Nghiên ứu ảnh hưởng thông số và sơ đồ mạch điều khiển tới chất lượng nguồn một chiều dải rộng

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề	Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Thông Số Và Sơ Đồ Mạch Điều Khiển Tới Chất Lượng Nguồn Một Chiều Dải Rộng
Tác giả	Nguyễn Văn Trường
Người hướng dẫn	TS. Trần Văn Thịnh
Trường học	Đại học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Kỹ thuật điện
Thể loại	luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2009
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	110
Dung lượng	4,84 MB

Nội dung

Trước thực tế đú, tỏc giả luận văn này mạnh dạn đi sõu nghiờn cứu về ảnh hưởng của cỏc thụng số và sơ đồ xột phần động lực đến chất lượng của bộ biến đổi DC/DC, trờn cơ sở ấy sẽ giỳp cho

Nguyễn văn trơng giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội - luận văn thạc sĩ khoa học ngành : Kỹ THUậT ĐIệN Kỹ THUậT ĐIệN nghiên cứu ảnh hởng thông số sơ đồ mạch điều khiển tới chất lợng nguồn chiều dải rộng Nguyễn văn trơng 2007 - 2009 Hà Nội 2009 Hà Néi 2009 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17051113891401000000 giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hà nội - luận văn thạc sĩ khoa học nghiên cứu ảnh hởng thông số sơ đồ mạch điều khiển tới chất lợng nguồn chiều dải rộng ngành : Kỹ THUậT ĐIệN mÃ số: 605250 02 Nguyễn văn trơng Ngời hớng dẫn khoa học : TS Trần văn thịnh Hà Nội 2009 MC LC LI CM ƠN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN MỘT CHIỀU 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Đánh giá phương án thiết kế nguồn ổn định 1.3 Các yêu cầu nguồn chuyển mạch 16 1.4 Cấu tạo nguyên lý hoạt động biến đổi điện áp DC/DC sở 19 1.5 Phân loại nguồn chuyển mạch sở 21 CHƯƠNG 2: CÁC BỘ NGUỒN CHUYỂN MẠCH CƠ BẢN VÀ PHẦN MỀM MÔ PHỎNG 23 2.1 Bộ nguồn chuyển mạch khơng có biến áp cách ly 23 2.2 Bộ nguồn chuyển mạch có biến áp cách ly 34 2.3 Giới thiệu phần mềm mô 47 CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG BỘ NGUỒN CHUYỂN MẠCH KHƠNG CĨ BIẾN ÁP CÁCH LY 54 3.1 Bộ biến đổi Buck 54 3.2 Bộ biến đổi Boost 61 3.3 Bộ biến đổi Buck-Boost 66 3.4 Bộ biến đổi Cuk 71 CHƯƠNG 4: MƠ PHỎNG BỘ NGUỒN CHUYỂN MẠCH CĨ BIẾN ÁP CÁCH LY 81 4.1 Bộ biến đổi Push-Pull 81 4.2 Bộ biến đổi Forward 86 4.3 Bộ biến đổi Half-Bridge 91 4.4 Bộ biến đổi Full-Bridge 95 4.5 Bộ biến đổi Fly-back 99 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 LỜI CẢM ƠN Để có kết học tập ngày hôm nay, em xin bày tỏ lòng biết ơn tới tập thể thầy cô giáo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nhiệt tình giảng dạy tạo điều kiện thuận lợi để lớp Cao học Thiết bị điện - Điện tử nói chung thân em nói riêng hồn thành khố học Xin cảm ơn thầy cô Bộ môn Thiết bị điện - Điện tử, đặc biệt TS Trần Văn Thịnh - người hướng dẫn khoa học trực tiếp cho luận văn tốt nghiệp TS Trần Văn Thịnh không gợi ý đề tài mà đưa nhiều ý kiến quý báu để em giải vấn đề khó khăn nảy sinh q trình thực luận văn Cuối em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình bạn bè, người động viên tạo điều kiện để em đầu tư tối đa thời gian cơng sức hồn thành luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn ! Tác giả MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Bộ nguồn chiều dải rộng thực chất nguồn chiều mà đầu vào thay đổi dải giá trị định Bộ nguồn thực chất biến đổi DC/DC, đáp ứng điều cách tự động lấy tín hiệu đầu nguồn làm tín hiệu phản hồi để điều khiển cho điện áp đầu ổn định Do tính ưu việt nguồn chiều mà hầu hết thiết bị điện tử sử dụng nguồn chiều Bộ nguồn chuyển mạch phát triển không ngừng kể từ đời lý thuyết sâu chúng cịn chưa cơng bố rộng rãi mà hầu hết dạng báo đưa sơ đồ mạch cụ thể mà nhà nghiên cứu tìm để đáp ứng yêu cầu ứng dụng định Trước thực tế đó, tác giả luận văn mạnh dạn sâu nghiên cứu ảnh hưởng thông số sơ đồ (xét phần động lực) đến chất lượng biến đổi DC/DC, sở giúp cho quan tâm, thiết kế hay sửa chữa biến đổi DC/DC (bộ nguồn chuyển mạch) có hướng điều chỉnh thơng số cho phù hợp nhanh chóng Để làm điều đó, luận văn xây dựng chủ yếu dựa phần mô PSIM cho loại nguồn chuyển mạch Sau hồn thành, luận văn góp phần làm rõ lý thuyết cho biết số hướng điều chỉnh thực tế việc thiết kế nguồn chuyển mạch dùng thiết bị điện tử Tình hình nghiên cứu liên quan đến đề tài Vấn đề nghiên cứu nguồn chuyển mạch vấn đề không nói khó chúng thay đổi nhanh nhằm đáp ứng đòi hỏi ngày phức tạp thực tế Mặc dù mang tính thực tiễn ứng dụng Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng thông số sơ đồ mạch điều khiển tới chất lượng nguồn chiều dải rộng cao nghiên cứu nguồn chuyển mạch cịn thiếu nhiều Mặt khác, tính cạnh tranh thương mại mà nhà sản xuất đưa sản phẩm không công bố lý thuyết kèm theo Vì vậy, người dùng cần sửa chữa muốn tự thiết kế theo yêu cầu riêng khó khăn Các đề tài nghiên cứu nước khơng có, tất nhiên khơng kể tới tài liệu nói điện tử cơng suất Các tài liệu công bố dạng báo đăng tạp chí IEEE kỹ thuật liên quan tới nguồn chuyển mạch kỹ thuật DC/DC, sơ đồ mang tính giới thiệu hãng sản xuất (nếu lắp ráp phần lớn mạch khơng hoạt động khơng có sở để lựa chọn linh kiện hay thay đổi cấu hình) Tuy vậy, có tài liệu nói tới việc thiết kế lại theo kinh nghiệm chủ yếu Hoặc đưa số liệu nguồn cụ thể mà không cho biết thông số ảnh hưởng đến Mục đích, nhiệm vụ phạm vi nghiên cứu luận văn Mục đích: Luận văn có mục đích nghiên cứu nguồn chiều dải rộng để ảnh hưởng thông số tới chất lượng nguồn Nhiệm vụ: Đánh giá tổng quan loại nguồn chiều dải rộng Nghiên cứu sâu số nguồn thơng dụng để tìm thơng số ảnh hưởng đến chất lượng nguồn Phạm vi nghiên cứu: Luận văn nghiên cứu kỹ thuật liên quan tới nguồn chuyển mạch Mô nguồn chuyển mạch cho số giá trị cụ thể, tiêu biểu Cơ sở lý luận phương pháp nghiên cứu luận văn Cơ sở lý luận: Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng thông số sơ đồ mạch điều khiển tới chất lượng nguồn chiều dải rộng Luận văn nghiên cứu sở lý thuyết kỹ thuật mạch điện tử, điện tử công suất, hệ thống điều khiển có phản hồi … Các báo, tài liệu khoa học … Hướng dẫn sử dụng phần mềm mô PSIM Phương pháp nghiên cứu: Chủ yếu phương pháp tổng hợp phân tích lý thuyết kết hợp với mô phần mềm PSIM để kiểm chứng lý thuyết Đóng góp mặt khoa học luận văn Giới thiệu làm rõ lý thuyết nguồn chuyển mạch thông qua sơ đồ, đồ thị thu từ việc mô Đưa kết cụ thể ảnh hưởng thông số thông qua số giá trị cụ thể nhờ phần mềm mô Ý nghĩa thực tế luận văn Cung cấp sở lý thuyết số nhận xét, đánh giá từ việc mơ cho việc phân tích thiết kế nguồn chuyển mạch Đánh giá chất lượng loại nguồn chuyển mạch Kết cấu luận văn Luận văn gồm chương với nội dung sau: - Chương 1: Giới thiệu tổng quan nguồn chiều - Chương 2: Giới thiệu nguồn chuyển mạch phần mềm mô - Chương 4: Đánh giá ảnh hưởng thông số tới chất lượng điện áp đầu nguồn chuyển mạch (xét phần mạch động lực) phần mềm mô PSIM Ngồi cịn có phần mở đầu danh mục tài liệu tham khảo Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng thông số sơ đồ mạch điều khiển tới chất lượng nguồn chiều dải rộng CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN MỘT CHIỀU 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Vị trí tầm quan trọng nguồn hệ thống Các hệ thống điện tử ngày sử dụng lượng dòng điện chiều, việc cấp nguồn chiều thực cách sử dụng nguồn pin, acquy, pin mặt trời nguồn khơng có tính ổn định (nguồn yếu sau thời gian phụ thuộc q nhiều vào điều kiện bên ngồi) Do đó, với hệ thống yêu cầu hoạt động tin cậy thời gian dài yêu cầu nguồn phải đảm bảo độ ổn định cao phạm vi ổn định rộng Để đáp ứng yêu cầu nguồn dùng thiết bị điện tử sử dụng phương án tối ưu lấy nguồn cung cấp từ đường dây điện lực, đồng thời kết hợp với nguồn dự phòng pin, ắc quy máy phát điện Hiện có nhiều sơ đồ nguồn chiều khác Mỗi sơ đồ lại có dải thông số phạm vi ứng dụng riêng Các nguồn đóng cắt có cơng suất từ vài W đến vài chục kW, có tần số hoạt động đến vài MHz với cấp điện áp khác Bộ biến đổi DC/DC quan trọng thiết bị điện tử điện thoại, máy tính, ti vi LCD, thiết bị điện tử sử dụng nhiều mức điện áp khác khác với điện áp cung cấp từ pin nguồn bên ngồi (có thể cao hơn, thấp điện áp nguồn chí đảo chiều điện áp) Ngồi điện áp pin cịn bị suy giảm trình sử dụng, biến đổi DC/DC phương pháp để đảm bảo điện áp ổn định chất lượng đảm bảo Trong phạm vi nghiên cứu luận văn này, điểm mạnh, điểm yếu sơ đồ nguồn đóng cắt đánh giá dựa kết mô phần mềm PSIM Nghiên cứu ảnh hưởng thông số tới chất lượng điện áp đầu sơ đồ để từ giúp cho người kỹ sư thiết Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng thông số sơ đồ mạch điều khiển tới chất lượng nguồn chiều dải rộng kế nguồn nhanh chóng dễ dàng lựa chọn sơ đồ nguồn phù hợp với thông số yêu cầu dùng cho ứng dụng thực tế 1.1.2 Các loại nguồn sử dụng thiết bị điện tử Cùng với phát triển không ngừng ngành công nghiệp điện tử, nguồn liên tục thay đổi để đáp ứng yêu cầu ngày cao chất lượng đa dạng mục đích sử dụng Sự ổn định nguồn cung cấp định an tồn cho thiết bị, tăng xác hoạt động kéo dài tuổi thọ chúng, việc ổn định thực hoàn toàn tự động với chất lượng cao Đầu vào AC Đầu DC Hỡnh 1.1: Sơ đồ khối đơn giản nguồn - Biến áp ; - Nắn lọc sơ cấp; - Nguồn dự phòng; - Bộ ổn định Từ sơ đồ hình 1.1 thấy rõ khác biệt nguồn để tạo chất lượng khác khối số 4- Bộ ổn định Khối có số sơ đồ thơng dụng hình 1.2 Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng thông số sơ đồ mạch điều khiển tới chất lượng nguồn chiều dải rộng T Uin D2 AC R D1 C1 (a) T D1 UO C2 DC L D2 C1 Uin C2 AC D4 UO DC D3 (b) Hình 1.2: Sơ đồ mạch chỉnh lưu lọc nguồn a) Sơ đồ chỉnh lưu với biến áp có trung tính; b) sơ đồ chỉnh lưu cầu Phần tử ổn định gọi phần tử hiệu chỉnh Dựa vào phần tử ta phân loại nguồn sau: + Dựa vào cách mắc phần tử hiệu chỉnh với tải, ta có nguồn ổn định song song ổn định nối tiếp + Dựa vào loại dòng điện mà ổn định làm việc, ta có nguồn ổn định xoay chiều nguồn ổn định chiều + Dựa vào đặc tính làm việc phần tử hiệu chỉnh, ta có ổn định liên tục (tuyến tính) ổn định ngắt quãng (bộ ổn định chuyển mạch) Sau ta xét số mạch ổn định tuyến tính mạch ổn định chuyển mạch để thấy ưu nhược điểm loại mà lựa chọn cho phù hợp với yêu cầu Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng thông số sơ đồ mạch điều khiển tới chất lượng nguồn chiều dải rộng

Ngày đăng: 22/01/2024, 14:57

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo

Loại

Chi tiết

1. Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, Điện tử công suất, NXB Khoa học và Kỹ thuật

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Điện tử công suất
Nhà XB:	NXB Khoa học và Kỹ thuật

2. Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh, Điện tử công suất, NXB Khoa học và Kỹ thuật

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Điện tử công suất
Nhà XB:	NXB Khoa học và Kỹ thuật

3. Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi, Phân tích và giải mạch điện tử công suất, NXB Khoa học và Kỹ thuật.Tiếng Anh

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Phân tích và giải mạch điện tử công suất
Nhà XB:	NXB Khoa học và Kỹ thuật. Tiếng Anh

4. Abraham I.Pressman (1998), Switching Power Supply Design, 2nd ed, McGraw- Hill

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Switching Power Supply Design
Tác giả:	I. Pressman
Nhà XB:	McGraw-Hill
Năm:	1998

5. Fang Lin Luo, Hong e (2005), Y Essential DC/DC converters, CRC Press LLC

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Y Essential DC/DC converters
Tác giả:	Fang Lin Luo, Hong e
Nhà XB:	CRC Press LLC
Năm:	2005

7. Marty Brown (1990) , Practical switching power supply Design, Academic Press

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Practical switching power supply Design
Tác giả:	Marty Brown
Nhà XB:	Academic Press
Năm:	1990

8. Muhammad H.Rashid (2001) , Power electronics handbook, Academic Press

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Power electronics handbook
Tác giả:	Muhammad H.Rashid
Nhà XB:	Academic Press
Năm:	2001

9. P.R.K. Chetty (1987) , Switch-mode power supply design, BPB Publications

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Switch-mode power supply design
Tác giả:	P.R.K. Chetty
Nhà XB:	BPB Publications
Năm:	1987

10. PSIM Version 6.0 (2003), PSIM User Manual, Powersim Inc

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	PSIM User Manual
Nhà XB:	Powersim Inc
Năm:	2003

11. Sanjaya Maniktala (2006) , Switching power supplies A to Z, Elsevier Inc

Sách, tạp chí

Tiêu đề:	Switching power supplies A to Z
Tác giả:	Sanjaya Maniktala
Nhà XB:	Elsevier Inc
Năm:	2006

6. Keith H.Billings, C.Eng., M.I.E.E (1989) , Switchmode power supply handbook, McGraw- Hill

Khác

12. Timothy L.Skvarenina (2002), The power electronics handbook, CRC Press

Khác

Nghiên ứu ảnh hưởng thông số và sơ đồ mạch điều khiển tới chất lượng nguồn một chiều dải rộng

Giới thiệu về phần mềm mô phỏng

Bộ biến đổi Push Pull