thiết kế mô hình đánh pan ti vi màu, chương 2

Chương 2:
Thiết kế các board khối của board A
1. Thiết kế board nguồn ổn áp ngắt dẫn.
Mạch được thiết kế trên một board riêng ( phần diode nắn
điện và tụ lọc điện nằm trên board chính A ) và mạch này có
thể thay bằng 1 board mạch hoạt động theo nguyên lý kiểu
khác nhưng thông số kỹ thuật phải phù hợp.
Để an toàn cho Sinh Viên khi thao tác thực hành, mạch được
thiết kế mass cách ly.
a. Thông số kỹ thuật:
- V
in
: 130V
DC
÷ 305V
DC
- V
out
: B
+
1
: 115 V
- B
+
2
: 16 V
- P
max
: 120 watt
- Tần số hoạt động của mạch: 30KHz
÷ 50 KHz

- Độ gợn sóng trên áp một chiều ( Ripple ) : 100 mV
pp
b. Sơ đồ khối:
Phần tử
chuyển mạch
Nắn và lọc
Dao động và điều
chỉnh tần số xung
p
chuẩn
p
tham
chiếu
Phần
tử điều
khiển
Vi xử
lý
Điện áp DC
(sau khi nắn điện và
lọc điện)
Nắn và lọc
Biến áp
xung
cách ly
mass
Phần tử
chuyển
mạch
FBT

16V
115V
DC
c. Sô ñoà nguyeân lyù:
C13
R1
D1
D3
C14 C15
C16 C17
D2
D4
C1
R2
R3
R10
C5
R30
C10
1
4
7
C2
R8
OPTO
Q1 R5
R4 D5
C3 R6
Q2
R11 R12

L C6 R13
D6
C4
Q3
R7 D7
R9
D9
D8
3
2
D10
Q4
R14 R15 R17
VR
R16 R18
5
6
8
D12
C11
D11
C7
C8
R19
R24 R25
R31
C18
C21
7805
Q8

R26
Q?
NPN
5V 16V
VI XÖÛ LYÙ
115V
VI XÖÛ LYÙ
d. Tính toán và thiết kế mạch:
ª Biến áp xung:
Biến áp xung hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điêän từ,
lõi của biến áp là ferit nên tổn hao ít và hiệu suất cao.
- Tính dòng đỉnh cuộn sơ cấp biến áp:
I
pp
= 2P
o
/ V
Imin
. δ
max

Điện áp DC nhỏ nhất sau khi qua chỉnh lưu:
V
Imim
=100.1.4 =140V
Điện áp DC lớn nhất sau khi chỉnh lưu:
V
I max
=260. 1,4 =376V
Tỉ số điện áp vào:

K = 376 / 140 = 2,62
δ
max
: chu kỳ làm việc lớn nhất
Chọn
δ
max
= 0,7
Chu kỳ làm việc nhỏ nhất ngõ vào:
δ
min
= δ
max
/ (1- δ
max
). K + δ
max
= 0,7 / (1- 0,7 ). 2,62 + 0,7
= 0,47
Dòng đỉnh cần tính:
I
pp
= 2. 200 / 140. 0,7
= 4,08A
Vậy chu kỳ làm việc có giá trò trong khoảng 0,47 đến 0,7 khi
điện áp ngõ vào thay đổi trong khoảng từ 140 V
DC
đến
367V
DC

.
-Tính chiều dài khe hở:
Điện cảm sơ cấp biến áp xung:
L
p
= V
Imin
.δ
max
/I
pp
.f
L
p
=140.0,7/4,08.20
=1,2.10
3
H
Thể tích hiệu dụng của lõi:
V
e
= 0,4 L
p
. I
2
pp
.10
8
/B
2

max

Chọn B
sat
= 4000 gauss
Suy ra: B
max
=B
sat
/ 2 =2000 gauss
Suy ra: V
e
= 0,4.3,14.10
-3
.(4,08)
2
.10
8
/( 2000)
2
Tiết diện lõi biến áp xung A
e
được chọn: 0,96cm
3
Chiều dài khe hở:
Lg = V
e
/ A
e
= 0,63 / 0,96 = 0,64 cm

-Tính số vòng dây quấn:
Số vòng dây quấn cho một volt là:
N = 10
8
/ K.f.A
e
.B
max
Chọn K =4
Suy ra n = 108 / 4.20.103.0,96.2000
= 0,7 vòng/ Volt
Số vòng cuộn sơ cấp:
N
s
=V
o
.n =150.0,7 = 80,5 vòng
Tính cỡ dây quấn:
Dòng điện tải I
L
là:
I
L
=P
0
/ V
0
=200/115 = 1,74 A
Đường kín dây quấn:
D = 1,3.(

√I
L
/J)
J : Mật độ dòng điện
Chọn J = 4 A/ mm
2

Suy ra d =11,3 .(
√1,74/4) =0,75 mm
Vậy ta chọn cỡ dây từ 0,7 đến 0,8 mm

ª Tính toán mạch điện:
Chọn transistor chuyển mạch Q
102
Nguồn cung cấp được tính với điện áp vào lớn nhất:
V
CC
=260.√2 = 367 V
DC
Vậy khi Q
4
ngưng dẫn thì V
CE
của Q
4
đạt giá trò 367 V
DC
Dòng điện ngõ ra cũng là dòng điện tải:
I
0

= I
L
= P
0
/U
0

Tra sổ ta chọn transistor chuyển mạch Q
4
là 3688
Vậy ở hai chế độ làm việc thì ứng với:
t
on1
= d
1
/ f = 0,82 / 20.10
3
= 41 µs
t
on2
= d
2
/ f = 0,34 / 20.10
3
= 17 µs
t
off1
= (1/f )/t
on1
= (10

6
/20.10
3
)-17 =3 µs
Dòng điện cuộn cảm phóng qua tải:
I
pk1
= 2I
Lmax.
[ 1+ (V
0
/V ) ]
= 2.1,774.[ 1+ (115/140)]