Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu ĐỒ ÁN MẠCH ĐIỆN TỬ I Mục tiêu 1.1 Mục tiêu chung: - Sinh viên nắm quy trình thiết kế mạch điện tử ứng dụng - Sinh viên rèn luyện kỹ phân tích, thiết kế, thi công mạch điện tử 1.2 Mục tiêu cụ thể: - Kiến thức: nắm vững nguyên lý hoạt động mạch dao động - Kỹ năng: phân tích thiết kế mạch, mô mạch phần miềm mô phỏng, xây dựng mạch phần cứng - Thái độ: lên lớp giờ, hoàn thành phần đồ án giờ, có thái độ tích cực chủ động tinh thần hợp tác làm việc nhóm II Nội dung đồ án:“Thiết kế mạch điều khiển chỉnh lưu cầu pha” Sản phẩm đồ án bao gồm thuyết minh mạch thực tế Bản thuyết minh gồm phần sau: Chương I: Nguyên lý hoạt động mạch Chương II: Thiết kế mạch nguyên lý mô mạch Chương III: Tính chọn linh kiện sử dụng mạch Chương IV: Chế tạo mạch thực tế III Tài liệu tham khảo [1] Bài giảng mạch điện tử - TS.Lê Quốc Huy [2] Giáo trình Điện tử cơng suất – Trần Văn Thịnh (Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 2009) Đà Nẵng, ngày….tháng….năm 2015 Giáo viên hướng dẫn Trần Thái Anh Âu Kiểm tra tiến độ thực đồ án sinh viên: Hoàng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu MỤC LỤC MỞ ĐẦU Điện nguồn lượng chiếm vị trí quan trọng đời sống sản suất Năng lượng lượng điện xoay chiều Trong lượng điệu chiều không phần quan trọng như: + Truyền điện cho động điện chiều + Cung cấp cho mạch điện tử, sạc acquy Vì vậy, cần biến đổi lượng điện xoay chiều thành lượng điện chiều, để làm điều này, ta dùng chỉnh lưu Chỉnh lưu biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp chiều, nghĩa biến đổi dòng điện xoay chiều thành dịng điện chiều tải Sự biến đổi thực nhờ thiết bị bán dẫn Chỉ cho dòng điện qua theo chiều định như: Diod, Tiristor… Có loại chỉnh lưu: + Chỉnh lưu không điều khiển (Diod): Không thay đổi điện áp tải + Chỉnh lưu có điều khiển (Tiristor): Thay đổi điện áp tải Ở đây, ta xét chỉnh lưu cầu pha có điều khiển Hoàng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu CHƯƠNG ỨNG DỤNG VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH 1.1 ỨNG DỤNG CỦA MẠCH ĐIỀU KHIỂN CHỈNH LƯU CẦU PHA 1.1.1 Yêu cầu mạch điều khiển Mạch điều khiển khâu quan trọng biến đổi thyristor đóng vai trị chủ đạo quan trọng việc định chất lượng độ tin cậy biến đổi Yêu cầu mạch điều khiển tóm tắt điểm sau: − Độ rộng xung điều khiển − Độ lớn xung điều khiển − Yêu cầu độ dốc − Sự đối xứng xung kênh điều khiển − Yêu cầu độ tin cậy: Điện trở kênh điều khiển phải nhỏ để Thyristor không tự mở dịng rị tăng Xung điều khiển phụ thuộc vào giao động nhiệt độ, dao động điện áp nguồn Cần khử nhiều cảm ứng để tránh mở nhầm Yêu cầu lắp ráp vận hành: − Thiết bị thay dễ lắp ráp điều chỉnh − Mỗi khối có khả làm việc độc lập cao 1.1.2 Nhiệm vụ mạch điều khiển Mạch điều khiển có nhiệm vụ tạo xung vào thời điểm mong muốn để mở van động lực chỉnh lưu Hoàng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu Thyristor mở cho dòng điện chạy qua có điện áp dương đặt anốt có xung áp dương đặt vào cực điều khiển khơng cịn tác dụng Chức mạch điều khiển: + Điều chỉnh vị trí xung điều khiển phạm vi nửa chu kỳ dương điện áp đặt anot – katot thyristor + Tạo xung đủ điều kiện mở thyristor, độ rộng xung tx < 10µs Biểu thức độ rộng xung: Trong đó: Idt dịng điện trì thyristor di/dt tốc độ tăng trưởng dòng tải Đối tượng cần điều chỉnh đặc trưng đại lượng điều khiển góc 1.2 NGUYÊN LÝ CHUNG CỦA MẠCH ĐIỀU KHIỂN Mạch điều khiển thyristor phân loại theo nhiều cách Song mạch điều khiển dựa theo nguyên lý thay đổi góc pha theo ta có nguyên lý khống chế ngang khống chế đứng Khống chế ngang phương pháp tạo góc thay đổi cách dịch chuyển điện áp sang hình sin theo phương ngang so với điện áp tựa − Nhược điểm phương pháp góc phụ thuộc vào dạng điện áp tần số lưới, độ xác góc điều khiển thấp − Khống chế đứng phương pháp tạo góc thay đổi cách dịch chuyển điện áp chủ đạo theo phương thẳng đứng so với điện áp tựa − Phương pháp có độ xác cao khoảng điều khiển rộng (0-180o) − Có phương pháp điều khiển thẳng đứng là: tuyến tính arccos:  NGUYÊN TẮC ĐIỀU KHIỂN THẲNG ĐỨNG TUYẾN TÍNH: Hồng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu Theo nguyên tắc người ta thường dùng hai điện áp: − Điện áp đồng Us, đồng với điện áp đặt anod – catod thyristor, thường đặt vào đầu đảo khâu so sánh − Điện áp điều khiển Uđk, điện áp chiều , điều chỉnh biên độ Thường đặt vào đầu không đảo khâu so sánh Do hiệu điện đầu vào khâu so sánh là: Ud = Uđk – Us Khi Us = Uđk khâu so sánh lật trạng thái, ta nhận sường xuống điện áp đầu khâu so sánh Sườn xuống thông qua đa hài trạng thái bền ổn định tạo xung điều khiển Us Uđk -Us -Usm Uđk ωt α π α 2π Hình 1.1 Như cách làm biến đổi U đk, ta điều chỉnh thời điểm xuất xung ra, tức điều chỉnh góc α Giữa α Uđk có quan hệ sau: Người ta lấy Uđk max = Us max Hoàng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu  NGUYÊN TẮC ĐIỀU KHIỂN THẲNG ĐỨNG ARCCOS: Theo nguyên tắc người ta dùng hai điện áp: − Điện áp đồng Us vượt trước UAK = Um Sinωt thyristor góc π − Us = Um Cosωt − Điện áp điều khiển Uđk điện áp chiều, điều chỉnh biên độ theo hai chiều dương âm Nếu đặt Us vào cổng đảo Uđk vào cổng khơng đảo khâu so sánh thì: Khi Us = Uđk , ta nhận xung mảnh đầu khâu so sánh khâu lật trạng thái Um Cosα = Uđk ; U cm Um Do α = arcos( ) ; Khi Ucm = Um α = ; π Khi Ucm = α = ; Khi Ucm = - Um α = π ; Hình 1.2 Như , điều chỉnh Ucm từ trị Ucm = +Um , đến trị Ucm = -Um ta điều chỉnh góc α từ đến α Hoàng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “arccos” sử dụng thiết bị chỉnh lưu đòi hỏi chất lượng cao Ta chọn phương pháp điều khiển thẳng đứng tuyến tính CHƯƠNG THIẾT KẾ MẠCH NGUYÊN LÝ 2.1 SƠ ĐỒ KHỐI ĐIỀU KHIỂN THYRISTOR Để thực ý đồ nêu phần nguyên lý điều khiển trên, mạch điều khiển bao gồm khâu bản: Hình 2.1 Sơ đồ khối điều khiển Thyristor Hồng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu  NHIỆM VỤ CỦA CÁC KHÂU TRONG HÌNH TRÊN NHƯ SAU:  Khâu đồng pha: Tạo điện áp tựa URC (thường gặp điện áp dạng cưa tuyến tính) trùng pha với điện áp anod Thyristor  Khâu so sánh: So sánh điện áp tựa URC với điện áp điều khiển Uđk, tìm thời điểm hai điện áp phát xung đầu để gửi sang tầng khuếch đại  Khâu tạo xung: Tạo xung phù hợp để mở thyristor Xung để mở thyristor có yêu cầu: sườn trước dốc thẳng đứng để đảm bảo yêu cầu thyristor mở tức thời có xung điều khiển (thường gặp loại xung xung kim xung chữ nhật), đủ độ rộng với độ rộng xung lớn thời gian mở thyristor, đủ công suất, cách ly mạch điều khiển với mạch động lực (nếu điện áp động lực lớn) 2.2 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TỪNG KHÂU TRONG MẠCH 2.2.1 Nguyên lý hoạt động khâu đồng pha Dùng khuếch đại thuật toán: Hoàng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 _ +- Đồ án môn học mạch điện tử + GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu -12 -12 +12 Hoàng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu Hình 2.2 Sơ đồ khâu đồng pha Sóng UA có dạng hình sin Điện trở R1 để hạn chế dòng điện vào khuếch đại thuật tốn A1 − Xét nửa chu kì dương UA: Khi vA > op-am A1 có v+ > v- (v-=0 nối đất) nên ta có: vB = vsat − Xét nửa chu kì âm UA: Khi vA < op-am A1 có v+ < v- (v-=0 nối đất) nên ta có: vB = -vsat Khi ta có dạng sóng UB − Khi vB > diode D1 dẫn, transistor Tr1 khơng dẫn, ta xét mạch tích phân gồm: biến trở R3 , tụ C1 op-am A2, lúc đó: Vì vB không đổi vB > nên: − Khi vB < diode D1 khơng dẫn, transistor Tr1 dẫn, vịng mạch gồm transistor Tr1 tụ C1 có tác dụng triệt tiêu phần âm vB nên vC = Ta có dạng sóng URC Hình 2.3 Dạng sóng UA, UB, UC 2.2.2 Nguyên lý khâu so sánh Dùng khuếch đại thuật tốn: Hồng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu Hình 3.5 Cấu tạo diode bán dẫn Hình 3.6 Ký hiệu hình dáng Diode bán dẫn  Ứng dụng Diode bán dẫn Do tính chất dẫn điện chiều nên Diode thường sử dụng mạch chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành chiều, mạch tách sóng, mạch gim áp phân cực cho transistor hoạt động mạch chỉnh lưu Diode tích hợp thành Diode cầu 3.1.5 TRANSISTOR Là linh kiện điện tử cấu tạo từ chất bán dẫn dùng để khuếch đại tín hiệu Cấu tạo: Gồm lớp bán dẫn ghép với hình thành hai mối tiếp giáp P-N Nếu ghép thep thứ tự PNP ta có tran si trỏ thuân,nếu ghép theo thứ tự NPN ta có Transitor nghịch Về phương diện cấu tạo transitor tương đương với hai Diode có dấu ngược chiều Hồng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu Hình 3.7 Cấu tạo Transistor Ba lớp chia thành cực: lớp gọi cực gốc kí hiệu B (Base), cịn hai lớp bên nối thành cực phát Evà cực thu C Cực B mỏng có nồng độ tạp chất thấp, vùng bán dẫn E C có bán dẫn xùng loại (N hay P) có nồng độ tạp chất khác nên ko thể hoán vị Transitor hoạt động khóa điện tử B cực điều khiển Dịng EC phụ thuộc hoàn toàn vào điện áp đưa vào B Kí hiệu sơ đồ ngun lý: Hình 3.7 Hình dạng kí hiệu Transitor Trong mạch điện tử có hình dạng sau: Hồng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu Hình 3.8 Hình dạng transitor 3.1.6 OPAMP Đây vi mạch tương tự thơng dụng Op-Amps tích hợp số ưu điểm sau: Hai ngõ vào đảo không đảo cho phép Op-Amps khuếch đại nguồn tín hiệu có tính đối xứng (các nguồn phát tín hiệu biến thiên chậm nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, mực chất lỏng, phản ứng hố-điện, dịng điện sinh học thường nguồn có tính đối xứng) Ngõ khuếch đại sai lệch hai tín hiệu ngõ vào nên Op-Amps có độ miễn nhiễu cao tín hiệu nhiễu đến hai ngõ vào lúc khơng thể xuất ngõ Cũng lý Op-Amps có khả khuếch đại tín hiệu có tần số thấp, xem tín hiệu chiều Hệ số khuếch đại Op-Amps lớn cho phép Op-Amps khuếch đại tín hiệu với biên độ vài chục mico Volt Do mạch khuếch đại vi sai Op-Amps chế tạo phiến độ ổn định nhiệt cao Điện áp phân cực ngõ vào ngõ khơng khơng có tín hiệu, dễ dàng việc chuẩn hố lắp ghép khối (module hoá) Tổng trở ngõ vào Op-Amps lớn, cho phép mạch khuếch đại nguồn tín hiệu có cơng suất bé Tổng trở ngõ thấp, cho phép Op-Amps cung cấp dòng tốt cho phụ tải Băng thông rộng, cho phép Op-Amps làm việc tốt với nhiều dạng nguồn tín hiệu khác Tuy nhiên vi mạch khác, Op-Amps làm việc ổn định làm việc với tần số cơng suất cao  Hình dạng kí hiệu Trong sơ đồ mạch điện: Hồng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Op-Amp: Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu Hình 3.9 ki hiệu Op- Amp Trong mạch điện tử có hình dạng sau: Hình 3.10 Hinh dạng Op- Amp 3.2 TÍNH TỐN VÀ CHỌN LINH KIỆN TRONG MẠCH Mạch điều khiển tính xuất phát từ yêu cầu mở Thyristor, ta có thơng số để tính mạch điều khiển:  Điện áp điều khiển Thyristor:  Dòng điện điều khiển Thyristor:  Thời gian mở Thyristor:  Độ rộng xung điều khiển:  Tần số xung điều khiển:  Độ đối xứng cho phép:  Điện áp nuôi mạch điều khiển: U  Mức sụt biên độ xung: 3.2.1 Tính máy biến áp xung Chọn vật liệu làm lõi sắt ferit HM, lõi có dạng hình xuyến làm việc phần đặc tính từ hóa có A/m khơng có khe hở khơng khí Hồng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu + Tỉ số biến áp xung: thường chọn m = + Điện áp thứ cấp MBA xung: + Điện áp đặt lên cuộn sơ cấp MBA áp xung: + Dòng điện thứ cấp máy biến áp xung: I2 = Iđk = 0.1 A + Dòng điện sơ cấp MBA xung: + Độ từ thẩm trung bình tương đối lõi sắt: Trong H/m) độ từ thẩm khơng khí Thể tích lõi thép cần có: Thay số: Chọn mạch từ tích V = 1.4 kích thước cụ thể sau: a = 4,5 mm ; b = mm ; Q = 0,27 cm2 = 27 mm2 ; d = 12 mm ; D = 21 mm Chiều dài trung bình mạch từ: l = 5,2 cm Hồng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án mơn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu Hình 3.11 Hình chiếu lõi máy biến áp xung − Số vòng dây sơ cấp máy biến áp xung: Theo định luật cảm ứng điện từ (vòng) − Số vòng dây thứ cấp: (vòng) − Tiết diện dây quấn thứ cấp: Chọn mật độ dòng điện J1 = A/mm2 + Đường kính dây quấn sơ cấp: Chọn + Tiết diện dây quấn thứ cấp: Chọn mật độ dòng điện J2 = A/mm2 − Đường kính dây quấn thứ cấp: Chọn dây có đường kính d2 = 0,18 mm − Kiểm tra hệ số lấp đầy: Hoàng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu 3.2.2 Tính khâu khuếch đại xung Chọn tranzitor công suất Tr2 loại 2SC1815 làm việc chế độ xung, có thơng số sau: Tranzitor loại NPN, vật liệu bán dẫn Si + Điện áp colectơ bazơ hở mạch emitơ: − Điện áp emitơ bazơ hở mạch colecto: + Dịng điện lớn mà colectơ chịu được: + Công suất tiêu tán colectơ: + Nhiệt độ lớn mặt tiếp giáp: + Hệ số khuếch đại: + Dòng làm việc colectơ: + Dòng làm việc bazơ: Ta thấy với loại Thyristor chọn có cơng suất điều khiển bé: nên dòng colectơ – bazơ transistor Tr3 bé, trường hợp ta khơng cần transistor Tr2 mà có đủ cơng suất điều khiển Transistor Chọn nguồn cấp cho biến áp xung E = +12 (V), với nguồn E = 12 (V) ta phải mắc thêm điện trở nối tiếp với cực Emitơ : Tất Diode mạch điều khiển dùng loại 1N4007 có tham số: + Dịng điện định mức: + Điện áp ngược lớn nhất: + Điện áp Diode mở thông: 3.2.3 Chọn cổng AND Ta chọn IC 74HC08 họ 74xx Mỗi IC 74HC08 có cổng AND Hồng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án mơn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu Các thông số cổng AND là: + Nguồn nuôi IC: + Nhiệt độ làm việc: + Điện áp ứng với mức logic ‘1’: + Dòng điện: I < mA + Công suất tiêu thụ: P = 2,5 (nW/1 cổng) Hình 3.13 Sơ đồ chân IC74HC08 3.2.4 Chọn tụ Điện trở R9 dùng để hạn chế dòng điện đưa vào bazơ transistor Tr 3, chọn R9 thỏa mãn điều kiện: Chọn Chọn Chọn 3.2.5 Tính chọn tạo xung chùm Mỗi kênh điều khiển phải dùng khuếch đại thuật tốn, ta chọn IC loại TL084 hãng Texas Instrument chế tạo, IC có khuếch đại thuật tốn Hồng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu Thông số TL084: + Điện áp nguồn nuôi: chọn Vcc = + Hiệu điện hai đầu vào: + Nhiệt độ làm việc: T = -25 + Công suất tiêu thụ: P = 0.68 W + Tổng trở đầu vào: + Dòng điện đầu ra: + Dòng điện đầu vào: + Tốc độ biến thiên điện áp cho phép: ) Hình 3.14 Sơ đồ chân IC TL084 Mạch tạo xung chùm có tần số f = = kHz, hay chu kỳ xung chùm: Ta có: Chọn: Vậy ta có: Chọn tụ ) Để thuận tiện cho việc điều chỉnh lắp mạch, ta chọn biến trở 3.2.6 Tính chọn tầng so sánh Mỗi kênh điều khiển có khuếch đại thuật tốn đóng vai trị tầng so sánh ta chọn loại IC TL084 Chọn Trong nguồn ni , điện áp vào A Dòng điện vào hạn chế để Ilv < mA Hoàng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu Do ta chọn R4 = R5 =15 k, dịng điện vào A3: 3.2.7 Tính chọn khâu đồng pha Điện áp tựa hình thành nạp tụ C Mặt khác để bảo đảm điện áp tựa có nửa chu kì điện áp lưới tuyến tính đường cưa có đỉnh nhọn cuối bán kì số thời gian tụ nạp T rc chọn cỡ khoảng (0,003 0,005)s Ta chọn: Trc= R3.C1=0,005 s Chọn tụ C1=0,1 điện trở Để thuận tiện cho việc điều chỉnh lắp ráp mạch, R thường chọn biến trở lớn để điều chỉnh Chọn Tranzitor Tr1 loại A564 có thơng số: + Tranzitor loại PNP làm Si + Điện áp Emitor Bazơ hở mạch emitơ: UCBO = 25 V + Điện áp Emitor Bazơ hở mạch collector: UBEO = V + Dòng điện lớn collector chịu đựng: ICmax = 100mA + Nhiệt độ lớn mặt tiếp giáp: + Hệ số khếch đại: + Dòng cực đại Bazơ: TCP=150oC β=250 IB30,4 A + Điện trở R2 để hạn chế dòng điện vào bazơ transistor Tr1 chọn sau: Chọn R2 thỏa mãn điều kiện: + Chọn R2= 30 k + Chọn điện áp đồng pha: UA = V Điện trở R1 để hạn chế dòng điện vào khuếch đại thuật toán A 1, thường chọn R1 cho dịng vào khuếch đại thuật tốn Iv < 1mA Do R1 kΩ + Chọn R1=10 k 3.2.8 Tạo nguồn nuôi Ta cần nguồn ± 12 V để cấp cho máy biến áp xung nuôi IC khuếch đại thuật tốn Hồng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu Hình 3.15 Sơ đồ tạo nguồn ni Ta dùng mạch chỉnh lưu cầu pha dùng điốt, điện áp thứ cấp máy biến áp nguồn nuôi: U2= V Để ổn định điện áp nguồn ta dùng vi mạch ổn áp 7812 7912, thông số chung vi mạch sau: + Điện áp đầu vào: UV = 35 V + Điện áp đầu ra: Ura= 12V với IC 7812 Ura= -12V với IC 7912 + Dòng điện đầu ra: Ira = ÷ A Tụ điện C4, C5 dùng để lọc thành phần sóng hài bậc cao + Chọn: C4 = C5= C6 =C7 = 470 µF; Uv = 35 V 3.2.9 Tính tốn máy biến áp nguồn ni đồng pha Ta thiết kế máy biến áp dùng cho việc tạo điện áp đồng pha tạo nguồn nuôi Chọn kiểu máy biến áp pha trụ, trụ có cuộn dây: cuộn sơ cấp cuộn thứ cấp + Điện áp lấy thứ cấp máy biến áp làm điện áp đồng pha, lấy thứ cấp làm nguồn nuôi: U2 = U2đp = UN =9 (V) + Dòng điện thứ cấp máy biến áp đồng pha: I2đp =1 (mA) Hồng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án mơn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu + Công suất nguồn nuôi cấp cho biến áp xung: Pđp= 6.I2dp.U2dp =6.9.1.10-3= 0.054 (W) + Công suất tiêu thụ IC TL084 sử dụng làm khuếch đại thuật toán, ta chọn IC TL084 để tạo cổng AND P8IC = 8.PIC = 0,68 = 5.12 (W) + Công suất biến áp xung cấp cho cực điều khiển Thyristor: Px= 6.Uđk.Iđk=6.3.0,1 = 1,8 (W) + Công suất sử dụng cho việc tạo nguồn nuôi: PN =Pđp+ P8IC+Px PN = 0,056 + 5,12 + 1,8 = 6,976 (W) + Cơng suất máy biến áp có kể đến 5% tổn thất máy: S= 1,05 (Pdp + PN) = 1,05 (0,054 + 6,976) = 7,38 (VA) + Dòng điện thứ cấp máy biến áp: I2 (A) + Dòng điện sơ cấp máy biến áp: I2 (A) + Tiết diện trụ MBA tính theo cơng thức kinh nghiệm: QT = kQ = =1,33 (cm2) Trong đó: kQ= hệ số phụ thuộc phương thức làm mát m=3 số trụ MBA f = 50 Hz tần số điện áp lưới Ta chọn lõi thép hình chữ E, có độ từ cảm B=1T có kích thước hình vẽ Hồng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu Hình 16 Lõi thép chữ E Chuẩn hóa thiết diện trụ ta có: Qfe = 1,63 cm2 Kích thước mạch từ thép dày mm Số lượng thép: 68 ; a = 12 mm ; b = 16 mm ; h = 30 mm Hệ số ép chặt ke = 0,85 + Chọn mật độ từ cảm B = T trụ, ta có số vịng dây sơ cấp: W1= = = 6080 (vòng) + Chọn mật độ dòng điện J1=J2 = 2.75 A/mm2 + Ta có tiết diện dây quấn sơ cấp: S1== = 0.0043 (mm3) + Đường kính dây quấn sơ cấp: + Chọn d1 = 0,1 mm để đảm bảo độ bền + Đường kính cách điện: dlcd = 0,12 mm + Số vòng dây quấn thứ cấp: W2 = W1 = 6080 = 249 (vòng) + Ta có tiết diện dây quấn thứ cấp: S2 = = = 0,053 (mm2) + Đường kính dây quấn thứ cấp: + Chuẩn hóa đường kính: Hồng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 d2 = 0,26 mm Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu + Đường kính đến cách điện: d2cd = 0,31 mm + Chọn hệ số lấp đầy: kld = 0,7 Với: + Chiều rộng cửa sổ: Chọn c = 12 mm + Chiều dài mạch từ: L = 2c + 3a = 2.12 +3.12 = 60 mm + Chiều cao mạch từ: H = 2a + h =2.12 + 30 = 54 mm 3.2.10 Chọn diode cho chỉnh lưu nguồn ni: + Dịng điện hiệu dụng qua diode: IDhd = = = 0,099 (A) + Điện áp ngược lớn mà diode phải chịu: UNmax = U2= = 22 (V) + Chọn diode có dịng định mức: Iđm Ki.IDhd = 10.0,099 = (A) (Ki = 10_hệ số dự trữ dòng điện) + Chọn diode có điện áp ngược lớn nhất: UDng-max = Ku Ung-max = 2.22 = 44 (V) (Ku = hệ số dự trữ điện áp) Chọn diode loại: KII208A có thơng số sau: + Dịng điện định mức: Iđm = 1,5 A + Điện áp ngược cực đại diode: UN = 100 V 3.3 CHẠY MƠ PHỎNG MẠCH Hồng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1 Đồ án môn học mạch điện tử GVHD: Ths Trần Thái Anh Âu Hình 3.17 Hình mơ Dạng điện áp khâu mạch • Ua • Ub Hồng Minh Tuấn - Lớp 14TDH1