246390792-Do-an-1-Flyback-cx - PDFCOFFEE.COM

1. Home
2. 246390792-Do-an-1-Flyback-7556.docx

246390792-Do-an-1-Flyback-7556.docx

• Author / Uploaded
• Lê Tuấn

Lời Mở Đầu Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, các thiết bị điện tử ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong h

Views 352 Downloads 30 File size 1MB

Report DMCA / Copyright

DOWNLOAD FILE

Citation preview

Lời Mở Đầu Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, các thiết bị điện tử ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực Kinh tế-Xã hội, cũng như trong đời sống hằng ngày. Trong tất cả thiết bị điện tử nói chung thì vấn đề nguồn luôn là vấn đề cần phải quan tâm và xem xét cẩn thân, vì nó quyết định đến tính an toàn , ổn định và vận hành hiệu quả của hệ thống. Hầu hiết các thiết bị đều sử dụng nguồn 1 chiều được ổn áp cẩn thân. Khi tính toán thiết kế nguồn ổn áp cho một mạch điện tử thì ta có hai hướng thiết kế : một là thiết kế nguồn tuyến tính , hai là thiết kế nguồn xung. thì với trình độ phát triển của kỹ thuật hiện đại thì nguồn xung càng tỏ rõ được ưu thế vượt trội so với nguồn tuyến tính về hiệu năng, công suất, tính nhỏ gọn,… . Có rất nhiều mô hình nguồn xung để cho ta lựa chọn : mô hình nguồn xung kiểu Buck , mô hình nguồn xung kiểu Boost , hay mô hình nguồn flyback,… Đề tài này em chọn nguồn flyback để tìm hiểu, vì tính linh hoạt của nó, có thể tạo được nhiều đầu ra theo ý muốn, có thể thiết kế đầu ra tăng áp hay giảm áp tùy theo thiết kế mong muốn. Em xin cảm ơn thầy giáo TS. Nguyễn Hồng Quang đã hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án này, do kiến thức bản thân còn hạn chế, nên có nhiều thiết xót, mong nhận được sự góp ý của thầy và các bạn.Em xin chân thành cảm ơn. MỤC LỤC I.LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN MẠCH 1. Lý thuyết về mạch nguồn Flyback……..………………………………........................... 1.1. Chế Độ Liên Tục………………………………………………………………………………………. 1.2. Chế Độ Gián Đoan…………………………………………………………………………………… 2. Thiết kế Mạch Flyback……………………………………………………... 2.1. Nhiệm Vụ Thiết Kế……………………………………………………………………………………. 2.2. Tính Toán Phần Mạch Lực…………………………………………………………………………… 2.3. Tính Toán Phần Mạch Điều Khiển………………………………………………………………….. 3. Mô phỏng………………………………………………………………….... II.KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ PHÂN TÍ CH LỖI ́ đề gặp phải, cách giải quyết, có thể bao gồm mọ i hình ảnh Mô tả chi tiêt́ các vân để minh họ a……………………………………………………………………………………………………… III.KIẾN NGHI ̣ ĐỂ DỰ ÁN CÓ THỂ MỞ RỘNG ́ đóng góp cho dự án có thể đượ c mở rộ ng trong tương lai, giúp Đưa ra các ý kiên sinh viên có thể hoà n thiện hơn thiết kế nà y……………………………….................... IV. KẾT QUẢ. V. TÀI LIỆU THAM KHẢO. I. LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN MẠCH 1. Lý thuyết về mạch nguồn Flyback. Mô hình nguồn flyback thường dùng có dạng như hình dưới. Hình 1: Mô hình Flyback Tuy nhiên khi phân tích ta giả sử biến áp là biến áp lý tưởng và năng lượng từ trườngtrong nó được mô tả bằng cuộn cảm Lm như hình vẽ dưới : Hình 2: Mô hình biến áp xung Nguyên lý hoạt động của mạch flyback được mô tả như hình dưới : Như hình vẽ ta thấy nó gồm : 1 MOSFET công suât hoạt động như một khóa đóng cắt,1 điode công suất, môt tụ lọc ngõ ra C, một biến áp xung, có nhiệm vụ cách ly đầu vào và đầu ra, và tích lũy năng lượng từ trường. Mạch nguồn flyback thường dùng cho các bọ nguồn có công suất từ 20W đến 200W. nó có hai chế độ hoạt động : CCM (dòng liên tục) và DCM (dong gián đoạn). sau đâu ta sẽ phân tích qua từng chế độ một. Hình 3: Nguyên lý hoạt động 1.1. Chế độ dòng điện liên tục (CCM). a. xét trong khoảng thời gian 0số vòng cuộn thứ cấp là 18 vòng. Để tính kích thước lõi dây thì ta phải tính dòng điện hiệu dụng chậy qua biến áp. I rms  I pk Dmax = 0.7198 A 3 Giả sử mong muốn mật độ dòng điện là 5A/mm2 -- >đường kính lõi dây quấn cuộn sơ cấp là 40mm. Tính toán tương tự ta tính chọn đường kích lõi thứ cấp là 40mm, nhưng là 2 sợi dây. 2.3. tính toán phần mạch điều khiển. a. tìm hiểu về IC TL494. Hình dạng của chip TL494 : Sơ đồ khối của IC Tl494 được mô tả như hình dưới : Chức năng của các chân được mô tả như sau (so sánh với sơ đồ khối để dễ hiểu): -Pin 5 và Pin 6 : đây là 2 chậy tạo dao động xung rang cưa, bằng cách mắc thêm điện trở và tụ để tạo ra xung rang của có tần số : f  1 RC Ta có đồ thị đặc tính sau để chọn R và C -PIN 4 : chân thiết lập chế độ khởi động mềm , nó giúp mạch ổn định khi khởi động -Pin 1 và Pin 2: đây tương ứng là đầu vào đương và âm của mạch so sánh mà ta dung để phản hồi đầu ra về để điều khiển. - Pin15 và Pin 16 : hai chân này có chức năng tương tự Pin 1 và Pin 2, nó nhằm mục đính giới hạn dòng cho mạch nguồn. tuy nhiên trong đề tài này để đơn giản thì ta tạm ko dung chức năng này, do đó hai chân này sẽ được nối tương ứng với hai chân 1 và 2. - Pin3 : chân phản hồi, như ta biết thì mạch OPAM có hệ số khuếch đại rất lớn, nó có thể làm mất ổn định mạch nguồn, do đó để đk được mạch nguồn thì ta cần phải điều khiển được hệ số khuếch đại của OPAM. - Pin 7 và Pin 12 tương ứng là 2 chân nối đất và cấp nguồn cho TL494. -Pin 14 : đây là chân tạo điện áp chuẩn 5V. - Pin 8, Pin 9, Pin 11 và Pin 10: đây tương ứng là các chân C và E của transistor BJT. Từ sơ đồ khối trên ta có thể lựa chọn linh hoạt để được điều khiển cần thiết như mong muốn. Thông thương thì transistor NPN thì cực E được nối đất, và dung cực C để điều khiển (cực C trong trường hợp này là ở trạng thái cao trở.), do đó khi dung ta phải dùng thêm 1 điện trở kéo lên Vcc b. tính chọn thông số cho mạch điều khiển. - tính chọn tần số : chọn R = 10k , thày vào công thức f  1 =10kHz -> C = 0.01uF -> chọn RC tụ gốm 103. -tính chọn mạch phản hồi : thật ra mạch phản hồi trong bài toán chọn có dạng Theo mô hình mạch phản hồi trên ta dễ dàng xác định được biểu thước đầu ra của OPAM theo Vo như sau : gọi Kpa là hệ số phân áp , gọi điện áp đầu ra của OPAM là Vcut. Khi đó ta có biểu thức sau: Vcut  Rf Vref  Vref  Vo  . K pa Ra K pa Giả sử ta có đầu vào Vin =32V -> D= 0.1857 . Để đơn giản thì ta chọn Kpa = 2. Hệ số khuếch đại thì ta đặt nhỏ, khi chậy mạch thì tăng hệ số khuếch đại lên dần. 3. Mô Phỏng. Kết quả mô phỏng bằng PSIM được minh họa ở hình vẽ dưới, đầu ra đáp ứng khá tốt khi thay đổi tải. Sơ đồ nguyên lý mạch vẽ trên PSIM Đáp ứng đầu ra với tải 1A Đáp ứng đầu ra với tải 0.2A II. Kết Quả Đạt Được Và Phân Tích Lỗi. Sau đề tài này thì chúng em đã làm quen với công việc thiết kế, và đặc biệt là thiết kế mạch nguồn xung. từ đó có khả năng tự tìm hiểu và xây dựng các mô hình mạch nguồn xung thực tế thông dụng khác nữa như là : buck converter, boots converter, …. Bài thiết kế có khó khan ở chỗ, do chỉ dùng bộ điều khiển P đơn thuần và hệ số khuếch đại được tìm theo phương pháp dò, mất khá nhiều thời gian và ngoài ra chọn không cẩn thận thì mạch dễ dẫn đến trạng thái mất ổn định. III. Kiến Nghị Mở Rộng Đề Tài. Sau khi hoàn thành đề tài này thì ta có thể có một vài hướng mở rộng đề tài như sau: + Việc tìm kiếm một đầu vào DC đôi khi khá tốn kém, do đó ta có thể nghĩ đến hướng là lấy trực tiếp từ nguồn 220Vac, sau đó cho qua mạch chỉnh lưu để được áp DC, sau đó đưa vào mạch flyback. + Để cho linh hoạt cho các ứng dụng cần các đầu ra khác nhau, ví dụ cấp cho động cơ, cấp cho vđk, … thì ta có thể chế tạo để cho phép có nhiều đầu ra mong muốn. + Trong đề tài chưa tính đến việc bảo vệ quá dòng, do đó ta có thể mở rộng cho bài toàn chống quá dòng. Và mô hình điều khiển theo chế độ phản hồi dòng điện cũng là một bài toán để ta mở rộng cho mạch flyback. + Trong bài chỉ sử dụng bộ điều khiển P đơn thuần, và hệ số khuếch đại là do ta thay đổi trong thực nghiệm, khá mất thời gian, do đó để rút ngắn thời gian và được chất lượng tốt hơn thì ta nên mô hình hóa mạch flyback trước khi xây dựng bộ điều khiển. IV. Kết Quả. Sơ đồ mạch nguyên lý vẽ trong Altium designed : Sơ đồ mạch in vẽ trong Altium designed : Mạch thi công. Danh sách linh kiện. V. Tài Liệu Tham Khảo. 1. Pulse-width Modulated DC-DC Power Converters -Wiley 2008. 2. Transformer design example. 3. Switch Mode Power Supply (SMPS) Topologies_MicroChip_Part1 Switch Mode Power Supply (SMPS) Topologies_MicroChip_Part2 4. web : ti.com. microchip.com. reseach key : designed power supply flyback ,…

×

Report "246390792-Do-an-1-Flyback-7556.docx"

Your name Email Reason -Select Reason- Pornographic Defamatory Illegal/Unlawful Spam Other Terms Of Service Violation File a copyright complaint Description Close Submit Our partners will collect data and use cookies for ad personalization and measurement. Learn how we and our ad partner Google, collect and use data. Agree & close