Xem mẫu
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
-Table:Maximum Available Output Power in Half- or Full-Bridge Converter Topology (continued)
Output power in watts at ( Ae, Ab :cm2; f: Khz)
Core Ae Ab Ae.Ab 20Khz 24Khz 48Khz 72Khz 96Khz 150Khz 200Khz 250Khz 300Khz
Pot Cores, Ferroxcube-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, Ferroxcube-Philips
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
PQ 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
Trang 51
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
Vdc min .A bi
.10 +6
Neân Po = 0.0913 (3-15)
N p .D cma
Vdc min ΔB 8
Töø ñònh luaät Faraday: Vp min = = N p .A e .10
2 ΔT
Vôùi B = 2Bmax , T = 0.4T
Vdc min = 10Np.f.Ae.Bmax.10-8
Neân
Thay Vdc min vaøo (3-15) ta coù:
0.00913B max .f .A e .A bi
Po =
D cma
0.0014 Bmax .f .A e .A b
Po = (3-16)
D cma
IV. SÖÏ GIA TAÊNG NHIEÄT ÑOÄ CUÛA BIEÁN AÙP
-Nhieät ñoä cuûa bieán aùp taêng cao hôn nhieät ñoä cuûa moâi tröôøng laø do phuï
thuoäc vaøo toån hao loõi, toån hao doøng vaø beà maët taûn nhieät cuûa bieán aùp. Khoâng
khí thoåi qua bieán aùp coù theå laøm giaûm söï gia taêng nhieät ñoä ñaùng keå.
-Ñeå tính toaùn söï gia taêng nhieät ñoä ngöôøi ta döïa vaøo moät soá ñöôøng ñaët tính
kinh nghieäm cuûa ñieän trôû nhieät treân tieát dieän beà maët taûn nhieät.
-Ñieän trôû nhieät Rt
-Söï gia taêng nhieät ñoä: dT
-Toån hao coâng suaát: P
dT = P.Rt
- Ñöôøng ñaëc tính ñieän trôû nhieät cuûa boä taûn nhieät ñoái vôùi toång dieän tích beà
maët ñöôïc minh hoaï ôû hình sau :
Trang 53
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
PHAÀN B
PHAÀN THIEÁT KEÁ
Trang 54
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
I.SÔ ÑOÀ KHOÁI CUÛA BOÄ NGUOÀN:
CHÆNH LÖU
110-220VAC
CAÀU VAØ LOÏC
BAÛO VEÄ DAÏO ÑOÄNG BAÛO VEÄ
QUAÙ AÙP SOÙNG VUOÂNG QUAÙ DOØNG
BIEÁN AÙP
XUNG
CHÆNH LÖU CHÆNH LÖU CHÆNH LÖU
VAØ LOÏC VAØ LOÏC VAØ LOÏC
5V/10A +15V/3A -15V/3A
Trang 55
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
-KHOÁI CHÆNH LÖU CAÀU VAØ LOÏC: Duøng ñeå bieán ñoåi ñieän xoay
chieàu thaønh ñieän naêng moät chieàu vaø laøm phaúng ñieän aùp hay doøng ñieän moät
chieàu ôû ngoû ra chænh löu.
-DAO ÑOÄNG SOÙNG VUOÂNG : Duøng ñeå bieán ñoåi ñieän aùp DC thaønh
ñieän aùp AC taàn soá cao.
-BIEÁN AÙP XUNG: Duøng ñeå caûm öùng ñieän aùp AC sô caáp sang thöù caáp
theo tæ soá doøng daây giöõa cuoän sô caáp vaø caùc cuoän daây thöù caáp.
-CHÆNH LÖU VAØ LOÏC: Chænh löu ñieän aùp xoay chieàu taàn soá cao ra
ñieän aùp moät chieàu vaø ñöôïc loïc phaúng ñeå taïo ra caùc möùc ñieän aùp ngoõ ra.
-KHOÁI BAÛO VEÄ QUAÙ DOØNG: Duøng ñeå taét boä dao ñoäng khi coù hieän
töôïng quaù doøng.
-KHOÁI BAÛO VEÄ QUAÙ AÙP : Duøng ñeå taét dao ñoäng khi coù hieän töôïng
quaù aùp
II.TÍNH TOAÙN , THIEÁT KEÁ BIEÁN AÙP XUNG :
-Yeâu caàu thieát keá :
-Coâng suaát ra :
P out = 5.10 + ( 15.3 )2=140W
-Nhö vaäy coâng suaát ra cuûa boä nguoàn laø 140W .Tra baûng ta choïn taàn soá
dao ñoäng f=62KHz
-Töø nhöõng phaân tích ôû chöông II , ta ñaõ choïn Half-Bridge converter ñeå
thieát keá nguoàn oån aùp xung.
1.Coâng suaát vaøo:
Pin =Pout / eff vôùi eff laø hieäu suaát
-Giaû söû hieäu suaát cuûa boä nguoàn laø 80%.
Pin=140 / 0,8= 175 W
2.Ñieän theá naén ngoõ vaøo :
Khi nguoàn xoay chieàu ngoõ vaøo laø :
110V:Thì maïch hoaït ñoäng nhö maïch nhaân ñoâi ñieän aùp
-Nöûa chu kyø ñaàu :Ñieän aùp ñænh do tuï C1 naïp
VP =1,41 .110 -1=154V ( 94/1 )
-Nöûa chu kyø sau :Tuï C2 cuõng naïp vôùi möùc VP
Trang 56
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
-Vaäy ôû caû moät chu kyø: Vdc=Vc1+Vc2=154+154=308V ( 94/1 )
220V:Ñieän aùp DC chænh löu ñænh :Vdc=(1,41. 220)-2=308V
3.Tính toaùn soá doøng daây sô caáp :
Ta coù
(Vdc / 2 - 1)(0.8T/2) . 108
(2.7/1)
Np =
Ae.dB
Vôùi T=1/f. vôùi f=62 KHz
Ae=1,11 cm2 :tieát dieän loõi
-Choïn dB=1600 Gausse
(308 / 2 - 1)(0.8T/2) . 108
= 55,57 voøng
Np =
1,11.1600.62.103
-Choïn NP= 56 voøng
4.Giaù trò doøng ñieän:
-Doøng san baèng ñænh:
3,13Po
Ipft(half-bridge) = (3.1/1)
Vdc
3,13.140
Ipft(half-bridge) = = 1.43
308
-Doøng ñieän gôïn soùng sô caáp:
2,79.140
Irms(p) = =
308
Irms(p) = 1.27A
5.Tieát dieän daây sô caáp:
Ta coù :
1395.Po
Atcm= (3.3/1)
Vdc
Vôùi Atcm laø tieát dieän daây (circular mils)
(1 in2 = /4.10-6 circular mils)
1395.140
Atcm = = 634 (circular mils)
308
Trang 57
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
Ati = Atcm ( /4) 10-6 (258/1)
A tcm .N p
Abi = (7.15/1)
- 6
0,255.10
Ati : tieát dieän daây (in2)
Vôùi
Abi : tieát dieän khung (in2)
Vaäy:
634.56
= 0,14 ( in2)
Abi =
0,255.10 6
0,2.A bi
A ti = (7.14/1)
Np
( cm2 )
At = Ati . 6,45 .16
( 1 inch = 2,54 cm )
At = 0,0033 cm2 = 0,33 mm2
Maø At = d2/4
Vaäy ñöôøng kính daây sô caáp d = 0,65 mm
6.Soá doøng daây thöù caáp:
Vdc N 2.Ton
- 1) 5S - 1]
V(5) = [ ( (2.2/1)
2 Np T
vôùi N5S: soá doøng daây thöù caáp (5v)
Ton = 0,8T / 2
N
308
- 1) 5S – 1) . 0,8 = 2,7 voøng
V(5) = ((
2 56
Choïn N5S = 3 voøng
N
Vdc
– 1) 5S – 1) . 2Ton / T
V(15) = ((
Np
2
Vôùi N15S : soá voøng daây thöù caáp ( 15v )
N15S = 7,3 voøng
Choïn N15S = 8 voøng
Ta coù doøng ñieän gôïn soùng thöù caáp :
Is(rms) = 0,632 . Idc
Trang 58
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
Idc : doøng moät chieàu ngoõ ra +5V/10A
Is(rms) = 0,632 . 10 = 6,32 A
7.Tieát dieän daây thöù caáp:
Tieát dieän daây thöù caáp : Ascm =316.I+
5V/10A : vôùi Ascm (circular mils)
Ascm = 316 . 10 = 3160
Tieát dieän daây tính baèng in2
Asi = 3160 . /4 . 10-6 = 0,00248 in2
Tieát dieän daây tính baèng cm2
Asc = Asi . 6,45 . 10 = 0,0159 cm2
Tieát dieän daây tính baèng mm2
Asm = 1,59 mm2
Maø Asm = d2/4 =>d = 1,4 mm
Vaäy ñöôøng kính daây thöù caáp (5V/10A) : d = 1,4 mm
15V/3A :
Ta coù Is(rms) = 0,632 . 3 = 1,896 A
Ascm = 316 . 3 = 948
Tieát dieän daây tính baèng in2
Asci = 948 . ( /4) . 10-6 = 0,000744 in2
Tieát dieän daây tính baèng cm2
Asc = Asi . 645.16 = 0,00479 cm2
Tieát dieän daây tính baèng mm2
Asm = 0,479 mm2
Ñuoøng kíng daây d = 0,78 mm
8.Tieát dieän khung quaán daây :
Abi = 0,14 in2 => Abi = 0,14 . 6,4516 = 0,9 cm2
III.THIEÁT KEÁ BOÄ LOÏC NGOÛ RA ;
A-5V/10A :
-Cuoän loïc ngoû ra(Lo)
Lo= 0,5.V0 .T / I0
Trang 59
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
Vôùi V0 = Vdc . ÔÛ ngoû ra : Vo = 5V
T = 1/f ; f = 62 KHz
Ion = Idc = 10 A
0,5 . 5
=> Lo = = 4 H
10 . 62 . 103
-Tuï loïc ngoû ra (Co)
Ta coù : dI = 2 . Idc min
Vôùi Idc min = 1/10 . Idc
Bieân ñoä doøng ñieän ñænh ñænh gôïn soùng cuûa cuoän daây : dI = 2 A
Ñieän aùp goän soùng ñænh ñænh Vr = Ro . dI
Ro : Ñieän trôû töông ñöông
Ro thöôøngng raát nhoû, choïn Ro = 0,05
Vr = 0,05 . 2 = 0,1 V
Co = 80 . 16-6 . dI / Vr = 1600 F
B- 15 V / 3A :
Cuoän 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
Tuï loïc ngoû ra Co :
Ta coù dI = 2 . Idc min
Vôùi Idc min = Idc/10
dI = 0,6 A
Ñieän aùp gôïn soùng ñænh : Vr = Ro . dI
Choïn Ro = 0,05 : Ñieän trôû tuong ñuong
Vr = 0,05 . 0,6 = 0,03 V
Trang 60
nguon tai.lieu . vn