Báo cáo đồ án Tính toán thiết kế nguồn xung Boost converter

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐO – TIN HỌC CÔNG NGHIỆP
====o0o====

ĐỒ ÁN II
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ NGUỒN XUNG – BOOST CONVERTER
ĐẦU VÀO PIN AA / 1,5V - ĐẦU RA 5V/0.2A
Giáo viên hướng dẫn

: THS. ĐÀO ĐỨC THỊNH

Sinh viên thực hiện

: PHÙNG TIẾN DŨNG

Lớp

: ĐK TĐH 03 – K61

MSSV

: 20160706

Hà Nội, 1/2020


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ CÔNG NGHIỆP
====o0o====

ĐỒ ÁN II
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ NGUỒN XUNG – BOOST CONVERTER
ĐẦU VÀO PIN AA / 1,5V - ĐẦU RA 5V/0.2A

Giáo viên hướng dẫn

: THS. ĐÀO ĐỨC THỊNH

Sinh viên thực hiện

: PHÙNG TIẾN DŨNG

Lớp

: ĐK TĐH 03 – K61

MSSV

: 20160706

Hà Nội, 1/2020

ii


MỤC LỤC
PHẦN I – MỞ ĐẦU .................................................................................................4
PHẦN 2 – NỘI DUNG ĐỀ TÀI ..............................................................................5

I. Tổng quan........................................................................................................5
1. Bộ băm xung áp một chiều .........................................................................5
2. Phân loại nguồn xung ..................................................................................6
II.

Thiết kế nguồn Boost converter .................................................................8

1. Nguồn boost và nguyên lý hoạt động .........................................................8
2. Tính toán mạch nguyên lý theo yêu cầu ....................................................9
3. Lựa chọn linh kiện .....................................................................................12
4. Bố trí mạch in ............................................................................................17
5. Ghép nối với tải..........................................................................................18

III. Kết quả, đánh giá.......................................................................................19
1. Kết quả .......................................................................................................19
2. Ưu - nhược điểm: .......................................................................................21
PHẦN 3 – KẾT LUẬN, RÚT KINH NGHIỆM ..................................................22
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................23

3


PHẦN I – MỞ ĐẦU
Sự hoàn thiện của công nghệ vật liệu bán dẫn công suất và kỹ thuật điều
khiển đã tạo điều kiện cho ngành Tự động hóa phát triển vượt bậc trong những

thập kỷ gần đây. Hiện nay các thiết bị điện tử công suất chiếm hơn 30% trong số
các thiết bị của một xí nghiệp công nghiệp hiện đại. Các ngành liên quan ngày
càng dành sự quan tâm nhiều hơn đến vấn đfề tối ưu công suất trong sản xuất, chế
tạo trang thiết bị điện. Việc thay thế các phần tử động có tiếp điểm và kích thước
lớn bằng những phần tử tĩnh không tiếp điểm, kích thước nhỏ, công suất lớn là
nghiệm vụ không thể thay thế của điện tử công suất. Điện tử công suất đã và đang
góp phần giải quyết những bài toán kỹ thuật kỹ thuật phức tạp trong lĩnh vưc tự
động hóa cũng như trong cuộc sống hằng ngày.
Một trong những quan tâm của hướng nghiên cứu điện tử công suất là nguồn xung.
Nguồn xung được sử dụng ngày càng rộng rãi do có ưu điểm hiệu suất cao, ít tỏa
nhiệt và kích thước nhỏ hơn nhiều so với nguồn tuyến tính có cùng công suất.
Nguồn xung ngày càng được sử dụng phổ biến trong các thiết bị điện tử, các thiết

bị vật dụng gia đình. Dễ thấy có thể kể đến như: bếp từ, lò vi sóng, nồi cơm
điện,…
Mục tiêu trong Đồ án 2 này là giúp người học tích lũy thêm kiến thức về
nguồn xung, trau dồi kinh nghiệm tính toán với các mạch điện tử nói chung và điện
tử công suất nói riêng, cũng như làm quen với các linh kiện công suất, lựa chọn
linh kiện phù hợp. Trên tinh thần đó, em đã lựa chọn đề tài “Thiết kế nguồn xung
– boost converter, đầu vào pin AA / 1,5VDC - đầu ra 5VDC/0.2A” để nghiên
cứu và thực hiện trong phạm vi học phần này. Để thấy được tính ứng dụng của đề
tài, trong phần thiết kế này em có bổ sung thêm phần tải cho đầu ra của nguồn theo
yêu cầu của giảng viên hướng dẫn. Tải bao gồm một vi điều khiển sử dùng nguồn
5V/0.2A điều khiển bóng led bật-tắt.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Đào Đức Thịnh đã định hướng cho em lựa

chọn đề tài và hướng dẫn để em có thể hoàn thành được môn học.

4


PHẦN 2 – NỘI DUNG ĐỀ TÀI
I. Tổng quan
Bộ biến đổi xung áp (BBĐXA) là bộ biến đổi mà điện áp nguồn được đóng,
cắt vào phụ tải một cách có chu kỳ. Do đó điện áp trên tải là những xung áp
một chiều (BBĐXA một chiều) hoặc xoay chiều (BBĐXA xoay chiều) tùy
thuộc vào điện áp nguồn là điện áp một chiều hoặc điện áp xoay chiều.
Để đóng cắt điện áp nguồn người ta thường dùng các kháo điện tử công suất

vì chúng có đặc tính tương ứng với khóa lý tưởng, tức là khi khóa dẫn điện
(đóng) điện trở của nó không đáng kể; còn khí khóa bị ngắt (mở) điện trở của
nó vô cùng lớn làm cho điện áp trên tải sẽ bằng không.
1. Bộ băm xung áp một chiều
Các bộ băm áp một chiều thường gặp hiện nay là các bộ băm áp nối tiếp.
Trong phần giới thiệu thiết kế này quan tâm nhiều đến các bộ băm áp loại đó.
Sơ đồ nguyên lý băm áp một chiều nối tiếp giới thiệu trên hình 1.a. Theo đó
phần tử chuyển mạch tạo các xung điện áp mắc nối tiếp với tải. Điện áp một
chiều được điều khiển bằng cách điểu khiển thời gian đóng khoá K trong chu
kì đóng cắt. Trong khoảng 0 – t1 (hình 1.b) khoá K đóng điện áp tải bằng điện
áp nguồn (Ud= U1), trong khoảng t1 -t2 khóa K mở, điện áp tải bằng 0.

Hình 1. a, Sơ đồ nguyên lý
b, Đồ thị của BBĐXA
Như vậy, giá trị trung bình của điện áp trên tải sẽ là: (T= TCK)
1 𝜏
𝜏
Ud = ∫0 𝑈𝑑𝑡 = 𝑈 = 𝑈. 𝛾
T

𝑇

Trong đó:
𝜏 - thời gian đóng khóa K

𝛾 – hệ số điều chỉnh

5


T = TCK – chu kỳ đóng cắt của khóa K
U =U1 - Điện áp nguồn
Biểu thức cho thấy, để thay đổi điện áp trên tải có hai cách:
- Cách 1: Thay đổi thời gian đóng khóa K, khi giữ chu kỳ đóng cắt không
đổi (Phương pháp điều chế độ rộng xung)
- Cách 2: Thay đổi tần số đóng cắt (f=1/T), giữ thời gian đóng khóa K
không đổi.

Như vậy, BBĐXA có khả năng điều chỉnh và ổn định điện áp ra trên phụ tải.
Nó có những ưu điểm cơ bản sau:
- Hiệu suất cao vì tổn hao công suất trong bộ biến đổi không đáng kể so
với các bộ biến đổi liên tục.
- Độ chính xác cao cũng như ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường, vì
yếu tố điều chỉnh là thời gian đóng cắt khóa K mà không phải giá trị điện
trở của các phần tử điều chỉnh thường gặp trong các bộ điều chỉnh liên
tục.
- Chất lượng điện áp tốt hơn so với các bộ biến đổi liên tục.
- Kích thước nhỏ.
Nhược điểm cơ bản của các BBĐXA là:
- Cần có bộ lọc đầu ra, do đó làm tăng quán tính của bộ biến đổi khi làm

việc trong hệ thống kín.
- Tần số đóng cắt lướn sẽ tạo ra nhiễu cho nguồn cũng như các thiết bị điều
khiển.
Tuy nhiên, BBĐXA vẫn được ứng dụng rộng rãi, nhất là khi các yếu tố về
độ tin cậy, dễ điều chỉnh, độ ổn định cũng như kích thước là những tiêu chí
được đặt lên hàng đầu.
Đối với các bộ biến đổi công suất trung bình (hàng chục kW) và nhỏ (vài
kW), người ta thường dùng các khóa điện tử là các bóng bán dẫn lưỡng cực
IGBT. Trong trường hợp công suất lơn vài trăm kW trở lên người ta sử dụng
GTO hoặc tiristo.
2. Phân loại nguồn xung
Nguồn xung (hay nguồn tổ ong, nguồn switching) được sử dụng ngày

càng rộng rãi do có ưu điểm hiệu suất cao, ít tỏa nhiệt và kích thước nhỏ

6


hơn nhiều so với nguồn tuyến tính có cùng công suất. Ở đây sẽ nhắc đến 4
loại nguồn xung cơ bản và thông dụng nhất:
- Buck converter : biến đổi điện áp DC đầu vào thành đầu ra DC có điện áp
nhỏ hơn.
Đây là loại thông dụng nhất trong các loại nguồn xung thông dụng.
Người ta sử dụng nó trong các mạch với đầu vào DC lớn (24-48V) với các
mức đầu ra 15V, 12V, 9V, 5V… với hao phí điện năng rất thấp. Buck

converter sử dụng một transistor để đóng cắt liên tục theo chu kỳ điện áp đầu
vào qua một cuộn dây.
- Boost: ngược lại so với Buck, điện áp đầu ra lớn hơn đầu vào.
Trong nguồn Boot thì điện áp đầu ra lớn hơn so với điện áp đầu vào do
đó công suất đầu vào phải lớn hơn so vói công suất đầu ra. Công suất đầu ra
phụ thuộc vào cuộn cảm L.Hiệu suất của nguồn Boot cũng khá cao nên được
dùng nhiều trong các mạch nâng áp do nó truyền trực tiếp nên công suất của
nó rất lớn. Ví dụ như mạch biến đổi từ nguồn 12VDC lên 310VDC chả hạn.
Nguồn boost có 2 chế độ:
+ Chế độ không liên tục: Nếu điện cảm của cuộn cảm quá nhỏ, thì trong
một chu kỳ đóng cắt, dòng điện sẽ tăng dần nạp năng lượng cho điện cảm rồi
giảm dần, phóng năng lượng từ điện cảm sang tải. Vì điện cảm nhỏ nên năng

lượng trong điện cảm cũng nhỏ, nên hết một chu kỳ, thì năng lượng trong điện
cảm cũng giảm đến 0. Tức là trong một chu kỳ dòng điện sẽ tăng từ 0 đễn max
rồi giảm về 0.
+ Chế độ liên tục: Nếu điện cảm rất lớn, thì dòng điện trong 1 chu kỳ điện
cảm sẽ không thay đổi nhiều mà chỉ dao động quanh giá trị trung bình.Chế độ
liên tục có hiệu suất và chất lượng bộ nguồn tốt hơn nhiều chế độ không liên
tục, nhưng đòi hỏi cuộn cảm có giá trị lớn hơn nhiều lần.
- Buck-Boost (inverting):
Boost Converter là bộ biến đổi nguồn DC-DC có điện áp đầu ra lớn hơn
điện áp đầu vào. Nó chứa ít nhất hai chuyển mạch bán dẫn (một diode và một
transistor) và ít nhất một phần tử tích lũy năng lượng, một tụ điện, một cuộn
dây hoặc cả hai.

7


- Flyback: tạo điện áp dương có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn điện áp vào
(điều chỉnh được).
Đây là kiểu nguồn xung truyền công suất dán tiếp thông qua biến áp. Cho
điện áp đầu ra lớn hơn hay nhỏ hơn điện áp đầu vào. Từ một đầu vào có thể
cho nhiều điện áp đầu ra. Là loại nguồn linh hoạt nhất trong các loại nguồn
xung thông dụng , nó cho phép ta thiết kế một hoặc nhiều đầu ra ở các mức
điện áp khác nhau kể cả đầu ra điện áp âm. Mạch flyback được sử dụng nhiều
trong hệ thống cung cấp năng lượng (mặt trời, gió…) khi từ một đầu vào yêu

cầu cho nhiều mức điện áp đầu ra theo yêu cầu hệ thống (thường là +5V,
+12V, -12V…) với hiệu suất cao.
II.

Thiết kế nguồn Boost converter
1. Nguồn boost và nguyên lý hoạt động
Mạch boost converter cho điện áp DC đầu ra cao hơn đầu vào (cùng dấu).
Sơ đồ nguyên lý mạch boost converter như sau:

Hình 2. Sơ đồ nguyên lý mạch boost
Mạch điện này sẽ gồm 4 linh kiện điện tử cơ bản (hình 2a) đó là cuộn dây
L, khóa chuyển mạch Mosfet ( có thể là BJT) ,diode D và tụ điện C.

Khi Mosfet dẫn (hình 2b) lúc này điện áp VL = Vg =L

𝑑𝑖𝐿
𝑑𝑡

(giả thiết van là

lý tường tức khi thông dòng trở CE bằng 0) lúc này diode D ngắt do bị phân
cực ngược và nó sẽ cắt mạch tải ra khỏi nguồn E đồng thời dòng trong cuộn

8

dây IL sẽ xuất hiện và tăng dần từ giá trị ban đầu là Imin nào đó. Lúc này dòng
qua tải được duy trì nhờ tụ C đóng vài trò là nguồn (tụ C phóng).
Khi Mosfet ngắt (hình 2c) lúc này trên cuộn dây L xuất hiện 1 điện áp tự
cảm chống lại sự giảm dòng IL. Điện áp tự cảm này cộng với nguồn Vin có
chiều dương đặt vào chân Anot của diode D làm diode dẫn ngay lập tức và nó
nạp bổ sung cho tụ C. Quá trình như vậy cứ lặp đi lặp ra và có điện áp cấp cho
tải.
Tùy thuộc vào khả năng tích lũy năng lượng của cuộn cảm và tụ điện mà
ta có hai chế độ dòng liên tục và dòng không liên tục (trở về 0 trong khi tụ xả
hêt năng lượng).
2. Tính toán mạch nguyên lý theo yêu cầu

*) Giả thiết:
- Mạch hoạt động ở trạng thái xác lập
- Dòng qua cuộn cảm liên tục và luôn dương.
- Tụ điện có giá trị đủ lớn
- Điện áp ngõ ra không đổi có giá trị UO = 5V
- Điện áp ngõ vào có giá trị Ug = 1.5V
- Dòng qua tải: IO = 0.2A
- Chu kỳ đóng cắt Ts
*) Tính toán:

Ta có hệ phương trình mô tả mạch:
Khi khóa mở:

uL = L

𝑑𝑖𝐿
𝑑𝑡

= Ug

9


Khi khóa đóng:

uL = L

𝑑𝑖𝐿
𝑑𝑡

= Ug -Uo

Với giả thiết Uo không đổi, hai phương trình trên cho thấy trong cả hai
chế độ làm việc của van dòng qua cuộn L đều có dạng tuyến tính.
Áp dụng quy luật trong chế độ xác lập gái trị trung bình của điện áp trên
cuộn cảm trong một chu kỳ đóng cắt Ts phải bằng 0, như sau:

UL=

1

𝑇𝑠

∫
𝑇𝑠 0

𝑡𝑥

uL 𝑑𝑡 = 𝑇𝑠1

1

=
Suy ra: Uo =

𝑇𝑠
𝑇𝑠−𝑡𝑥

[∫0

Ug dt + ∫𝑡𝑥𝑇𝑠(Ug − Uo) dt]]

[Ugtx + (Ug-Uo)(Tg – tx)] = 0

𝑇𝑠

Ug.
Ug

Tại t = tx, ta có: Imin +

𝐿

tx = Imax.

Từ đây suy ra độ đập mạch dòng điện bằng:
∆IL = Imax – Imin =

Ug
𝐿

tx =

Ug
𝐿

D.Ts

với D = tx /Ts là tham số điều chỉnh và 0Vì

𝑇𝑠
𝑇𝑠−𝑡𝑥

>1 nên Uo > Ug. Như vậy sơ đồ làm việc như một bộ biến đổi

tăng áp. Về ý nghĩa vật lý, từ các hệ phương trình trên cũng có thể thấy rằng
mạch chỉ có thể làm việc trong chế độ xác lập nếu như trong khoảng t ∈(tx,Ts)

dòng trong cuộn cảm phải có tốc độ âm (dòng phải giảm), tức là:
𝑈𝑔−𝑈𝑜
𝐿

< 0, hay Uo > Ug

Có thể xác định dòng IL từ mối quan hệ về công suất giữa đầu ra với đầu
vào. Bỏ qua tổn hao trên các phần tử thì công suất trung bình lấy từ nguồn
phải bằng công suất trên tải, nghĩa là:
UgIL = UoIo
Do đó: Io = IL (

𝑇𝑠−𝑡𝑥
𝑇𝑠

) = (1 −

𝑡𝑥
𝑇𝑠

) IL = (1 – D)IL

(1)

Đối với điện áp ta cũng có mối quan hệ giữa điện áp đầu ra, đầu vào như
sau:

10


Uo =

𝑇𝑠
𝑇𝑠−𝑡𝑥

Ug =

1
1−𝐷

Ug

(2)

Các biểu thức (1) và (2) gọi là mô hình máy biến áp một chiều của bộ
biến đổi DC – DC tăng áp với hệ số máy biến áp bằng (1 – D). Dưới đây là đồ
thị dạng dòng điện và điện áp của các phần tử:

Hình 3. Dạng xung dòng điện, điện áp của các phần tử trên sơ đồ

Áp dụng công thức (7.40), (7.41), (7.42), (7.43), (7.44) trang 208 của
Giáo trình Điện Tử Công Suất - Trần Trọng Minh ta có:

11


- Dòng trung bình qua cuộn cảm biểu diễn qua dòng tải:
1

IL = 1−𝐷 Io

- Độ đập mạch dòng qua cuộn cảm:

∆IL =DTs

-

𝑈𝑔
1−𝐷

Điện áp trên tụ bị sụt giảm:

∆UC = ∆Uo = DTs

-

𝐼𝑜
𝐶

Dòng đỉnh qua van và diot:

IVmax = IDmax = IL + ∆IL /2 = IL +

-

1
2

DT𝑠

𝑈𝑔
𝐿

Dòng trung bình qua van và diot:

IV = DTs IL ; ID = (1-D)TsIL
Trong đó D = t/Ts là tham số điều chỉnh và và 0 < D < 1.

3. Lựa chọn linh kiện

12


- IC tạo xung.
Vì nguồn nuôi chỉ 1.5VDC nên đề tài này lựa chọn IC CE8301.
IC CE8301 là bộ điều khiển PFM CMOS sử dụng trong chuyển đổi tăng
áp một chiều(DC / DC), chủ yếu bao gồm một điện áp tham chiếu nguồn, một
bộ tạo dao động và một bộ so sánh, ngoài ra còn có một khối bảo vệ quá dòng.
Thông số như sau:
+ Vmin = 0.9V

+ Hiệu suất lớn nhất: 85% (typ)
+ Điện áp ra Vout đạt trong dải từ 1.8V-6.5V, bước 0.1V
+ Chu kỳ đóng cắt Ts = 10us.

Hình 4. Sơ đồ nguyên lý của CE8301

13


Hình 5. IC CE8031
- Lựa chọn L1:
Theo công thức (7.29) trang 203 Giáo trình Điện Tử Công Suất - Trần

Trọng Minh ta có:

Uo =

1
1−𝐷

Ug => D = 0.7

Cuộn cảm phải thỏa mãn có độ đập mạch dòng điện trong khoảng 10% 30% IL, ở đây chọn ∆IL = 20%

I L1 = DTs

Ug
= 20%
L1

Suy ra L1 = 52.5uH. Chọn lại L1 = 47uH.
Khi đó ∆IL = 22.3%, thỏa mãn điều kiện.

14


Hình 6. Cuộn cảm 47uH 12x12x7mm

- Lựa chọn tụ C2:
Tụ cũng phải thỏa mãn độ đập mạch điện áp trên tải trong khoảng 0.1% 1.5%Uo.
Ta có: U C2 = U o = DTs

Io
= 1%
C2

Suy ra C2 = 140uF. Chọn lại C2 = 100uF.
Khi đó ∆UC = 1.4%, thảo mãn điều kiện.
Lựa chọn linh kiện tụ nhôm 100uF -16V-VT.

Hình 7. Tụ nhôm dán 100uF -16V -VT

15


- Lựa chon Diode xung D1
Lựa chọn đảm bảo tốc độ áp ứng nhanh, điện áp rơi trên điện áp
nhỏ.Trong đề tài này sử dụng Diode Schottky Barier là một diode xung với
thông số:
Điện áp rơi = 0.47V (Ở nhiệt độ 25 ℃).
Điện áp đánh thủng = 40V.
Dòng tối đa = 1A.

Hình 8. Diode Schottky Barrier
- Đầu vào sử dụng pin AA 1.5VDC (Pin con thỏ). Một số thông số của
pin:
• Điện áp 1.5VDC
• Dung lượng 500mAh
• Dòng xả tối đa
- Trên thực tế điện áp của pin vẫn có độ biến thiên nhỏ tại ngưỡng 1.41.6V, vì vậy ta cần bổ sung tụ C1 vào mạch để lọc nhiễu cho nguồn vào. Tụ C1
lựa chọn theo kinh nghiệm với giá trị 0.1uF.

16

Hình 9. Tụ dán 0.1uF
- Trong bố trí mạch thực tế ta luôn cần đặt một cơ cấu thông báo trạng
thái thông mạch. Để hạn dòng qua nhánh này tránh ảnh hưởng đến chất lượng
dòng ra, cụ thể trong đề tài này sử dụng 1 led đỏ 2.2V và trở R1 =1000Ω.
Dòng qua nhánh này
Ithongbao =

𝑈𝑜−𝑈𝑙𝑒𝑑
𝑅1

= 0.0028A ≪ 0.2A = IO

Hình 10. Điện trở dán 1K

Hình 9. Led dán 2.2V

4. Bố trí mạch in

17


Trên thực tế, các linh kiện công suất có các yếu tố nhạy cảm về mặt vật
lý mà không được thể hiện trên mạch nguyên lý như tỏa nhiệt linh kiện, sai số

do nhiệt độ - độ ẩm, tốc độ đáp ứng,…
Vì vậy đối với các bài toán về điện tử công suất, vấn đề bố trí linh kiện
trên board mạch rất quan trọng. Trong đề tài này đề cập đến hai vấn đề về tối
ưu bố trí mạch như sau:

Hình 11. Bố trí mạch sản phẩm
- Các linh kiện Diode, tụ C2 và IC tạo thành vòng kín trên mạch
nguyên lý vì vậy trên bo mạch thật cũng cần bố trí chúng gần nhau nhất có thể
và cũng tạo thành vòng kín.
- Cuộn cảm L và tụ C2 đóng vai trò quan trong trong chu trình phóng
nạp vì vậy hai linh kiện này cùng với khóa mosfet cũng phải được bố trí
không quá xa nhau để qua trình phóng nạp xảy ra tức thì.

Như vậy mạch cần được bố trí trong 1 không gian tối thiểu để hạn chế hở
mạch không đáng có và tối ưu thời gian đáp ứng của cả mạch.
5. Ghép nối với tải
Trong đề tài này, với đầu ra là 5V/0.2A, tải là Vi điều khiển diều khiển
cơ cấu bật – tắt là phù hợp.
Tải gồm 8 bóng led 2V, mỗi bóng ghép nối tiếp với một điện trở hạn
dòng có giá trị 200Ω.

18


Như vậy dòng điện qua mỗi nhánh là: I nhánh =

5𝑉−2𝑉
200Ω

= 0.015A

Khi cả 8 bóng cùng sáng thì tổng dòng qua tải:
It = 8 * I nhánh = 0.12A < 0.2A
Như vậy mạch đảm bảo không bị quá tải.
Mạch nguyên lý ghép nối tải như hình dưới:

Hình 12. Mạch nguyên lý ghép nối vi điều khiển và tải

III. Kết quả, đánh giá
1. Kết quả
Dựa vào các sơ đồ mạch điện và những tính toán thiết kế như trên, em đã
tiến hành làm mạch in, lắp ráp mạch, cân chỉnh mạch, chạy thử nghiệm mạch
sau đó chỉnh sửa các thông số trong mạch điện để có mạch điện ổn định, đáp
ứng được các yêu cầu đề ra.
Sử dụng đồng hồ vạn năng kiểm tra kết quả như hình dưới:

19


Hình 13.Tiến hành đo kết quả

(a)

(b)
Hình 14. Kết quả đo
a) Điện áp ra khi có tải
b) Điện áp ra khi không tải

20


2. Ưu - nhược điểm:

*) Ưu điểm:
- Mạch đơn giản, kích thwuocs nhỏ gọn, dễ thực hành, dùng khá ít linh
kiện.
- Vì là nguồn xung nên mạch có hiệu suất cao.
- Đầu ra ổn định.
*) Nhược điểm:
- Vì là nguồn một chiều nên trong ghép nối phải thận trọng với các cực
tính của nguồn.
- Mạch với đầu vào là pin AA 1.5V nên dòng đầu ra thấp, ít ứng dụng.
- Nếu thiết kế mạch boost với đầu ra lớn thì mạch kém an toàn do không
có bảo vệ quá dòng, bên cạnh đó khi đầu ra càng lớn thì nhiễu của mạch cũng
càng lớn.

21


PHẦN 3 – KẾT LUẬN, RÚT KINH NGHIỆM
Do nhu cầu chuyển đổi thông số mạch điện ngày càng nhiều khi mà lĩnh
vực điện tử phát triển nên em nhận thấy việc nghiên cứu và thiết kế tối ưu các
bộ nguồn xung nói chung và nguồn boost nói riêng sẽ rất cần thiết. Việc kết
hợp bộ nguồn với bộ tạo xung cùng trên một thiết bị sẽ cũng rất phù hợp cho
việc học tập cũng như nghiên cứu. Đề tài ày cũng là tiền đề cho giúp em dễ
dàng tiếp cận với lĩnh vực Điện tử công suất để hình thành những ý tưởng liên
quan sau này.

Với tất cả sự cố gắng trong thời hạn một học kỳ, em đã hoàn thành đề tài
“Thiết kế nguồn xung – boost converter, đầu vào pin AA / 1,5VDC - đầu
ra 5VDC/0.2A” được giao. Tuy đã tạo ra sản phẩm chạy đúng theo yêu cầu
đề bài nhưng vì đây cũng là lần đầu em thực hiện một đề tài về Điện tử công
suất , cụ thể là mạch nguồn xung nên không thể tránh khỏi sai sót và có thể bỏ
qua những kiến thức cần thiết cho ứng dụng sau này. Em rất mong nhận được
sự quan tâm và đóng góp ý kiến của thầy để có thể tiếp tục phát triển đề tài
sau này.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy và chúc thầy sức khỏe!

22

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Giáo trình Điện tử công suất – Trần Trọng Minh, 2012
2. Phân tích và giải mạch điện tử công suất – Phạm Quốc Hải,
Dương Văn Nghi, 2002
3. Điện tử công suất – Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng
Minh, 2004
4. Datasheet IC CE8301 .
5. Datasheet AT89S52.

23