Đang tải... (xem toàn văn)
Đề tài trình bày về các nội dung: Cơ sở lý thuyết các linh kiện bán dẫn công suất, giới thiệu về Mosfet và cách thiết kế mạch nghịch lưu. Tài liệu tham khảo dành cho các bạn sinh viên ngành Điện - Điện tử. Mời các bạn cùng tham khảo.
PHỤ LỤC LỜI NĨI ĐẦU Trong thời đại ngày nay điện tử cơng suất đóng một vai trò hết sức quan trọng trong đời sống. Việc biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác nhờ các mạch cơng suất được ứng dụng rộng rãi. Đặc biệt nhờ có sự phát triển của van bán dẫn cơng suất mà lĩnh vực này ngày càng phát triển mạnh mẽ.Ta có thể phân loại thành số dạng biến đổi sau: AC→DC (Chỉnh lưu) ; DC→AC (Nghịch lưu) AC→AC (Điều chỉnh điện áp xoay chiều); DC→DC (Điều chỉnh điện áp một chiều). Mỗi nhóm trên đều có những ứng dụng riêng của nó trong từng lĩnh vực cụ thể Q trình thực hiện đồ án này dưới sự hướng dẫn của thầy Tạ Hùng Cường chúng em đi sâu tìm hiểu mảng biến đổi năng lượng một chiều ra năng lượng xoay chiều mà cụ thể là mạch kích điện áp 12V một chiều lên điện áp 220V xoay chiều cơng suất 300W. Mạch này được ứng dụng nhiều trong đời sống sinh hoạt. Mạch có nhiêm vụ cung cấp nguồn năng lượng cho tải khi xảy cố điện.Do thời gian thực hiện khơng nhiều nên nhiều hạn chế.Chúng em sẽ tiếp tục tìm hiểu và phát triển mở rộng hơn nữa các ứng dụng của mạch sau này Trong thời gian thực hiện đồ án vừa qua em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của thầy Tạ Hùng Cường. Thầy đã giúp chúng em có được thêm nhiều những kiến thức và kinh nghiệm q báu để phục vụ cho việc học tập cũng như cho cơng việc trong tương lai. Sau đây chúng em xin trình bày về những kiến thức chúng em đã tìm hiểu được trong thời gian vừa qua. Vì kiến thức còn hạn chế và thời gian tìm hiểu cũng chưa nhiều nên đồ án của em khơng thể tránh khỏi sai sót. Vậy em rất mong sự góp ý từ thầy để đồ án được hồn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1. Các linh kiện bán dẫn cơng suất 1.1.1. Mosfet ● Giới thiệu về Mosfet Hình 1.1: Transistor hiệu ứng trừơng Mosfet Mosfet, viết tắt của "MetalOxide Semiconductor FieldEffect Transistor" trong tiếng Anh, có nghĩa là "transistor hiệu ứng trường Oxit Kim loại Bán dẫn", là một thuật ngữ chỉ các transistor hiệu ứng trường được sử dụng rất phổ biến trong cácmạch số và các mạch tương tự Transistor MOSFET được xây dựng dựa trên lớp chuyển tiếp Oxit Kim loại và bán dẫn (ví dụ Oxit Bạc và bán dẫn Silic) [1] MOSFET có hai loại: + NMOSFET: chỉ hoạt động khi nguồn điện Gate là zero, các electron bên trong vẫn tiến hành hoạt động cho đến khi bị ảnh hưởng bởi nguồn điện Input + PMOSFET: các electron sẽ bị cutoff cho đến khi gia tăng nguồn điện thế vào ngỏ Gate ● Cấu tạo và kí hiệu Hình 1.2: Cấu tạo và kí hiệu G: Gate gọi là cực cổng S: Source gọi là cực nguồn D: Drain gọi là cực máng Trong đó : G là cực điều khiển được cách lý hồn tồn với cấu trúc bán dẫn còn lại bởi lớp điện mơi cực mỏng nhưng có độ cách điện cực lớn dioxit silic (Sio2). Hai cực còn lại là cực gốc (S) và cực máng (D). Cực máng là cực đón các hạt mang điện Mosfet có điện trở giữa cực G với cực S và giữa cực G với cực D là vơ cùng lớn, còn điện trở giữa cực D và cực S phụ thuộc vào điện áp chênh lệch giữa cực G và cực S ( UGS ) Khi điện áp UGS = 0 thì điện trở RDS rất lớn, khi điện áp UGS > 0 => do hiệu ứng từ trường làm cho điện trở RDS giảm, điện áp UGS càng lớn thì điện trở RDS càng nhỏ ● Ngun lý hoạt động Xét loại kênh dẫn n Để JFET làm việc ta phân cực cho nó bởi 2 nguồn điện áp: UDS > 0 và UGS đèn Q1 dẫn => bóng đèn D sáng. Khi cơng tắc K ngắt, Nguồn cấp vào hai cực GS = 0V nên. Q1 khóa ==>Bóng đèn tắt Từ thực nghiệm trên ta thấy rằng : điện áp đặt vào chân G khơng tạo ra dòng GS như trong Transistor thơng thường mà điện áp này chỉ tạo ra từ trường => làm cho điện trở RDS giảm xuống * Các thơng số thể hiện khả năng đóng cắt của Mosfet Thời gian trễ đóng/mở khóa phụ thuộc giá trị tụ kí sinh Cgs.Cgd,Cds. Tuy nhiên các thơng số này thường được cho dưới dạng trị số tụ Ciss, Crss,Coss. Nhưng dưới điều kiện nhất đinh như là điện áp Ugs và Uds. Ta có thể tính được giá trị các tụ đó ● Xác định chân, kiểm traMosfet Thơng thường thì chân của Mosfet có quy định chung khơng như Transitor. Chân của Mosfet được quy định: chân G ở bên trái, chân S ở bên phải còn chân D ở giữa * Kiểm tra Mosfet Mosfet có thể được kiểm tra bằng đồng hồ vạn năng . Do có cấu tạo hơi khác so với Transitor nên cách kiểm tra Mosfet cũng khơng giống với Transitor Mosfet còn tốt Là khi đo trở kháng giữa G với S và giữa G với D có điện trở bằng vơ cùng ( kim khơng lên cả hai chiều đo) và khi G đã được thốt điện thì trở kháng giữa D và S phải là vơ cùng Bước 1 : Chuẩn bị để thang x1KW Bước 2 : Nạp cho G một điện tích ( để que đen vào G que đỏ vào S hoặc D ) Bước 3 : Sau khi nạp cho G một điện tích ta đo giữa D và S ( que đen vào D que đỏ vào S ) => kim sẽ lên. Bước 4 : Chập G vào D hoặc G vào S để thốt điện chân G Bước 5 : Sau khi đã thốt điện chân G đo lại DS như bước 3 kim khơng lên. => Kết quả như vậy là Mosfet tốt Mosfet chết hay chập Bước 1 : Để đồng hồ thang x 1KW Đo giữa G và S hoặc giữa G và D nếu kim lên = 0 W là chập Đo giữa D và S mà cả hai chiều đo kim lên = 0 W là chập D S Đo kiểm tra Mosfet trong mạch Khi kiểm tra Mosfet trong mạch , ta chỉ cần để thang x1W và đo giữa D và S. Nếu 1 chiều kim lên đảo chiều đo kim khơng lên => là Mosfet bình thường, Nếu cả hai chiều kim lên = 0 W là Mosfet bị chập DS ● Ứng dung của Mosfet trong thực tế Mosfet trong nguồn xung của Monitor Hình 1.3: Mosfet trong nguồn xung Trong bộ nguồn xung của Monitor hoặc máy vi tính, người ta thường dùng cặp linh kiện là IC tạo dao động và đèn Mosfet, dao động tạo ra từ IC có dạng xung vng được đưa đến chân G của Mosfet, tại thời điểm xung có điện áp > 0V => đèn Mosfet dẫn, khi xung dao động = 0V Mosfet ngắt => như vậy dao động tạo ra sẽ điều khiển cho Mosfet liên tục đóng ngắt tạo thành dòng điện biến thiên liên tục chạy qua cuộn sơ cấp => sinh ra từ trường biến thiên cảm ứng lên các cuộn thứ cấp => cho ta điện áp ra 1.1.2. Triac TRIAC (viết tắt của TRIode for Alternating Current) phần tử bán dẫn gồm năm lớp bán dẫn, tạo nên cấu trúc pnpn như ởthyristor theo cả hai chiều giữa các cực T1 và T2, do đó có thể dẫn dòng theo cả hai chiều giữa T1 và T2 TRIAC có thể coi tương đương với hai thyristor đấu song song song ngược.để điều khiển Triac ta chỉ cần cấp xung cho chân G của Triac ● Cấu tạo Triac là một linh kiện bán dẫn có ba cực năm lớp, làm việc như 2 Thyristor mắc song song ngược chiều, có thể dẫn điện theo hai chiều Hình 1.4: Cấu tạo Triac Triac có bốn tổ hợp điện thế có thể mở cho dòng chảy qua: ● Đặc tuyến Đặc tuyến Volt – Ampe gồm hai phần đối xứng nhau qua gốc O, mỗi phần tương tự đặc tuyến thuận của Thyristor Đặc tính VoltAmpere của TRIAC bao gồm hai đoạn đặc tính ở góc phần tư thứ nhất và thứ ba (hệ trục Descartes), mỗi đoạn đều giống như đặc tính thuận của một thyristor TRIAC có thể điều khiển cho mở dẫn dòng bằng cả xung dương (dòng đi vào cực điều khiển) lẫn xung âm (dòng đi ra khỏi cực điều khiển).Tuy nhiên xung dòng điều khiển âm có độ nhạy kém hơn, nghĩa là để mở được TRIAC sẽ cần một dòng điều khiển âm lớn hơn so với dòng điều khiển dương.Vì vậy trong thực tế để đảm bảo tính đối xứng của dòng điện qua TRIAC thì sử dụng dòng điện dương là tốt hơn cả Hình 1.5: Đặc tuyến của TRIAC ● Ứng dụng Hình 1.6: Mạch điều khiển dòng điện qua tải dùng triac Triac kết hợp với quang trở Cds để tác động theo ánh sáng. Khi Cds được chiếu sáng sẽ có trị số điện trở nhỏ làm điện thế nạp được trên tụ C thấp và diac khơng dẫn điện, triac khơng được kích nên khơng có dòng qua tải. Khi Cds bị che tối sẽ có trị số điện trở lớn làm điện thế trên tụ C tăng đến mức đủ để triac dẫn điện và triac được kích dẫn điện cho dòng điện qua tải. Tải đây có thể là các loại đèn chiếu sáng lối đi hay chiếu sáng bảo vệ, khi trời tối thì đèn tự động sáng Chú ý khi sử dụng: Những dụng cụ điện tải thuần trở làm việc tốt với các giá trị trung bình nhờ tác dụng san làm đồng đều. Nhưng các dụng cụ điện tải điện kháng sẽ bị ảnh hưởng đáng kể, ví dụ động cơ sẽ bị phát nóng hơn mức bình thường, tiêu tốn năng lượng cao hơn Kết luận: Triac có ưu điểm trong mọi vấn đề như gọn nhẹ, rẻ tiền … Dùng Triac làm biến dạng sin là nhược điểm chính trong sử dụng 1.1.3. Thyristor ● Cấu tạo Thyristor gồm bốn lớp bán dẫn PN ghép xen kẽ và được nối ra ba chân: A : Anode : cực dương K : Cathode : cực âm G : Gate : cực khiển (cực cổng) Thyristor có thể xem như tương đương hai BJT gồm một BJT loại NPN và một BJT loại PNP ghép lại như hình vẽ sau: Hình 1.7: Cấu tạo Thyristor ● Ngun lý hoạt động * Mở thyristor Khi được phân cực thuận, Uak>0, thyristor có thể mở bằng hai cách. Thứ nhất, có thể tăng điện áp anodecathode cho đến khi đạt đến giá trị điện áp thuận lớn nhất,Uth,max.Điện trở tương đương trong mạch anodecathode sẽ giảm đột ngột và dòng qua thyristor sẽ hồn tồn do mạch ngồi xác định. Phương pháp này trong thực tế khơng được áp dụng do ngun nhân mở khơng mong muốn và khơng phải lúc nào cũng tăng được điện áp đến giá trị Uth,max. Hơn nữa như vậy xảy ra trường hợp thyristor tự mở ra dưới tác dụng của các xung điện áp tại một thời điểm ngẫu nhiên, khơng định trước Phương pháp thứ hai, được áp dụng trong thực tế, là đưa một xung dòng điện có giá trị nhất định vào các cực điều khiển và cathode. Xung dòng điện điều khiển sẽ chuyển trạng thái của thyristor từ trở kháng cao sang trở kháng thấp ở mức điện áp anodecathode nhỏ. Khi đó nếu dòng qua anodecathode lớn hơn một giá trị nhất định gọi là dòng duy trì (Idt) thyristor sẽ tiếp tục ở trong trạng thái mở dẫn dòng mà khơng cần đến sự tồn tại của xung dòng điều khiển, nghĩa là có thể điều khiển mở các thyristor bằng các xung dòng có độ rộng xung nhất định, do đó cơng suất của mạch điều khiển có thể là rất nhỏ, so với cơng suất của mạch lực mà thyristor là một phần tử đóng cắt, khống chế dòng điện * Trường hợp cực G để hở hay VG = OV Khi cực G và VG = OV có nghĩa là transistor T1 khơng có phân cực ở cực B nên T1ngưng dẫn. Khi T1 ngưng dẫn IB1 = 0, IC1 = 0 và T2 cũng ngưng dẫn. Như vậy trường hợp này Thyristor khơng dẫn điện được, dòng điện qua Thyristor là IA = 0 và VAK ≈ VCC Tuy nhiên, khi tăng điện áp nguồn VCC lên mức đủ lớn là điện áp VAK tăng theo đến điện thế ngập VBO (Beak over) thì điện áp VAK giảm xuống như diode và dòng điện IAtăng nhanh. Lúc này Thyristor chuyển sang trạng thái dẫn điện, dòng điện ứng với lúc điện áp VAK giảm nhanh gọi dòng điện trì IH (Holding). Sau đó đặc tính của Thyristor giống như một diode nắn điện Trường hợp đóng khóa K: VG = VDC – IGRG, lúc này Thyristor dễ chuyển sang trạng thai dẫn điện. Lúc này transistor T1 được phân cực ở cực B1 nên dòng điện IG chính là IB1 làm T1 dẫn điện, cho ra IC1 chính là dòng điện IB2 nên lúc đó I2 dẫn điện, cho ra dòng điện IC2 lại cung cấp ngược lại cho T1 và IC2 = IB1. Nhờ đó mà Thyristor sẽ tự duy trì trạng thái dẫn mà khơng cần có dòng IG liên tục IC1 = IB2 ; IC2 = IB1 Theo ngun lý này dòng điện qua hai transistor sẽ được khuếch đại lớn dần và hai transistor chạy ở trạng thái bão hòa. Khi đó điện áp VAK giảm rất nhỏ (≈ 0,7V) và dòng điện qua Thyristor là: Thực nghiệm cho thấy khi dòng điện cung cấp cho cực G càng lớn thì áp ngập càng nhỏ tức Thyristor càng dễ dẫn điện * Trường hợp phân cực ngược Thyristor Phân cực ngược Thyristor là nối A vào cực âm, K vào cực dương của nguồn VCC. Trường hợp này giống như diode bị phân cự ngược.Thyristor sẽ khơng dẫn điện mà chỉ có dòng rỉ rất nhỏ đi qua. Khi tăng điện áp ngược lên đủ 10 * Sơ đồ chân và ngun lý hoạt động của IC SG 3525 Hình 2.5: Sơ đồ chân SG3525 •8.0 V to 35 V Operation •5.1 V ±1.0% Trimmed Reference •100 Hz to 400 kHz Oscillator Range •Separate Oscillator Sync Pin •Adjustable Deadtime Control •Input Undervoltage Lockout •Latching PWM to Prevent Multiple Pulses •Pulse–by–Pulse Shutdown •Dual Source/Sink Outputs: ±400 mA Peak 27 Hình 2.6: Sơ đồ khối và chức năng Chức năng các chân : + Pin 1Inv.input : Đầu vào đảo + Pin 2Noninv.Input : Đầu vào khơng đảo + Pin 3Sync : Chân đồng bộ hóa,cho phép đồng bộ xung với các đơn vị khác hoặc với bộ dao động gắn ngồi + Pin 4OSC Output : Đầu ra xung của bộ tạo dao động gắn trong + Pin 5CT :Chân này gắn với một tụ điện quyết định tần số dao động của bộ dao động dẫn đến quyết định xung ra,CT =0.001uF0.2uF + Pin 6RT : Gắn với một điện trở để quyết định tần số của bộ tạo dao động quết định xung ra,RT=2.0 kΩ 150 kΩ + Pin 7 Discharge : Chân xả tụ ,chân này được nối với tụ và 1 điện trở gắn với CT sẽ quyết định thời gian cách giữa các xung + Pin 8SoftStart : Chân này nối với 1 tụ giúp khởi động êm hơn và chế độ softstart được kích hoạt khi so sánh với điện áp tham chiếu Vref + Pin 9Compensation : Chân bù này được hồi tiếp về chân đầu đảo góp phần điều chỉnh xung ra sẽ bù nếu có sai lệch về xung + Pin 10 Output A : Đầu ra A, xung vng đương + Pin 12 Grond : Nối đất 28 + Pin 13Vc :Điện áp collector trasistor mắc Dralington SG 3525.Điện áp cấp vào Pin này từ 4.5 đến 35v + Pin 14 Output B : Đầu ra B,xung vuông dương nhưng lệch so với xung ra ở chân A + Pin 15Vcc: Điện áp vào.Dải điện áp hoạt động từ 8V 35V + Pin 16Vref : Điện áp tham chiếu có giá trị thấp nhất là 5.0v cao nhất là 5.2v thơng thường 5.1 V dòng lớn vào pin 50mA tối ưu 20mA.Điện áp này sẽ dùng để so sánh với điện áp vào chân SoftStart để tham chiếu chế độ SorftStart và Sutdown * MOSFET IRF3205 là MOSFET loại N(MOSFET ngược) khi điện áp được đưa vào cực G đủ để mở MOSFET thì dòng từ D về S.IRF3205 được chế tạo có diode từ S về D để trả cơng suất phản kháng về nguồn * Các thơng số cơ bản quan trọng của MOSFET V : Điện áp đánh thủng tiếp giáp giữa cực máng D(Drain) và cực DSS nguồn S(Source) I : Dòng liên tục tối đa qua cực máng 110A ( ở điện áp 10V ) D I : Dòng xung tối đa qua cực máng 390A DM 29 * Hình vẽ minh hoạ: Hình 2.7 : Sơ đồ thay thế Hình 2.8: Bố trí chân Pin 1: Gate Pin 2: Drain Pin 3: Source Pin 4 : Drain 2.3.3. Ngun lý hoạt động tồn hệ thống: Tồn bộ hệ thống mạch sử dụng nguồn 12v từ ắc quy.Ắc quy trong mạch sử dụng với thơng số là điện áp đầu ra 12v Khi được cấp nguồn SG3525 sẽ hoat động tạo xung 50Hz và lệch pha nhau 180 độ, xung của SG3525 phụ thuộc vào điện trở và 1 tụ Trang: 30 Để có thể điều chỉnh được tần số phát ra ta mắc 1 biến trở 50k chân 6 để có thể dễ dàng giải tần số của nó Điều chỉnh điện áp đầu ra bằng biến trở từ chân 1 điều chỉnh độ rộng của xung cấp vào cực G của IRF góc điều khiển từ 0 ÷ π2 Tín hiệu xung ra ở 2 chân 11 và 14 ln lệch pha nhau 180 độ. Qua trở 100Ω tín hiệu xung lúc khoảng 5v cấp trực tiếp vào cực G IRF3205 khi IRF dẫn sẽ cấp điện áp 12v cho cuộn sơ cấp của biến áp. Do xung ở chân 11 và 14 lệch nhau 1800 nên biến áp điểm giữa tạo ra 2 điện áp ngược pha nhau trong 1chu kì. Từ thơng móc vòng và cho điện áp ra thứ cấp của biến áp 2.3.4. Mạch điều khiển và mạch lực ● Nhiệm vụ và chức năng của mạch điều khiển Nhiệm vụ Điều chỉnh được độ rộng xung trong nửa chu kì dương của điện áp đặt lên colector và emitor của van Khố van trong nữa chu kì còn lại Xung điều khiển phải có đủ biên độ và năng lượng để mở và khố van chắc chắn Tạo ra được tần số và điều chỉnh độ rộng xung Dễ dàng lắp ráp, thay thế khi cần thiết, vận hành tin cậy, ổn định . 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 u cầu sau : + Về độ lớn của dòng điện và điện áp điều khiển: Các giá trị lớn nhất khơng vượt q 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 + u 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 . + u cầu về độ tin cậy của mạch điều khiển : Phải làm việc tin cậy trong mọi mơi trường như trường hợp nhiệt độ thay đổi , có từ truờng + Yêu cầu về lắp ráp và vận hành: Sử dụng dễ dàng , dễ thay thế , lắp ráp . . ● Nhiệm vụ và chức năng của mạch lực Nhiệm vụ Cấp mass cho 2 đầu cuộn dây sơ cấp của máy biến áp điểm giữa Đóng cắt theo xung điều khiển vào cực G. Yêu cầu Trang: 31 Mạch lực chịu tần số đóng cắt lớn Mosfet xả hết điện khi ngưng dẫn ● Sơ đồ mạch lực Hình 2.9a. Sơ đồ mạch lực * Thuật tốn PWM,dựa trên sơ đồ m(t): Là sóng sin chuẩn Hình 2.9b. Sơ đồ theo van Trang: 32 VGE: Xung đóng mở theo van 2.3.5. Phương pháp điều chế PWM1 Phương pháp điều chế PWM1 cho phép tạo ra dạng dòng điện trên tải tùy ý, kể cả dạng hình sin. Ngun lý điều chế của sơ đồ (hình 2.10.a) để đơn giản hóa sẽ được thay bằng sơ đồ thay thế (hình 2.10.b) Hình 2.10. Nghịch lưu áp một pha (a) và sơ đồ thay thế (b) Khóa S giữ chức năng như hai tranzito T1 và T2. Khi S ở vị trí 1 tương ứng với T1 dẫn và T2 khóa Ngược lại khi S vị trí 2 tương ứng với T2 dẫn và T1 khóa. Khóa S sẽ được chuyển từ vị trí 1 sang 2 và ngược lại với tần số cao và được gọi là tần số chuyển mạch fs (hoặc tần số mang) như trên hình 6.6 Nếu coi Δt1 là thời gian khóa S ở vị trí 1 và Δt1 là thời gian khóa S ở vị trí 2 thì giá trị trung bình của điện áp trên tải (Z) là: (5.9) Nếu tần số chuyển mạch khơng đổi (fs = const) và thay đổi tỷ lệ giữa Δt1 và Δt1 theo quy luật hình sin: (5.10) Thì giá trị trung bình UTB trong một chu kỳ tần số chuyển mạch (TS) sẽ thay đổi theo quy luật hình sin là (hình 6.7.) Ω tần số góc của PWM (tần số ra của nghịch lưu) hệ số điều chế; = 1 thì Δt1 và Δt2 sẽ thay đổi giá trị từ 0 đến TS . Tuy nhiên do các khóa điện tử có qn tính nên P= S2/1,44 Vậy để cơng suất tầm 352W trở lên thì lõi sẽ là S=1,2x352=22,5 (cm2); Chiều dài , chiều rộng của lõi sẽ là 4.5 cm và 5 cm. Dòng cuộn sơ cấp I=P/US( U sơ cấp ). Dòng chạy qua cuộn sơ cấp là =29.3 (A). Thiết diện dây sơ cấp Asc( 2.5 là mật độ dòng điện ) Đường kính dây sơ cấp Asc=π. dsc . =>dsc =4. Asc. π Với cơng suất 352W Asc== 0.085; dsc= 0.27 cm ( ta chọn dây 2.5 mm, hay 2.5 li) Từ mối quan hệ đại lượng I,U và N ta có: Itc = =1.59 (A) Thiết diện dây thứ cấp Atc = Đường kính dây thức cấp : Atc = π.dtc => dtc =4 Atc.π =>dtc = 0.7 (mm) Số vòng cần quấn cho cuộn sơ cấp NSC= Số vòng bên thứ cấp NTC= = Với K ( lấy từ 38 đến 45 ở đây chọn 45) Số vòng ở cuộn sơ cấp là 22 vòng Số vòng ở cuộn thứ cấp là 440 vòng Để quấn máy biến áp cơng suất 352W ta chọn Chiều dài lõi 4,5cm rộng 5cm Sơ cấp quấn 2 cuộn mỗi cuộn 22 vòng dây đường kính 2.5cm Trang: 36 Thứ cấp quấn 440 vòng đường kính 0.7cm 2.4.2. Mạch lực ● Chọn van Với dòng làm việc của máy biến áp I=15A, P = 352W, ta chọn mosfet cơng suất IRF3205, Id=110A. Dòng làm việc của IRF cao vì đó là dòng làm việc của IRF trong điều kiện cực G được kích mở liên tục. Còn với dòng gián đoạn IRF chịu được lại rất thấp thấp (IAS = 62A) so với dòng liên tục. Trong IRF cũng có tụ ký sinh để xả điện nhưng trên thực tế khi làm việc với tần số đóng cắt cao phải mắc thêm mạch hỗ trợ van.Nên khi chọn IRF phải chú ý đặc điểm này. ● Hình dạng và kí hiệu ● Thơng số Trang: 37 ● Tính tốn mạch điều khiển Ta tính tốn để có được xung ra là 50Hz như sau: Rt và Rd tính bằng Ω ,CT tính bằng F,f tính bằng Hz với f = 50hz ta chọn: Ct = 0.1 uF Rd= 100Ω Rt = 284 ,428 kΩ Để điều chỉnh điện áp dung 1 biến trỏ 100kΩ măc vào chân 1. 2.5. Kết quả mơ phỏng ● Mơ phỏng mạch lực bằng phần mềm Matlab Hình 2.14. Sơ đồ mơ phỏng mạch lực Trang: 38 Hì nh 2.15: Sơ đồ khối PWM Hình 2.16. Kết quả mơ phỏng mạch lực bằng phần mềm matlab Trang: 39 Hình 2.18. Phổ sóng hài KẾT LUẬN Sau một khoảng thời gian thực hiện đồ án mơn học Điện Tử Cơng Suất với đề tài“ Nghiên cứu và mơ phỏng bộ nghịch lưu điện áp 1 pha 12V DC 220V AC” em đã đạt được một số kết quả sau Hiểu được ngun lý hoạt động của mạch nghịch lưu điện áp và hiểu được tầm quan trọng của nó trong thực tế sản xuất cơng nghiệp. Biết cánh thiết kế và tính tốn mạch lực. Biết cách thiết kế và tính tốn mạch điều khiển. Biết cách mơ phỏng và kiểm tra hoạt động của mạch bằng phần mềm matlab Trang: 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Võ Minh Chính, Trần Trọng Minh , Phạm Quốc Hải , Giáo trình điện tử cơng suất, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2004 . [2]. Trần Trọng Minh , Giáo trình điện tử cơng suất, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam [3] Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi, Phân tích và giải mạch điện tử công suất, NXB khoa học kỹ thuật, 1997 [4]. Phạm Quốc Hải, Hướng dẫn thiết kế mạch điện tử công suất, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2009 Trang: 41 ... của các thiết bị điện khi xảy ra sự cố, đảm bảo an tồn dữ liệu và an tồn hệ thống 19 CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ MẠCH NGHỊCH LƯU 2.1. Phân tích u cầu thiết kế mạch nghịch lưu Ta đưa ra thơng số và u cầu bộ nghịch lưu cần thiết kế như sau Nguồn cấp là Acquy 12VDC... Cơng suất tối đa của mạch sẽ là:P=12.40=480 w chạy được một ti vi,2 quạt và 3 bóng típ 40w * Phân loại: Nghịch lưu chia làm 2 loại chính: Nghịch lưu phụ thuộc và nghịch lưu độc lập Trong đó nghịch lưu phụ thuộc là nghịch lưu có điện áp, tần số, góc pha và thứ tự pha phụ thuộc vào lưới điện mà đầu ra của nó mắc song song vào. ... Với nguồn cấp là Acquy nên ta sử dụng mạch nghịch lưu độc lập.Như vậy ta có ba sự chọn lựa : Nghịch lưu độc lập nguồn áp, nguồn dòng và cộng hưởng Mạch nghịch lưu độc lập dòng điện được cấp từ nguồn dòng, ở đây ta sử