điện tử ứng dụng

38
Bài 3.5: Cho chuỗi xung kích S1 on/off hình 3.18 như hình BT3.5. Vẽ dạng sóng điện áp tại các điểm: trên S1, trên cathode D3, trên cuộn thứ cấp ghép ra tải(anode D1). Khi Q1 dẫn, Q2 tắt, dòng điện được truyền qua T1 và D1 dẫn,nạp cho L1 và tải, lúc này D2 tắt . Khi Q2 dẫn, Q1 tắt, dòng điện truyền qua T1, D2 nạp cho L1 và tải, D1 tắt . Trong khoảng thời gian Q1 tắt Q2 chưa dẫn ,L1 xả dòng ra tải và D2, ngược lại Q2 tắt Q1 chưa dẫn, L1 xả dòng ra tải và D1. Trong khoảng thời gian giữa Q1 vừa off và Q2 chuẩn bị on thì không có khóa nào dẫn nên 1 điện áp lớn xuất hiện giữa cực C và E của 2 BJT đe dọa đánh thủng 2 BJT này. Khi trong thời gian khóa này dẫn thì sẽ xuất hiện 1 điện áp bằng 2

description

điện tử ứng dụng

Transcript of điện tử ứng dụng

Bi 3.5: Cho chui xung kch S1 on/off hnh 3.18 nh hnh BT3.5. V dng sng in p ti cc im: trn S1, trn cathode D3, trn cun th cp ghp ra ti(anode D1).

Khi Q1 dn, Q2 tt, dng in c truyn qua T1 v D1 dn,np cho L1 v ti, lc ny D2 tt . Khi Q2 dn, Q1 tt, dng in truyn qua T1, D2 np cho L1 v ti, D1 tt . Trong khong thi gian Q1 tt Q2 cha dn ,L1 x dng ra ti v D2, ngc li Q2 tt Q1 cha dn, L1 x dng ra ti v D1.Trong khong thi gian gia Q1 va off v Q2 chun b on th khng c kha no dn nn 1 in p ln xut hin gia cc C v E ca 2 BJT e da nh thng 2 BJT ny. Khi trong thi gian kha ny dn th s xut hin 1 in p bng 2 ln in p vo trn cc CE ca kha kia cng c th l 1 nguyn nhn gy nn nh thng BJT.C th:R1, C2, D3 lm mch kp p trn BJT Q2 trong thi gian off . Nu khng c mch kp ny, in p trn Q2 trong thi gian off rt cao c th nh thng Q2.R2, C3, D4 lm mch kp p trn BJT Q1 trong thi gian off . Nu khng c mch kp ny, in p trn Q1 trong thi gian off rt cao c th nh thng Q1.

Bi 3.7: Gii thch ti sao ngun n p xung fly back thung phi s dng bin p xung c khe h t,trong khi dng forward li khng cn khe h t.Cho bit chc nang ca khe h t.Ngun n p xung fly back thng phi s dng bin p xung c khe h t, trong khi dng forward li khng cn khe h t:Do nhc im ln nht ca mch flyback l phn ln nng lng tch tr trong bin p di dng dng DC trong cun dy( s cp lun c dng mt chiu). Do cn phi s dng li kch thc ln hoc li phi c khe h t trnh bo ha t, dn n gim cng sut my bin p.i vi mch forward c 2 dng loi c bn v loi y ko. Dng DC qua s cp lun bng khng do loi tr c nng lng tch tr trong bin p.Vy chc chnh ca khe h t l chng bo ha t. Khe h t lm gin on ng sc ghp qua mch t dn ti t tr tng lm gim cng t trng. V vy khi c dng t bin cng cha bo ha t.Bi 3.9: Thit k cun dy cho ngun buck Vin= 12+ 20%, Vout= 5V, Iout= 2ATa chn fo= 50kHz ta c

Ta tnh T hnh 3.26 1mJ dn n tm c li kch thc 23x13 v AL= 200

Aw cho cun dy c 2 ngn l 0.138 cm2 ng vi li 23x13 theo bng 3.5 v hnh 3.28

Tm T= 47.82T bng 3.6 ta chn dy #16

Bng 3.6 cng cho dy #16 c in tr 4.020/1000feet. Chiu di trung bnh 1 vng vi li 23x13 l 0.145 feet theo bng 3.5

R=NIwrw= 6,6.0,145.4,020.10-3= 0,0038 Vi dng nh Ipk= 10,643A, cng sut mt mt trung bnh

Cng sut ra Pout= Vout.Iout= 10(W)=> cng sut mt mt chim 1,45% so vi cng sut raBi 3.10: Thit k bin p xung ngun flyback c p AC in t 90 260Vac, Vout = 5V, Iout = 2A.Bi lmTa chnh lu gi tr in p AC in dng cu diode c ng ra l DC

Gi s chn diode 1N5817 c Vf = 0,5v. Nh vy cn cng sut ng ra bin p l (5+0,5)*2= 11WVi f0 = 50kHz v Vin(min) = 126 VDCL= = Vi Vin(max) = 366 VDCIpk = = 1,016 ALI2 = 3,6.10-3.1,0162 = 3,721 mJ

T hnh => li c kch thc 30x19 mm v AL 520

Ta chn AL chun = 500N = 3,16 = 7,2 Do t l s/th nn s vng th cp l 20,9 Tnh ton cho phn th cp vi N = 7,2Aw cho cun dy c 2 ngn l 0,254 cm2 ng vi li 30x19 theo bng tra T N/AW = 7,2/0,254 = 28

Tra bng: chn dy #14, dy #14 c s vng/cm2 = 34,1

Dy #14 c in tr 2,524/1000feet. Chiu di trung bnh 1 vng vi li 30x19 l 0,204 feet R= NIwrw= 7,2.0,204.0,002524 = 0,0037Vi dng nh Ipk = 1,016A, cng sut mt mt trung bnh(xR)/3 = (1,0162.0,002524)/3 = 0,87 mW #7,9% cng sut ra. Tnh ton cho phn s cp vi N1= 20,9Aw cho cun dy c 2 ngn l 0,254 cm2 ng vi li 30x19 theo bng tra T N/AW = 20,9/0,254 = 82

Tra bng: chn dy #19, dy #19 c s vng/cm2 = 98,4

Dy #19 c in tr 8,046/1000feet. Chiu di trung bnh 1 vng vi li 30x19 l 0,204 feet R= NIwrw= 7,2.0,204.0,008046 = 0,012Vi dng nh Ipk = 1,016/2,9= 0,35A, cng sut mt mt trung bnh(xR)/3 = (0,352.0,008046)/3 = 0,33 mW.3.17: Gii thch hot ng mch khi ng mm cho IC TL494.Thit k mch khi ng mm cho IC TL494, thi gian khi ng mm khong 3s.Bi lma)Hot ng mch khi ng mm cho IC TL494:

in p chn 4 iu khin rng xung ng ra

Mch khi ng mm

Hnh 3.17aMch khi ng mm bt u cho php rng xung u ra tng chm bng cch p dng mt dng sng dc m kim sot u vo thi gian cht(pin 4). Ban u, t Cs s kim sot u vo thi gian cht do p trn t khng t bin tc thi nn p ban u ti chn 4 bng Vref v hiu ha cc kt qu u ra(100 % thi gian cht). Sau t in c np thng qua Rs , rng xung u ra t t tng cho n khi vng iu khin c lnh.Thi gian khi ng mm thng l trong khong t 25 n 100 chu k xung.b)Thit k mch khi ng mm cho IC TL494, thi gian khi ng mm khong 3s.Khi kt thc thi gian khi ng mm, p ti chn 4 c gi tr khong 0.5V(bng 1/10 gi tr Vref).Ta c:

3.18: a) Tm tn s dao dng mch IC TL494 hnh 3.53. b) Mch hnh 3.53 c khi dng mm khng,nu c thi gian khi dng mm khong bao lu?a) Tm tn s dao ng ca mch TL494 hnh 3.53b) Mch hnh 3.53 c khi ng mm khng, nu c th thi gian khi ng l bao lu?

a/ Mch c dng push-pull, tn s hot ng f= b/ Mch c soft-start v c t C3 ni gia cn VREF v chn DT. T lm cho chn DT gim t t in p t mc 5V, lm cho xung PWM ng ra tng dn dn.Thi gian soft-start l thi gian t C3 np ln mc 4.9V.Thi gian soft-start:

Bi 3.20: Tnh li ILmax trong hnh 3.53

Ta thy ng ra l 0.2A, ILmax=0.256A, kt qu ph hp.Bi 3.21:Gii thch hot dng mch cp ngun IC TL494 hnh 3.49,khi ngun cp >40V.

Khi ngun cp Vin > 40V > VZ =39V, th diode zener dn thun, khi BJT c VB = Vin VZ > 1V nn BJT dn, khi in p VCC = VZ + VBE 40V (coi nh VBE 1V), khi VCC 40V tha mn lm ngun cp cho TL494 Tuy nhin xy ra trng hp khi Vin tng n mt gi tr no s lm BJT bo ha khi VCC coi nh ni tt t, mch coi nh ct khi ngun, y l chc nng BJT nh mt kha ngt an ton khi in p tng cao.

Bi 3.22 V s ngun buck s dng IC UC3844

Thit k mch ngun buck Vin = 15V, Vout = 5V.

Chn tn s =100kHz , chn t =1nF suy ra =10K. tn hao trn cun dy khong 20% nn Pout=6W

in p hi tip nga vo o 2.5v nn chn R1, R2 lm cu phn p vi R1=10k, R2=8K2 cng 1 bin tr 5k thun tin trong qu trnh tinh chnh nhm t p ng ra 5v.Ipk=2Iout=2A

Chn Iout=1A nn ng ra i t xung 1N5819, mosfet chn IRF540 tn nhit khng kh v thi gian cht cao.Khi ng mm: chn t 100pF v tr 150k

Bi 3.23: V s ngun boost s dng IC UC3844.S ngun c bn dng Boost:

Tnh ton thng cho mch:1. B dao ng.Tn s dao ng c chn qua cc gi tr nh thi R6 v C3

V d: chn thi gian cht output l 60% Da vo hnh b ta chn C3 = 10uF v f =90kHz Da vo hnh a ta chn R6 = 2k.2. B khuch i sai lch

Trong :VT =& RT =V1 = 2.5in tr hi tip ti thiu cho b khuch i sai lch gii hn bi dng cp ng ra yu cu t mc ghim bng 1V ca b so snh.R9 =3. B so snh nhy dng v cht PWM Dng nh cun dy trong iu kin hot ng bnh thng c kim sot bi in p chn 1. Ipk = V ngng b so snh nhy dng c ngim bn trong l 1V,cho nn dng nh ti a l: Ipk(max) = Thng s mch boost Khi S ng ta c:cun dy np nng lngIpk(max) = (trong Ton =D*T,D l phn trm thi gian cht output, T l chu k) Khi S m ta c: cun dy x nng lngIL Dng IL gim t Ipk(max) ,ta c IL= Ipk(max)

Cho Vin =15V,D = 60%,f =90kHz,RL=10K,L=5mH Vout = 37.5 V V1 = 2.5 Ipk(max)= 0.02 A R4 = 50

3.25/ V s ngun buck nng dng s dng IC TL494.

Dead time = 0s

Trong mch cn c D2 v BT2 xn trn trong qu trnh SW off, in p trn SW vt tng cao nhng khng lm h SW. Tnh ton bin p trong mch:

Ta tnh T hnh 3.26 1mJ dn n tm c li kch thc 26x15 v AL= 250

Tnh ton cun th cp S vng cun th cp

Aw cho cun dy c 2 ngn l 0.202 cm2 ng vi li 26x15 theo bng 3.5 v hnh 3.28

Li c T= 24,73T bng 3.6 ta chn dy #13

Bng 3.6 cho dy #13 c in tr 2,001/1000feet. Chiu di trung bnh 1 vng vi li 26x15 l 0.173 feet theo bng 3.5

R=N2Iwrw= 4,995.0,173.2,001.10-3= 0,0017 Vi dng nh Ipk= 5A, cng sut mt mt trung bnh

Cng sut ra Pout= Vout.Iout= 7,5(W)=> cng sut mt mt chim 0,189% so vi cng sut raBi 3.26: V s ngun flyback s dng IC TL494

Bi lm

Ngun xung kiu : Flybacky l kiu ngun xung truyn cng sut dn tip thng qua bin p. Cho in p u ra ln hn hay nh hn in p u vo. T mt u vo c th cho nhiu in p u raS nguyn l nh sau :

Mch c cu to bi 1 van ng ct v 1 bin p xung. Bin p dng truyn cng sut t u vo cho u ra. in p u ra ph thuc vo bm xung PWM v t s truyn ca liNh chng ta bit ch c dng in bin thin mi to c ra t thng v to c ra sc in ng cm ng trn cc cun dy trn bin p. Do y l in p mt chiu nn dng in khng bin thin theo thi gian do ta phi dng van ng ct lin tc to ra c t thng bin thin.Khi "Switch on " c ng th dng in trong cun dy s cp tng dn ln. Cc tnh ca cun dy s cp c chiu nh hnh v v khi bn cun dy th cp sinh ra mt in p c cc tnh dng nh hnh v. in p s cp ph thuc bi t s gia cun dy s cp v th cp. Lc ny do diode chn nn ti c cung cp bi t CKhi "Switch Off" c m ra. Cun dy s cp mt in t ngt lc bn th cp o chiu in p qua Diode cung cp cho ti v ng thi np in cho tTrong cc m hnh ca ngun xung th ngun Flybach c s dng nhiu nht bi tnh linh hot ca n, cho php thit k c nhiu ngun u ra vi 1 ngun u vo duy nht k c o chiu cc tnh. Cc b bin i kiu Flyback c s dng rng ri trong cc h thng s dng ngun pin hoc acqui, c mt ngun in p vo duy nht cung cp cho h thng cn nhiu cp in p(+5V,+12V,-12V) vi hiu sut chuyn i cao.c im quan trng ca b bin i Flyback l pha(cc tnh) ca bin p xung c biu din bi cc du chm trn cc cun s cp v th cp (trn hnh v)Cng thc tnh ton cho ngun dng FlybackVout=Vin x (n2/n1) x (Ton x f) x (1/(1-(Ton x f)))

vi :n2 = cun dy th cp ca bin pn1 = Cun dy s cp bin pTon = thi gian m ca Q1 trong 1 chu kf l tn s bm xung (T=1/f = (Ton + Toff))Ngun xung kiu Flyback hot ng 2 ch : Ch lin tc (dng qua th cp lun > 0) v ch gin on (dng qua thc cp lun bng 0)

Tnh chn thng s cho mch iu khin:

Tn s dao ng ( Pin 5 & Pin6)Chn dao ng ni bng cch ni RT v CT xung massFosc 1,1/( RT CT)Da vo th chn Fosc suy ra RT v CT

iu khin thi gian cht quyt nh rng xung cc i c khi ng mm (Pin 4)Dng mch vi phn khi ng

t a=//).C B khuchi sai lch iu chnh rng xung (Pin 1, 2,3)

B khuch i sai lch l phng tin cc b khuh i sai lch iu chnh rng xung ng ra t gi tr cc i xung 0, tng ng tm in p ng vo cch chung t 0,3V( Vcc-2V). Dng cm in p v dng in ng ra. Cch hi tip ng ra v khuch i sai lch ( Pin 8, 9, 10, 11) y ta thit k s dng dng n tng bng cch ni PIN 13 xung mass.

rng xung PWM bin thin trn l thuyt t 0-96% Ngun cp cho TL494 ( Pin 12 & Pin 7)

Mch gii hn ngun cp cho TL494 Vcc< 40V Mch bo v qu dng ( Pin15 & Pin 16)

Mch ng dng: Vin 220v AC, Vo= 5VDC, I0 = 10A Mch ngun

Phi m bo ngun cp cho IC TL494 Vcc t 7V-40V. Ta c th gn thm linh kin bo v p cp ngun cho TL494 cu phn p R3, R4 l ng vo cho b khuch i sai lch ng (-) l 2.5V. Cu phn p R8, R9 dng iu chnh rng xung PWM. Tr R7 hn dng vo OPAMP khi mch xy ra qu dng Mch bo v qu dng ( Pin15 & Pin 16)Ta c: IL max = 1,5A. Ngun c kh nng chu dng 10ADng bo v Isc = Io + = 10 + 1,5 = 10,75A

R1, R2 khong 1V gii hn dng vo ca OPAMP. Khi xy ra qu dng Pin 15 =1v R13 = = 0,1 iu khin thi gian cht quyt nh rng xung cc i c khi ng mm (Pin 4)

T C2 cho php ng ra l 5V vi 100% thi gian cht. thng thng ta chn gi tr in p ti chn 4 lc khi ng l 1/9 gi tr max= 0,56v Chn cu phn p R6, RT t l l 1:10t= = = 50us C2 = = = 2,5uF Mch n dng v lc nhiu ng ra

Chn t ng ra Ni tr ca t :

in dung phi ln duy tr in p ng ra: Kha cng sut dng BJT ghp lin tng

I0max ca IL494 khong 250mA nn ta cn phi ghp thng qua BJT khuch i dng ng ra. Ta chn ghp darlington BJT NTE153 v NTE331 li ng ra bi dng 144mA t IC TL494. R11, R12 hn dng cho BJT khi trng thi OFF hFE(Q1) ti Ic = 3A l 15 hFE(Q2) ti Ic = 10A l 5 iB 144mAChn R10 bi

Chn R10 = 220 iB ta dng mch khuc i khng o.

Dng IL max c tnh nh sau:

vi IL=2A, Vref=5V, chn R8=0.5 Ohm, R10=100 Ohm suy ra c R9=400 Ohm.Bi 3-29: Yu cu thit k mch ngun n p xung Ngun Input 12 VDC = 9.6V - 14.4V Output -5VDC/2A V c bo v qu dng 2AV Output m, nn ta s s dng mch buck-boost, c s khi:

Ta s dng TL494, s khi nh hnh:

Nhng thng s in vo cc gi tr th nhm em vn cha hon thnh c, mong thy thng cm

Bi 32: Thit k mch n p xung in p vo 24V. in p ra 48 V v 5VTa thit k mch nh s sau

Phng php hi tip cch ly hon ton ng GND gia ng ra v IC iu khin. Diode optocoupler c iu khin bi dng qua TL431 IAK, t iu khin dng Ic transistor lm Vfb tang, IC iu khin tc ng lm rng xung hp li, ng ra Vo s gim li.Rb v Cb tang tc p ng nhanh cho optocoupler.Cch kt ni to hi tip trong trng hp c 2 ng ra +5V v + 48V. hai ngun ra +5V v +48V c cng li qua R3 v R4 phn cc cho chn G TL431. m bo c 2 ngun p ng ra u n nh khng ph thuc vo ti ca ngun khc. Ng ra +48V to thnh t cch chng p, cun L1 v D1 to ngun +5V, cun L2 v D2 to ngun p +43V xp chng ln ngun +5V.