Đồ Án Thiết kế và chế tạo mạch nghịch lưu một pha

LỜI MỞ ĐẦU
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.
YÊU CẦU VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI.
PHẦN I : TỔNG QUAN
1. Giới thiệu về các van bán dẫn công suất.
1.1. Điốt công suất.
1.2. Tiristor công suất.
1.3. Triắc.
1.4. Transistor công suất.
1.4.1. Transistor lưỡng cực ( BJT ).
1.4.2. Transistor MOS công suất ( MOSFET ).
2. Giới thiệu tổng quan về nghịch lưu và một số mạch ứng dụng
2.1 Giới thiệu tổng quan về nghịch lưu
2.2Một số mạch ứng dụng
3. Máy biến áp và Ăc quy.
3.1. Máy biến áp.
3.2. Ăc quy.
PHẦN II : THIẾT KẾ
1. Phương án lựa chọn
2. Nguyên lý hoạt động của SG3524
3. Nguyên lý hoạt động toàn hệ thống
4. Mạch điều khiển và mạch lực
PHẦN III : TÍNH TOÁN VÀ CHẾ TẠO
3.1. Tính toán máy biến áp
3.2. Mạch lực
3.3. Tính toán mạch điều khiển
3.4. Chế tạo
B. KẾT LUẬN
1. Phân tích yêu cầu của đề tài.
Với yêu cầu của đề tài khi đó chúng ta phải đi thiết kế một bộ nghịch lưu cho ra điện áp xoay chiều 0ư220VAC từ nguồn ắc quy 12VDC, tần số trong mạch đo được là 50Hz, công suất ra của bộ nghịch lưu là 220W
Mạch lấy nguồn ắc quy 12V cấp trực tiếp cho mạch và cho biến áp. Biến áp ở đây sử dụng như một bộ kích nhằm kích nguồn áp lên giá trị cao hơn nhiều lần so với giá trị áp ban đầu. Chính vì mạch có khả năng biến đổi nguồn một chiều thành nguồn xoay chiều nên mạch có tính thiết thực rất lớn trong thực tế.
Mạch là mạch công suất vì vậy linh kiện được sử dụng phần lớn là linh kiện công suất. Mạch sử dụng các van bán dẫn công suất như Transistor, MOSFET, IGBT Trong quá trình chạy mạch thì xung tạo ra là xung vuông và được khuyếch đại lên bằng các van bán dẫn là Transistor, IGBT


2. Mục tiêu của đề tài.
Nắm được một cách tổng quan về các phần tử bán dẫn công suất.
Nghiên cứu về các mạch nghịch lưu, hiểu được nguyên lý làm việc của mạch nghịch lưu, các phương pháp biến đổi từ đó lựa chọn một phương án tối ưu nhất để có áp dụng trên đồ án của mình và ngoài thực tiễn.
Có khả năng tính toán, thiết kế và chế tạo mạch nghịch lưu điện áp một pha với công suất cho trước.
3. Ý nghĩa của đề tài.
Để giúp sinh viên có thể có thể củng cố kiến thức, tổng hợp và nâng cao kiến thức chuyên nghành cũng như kiến thức ngoài thực tế. Đề tài còn thiết kế chế tạo thiết bị, mô hình để các sinh viên trong trường đặc biệt là sinh viên khoa Điện – Điện tử tham khảo, học hỏi tạo tiền đề nguồn tài liệu cho các học sinh, sinh viên khoá sau có thêm nguồn tài liệu để nghiên cứu và học tập.
Những kết quả thu được sau khi hoàn thành đề tài này trước tiên là sẽ giúp chúng em có thể hiểu sâu hơn về các bộ nghịch lưu, các phương pháp biến đổi điện áp. Từ đó sẽ tích luỹ được kiến thức cho các năm học sau và ra ngoài thực tế.
4. Nội dung cần hoàn thành:
- Lập kế hoạch thực hiện.
- Giới thiệu một số ứng dụng và đặc điểm của mạch nghịch lưu một pha.
- Phân tích nguyên lý làm việc và các thông số trong mạch nghịch lưu một pha.
- Thiết kế, chế tạo mạch nghịch lưu một pha đảm bảo yêu cầu:
+ Điện áp đầu vào một chiều U = 12V lấy từ ắc quy.
+ Điện áp đầu ra dùng cho các thiết bị điện xoay chiều có thể điều chỉnh U = 0ư220V, f = 50HZ , P = 220W.
+ Thí nghiệm, kiểm tra sản phẩm, sản phẩm phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật. Quyển thuyết minh, và các bản vẽ Ao, Folie mô tả đầy đủ nội dung của đề tài.
1. Phương án lựa chọn .
a. Phương án 1: Dùng Transistor công suất : Dùng hai Transistor công suất T và T dao động đa hài phát ra tín hiệu đóng. Hai Transistor T và T mắc cùng với bốn điện trở, trong đó có sử dụng trở công suất thành mạch tạo ra xung vuông.
Dùng các cổng logic : Có thể dùng các cổng logic như các cổng NAND, NOR, cổng đảo có thể dùng IC 4011 hoặc IC SN7400.
Dùng các con trigơ và vi mạch : Có thể dùng vi mạch 555 hoặc IC 4047B, SG3524 là những IC phát xung chủ đạo và xung này được qua một IC khuyếch đại thuật toán.
Phương án này tuy chuyển được nguồn một chiều 12V lên 220V xoay chiều nhưng có nhược điểm độ ổn định không cao .
b. Phương án 2:
Ta sử dụng ic sg3524,với nhiều tính năng ưu việt hơn, lấy nguồn trực tiếp 12v mà không cần bộ biến đổi nguồn nuôi cho ic. Dễ điều chỉnh độ rộng của xung ra, khoảng deal time vừa đủ để tạo ra chu kỳ xung âm mà không xảy ra hiện tượng trùng dẫn. Sg 3524 đưa ra xung trên 2 chân 11và 14 là dạng xung lấy từ emitơ của 2 transistor, bên trong Sg3524. Khi có xung tạo ra do dao động của mạch RC tại chân 6 va7 tạo ra với f=50hz, qua mạch lật trạng thái đưa 2 xung trên emitơ lệch nhau 180 độ. Điện áp ra max la 5,5v, min là 0.05v.
Điện áp ra từ chân 11-14 đưa vào cực G và kích mở cho mosfet IRF3205, với hai xung đưa ra liên tục kích mở và đóng với tần số f=50hz. Do máy biến áp điểm giữa sẽ tạo ra 2 sđđ lệch pha nhau 180o trên cuộn sơ cấp máy biến áp. Điều chỉnh độ rộng xung từ chân 9 bằng biến trở. Khi độ rộng xung được điều chỉnh sẽ thay đổi góc mở của IRF từ đó làm thay đổi điện áp cấp vào cuộn sơ cấp của biến áp. Từ trường sẽ cảm ứng sang cuộn thứ cấp, đưa ra điện áp ra 0ư220v tùy thuộc vào điều chỉnh độ rộng của xung cấp vào cực G của IRF.