Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯỜNG 5 : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH

CHƯỜNG 5 : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH

Tải bản đầy đủ - 0trang

I2 là dòng điện của cuộn thứ cấp máy biến áp

là hiệu suất máy biến áp

Chọn = 0,85 ta tính được dòng điện thứ cấp của máy biến áp

I2 =



= 2.6 ( A )



Áp dụng tỉ số máy biến áp

I1 =

Do máy biến áp điểm giữa nên điện áp sơ cấp được tính bằng U1 = 24( V )

I1=(220.1,6):24=23,8A



Cơng suất máy biến áp cần chọn:

P1 = U1 . I1 = 24 . 23.8= 571.2 (VA)

Vậy ta chọn máy biến áp có cơng suất P = 600VA với I = 25A



Page 20



5.1.2. Lựa chọn phần tử làm khóa chuyển mạch

Ta lựa chọn MOSFET vì có những ưu điểm sau:

+ Tốc độ chuyển mạch cao và tổn hao chuyển mạch thấp

+ Làm việc với điện áp cao

+ Mạch biến đổi sử dụng MOSFET điều khiển đơn giản

5.1.3 . Lựa chọn phần tử làm khóa chuyển mạch MOSFET

- Dòng làm việc qua van bằng dòng làm việc qua cuộn dây sơ cấp máy biến áp:

I = 25 A

( Ta chọn phương thức làm mát bằng cánh tản nhiệt )



Chọn MOSFET có dòng làm việc là:



I V  



I

I



 15 A

K 0, 6



Điện áp ngược đặt lên van: Ungmax = Kdc.12 = (1.6-2)*12 = 24 (V). Vậy chọn van có

điện áp làm việc > 24V là được.

Từ các điều kiện tính tốn trên ta đi chọn van: IRF3205 với các tham số như sau:



Page 21



Page 22



5.1.4 Tính chọn cầu chì

- là 2A. Để tránh hiện tượng làm việc quá tải hay ngắn mạch Mạch điện được

tính tốn với dòng làm việc tối đa bên mạch sơ cấp MBA gây sự cố phá hỏng thiết bị

ta nên chọn thiết bị bảo vệ là cầu chì cắt nhanh, với dòng điện làm việc được xác

định

ICC = K.I = 1,5* 2.67 = 4.005 (A)

Vậy chọn cầu chì có dòng điện làm việc 2.67A ; điện áp 250V loại cắt nhanh.

* Mạch bảo vệ quá áp sử dụng rơle và KĐTT 741 được thiết kế trên sơ đồ ngun

lý.

5.1.5 Tính tốn mạch lọc LC :

a. sơ đồ mạch lọc LC



b. Tính tốn số liệu LC

Page 23



-, Xác định tụ C2 :

Chọn  2  0, 7 , suy ra Q2   2 .P1  0, 7.600  420 VA , từ đây ta tính đc tụ C2 :

Z C2 



U ra2 2202

1

1



 115  C2 



 27, 7.10 6  F

Q2

420

1Z C2 314.115



-,Xác định mắt cộng hưởng nối tiếp L1C1 :

2

2

2

2

Ta có : 1 2 (q  1)   2  1  1.0, 7(3  1)  0, 7  1  1  0, 266 , chọn 1  0, 2



Suy ra công suất phản kháng Q1  1P1  0, 2.600  120VA .Dòng điện tải lấy theo tính ở

trên bằng 23,8A , từ đây tính được giá trị của nhóm cộng hưởng nối tiếp :

Z C1 



Q1 120

1

1



 5;  C1 



 6, 3.103 F

I1 23,8

1Z C1 314.5



 L1 



Z C1



1







5

 0, 016 H

314



Kết quả mô phỏng bộ lọc theo số liệu tính tốn vẫn với điện áp 1 nguồn 1 chiều cho

hình dạng điện áp ra tải và đặc tính biến tần như hình dưới



5.2 .Thiết kế mạch điều khiển

5.2.1 Nhiệm vụ và chức năng của mạch điều khiển



Page 24



*Nhiệm vụ

Như đã biết ở MOSFET là các van điều khiển hoàn tồn tức là điều khiển mở

bằng xung và khố bằng xung nên mạch điều khiển phải có các chức năng sau :

- Điều chỉnh được độ rộng xung trong nửa chu kì dương của điện áp đặt lên

colector và emitor của van.

- Tạo ra được xung âm có biên độ cần thiết để khố van trong nữa chu kì còn

lại .

-Xung điều khiển phải có đủ biên độ và năng lượng để mở và khoá van chắc

chắn .

-Tạo ra đươc tần số theo yêu cầu.

-Dễ dàng lắp ráp, thay thế khi cần thiết, vận hành tin cậy, ổn định.

-Cách ly với mạch động lực



*Yêu cầu chung về mạch điều khiển là :

Mạch điều khiển là khâu quan trọng trong hệ thống, nó là bộ phận quyết định

chủ yếu đến chất lượng và độ tin cậy của bộ biến đổi nên cần có những yêu cầu sau:

 Về độ lớn của dòng điện và điện áp điều khiển:

Các giá trị lớn nhất không vượt quá giá trị cho phép. Giá trị nhỏ nhất cũng phải

đảm bảo được rằng đủ cung cấp cho các van mở và khố an tồn. Tổn thất cơng suất

trung bình ở cực điều khiển nhỏ hơn giá trị cho phép.





Yêu cầu về tính chất của xung điều khiển :



Giữa các xung mở của các cặp van phải có thời gian chết, thời gian chết này phải

lớn hơn hoặc bằng thời gian khơi phục tính chất điều khiển của van .

 Yêu cầu về độ tin cậy của mạch điều khiển :

Page 25



* Yêu cầu về lắp ráp và vân hành:

Sử dụng dễ dàng, dễ thay thế , lắp ráp . . .

5.2.2 Thiết kế mạch điều khiển:

Để tạo ra khối phát xung ta sử dụng vi mạch SG3525 có các thơng số sau :



Sơ đồ chân của vi mạch như sau



Page 26



:



Cấu trúc của vi mạch như sau:



Page 27



Hoạt động của IC như sau:

Mạch ổn áp xung thường thấy hoạt động theo 2 nguyên tắc: một là

điều xung PWM với tần số cố định, hai là điều tần với xung vuông

(50% bật, 50% tắt). Xung này được đưa từ bộ phát xung vào chân

cổng (Gate) lái MOSFET cơng suất, điều dòng bật tắt qua cuộn cảm

tạo điện thế ra, và được lọc bằng tụ điện.

Với nguyên tắc PWM, khi thời bật tăng, năng lượng nạp/xả vào

cuộn cảm tăng làm tăng điện thế ra, và ngược lại khi thời bật giảm.

Page 28



Với nguyên tắc điều tần, tần số tăng, năng lượng nạp/xả hay năng

lượng truyền từ sơ sang thứ cũng tăng do tính chất lõi sắt cuộn

cảm hoặc biến thế, và ngược lại khi tần số giảm.

Hình trên là sơ đồ khối của SG3525. SG3525 hoạt động theo

nguyên tắc điều xung PWM. Chân 11 và 14 phát ra xung PWM, và

xung này lái MOSFET công suất và cuộn cảm hoặc biến thế. Có thể

dùng một chân 11 hoặc 14 cho mạch dùng một MOSFET và dùng

cả hai cho mạch 2 MOSFET kéo đẩy.

Hai đầu điện thế ngõ ra được hồi tiếp về chân 1 và 2. Khối Error

Amp dò mức điện thế ra, điện thế ra thay đổi tạo tín hiệu vào bộ

phát xung PWM thay đổi. Bộ pháp xung PWM kết hợp với khối dao

động Oscillator và Latch làm biến đổi độ bật tắc của xung PWM, và

xung PWM được đưa ra ngoài qua transistor ở tầng phát xung

Output state. Vậy ta thấy xung phát ra ở chân 11 và 14 có độ tắt

mở thay đổi tùy tính hiệu hồi tiếp ở chân 1 và 2. Và với các mạch

ổn áp, đó là hồi tiếp âm, tức xung phát ra ngược lại với tín hiệu hồi

tiếp. Khi tín hiệu hồi tiếp giảm thì thời bật tăng và ngược lại.

Ví dụ cụ thể hơn, khi dòng tải tăng làm cho điện thế ngõ ra giảm,

tín hiệu hồi tiếp giảm, mạch điều xung tăng thời bật (tăng duty

cycle), làm MOSFET công suất bật lâu hơn, làm tăng năng lượng

qua cuộn cảm hoặc biến thế, và đưa điện thế lên. Khi dòng tải

giảm, thì q trình ngược lại. Q trình đó hình thành một vòng kín

làm ổn định điện thế ra.



Page 29



Các chân còn như chân 6 (RT) và 5 (CT) là nối trở và tụ để định tần

số giao động, và tần số của xung PWM. Chân 3(Sync) dùng để kết

hợp với các bộ ổn áp xung khác để hoạt động đồng bộ. Nếu chỉ một

bộ biến thế xung trong hệ thống thì ta khơng cần dùng chân này.

Chân 8 (C soft-start) nối với một tụ để làm khởi động êm. Giá trị tụ

nối ở chân này định độ êm. Chân 10 (Shutdown) nối xuống Ground

sẽ tắt hoạt động của chíp. Chân 4 (OSC Output) khơng cần.

Dạng sóng đầu ra :



5.2.3 Mạch cách ly.

Có tác dụng cách ly mạch động lực và mạch điều khiển, tín hiệu điều khiển

vẫn được truyền nguyên vẹn từ mạch điều khiển tới mạch lực.



Hình 5.5. Phần tử cách ly quang



Page 30



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯỜNG 5 : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×