Mạch nghịch lưu 1 pha 12V to 220V

26-11-2011 | fee_08 | 0 phản hồi »

Đây là bài tập lớn của mình :” Thiết kế mạch nghịch lưu 1 pha 12V to 220V”

Phần I
Cơ sở lý thuyết

Như chúng ta đã biết để việc tạo ra dòng điện là bước tiến vĩ đại trong lịch sử loài người .Để sản xuất ra dòng điện xoay chiều có rất nhiều phương pháp như thủy điện,nhiệt điện .Nhìn chung các phương pháp trên áp dụng cho sản xuất điện công nghiệp , còn với các hộ gia đình khi nguồn điện công nghiệp bị cắt phương pháp chủ yếu được sử dụng ở đây là nghịch lưu dòng điện một chiều thành xoay chiều. Dựa trên phương pháp đó nhóm đưa ra sơ đồ nguyên lý tạo điện áp xoay chiều từ dòng một chiều.

I,Khối nguồn
Nguồn điện được sử dụng ở đây là nguồn điện một chiều lấy từ bình ắc quy .Thời gian sử dụng phụ thuộc chủ yếu vào dung
lượng lưu trữ của ắc quy .Công thức tính công suất phát của acquy như sau: P=u.i
ví dụ: acquy 12v 100Ah thì công suất phát :12.100=1200w
Nếu chạy bóng đèn compac 20w sẽ được 60 giờ .

II, Khối tạo tần số 50Hz
Nhiệm vụ của khối tạo ra sóng dao động đưa vào khối công suất với tần số điện công nghiệp. Sóng ở đây thường là hai dạng chính là hình sin hoặc vuông .Thường thì khối công suất trở kháng đầu vào rất nhỏ nên trên thực tế chúng ta cần một khối khuyếch đại đệm nhiệm vụ ổn định khối phát xung dao động giảm trở kháng đầu vào cho tầng công suất.

III,Khối công suất
Từ dạng sóng nhận được từ khối phát khối công suất sẽ khuyếch đại đưa đến biến áp tạo điện áp xoay chiều. Thường thì khối này sử dụng các linh kiện công suất như thysistor transistor chịu dòng lớn như D718,2N3055….yêu cầu cho khối này hoạt động tốt cần có hệ thống tản nhiệt làm mát.

IV,Biến áp nghịch lưu
Đây là thành phần chính quyết định tới công suất phát của mạch. Biến áp được sử dụng là biến áp nghịch lưu có tỷ số vòng dây của cuộn thứ cấp lớn hơn rất nhiều cuộn sơ cấp.Công suất của mạch được tính như sau: Pmax=U.I
Với I là dòng điện biến áp chịu được
U là hiệu điện thế đặt vào cuộn sơ cấp
Ví dụ một biến áp nghịch lưu 12V220V dòng điện 40A
Công suất tối đa của mạch sẽ là:12.40=480W chạy được một ti vi 2 quạt và 3 bóng típ 40W

Phần II

Sơ đồ mạch

Các bạn có thể thực hiện theo 1 trong các sơ đồ sau :

Còn đây là mạch mình thiết kế trong đồ án :

Chúng ta cần quan tâm đến IC CD4047
Chức năng: tạo sóng vuông hai nửa chu kỳ.
Đây là ic gồm 14 chân đóng gói dạng dip 100T. Điện áp hoạt động trong khoảng từ 3 đến 15 V. Chúng ta cần quan tâm tới chức năng của các chân sau:
Chân 1 đầu vào tụ C
Chân 2 đầu vào điện trở R
Chân 3 đầu vào R-C tạo dao động với tần số định sẵn
Chân 10 đầu ra xung vuông bán chu kỳ dương
Chân 11 đầu ra xung vuông bán chu kỳ âm
Chân 7 cấp nguồn âm
Chân 14 cấp nguồn dương
Tần số của xung vuông ra được tính theo công thức:
T= 2,.48RC

Phân tích mạch điện:
Đầu tiên IC 4047 phát ra sóng vuông với hai nửa chu kỳ.Với C=0,1uF ta điều chỉnh biến trở để tần số hoạt động là 50Hz .
Tín hiệu sóng vuông được xuất ra trên các chân 10,11 kích mở tran H1061,ở đây nó hoạt động như một khóa điện tử.
Trasistor H1061 là tran công suất tầm trung nhiệm vụ trong mạch kích mở tầng tran công suất lớn. Cụ thể khi có tín hiệu từ Ic lm358 đưa vào tran mở khi đó điện áp của tín hiệu được khuyếch đại đủ để kích mở cặp tran D718
Cặp tran công suất D718 hoạt động như một khóa điện tử đóng ngắt liên tục với tần số 50Hz của bộ phát xung .Từ sự đóng ngắt này dòng điện qua biến áp thay đổi theo dạng tín hiệu sóng vuông .Ở chu kỳ dương cuộn L1 của phần sơ cấp được cấp nguồn , điện áp ở đầu ra được khuyếch đại theo tỷ số vòng dây của biến áp. Lúc này đầu ra là chu kỳ dương .Ngược lại ở chu kỳ âm cuộn L2 của phần sơ cấp được cấp điện ,điện áp đầu ra là chu kỳ âm của tín hiệu.
Do đó đầu ra của biến áp điện áp là dòng điện xoay chiều tần số 50Hz ,dạng sóng vuông.

Mạch điện thực tế :