boy_codon_loveu
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
LỜI MỞ ĐẦU. 2
CHƯƠNG I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT. 3
1. Tìm hiểu nguyên lý ổn dòng của mạch buck converter. 3
2. Tìm hiểu về IC UC3842. 5
3. Thiết kế và tính toán mạch nguyên lý nguồn ổn dòng
sử dụng UC3842. 11
CHƯƠNG II : PHẦN THỰC NGHIỆM. 20
1. Tìm hiểu và lắp ráp mạch thử IC UC3842. 20
2. Hoàn thiện mạch ổn dòng sử dụng IC UC3842. 21
3. Kết quả thực nghiệm. 23
CHƯƠNG III : KẾT LUẬN. 25
LỜI MỞ ĐẦU.
Ngày nay, trong hầu hết các ngành kinh tế, kĩ thuật, nhất là các ngành công nghiệp đều áp dụng kĩ thuật tự động hoá. Có thể nói, tự động hoá đã làm thay đổi diện mạo nhiều ngành sản xuất, dịch vụ. ở nhiều nước đã xuất hiện những nhà máy không có người, văn phòng không có giấy... Khắp nơi đã bắt gặp những thuật ngữ như Thương mại điện tử, Chính phủ điện tử, Máy thông minh, Thiết bị thông minh...
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật và công nghệ bán dẫn điện, ngày nay Điện tử công suất đã giữ một vai trò quan trọng trong kỹ thuật điện nói chung. Môn học Điện tử công suất đã trở thành môn học bắt buộc đối với sinh viên các ngành kỹ thuật điện, Tự động hoá.
Điện tử công suất là công nghệ biến đổi điện năng từ dạng này sang dạng khác trong đó các phần tử bán dẫn công suất đóng vai trò trung tâm.
Bộ biến đổi điện tử công suất còn được gọi là bộ biến đổi tĩnh (static converter) để phân biệt với các máy điện truyền thống (electric machine) biến đổi điện dựa trên nguyên tắc biến đổi điện từ trường. Điện tử công suất được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp hiện đại. Có thể kể đến các ngành kỹ thuật mà trong đó có những ứng dụng tiêu biểu của các bộ biến đổi bán dẫn công suất như truyền động điện, giao thông đường sắt, nấu luyện thép, gia nhiệt cảm ứng, điện phân nhôm từ quặng mỏ, các quá trình điện phân trong công nghiệp hóa chất, trong rất nhiều các thiết bị công nghiệp và dân dụng khác nhau...Trong những năm gần đây công nghệ chế tạo các phần tử bán dẫn công suất đã có những tiến bộ vượt bậc và ngày càng trở nên hoàn thiện dẫn đến việc chế tạo các bộ biến dổi ngày càng nhỏ gọn, nhiều chức năng và sử dụng ngày càng dễ dàng hơn.
Trong thời gian thực tập tại trường ĐHBK Hà Nội với nội dung :“ Thiết kế nguồn DC-DC ổn dòng có điện áp đầu vào 24 V-DC, đầu ra có dòng điện I=350 (mA), P=7 W“. Em xin chân thành Thank thầy Nguyễn Trung Kiên đã hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành thực tập với kết quả tốt nhất.
Hà nội ,ngày 09 tháng 04 năm 2011.
Sinh viên thực hiện
Hà Thế Tài
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1. Tìm hiểu về nguyên lý ổn dòng của mạch buck converter.
* Nguyên lý làm việc của mạch buck converter.
Hình 1: mạch nguyên lý buck converter
*/ Buck converter là bộ biến đổi mà điện áp đầu ra nhỏ hơn điện áp đầu vào hay còn được gọi là bộ biến đổi giảm áp ( step-down converter). Hình 1 là sơ đồ nguyên lý của buck converter, Mosfet hoạt động như một công tắc(van) nó đóng cắt bằng xung điều khiển ( xung vuông ) với một bộ điều khiển tạo ra xung điều khiển có tần số đóng cắt lớn cấp cho mosfet.Ở đây ta sử dụng bộ điều chế PWM ( Pulse Width Modutlation).
Gọi T là một chu kỳ chuyển mạch,t1 là thời gian van đóng mạch (on-time) và t2 là thời gian van mở mạch ( off-time). T=t1+t2. Hệ số (giữa thời gian đóng mạch ( on-time) và chu kỳ chuyển mạch T ) được gọi là chu kì nhiệm vụ ( duty cycle). ( H2)
+/ trong khi on-time của van thì điện áp V¬1 bằng Vin, Điot D sẽ bị phân cực ngược và khóa lại,khi đó dòng điện Iv sẽ qua cuộn cảm và cuộn cảm L sẽ nạp năng lượng ( giữ lại thành phần xoay chiều ) .Khi van off-time thì cuộn cảm L phóng điện chống lại sự giảm đột ngột dòng điện trong mạch và tiếp tục dẫn dòng điện đi qua tải ,đi qua Rs và diode, kết quả điện áp V1 bằng 0. Trong thời gian van off-time thì điện áp V1 bằng 0 nhưng dòng điện IL vẫn không giảm về 0.Đây được gọi là chế độ continuous mode.
+/ ở chế độ này điện áp ra phụ thuộc vào thời gian đóng và mở của van
Vout= *Vin
+/ dòng điện qua cuộn cảm có dạng xung tam giác giá trị trung bình của nó được xác định bởi tải. Độ dao động dòng điện IL = Imax-Imin ,phụ thuộc vào L, và nó có thể tính toán nhờ định luật Faraday.
V=L => ∆i= *V*∆t => ∆IL= (Vin-Vout)*t¬1= Vout(T-t1)
Với Vout= *Vin và chọn tần số f cho chế độ continuous mode ta có :
∆IL= (Vin-Vout)* (*)
*/ tính toán giá trị cho cuộn cảm L
- tính chọn cuộn cảm có một vấn đề xảy ra là nếu chọn ∆IL rất nhỏ thì cuộn cảm L phải có giá trị rất lớn để có độ đập mạch tốt. Và để tạo ra cuộn cảm có giá trị lớn thì sẽ nặng và đắt. Nếu chọn ∆IL nhỏ thì dòng điện điều khiển đóng mostfet sẽ rất lớn . Bởi vậy người ta thường lấy ∆IL=10%Iout.
L= ( Vin-Vout)*
Hình 2: đồ thị điện áp và dòng điện của mạch buck converter
+/ Để điều khiển sự đóng mở của van thì ta có nhiều cách tạo ra xung vuông điều khiển nhưng thông dụng nhất và ta sử dụng ở đây đó là giữ nguyên chu kì T và thay đổi thời gian mở xung t1.
+/ Nguyên tắc ổn dòng sử dụng buck converter là ta tạo ra thời gian đóng và mở van ( hay độ rộng xung điều khiển vào mostfet) sao cho khi dòng điện tăng cao vượt giá trị ngưỡng thì ta phải đóng van lại ngắt dòng điện qua van,khi đó thì cuộn cảm L sẽ phóng điện qua tải (Load)và Rs và điốt => dòng không tăng lên mà cũng không giảm về 0. Khi dòng giảm xuống giá trị Imin thì ta phải mở van cho dòng điện qua van vừa nạp phần xoay chiều lên cuộn cảm và tăng dòng điện không cho giảm quá giá trị ngưỡng. Để làm được điều này ta sử dụng IC UC3842.
2.Tìm hiểu về IC UC3842
- Họ UC 1842/3/4/5 cung cấp tối ưu nhất cho các thiết bị off-line và cố định tần số ở chế độ ổn định dòng điện ( current mode) của các bộ biến đổi DC to DC với số phần tử ở mạch ngoài là ít nhất. Mạch bên trong có phần khóa khi dưới điện áp, dòng khởi động nhỏ hơn 1mA, bộ so sánh sai lệch dòng điện.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
LỜI MỞ ĐẦU. 2
CHƯƠNG I : CƠ SỞ LÝ THUYẾT. 3
1. Tìm hiểu nguyên lý ổn dòng của mạch buck converter. 3
2. Tìm hiểu về IC UC3842. 5
3. Thiết kế và tính toán mạch nguyên lý nguồn ổn dòng
sử dụng UC3842. 11
CHƯƠNG II : PHẦN THỰC NGHIỆM. 20
1. Tìm hiểu và lắp ráp mạch thử IC UC3842. 20
2. Hoàn thiện mạch ổn dòng sử dụng IC UC3842. 21
3. Kết quả thực nghiệm. 23
CHƯƠNG III : KẾT LUẬN. 25
LỜI MỞ ĐẦU.
Ngày nay, trong hầu hết các ngành kinh tế, kĩ thuật, nhất là các ngành công nghiệp đều áp dụng kĩ thuật tự động hoá. Có thể nói, tự động hoá đã làm thay đổi diện mạo nhiều ngành sản xuất, dịch vụ. ở nhiều nước đã xuất hiện những nhà máy không có người, văn phòng không có giấy... Khắp nơi đã bắt gặp những thuật ngữ như Thương mại điện tử, Chính phủ điện tử, Máy thông minh, Thiết bị thông minh...
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật và công nghệ bán dẫn điện, ngày nay Điện tử công suất đã giữ một vai trò quan trọng trong kỹ thuật điện nói chung. Môn học Điện tử công suất đã trở thành môn học bắt buộc đối với sinh viên các ngành kỹ thuật điện, Tự động hoá.
Điện tử công suất là công nghệ biến đổi điện năng từ dạng này sang dạng khác trong đó các phần tử bán dẫn công suất đóng vai trò trung tâm.
Bộ biến đổi điện tử công suất còn được gọi là bộ biến đổi tĩnh (static converter) để phân biệt với các máy điện truyền thống (electric machine) biến đổi điện dựa trên nguyên tắc biến đổi điện từ trường. Điện tử công suất được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp hiện đại. Có thể kể đến các ngành kỹ thuật mà trong đó có những ứng dụng tiêu biểu của các bộ biến đổi bán dẫn công suất như truyền động điện, giao thông đường sắt, nấu luyện thép, gia nhiệt cảm ứng, điện phân nhôm từ quặng mỏ, các quá trình điện phân trong công nghiệp hóa chất, trong rất nhiều các thiết bị công nghiệp và dân dụng khác nhau...Trong những năm gần đây công nghệ chế tạo các phần tử bán dẫn công suất đã có những tiến bộ vượt bậc và ngày càng trở nên hoàn thiện dẫn đến việc chế tạo các bộ biến dổi ngày càng nhỏ gọn, nhiều chức năng và sử dụng ngày càng dễ dàng hơn.
Trong thời gian thực tập tại trường ĐHBK Hà Nội với nội dung :“ Thiết kế nguồn DC-DC ổn dòng có điện áp đầu vào 24 V-DC, đầu ra có dòng điện I=350 (mA), P=7 W“. Em xin chân thành Thank thầy Nguyễn Trung Kiên đã hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành thực tập với kết quả tốt nhất.
Hà nội ,ngày 09 tháng 04 năm 2011.
Sinh viên thực hiện
Hà Thế Tài
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1. Tìm hiểu về nguyên lý ổn dòng của mạch buck converter.
* Nguyên lý làm việc của mạch buck converter.
Hình 1: mạch nguyên lý buck converter
*/ Buck converter là bộ biến đổi mà điện áp đầu ra nhỏ hơn điện áp đầu vào hay còn được gọi là bộ biến đổi giảm áp ( step-down converter). Hình 1 là sơ đồ nguyên lý của buck converter, Mosfet hoạt động như một công tắc(van) nó đóng cắt bằng xung điều khiển ( xung vuông ) với một bộ điều khiển tạo ra xung điều khiển có tần số đóng cắt lớn cấp cho mosfet.Ở đây ta sử dụng bộ điều chế PWM ( Pulse Width Modutlation).
Gọi T là một chu kỳ chuyển mạch,t1 là thời gian van đóng mạch (on-time) và t2 là thời gian van mở mạch ( off-time). T=t1+t2. Hệ số (giữa thời gian đóng mạch ( on-time) và chu kỳ chuyển mạch T ) được gọi là chu kì nhiệm vụ ( duty cycle). ( H2)
+/ trong khi on-time của van thì điện áp V¬1 bằng Vin, Điot D sẽ bị phân cực ngược và khóa lại,khi đó dòng điện Iv sẽ qua cuộn cảm và cuộn cảm L sẽ nạp năng lượng ( giữ lại thành phần xoay chiều ) .Khi van off-time thì cuộn cảm L phóng điện chống lại sự giảm đột ngột dòng điện trong mạch và tiếp tục dẫn dòng điện đi qua tải ,đi qua Rs và diode, kết quả điện áp V1 bằng 0. Trong thời gian van off-time thì điện áp V1 bằng 0 nhưng dòng điện IL vẫn không giảm về 0.Đây được gọi là chế độ continuous mode.
+/ ở chế độ này điện áp ra phụ thuộc vào thời gian đóng và mở của van
Vout= *Vin
+/ dòng điện qua cuộn cảm có dạng xung tam giác giá trị trung bình của nó được xác định bởi tải. Độ dao động dòng điện IL = Imax-Imin ,phụ thuộc vào L, và nó có thể tính toán nhờ định luật Faraday.
V=L => ∆i= *V*∆t => ∆IL= (Vin-Vout)*t¬1= Vout(T-t1)
Với Vout= *Vin và chọn tần số f cho chế độ continuous mode ta có :
∆IL= (Vin-Vout)* (*)
*/ tính toán giá trị cho cuộn cảm L
- tính chọn cuộn cảm có một vấn đề xảy ra là nếu chọn ∆IL rất nhỏ thì cuộn cảm L phải có giá trị rất lớn để có độ đập mạch tốt. Và để tạo ra cuộn cảm có giá trị lớn thì sẽ nặng và đắt. Nếu chọn ∆IL nhỏ thì dòng điện điều khiển đóng mostfet sẽ rất lớn . Bởi vậy người ta thường lấy ∆IL=10%Iout.
L= ( Vin-Vout)*
Hình 2: đồ thị điện áp và dòng điện của mạch buck converter
+/ Để điều khiển sự đóng mở của van thì ta có nhiều cách tạo ra xung vuông điều khiển nhưng thông dụng nhất và ta sử dụng ở đây đó là giữ nguyên chu kì T và thay đổi thời gian mở xung t1.
+/ Nguyên tắc ổn dòng sử dụng buck converter là ta tạo ra thời gian đóng và mở van ( hay độ rộng xung điều khiển vào mostfet) sao cho khi dòng điện tăng cao vượt giá trị ngưỡng thì ta phải đóng van lại ngắt dòng điện qua van,khi đó thì cuộn cảm L sẽ phóng điện qua tải (Load)và Rs và điốt => dòng không tăng lên mà cũng không giảm về 0. Khi dòng giảm xuống giá trị Imin thì ta phải mở van cho dòng điện qua van vừa nạp phần xoay chiều lên cuộn cảm và tăng dòng điện không cho giảm quá giá trị ngưỡng. Để làm được điều này ta sử dụng IC UC3842.
2.Tìm hiểu về IC UC3842
- Họ UC 1842/3/4/5 cung cấp tối ưu nhất cho các thiết bị off-line và cố định tần số ở chế độ ổn định dòng điện ( current mode) của các bộ biến đổi DC to DC với số phần tử ở mạch ngoài là ít nhất. Mạch bên trong có phần khóa khi dưới điện áp, dòng khởi động nhỏ hơn 1mA, bộ so sánh sai lệch dòng điện.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Tags: tính toán mạch BUCK