Lời mở đầu
Ngày nay điện tử công suất được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết
các ngành công nghiệp hiện đại như truyền thông điện, giao thông, đường
sắt, các quá trình điện phân trong công nghiệp hoá chất, trong rất nhiều các
thiết bị công nghiệp và dân dụng khác nhau…
Một cách đơn giản nhất có thể hiểu điện tử công suất là công nghệ
biến đổi điện năng từ dạng này sang dạng khác trong đó các bộ biến đổi là
đối tượng nghiên cứu cơ bản của điện tử công suất
Bộ biến đổi push – pull converter là một bộ biến đổi được thiết kế theo kiểu
DC – DC với việc sử dụng IC TL494 có độ lớn điện áp đầu ra có thể nhỏ
hơn hoặc lớn hơn điện áp đầu vào.
Việc áp dụng nguyên lý hoạt động của bộ biến đổi push-pull nói
riêng và môn điện tử công suất nói chung đã góp phần giải quyết những bài
toán kĩ thuật phức tạp trong lĩnh vực tự động hoá cũng như trong đời sống
hàng ngày. Giúp nâng cao và cải thiện chất lượng cuộc sống.
Đối với sinh viên tự động hoá, môn học điện tử công suất là một
môn rất quan trọng. Với sự giảng dạy nhiệt tình của các thầy cô trong khoa
chúng em đã từng bước tiếp cận môn học. Để có thể nắm vững lý thuyết và
áp dụng vào thực tế, ở học kì này chúng em được thầy giáo cho đồ án môn
học với đề tài về việc “Sử dụng bộ biến đổi push - pull converter trong điện
tử công suất”. Đây là một đề tài có nhiều ứng dụng trong thực tế. Với sự cố
gắng của các bạn trong nhóm cùng với sự chỉ bảo của thầy trong bộ môn và
đặc biệt là thầy Kiên Trung đã giúp chúng em hoàn thành đề tài này
Song với lượng kiến thức còn hạn chế và thời gian có hạn, bản báo
cáo thực tập của chúng em không tránh khỏi những sai sót và hạn chế rất
mong được sự chỉ bảo góp ý của các thầy cô và bạn về
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên
Nhóm sinh viên thực tập lớp K16-CDBK
1
Mục lục

Khi công tắc đóng ,điện áp sẽ làm cho dòng qua cuộn cảm tăng lên ,dòng
tải cấp bởi tụ điện .
Khi công tắc ngắt ,dòng qua cuộn cảm giảm gây nên ở cuối của cuộn dây
một điện ap cùng với điện áp Vin (điện áp trên tụ) làm cho điện áp đầu ra
của tải cao hơn điện áp đầu vào
Dòng ra và công suất ra tải:dòng tải ra và dòng qua phần tử đóng cắt – các
transitor không bằng nhau và giá trị dòng ra của tải bao giờ cũng nhỏ hơn
dòng qua các transitor đóng ngắt.Công suất đầu vào bao giờ cũng lớn hơn
đầu ra .Do đó ,nếu điện áp đầu ra lớn hơn điện áp đầu vào thì cũng đồng
nghĩa với dòng điện đầu ra nhỏ hơn dòng vào.
-Buck-Boost: Điện áp ra ngược cực tính so với điện áp vào.
Đây là bộ switching đảo ,lấy điện áp một chiều đầu vào và đưa ra đầu ra
điện áp một chiều có cực tính ngược lại so với đầu vào .Độ lớn điện áp đầu
ra có thể nhỏ hơn hoăc lớn hơn đầu vào. Khi công tắc đóng ON ,điện áp
Vin sinh dòng điện tăng dần trong cuộn cảm ,lúc này dòng ra tải là dòng
điện phóng ra của tụ.Khi công tắc ngắt OFF dòng điện giảm dần trong cuộn
cảm sinh ra điện áp trên cuộn ,diode dẫn cho phép dong nạp cho tụ và cung
cấp cho tải.
-Fly-back: Điện áp ra nhỏ hơn hoặc lớn hơn đầu vào và có nhiều đầu ra
multi output).
Trong các mô hình nguồn switching,mô hình kiểu Flyback là linh hoạt nhất.
Cho phép người thiết kế tạo ra một hoặc nhiều cấp điện áp ra (kể cả đảo
chiều cực tính)
Các bộ biến đổi kiểu Flyback được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống sử
dụng nguồn pin hoặc acqui, có một nguồn điện áp vào duy nhất để cung cấp
3
cho hệ thống cần nhiều cấp điện áp(+5V,+12V,-12V) với hiệu suất chuyển
đổi cao.
Đặc điểm quan trọng của bộ biến đổi Flyback là pha(cực tính) của biến áp
xung được biểu diễn bởi các dấu chấm trên các cuộn sơ cấp và thứ cấp.

Chu kỳ cứ lặp đi lặp lại 2 trạng thái ngắt mở của mosfet 1 và 2 tạo điện áp
đầu ra liên tục ở đầu ra máy biến áp.
*Đặc điểm
- Dùng hai transitor để biến đổi DC-DC .Mỗi transitor lần lượt dẫn trong
mỗi nửa chi kỳ và không bao giờ cùng dẫn.
-Điện áp đầu vào và đầu ra được cách ly với nhau,đảm bảo an toàn cho
người và thiết bị bên đầu vào
5
4.Tính toán tham số
- Việc chuyển đổi kéo đẩy cho máy biến áp tần số cao với một điện áp
ra xoay chiều, nơi tiêu cực cũng như một nửa năng lượng tích
cực swing transferes. Các điện áp được chính V1can + Vin,-Vin hay
không tùy thuộc vào cặp của bóng bán dẫn (T1, T4 hoặc T2, T3) được
bật lên hay là tắt. Ở phía thứ cấp điện áp xoay chiều được chỉnh lưu và mịn
màng qua tụ lọc cuộn cảm L và tụ lọc C
out- Các chu kỳ nhiệm vụ t
1
/T về mặt lý thuyết có thể làm tăng tới
100%. Điều này là không thể trong thực tế vì Transitor được kết nối nối
tiếp các bóng bán dẫn T1, T2 hoặc T3, T4 phải được chuyển với một sự
khác biệt thời gian tránh ngắn mạch của nguồn cung cấp đầu vào. Tỉ lệ của
máy biến áp phải được tính
Các bóng bán dẫn của bộ chuyển đổi kéo đẩy có thể được chuyển
đổi với các nhiệm vụ tối đa với chu kỳ là 0,5s. Điều này dẫn đến chu
kỳ nhiệm vụ tối đa sau khi chỉnh t1 / T = 1.
6
Phần 2:Giới thiệu về IC TL494

+ Chân 15 và 16 nhận điện áp hồi tiếp
2.Sơ đồ khối
8
3.Các tham số cơ bản
ĐIỀU KIỆN HOẠT ĐỘNG TL 494
Đặc điểm
Ký hiệu Nhỏ nhất
Trung bình
Lớn nhất
Đơn vị
Nguồn cung cấp
VCC 7,0 15 40 V
Nhóm hiệu điện thế đầu ra
VC1,VC2 - 30 40 V
Nhóm đầu ra hiện tại
IC1,IC2 - - mA
Hiệu điện thế khuếch đại đầu vào
Vin -0,3 -
VCC-2.0
V
Thong tin phản hồi
lfb - - 0.3 mA
Kết quả thực nghiệm
lref - - 10 mA
Thời gian điện trở
RT 1.8 30 500 K&
Thời gian tụ
CT 0.0047 0.001 10
∝F
Tần số dao động

1.1
1.5
1.3
2.5
V
Giới hạn điều khiển đầu ra
IOCL IOCH -
-
10
0.2
-
3.5
∝A
mA
Điện áp đẩu ra tăng theo thời gian
tr
Điện áp đẩu ra giảm theo thời
gian
tf
*Đặc tính điện
Đặc tính
Ký hiệu Nhỏ nhất Trung
bình
Lớn nhất Đơn vị
Lỗi phần khuếch đại
Điện áp bù đắp đầu vào
VIO - 2.0 10 mV
Hướng đầu vào hiện tại
IIO - 5.0 250 nA
Chế độ điện áp đầu vào

Tiêu chuẩn độ lệch tần số
fosc - 3.0 - %
Tần số thay đổi theo hiệu điện thế
-fosc - 0.1 - %
10
Tần số thay đổi theo nhiệt độ
-fosc - - 12 %
Hiệu điện thế khóa dưới
Ngưỡng bật tắt
Vth 5.5 6.43 7.0 V
Tổng thiết bị
Cung cấp chế độ chờ
Cung cấp trung bình
TL494 là IC cố định tần số xung điều biến độ rộng (PWM) điều khiển
mạch. Sự điều biến của xung đầu ra được thực hiện bằng cách so sánh các
dạng sóng răng cưa tạo ra bởi các bộ dao động về thời gian tụ điện (CT)
cho một trong hai tín hiệu điều khiển. Tại ngỏ ra được kích hoạt trong thời
gian khi điện áp răng cưa lớn hơn các tín hiệu điều khiển điện áp. Khi tín
hiệu điều khiển tăng, thời gian, trong đó đầu vào răng cưa là giảm lớn hơn;
Do đó, xung lượng giảm theo thời gian. Một xung lái-flip flop luân phiên
chỉ đạo điều chế xung cho hai linh kiện bán dẫn là 2 transistor NPN.
Hình 2 cho thấy mối quan hệ giữa các xung và các tín hiệu.
Các tín hiệu điều khiển được bắt nguồn từ hai nguồn: bộ so mẫu điều khiển
thời gian tắt (off-thời gian) và các mạch điều khiển độ sai lệch khuếch đại.
Điểu khiển tín hiệu tắt đầu vào là được so sánh trực tiếp bởi bộ kiểm soát
thời gian tắt. So sánh này với một điện áp cố định là 100-mV .Điều này tạo
ra một khoảng thời gian tắt khoảng 3%, đó là thời gian tắt tối thiểu có thể.
PWM so sánh tín hiệu điều khiển được tạo ra với các bộ sai lệch khuếch.
Một chức năng của các bộ khuếch đại lỗi là để theo dõi điện áp đầu ra và
11

không đổi, các giá trị trong số đó là xác định bởi điện trở thời gian bên
ngoài, RT. Điều này tạo ra một dạng sóng điện áp tuyến tính-đoạn đường
nối. Khi điện áp qua CT đạt 3 V, các bộ dao động mạch thải nó và các tính
phí chu kỳ là reinitiated. Việc nạp được xác định theo công thức:
ICHARGE = 3 V/RT
Thời kỳ của dạng sóng răng cưa là:
T = (3 V × CT)/ICHARGE (2)
Các tần số dao động sẽ trở thành:
fOSC = 1/(RT × CT)
Tuy nhiên, tần số dao động bằng tần số ra chỉ dành cho duy nhất-đã kết
thúc
ứng dụng. Đối với các ứng dụng push-pull, tần số đầu ra là một nửa tần số
dao động.
Single-kết thúc ứng dụng:
f = 1/(RT × CT)
Push-pull ứng dụng:s
f = 1/(2RT × CT)
Bộ dao động này được lập trình trong một phạm vi của 1 kHz đến 300 kHz.
Giá trị thiết thực cho RT và CT phạm vi từ 1 kΩ tới 500 kΩ và 470 pF đến
10 pF, tương ứng. Một biểu đồ của các tần số dao động so với RT và CT
được thể hiện trong hình 6. Sự ổn định của bộ dao động cho nhiệt độ không
khí tự do từ 0
O
C đến 70
O
C cho các phạm vi khác nhau của RT và CT cũng
được thể hiện trong hình 6.
Tại một tần số hoạt động của 150 kHz, thời kỳ của bộ dao động là 6,67 μs.
Thời gian chết thành lập bởi các nội bù đắp của bộ so sánh thời gian chết (~
3% thời gian) sản lượng một xóa xung là 200 ns. Đây là xung tẩy trống tối

-Bộ khuếch đại sai lệch
Một sơ đồ của mạch khuếch đại sai lệch được hiển thị trong hình 9.
16
Cả hai bộ khuếch đại sai lệch hoạt động dựa vào sự chênh lệch điện áp giữa
các nguồn cung cấp V
i
, và phạm vi chênh lệch điện áp cho phép ở nguồn V
i

là 0,3V đến 2 V so với V
i
.
Cả hai bộ khuếch đại đều hoạt động và tín hiệu ở đầu ra luôn ở mức cao.
Điều này cho phép mỗi bộ khuếch đại làm việc độc lập để giảm độ rộng
xung đầu ra.
Hình 11 Kỹ thuật điều khiển hồi tiếp khuếch đại thuật toán
17
Hình 12 biểu diễn đặc điểm chuyển mạch khuếch đại.
Điều này minh họa sự tăng tuyến tính của các bộ khuếch đại trong phạm vi
hoạt động đầu vào của bộ so sánh PWM (0,5 V đến 3,5 V). Điều này quan
trọng cho sự ổn định mạch tổng thể. Độ lợi vòng hở của mạch khuếch đại,
cho điện áp ở ngõ ra từ 0,5 V đến 3,5 V, là 60 dB
- Output-Control Logic: Điều khiển mức logic ở ngõ ra
Điều khiển các mức logic ở ngõ ra nhằm tăng tính linh hoạt thông qua sự
điều khiển từ bên ngoài. Thiết kế theo kiểu push-pull (kéo đẩy) nhằm tăng
hiệu suất làm việc
của mạch, có thể được tối ưu hóa do lựa chọn các cách điều khiển ngõ vào
khác nhau.
- Ngõ ra- Điều khiển ngõ vào
Bộ điều khiển ngõ vào –ngõ rar xác định xem ngõ ra của các Transistor là

Đồng bộ hóa
TL494 có thể dễ dàng đồng bộ hóa hai hay nhiều nguồn dao động trong hệ
thống.
Các bộ tự dao động chỉ được sử dụng để tạo các dạng sóng răng cưa mà tụ
điện là phần tử đảm nhiệm chức năng này, và các bộ tự dao động này có thể
bị khống chế bởi sóng răng cưa được cung cấp ngoài với các thiết bị đầu
cuối.
- Master / Slave đồng bộ
Để đồng bộ hóa hai hoặc nhiều TL494s, thành lập một thiết bị như các tổng
thể và xung dao động hoạt động bình thường.
21
56 56
- Đồng bộ hóa dao động của TL494 với một nguồn xung khác
Để đồng bộ hóa các TL494 để một đồng hồ bên ngoài, các bộ dao động nội
bộ có thể được sử dụng như một răng cưa, xung điện.
Khi chân B của Q1 được kích một xung (mức cao), lúc này Q1 dẫn, điện áp
tại chân C của Q1 bị sụt áp, RT ở mức thấp, đồng thời Q2 dẫn, có dòng từ
nguồn V
REF
qua Q2, xuống phân cực tại chân B(Q1) trong một thời gian
ngắn, chủ yếu mục đích của dòng này là từ nguồn V
REF
qua Q2 nạp vào hai
tụ CT và khi tụ CT được nạp đầy thì điện áp tại chân CT ở mức cao. Tụ C1
được kẹp ở giữa Q1 và tụ CT có chức năng tích điện để kích cho Q1, như
vậy sau khi kết thúc một chu kỳ như trên ta được điện áp RT = 0, CT=1
Sau đó, hai tụ C1, C2 xả điện áp cho đến gần 0V thì tạo điện áp thấp
tại B(Q1), Q1 không dẫn -> RT=1. Và lúc này thì các bộ tự dao động bên
trong bị vô hiệu hóa (ức chế) cho đến khi nào có một xung mới kích hoạt .
-Fail-Safe operation – giữ an toàn: bảo vệ

Khi xung kết thúc, các tín hiệu điều khiển đầu ra lại được kích hoạt và các
xung vào thời gian còn sót lại xuất hiện trên đầu ra ngược lại.
Vấn đề chính ở đây là việc thiếu kiểm soát thời gian tắt. Một xung đủ hẹp
có thể dẫn đến cả hai kết quả đầu ra được trên đồng thời, tùy thuộc vào sự
chậm trễ của các bên ngoài mạch.
Do đó, xung hạn chế hiện hành là tốt nhất thực hiện bên ngoài (xem hình
27).
Trong hình 27, hiện tại trong Transistor chuyển đổi là cảm ứng của RCL.
Q1 được tác động để dẫn, làm Q2 dẫn để điều khiển thời gian tắt. Q3 đóng
vai trò như là một mạch chốt để duy trì Q2 ở trạng thái bảo hòa khi Q1
ngưng dẫn. Các chốt vẫn còn trong trạng thái này, ức chế sự transistor đầu
ra, cho đến khi hoàn tất giai đoạn dao động và điện áp ra CT đến 0 V. Khi
CT = 0V làm Q3 và Q2 ngưng dẫn, cho phép điều khiển thời gian tắt để trở về
điện áp ban đầu của nó.
25