Tài liệu Tính toán và thiết kế bộ nguồn ổn áp xung nguồn, chương 6 ppt

Chương VI: Thiết kế biến áp công
suất
a) Lõi biến áp :Việc chọn lõi cho biến áp Forward
converter giống với biến áp Push - Pull vì có cùng thông số. Mật
độ từ trường, lõi sắt, tiết diện điện cảm, tần số, và mật độ dòng
của cuộn.
b) Tính toán vòng dây sơ cấp.
N
p
=


dB
Ae
xTV
dc
.
10)22/8,0(1
8
min


(2-23)
-Với dB = 1.600 Gauss.
-V
dmin
: điện áp DC ngõ vào nhỏ nhất (V)
-T : Khoảng thời gian ngắt dẫn (S)
c) Tính toán vòng dây thứ cấp :
V
om

=
 
T
T
V
Np
Nm
V
on
ddc
max
min
1
















V

S2
=
 
T
T
V
Np
N
V
on
d
S
dc
max
2
min
1

















V
S1
=
 
T
T
V
Np
N
V
on
d
S
dc
max
1
min
1

















d) Tính toán dòng điện gợn sóng sơ cấp :
I
rms(p)
= 4,0
12,3
min
0
dc
V
P
I
rms(p)
=
min
0
79,1
dc
V
P
(2-24)
e) Tính toán kích cỡ dây :
I
rms(sec)

= I
dc
.
4,0
= 0,632.I
dc
.
f) Bộ lọc ngõ ra :
 Cuộn cảm :
dI = 2I
dcmin
=
1
max0min
)(
L
TVV
ondk

Hay L
1
=
min
max0min
2
)(
dc
ondk
I
TVV


( 2-25 )
Nhưng V
0
= V
mindk
d
kmin
T
onmax
/T
Với T
onmax
= 0,8T/2
Nên L
1
=
Ion
TV
0
3
(2-26)
Tụ điện ngõ ra :
Như ở phần ( 4 - 2)
Ta có : C
0
= 65 x 10
-6
/R
0

C
0
= 65 x 10
-6
.
r
V
dI
0
(2-27)
VI. SƠ ĐỒ FLYBACK
-Sơ đồ dùng linh kiện ngắt dẫn dòng vào cuộn sơ cấp máy
biến áp lõi ferrite, điện thế tại cuộn thứ cấp được đổi ra điện
một chiều bằng diode chỉnh lưu.
-Tần số đóng ngắt có thể từ 10kHz đến 100KHz
n i
1 1
1max1
n i
t
0
DT T
22
n i
n i
2 2max
n i
2min2
t
T

DT
0
1min1
n i
-Chu kỳ làm việc gồm hai giai đoạn :
*
Giai đoạn 1: O<T<DT
-DCX dẫn V
L1
= V
S
. Do chiều dây quấn n
1
,n
2
không dẫn
L
1
tích lũy năng lượng vào mạch từ ferrit, từ thông trong mạch từ
tăng.
i
1
=
1
L
V
S
.t + I
1min
-i

1
tăng từ I
1min
đến I
1max
dòng gia tăng bằng :
Vo
ĐCX
L1,n1
i
2
i
I
1max
- I
1min
= .DT (2-28 )
-Điện áp ngược tại D là :V
Dngược
= -









0

1
2
. VV
n
n
S
Vậy ta có :
I
1min
= DT
L
Vs
D
D
n
n
R
V
s
1
2
2
1
2
2)1(

























Vậy điều kiện để có dòng liên tục là :
L
1
=
2
2
2
1
)1(
2
D

n
n
f
R









- Điện áp dợn sóng:
o
V
- Dòng tại tụ điện lọc i
c
được biểu diễn bởi hình trên . Điện
lượng nạp thêm vào tụ điện lọc
Q

ở giai đoạn

được phóng
vào tải trong giai đoạn 1.
-Chu kỳ sau diện tích S ở phần dưới đường biểu diễn thiên
dòng qua tụ ic
Q


= I
o
.DT =







T
fD
Rf
V
o
1
.
o
V = D
Rfc
V
C
Q
V
o
c



* Chỉ tiêu các linh kiện

- Transistor DCX:
I
DCX max =
 
f
D
Vs
n
n
x
I
o
2411
2
1


- Diode D
I
D trung bình
(av)=I
o
V
D max=
1
2
n
n
VV
sO


*Giai đoạn 2: DT<t<T
-DCX ngưng dẫn từ thông mạch từ giảm , điện áp tại cuộn
n
2
đảo cực tính khiến D dẫn dòng i
L
giúp cho số ampe vòng liên
tục, tức thời điểm DT số ampe vòng n
2
I
2max
= n
1
I
1min
. L
2
đặt vào
điện áp V
o
, do đó :
i
2
= -
max2
)( IDTT
L
V
o

o

-Mạch từ phóng thích năng lượng vào phụ tải , i
2
giảm từ
I
2max
đến I
2min
, lượng dòng giảm bằng.
I
2max
-I
2min
= TD
L
V
o
)1(
2
 (2-29)
- Điện áp tại cuộn n
1
=
o
V
n
n
2
1

- Do đó điện áp tại transistor DCX =
- Điện áp ra V
o
:
I
2
2
2
1
121
2
1
,









n
n
LLI
n
n
OTD
n
nV

DT
L
V
os










)1(
4
2
1
1
ĐCX
R
C
c
Io
Vs
i
2
i
Vo
(2-30)

- Điều kiện để có dòng liên tục.
 
DIII
av max1min11
2
1

-Công suất vào: P
s
=V
s
.I
1av
=
-Công suất ra : P
o
=
 
2
2
2
1
2
2
1
1
D
D
n
n

V
R
S









-Nếu hiệu suất bằng 1 ta có :
I
1max
+ I
1min
=
2
2
2
1
)D-1(
D
.)
n
n
(
R
Vs

2
(2-31)
*Ưu nhược điểm:
- Cách ly sơ cấp và thứ cấp
- Giảm được dòng qua transistor công suất.
- Tạo được nhiều cấp điện áp ở đầu ra bằng cách quấn
nhiều cuộn thứ cấp .
- Dòng san bằng đỉnh tương đương của transistor khá cao .
I
pft
=
mindc
V
Rot
13
,
3
Với Pot : tổng công suất ngõ ra
Vì vậy giá thành cho transistor cao
VII - HALF - BRIDGE CONVERTER
Sơ đồ Half-Bridge
- Khi chuyển mạch S, ở phía trên ứng với ngõ vào
220VAC, mạch cỉnh lưu toàn sóng với 2 tụ lọc C
1
nối tiếp C
2

+ Điện áp đỉnh DC chỉnh lưu khoảng : (1,41x220)-2

308V

- Khi S
1
đóng ứng với ngõ vào 110V mạch hoạt động như
mạch nhân đôi điện áp.
- Nửa chu kỳ đầu tiên A dương so với B, C
1
nạp qua D
1
+ Điện áp đỉnh khoảng (1,41x110)-1

154V
- Nửa chu kỳ sau C
2
nạp qua D
2
+ Điện áp đỉnh khoảng (1,41x110)-1

154V
+ Điện áp tổng trên tụ C
1,
C
2
khoảng 308V
* Giả sử điện áp chỉnh lưu 308V, bỏ qua tụ C
b
.
Một đầu của cuộn sơ cấp được nối với 2 đầu tụ C
1
,C
2

và
Q
1,
Q
2
dẫn ở mỗi nữa chu kỳ.
1/ Quan hệ giữa dòng sơ cấp, công suất ra, điện áp
vào
-Giả sử hiệu suất 80%.
Pin = 1,25P
0
.
-Xung dòng đỉnh sơ cấp san bằng tương đương ứng với
Vdcmin
I
pft
(half bridge) =
min
.13,3
Vdc
P
o
(2-32)
2/ Chọn cở dây sơ cấp:
-Dòng điện gờn sóng sơ cấp
I
rms
= I
pft TT /8,
I

rms
=
min
.70,2
Vdc
P
o
(2-33)
3/ Chọn cở dây dẫn và số vòng dây thứ cấp:
-Số vòng dây thứ cấp được chọn ở (4.1.) đến (4.3) cho
thời gian mở cực đại T
onmax
= 0,8T/2 và Vdc
min
- 1 được thay
bằng
1
2
min

Vdc
Vậy : V
1
2
8,0
5,01
2
1
T
NP

NSVdc



















 (2-34)
V
2
(2-35)
- Dòng hiệu dụng sơ cấp : I
rms = Idc D =Idc 4,0 ở 500
circularmils trên dòng hiệu dụng là = 500(0,632)Idc
I
rms
= 316.Idc

-Thiết kế tụ cb ta có :
Cb =
dc
TxI
ptc
8,0
(2-36)
-Với dv : Độ thay đổi áp từ lúc dẫn đến lúc tắt của mỗi
transistor.