Xem mẫu
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
IV. PUSH - PULL CONVERTER
Maïch Push - Pull nhö sô ñoà sau:
- Noù goàm 1 bieán aùp T1 vôùi nhieàu cuoän thöù caáp NS1, NS2, Nm vaø moät maïch
ñieàu khieån ñoä roäng xung baèng ñieän aùp DC. Caùc ngoõ ra ñieän aùp VS1 ,Vs2,
Vm vaø laáy tín hieäu phaûn hoài veà töø Vm. Ton ñöôïc ñieàu chænh ñeå ngaên chaën söï
thay ñoåi taûi hay nguoàn cung caáp.
Vs2 =Vdc(Ns2/Np)2Ton/T
Vs1 =Vdc(Ns1/Np)2Ton/T
Vm=Vdc(Nm1/Np)2Ton/T
Vce(Q1)
Ic(Q1)
2Vdc
Vce(Q2)
Ic( Q2)
Trang 21
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
- Khi transitor daãn thì ñieän aùp döôùi cuûa moãi nöûa cuoän sô caáp giaûm
xuoáng Vce(sat) khoaûng 1V. Vì theá khi caû hai transitor daãn thì ñieän aùp vuoâng coù
giaù trò Vdc- 1
- Ñieän aùp trung bình taïi ngoõ ra Vm
Nm
0,5 2Ton
Vm = (Vdc 1) (2-17)
Np T
-Khi Vdc thay ñoåi thì voøng hoài tieáp aâm seõ ñieàu chænh Ton ñeå giöõ Vm
khoâng ñoåi
- Ton, Vm seõ ñöôïc ñieàu chænh ñeå ngaên chaën ñieän aùp DC ngoõ vaøo vaø
doøng taûi ngoõ ra thay ñoåi.
- Khi Vm thay ñoåi thì seõ xuaát hieän tín hieäu ngoõ ra ôû boä khueách ñaïi sai
leäch vaø Ton seõ ñöôïc thay ñoåi theo söï thay ñoåi cuûa Vm
Ñieän aùp taïi ngoõ ra cuûa 2 cuoän thöù caáp :
VS1 =
NS2
0,5 2Ton
VS2 = (Vdc 1)
Np T
Möùc ñieän aùp treân moät voøng :
E
= Ae ( dB/dt) x 10-8
N
-Ae : laø tieát dieän loõi saét ( cm2)
-dB : laø ñoä thay ñoåi töø caûm ( Gauss )
Gauss
-dB/dt
s
F
- laø ñieän aùp treân voøng laø tæ leä theo taàn soá soùng ngaét.
N
- Trong thöïc teá, giaù trò ñieän aùp treân voøng trong phaïm vi töø 2V taïi taàn soá
ñoùng ngaét 25KHZ ñeán 5 hay 6v ôû 100KHz.
a. BIEÁN AÙP COÂNG SUAÁT
Choïn loõi : Thieát keá bieán aùp ta phaûi choïn loõi phuø hôïp vôùi coâng
suaát ra. Choïn loõi cho coâng suaát ngoõ ra cuûa bieán aùp phuï thuoäc vaøo taàn soá hoaït
Trang 22
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
ñoäng, maät ñoä töø caûm ( B1 vaø B2 ), tieát dieän loõi saét, tieát dieän khung quaán daây
Ab,vaø maät ñoä doøng ñieän trong moãi cuoän.
Choïn soá voøng daây sô caáp
-Ñònh luaät Faraday : E = NAe (dB/dt ) x 10+8
Vôùi:- E: Ñieän aùp rôi treân loõi cuoän daây( hay cuoän daây bieán aùp )
-N : Soá voøng daây(voøng)
-Ae : Tieát dieän loõi ( cm2 )
-dB : ( Gauss )
E dt .10 8
--> dB = ( Gauss )
NAe
- Soá voøng daây sô caáp ñöôïc xaùc ñònh nhö sau :
+Np : Ñöôïc tính vôùi ñieän aùp ñaët leân cuoän sô caáp laø nhoû nhaát (Vdc-1)
vaø thôøi gian môû laø cöïc ñaïi.
(Vdl min 1)(0,8T / 2) x10 8
Np = (2-18)
Ae.dB
(Vdc 1)(Ton) x10 8
Vôùi dB = (2-19)
N p xAc
Choïn soá voøng daây thöù caáp :
-Soá voøng daây thöù caáp ñöôïc choïn töø :
N 2Ton
Vm = (Vdc - 1 ) - 0,5 (Vdc - 1 ) m - 0,5]
Np T
N 2Ton
VS1 = [(Vdc - 1 ) S 2 1
N T
p
N 2Ton
VS2 = [(Vdc - 1 ) S 2 1
N T
p
Tính toaùn doøng san baèng ñænh.
-Giaû söû hieäu suaát 80% ( thöôøng ñaït ñöôïc ôû taàn soá treân 200KHz )
P0 = 0,8Pin
-Hay P in = 1,25P0 = Vdcmin.0,8Ipft
P0
-Vaäy Ipft = 1,56 (2-20)
Vdc min
Trang 23
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
Tính toaùn doøng ñieän sô caáp hieäu duïng vaø tieát dieän daây daãn :
Irms = Ipft D = Ipft 0,4
-Vôùi D : heä soá chu kyø : D = (0,8T/2)/2
-Hay : Irms = 0,632 Ipft
1,56P0 0,986P0
Vaäy ta coù : Irms = 0,632
Vdc min Vdc min
Tính toaùn doøng gôïn soùng ñænh thöù caáp vaø kích côõ daây :
IS(rms) = Idc D = Idc 0,4 = 0,632.Id c
-Vôùi Idc doøng ñieän ngoõ ra.
Thieát keá boä loïc ngoõ ra.
1) Thieát keá cuoän caûm ngoõ ra :
Ton Ton
dI = 2Idcmin = VL. = (V1 - V0 )
L0 L0
V0T
N0= V1(2Ton/T) thì Ton =
2V1
V0T
N0 = V1 (2Ton/T ) thì Ton =
2V1
D1 Vo
Lo
Ns
V1 Co
Ns D2
-NS seõ ñöôïc choïn 0,8172 khi Vdc , V1 laø nhoû nhaát
VT
0,8T
hay V1min = 1,25V0
0
Ton
2V1 min
2
(1,25V0 V0 )(0,8T / 2)
dI = = 2Idcmin
L0
0,05V0 .T
Vaø L0 =
I dc min
Trang 24
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
1
Neáu doøng Idcmin = Ion
10
0,5.V0 .T
Vaäy : L0 =
I 0n
-Trong ñoù , L0 (H)
-V0 (V)
-T(s)
-Idcmin doøng ngoõ ra cöïc tieåu (A)
-Ion doøng ngoõ ra danh ñònh (A)
2. Thieát keá tuï ngoõ ra.
-Tuï ngoõ ra ñöôïc choïn ñeå ñaùp öùng ñöôïc yeâu caàu kyõ thuaät ñieän aùp
gôïn soùng ngoõ ra.
Vr = R0.dI
Vôùi -R0 : Ñieän trôû trong cuûa tuï C0
-dI : Doøng ñieän ñænh ñænh cuoän caûm.
-Tích soá R0.C0 thay ñoåi giöõa 50 -80 x 10-6
80 x10 6 80 x10 6
C0 =
R0 Vr / d I
(80c10 )dI
C0 =
Vr
* Öu ñieåm vaø nhöôïc ñieåm :
1) Öu ñieåm
- Converter naøy phaân phoái naêng löôïng ra taûi qua bieán aùp. Vì vaäy söï
phaûn hoài ñieän aùp ngoõ ra ñöôïc caáp ñieän DC vôùi ngoõ vaøo vaø coù nhieàu cuoän thöù
caáp bieán aùp neân coù theå coù nhieàu ñieän aùp ñaàu ra.
- Khi boä nguoàn cung caáp ñaõ ñöôïc caûi tieán, ñieàu chænh caùc converter
ban ñaàu ñeå mang laïi coâng suaát lôùn hôn töø nhöõng linh kieän nhoû hôn. Vì vaäy
hieäu suaát cho heä thoáng phaûi taêng. Moät caùch ñôn giaûn ñeå laøm ñieàu naøy laø söû
duïng bieán aùp coù ñaàu noái giöõa cuoän daây sô caáp ñeå lôïi duïng cho moãi nöûa chu kyø
treân vaø nöûa chu kyø döôùi cuûa cuoän sô caáp.
- Hieäu suaát cao ( gaàn 90%).
2) Nhöôïc ñieåm.
Trang 25
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
- Moät trong nhöõng vaán ñeà ñoái vôùi push-pull converter, ñoù laø töø thoâng
trong hai phaàn cuûa cuoän daây sô caáp vaø thöù caáp coù ñaàu ra ôû giöõa coù theå trôû neân
maát caân baèng vaø gaây ra vaán ñeà veà nhieät ñoä.
Vaán ñeà thöù hai laø moãi transitor phaûi khoùa gaáp ñoâi möùc ñieän aùp so vôùi caùc
-
converter khaùc.
V.FORWARD CONVERTER
1. Lyù thuyeát cô baûn.
-Boä ñoåi ñieän naøy thöôøng ñöôïc söû duïng cho nhöõng nguoàn coù coâng
suaát ngoõ ra töø 150-200w khi ñieän aùp ngoõ vaøo DC cöïc ñaïi ôû möùc 60V ñeán
200V.
L3 Vs2
D4 D7
D1
L2 Vs1
D3 D6
Vom
Vdc
L1
D2
Q1
D5
Vea
Maïch ñieàu khieån Maïch so
Vref
ñ oä roän g xung saùn h
-Trong maïch converter naøy chæ coù moät transistor vaø moät diode ôû phía sô
caáp. Trong khi maïch push -pull cnverterlaø hai transistor.
- Khi Q1 daãn, ñaàu coù chaám cuûa cuoän sô caáp vaø taát caû caùc cuoän thöù caáp
trôû thaønh döông so vôùi caùc ñaàu daây coøn laïi khoâng daáu.
- Doøng chaûy ñeán taûi khi transistor coâng suaát Q1 daãn - neân goïi laø
Forward converter. OÅn aùp Push-Pull vaø Buck cuõng phaân phoái doøng ñeán taûi khi
transitor coâng suaát daãn.
-Traùi laïi, Boost converter vaø Flyback löu tröõ naêng löôïng ôû cuoän caûm
hay cuoän sô cuûa bieán aùp khi transistor daãn vaø phaân phoái doøng ñeán taûi khi
transistor ngaét
- Khi Q1 daãn (Ton), thì ñieän aùp ôû toát chænh löu ôû möùc cao trong thôøi gian
Ton. Giaû söû 1V cho Q1 vaø D2 phaân cöïc thuaän VD2 thì ñieän aùp ôû möùc cao ñoù laø :
Trang 26
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
Nm
V0mr = Vdc 1 - VD2
Np
-Khi Q1 taét , doøng löu tröõ trong daây daãn cuûa T1 ngöôïc cöïc vôùi ñieän aùp
treân Np. Taát caû caùc ñaàu ñaàu cuûa sô vaø thöù aâm so vôùi caùc ñaàu coøn laïi. Thì
Transistor Q1 seõ bò ñaùnh thuûng neáu khoâng coù diode D1 daãn traû naêng löôïng .
- Ñieän aùp ngoõ ra DC :
Ton
Nm
Vom = Vdc 1 (2-21 )
Vd
Np T
2.Caùc moái quan heä thieát keá cuûa ñieän aùp vaøo , ra , thôøi gian môû vaø tæ
soá voøng.
- Ñieän aùp Vom ñöôïc phaûn hoài veà vaø ñöôïc so saùnh vôùi ñieän aùp chuaån
Vref, vaø thay ñoåi Ton ñeå giöõ Vom = const ñoái vôùi baát cöù söï thay ñoåi ôû Vdc hay
doøng taûi.
- Thôøi gian Ton cöïc ñaïi ( Tonmax) seõ xay ra ôû Vdcmin
Ton max
Nm
Vom = Vdc min 1 Vd
Np T
Ton max
N
VS1 = Vdc min 1 S1 Vd
Np T
Ton max
N
VS2 = Vdc min 1 S 2 Vd
Np T
3. Quan heä giöõa doøng ñieän sô caáp, coâng suaát ngoõ ra, vaø ñieän aùp ngoõ
vaøo :
- Giaû söû hieäu suaát cuûa nguoàn 80%
P0 = 0,8P in
Hay
Pin = 1,25P0 = Vdcmin ( 0,4 Ipft) (2.22 )
3,13.P0
Hay Ipft =
Vdc min
4. Thieát keá bieán aùp coâng suaát :
Trang 27
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
a) Loõi bieán aùp :Vieäc choïn loõi cho bieán aùp Forward converter gioáng
vôùi bieán aùp Push - Pull vì coù cuøng thoâng soá. Maät ñoä töø tröôøng, loõi saét, tieát dieän
ñieän caûm, taàn soá, vaø maät ñoä doøng cuûa cuoän.
b) Tính toaùn voøng daây sô caáp.
Vdc min 1(0,8T / 22) x108
Np = (2-23)
Ae.dB
-Vôùi dB = 1.600 Gauss.
-Vdmin : ñieän aùp DC ngoõ vaøo nhoû nhaát (V)
-T : Khoaûng thôøi gian ngaét daãn (S)
c) Tính toaùn voøng daây thöù caáp :
Ton max
Nm
Vom = Vdc min 1 Vd
Np T
Ton max
N
VS2 = Vdc min 1 S 2 Vd
Np T
Ton max
N
VS1 = Vdc min 1 S 1 Vd
Np T
d) Tính toaùn doøng ñieän gôïn soùng sô caáp :
3,12P0
Irms(p) = 0,4
Vdc min
1,79 P0
Irms(p) = (2-24)
Vdc min
e) Tính toaùn kích côõ daây :
Irms(sec) = Idc . 0,4
Trang 28
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
= 0,632.Idc.
f) Boä loïc ngoõ ra :
Cuoän caûm :
(Vdk min V0 )Ton max
dI = 2Idcmin =
L1
(Vdk min V0 )Ton max
Hay L1 = ( 2-25 )
2 I dc min
Nhöng V0 = V dk min dkmin Tonmax/T
Vôùi Tonmax = 0,8T/2
3V0T
Neân L1 = (2-26)
Ion
Tuï ñieän ngoõ ra :
Nhö ôû phaàn ( 4 - 2)
Ta coù : C0 = 65 x 10-6/R0
dI
C0 = 65 x 10-6. (2-27)
V0 r
VI. SÔ ÑOÀ FLYBACK
-Sô ñoà duøng linh kieän ngaét daãn doøng vaøo cuoän sô caáp maùy bieán aùp loõi
ferrite, ñieän theá taïi cuoän thöù caáp ñöôïc ñoåi ra ñieän moät chieàu baèng diode chænh
löu.
-Taàn soá ñoùng ngaét coù theå töø 10kHz ñeán 100KHz
i2
L1,n1
Vo i
ÑCX
Trang 29
- Nguyeãn Vaên Ñöùc Luaän vaên toát nghieäp
ni
11
ni
1 1max
ni
1 1min
t
0 DT T
ni
22
ni
2 2max
n i min
22
t
0 DT T
-Chu kyø laøm vieäc goàm hai giai ñoaïn :
*Giai ñoaïn 1: O
nguon tai.lieu . vn