Đồ án: Thiết Kế Mạch Flyback

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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đồ án: Thiết Kế Mạch Flyback 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 tế-Xã 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 toán 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, công suất, tính nhỏ gọn,… . Có rất nhiều mô hình nguồn xung để cho ta lựa chọn : mô hình nguồn xung kiểu Buck , mô hình nguồn xung kiểu Boost , hay mô 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 TOÁN MẠCH Lý thuyết về mạch nguồn Flyback……..………………………………........................... 1.1. Chế Độ Liên Tục………………………………………………………………………… ……………. 1.2. Chế Độ Gián Đoan………………………………………………………………………… ………… Thiết kế Mạch Flyback……………………………………………………... 2.1. Nhiệm Vụ Thiết Kế……………………………………………………………………………… ……. 2.2. Tính Toán Phần Mạch Lực…………………………………………………………………………… 2.3. Tính Toán Phần Mạch Điều Khiển………………………………………………………………….. Mô phỏng………………………………………………………………….... II.KÊT QUẢ ĐAT ĐƯỢC VÀ PHÂN TICH LÔI ́ ̣ ́ ̃ Mô tả chi tiêt cac vân đề găp phai, cach giai quyêt, có thể bao gôm moi hinh anh để ́ ́ ́ ̣ ̉ ́ ̉ ́ ̀ ̣ ̀ ̉ minh ̣ hoa………………………………………………………………………………… …………………… III.KIÊN NGHỊ ĐỂ DỰ AN CÓ THỂ MỞ RÔNG ́ ́ ̣ Đưa ra cac ý kiên đong gop cho dự an có thể được mở rông trong tương lai, giup ́ ́ ́ ́ ́ ̣ ́ sinh viên có thể hoan thiên hơn thiêt kế ̀ ̣ ́ ̀ nay……………………………….................... IV. KẾT QUẢ. V. TÀI LIỆU THAM KHẢO. I. LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TOÁN MẠCH 1. Lý thuyết về mạch nguồn Flyback. Mô hình nguồn flyback thường dùng có dạng như hình dưới. Hình 1: Mô hình Flyback Tuy nhiên khi phân tích ta giả sử biến áp là biến áp lý tưởng và năng lượng từ trườngtrong nó được mô tả bằng cuộn cảm Lm như hình vẽ dưới : Hình 2: Mô 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 công suât 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 công 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: Nguyên lý hoạt động 1.1. Chế độ dòng điện liên tục (CCM). a. xét trong khoảng thời gian 0Hình 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 :  điên áp cực đại trên diode . - 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, dòng chẩy qua chuyển mạch MOSFET bằng 0; -điện áp hai đầu cuộn cảm Lm là :  dòng chẩy qua cuộn cảm Lm là : -ta có : dòng 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: Mô tả mạch Flyback ở biên giới giữa chế độ CCM và DCM Hình vẽ trên mô tả dạng sóng dòng điện ở biên giới giữa hai chế độ CCM và DCM. Từ đó ta dễ dàng tính được dòng điện qua cuôn cảm Lm: với :   . -từ dó ta có dòng 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 :  công suất đầu ra : - Mắt khác ta có :  . 1.2. Chế độ dòng gián đoạn. a. Xét trong khoảng thời gian 0Dòng 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 dòng 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 dòng điện và điện áp mạch nguồn flyback chế độ gián đoạn (DCM) b. Xét trong khoảng DT < t < (D+D1)T . Trong khoảng thời gian này Mosfet khóa còn Diode mở , khi đó dòng chảy chuyển mạch Mosfet bằng 0, và điện áp 2 đầu diode bằng 0. Khi đó điện áp 2 đầu cuộn cảm và cuộn sơ cấp MBA là: từ đó dòng chảy qua cuộn cảm là: dòng đỉnh cực đại chảy qua cuộn cảm là: dòng điện chảy qua cuộn sơ cấp MBA là: dòng điện chảy qua cuộn thứ cấp MBA là: dòng đỉnh cực đại chảy qua di ...