Tính toán và thiết kế bộ nguồn ổn áp xung nguồn, chương 9

Nhiệt độ của biến áp tăng cao hơn nhiệt độ của môi trường là do phụ thuộc vào tổn hao lõi, tổn hao dòng và bề mặt tản nhiệt của biến áp. Không khí thổi qua biến áp có thể làm giảm sự gia tăng nhiệt độ đáng kể. -Để tính toán sự gia tăng nhiệt độ người ta dựa vào một số đường đặt tính kinh nghiệm của điện trở nhiệt trên tiết diện bề mặt tản nhiệt. -Điện trở nhiệt Rt -Sự gia tăng nhiệt độ: dT -Tổn hao công suất: P dT = PRt. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tính toán và thiết kế bộ nguồn ổn áp xung nguồn, chương 9 Chương IX: SÖÏ GIA TAÊNG NHIEÄT ÑOÄ CUÛA BIEÁN AÙP -Nhieät ñoä cuûa bieán aùp taêng cao hôn nhieät ñoä cuûa moâi tröôøng laø do phuï thuoäc vaøo toån hao loõi, toån hao doøng vaø beà maët taûn nhieät cuûa bieán aùp. Khoâng khí thoåi qua bieán aùp coù theå laøm giaûm söï gia taêng nhieät ñoä ñaùng keå. -Ñeå tính toaùn söï gia taêng nhieät ñoä ngöôøi ta döïa vaøo moät soá ñöôøng ñaët tính kinh nghieäm cuûa ñieän trôû nhieät treân tieát dieän beà maët taûn nhieät. -Ñieän trôû nhieät Rt -Söï gia taêng nhieät ñoä: dT -Toån hao coâng suaát: P dT = P.Rt - Ñöôøng ñaëc tính ñieän trôû nhieät cuûa boä taûn nhieät ñoái vôùi toång dieän tích beà maët ñöôïc minh hoaï ôû hình sau : I.SÔ ÑOÀ KHOÁI CUÛA BOÄ NGUOÀN: 110-220VAC CHÆNH LÖU CAÀU VAØ LOÏC BAÛO VEÄ DAÏO ÑOÄNG BAÛO VEÄ QUAÙ AÙP SOÙNG VUOÂNG QUAÙ DOØNG -KHOÁI CHÆNH LÖU CAÀU VAØ LOÏC: Duøng ñeå bieán ñoåi ñieän xoay chieàu thaønh ñieän naêng moät chieàu vaø laøm phaúng ñieän aùp hay doøng ñieän moät chieàu ôû ngoû ra chænh löu. -DAO ÑOÄNG SOÙNG VUOÂNG : Duøng ñeå bieán ñoåi ñieän aùp DC thaønh ñieän aùp AC taàn soá cao. -BIEÁN AÙP XUNG: Duøng ñeå caûm öùng ñieän aùp AC sô caáp sang thöù caáp theo tæ soá doøng daây giöõa cuoän sô caáp vaø caùc cuoän daây thöù caáp. -CHÆNH LÖU VAØ LOÏC: Chænh löu ñieän aùp xoay chieàu taàn soá cao ra ñieän aùp moät chieàu vaø ñöôïc loïc phaúng ñeå taïo ra caùc möùc ñieän aùp ngoõ ra. -KHOÁI BAÛO VEÄ QUAÙ DOØNG: Duøng ñeå taét boä dao ñoäng khi coù hieän töôïng quaù doøng. -KHOÁI BAÛO VEÄ QUAÙ AÙP : Duøng ñeå taét dao ñoäng khi coù hieän töôïng quaù aùp II.TÍNH TOAÙN , THIEÁT KEÁ BIEÁN AÙP XUNG : -Yeâu caàu thieát keá : -Coâng suaát ra : P out = 5.10 + ( 15.3 )2=140W -Nhö vaäy coâng suaát ra cuûa boä nguoàn laø 140W .Tra baûng ta choïn taàn soá dao ñoäng f=62KHz -Töø nhöõng phaân tích ôû chöông II , ta ñaõ choïn Half-Bridge converter ñeå thieát keá nguoàn oån aùp xung. 1.Coâng suaát vaøo: Pin =Pout / eff vôùi eff laø hieäu suaát -Giaû söû hieäu suaát cuûa boä nguoàn laø 80%. Pin=140 / 0,8= 175 W 2.Ñieän theá naén ngoõ vaøo : Khi nguoàn xoay chieàu ngoõ vaøo laø :  110V:Thì maïch hoaït ñoäng nhö maïch nhaân ñoâi ñieän aùp -Nöûa chu kyø ñaàu :Ñieän aùp ñænh do tuï C1 naïp VP =1,41 .110 -1=154V ( 94/1 ) -Nöûa chu kyø sau :Tuï C2 cuõng naïp vôùi möùc VP -Vaäy ôû caû moät chu kyø: Vdc=Vc1+Vc2=154+154=308V ( 94/1 )  220V:Ñieän aùp DC chænh löu ñænh :Vdc=(1,41. 220)- 2=308V 3.Tính toaùn soá doøng daây sô caáp : Ta coù (Vdc / 2 - 1)(0.8T/2) . 108 Np = (2.7/1) Ae.dB Vôùi T=1/f. vôùi f=62 KHz Ae=1,11 cm2 :tieát dieän loõi -Choïn dB=1600 Gausse (308 / 2 - 1)(0.8T/2) . 108 Np = = 55,57 voøng 1,11.1600.62.10 3 -Choïn NP= 56 voøng 4.Giaù trò doøng ñieän: -Doøng san baèng ñænh: Ipft(half-bridge) = 3,13Po (3.1/1) Vdc Ipft(half-bridge) = 3,13.140 = 1.43 308 -Doøng ñieän gôïn soùng sô caáp: 2,79.140 Irms(p) = = 308 Irms(p) = 1.27A 5.Tieát dieän daây sô caáp: Ta coù : 1395.Po Atcm= (3.3/1) Vdc Vôùi Atcm laø tieát dieän daây (circular mils) (1 in2 =  /4.10-6 circular mils) 1395.140 Atcm = = 634 (circular mils) 308 Ati = Atcm ( /4) 10-6 (258/1) A tcm .N p Abi = - 6 (7.15/1) 0,255.10 Vôùi Ati : tieát dieän daây (in2) Abi : tieát dieän khung (in2) Vaäy: 634.56 Abi = = 0,14 ( in2) 0,255.10 6 0,2.A bi A ti = (7.14/1) Np At = Ati . 6,45 .16 ( cm2 ) ( 1 inch = 2,54 cm ) At = 0,0033 cm2 = 0,33 mm2 Maø At =  d2/4 Vaäy ñöôøng kính daây sô caáp d = 0,65 mm 6.Soá doøng daây thöù caáp: Vdc N 2.Ton V(5) = [ ( - 1) 5S - 1] (2.2/1) 2 Np T vôùi N5S: soá doøng daây thöù caáp (5v) Ton = 0,8T / 2 V(5) = (( 308 - 1) N 5S – 1) . 0,8 = 2,7 voøng 2 56 Choïn N5S = 3 voøng N 5S V(15) = (( Vdc – 1) – 1) . 2Ton / T 2 Np Vôùi N15S : soá voøng daây thöù caáp ( 15v ) N15S = 7,3 voøng Choïn N15S = 8 voøng Ta coù doøng ñieän gôïn soùng thöù caáp : Is(rms) = 0,632 . Idc Idc : doøng moät chieàu ngoõ ra +5V/10A Is(rms) = 0,632 . 10 = 6,32 A 7.Tieát dieän daây thöù caáp: Tieát dieän daây thöù caáp : Ascm =316.I+ 5V/10A : vôùi Ascm (circular mils) Ascm = 316 . 10 = 3160 Tieát dieän daây tính baèng in2 Asi = 3160 .  /4 . 10-6 = 0,00248 in2 Tieát d ...