THIẾT KẾ THỊ CÔNG BỌ NGHỊCH LƯU TỪ 12VDC-220VAC

TỔNG LIÊN ĐỒN LAO ĐỘNG VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ THI CÔNG
BỘ NGHỊCH LƯU TỪ 12VDC-220VAC

GVHD :Th.S PHẠM THIÊN DUY
SVTH :TRỊNH HỒNG QUANG
MSSV :910474
Lớp :09DD3N
Khố :09
TP. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2010


LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn tập thể thầy cô khoa Điện - Điện Tử, bộ môn điều khiển tự
động Trường Đại Học Tôn Đức Thắng, đã tạo điều kiện cho sinh viên chúng em thực
hiện tốt đồ án tốt nghiệp này.
Đồ án tốt nghiệp này là điều kiện để chúng em thực hành và kiểm tra lại những kiến thức
đã được học, ứng dụng thực tế các mạch điện tử trong cuộc sống. Từ đó hiểu biết sâu
hơn về nghành điện tử và sự phát triển của nó, bổ sung những kiến thức bổ ích hổ trợ tốt
cho việc học tập và ứng dụng trong đời sống thực tế.
Đặc biệt là em xin chân thành cảm ơn Thầy Phạm Thiên Duy đã hướng dẫn em trong
suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp, giúp em hiểu sâu hơn về các kiến thức cần thiết để
thực hiện đồ án tốt nghiệp.

Sinh viên thực hiện
Trịnh Hồng Quang


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 3
PHẦN I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .................................................................................... 4
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN BỘ NGHỊCH LƯU .................................... 5
1.1. Tìm hiểu về bộ nghịch lưu: .............................................................................. 5
1.2. Các nguyên lý chuyển đổi trong mạch: ............................................................ 6
1.2.1.

Fly-back :.................................................................................................. 6

1.2.2.

Half-Brigde :............................................................................................. 7

1.2.3.

Full-Brigde : ............................................................................................. 7

1.2.4.

Forward : .................................................................................................. 9

1.3. Phương thức thực hiện:.................................................................................. 11
1.4. Sơ đồ khối : ................................................................................................... 12
1.5. Mạch nghịch lưu nâng áp từ 12vdc-310vdc .................................................. 13
1.6. Vấn đề khó khăn :.......................................................................................... 14
CHƯƠNG II : PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN SPWM ............................................. 15
2.1. Tìm hiểu PWM :............................................................................................ 15
2.2. Nguyên lý điều chế độ rộng xung : ................................................................ 16
2.2.1.

Nguyên lý điều chế xung đơn cực : ......................................................... 16

2.2.2.

Nguyên lý điều chế xung lưỡng cực : ...................................................... 17

PHẦN II THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG ........................................................................ 20
CHƯƠNG I : TÌM HIỂU CÁC LINH KIỆN .............................................................. 21
1.1. IC SG3525: ................................................................................................... 21
1.2. IC CD4027 : .................................................................................................. 25
1.3. IC IR2113 : ................................................................................................... 26

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

1


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

1.4. ATMEGA8 ................................................................................................... 27
CHƯƠNG II : BIẾN ÁP XUNG ................................................................................. 39
2.1. Nguyên lí hoạt động của biến áp xung: .......................................................... 39
2.2. Phân loại biến áp xung: ................................................................................. 40
2.3. Tính tốn biến áp xung : ................................................................................ 41
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ THI CÔNG VÀ LẬP TRÌNH ........................................... 44
3.1. Thiết kế : ....................................................................................................... 44
3.2. Sơ đồ mạch: .................................................................................................. 45
3.3. Thi cơng : ...................................................................................................... 48
3.4. Tính tốn thiết kế thông số biến áp xung ....................................................... 50
3.5. Sơ đồ khối bộ nghịch lưu ............................................................................... 55
3.6. Nguyên lý hoạt động ..................................................................................... 57
3.7. Chương trình: ................................................................................................ 58
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI ............................................ 64

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

2


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

LỜI MỞ ĐẦU
Con người ln tìm tịi và phát minh ra cái mới góp phần nâng cao năng suất lao động
và tăng cường tiện nghi trong cuộc sống. Cùng với nó là sự tiến bộ của khoa học và
công nghệ, đáng chú ý hơn cả là những phát minh vĩ đại trong lĩnh vực điện-điện tử, nó
thật sự cần thiết cho cuộc sống của chúng ta. Các thiết bị điện tử được ứng dụng ngày
càng rộng rãi và phổ biến trong cuộc sống đã mang lại hiệu quả cao trong lĩnh vực kinh

tế kỹ thuật cũng như trong đời sống xã hội.
Những thiết bị điện tử này được sử dụng một cách rộng rãi trong đời sống.Nó góp phần
vơ cùng quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế toàn cầu.
Trong rất nhiều ứng dụng đó, thì có sự phát triển trong ứng dụng bộ nghịch lưu. Bộ
nghịch lưu ứng dụng quan trọng và tương đối rộng rãi là vào các lĩnh vực truyền động
điện động cơ xoay chiều với độ chính xác cao. Các lĩnh vực pin năng lượng mặt trời.
Trong lĩnh vực tần số cao, bộ nghịch lưu được dùng trong các thiết bị lò cảm ứng trung
tần, thiết bị hàn trung tần; bộ nghịch lưu còn được dùng làm nguồn điện cho sử dụng
gia đình, làm nguồn điện liên tục UPS, điều khiển chiếu sáng.

Với đồ án tốt nghiệp này, tôi chỉ nghiên cứu một phần ứng dụng của bộ nghịch lưu đó
là thiết kế thi cơng bộ nghịch lưu từ 12VDC-220VAC.

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

3


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

PHẦN I:
CƠ SỞ LÝ THUYẾT

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

4

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN BỘ NGHỊCH LƯU
1.1.

Tìm hiểu về bộ nghịch lưu:

















"Inverter" dịch ra tiếng Việt là "bộ nghịch lưu", nhưng thật ra "bộ
biến tần" khác với "bộ nghịch lưu" là trong bộ biến tần gián tiếp
gồm có bộ chỉnh lưu và bộ nghịch lưu.
Chỉnh lưu: chuyển AC (f = 50Hz) -> DC.
Nghịch lưu: chuyển DC -> AC (f thay đổi được).

Bộ nghịch lưu chỉ là một phần trong bộ biến tần thôi.
Bộ nghịch lưu là thiết bị biến đổi DC-AC, chuyển đổi điện áp của
nguồn một chiều không đổi cho trước thành điện áp xoay chiều
với biên độ và pha theo yêu cầu sử dụng, cung cấp cho tải xoay
chiều.
Đại lượng được điều khiển ở ngõ ra là điện áp hoặc dòng điện.
Trong trường hợp đầu là điều khiển ngõ ra theo điện áp thì bộ
nghịch lưu được gọi là bộ nghịch lưu áp còn trường hợp điều
khiển ngõ ra theo dịng điện thì được gọi là bộ nghịch lưu dòng.
Trong trường hợp nguồn điện ở đầu vào và đại lượng ở ngỏ ra
khơng giống nhau; ví dụ bộ nghịch lưu cung cấp dòng điện xoay
chiều từ nguồn điện áp 1 chiều thì ta gọi chúng là bộ nghịch lưu
điều khiển dòng điện từ nguồn điện áp một chiều hoặc bộ nghịch
lưu dòng nguồn áp.
Các bộ nghịch lưu tạo thành bộ phận chủ yếu trong bộ biến tần.
Bộ nghịch lưu cịn được ứng dụng vào lĩnh vực bù nhuyễn cơng
suất phản kháng.
Các tải xoay chiều thường mang tính cảm kháng(ví dụ động cơ
khơng đồng bộ, lị cảm ứng), dịng điện qua các linh kiện khơng
thể ngắt bằng q trình chuyển mạch tự nhiên. Do đó, mạch bộ
nghịch lưu thường chứa linh kiện tự kích ngắt để có thể điều khiển
điều khiển q trình ngắt dịng điện.
Chức năng của mạch nghịch lưu là biến đổi điện áp vào DC thành
điện áp ra DC xác định , ổn định và duy trì điện áp đó khơng đổi
trên một tầm rộng của các điều kiện điện áp vào và dòng tải.

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

5

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

1.2.

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

Các nguyên lý chuyển đổi trong mạch:
1.2.1.

Fly-back :



Các bộ biến đổi kiểu Flyback được sử dụng rộng rãi trong các hệ
thống sử dụng nguồn pin hoặc acqui, có một nguồn điện áp vào duy nhất
để cung cấp cho hệ thống cần nhiều cấp điện áp(+5V,+12V,-12V) với
hiệu suất chuyển đổi cao.

Đặc điểm quan trọng của bộ biến đổi Flyback là pha ( cực tính )
của biến áp xung được biểu diễn bởi các dấu chấm trên các cuộn sơ cấp
và thứ cấp. Khi công tắc đóng (ON),điện áp vào làm dịng điện qua cuộn
sơ cấp tăng dần.Chú ý cực tính của điện áp trong cuộn sơ cấp là chiều âm
ở nơi có điểm chấm và sinh ra điện áp cùng cực tính ở cuộn thứ cấp.( độ
lớn được quyết định bởi tỉ lệ số vòng dây sơ cấp – thứ cấp).

Điện áp ở cuộn thứ cấp khố diode chặn dịng qua cuộn thứ cấp
trong thời gian cơng tắc đóng .Trong khoảng thời gian này,dịng tải được
cấp bởi tụ điện phóng theo chiều như hình. Khi cơng tắc ngắt, dịng điện
giảm dần trong cuộn thứ cấp là đảo chiều điện áp trên cuộn thứ cấp, mở

diode
cấp
dòng
qua
tải
và
nạp
cho
tụ
điện.
Bộ biến đổi Flyback hoạt động cả ở hai chế độ liên tục (dịng qua cuộn
thứ cấp ln >0) hoặc chế độ gián đoạn (dòng thứ cấp trở về 0 ở mỗi chu
kì)

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

6


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

 Ưu điểm :
 Tạo nhiều cấp điện áp ra, một ưu điểm lớn của kiểu Flyback là khả
năng cung cấp nhiều cấp điện áp ra.
 Giảm được dịng qua transistor cơng suất .
 Nhược điểm:
 Dòng san bằng đỉnh tương đương của transistor khá cao .
 Vì vậy giá thành cho transistor cao

1.2.2.

Half-Brigde :

Half-Brigde dùng 2 transitor biến đổi cho các ứng dụng off line. 2
trasistor T1 và T2 dẫn ngược pha nhau. Các thiết bị chuyển mạch T1 và
T2 dạng một chân cầu, với nửa cịn lại đang được hình thành bởi các tụ
C3 và C4. Do đó, nó được gọi là half-brigde.
Hiệu suất cao khoảng 90%.
Biến áp không sử dụng đầu ra ở giữa vì vậy loại trừ được sự mất cân
bằng từ thông. Kết quả là loại converter này được dùng để thiết kế các bộ
nguồn với công suất có thể lên đến 1000W .

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

7


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

1.2.3.

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

Full-Brigde :

Full-Brigde dùng 4 transitor – có thể cho cơng suất đầu ra cao nhất đối
với tất cả các loại nguồn kể trên. Các transistor T1 và T4 cùng dẫn luân
phiên với T2 và T3 Mỗi đôi dẫn trong thời gian DT trong mỗi chu kỳ làm
việc.

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

8


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

1.2.4.

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

Forward :

 Bộ đổi điện này thường được sử dụng cho những nguồn có cơng suất ngõ
ra từ 50-200W khi điện áp ngõ vào DC cực đại ở mức 60V đến 200V.

 Trong mạch converter này chỉ có một transistor và một diode ở phía sơ
cấp. Trong khi mạch push -pull converter là hai transistor.
 Khi Q1 dẫn, đầu có chấm của cuộn sơ cấp và tất cả các cuộn thứ cấp trở
thành dương so với các đầu dây cịn lại khơng dấu.
 Dịng chảy đến tải khi transistor cơng suất Q1 dẫn - nên gọi là Forward
converter. Ổn áp Push-Pull và Buck cũng phân phối dịng đến tải khi
transitor cơng suất dẫn.
 Khi Q1 tắt , dòng lưu trữ trong dây dẫn của T1 ngược cực với điện áp trên
Np. Tất cả các đầu đầu của sơ và thứ âm so với các đầu cịn lại. Thì
Transistor Q1 sẽ bị đánh thủng nếu khơng có diode D1 dẫn trả năng lượng
 Kết luận: Trong các loại converter trong đó có Half - Bridge converter có nhiều ưu
điểm như :
 Hiệu suất cao khoảng 90%.

 Biến áp không sử dụng đầu ra ở giữa vì vậy loại trừ được sự mất cân bằng từ
thông. Kết quả là loại converter này được dùng để thiết kế các bộ nguồn với
cơng suất có thể lên đến 1000W.

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

9


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

 Điện áp cực đại đặt lên transistor giảm đi một nữa so với trường hợp của Push Pull converter. Điều này dẫn đến giá thành transistor và các thành phần linh
kiện liên quan cũng giảm đi.

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

10


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

1.3.

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

Phương thức thực hiện:

Để chuyển từ 12VDC ( từ accu ) thành điện xoay chiều hình Sin 50Hz /

220VAC. Ta thực hiện việc nghịch lưu dòng từ 12VDC→310VDC bằng cách dùng
biến áp xung, rồi từ đó chuyển lại 220V.
Linh kiện trong bộ nghịch lưu áp có khả năng kích đóng và kích ngắt dịng điện qua nó,
tức là đóng vai trị như 1 công tắt. Trong các ứng dụng công suất nhỏ và vừa, có thể sử
dụng transistor BJT, MOSFER, IGBT làm cơng tắc ở phạm vi cơng suất lớn có thể sử
dụng GTO, IGCT hoặc SCR kết hợp với bộ chuyển mạch.
Để thực hiện biến đổi điện áp ta sử dụng phương pháp điều động xung thông qua IC.
Mạch điều khiển độ rộng xung với tần số cố định được xây dựng để thực hiện việc điều
khiển trong bộ nguồn switching. Nó được thiết kế theo từng khối rời hay được tích hợp
trong các IC.
Nếu thiết kế theo từng khối rời thì bộ nguồn sẽ phức tạp, độ chính xác khơng
cao ,diện tích chiếm chổ lớn . Vì vậy ta chọn IC để khắc phục các nhược điểm trên. Có
nhiều loại IC điều khiển độ rộng xung như :SG3525, SG 1524,UC 1846, TL494, TL
495....Nhưng SG3525 có nhiều trên thị trường, và được sử dụng nhiều trong các UPS,
nên ta chọn SG3525.

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

11


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

1.4.

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

Sơ đồ khối :

VI ĐIỀU

KHIỂN

12VDC
ACCU

310VDC

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

SPWM+
FULL-BRIDGE

220V
AC/50Hz

12


10R

R4

4,7uF

C5

104

100uF

DISCHG

SS

SHDN

SYNC
OSC

332

C10

7

8

10

3
4

C8

C7

CT
5

U2

OUTA

R

103

C12

R7 47K

R6 47K

14

11

C11

R2

R1 6K8

SWITCH

SG3525A OUTB

6K8

R5

5V

2
+IN

13
15
VC
+VI
6

RT

VR EF

16
GN D
C OM P
12
9

-I N
1

334

R14

R11

R3
4K7

1R

1R

D1

R10

4148

4148

12v

Q2

47K

A1013

Q4

A1013

R12
10K

R13 10R

R24
10R

R8
10K

R9 10R

R23
10R

Q5
IRF

Q6
IRF

Q3
IRF

Q1
IRF
4700uF

C15

12V

5V

C14
4700uF
5

6

8 T1

1

4

472

4M7

C19

R22

ISO2
CP817

30DF6
30DF6

D5

D6

D7
18V

R16

30DF6

30DF6

D4

D3

TRANSFORMER

4
3

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG
1

C21
104

102

R21

R19
6K8

R18 560K

C13 332
U3
TL431

R17 47K C18 334

310v

104

C16 C20

150K/2W

104

R20 560K

T2

310v

310v

C17

220uF/400V

1.5.

2

S1

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

Mạch nghịch lưu nâng áp từ 12vdc-310vdc

13


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

1.6.

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

Vấn đề khó khăn :

Chất lượng các loại lõi Ferit ngoài thị trường . Chúng có nguồn gốc xuất xứ ...
khơng rõ ràng nên khơng có trong danh mục của các loại tài liệu . không thể đo kiểm
những thứ này bằng thiết bị ( máy đo ) thơng thường được . Tóm lại là phải thử nghiệm
cả lõi Ferit trước khi quấn.
Các loại lõi Ferit ngoài thị trường hiện nay (đa số là của China sản xuất) nên
khó có thể đáp ứng tần số làm việc tới 40Khz . Nếu ta để chúng làm việc ở tần số đó thì

chúng rất .....nóng và khó đạt được hiệu suất mong muốn.

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

14


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

CHƯƠNG II : PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN SPWM
2.1.














Tìm hiểu PWM :

PWM (pulse width modulation) là biến điều độ rộng xung. Trong

các thiết bị cơ điện tử, thường dùng PWM để điều tốc, mô-men của động
cơ DC rất có hiệu quả.
PWM (Pulse Width Modulation) đang đóng vai trị gần như tuyệt
đối trong các hệ cơng suất chuyển mạch SMPS (Switch Mode Power
Supply) cịn gọi là nguồn xung. Nói một cách khác, nhắc tới nguồn xung
thì người ta nghĩ ngay đến PWM.
PWM tạo dựng trên nguyên tắc chuyển tải năng lượng từ A đến B
dưới dạng các xung vng tồn áp (biên độ xung gần với điện áp nguồn
cung cấp) liên tiếp. Trong đó mức năng lượng tỷ lệ thuận với thời gian
mở xung (độ rộng xung tính trên đơn vị thới gian ) .
Tần số xung trong PWM có thể cố định hay biến đổi (thường là cố
định tần số xung chuyển mạch). Với tần số cố định, chu kỳ t bằng tổng
thời gian mở xung t(on) với thời gian tắt xung t(off).
t = t(on) + t(off)
Tỷ lệ của thời gian mở trên chu kỳ xung chính là độ sâu điều biến
độ rộng xung, đặc trưng thành thuật ngữ "% duty".
Ví dụ, tần số xung 1 KHz --> t = 1 ms.
với t(on) = 0,5 ms --> ta có độ điều biến 50% duty.
Để tạo ra xung PWM có điều khiển (CPWM / Controled PWM),
người ta giao hội giữa một xung hình tam giác với điện áp điều khiển
trong một hệ khuếch đại tuyến tính (Op-Amp).
Phương pháp điều chế độ rộng xung (Pulse Width Modulation PWM) sin (SPWM) được sử dụng trong các bộ biến tần cơng nghiệp.
Trong đó sóng hình sin được dùng làm tín hiệu điều chế. Các trạng thái
đóng mở của các tín hiệu PWM được xác định bằng cách so sánh một tín
hiệu sin (sóng điều chế hay modulating wave) với sóng tam giác tần số
cao (gọi là sóng mang hay carrier wave). Trong đó tần số của sóng điều
chế xác định tần số của điện áp ra. Biên độ đỉnh (peak amplitude) của
sóng điều chế sẽ xác định chỉ số điều chế (modulation index) và qua đó

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

15


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

điều chỉnh giá trị trung bình của điện áp ra. Việc thay đổi chỉ số điều chế
sẽ làm thay đổi giá trị trung bình của điện áp ra và làm thay đổi đáng kể
hệ số méo dạng sóng (distortion factor) khi so sánh với các kỹ thuật điều
chế nhiều pha (multiphase modulation) khác.

Để thực hiện một khối điều chế SPWM sử dụng mạch tương tự thì
cần phải có các khối sau:
 Một bộ phát sóng tam giác tần số cao.
 Một bộ phát sóng sin.
 Một bộ so sánh (comparator).
 Một mạch biến đổi.

2.2.

Nguyên lý điều chế độ rộng xung :
2.2.1. Nguyên lý điều chế xung đơn cực :



Điều chế độ rộng xung là thực hiện việc tạo ra các chuỗi xung
vuông liên tục để đưa vào chân điều khiển của các van bán dẫn trong
nghịch lưu. Các chuỗi xung này được điều khiển độ rộng và phối hợp sao

cho nhận được điện áp ra tải gần với hình sin nhất. Chu kỳ đóng – mở
của các van bán dẫn tương ứng với chu kỳ của xung điều khiển. Độ rộng
của xung điều khiển được tạo ra sao cho có độ rộng lớn nhất ở đỉnh của
sóng hình sin và nhỏ nhất ở những điểm sóng sin bằng khơng. Chú ý rằng
diện tích của mỗi xung tương ứng gần với diện tích dưới dạng sóng hình
sin mong muốn giữa hai khoảng mở liên tiếp của van bán dẫn. Dạng điều
khiển này được gọi là điều chế theo độ rộng xung .

Điều khiển độ rộng xung đơn cực là thực hiện điều khiển các van
bán dẫn trong nghịch lưu theo từng van riêng biệt, xung tạo ra có những
phần ở mức điện áp dương và có những phần bằng khơng. Để xác định
được các thời điểm mồi cần thiết theo phương pháp PWM, thuật tốn
được lựa chọn là tạo ra một sóng hình sin chuẩn mong muốn và so sánh
nó với các dãy xung tam giác được biểu diễn trên hình, giao điểm giữa
hai sóng đó xác định thời điểm

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

16


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

2.2.2.

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

Nguyên lý điều chế xung lưỡng cực :



Điều chế độ rộng xung lưỡng cực:
Phương pháp điều chế độ rộng xung lưỡng cực thực hiện điều khiển
các van bán dẫn IGBT theo từng cặp. Điện áp ra trên tải là một chuỗi
xung có độ rộng khác nhau, khơng có những đoạn u = 0 .
Giải pháp xử lý khi áp dụng phương pháp PWM :

Trên cơ sở phương pháp điều chế PWM , để dạng sóng thu được
càng gần với hình sin, giải pháp được đưa ra là tuyến tính hóa từng
đoạn sóng hình sin mà ta cần tạo ra. Cụ thể như sau:

Xét trên một pha bất kỳ trong khoảng thời gian là một nửa chu kỳ,
đây là khoảng thời gian điều khiển mở một van nào đó trong 6 van
IGBT của nghịch lưu trong một chu kỳ. Khoảng thời gian nửa chu kỳ
này được chia thành nhiều khoảng thời gian T đều nhau, trong mỗi
một khoảng thời gian T đó các xung phát ra có độ rộng hồn tồn
giống nhau

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

17


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

Nguyên lý phát xung điều khiển

Độ rộng của xung điều khiển tăng dần khi chuyển từ khoảng thời

gian T này sang khoảng thời gian T liền sau đó ở giai đoạn tăng của
một nửa sóng sin.
Độ rộng của xung điều khiển giảm dần khi chuyển từ khoảng thời
gian T này sang khoảng thời gian T liền sau đó ở giai đoạn giảm của
một nửa sóng sin.
Xung điều khiển cho một IGBT sẽ được điều chế như hình trên
theo nguyên lý điều chế độ rộng xung đơn cực. Theo đó nguyên lý
làm việc như sau:

T chính là khoảng thời gian chia để tuyến tính hóa, khi khoảng
thời gian T càng nhỏ thì đặc tính của điện áp thu được càng gần
với hình sin hơn.
Khoảng thời gian T được tính tốn theo cơng thức:

Trong đó
n là một số nguyên dương.
f là tần số của sóng sin cần tạo ra.

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

18


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

Để kết quả của các phép tính tốn được chẵn và giảm sai số tốt nhất
nên chọn n chia hết cho 3.


Độ rộng của xung điều khiển đặc trưng cho giá trị của điện áp ra
trong khoảng thời gian T. Dựa trên biên độ của dạng sóng sin muốn
tạo ra, có thể tính toán được độ rộng xung ở các khoảng thời gian T
khác nhau trong một chu kỳ của sóng sin. Độ rộng xung ở khoảng
thời gian T đầu tiên được tính tốn như sau:

Trong đó:
Độ rộng xung tạo ra
a Số xung tạo ra trong khoảng thời gian T.
f Tần số của sóng sin muốn tạo ra.
U Biên độ cực đại của sóng sin muốn tạo ra.

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

19


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

PHẦN II
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

20


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

CHƯƠNG I : TÌM HIỂU CÁC LINH KIỆN
1.1.

IC SG3525:

 IC SG3525 là tập hợp của bộ IC dùng để điều động PWM được sử dụng trong
các mạch nguồn xung. Trong IC có sẵn bộ điều động PWM được đưa ra 2 chân
11, và 14 để lái các mosfet.
 Có nhiều loại IC điều khiển độ rộng xung như :SG3525, SG 1524,UC 1846,
TL494, TL 495....Nhưng SG3525 có nhiều trên thị trường, và được sử dụng nhiều
trong các UPS, nên ta chọn SG3525.

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

21


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

22


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

SVTH:TRỊNH HỒNG QUANG

GVHD: Th.S PHẠM THIÊN DUY

23