vumanhcuong_bn179
New Member
Download miễn phí Mạch nguồn xung uc3842
Mục lục
Trang
Lời mở đầu
I. CÁCH HOẠT ĐỘNG VÀ Ý NGHĨA CỦA UC3842 VÀ TL 431 1
II. TÍNH TOÁN CHO CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH: 3
1. Khối nguồn: 3
2. Các thành phần trong khối nguồn: 3
a. Mạch lọc nhiễu 4
b. Mạch chỉnh lưu 4
c. Mạch dao động 4
d. Đèn công suất 4
e. Mạch hồi tiếp 4
f. Biến áp xung 4
3. Tính toán cho khối nguồn: 4
a. Khối nguồn: 5
b. Tính toán giá trị cho tụ lọc nguồn và chọn dải điện áp cho ngõ vào 8
c. Tính toán cho Mosfet : 13
d. Tính toán giá trị cho mạch Snubber 15
e. Tính toán cho cuộn biến áp xung : 17
f. Mạch hồi tiếp so quang: 25
g. Mạch lọc nhiễu cao tần: 26
h. Mạch chỉnh lưu và lọc điện áp AC 220V thành DC 300V: 27
i. Điện trở mồi và mạch cấp nguồn cho IC 27
j. Mạch bảo vệ quá dòng: 28
k. Mạch bảo vệ quá áp: 29
III.HÌNH ẢNH CÁC KHỐI NGUỒN TRÊN THỰC TẾ 30
Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 1.3
IV. HƯỚNG DẪN VÀ CHÚ Ý KHI THI CÔNG .32
a. Vật liệu 33
b. Cách làm 34
c. Test mạch 35
LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay nguồn xung rất phổ biến trong các thiết bị điện tử. Nhưng để hiểu về nguồn xung thì rất khó khăn vì : thiếu các thiết bị để đo đạc, thiếu tài liệu (hầu hết chỉ có tài liệu tiếng anh mà không có tài liệu tiếng việt nào nói về nguồn xung 1 cách chi tiết, cụ thể). Chính vì thế mà càng gây khó khăn cho sinh viên tiếp cận, học hỏi.
Với việc thiết kế 1 nguồn xung đòi hỏi sự hiểu biết, người thiết kế phải có những kỹ năng điện tử vững thì mới có thể thiết kế được. Khó khăn lớn nhất cho những người thiết kế là về mặt biến áp xung, vì biến áp xung đòi hỏi độ chính xác cao, với các thông số mà khó có thể đưa ra 1 công thức chung, chỉ có máy đo thì mới chính xác được.
Về mặt ứng dụng của biến áp xung thì rất nhiều, trong đó tiêu biểu nhất là trong nguồn xung, bộ Invector, bộ UPS …
I.CÁCH HOẠT ĐỘNG VÀ Ý NGHĨA CỦA UC3842 VÀ TL 431
UC3842 hay KA3842 là một
Sơ đồ khối bên trong IC - KA3842
* IC UC3842 có 8 chân và nhiệm vụ của các chân như sau : - Chân 1: ( COMP ) đây là chân nhận điện áp so sánh, điện áp chân số 1 tỷ lệ thuận với điện áp ra, thông thường trong mạch nguồn, chân 1 không nhận áp hồi tiếp mà chỉ đấu qua một R sang chân số 2 . - Chân 2: ( VFB ) đây là chân nhận điện áp hồi tiếp, có thể hồi tiếp so quang hay hồi tiếp trực tiếp từ cuộn hồi tiếp sau khi đi qua cầu phân áp, điện áp hồi tiếp về chân 2 tỷ lệ nghịch với điện áp ra, nếu một lý do nào đó làm điện áp đưa về chân 2 tăng lên thì điện áp ra sẽ giảm thấp hay bị ngắt . - Chân 3: ( CURRENT SENSE ) chân cảm biến dòng, chân này theo dõi điện áp ở chân S của đèn Mosfet, nếu dòng qua Mosfet tăng => điện áp chân S sẽ tăng => điện áp chân 3 sẽ tăng, nếu áp chân 3 tăng đến ngưỡng khoảng 0,6V thì dao động ra sẽ bị ngắt, điện trở chân S xuống mass khoảng 0,22 ohm , nếu điện trở này tăng trị số hay bị thay trị số lớn hơn thì khi chạy có tải là nguồn bị ngắt . - Chân 4: ( Rt / Ct ) chân nối với R-C tạo dao động , tần số dao động phụ thuộc vào trị số R và C ở chân 4, người ta thường đưa xung dòng hồi tiếp về chân 4 để đồng pha giữa tần số dòng với tần số dao động nguồn, điều đó đảm bảo khi sò dòng hoạt động tiêu thụ nguồn thì Mosfet nguồn cũng mở để kịp thời cung cấp, điều đó làm cho điện áp ra không bị sụt áp khi cao áp chạy . - Chân 5: là Mass - Chân 6: là chân dao động ra, dao động ra là dạng xung vuông có độ rộng có thể thay đổi để điều chỉnh thời gian ngắt mở của Mosfet, thời gian ngắt mở của Mosfet thay đổi thì điện áp ra thay đổi - Chân 7: là chân Vcc, điện áp cung cấp cho chân 7 từ 12V đến 14V, nếu điện áp giảm nếu mạch ngắt dao động .
IC UC3842
II.TÍNH TOÁN CHO CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH:
1.Khối nguồn:
Khối nguồn có chức năng cung cấp các mức điện áp một chiều cho các bộ phận của máy, bao gồm các điện áp - 12V cung cấp cho mạch INVERTER (Mạch cao áp) - 5V cung cấp cho Vi xử lý - 3,3V cung cấp cho mạch xử lý hình ảnh - Điện áp đầu vào là nguồn 220V AC
2.Các thành phần trong khối nguồn:
a.Mạch lọc nhiễu
- Có chức năng lọc bỏ nhiễu cao tần bám theo đường dây điện không để chúng lọt vào trong máy làm hỏng linh kiện và gây nhiễu trên màn hình
b.Mạch chỉnh lưu
- Có chức năng đổi điện áp AC 220V thành điện áp DC 300V cung cấp cho nguồn xung hoạt động
c.Mạch dao động
- Có chức năng tạo ra xung dao động cao tần để điều khiển đèn Mosfet ngắt mở tạo ra dòng biến thiên chạy qua cuộn biến áp xung.
d.Đèn công suất
- Ngắt mở dưới sự điều khiển của xung dao động để tạo ra dòng điện sơ cấp chạy qua biến áp xung
e.Mạch hồi tiếp
-Lấy mẫu điện áp đầu ra rồi tạo ra điện áp sai lệch hồi tiếp về mạch dao động để tự động điều khiển đèn công suất hoạt động sao cho điện áp ra được ổn định khi điện áp vào hay dòng tiêu thụ thay đổi.
f.Biến áp xung
-Ghép giữa cuộn sơ cấp, hồi tiếp và thứ cấp đẻ thực hiện điều khiển điện áp đồng thời lấy ra nhiều mức điện áp khác nhau theo ý muốn
3.Tính toán cho khối nguồn:
a.Khối nguồn:
Băng điện áp vào: ,
Tần số ngõ vào: fL
Công suất ngõ ra lớn nhất : Po
Ước lượng hiệu suất: Eff thường chọn trong khoảng 0.7-0.85.
Tính công suất ngõ vào lớn nhất, bởi công thức:
Nếu có nhiều ngõ ra thì ta tính hệ số ngõ ra sau:
Nếu chỉ có 1 ngõ ra thì =1
Nguồn chia làm hai phần là sơ cấp và thứ cấp, hai phần này có điện áp chênh lệch khoảng 300V, bên sơ cấp thường có thông báo “Nguy hiểm” sờ vào sẽ bị giật, còn bên thứ cấp được nối với mass của máy.
Như sơ đồ bộ nguồn ở dưới đây, bên sơ cấp có mầu hồng và bên thứ cấp có mầu xanh.
Phần nguồn bên sơ cấp: Phần nguồn bên thứ cấp
Phần nguồn bên thứ cấp
Mạch bảo vệ đầu vào:
- Để bảo vệ mạch nguồn không bị hỏng khi điện áp đầu vào quá cao, người ta đấu một đi ốt bảo vệ ở ngay đầu vào (VRT601), đi ốt này chịu được tối đa là 300V, nếu điện áp đầu vào vượt quá 300V thì đi ốt này sẽ chập và nổ cầu chì, không cho điện vào trong bộ nguồn.
- Ở ngay đầu vào người ta gắn một cầu chì, cầu chì này có tác dụng ngắt điện áp khi dòng đi qua nó vượt ngưỡng cho phép.
b.Tính toán giá trị cho tụ lọc nguồn và chọn dải điện áp cho ngõ vào
Có 2 dải điện áp thường được sử dụng là:
- Dải thông dụng có băng điện áp ngõ vào trong khoảng 85-265 Vrms.
- Dải European có băng điện áp ngõ vào trong khoảng 195-265 Vrms
Input (VAC)
V (VAC)
V (VAC)
Universal
85
265
230 or 115 with doubler
195
265
Từ đó ta có công thức tính :
- Điện áp Vcc nhỏ nhất:
Trong đó : hệ số chu kỳ tụ nạp, thường chọn =0.2.
- Điện áp Vcc lớn nhất :
Chọn trị số cho tụ ngõ ra:
Dòng của tụ ngõ ra thứ n Co(n), hay độ nhấp nhô của dòng ra
I(D) dòng của Diode, được tính ớ phần IX
Điện áp trên tụ của ngõ thứ n
R(C) là điện trở có ích của tụ ngõ ra
Đôi khi có nhưng hệ số đặc biết với kiểu 1 ngõ ra, mà ta không có được trở như mong muốn, ta có thể thay thế băng lọc LC với tần số khoảng bằng 1/10 hay 1/5 của tần số mạch, không được quá thấp.
Cuộn L dung loại bead với dòng ra 1A
Chọn Diode chỉnh lưu cho cuộn thứ cấp dựa trên dòng và áp
Điện áp lớn nhất và dòng RMS của Diode ngõ ra :
Điện áp và dòng cho Diode chỉnh lưu được lấy :
V(RRM) áp lớn nhất, I(F) dòng trung bình của Diode.
Việc chọn Diode được cho bởi bảng 2 với t(rr) là thời gian phục hồi lớn nhất:
c.Tính toán cho Mosfet :
Ta có hệ số tự cảm Lm (hay điện cảm của cuộn) được cho bởi công thức :
fs : tần số đóng ngắt của mạch
KRF : hệ só gợn sóng
+ Đối với chế độ dẫn điện không liên tục (discontinuous con-duction mode : DCM) thì =1.
+ Đối với chế độ dẫn điện liên tục (continuous con-duction mode : CCM) thì <1. Thường chọn =0.3-0.5 cho băng ngõ vào phổ biến (85 V-265 Vrms), =0.4-0.8 cho băng ngõ vào (195 V – 265 Vrms)
Lm được chọn sao cho dòng trên Mosfet là lớn nhất:
: dòng đỉnh cực đại trên Mosfet.
: dòng hiệu dụng trên Mosfet.
Ta có công thức tính Vdc lớn nhất khi chế độ CCM có tải:
Chọn công suất vào và dòng Ids cho Mosfet
Với dòng Ids max được cho ở mục IV thì ta chọn Mosfet với dòng quá tải của Mosfet I over lớn hơn I...
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Mục lục
Trang
Lời mở đầu
I. CÁCH HOẠT ĐỘNG VÀ Ý NGHĨA CỦA UC3842 VÀ TL 431 1
II. TÍNH TOÁN CHO CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH: 3
1. Khối nguồn: 3
2. Các thành phần trong khối nguồn: 3
a. Mạch lọc nhiễu 4
b. Mạch chỉnh lưu 4
c. Mạch dao động 4
d. Đèn công suất 4
e. Mạch hồi tiếp 4
f. Biến áp xung 4
3. Tính toán cho khối nguồn: 4
a. Khối nguồn: 5
b. Tính toán giá trị cho tụ lọc nguồn và chọn dải điện áp cho ngõ vào 8
c. Tính toán cho Mosfet : 13
d. Tính toán giá trị cho mạch Snubber 15
e. Tính toán cho cuộn biến áp xung : 17
f. Mạch hồi tiếp so quang: 25
g. Mạch lọc nhiễu cao tần: 26
h. Mạch chỉnh lưu và lọc điện áp AC 220V thành DC 300V: 27
i. Điện trở mồi và mạch cấp nguồn cho IC 27
j. Mạch bảo vệ quá dòng: 28
k. Mạch bảo vệ quá áp: 29
III.HÌNH ẢNH CÁC KHỐI NGUỒN TRÊN THỰC TẾ 30
Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 1.3
IV. HƯỚNG DẪN VÀ CHÚ Ý KHI THI CÔNG .32
a. Vật liệu 33
b. Cách làm 34
c. Test mạch 35
LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay nguồn xung rất phổ biến trong các thiết bị điện tử. Nhưng để hiểu về nguồn xung thì rất khó khăn vì : thiếu các thiết bị để đo đạc, thiếu tài liệu (hầu hết chỉ có tài liệu tiếng anh mà không có tài liệu tiếng việt nào nói về nguồn xung 1 cách chi tiết, cụ thể). Chính vì thế mà càng gây khó khăn cho sinh viên tiếp cận, học hỏi.
Với việc thiết kế 1 nguồn xung đòi hỏi sự hiểu biết, người thiết kế phải có những kỹ năng điện tử vững thì mới có thể thiết kế được. Khó khăn lớn nhất cho những người thiết kế là về mặt biến áp xung, vì biến áp xung đòi hỏi độ chính xác cao, với các thông số mà khó có thể đưa ra 1 công thức chung, chỉ có máy đo thì mới chính xác được.
Về mặt ứng dụng của biến áp xung thì rất nhiều, trong đó tiêu biểu nhất là trong nguồn xung, bộ Invector, bộ UPS …
I.CÁCH HOẠT ĐỘNG VÀ Ý NGHĨA CỦA UC3842 VÀ TL 431
UC3842 hay KA3842 là một
Sơ đồ khối bên trong IC - KA3842
* IC UC3842 có 8 chân và nhiệm vụ của các chân như sau : - Chân 1: ( COMP ) đây là chân nhận điện áp so sánh, điện áp chân số 1 tỷ lệ thuận với điện áp ra, thông thường trong mạch nguồn, chân 1 không nhận áp hồi tiếp mà chỉ đấu qua một R sang chân số 2 . - Chân 2: ( VFB ) đây là chân nhận điện áp hồi tiếp, có thể hồi tiếp so quang hay hồi tiếp trực tiếp từ cuộn hồi tiếp sau khi đi qua cầu phân áp, điện áp hồi tiếp về chân 2 tỷ lệ nghịch với điện áp ra, nếu một lý do nào đó làm điện áp đưa về chân 2 tăng lên thì điện áp ra sẽ giảm thấp hay bị ngắt . - Chân 3: ( CURRENT SENSE ) chân cảm biến dòng, chân này theo dõi điện áp ở chân S của đèn Mosfet, nếu dòng qua Mosfet tăng => điện áp chân S sẽ tăng => điện áp chân 3 sẽ tăng, nếu áp chân 3 tăng đến ngưỡng khoảng 0,6V thì dao động ra sẽ bị ngắt, điện trở chân S xuống mass khoảng 0,22 ohm , nếu điện trở này tăng trị số hay bị thay trị số lớn hơn thì khi chạy có tải là nguồn bị ngắt . - Chân 4: ( Rt / Ct ) chân nối với R-C tạo dao động , tần số dao động phụ thuộc vào trị số R và C ở chân 4, người ta thường đưa xung dòng hồi tiếp về chân 4 để đồng pha giữa tần số dòng với tần số dao động nguồn, điều đó đảm bảo khi sò dòng hoạt động tiêu thụ nguồn thì Mosfet nguồn cũng mở để kịp thời cung cấp, điều đó làm cho điện áp ra không bị sụt áp khi cao áp chạy . - Chân 5: là Mass - Chân 6: là chân dao động ra, dao động ra là dạng xung vuông có độ rộng có thể thay đổi để điều chỉnh thời gian ngắt mở của Mosfet, thời gian ngắt mở của Mosfet thay đổi thì điện áp ra thay đổi - Chân 7: là chân Vcc, điện áp cung cấp cho chân 7 từ 12V đến 14V, nếu điện áp giảm nếu mạch ngắt dao động .
IC UC3842
II.TÍNH TOÁN CHO CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH:
1.Khối nguồn:
Khối nguồn có chức năng cung cấp các mức điện áp một chiều cho các bộ phận của máy, bao gồm các điện áp - 12V cung cấp cho mạch INVERTER (Mạch cao áp) - 5V cung cấp cho Vi xử lý - 3,3V cung cấp cho mạch xử lý hình ảnh - Điện áp đầu vào là nguồn 220V AC
2.Các thành phần trong khối nguồn:
a.Mạch lọc nhiễu
- Có chức năng lọc bỏ nhiễu cao tần bám theo đường dây điện không để chúng lọt vào trong máy làm hỏng linh kiện và gây nhiễu trên màn hình
b.Mạch chỉnh lưu
- Có chức năng đổi điện áp AC 220V thành điện áp DC 300V cung cấp cho nguồn xung hoạt động
c.Mạch dao động
- Có chức năng tạo ra xung dao động cao tần để điều khiển đèn Mosfet ngắt mở tạo ra dòng biến thiên chạy qua cuộn biến áp xung.
d.Đèn công suất
- Ngắt mở dưới sự điều khiển của xung dao động để tạo ra dòng điện sơ cấp chạy qua biến áp xung
e.Mạch hồi tiếp
-Lấy mẫu điện áp đầu ra rồi tạo ra điện áp sai lệch hồi tiếp về mạch dao động để tự động điều khiển đèn công suất hoạt động sao cho điện áp ra được ổn định khi điện áp vào hay dòng tiêu thụ thay đổi.
f.Biến áp xung
-Ghép giữa cuộn sơ cấp, hồi tiếp và thứ cấp đẻ thực hiện điều khiển điện áp đồng thời lấy ra nhiều mức điện áp khác nhau theo ý muốn
3.Tính toán cho khối nguồn:
a.Khối nguồn:
Băng điện áp vào: ,
Tần số ngõ vào: fL
Công suất ngõ ra lớn nhất : Po
Ước lượng hiệu suất: Eff thường chọn trong khoảng 0.7-0.85.
Tính công suất ngõ vào lớn nhất, bởi công thức:
Nếu có nhiều ngõ ra thì ta tính hệ số ngõ ra sau:
Nếu chỉ có 1 ngõ ra thì =1
Nguồn chia làm hai phần là sơ cấp và thứ cấp, hai phần này có điện áp chênh lệch khoảng 300V, bên sơ cấp thường có thông báo “Nguy hiểm” sờ vào sẽ bị giật, còn bên thứ cấp được nối với mass của máy.
Như sơ đồ bộ nguồn ở dưới đây, bên sơ cấp có mầu hồng và bên thứ cấp có mầu xanh.
Phần nguồn bên sơ cấp: Phần nguồn bên thứ cấp
Phần nguồn bên thứ cấp
Mạch bảo vệ đầu vào:
- Để bảo vệ mạch nguồn không bị hỏng khi điện áp đầu vào quá cao, người ta đấu một đi ốt bảo vệ ở ngay đầu vào (VRT601), đi ốt này chịu được tối đa là 300V, nếu điện áp đầu vào vượt quá 300V thì đi ốt này sẽ chập và nổ cầu chì, không cho điện vào trong bộ nguồn.
- Ở ngay đầu vào người ta gắn một cầu chì, cầu chì này có tác dụng ngắt điện áp khi dòng đi qua nó vượt ngưỡng cho phép.
b.Tính toán giá trị cho tụ lọc nguồn và chọn dải điện áp cho ngõ vào
Có 2 dải điện áp thường được sử dụng là:
- Dải thông dụng có băng điện áp ngõ vào trong khoảng 85-265 Vrms.
- Dải European có băng điện áp ngõ vào trong khoảng 195-265 Vrms
Input (VAC)
V (VAC)
V (VAC)
Universal
85
265
230 or 115 with doubler
195
265
Từ đó ta có công thức tính :
- Điện áp Vcc nhỏ nhất:
Trong đó : hệ số chu kỳ tụ nạp, thường chọn =0.2.
- Điện áp Vcc lớn nhất :
Chọn trị số cho tụ ngõ ra:
Dòng của tụ ngõ ra thứ n Co(n), hay độ nhấp nhô của dòng ra
I(D) dòng của Diode, được tính ớ phần IX
Điện áp trên tụ của ngõ thứ n
R(C) là điện trở có ích của tụ ngõ ra
Đôi khi có nhưng hệ số đặc biết với kiểu 1 ngõ ra, mà ta không có được trở như mong muốn, ta có thể thay thế băng lọc LC với tần số khoảng bằng 1/10 hay 1/5 của tần số mạch, không được quá thấp.
Cuộn L dung loại bead với dòng ra 1A
Chọn Diode chỉnh lưu cho cuộn thứ cấp dựa trên dòng và áp
Điện áp lớn nhất và dòng RMS của Diode ngõ ra :
Điện áp và dòng cho Diode chỉnh lưu được lấy :
V(RRM) áp lớn nhất, I(F) dòng trung bình của Diode.
Việc chọn Diode được cho bởi bảng 2 với t(rr) là thời gian phục hồi lớn nhất:
c.Tính toán cho Mosfet :
Ta có hệ số tự cảm Lm (hay điện cảm của cuộn) được cho bởi công thức :
fs : tần số đóng ngắt của mạch
KRF : hệ só gợn sóng
+ Đối với chế độ dẫn điện không liên tục (discontinuous con-duction mode : DCM) thì =1.
+ Đối với chế độ dẫn điện liên tục (continuous con-duction mode : CCM) thì <1. Thường chọn =0.3-0.5 cho băng ngõ vào phổ biến (85 V-265 Vrms), =0.4-0.8 cho băng ngõ vào (195 V – 265 Vrms)
Lm được chọn sao cho dòng trên Mosfet là lớn nhất:
: dòng đỉnh cực đại trên Mosfet.
: dòng hiệu dụng trên Mosfet.
Ta có công thức tính Vdc lớn nhất khi chế độ CCM có tải:
Chọn công suất vào và dòng Ids cho Mosfet
Với dòng Ids max được cho ở mục IV thì ta chọn Mosfet với dòng quá tải của Mosfet I over lớn hơn I...
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí