Baûo veä quaù aùp: Vì moät lyù do naøo ñ où ñieän aùp ngoõ vaøo taêng ca o hôn giaù tri ñònh möùc .Thì ñ ieän a ùp p hía thöù caáp cuõng t aêng ca o v aø laø m phaân cöc D6 ,lu ùc naøy cuõng xuaát hieän ñieän aùp phaân cöïc cho Q6 .Baèng caùch lyù lua än töông töï nhö phaàn baûo veä quaù doøng Maïch töï cu ùp laïi (kho âng hoaït ñoäng nöõa).

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfĐề Tài - Tính toán và thiết kế bộ nguồn ổn áp xung.pdf
Luận văn liên quan