Nguyên lý hoạt động của bộ nguồn ổn áp xung 5v/10a, 15v/3a

vôùi caùc öu khuyeát ñieåm cuûa noù. Ta choïn phöông phaùp ñieàu roäng xung, giöõ taàn soá coá ñònh ñeå deã choïn linh kieän ñaùp öùng yeâu caàu taàn soá. ÑOÅI ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU RA ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU (Converters) -Trong nhieàu tröôøng hôïp phuï taûi caàn ñieän moät chieàu töø nguoàn ñieän moät chieàu, moät ñieän aùp hay doøng hieäu suaát thieát bò laø moät ñieàu phaûi quan taâm. -Thieát bò ñoåi ñieän moät chieàu ra ñieän moät chieàu ñöôïc laép raùp, theo nhieàu sô ñoà raát ña daïng. Nhöng ta chæ ñeà caäp ñeán moät soá sô ñoà cô baûn: Buck, Boost, Buck - Boost. Vaø caùc daïng khaùc nhö: Flyback, Forward, Push - Pull (ñaåy keùo) Half- Bridge (nöûa caàu), Caàu (Full - Bridge) SÔ ÑOÀ BUCK. * Sô ñoà Buck - DCK : Transistor ngaét daãn laøm vieäc ñieàu cheá ñoä roäng xung ( ñieàu cheá xung ) Control circuit : khoái ñieàu khieån transistor. - L : cuoän caûm khaùng tích luõy ñieän naêng. - C : Tuï ñieän tích luõy ñieän naêng - Dsb : Diode san baèng doøng, giuùp cho doøng ñieän qua L lieân tuïc khi doøng ñieän cung caáp qua transistor ÑCX khoâng lieân tuïc. - Vs : Nguoàn ñieän moät chieàu ôû ngoõ vaøo.Nguoàn naøy coù theå laø moät boä chænh löu, do ñoù caàn coù tuï ñieän Cv vöøa ñeå loïc vöøa ñeå tieáp nhaän naêng löôïng töø phuï taûi traû veà. Vì boä chænh löu khoâng nhaän ñöôïc doøng traû veà. - Maïch naøy seõ ñöôïc noái ngay sau bieán aùp nguoàn. Töø sô ñoà ta coù theå thaáy raèng maïch naøy khaù ñôn giaûn. - Khi transistor daãn, nguoàn ñieän seõ chaûy moät caùch tröïc tieáp ñeán ñaàu ra. Ñieän aùp naøy cuõng phaûi qua cuoän daây . Khi transistor ngaét, doøng ñaõ löu tröõ trong cuoän laøm cho diode phaân cöïc thuaän vaø cho pheùp doøng trôû veà taûi. - Moãi chu kyø laøm vieäc goàm 2 giai ñoaïn : * Giai ñoaïn 1: D < t < Dt D : Heä soá chu kyø hay tæ soá thôøi gian daãn ( duty cycle) treân thôøi gian laøm vieäc T = laø chu kyø ñoùng ngaét, f laø taàn soá ñoùng ngaét thöôøng vaøo khoaûng 10KHz ¸ 100KHz. Dsb phaân cöïc nghòch, khoâng daãn. -Ñieän aùp ôû L laø : VL = Vs - Vo VL = Vs - Vo = Vaäy iL bieán thieân tuyeán tính theo thôøi gian naøy löôïng tích luõy vaøo R,C cung caáp cho phuï taûi. iL = ILmin -IL taêng töø ILmin ñeán ILmax trong thôøi gian aT iL = t + ILmin= iDCX Imax - ILmin = -DT (2-1) Giai ñoaïn 2: DT < t < T -DCX ngöng daãn, nhôø coù Dsb neân iL vaãn lieân tuïc vì Dsb daãn : VL = -Vo = L -iL giaûm töø ILmax à ILmin trong thôøi gian : T - DT = ( 1 - D ) T theo haøm soá IL = - ( t - DT ) + ILmax = iDSb ILmin - ILmax = DIL = - ( 1 - D ) T ( 2 - 2 ) -Ñaïi löôïng taêng doøng baèng ñaïi löôïng giaûm doøng : Coäng (2-1) vaø (2-2) => V0 = D.Vs vôùi D = Ta coù : Io = ( 2-3 ) Vaäy : ILmax = DVs vôùi f = ILmin = DVs -Ñieàu kieän ñeå coù doøng lieân tuïc laø ILmin = 0 Vaäy : L = (1-D ) -Ñieän aùp gôïn soùng DVr ñöôïc tính nhö sau : -Trong nöûa chu kyø C ñöôïc naïp theâm ñieän löôïng : DQ = (2- 4 ) -Cuõng trong nöûa chu kyø tuï ñieän C phoùng ra cuøng 1 ñieän löôïng. Vaäy : DVo = DVc = -Thay T = vaø ( ILmax-ILmin) = ( 1 - D ).T DVo = -Hoaëc : DV0 = ( 2-5 ) -Doøng gôïn soùng : DiL= ( 1 - D ) (2-6) * Chæ tieâu caùc linh kieän : - Transistor DCX : -VDCXmax = Vs -IDCXmax = - Diode Dsb : VDsbmax = Vs IDsbmax = IDbstrung bình = (1-D).I0 (2- 7) III. SÔ ÑOÀ BOOST -Caùc chæ tieâu linh kieän tích luõy ñieän naêng laø L vaø C, ñoùng ngaét ñieän laø transistor DCX, D khoâng cho doøng töø C phoùng veà nguoàn Vs . Moãi chu kyø laøm vieäc goàm 2 giai ñoaïn : Sô ñoà Boost * Giai ñoaïn 1 : O < t < DT DCX daãn, D phaân cöïc nghòch neân khoâng daãn VL = Vv = L; ñieän naêng tích luõy vaøo L, C vaãn caáp ñieän cho taûi. *Giai ñoaïn 2. -DCX ngöng daãn, iL vaãn lieân tuïc do D daãn vaøo phuï taûi, L phoùng ñieän vaøo taûi. VL = Vs- Vo; Vo> Vs iL = ID = (T - DT ) + ILmax (2-8) -iL giaûm töø ILmax à ILmin ILmin- ILmax = ( T - DT ) -Neân ta coù : V0 = vôùi O<D<1 (2-9) -Trong thöïc teá Vr khoâng lôùn hôn 5Vv -Coâng suaát vaøo = [ Imax + ILmin] Vs -Coâng suaát ra : -Caân baèng coâng suaát vaøo vôùi coâng suaát ra : Ta coù : [ ILmax + ILmin] VS = (2-10) -Töø (2-9) vaø (2-10) : Ta coù : ILmmax + ILmin = (2 - 11) -Töø (2-8) vaø (2-11) ta coù : ILmin = - ( f = ) ILmax = + -Ñieàu kieän doøng lieân tuïc : ILmin = - = 0 L = -Ñeå tính ñöôïc ñieän aùp gôïn soùng DV0 hay doøng ñieän taïi tuï loïc C -Ñieän löôïng naïp theâm vaøo tuï ñieän C laø DIr baèng ñieän löôïng phoùng ra nuoâi phuï taûi, coi doøng gôïn soùng taïi phuï taûi DIr khoâng ñaùng keå so vôùi DiL Vaäy : DV0 = DVC = DQ = Io.DT DQ = ( 2-12 ) Vôùi D : heä soá chu kyø , D = f = 1/T : Taàn soá ñoùng ngaét Vaäy : DV0 = * Chæ tieâu caùc linh kieän : - Transitor DCX : VDCXmax = VS + Vo IDCXmax = - Diode D : VDmax = VS + Vo IDmax = ( 2 -13) -ID trung bình = Io ( 2 -14 ) OÅN AÙP BUCK - BOOST -OÅn aùp Buck - Boost cung caáp moät ñieän aùp ngoõ ra maø coù theå thaáp hôn hay lôùn hôn ñieän aùp ngoõ vaøo. Cöïc tính ñieän aùp ngoõ ra ngöôïc vôùi ñieän aùp ngoõ vaøo. Sô ñoà Buck Boost *Maïch hoaït ñoäng ñöôïc chia laøm 2 giai ñoaïn. - Giai ñoaïn 1 : Transistor Q1 daãn vaø diode Dm bò phaân cöïc ngöôïc. Doøng ngoõ vaøo taêng vaø chaûy vaøo cuoän caûm L, Q1 - Giai ñoaïn 2 : Transistor Q1 ngaét , naêng löôïng tích tröõ trong L vaø doøng cuoän caûm öùng tuyeán tính töø I2 ñeán I1, trong khoaûng t2 Vo = -L => t2= DI = -Thay t1= DTvaø t2 = ( 1 - D) T -Ñieän aùp trung bình ngoõ ra : Vo = - ( 2-15 ) -Vôùi D laø heä soá chu kyø -Giaû söû maïch khoâng toån hao : VSIS = VO.IO = VS.Ia. D/ ( 1 - D ) -Doøng trung bình ngoõ vaøo : IS quan heä vôùi doøng trung bình ngoõ ra IO : IS= Io. D -T : Chu kyø ngaét daãn T = - Vaø doøng gôïn soùng ñænh ñænh : DI = DI = - Doøng xaû trung bình cuûa tuï IC = Io -Vaø ñieän aùp gôïn soùng ñænh- ñænh cuûa tuï laø : DVC = (2-16 ) Hay : DVC = DVC = - Öu, nhöôïc ñieåm chung cuûa 3 loaïi : Buck, Boost, Buck - Boost convertes. * Öu ñieåm : -Caû ba converter ñeàu khoâng söû duïng bieán aùp neân dieän tích chieám choã cuûa boä nguoàn nhoû. *Nhöôïc ñieåm : -Söï phaûn hoài cuûa ñieän aùp oån ñònh ngoõ ra chung DC vôùi söï phaûn hoài cuûa ngoõ vaøo DC chöa loïc. Nhöng vì ngöôøi söû duïng thöôøng caàn coù ñieän aùp DC ngoõ ra oån ñònh thöù hai maø phaûi ñöôïc caùch ñieän DC vôùi ñieän aùp ngoõ ra oån ñònh thöù nhaát. Vì vaäy khoù coù theå thieát keá ñöôïc nhieàu ngoõ ra cho boä nguoàn. 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, Vs2 =Vdc(Ns2/Np)2Ton/T Vm=Vdc(Nm1/Np)2Ton/T Vs1 =Vdc(Ns1/Np)2Ton/T 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. - 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 Vm = (2-17) -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 = VS2 = Möùc ñieän aùp treân moät voøng : = Ae ( dB/dt) x 10-8 -Ae : laø tieát dieän loõi saét ( cm2) -dB : laø ñoä thay ñoåi töø caûm ( Gauss ) -dB/dt - laø ñieän aùp treân voøng laø tæ leä theo taàn soá soùng ngaét. - 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. 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 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 ) --> dB = ( Gauss ) - 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. Np = (2-18) Vôùi dB = (2-19) Choïn soá voøng daây thöù caáp : -Soá voøng daây thöù caáp ñöôïc choïn töø : Vm = (Vdc - 1 ) - 0,5] VS1 = [(Vdc - 1 ) VS2 = [(Vdc - 1 ) Tính toaùn doøng san baèng ñænh. -Giaû söû hieäu suaát 80% ( thöôøng ñaït ñöôïc ôû taàn soá treân 200KHz ) P0 = 0,8Pin -Hay Pin = 1,25P0 = Vdcmin.0,8Ipft -Vaäy Ipft = 1,56 (2-20) Tính toaùn doøng ñieän sô caáp hieäu duïng vaø tieát dieän daây daãn : Irms = Ipft = Ipft -Vôùi D : heä soá chu kyø : D = (0,8T/2)/2 -Hay : Irms = 0,632 Ipft Vaäy ta coù : Irms = 0,632 Tính toaùn doøng gôïn soùng ñænh thöù caáp vaø kích côõ daây : IS(rms) = Idc = Idc = 0,632.Id c -Vôùi Idc doøng ñieän ngoõ ra. Thieát keá boä loïc ngoõ ra. 1) Thieát keá cuoän caûm ngoõ ra : dI = 2Idcmin = VL.= (V1 - V0 ) N0= V1(2Ton/T) thì Ton = N0 = V1 (2Ton/T ) thì Ton = -NS seõ ñöôïc choïn 0,8172 khi Vdc , V1 laø nhoû nhaát hay V1min = 1,25V0 dI = = 2Idcmin Vaø L0 = Neáu doøng Idcmin = Ion Vaäy : L0 = -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 C0 = C0 = * 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. - 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. -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 : V0mr = - VD2 -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 : Vom = (2-21 ) 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 Vom = VS1 = VS2 = 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 = 0,8Pin Hay Pin = 1,25P0 = Vdcmin ( 0,4 Ipft) (2.22 ) Hay Ipft = 4. Thieát keá bieán aùp coâng suaát : 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. Np = (2-23) -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 : Vom = VS2 = VS1 = d) Tính toaùn doøng ñieän gôïn soùng sô caáp : Irms(p) = Irms(p) = (2-24) e) Tính toaùn kích côõ daây : Irms(sec) = Idc . = 0,632.Idc. f) Boä loïc ngoõ ra : * Cuoän caûm : dI = 2Idcmin = Hay L1 = ( 2-25 ) Nhöng V0 = Vdkmin Tonmax/T Vôùi Tonmax = 0,8T/2 Neân L1 = (2-26) *Tuï ñieän ngoõ ra : Nhö ôû phaàn ( 4 - 2) Ta coù : C0 = 65 x 10-6/R0 C0 = 65 x 10-6. (2-27) 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 -Chu kyø laøm vieäc goàm hai giai ñoaïn : *Giai ñoaïn 1: O<T<DT -DCX daãn VL1 = VS . Do chieàu daây quaán n1,n2 khoâng daãn L1 tích luõy naêng löôïng vaøo maïch töø ferrit, töø thoâng trong maïch töø taêng. i1 = .t + I1min -i1 taêng töø I1min ñeán I1max doøng gia taêng baèng : I1max - I1min = .DT (2-28 ) -Ñieän aùp ngöôïc taïi D laø :VDngöôïc = - Vaäy ta coù : I1min = Vaäy ñieàu kieän ñeå coù doøng lieân tuïc laø : L1 = Ñieän aùp dôïn soùng: Doøng taïi tuï ñieän loïc ic ñöôïc bieåu dieãn bôûi hình treân . Ñieän löôïng naïp theâm vaøo tuï ñieän loïc ôû giai ñoaïn ñöôïc phoùng vaøo taûi trong giai ñoaïn 1. -Chu kyø sau dieän tích S ôû phaàn döôùi ñöôøng bieåu dieãn thieân doøng qua tuï ic = Io .DT = = * Chæ tieâu caùc linh kieän - Transistor DCX: IDCX max = - Diode D ID trung bình (av)=Io VD max= *Giai ñoaïn 2: DT<t<T -DCX ngöng daãn töø thoâng maïch töø giaûm , ñieän aùp taïi cuoän n2 ñaûo cöïc tính khieán D daãn doøng iL giuùp cho soá ampe voøng lieân tuïc, töùc thôøi ñieåm DT soá ampe voøng n2I2max = n1I1min. L2 ñaët vaøo ñieän aùp Vo , do ñoù : i2 = - -Maïch töø phoùng thích naêng löôïng vaøo phuï taûi , i2 giaûm töø I2max ñeán I2min, löôïng doøng giaûm baèng. I2max-I2min = (2-29) Ñieän aùp taïi cuoän n1 = Do ñoù ñieän aùp taïi transistor DCX = Ñieän aùp ra Vo : I2 (2-30) - Ñieàu kieän ñeå coù doøng lieân tuïc. -Coâng suaát vaøo: Ps =Vs.I1av= -Coâng suaát ra : Po = -Neáu hieäu suaát baèng 1 ta coù : I1max + I1min = (2-31) *Öu nhöôïc ñieåm: - Caùch ly sô caáp vaø thöù caáp - Giaûm ñöôïc doøng qua transistor coâng suaát. - Taïo ñöôïc nhieàu caáp ñieän aùp ôû ñaàu ra baèng caùch quaán nhieàu cuoän thöù caáp . - Doøng san baèng ñænh töông ñöông cuûa transistor khaù cao . Ipft = Vôùi Pot : toång coâng suaát ngoõ ra Vì vaäy giaù thaønh cho transistor cao VII - HALF - BRIDGE CONVERTER Sô ñoà Half-Bridge - Khi chuyeån maïch S, ôû phía treân öùng vôùi ngoõ vaøo 220VAC, maïch cænh löu toaøn soùng vôùi 2 tuï loïc C1 noái tieáp C2 + Ñieän aùp ñænh DC chænh löu khoaûng : (1,41x220)-2 308V - Khi S1 ñoùng öùng vôùi ngoõ vaøo 110V maïch hoaït ñoäng nhö maïch nhaân ñoâi ñieän aùp. - Nöûa chu kyø ñaàu tieân A döông so vôùi B, C1 naïp qua D1 + Ñieän aùp ñænh khoaûng (1,41x110)-1154V - Nöûa chu kyø sau C2 naïp qua D2 + Ñieän aùp ñænh khoaûng (1,41x110)-1154V + Ñieän aùp toång treân tuï C1, C2 khoaûng 308V * Giaû söû ñieän aùp chænh löu 308V, boû qua tuï Cb. Moät ñaàu cuûa cuoän sô caáp ñöôïc noái vôùi 2 ñaàu tuï C1,C2 vaø Q1,Q2 daãn ôû moãi nöõa chu kyø. 1/ Quan heä giöõa doøng sô caáp, coâng suaát ra, ñieän aùp vaøo -Giaû söû hieäu suaát 80%. Pin = 1,25P0. -Xung doøng ñænh sô caáp san baèng töông ñöông öùng vôùi Vdcmin Ipft (half bridge) = (2-32) 2/ Choïn côû daây sô caáp: -Doøng ñieän gôøn soùng sô caáp Irms = Ipft Irms = (2-33) 3/ Choïn côû daây daãn vaø soá voøng daây thöù caáp: -Soá voøng daây thöù caáp ñöôïc choïn ôû (4.1.) ñeán (4.3) cho thôøi gian môû cöïc ñaïi Tonmax = 0,8T/2 vaø Vdcmin - 1 ñöôïc thay baèng Vaäy : V1 (2-34) V2 (2-35) - Doøng hieäu duïng sô caáp : Irms = Idc=Idc ôû 500 circularmils treân doøng hieäu duïng laø = 500(0,632)Idc I = 316.Idc -Thieát keá tuï cb ta coù : Cb = (2-36) -Vôùi dv : Ñoä thay ñoåi aùp töø luùc daãn ñeán luùc taét cuûa moãi transistor. VII. SÔ ÑOÀ CAÀU (FULL - BRIDGE) Sô ñoà Full-Bridge -Caùc transistor T1 vaø T'2 cuøng daãn luaân phieân vôùi T2 vaø T'1. Moãi ñoâi daãn trong thôøi gian DT trong moãi chu kyø laøm vieäc, ta coù: 0<D<0,5 Vo = 2 (2-37) -Chæ tieâu caùc linh kieän . -Transistor : TTr max (2-38) m = VTr max = Vs -Diode D1,D2,D'1,D'2 : ID trung bình = (2-39) VDmax = Vs (8.4) -Diode D5 vaø D6 : ID5b = DIo VD5 max = VD6max = 2nVD (2mVD) * Keát luaän: Trong caùc loaïi converter trong ñoù coù Half - Bridge converter coù nhieàu öu ñieåm nhö. - Hieäu suaát cao khoaûng 90% - Bieán aùp khoâng söû duïng ñaàu ra ôû giöõa vì vaäy loaïi tröø ñöôïc söï maát caân baèng töø thoâng. Keát quaû laø loaïi converter naøy ñöôïc duøng ñeå thieát keá caùc boä nguoàn vôùi coâng suaát coù theå leân ñeán 1000W - Ñieän aùp cöïc ñaïi ñaët leân transistor giaûm ñi moät nöõa so vôùi tröôøng hôïp cuûa Push - Pull converter. Ñieàu naøy daãn ñeán giaù thaønh transistor va caùc thaønh phaàn linh kieän lieân quan cuõng giaûm . Töø nhöõng öu ñieåm ñaõ neâu ôû treân, neân ta choïn thieát keá nguoàn oån aùp xung theo kieåu Half - Bridge converter Chöông III : BIEÁN AÙP XUNG I.TOÅN HAO LOÕI VÔÙI TAÀN SOÁ VAØ MAÄT ÑOÄ TÖØ CAÛM. -Haàu heát caùc bieán aùp xung söû duïng loõi ferrite.Ferrites laø vaät lieäu goám saét töø .Caáu truùc cuûa noù goàm hoån hôïp oxit saét vôùi Mn, keõm oxit.Toån hao doøng ñieän xoaùy cuûa noù boû qua khi ñieän trôû suaát raát cao.Toån hao loõi chuû yeáu do toån hao töø treå nhöng cuõng khaù thaáp. -Moät soá chaát lieäu ñöôïc ño ñaït sau cho toån hao loõi laø nhoû ôû taàn soá cao vaø nhieät ñoä cao. -Yeáu toá chính aûnh höôûng vieäc choïn löïa chaát lieäu laø ñaëc tính toån hao loõi (thöôøng mW/cm3) ñoái vôùi taàn soá vaø maät ñoä töø caûm. a-Ñöôøng ñaëc tính töø treå. b-Toån hao loõi ñoái vôùi maät ñoä töø caûm. c-Toån hao loõi ñoái vôùi nhieät ñoä II.HÌNH DAÏNG LOÕI FERRITE -Loõi ferrite ñöôïc saûn suaát vôùi kích côû töông ñoái nhoû. -Hình daïng loõi khaùc nhau nhö: Loiõ hình cheùn, loõi RM, EE, PQ, UU, UI,EI. -Loõi hình cheùn (hình hoäp) ñöôïc söû duïng ôû möùc coâng suaát thaáp hôn 125W -Caùc daïng loõi khaùc nhau cuûa bieán aùp coâng suaát . Table :Core Losses for Various Core Materials at Various Frequencies and peak Flux Densities at 100oC Fre- Quency Material Core loss , mW/cm3 for various peak flux densities, G KHZ 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 : data are for bipolar magnetic circuits ( first and third - quadrant operation) . For unipolar ( forward conventer , flyback ), divide by 2 . Table : Core Type Number for Geometrically interchangeable Cores Ferroxcube-Philips Magnetics TDK EE Cores 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 Cores EC35 43517 EC35 EC41 44119 EC41 EC52 45224 EC52 EC70 47035 EC70 ETD Cores ETD29 ETD34 43434 ETD34 ETD39 43939 ETD39 ETD44 44444 ETD44 ETD49 44949 ETD49 Pot Cores 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 PQ20/16 42020 PQ20/20 42626 PQ26/26 42625 PQ26/25 43220 PQ32/20 43230 PQ32/30 III.QUAN HEÄ GIÖÕA COÂNG SUAÁT NGOÕ RA CÖÏC ÑAÏI VÔÙI MAÄT ÑOÄ TÖØ CAÛM, TIEÁT DIEÄN LOÕI, KHUNG VAØ MAÄT ÑOÄ DOØNG ÑIEÄN TRONG CUOÄN . a-Söï lieân heä veà coâng suaát ngoõ ra cuûa boä ñoåi ñieän Forward. -Coâng suaát ngoõ ra ñöôïc döïa treân nhöõng giaû thieát sau: 1.Hieäu suaát cuûa nguoàn: Boû qua tieâu taùn töø Vdc ngoõ vaøo ñeán caùc ngoõ ra (giaû söû hieäu suaát laø 80%). 2.Heä soá khe hôû (Space Factor :SP): -SP=0.4 -Daïng soùng doøng sô caáp -Daïng soùng doøng Ipft duøng ñeå tính coâng suaát ngoõ ra ñoái vôùi Bmax, taàn soá, Ae, Ab, Dcma. -Tæ soá Ns/Np ñeå T0 = 0,8T/2 ôû vdcmin Hình soá Taàn soá Ip Heä soá chu kyø Irms N Tieát dieän daây Ñieän trôû daây I2rms.R P0 A2 F1 Ip 0,4 0,632Ip N A1 R1 I2rms.R P0 A4 2F1 2Ip O,4 1,264Ip 0,5N 2A1 0,25R1 I2rms.R 2po -Daïng soùng doøng sô caáp ôû Vdc min, thôøi gian môû ôû 0.8T/2 -Ta coù :Po = 0.8Pin = 0.8Vdc min.Ipft. Po = 0.32Vdc min.Ipft (3-1) Nhöng giaù trò hieäu duïng gôïn soùng cuûa Ipft,heä soá chu kyø: 0.4 Irms = Ipft I0 = 1.58.Irms Po = 0.32Vdc min(1.58Irms) (3-2) Töø ñònh luaät Faraday:Vp =Np.Ae..10-8 -Vôùi : Vp:Ñieän aùp sô caáp (» Vdc) Np: Soá voøng sô caáp Ae: Tieát dieän loõi (cm2) DB: Ñoä thay ñoåi töø caûm,G(0 ñeán Bmax) DT:Thôøi gian(s) ÔÛ Vdcmin, DB/DT = Bmax/0,4T -Töø (3-2) ta coù : Po = Po=1.256.Np.Bmax.Ae.f.10-8.Irms (3-3) -Ab:Tieát dieän khung quaán daây(in2) Vieát taét (in =inch ) -Ap:Tieát dieän cuoän daây sô caáp(in2) -As:Tieát dieän cuoän daây thöù caáp(in2) -Ati:Tieát dieän cuûa moät voøng daây sô caáp(in2) Vôùi SF=0.4 Vaø Ap=As Ap=0.2.Ab=Np.Ati -Maät ñoä doøng :Dcma = Atcm: Laø tieát dieän daây daãn sô caáp ño baèng circurar mils. Irms = (3-4) Ta coù:Tieát dieän 1 in2 =(tieát dieän Circular mils ). Atcm = = Töø (3-4) ta coù: Irms = (3-5) Thay (3-5) vaøo (3-3) ta coù: P0 = (1.265Np .Bmax.Ae.f.10-8) P0 = Ab(in2)®Ab(cm2) Neân ta coù: Po = (3-6) Trong ñoù: P0 (watt) B (gauss) Ab (cm2) Dcma (circular/rms ampe) b- Söï lieân heä coâng suaát ngoõ ra cuûa boä ñoåi ñieän Puss-Pull P0 = 0.8Vdc min(0.8Ipft) P0 = 0.64 Vdc min.Ipft (3-7) Irms = Ipft Hay Ipft = 1.58Irms P0 = 0.64Vdc min (1.58Irms) = 1.01Vdc min.Irms (3-8) Ap = 0.2Ap = 2Np.Ati Ati = (3-9) Vôùi: Np soá voøng daây nöûa cuoän sô caáp. Ab (in2) Ati (in2) Dcma = (3-10) Vôùi: Atcm tieát dieän daây daãn (circular mils) -Doøng ñieän gôïn soùng treân nöûa cuoän sô caáp Irms = Vôùi Ati = Atcm().10-6 Vaäy Atcm =0.1273..10+6 (3-11) Thay (3-11) vaøo (3-10) ta coù: Irms = 0.1273.10+6 Thay Irms vaøo (3-8) ta coù: Po = 1.01Vdc min. 0.1273.10+6 Po = 0.129Vdc min ..10+6 -Töø ñònh luaät Faraday: Vdc min = .10-8 -Bieân ñoä ñænh ñænh cuûa töø caûm: 2Bmax ôû 0.4T tai Vdc min Po = 0.129(Np.Ae).10-2 Po = Vôùi Ab (in2) = (cm2) Neân: Po = c- Söï lieân heä coâng suaát ngoõ ra cuûa boä ñoåi ñieän Half-Bridge Thôøi gian môû cuûa transistor laø taïi Vdc min Hieäu suaát Eff = 80% Ae,Ab: tieát dieän loõi, khung (cm2). Abi: tieát dieän khung (in2). Ap: tieát dieän cuoän daây sô caáp (in2). SF = 0.4 Dcma: maät ñoä doøng ñieän. Ati: tieát dieän daây (in2). Atcm: tieát dieän daây (circular mils). Np: soá voøng daây sô caáp. Irms = Ipft. = 0.894Ipft hay Ipft = 1.12Irms Neân Po = 0.8Pin = 0.8Iav Vôùi Ati = Atcm..10-6 Vaäy Atcm = 0.255()10+6 (3-13) Irms = (3-14) -Table:Maximum Available Output Power in Forward Converter Topology Output power in watts at ( Ae, Ab :cm2; f: Khz) Core Ae Ab Ae.Ab 20Khz 24Khz 48Khz 72Khz 96Khz 150Khz 200Khz 250Khz 300Khz EE Core. Ferroxcube-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 EC Core ,Ferroxcube-Philips 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 Core, 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 Cores, Ferroxcube-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 -Table:Maximum Available Output Power in Forward 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 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, Ferroxcube-Philips 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 PQ 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 -Table:Maximum Available Output Power in Half- or Full-Bridge Converter Topology Output power in watts at ( Ae, Ab :cm2; f: Khz) Core Ae Ab Ae.Ab 20Khz 24Khz 48Khz 72Khz 96Khz 150Khz 200Khz 250Khz 300Khz EE Core. Ferroxcube-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 EC Core ,Ferroxcube-Philips 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 Core, 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 Cores, Ferroxcube-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: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 Neân Po = 0.0913 (3-15) Töø ñònh luaät Faraday: Vp min = Vôùi DB = 2Bmax , DT = 0.4T Neân Vdc min = 10Np.f.Ae.Bmax.10-8 Thay Vdc min vaøo (3-15) ta coù: Po = Po = (3-16) 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 : PHAÀN B: PHAÀN THIEÁT KEÁ I.SÔ ÑOÀ KHOÁI CUÛA BOÄ NGUOÀN: CHÆNH LÖU CAÀU VAØ LOÏC DAÏO ÑOÄNG SOÙNG VUOÂNG BAÛO VEÄ QUAÙ AÙP BAÛO VEÄ QUAÙ DOØNG CHÆNH LÖU VAØ LOÏC CHÆNH LÖU VAØ LOÏC CHÆNH LÖU VAØ LOÏC -15V/3A +15V/3A 5V/10A BIEÁN AÙP XUNG 110-220VAC -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 -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 (2.7/1) Vôùi T=1/f. vôùi f=62 KHz Ae=1,11 cm2 :tieát dieän loõi -Choïn dB=1600 Gausse = 55,57 voøng -Choïn NP= 56 voøng 4.Giaù trò doøng ñieän: -Doøng san baèng ñænh: Ipft(half-bridge) = (3.1/1) Ipft(half-bridge) = -Doøng ñieän gôïn soùng sô caáp: Irms(p) = = Irms(p) = 1.27A 5.Tieát dieän daây sô caáp: Ta coù : Atcm= (3.3/1) Vôùi Atcm laø tieát dieän daây (circular mils) (1 in2 = p /4.10-6 circular mils) Atcm = = 634 (circular mils) Ati = Atcm (p /4) 10-6 (258/1) Abi = (7.15/1) Vôùi Ati : tieát dieän daây (in2) Abi : tieát dieän khung (in2) Vaäy: Abi = = 0,14 ( in2) A ti = (7.14/1) At = Ati . 6,45 .16 ( cm2 ) ( 1 inch = 2,54 cm ) At = 0,0033 cm2 = 0,33 mm2 Maø At = p d2/4 Vaäy ñöôøng kính daây sô caáp d = 0,65 mm 6.Soá doøng daây thöù caáp: V(5) = [ (2.2/1) vôùi N5S: soá doøng daây thöù caáp (5v) Ton = 0,8T / 2 V(5) = ((– 1) . 0,8 = 2,7 voøng Choïn N5S = 3 voøng V(15) = (( – 1)– 1) . 2Ton / T 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 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 . p /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 = p 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 . (p /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 Vôùi V0 = Vdc . ÔÛ ngoû ra : Vo = 5V T = 1/f ; f = 62 KHz Ion = Idc = 10 A 0,5 . 5 => Lo = = 4 mH 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 mH 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 W : Ñieän trôû tuong ñuong Vr = 0,05 . 0,6 = 0,03 V 80 . 10-6 . di 80 . 10-6 . 0,6 Co = = = 1600 mF Vr 0,03 Choïn C = 1600 mF IV.THIEÁT KEÁ MAÏCH NAÉN LOÏC NGOÛ VAØO : 1.CAÀU DIODE : Maïch naén loïc ngoõ vaøo ñuôïc thieát keá theo maïch nhö hình veõ Ñieän aùp nguoàn löôùi ñaët tröïc tieáp vaøo caàu naén neân 4 diode phaûi chòu ñieän aùp ngöôïc cao. Trò soá ñænh cuûa ñieän aùp laø : Vp = 220 . 1,414 = 311 V Trò soá ñænh cuûa ñieän aùp nguoïc ñaët leân moãi diode laø : Vin = 311 . 1,57 = 448 V Neáu döï tröõ theâm 10% thì ta caàn choïn caùc diode chòu ñuoïc aùp nguôïc cho pheùp laø 600 V. Töø nhaän xeùt treân ta thaáy Diode 1N4007 laø thích hôïp, vì noù coù ñieän aùp nguôïc Vin = 1000V Doøng ñieän baûo hoøa nguoïc Is = 5 A Doøng ñieän thuaän cöïc ñaïi IF max = 1 A Diode 1N4007 laø loaïi diode thoâng duïng, coù nhieàu treân thò tröôøng, giaù kinh teá. Neân ta choïn caàu Diode laø 1N4007. 2.Tuï loïc : Vì ñaây laø maïch oån aùp xung , neân ñieän aùp ngoõ ra ñöôïc loïc ôû ngoõ ra, neân vaán ñeà loïc ngoõ vaøo coù ñoä gôïn soùng cao vaø coù theå leân ñeán 25 – 40 %. ta coù : 1 g = 2 3 f R C vôùi g : ñoä gôïn soùng ( % ) 1 C = = 192,45 m F 2 3fRC vôùi g = 30 % , f = 50 Hz , R = 100 K Thöïc teá ta choïn C = 220 mF V.MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN : Maïch ñieàu khieån ñoä roäng xung vôùi taàn soá coá ñònh ñuoïc xaây döïng ñeå thöïc hieän vieäc ñieàu khieån trong boä nguoàn switching. Noù ñuoïc thieát keá theo töøng khoái rôøi hay ñöôïcc tích hôïp trong caùc IC . Neáu thieát keá theo töøng khoái rôøi thì boä nguoàn seõ phöùc taïp, ñoä chính xaùc khoâng cao ,dieän tích chieám choå lôùn . Vì vaäy ta choïn IC ñeå khaéc phuïc caùc nhöôïc ñieåm treân. Coù nhieàu loaïi IC ñieàu khieån ñoä roäng xung nhö :SG 1524,UC 1846, TL 494, TL 495....Nhöng TL 494 coù nhieàu treân thò tröôøng, giaù thaønh reû, neân ta choïn IC TL 494. Moâ taû IC TL 494 : IC TL 494 bao goàm boä dao ñoäng raêng cöa tuyeán tính vôùi taàn soá ñöôïc xaùc ñònh bôûi 2 thaønh phaàn beân ngoaøi laø RT vaø CT Taàn soá dao ñoäng : f = 1,1 / ( RT . CT ) Ngoû ra cuûa maïch ñieàu cheá ñoä roäng xung ñöôïc thöïc hieän bôûi söï so saùnh soùng raêng cöa vôùi 2 tín hieäu ñieàu khieån ñöa ñeán coång NOR vaø sau ñoù suaát ra 2 transistor Q1 vaø Q2 .Tín hieäu suaát ra ñeán Q1,Q2 chæ xaûy ra khi tín hieäu raêng cöa lôùn hôn so vôùi 2 tín hieäu vaøo . Vì theá vieäc taêng bieân ñoä tín hieäu ñieàu khieån seõ laøm giaûm ñoä roäng xung ra ( xin tham khaûo sô ñoà veõ daïng soùng cuûa IC TL494 ) Tín hieäu ñieàu khieån 1 beân ngoaøi ñöa vaøo ñuoïc cung caáp cho maïch dead-time .Tín hieäu ñieàu khieån 2 ñöôïc ñöa vaøo maïch khueách ñaïi sai leäch hoaëc ngoû vaøo feedback . Maïch so saùnh ñieàu khieån ñoä roäng xung seõ so saùnh ñieän aùp ñöa töø beân ngoaøi vaøo ñeå cho ra 1 xung coù ñoä roäng xung tuøy thuoäc vaøo ñieän theá ngoû vaøo.Thôøi gian hoaït ñoäng cuûa xung tuøy thuoäc vaøo thôøi gian dead-time vaø ñoä roäng xung cuûa maïch so saùnh PWM. IC TL 494 coù 1 ñieän theá oån aùp beân trong laø 5V vôùi doøng laø 10 mA vaø ñöôïc ñöa ra chaân soá 14 ñeå laøm ñieän aùp chuaån Nhö ñaõ noùi ôû treân taàn soá dao ñoäng ñöôïc ñònh bôûi RT vaø CT ,thöïc teá treân maïch laø C36 vaø R36 vaø fosc = 62 KHz  Ta coù fosc = = 62 KHz Choïn R36 = 18 K Thay caùc giaù trò vaøo ta ñuoïc C36 = 958 pF = 1000 pF Doøng IC 494 laø 10 mA vaø aùp cuûa noù cung caáp cho maïch laø 5V R42 = 5/10 = 0,5 K Choïn R42 = 1K Q3 ( C 945 ) vaø Q4 ( C 945 ) laø 2 transistor ôû taàng driver : C 945 coù ñaëc tính kyõ thuaät sau : BVCBO = 70 V BVCEO = 70 V BVEBO = 4 V Tính R18 ,ta coù : R18 VBQ4 = Vcc R17 + R18 Khi Q4 daån ,ta coù VBQ4 = 0,6 V , Vcc = 5 V Choïn R18 = 1 K Thay caùc giaù trò treân vaøo coâng thöùc ta ñuoïc R17 = 4,2 K Choïn R17 = 3,9 K Baèng caùch duøng 2 coâng thöùc treân aùp duïng cho Q3 vôùi 2 ñieän trôû phaân cöïc laø R21 vaø R19 ( choïn R21 = 3,9 K ) ta coù : R19 = 1,2 K Thöïc teá choïn R19 = 1,5 K Aùp duïng cho Q6 ta cuõng ñuoïc keát quaû R39 = 39 K R40 = 1 K Thoâng soá kyõ thuaät cuûa transistro A 733 ( Q5 ) BVCBO = 100 BVCEO = 80 BVEBO = 5 Ic max = 0,5 A P = 0,5 W , b =120 -ÔÛ cheá ñoä Q5 baét ñaàu daån thì doøng Ic = 0,12 mA neân ta cuõng coù IBQ5 = Ic / b = 1 mA Neân R41 = ( 5-VBEQ1 ) / IBQ1 Vôùi VBEQ1 = 0,2 V =>IBQ1 = 1 mA -Thay caùc giaù trò vaøo ta ñöôïc : R41 = 4,8 K -Thöïc teá 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 ôû phaàn ñaàu ) VCQ1 = 150 V => C5 = 0,6 mF Choïn C5 = 1 mF VI.TRANSISTOR NGAÉT DAÃN : Vì ñaây laø cheá ñoä Half-Bridge converter neân ñieän aùp nguoïc C-E laø : VBCE = 220 . 1,414 . 1,21 = 376,5 V Trong ñoù 1,21 laø heä soá döï phoøng ,neân ta choïn transistor coù ñieän aùp nguoïc naèm trong khoaûng naøy . Theo lyù luaän treân ta choïn transistor C 4242 vì caùc thoâng soá cuûa C 4242 ñaùp öùng ñöôïc yeâu caàu treân Thoâng soá kyõ thuaät cuûa C 4242 laø : VCBO = 700 V VEBO = 9 V VCEO = 4000 V I = 2 A Heä soá b = 20 Bình thöôøng khi Q1 chöa daãn thì noù ñaõ coù 1 ñieän theá moài töø 0,2 ñeán 0,4 V ñeå chæ caàn kích moät ñieän theá nhoû töông öùng laø 0,4 V hay 0,2 V laø transisitor seõ daãn .Bình thöôøng doøng taïi cöïc B cuûa Q1 ôû cheá ñoä moài naøy raát nhoû , khoaûng vaøi microA neân ñeå doøng chính qua R6 phaân cöïc cho Q1 thì doøng qua noù phaûi lôùn gaáp nhieàu laàn so vôùi 0,2 A . Ñaây chính laø doøng phaân cöïc cho Q1 IBQ1 = 0,2 . 100 = 0,2 mA Luùc naøy : R6 = UBEQ1/IBQ1 = 0.6 / 0.2 = 3 K Thöïc teá choïn R6 = 2,7 K Tính R9 : Ta coù VCQ2 . R9 VBQ2 = R7 + R9 Choïn R7 = 330 K , UBQ2 = 0,6 V Thay caùc soá vaøo coâng thöùc ta ñuoïc R9 = 2,1 K Thöïc teá choïn R9 = 2,7 K -NGUYEÂN LYÙ HOAÏT ÑOÄNG CUÛA BOÄ NGUOÀN OÅN AÙP XUNG 5V/10A, ± 15V/3A : --Khi cung caáp nguoàn ñieän AC vaøo , nguoàn ñieän vaøo ñöôïc D5 naén vaø taïo ñieän aùp moài thoâng qua R4, ñeán cöïc B cuûa Q1( C4242) laøm Q1 daãnÞ taïo moät ñieän theá caûm öùng qua cuoän thöù caáp cuûa bieán aùp xung nhôø D14 naén vaø tuï loïc C19 loïc taïo thaønh ñieän aùp ñöa ñöa vaøo chaân soá 12 cuûa IC TL494 vaø laøm cho IC494dao ñoäng vaø ñöa ñieän aùp dao ñoäng cho Q3 ( C945)Þ kích thích dao ñoäng cho Q1 vaø Q2. -Nhôø xung Dead-Time Q2 daãn laøm cho ñieän theá thöù caáp cuûa bieán aùp xung ra cao. -IC TL494 laø IC ñieàu khieån ñoä roäng xung .Nguyeân lyù ñieàu roäng xung cuûa noù ñöôïc giaûi thích nhö sau: +Chaân soá 2 ñöôïc cung caáp ñieän aùp VREF =2,5V. +Chaân soá 1 ñöa ñieän aùp doø sai laáy töø Vout ra . +Chaân soá 4 ñöôïc aùp vaøo ñieän theá ñeå khoáng cheáthôøi gian Dead –Times khoaûng 0,4V . -Ñieän aùp ngoõ ra phaûn hoài veà so saùnh vôùi ñieän aùp chuaån . Neáu coù söï sai leäch thì tín hieäu ngoõ ra boä khueách ñaïi sai leäch seõ ñieàu khieån ñoä roäng xung ôû ngoõ ra chaân 9 vaø chaân 10 cuûa IC TL494 .Tín hieäu ôû ngoõ ra 2 chaân naøy phaûn hoài veà kích cho Q3 vaø Q4 daãn hay ngaét ñeå ñieàu khieån thôøi gian Ton cuûa 2 Transistor giao hoaùn Q1 vaø Q2. Maïch baûo veä quaù doøng vaø quaù aùp: Baûo veä quaù doøng : Vì moät lyù do naøo ñoù maø doøng ñieän ngoõ ra taêng leân ñoät ngoät ( cao hôn doøng ñieän ñònh möùc ).Doøng naøy qua ñieän trôû 1KW ,vaø laøm phaân cöïc ñieän aùp D5 .Luùc naøy xuaát hieän ñieän aùp phaân cöïc cho Q6 Þ laøm Q6 daãn Þ Q5 daãn taïo ra moät ñieän theá 5V taïi chaân 4 cuûa IC 494 .nhìn vaøo caáu taïo beân trong cuûa IC ,ta thaáy chaân 4 cuûa noù laø 5V ñieàu naøy coù nghóa laø ngoõ ra maïch so saùnh Dead Times laø 5V (töông ñöông möùc 1 ) luùc naøy seõ khoâng coù dao ñoäng ngoõ ra Þ Maïch töï cuùp laïi khoâng hoaït ñoäng. Baûo veä quaù aùp: Vì moät lyù do naøo ñoù ñieän aùp ngoõ vaøo taêng cao hôn giaù tri ñònh möùc .Thì ñieän aùp phía thöù caáp cuõng taêng cao vaø laøm phaân cöc D6 ,luùc naøy cuõng xuaát hieän ñieän aùp phaân cöïc cho Q6 .Baèng caùch lyù luaän töông töï nhö phaàn baûo veä quaù doøng ÞMaïch töï cuùp laïi (khoâng hoaït ñoäng nöõa). Chöông I: 1 II.CAÙC THAØNH PHAÀN CUÛA OÅN AÙP 1 1. Phaàn töû chuaån. 1 2. Phaàn töû laáy maãu. 2 3. Khueách ñaïi sai bieät. 2 4. Phaàn töû ñieàu khieån. 2 II. PHAÂN LOAÏI OÅN AÙP. 3 1. OÅn aùp noái tieáp 3 2. OÅn aùp song song. 3 3.Caùc vi maïch oån aùp DC tuyeán tính. 4 4.Nguoàn oån aùp xung 5 Chöông II: Nguoàn oån aùp xung 8 A. Linh kieän ñoùng ngaét 8 1. Ñoùng ngaét baèng SCR 8 I. ÑOÙNG NGAÉT BAÈNG TRANSISTOR. 8 II. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑIEÀU CHÆNH 11 1.Boä oån aùp switching thay ñoåi ñoä roäng xung, taàn soá coá ñònh. 11 2.Boä oån aùp switching coù ñoä roäng xung khoâng ñoåi, taàn soá xung thay ñoåi. 11 3. Boä oån aùp switching thay ñoåi caû taàn soá vaø ñoä roäng xung. 12 B. ÑOÅI ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU RA ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU (Converters) 12 III. SÔ ÑOÀ BOOST 16 III. OÅN AÙP BUCK - BOOST 19 IV. PUSH - PULL CONVERTER 20 V.FORWARD CONVERTER 25 1. Lyù thuyeát cô baûn. 25 2.Caùc moái quan heä thieát keá cuûa ñieän aùp vaøo , ra , thôøi gian môû vaø tæ soá voøng. 26 3. Quan heä giöõa doøng ñieän sô caáp, coâng suaát ngoõ ra, vaø ñieän aùp ngoõ vaøo : 27 4. Thieát keá bieán aùp coâng suaát : 27 VI. SÔ ÑOÀ FLYBACK 29 VII - HALF - BRIDGE CONVERTER 32 1/ Quan heä giöõa doøng sô caáp, coâng suaát ra, ñieän aùp vaøo 33 2/ Choïn côû daây sô caáp: 33 3/ Choïn côû daây daãn vaø soá voøng daây thöù caáp: 33 VII. SÔ ÑOÀ CAÀU (FULL - BRIDGE) 34 Chöông III : BIEÁN AÙP XUNG 36 I.TOÅN HAO LOÕI VÔÙI TAÀN SOÁ VAØ MAÄT ÑOÄ TÖØ CAÛM. 36 II.HÌNH DAÏNG LOÕI FERRITE 37 III.QUAN HEÄ GIÖÕA COÂNG SUAÁT NGOÕ RA CÖÏC ÑAÏI VÔÙI MAÄT ÑOÄ TÖØ CAÛM, TIEÁT DIEÄN LOÕI, KHUNG VAØ MAÄT ÑOÄ DOØNG ÑIEÄN TRONG CUOÄN . 41 IV. SÖÏ GIA TAÊNG NHIEÄT ÑOÄ CUÛA BIEÁN AÙP 51 PHAÀN B: PHAÀN THIEÁT KEÁ 52 I.SÔ ÑOÀ KHOÁI CUÛA BOÄ NGUOÀN: 53 II.TÍNH TOAÙN , THIEÁT KEÁ BIEÁN AÙP XUNG : 54 1.Coâng suaát vaøo: 54 2.Ñieän theá naén ngoõ vaøo : 54 3.Tính toaùn soá doøng daây sô caáp : 55 4.Giaù trò doøng ñieän: 55 5.Tieát dieän daây sô caáp: 55 6.Soá doøng daây thöù caáp: 56 7.Tieát dieän daây thöù caáp: 57 8.Tieát dieän khung quaán daây : 57 IV.THIEÁT KEÁ MAÏCH NAÉN LOÏC NGOÛ VAØO : 59 V.MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN : 60 VI.TRANSISTOR NGAÉT DAÃN : 62