Mạch tăng áp 60VDC – 150VDC

Trường đại học sư phạm kỹ thuật Tp.hcm
Khoa cơ khí chế tạo máy Bài báo

cáo

Môn : Điện tử công suất ứng dụng
Đề tài : Mạch tăng áp 60VDC – 150VDC
Nhóm 3


Sơ lược : Vì nguồn 60VDC không có sẵng nên ta phải chuyển từ nguồn 220VAC xuống 60VAC.Sau đó dùng chỉnh lưu cầu
chuyển 60VAC thành 60VDC.Ta dùng mạch Boots để tăng áp từ 60VDC lên 150VDC



KẾ HOẠCH THỰC HIỆN

 MẠCH CHUYỂN ĐỔI ĐIỆN ÁP 220VAC  60VDC
 Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu 1 pha:





 1.Điện áp ra mong muốn là UDC= 60VDC
2.Chọn công suất tải là 0.5W
3.Điện trở R=U2/P=602/0.5=7200(Ω)
Chọn điện trở 10K
4. Tính toán lựa chọn máy biến áp:
-Điện áp chỉnh lưu không tải:
Udo=(Uđm+4% Uđm+1.5% Uđm+0.8% Uđm+∆Udiode)

=60+2.4+0.9+0.48+1.4=65.18(V)
Trong đó:
+ Uđm: Điện áp chỉnh lưu cực đại. Uđm=UDC
+ 4% Uđm: Sụt áp trên điện trở MBA
+ 1.5% Uđm: Sụt áp trên điện trở kháng MBA

 + 0.8% Uđm: Sụt áp trên dây nối.
+ ∆Udiode: Rơi áp trên 2 diode ở mỗi bán kỳ.



 -Giá trị hiệu dụng điện áp pha thứ cấp MBA:



Ta có :
Udo

  U2= = 72.4(V)


Từ đó ta suy ra được tỉ số MBA: 0.33

 -Công suất biểu kiến MBA:



S = U2×I2 = 72.4×0.883=64(VA)
5.Chọn Diode

 -Dựa theo hệ số dự trữ điện áp ku=1.4 và hệ số dự trữ dòng điện ki=1.3
 -Dòng điện chỉnh lưu trung bình qua mỗi Diode là: Io = I2/2= 0.833/2 = 0.4165 A
 -Điện áp ngược lớn nhất mà các Diode phải chịu là : Umax=

U2 = 72.4=102.4V

 -Yêu cầu cho các Diode là:
 Điện áp ngược lớn nhất: Ung = ku × Umax = 1.4 × 102.4 = 143.36V
 Dòng điện trung bình: Itb = ki × Io = 1.3 × 0.4165 = 0.54 A


 6.Tính C
Chọn ripple=3%

Ta có : 100% ≤ 3%

 ∆V ≤ 0.03 60 = 1.8 V.
 ∆V = ≤ 1.8  C ≥ = = 2.114
 Chọn tụ C = 2200 uF
 Mạch sơ đồ nguyên lý:

10-3 F = 2114 uF


 Hình ảnh mô phỏng


 Mạch nguyên lý mạch chuyển đổi điện áp từ 220VAC xuống 60VDC:


2.1.Tính toán

 Ta có dạng xung như sau:


 Trong đó :
T: chu kỳ xung
Tm: Thời gian xung ở mức cao
Ts: Thời gian xung ở mức thấp
 Tm = ln2 × (R1 + R2) × C1
 Ts = ln2 × R2 × C1
T = ln2 × (R1 + 2R2) × C1
f = 1/T = 1/( ln2 × (R1 + 2R2) × C1)
Ta có chu kỳ nhiệm xung đóng ngắt transistor trong mạch boost converter là:
= 1 - = 0.6


D = = = = 0.6

R1 + R2 = 0.6R1 + 1.2R2
R2 = 2R1
Chọn R1 = 10kΩ và R2 = 20kΩ
Tính tụ C1
Chọn f = 1/T = 1/( ln2 × (R1 + 2R2) × C1) = 250000Hz
ln2 × (R1 + 2R2) × C1 = 4 × 10-6 (s)
C1 = = 1.154 × 10-7 (F)
Chọn tụ C1 = 10 uF

 2.2.Mô phỏng Protues
  Sơ đồ mạch mô phỏng


 Kết quả mô phỏng
 


 Ta có :
 Chu kỳ tính toán là : T = ln2 × (R1 + 2R2) × C1

= ln2 × (10 + 2 × 20) ×103 × 1000 × 10-12 = 40.56(µs)
 Thời gian Tm tính toán là :
 Tm = ln2 × (R1 + R2) × C1
 = ln2 × (10 + 20) × 103 × 1000 × 10-12 = 23.85 (µs)
  Thời gian Ts tính toán là : Ts = T – Tm = 40.56 – 23.85 = 16.71 (µs)

Chu kỳ mô phỏng : Ta thấy chu kỳ T mô phỏng kéo dài 8.3 ô trên Oscilloscope, mỗi ô ứng với 5 µs
 T = 40.5 µs

Thời gian Tm mô phỏng : 5 ô trên Oscilloscope là 25 µs
Thời gian Ts mô phỏng : 3.3 ô trên Oscilloscope là 16.5 µs
 Kết quả mô phỏng chính xác với kết quả tính toán.
 





Cảm ơn thầy và các bạn đã lắng nghe