Tính toán và thiết kế bộ nguồn ổn áp xung nguồn, chương 3

Chia sẻ: Nguyen Van Dau | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

467
lượt xem 168
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong nhiều trường hợp phụ tải cần điện một chiều từ nguồn điện một chiều, một điện áp hay dòng hiệu suất thiết bị là một điều phải quan tâm. -Thiết bị đổi điện một chiều ra điện một chiều được lắp ráp, theo nhiều sơ đồ rất đa dạng. Nhưng ta chỉ đề cập đến một số sơ đồ cơ bản: Buck, Bốt, Buck - Bốt. Và các dạng khác như: Flyback, Fơard, Push - Pull (đẩy kéo) Half- Bridge (nửa cầu), Cầu (Full - Bridge) ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tính toán và thiết kế bộ nguồn ổn áp xung nguồn, chương 3

Chương III: ÑOÅI ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU RA ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU (Converters) -Trong nhieàu tröôøng hôïp phuï taûi caàn ñieän moät chieàu töø nguoàn ñieän moät chieàu, moät ñieän aùp hay doøng hieäu suaát thieát bò laø moät ñieàu phaûi quan taâm. -Thieát bò ñoåi ñieän moät chieàu ra ñieän moät chieàu ñöôïc laép raùp, theo nhieàu sô ñoà raát ña daïng. Nhöng ta chæ ñeà caäp ñeán moät soá sô ñoà cô baûn: Buck, Boost, Buck - Boost. Vaø caùc daïng khaùc nhö: Flyback, Forward, Push - Pull (ñaåy keùo) Half- Bridge (nöûa caàu), Caàu (Full - Bridge) I. SÔ ÑOÀ BUCK. T=Ton+Toff L1 Vs DCX Vo iDCX Control iDsb C R Cv circuit Vo * Sô ñoà Buck - DCK : Transistor ngaét daãn laøm vieäc ñieàu cheá ñoä roäng xung ( ñieàu cheá xung ) Control circuit : khoái ñieàu khieån transistor. - L : cuoän caûm khaùng tích luõy ñieän naêng. - C : Tuï ñieän tích luõy ñieän naêng - Dsb : Diode san baèng doøng, giuùp cho doøng ñieän qua L lieân tuïc khi doøng ñieän cung caáp qua transistor ÑCX khoâng lieân tuïc.
- Vs : Nguoàn ñieän moät chieàu ôû ngoõ vaøo.Nguoàn naøy coù theå laø moät boä chænh löu, do ñoù caàn coù tuï ñieän Cv vöøa ñeå loïc vöøa ñeå tieáp nhaän naêng löôïng töø phuï taûi traû veà. Vì boä chænh löu khoâng nhaän ñöôïc doøng traû veà. - Maïch naøy seõ ñöôïc noái ngay sau bieán aùp nguoàn. Töø sô ñoà ta coù theå thaáy raèng maïch naøy khaù ñôn giaûn. - Khi transistor daãn, nguoàn ñieän seõ chaûy moät caùch tröïc tieáp ñeán ñaàu ra. Ñieän aùp naøy cuõng phaûi qua cuoän daây . Khi transistor ngaét, doøng ñaõ löu tröõ trong cuoän laøm cho diode phaân cöïc thuaän vaø cho pheùp doøng trôû veà taûi. - Moãi chu kyø laøm vieäc goàm 2 giai ñoaïn : * Giai ñoaïn 1: D < t < Dt iL + Vs Vo+ . . C R - - D : Heä soá chu kyø hay tæ soá thôøi gian daãn ( duty cycle) treân thôøi gian laøm vieäc T = 1 laø chu kyø ñoùng ngaét, f laø taàn soá f ñoùng ngaét thöôøng vaøo khoaûng 10KHz  100KHz. Dsb phaân cöïc nghòch, khoâng daãn. -Ñieän aùp ôû L laø : VL = Vs - Vo di L VL = Vs - Vo = L dt - Vaäy iL bieán thieân tuyeán tính theo thôøi gian naøy löôïng tích luõy vaøo R,C cung caáp cho phuï taûi. V S  Vo iL = .t  ILmin L
-IL taêng töø ILmin ñeán ILmax trong thôøi gian T VS - VO iL = t + ILmin= iDCX L L V -V S 0 0 DT T t il i1 = i Dsb iL V DT T t DCX t iDsb DT T i1= i Dsb Imax - ILmin = -DT (2-1)  Giai ñoaïn 2: DT < t < T L + Vs . . DCX Vo+ . . Dsb iDsb C R - - -DCX ngöng daãn, nhôø coù Dsb neân iL vaãn lieân tuïc vì Dsb daãn : VL = -Vo = L -iL giaûm töø ILmax  ILmin trong thôøi gian : T - DT = ( 1 - D ) T theo haøm soá IL = - Vo ( t - DT ) + ILmax = iDSb L
ILmin - ILmax = IL = - ( 1 - D ) T ( 2 - 2 ) -Ñaïi löôïng taêng doøng baèng ñaïi löôïng giaûm doøng : Ton Coäng (2-1) vaø (2-2) => V0 = D.Vs vôùi D = T Ton T I L max  I L min V 0 Ta coù :Io =  ( 2-3 ) 2 R  1 (1  D )  1 Vaäy : ILmax = DVs   R  vôùi f =  2 Lf   T  1 (1  D )  ILmin = DVs   R   2 Lf   -Ñieàu kieän ñeå coù doøng lieân tuïc laø ILmin = 0 R Vaäy : L = (1-D ) 2f -Ñieän aùp gôïn soùng Vr ñöôïc tính nhö sau : -Trong nöûa chu kyø C ñöôïc naïp theâm ñieän löôïng : 1  I L max  I L min  T Q =  x (2- 4 ) 2 2  2 0 (I L m a x + IL m in )/2 T t D T /2 DT U0 U0 V t -Cuõng trong nöûa chu kyø tuï ñieän C phoùng ra cuøng 1 ñieän löôïng.
 I L max  I L min   Vaäy : Vo = Vc =  .T   8C  1 -Thay T = vaø ( ILmax-ILmin) = ( 1 - D ).T f V0 1  D T 2 V (1  D ) Vo = L  0 8C 8 LC. f 2 Vv .D(1  D ) -Hoaëc : V0 = ( 2-5 ) 8LC. f 2 V0 -Doøng gôïn soùng : iL= (1-D) (2-6) Lf * Chæ tieâu caùc linh kieän : - Transistor DCX : -VDCXmax = Vs I 0  D (1  D )V s -IDCXmax = 2 Lf - Diode Dsb : VDsbmax = Vs I 0  D (1  D )V s IDsbmax = 2 Lf IDbstrung bình = (1-D).I0 (2- 7) II. SÔ ÑOÀ BOOST -Caùc chæ tieâu linh kieän tích luõy ñieän naêng laø L vaø C, ñoùng ngaét ñieän laø transistor DCX, D khoâng cho doøng töø C phoùng veà nguoàn Vs . Moãi chu kyø laøm vieäc goàm 2 giai ñoaïn : iL + Vo+ Vo Control circuit iDCX C R - -
Sô ñoà Boost * Giai ñoaïn 1 : O < t < DT - DCX daãn, D phaân cöïc nghòch neân khoâng daãn VL = Vv = d L iL ; ñieän naêng tích luõy vaøo L, C vaãn caáp ñieän cho taûi. dt - Lmax i =i DCX L ILmin t iDCX DT T i =i DCX L t iDCX DT T t iC DT T S2 T S t *Giai ñoaïn 2. -DCX ngöng daãn, iL vaãn lieân tuïc do D daãn vaøo phuï taûi, L phoùng ñieän vaøo taûi. L +Vs .D . Vo+ . .DCX C R - - VL = Vs- Vo; Vo> Vs V S  VO iL = I D = (T - DT ) + ILmax (2-8) L
-iL giaûm töø ILmax  ILmin ILmin- ILmax = ( T - DT ) Vs -Neân ta coù : V0 = vôùi O
Q Vaäy : V0 = VC = C Q = Io.DT V0 V D Q = .DT  o ( 2-12 ) R Rf TON Vôùi D : heä soá chu kyø , D = T f = 1/T : Taàn soá ñoùng ngaét Vo D Rf V Vaäy : V0 =  o .D C RfC * Chæ tieâu caùc linh kieän : - Transitor DCX : VDCXmax = VS + Vo Io DV S IDCXmax =  1  D 2 Lf - Diode D : VDmax = VS + Vo Io DV S IDmax =  ( 2 -13) 1  D 2 Lf -ID trung bình = Io ( 2 -14 )