Tài liệu Tính toán và thiết kế bộ nguồn ổn áp xung nguồn, chương 4 pptx

chương IV: ỔN ÁP BUCK - BOOST
-Ổn áp Buck - Boost cung cấp một điện áp ngõ ra mà có
thể thấp hơn hay lớn hơn điện áp ngõ vào. Cực tính điện áp ngõ
ra ngược với điện áp ngõ vào.
Sơ đồ Buck Boost
*Mạch hoạt động được chia làm 2 giai đoạn.
- Giai đoạn 1 : Transistor Q
1
dẫn và diode D
m
bò phân
cực ngược. Dòng ngõ vào tăng và chảy vào cuộn cảm L,
Q
1
- Giai đoạn 2 : Transistor Q
1
ngắt , năng lượng tích trữ
trong L và dòng cuộn cảm ứng tuyến tính từ I
2
đến I
1
, trong
khoảng t
2
Vo = -L
2
t
I

=> t
2

=
Vo
LI.


I =
L
tVo
L
tV
S 21
.
.


-Thay t
1
= DTvà t
2
= ( 1 - D) T
-Điện áp trung bình ngõ ra :
Vo = -
D
DV
S

1
.
( 2-15 )
-Với D là hệ số chu kỳ

-Giả sử mạch không tổn hao : V
S
I
S
= V
O
.I
O
= V
S
.I
a
. D/ ( 1 -
D )
Vo
C
R
+
-
D
c
V
V
m
D
i
i
1
=
Vo

+
Vs
L
Q
s
I
i
1
Control
circuit
Vo
- -
L
,
L
-Dòng trung bình ngõ vào : I
S
quan hệ với dòng trung bình
ngõ ra I
O
: I
S
= Io. D
-T : Chu kỳ ngắt dẫn
T =
OSO
L
S
L
VV

VsVoLI
V
I
V
I
tt
f .
)(.1
21






- Và dòng gợn sóng đỉnh đỉnh : I =
)(
.
0
SO
S
VVfL
VV

I =
Lf
DV
S
.
.

- Dòng xả trung bình của tụ I
C
= I
o
-Và điện áp gợn sóng đỉnh- đỉnh của tụ là :
V
C
=
C
Iot
dtI
C
dtI
C
t
O
t
C
1
00
11
11


(2-16 )
Hay : V
C
=
CfVV

VoIo
SO
.)(
.

V
C
=
Cf
DI
O
.
- Ưu, nhược điểm chung của 3 loại : Buck, Boost, Buck -
Boost convertes.
* Ưu điểm :
-Cả ba converter đều không sử dụng biến áp nên diện tích
chiếm chỗ của bộ nguồn nhỏ.
*Nhược điểm :
-Sự phản hồi của điện áp ổn đònh ngõ ra chung DC với sự
phản hồi của ngõ vào DC chưa lọc. Nhưng vì người sử dụng
thường cần có điện áp DC ngõ ra ổn đònh thứ hai mà phải
được cách điện DC với điện áp ngõ ra ổn đònh thứ nhất. Vì
vậy khó có thể thiết kế được nhiều ngõ ra cho bộ nguồn.
IV. PUSH - PULL CONVERTER
Mạch Push - Pull như sơ đồ sau:
- Nó gồm 1 biến áp T
1
với nhiều cuộn thứ cấp N
S1
, N

S2
, N
m
và một mạch điều khiển độ rộng xung bằng điện áp DC. Các
ngõ ra điện áp V
S1
,Vs2,
Vm và lấy tín hiệu phản hồi về từ V
m
. Ton được điều chỉnh để
ngăn chặn sự thay đổi tải hay nguồn cung cấp.


Vce(Q )
Ic(Q )
2Vdc
Ic( Q )
Vce(Q )
1
1
2
2
V
s2 =Vdc(Ns2/Np)2Ton/T
V
m=Vdc(Nm1/Np)2Ton/T
V
s1 =Vdc(Ns1/Np)2Ton/T
- Khi transitor dẫn thì điện áp dưới của mỗi nửa cuộn sơ
cấp giảm xuống V

ce(sat)
khoảng 1V. Vì thế khi cả hai transitor
dẫn thì điện áp vuông có giá trò V
dc
- 1
- Điện áp trung bình tại ngõ ra V
m
V
m
=
T
Ton
N
N
V
p
m
dc
2
5,0)1(



















(2-17)
-Khi V
dc
thay đổi thì vòng hồi tiếp âm sẽ điều chỉnh Ton
để giữ V
m
không đổi
- Ton, V
m
sẽ được điều chỉnh để ngăn chặn điện áp DC
ngõ vào và dòng tải ngõ ra thay đổi.
- Khi Vm thay đổi thì sẽ xuất hiện tín hiệu ngõ ra ở bộ
khuếch đại sai lệch và T
on
sẽ được thay đổi theo sự thay đổi của
V
m
 Điện áp tại ngõ ra của 2 cuộn thứ cấp :
V
S1
=
V

S2
=
T
Ton
N
N
V
p
S
dc
2
5,0)1(
2



















 Mức điện áp trên một vòng :
N
E
= Ae ( dB/dt) x 10
-8
-Ae : là tiết diện lõi sắt ( cm
2
)
-dB : là độ thay đổi từ cảm ( Gauss )
-dB/dt






s
Gauss
-
N
F
là điện áp trên vòng là tỉ lệ theo tần số sóng ngắt.
- Trong thực tế, giá trò điện áp trên vòng trong phạm vi từ
2V tại tần số đóng ngắt 25KHZ đến 5 hay 6v ở 100KHz.