dinhphuonglan

New Member

Download miễn phí Luận văn Nghiên cứu giải pháp thiết kế bộ nguồn chất lượng cao dùng trong thiết bị điện tử


Mục lục
Danh mục một số từ viết tắt
Mở đầu
Ch-ơng 1
Tổng quan chung và các yêu cầu của bộ nguồn trong
thiết bị điện tử
1.1. Tổng quan chung . 7
1.1.1. Vị trí và tầm quan trọng của bộ nguồn trong hệ thống 7
1.1.2. Các loại nguồn sử dụng trong thiết bị điện tử 7
1.2. Đánh giá các ph-ơng án thiết kế nguồn ổn định . 9
1.2.1. Bộ nguồn ổn định tuyến tính 9
1.2.2. Bộ nguồn chuyển mạch 13
1.3. Các yêu cầu của bộ nguồn chuyển mạch . 15
1.3.1. Khối lọc nhiễu đầu vào . 15
1.3.2. Khối nắn và lọc sơ cấp 16
1.3.3. Khối chuyển mạch tần số cao, nắn và lọc thứ cấp . 17
1.3.4. Khối điều khiển . 17
Ch-ơng 2
Bộ biến đổi điện áp DC/DC
2.1. Ph-ơng pháp biến đổi điện áp DC/DC 19
2.1.1. Mạch ngắt quãng hoạt động ở chế độ A 20
2.1.2. Mạch ngắt quãng hoạt động ở chế độ B 21
2.1.3. Mạch ngắt quãng hoạt động ở chế độ C . 22
2.1.4. Mạch ngắt quãng hoạt động ở chế độ D . 22
2.1.5. Mạch ngắt quãng hoạt động ở cả 4 chế độ . 23
2.2. Các bộ biến đổi điện áp DC/DC 24
2.2.1. Bộ biến đổi thế hệ thứ nhất 24
2.2.2. Bộ biến đổi thế hệ thứ hai . 33
2.2.3. Bộ biến đổi thế hệ thứ ba 34
2.2.4. Bộ biến đổi thế hệ thứ t- 35
2.2.5. Bộ biến đổi thế hệ thứ năm 36
2.2.6. Bộ biến đổi thế hệ thứ sáu 36

Ch-ơng 3
Các giải pháp thiết kế bộ nguồn chuyển mạch
3.1. Mục đích và yêu cầu . 38
3.2. Thiết kế khối công suất . 39
3.2.1. Bộ chuyển mạch Buck 39
3.2.2. Bộ chuyển mạch Boost 42
3.2.3. Bộ chuyển mạch kiểu đẩy - kéo . 46
3.2.4. Bộ chuyển mạch cầu bán phần 52
3.2.5. Bộ chuyển mạch cầu toàn phần . 55
3.3. Thiết kế khối điều khiển . 58
3.3.1. Giới thiệu chung 58
3.3.2. Nguyên lý điều chế độ rộng xung (PWM) 59

Ch-ơng 4
Mô phỏng
4.1. Giới thiệu chung về các phần mềm mô phỏng . 62
4.1.1. Phần mềm mô phỏng Matlab/Simulink 62
4.1.2. Phần mềm thiết kế mạch điện tử . 64
4.1.3. Giới thiệu một số họ IC điều khiển công suất thông dụng 65
4.2. Xây dựng mô hình mô phỏng . 67
4.2.1. Giới thiệu chung 67
4.2.2. Tính toán thông số và lựa chọn linh kiện cho từng đầu ra69
4.3. Đánh giá và thí nghiệm kết quả trên mô hình mô
phỏng 88
4.3.1. Mô phỏng cho mạch đơn 88
4.3.2. Mô phỏng cho mạch tổng hợp: 88


Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
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

Tóm tắt nội dung tài liệu:


më nh©n víi chu kú lµm viÖc më. V× vËy Qdc ®−îc tÝnh theo c«ng thøc sau:
onpftonpftdc VIT
TVIQ 4.02/8.0 == (3. 20)
V×: Ipft = 1.56
(min)
0
dcV
P

(min)
0624.0
dc
V
PQdc = (3. 21)
Tõ biÓu thøc (3.19) vµ (3.21) tÝnh ®−îc tæng tæn hao cho transistor lµ:
(min)
0
(max)
(min)
0
)( 624.012.3
dc
s
dc
dc
dcact V
P
T
TV
V
PQQQ +=+= (3. 22)
§Ò tµi: Nghiªn cøu gi¶i ph¸p thiÕt kÕ nguån chÊt l−îng cao dïng trong thiÕt bÞ ®iÖn tö
50
Qua c«ng thøc trªn dÔ dµng nhËn thÊy tæn hao chuyÓn m¹ch lín h¬n
nhiÒu so víi tæn hao mét chiÒu. Tuy nhiªn, nÕu sö dông transistor MOSFET
lo¹i c«ng suÊt cã thêi gian chuyÓn m¹ch nhá th× cã thÓ gi¶m ®−îc lo¹i tæn
hao nµy.
Chän sè vßng vµ tiÕt diÖn cña cuén s¬ cÊp vµ thø cÊp
Sè vßng cña cuén s¬ cÊp ®−îc x¸c ®Þnh bëi ®Þnh luËt Faraday, sè vßng Np
®−îc x¸c ®Þnh bëi ®iÖn ¸p cùc tiÓu trªn cuén s¬ cÊp (Vdc(min) -1) vµ thêi gian
më cùc ®¹i kh«ng lín h¬n
2
8.0 T .
dBA
TV
N
e
dc
P .
10)
2
8.0)(1( 8(min) −= (3. 23)
Víi Ae lµ diÖn tÝch s¾t cña lâi (cm2)
dB lµ ®é biÕn thiªn tõ th«ng cña lâi (®¬n vÞ Gauss), cã dÊu phô
thuéc vµo chiÒu cña ®iÖn ¸p qua cuén d©y.
V× mçi nöa cuén s¬ cÊp chØ cã mét xung dßng Ipft trong mét chu kú vµ
cã ®é réng 0.8T/2 nªn gi¸ trÞ hiÖu dông cña Ipft lµ:
(min)
0
(min)
0 986.056.1632.0632.04.0
dcdc
pftpftrms V
P
V
PIII ====
Gi¶ thiÕt sö dông cuén d©y cã mËt ®é dßng lµ 500 mil trßn / Ampe(rms),
sè mil trßn cÇn thiÕt cña nöa cuén s¬ cÊp lµ:
Sè mil trßn = 500 x Irms =
(min)
0493
dcV
P
Khi ®ã cã thÓ chän chÝnh x¸c tiÕt diÖn d©y tõ b¶ng tra d©y theo c¸c mil
trßn.
Tõ c«ng thøc (3.23) thÊy Np tØ lÖ nghÞch víi dB, v× vËy, dB cùc ®¹i th× Np
nhá nhÊt, khi Êy víi sè vßng d©y nhá th× cã thÓ t¨ng tiÕt diÖn d©y ®Ó chÞu
dßng lín, ®iÖn dung ký sinh thÊp vµ gi¸ thµnh gi¶m. Nh−ng nÕu chän dB
lín th× dßng tõ ho¸ t¨ng vµ lµm t¨ng tæn hao cña lâi.
H×nh d−íi ®©y biÓu diÔn vßng tõ trÔ cña mét vËt liÖu lâi s¾t tiªu biÓu
(Ferroxcube 3C8). Sù thay ®æi cña tõ th«ng th−êng ®−îc giíi h¹n trong
kho¶ng , t¹i tÇn sè 30KHz, n»m trong phÇn tuyÕn tÝnh cña vßng.
Khi tÇn sè t¨ng lªn tõ 100KHz – 300KHz th× sù biÕn thiªn tõ th«ng ph¶i
gi¶m xuèng hay v× tæn hao lâi ë c¸c tÇn sè nµy cao h¬n. Nãi
chung, víi tÇn sè chuyÓn m¹ch d−íi 50KHz, ng−êi ta th−êng chän sè vßng
G2000±
G1200± G800±
§Ò tµi: Nghiªn cøu gi¶i ph¸p thiÕt kÕ nguån chÊt l−îng cao dïng trong thiÕt bÞ ®iÖn tö
51
d©y cña cuén s¬ cÊp tõ biÓu thøc (3.23) víi dB = 3200G mµ tæn hao cã thÓ
ë møc chÊp nhËn ®−îc.
§Ó x¸c ®Þnh sè vßng d©y thø cÊp cho c¸c ®Çu ra chÝnh vµ phô, sö dông
biÓu thøc (3.17), víi gi¶ thiÕt c¸c diode sö dông lµ c¸c diode Schottky (sôt
¸p thuËn 0.5V). Trong biÓu thøc nµy, c¸c th«ng sè ®· ®−îc x¸c ®Þnh: ®iÖn
¸p ngâ ra, Vdc(min), T vµ Ton = 0.8T/2. Sè vßng d©y cña c¸c ®Çu ra thø cÊp
®−îc tÝnh nh− sau:
)1(8.0
4.0
)1(8.0
4.0
)1(8.0
4.0
(min)
2
2
(min)
1
1
(min)

+=

+=

+=
dc
S
PS
dc
S
PS
dc
m
Pm
V
VNN
V
VNN
V
VNN
(3. 24)
V× xung dßng qua mçi nöa cuén thø cÊp chØ tån t¹i trong 0.4 chu kú nªn
gi¸ trÞ hiÖu dông cña dßng nµy ®−îc tÝnh b»ng biÓu thøc sau:
dcdcrmsS III 632.04.0)( ==
TiÕt diÖn cña cuén thø cÊp còng ®−îc x¸c ®Þnh nhê b¶ng tra d©y theo mil
trßn víi gi¶ thiÕt mËt ®é 500mil trßn /Ampe(rms)
Sè mil trßn = 500 x 0.632 Idc = 316 Idc
e. ThiÕt kÕ bé läc ra
C¸c cuén c¶m ®−îc chän ®Ó ®¶m b¶o kh«ng ®i vµo chÕ ®é ho¹t ®éng kh«ng
liªn tôc ®Õn khi ngâ ra mét chiÒu gi¶m xuèng tíi gi¸ trÞ cùc tiÓu (th−êng
x¸c ®Þnh b»ng 1/10 gi¸ trÞ danh ®Þnh). ChÕ ®é kh«ng liªn tôc b¾t ®Çu khi
§Ò tµi: Nghiªn cøu gi¶i ph¸p thiÕt kÕ nguån chÊt l−îng cao dïng trong thiÕt bÞ ®iÖn tö
52
phÇn ®Çu cña xung r¨ng c−a dßng ®iÖn c¶m dI gi¶m xuèng 0 vµ ®iÒu nµy
x¶y ra khi dßng mét chiÒu gi¶m xuèng nöa biªn ®é cña dßng r¨ng c−a dI.
V× vËy:
L
TVVI
L
TVdI ondconL
)(2 01(min)
−===
Víi: )2/8.02()2( 110 T
TV
T
TVV on ==
01 25.1 VV =⇒
vµ:
1
0
2V
TVTon =
Th«ng th−êng dßng mét chiÒu cùc tiÓu ®−îc chän b»ng 1/10 gi¸ trÞ danh
®Þnh: Idc(min) = 0.1Ion
Tõ ®ã x¸c ®Þnh ®−îc L theo biÓu thøc sau:
onondc
on
I
TV
VI
TVVV
I
TVVL 0
0
000
(min)
01 05.0
)25.1(2)1.0(2
)25.1(
2
)( =−=−= (3. 25)
Gi¸ trÞ cña tô ®iÖn C vµ gi¸ trÞ ®iÖn c¶m L ®−îc chän ®Ó ®¸p øng ®iÖn ¸p
gîn sãng ë ngâ ra víi gi¸ trÞ cho tr−íc Vr.
§iÖn ¸p gîn ®Ønh - ®Ønh ®−îc x¸c ®Þnh b»ng: Vr = RdI
Nh− ®· nãi ë phÇn tr−íc, tÝch sè RC cña tô ®iÖn ph©n b»ng nh«m lµ h»ng
sè víi ph¹m vi tõ 50 ®Õn 80x10-6
VÝ dô, chän C cã gi¸ trÞ:
Vr
dIx
R
xC 6
6
10801080 −

== (3. 26)
3.2.4. Bé chuyÓn m¹ch cÇu b¸n phÇn
3.2.4.1. Ho¹t ®éng c¬ b¶n
S¬ ®å m¹ch vµ d¹ng sãng ®Æc tr−ng cña bé chuyÓn m¹ch cÇu b¸n phÇn
®−îc cho trong h×nh 3.6 d−íi ®©y.
. ..
.
.
V2
V1
220VAC
120VAC
A
B
120-220
VAC
Co2
Co1
Lo2
Lo1
Ns2
Ns1
NpCbS1
Q1
Q2
C1
C2D4
D3
D2
D1
§Ò tµi: Nghiªn cøu gi¶i ph¸p thiÕt kÕ nguån chÊt l−îng cao dïng trong thiÕt bÞ ®iÖn tö
53
+Vdc/2
Q1 on
TÇn sè chuyÓn m¹ch
Q2 on
-Vdc/2
§iÖn ¸p s¬
cÊp
0
H×nh 3. 6: S¬ ®å m¹ch vµ d¹ng sãng ®Æc tr−ng
¦u ®iÓm chÝnh cña m¹ch nµy lµ khi transistor ng¾t chØ cã ®iÖn ¸p Vdc
®Æt lªn nã chø kh«ng ph¶i chÞu ®ùng ®iÖn ¸p 2Vdc nh− trong s¬ ®å m¹ch
®Èy kÐo. Khi ®ã, m¹ch cã thÓ sö dông c¸c transistor lo¹i rÎ tiÒn h¬n víi
møc chÞu ®ùng ®iÖn ¸p nhá h¬n, vµ chóng ®−îc sö dông réng r·i trªn thÞ
tr−êng ch©u ¢u vµ Mü víi ngâ vµo xoay chiÒu t−¬ng øng lµ 220VAC vµ
120VAC.
Khi S1 ë vÞ trÝ 220VAC (hë m¹ch), m¹ch lµ bé chØnh l−u toµn sãng cã tô
C1 vµ tô C2 m¾c nèi tiÕp, t¹o ra ®iÖn ¸p mét chiÒu ®Ønh ®· chØnh l−u
kho¶ng 308VDC. Khi S1 ë vÞ trÝ 120VAC (ng¾n m¹ch) th× m¹ch ho¹t ®éng
nh− mét bé nh©n ®«i ®iÖn ¸p nhê tô C1 n¹p ®iÖn ¸p d−¬ng qua D1 vµ C2
n¹p ®iÖn ¸p d−¬ng qua D2, t¹o ra ®iÖn ¸p mét chiÒu 336VDC. §iÖn ¸p ngâ
vµo mét chiÒu cùc ®¹i chÝnh lµ ®iÖn ¸p mµ transistor ng¾t ph¶i chÞu ®ùng
khi transistor cßn l¹i dÉn.
3.2.4.2. TÝnh to¸n th«ng sè cña m¹ch
D¹ng sãng t¹i c¸c ®Çu ra cña m¹ch cÇu b¸n phÇn gièng nh− trong m¹ch ®Èy
kÐo nªn cã sù t−¬ng øng khi chän th«ng sè cña m¹ch cÇu b¸n phÇn víi c¸c
biÓu thøc tÝnh to¸n nh− cña m¹ch ®Èy kÐo.
Chän thêi gian më cùc ®¹i cho transistor
Mçi transistor lµm viÖc ë mét b¸n kú nh−ng nÕu t¹i mét thêi ®iÓm nµo ®ã
c¶ Q1 vµ Q2 cïng më th× sÏ cã hiÖn t−îng ng¾n m¹ch ®iÖn ¸p cung cÊp vµ
g©y ph¸ háng c¸c transistor, do ®ã thêi gian më cña mçi transistor chØ ®−îc
phÐp tèi ®a lµ 80% b¸n kú (Ton = 0.8T/2)
§Ò tµi: Nghiªn cøu gi¶i ph¸p thiÕt kÕ nguån chÊt l−îng cao dïng trong thiÕt bÞ ®iÖn tö
54
Chän sè vßng vµ tiÕt diÖn d©y s¬ cÊp
Sè vßng cña cuén s¬ cÊp ®−îc chän ®Ó ®¶m b¶o ®iÖn ¸p ngâ ra nhËn ®−îc
trong thêi gian më kh«ng qu¸ 0.8T/2. NP ®−îc tÝnh theo biÓu thøc (3.23)
Dßng hiÖu dông s¬ cÊp cña m¹ch
T
TII pftrms
8.0=
Víi Ipft lµ dßng ®Ønh cuén s¬ cÊp. Cã thÓ tÝnh gi¸ trÞ cña nã nhê gi¶ thiÕt
hiÖu suÊt cña m¹ch lµ 80%, cã 2 xung dßng trong mét chu kú T víi ®é réng
b»ng thêi gian më cùc ®¹i cña mçi b¸n kú lµ 0.8T/2 vµ ®iÖn ¸p lµ Vdc(min)/2.
NghÜa lµ, cã mèi quan hÖ sau:
pft
dc
in IT
TVPP 8.0
2
25.1 (min)0 ==
(min)
0125.3
dc
pft V
PI =⇒ (3. 27)
Vµ dßng hiÖu dông s¬ cÊp
(min)
0795.28.0
dc
pftrms V
P
T
TII ==
Víi 500 mil trßn / Ampe(rms), sè mil trßn cÇn thiÕt ®−îc tÝnh b»ng:
Sè mil trßn =
(min)
0
(min)
0 5.1397795.2500
dcdc V
P
V
Px =
Tra b¶ng theo sè mil trßn cÇn thiÕt ®Ó x¸c ®Þnh tiÕt diÖn d©y s¬ cÊp.
Chän sè vßng vµ tiÕt diÖn d©y thø cÊp
T−¬ng tù nh− trong m¹ch ®Èy kÐo, sè v
 
Các chủ đề có liên quan khác
Tạo bởi Tiêu đề Blog Lượt trả lời Ngày
D Nghiên cứu chính sách, giải pháp và xây dựng mô hình liên kết vùng, tiểu vùng trong phát triển du lịch ở vùng Tây Bắc Văn hóa, Xã hội 0
D Nghiên cứu những giải pháp nhằm tối ưu hóa chi phí logistics cho các doanh nghiệp cung cấp dịch vụ logistics Luận văn Kinh tế 0
D Nghiên cứu đặc điểm giải phẫu hệ thống cân cơ nông vùng mặt và mối liên quan với thần kinh mặt Y dược 0
D Nghiên cứu, phân tích giải pháp mobile backhaul và ứng dụng triển khai trên mạng viễn thông của VNPT tuyên quang Công nghệ thông tin 0
D Nghiên cứu áp dụng giải pháp tường chắn đất cho khu vực đồng tháp mười Kiến trúc, xây dựng 0
D Nghiên cứu sự luận giải về dịch đồ học chu tử của nho gia việt nam thời trung đại Văn hóa, Xã hội 0
D nghiên cứu giải pháp công nghệ sản xuất một số loại rau ăn lá trái vụ bằng phương pháp thủy canh Nông Lâm Thủy sản 0
D Điều tra, nghiên cứu hiện trạng quản lý chất thải rắn y tế tại Thanh Hóa và đề xuất các giải pháp cải thiện Khoa học Tự nhiên 0
D Nghiên Cứu Giải Pháp Cải Thiện Hiệu Năng Mạng Cảm Biến Không Dây Đa Sự Kiện Công nghệ thông tin 0
D Nghiên cứu trách nhiệm xã hội của Tập đoàn viễn thông quân đội (VIETTEL) - Thực trạng và giải pháp Văn hóa, Xã hội 0

Các chủ đề có liên quan khác

Top