Đồ án mạch nguồn flyback
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.54 MB, 51 trang )
Lời Mở Đầu
Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, các thiết bị điện
tử ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực Kinh tếXã hội, cũng như trong đời sống hằng ngày. Trong tất cả thiết bị điện tử
nói chung thì vấn đề nguồn luôn là vấn đề cần phải quan tâm và xem xét
cẩn thân, vì nó quyết định đến tính an toàn , ổn định và vận hành hiệu
quả của hệ thống. Hầu hiết các thiết bị đều sử dụng nguồn 1 chiều được
ổn áp cẩn thân. Khi tính tốn thiết kế nguồn ổn áp cho một mạch điện tử
thì ta có hai hướng thiết kế : một là thiết kế nguồn tuyến tính , hai là
thiết kế nguồn xung. thì với trình độ phát triển của kỹ thuật hiện đại thì
nguồn xung càng tỏ rõ được ưu thế vượt trội so với nguồn tuyến tính về
hiệu năng, cơng suất, tính nhỏ gọn,… . Có rất nhiều mơ hình nguồn
xung để cho ta lựa chọn : mơ hình nguồn xung kiểu Buck , mơ hình
nguồn xung kiểu Boost , hay mơ hình nguồn flyback,… Đề tài này em
chọn nguồn flyback để tìm hiểu, vì tính linh hoạt của nó, có thể tạo được
nhiều đầu ra theo ý muốn, có thể thiết kế đầu ra tăng áp hay giảm áp tùy
theo thiết kế mong muốn.
Em xin cảm ơn thầy giáo TS. Nguyễn Hồng Quang đã hướng dẫn
giúp em hoàn thành đồ án này, do kiến thức bản thân còn hạn chế, nên
có nhiều thiết xót, mong nhận được sự góp ý của thầy và các bạn.Em xin
chân thành cảm ơn.
MỤC LỤC
I.LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TỐN MẠCH
1.
Lý
thuyết
về
mạch
nguồn
Flyback……..
………………………………...........................
1.1.
Chế
Độ
Liên
Tụ
c…………………………………………………………………
…………………….
1.2.
Chế
Độ
Gián
Đoa
n…………………………………………………………………
…………………
2.
Thiết
kế
Mạch
Flyback……………………………………………………...
2.1.
Nhiệm
Vụ
Thiết
K
ế………………………………………………………………………
…………….
2.2.
Tính
Tốn
Phần
Mạch
Lự
c………………………………………………………………………
……
2.3.
Tính
Tốn
Phần
Mạch
Điều
Khiể
n…………………………………………………………………..
3.
Mơ
phỏng………………………………………………………………
…....
II.KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ PHÂN TÍCH LỠI
Mơ tả chi tiết các vấn đề gặp phải, cách giải quyết, có thể bao gồm mọi
hình
ảnh
để
minh
họa………………………………………………………………………
………………………………
III.KIẾN NGHỊ ĐỂ DỰ ÁN CÓ THỂ MỞ RỘNG
Đưa ra các ý kiến đóng góp cho dự án có thể được mở rộng trong tương
lai,
giúp
sinh
viên
có
thể
hoàn
này………………………………....................
IV. KẾT QUẢ.
thiện
hơn
thiết
kế
V. TÀI LIỆU THAM KHẢO.
I. LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TỐN MẠCH
1. Lý thuyết về mạch nguồn Flyback.
Mơ hình nguồn flyback thường dùng có dạng như hình dưới.
Hình 1: Mơ hình Flyback
Tuy nhiên khi phân tích ta giả sử biến áp là biến áp lý tưởng và
năng lượng từ trườngtrong nó được mơ tả bằng cuộn cảm Lm như hình
vẽ dưới :
Hình 2: Mơ hình biến áp xung
Nguyên lý hoạt động của mạch flyback được mô tả như hình dưới :
Như hình vẽ ta thấy nó gồm : 1 MOSFET cơng st hoạt động như
một khóa đóng cắt,1 điode công suất, môt tụ lọc ngõ ra C, một biến áp
xung, có nhiệm vụ cách ly đầu vào và đầu ra, và tích lũy năng lượng từ
trường. Mạch nguồn flyback thường dùng cho các bọ nguồn có cơng
suất từ 20W đến 200W. nó có hai chế độ hoạt động : CCM (dòng liên
tục) và DCM (dong gián đoạn). sau đâu ta sẽ phân tích qua từng chế độ
một.
Hình 3: Ngun lý hoạt động
1.1. Chế độ dịng điện liên tục (CCM).
a. xét trong khoảng thời gian 0
dịng điện và điện áp như trên Hình 4.
-điện áp hai đầu diode là :
cấp
; dòng qua diode và cuộn thứ
dòng điện sơ cấp :
- điện áp hai đầu cn cảm Lm là :
. từ đó ta xác định
được dịng chẩy qua cuộn cảm Lm và khóa MOSFET là :
(ở đây
là dòng chẩy qua cuộn cảm ở thời điểm
t=0 ).
Từ đó ta tính được dịng điện lớn nhất chẩy qua cuộn cảm và khóa
MOSFET là :
Và giá trị dòng điện đập mạch :
.
Hình 4:
Giả sử hiệu xuất là :
, từ đó ta có mỗi quan hệ giữa điện áp đầu
vào và điện áp đầu ra là :
-điện áp hai đầu diode là :
diode
điên áp cực đại trên
.
- dòng điện đỉnh chẩy qua MOSFET là :
dòng
điện
đỉnh
cực
đại
chẩy
qua
MOSFET
là
:
b. xét trong khoảng thời gian TD < t < T.
Trong khoảng thời gian này MOSFET khóa, diode dẫn (hình vẽ
3_b).
-khi đó điện áp hai đầu diode bằng 0, dịng chẩy qua chuyển mạch
MOSFET bằng 0;
-điện áp hai đầu cuộn cảm Lm là :
dòng chẩy qua cuộn cảm Lm là :
-ta có : dịng chẩy qua cuộn sơ cấp biến áp là :
=
dòng chẩy qua diode thứ cấp là :
Ta có :
điện áp cực đại đặt lên MOSFET :
.
-dòng điện đỉnh chẩy qua diode là :
dòng điện đỉnh cực đại chẩy qua diode là :
Cần chú ý rằng trong chế độ liên tục này, giữa điện áp vào và điện áp ra
có một mối quan hệ:
c. Biên giới giữa hai chế độ CCM và DCM.
Hình 5: Mơ tả mạch Flyback ở biên giới giữa chế độ
CCM và DCM
Hình vẽ trên mơ tả dạng sóng dòng điện ở biên giới giữa hai chế
độ CCM và DCM. Từ đó ta dễ dàng tính được dịng điện qua cn cảm
Lm:
với :
.
-từ dó ta có dịng 1 chiều chẩy qua cuộn cảm ở ranh giới giữa 2 chế độ
DCM và CCM là :
năng lượng tích trữ trong cuộn cảm ơ chế độ
này là :
cơng suất đầu ra :
- Mắt khác ta có :
.
1.2. Chế độ dòng gián đoạn.
a. Xét trong khoảng thời gian 0
Mosfet mở và điode khóa như trên hình 3_b, dạng song của dịng điện
và điện áp như trên hình 5.
Dòng điện chay qua diode là id=i2=0, -> dòng điện sơ cấp là:
điện áp 2 đầu cuộn cảm là
.
từ đó ta xác định được dịng điện chảy qua cuộn cảm và qua Mosfet là
dòng điện max chảy qua cuộn cảm và Mosfet là:
điện áp thứ cấp MBA là:
điện áp hai đầu Diode là:
Hình 5: dạng sóng dịng điện và điện áp mạch nguồn flyback
chế độ gián đoạn (DCM)
