Download miễn phí Khóa luận Chế tạo nguồn xung lưỡng cực cho thí nghiệm công nghệ mạ mới
TÓM TẮT NỘI DUNG KHOÁ LUẬN
Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật và lựa chọn phương án thiết kế
để chế tạo thiết bị: “ Nguồn xung lưỡng cực cho thí nghiệm công nghệ mạ mới”
Các công việc chính được thực hiện là:
1. Thiết kế bộ phát xung vuông có tần số và độ rộng thay đổi được
- Khảo sát một số nguyên lý tạo xung
- Tìm hiểu IC LM3524 và thiết kế máy phát xung dùng IC này
2. Thiết kế tầng đệm công suất và tầng công suất nhằm tạo xung công xuất lưỡng cực
lối ra
- Khảo sát các linh kiện đóng mở cho nguồn một chiều: Như Tranzito, Tranzito
MOSFET, GTO, IGBT.
- Lựa chọn phương án dùng MOSFET làm công suất.
3. Thiết kế nguồn ổn áp một chiều điện áp ra biến đổi được từ 0V đến ± Ura max
- Khảo sát nguyên tắc ổn áp cổ điển và ổn áp xung.
- Tìm hiểu IC ổn áp LM317 và thiết kế nguồn ổn áp dựa trên nó.
4. Những việc bổ trợ cần thiết cho việc chế tạo hoàn chỉnh một thiết bị thí nghiệm
- Các mạch đo, chỉ thị điện áp, dòng, tần số. Đặc biệt có tính đến phần cơ khí
vỏ máy, lắp ráp và tiện lợi cho người sử dụng.
5. Kết quả
- Về thiết bị và các ứng dụng.

http://s1.luanvan.co/qYjQuXJz1boKCeiU9qAb3in9SJBEGxos/swf/2013/06/23/khoa_luan_che_tao_nguon_xung_luong_cuc_cho_thi_ngh.fyVdqRTg2B.swf luanvanco /luan-van/de-tai-ung-dung-tren-liketly-32208/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

ưu việt, nó
kết hợp được điểm mạnh của MOSFET đó là khả năng đóng cắt nhanh và được điều
khiển dễ dàng, cộng với ưu điểm của BJT là khả năng đóng cắt dòng điện lớn. Nhờ thế
IGBT ngày nay được sử dụng rộng rãi trong các bộ biến tần, tạo xung với công suất
lớn. Tuy nhiên ở thị trường Việt Nam thì việc tìm IGBT không phải là đơn giản.
Đối với các linh kiện công suất thì việc toả nhiệt cho nó là một vấn đề phải
được tính đến, do đó ta cần xem xét vấn đề này.
1.2.6. Vấn đề toả nhiệt cho linh kiện công suất
Tổn hao công suất được tính bằng tích của dòng điện chạy qua phần tử với
điện áp rơi trên phần tử biểu hiện dưới dạng nhiệt. Nhiệt lượng toả ra tỷ lệ với giá trị
trung bình của tổn hao công suất. Trong quá trình làm việc, nhiệt độ của bản thân cấu
trúc bán dẫn phải luôn dưới ở một giá trị cho phép (khoảng 120-1500C theo đặc tính kỹ
thuật của phần tử), vì vậy nhiệt lượng sinh ra cần tiêu tán để đảm bảo yêu cầu kỹ
thuật về nhiệt độ và độ bền của linh kiện điện tử.
Giang Cao S¬n K46§C 22
§¹i häc C«ng nghÖ Kho¸ LuËn Tèt NghiÖp
1.2.6.1. Mô hình truyền nhiệt
Nhiệt truyền từ nơi có nhiệt độ cao sang nơi có nhiệt độ thấp. Nhiệt lượng trao
đổi PT tỷ lệ với chênh lệch nhiệt độ theo hệ số, gọi là trở kháng truyền nhiệt RT. Theo
đó
PT =
TR
TT )( 21 −
Trong đó: PT[W]; T[0C]; RT[0C/W]
Sự cân bằng nhiệt sảy ra khi nhiệt lượng phát sinh bằng nhiệt lượng toả ra môi
trường
PTdt=Ad dtBθθ .+
Trong đó:
PT: công suất phát nhiệt trên phần tử [w]
A: nhiệt lượng riêng, bằng nhiệt lượng làm cho nhiệt độ phần tử thay đổi 10C [J]
B: công suất toả ra để nhiệt độ môi trường tăng thêm 10C [J]
θ : chênh lệch nhiệt độ giữa phần tử và môi trường [0C]
Viết lại phương trình vi phân trên dưới dạng:
PT = A θθ .Bdt
d + (*)
Giả sử ở thời điểm t=0 chênh lệch nhiệt độ là θ =0, nghiệm của phương trình
(*) sẽ là: θ =θ max[1- T
t
eτ ]
Trong đó:
θ max = B
PT là chênh lệch nhiệt độ lớn nhất đạt được
Tτ = B
A là hằng số thời gian nhiệt
Hình18. Đường cong phát nhiệt
Giang Cao S¬n K46§C 23
§¹i häc C«ng nghÖ Kho¸ LuËn Tèt NghiÖp
Đường cong thay đổi nhiệt độ được thể hiện trên hình 18 ứng với 2 công suất
phát nhiệt khác nhau PT1>PT2. Dạng đường cong nhiệt độ như trên hình 18 chỉ đúng
cho môi trường đồng nhất, ví dụ một bản nhôm hay đồng. Tuy nhiên phần tử bán dẫn
được gắn lên bộ phận toả nhiệt là một môi trường không đồng nhất vì thể tích nhỏ nên
khả năng tích nhiệt kém sẽ tăng rất nhanh. Nhiệt lượng từ phần tử truyền ra cánh toả
nhiệt, rồi từ đó truyền ra môi trường. Sẽ có sự chênh lệch nhiệt độ giữa phần tử, cánh
toả nhiệt, môi trường. Tương ứng giữa các bộ phận giáp nhau sẽ có trở kháng truyền
nhiệt khác nhau.
Mô hình hệ thống toả nhiệt được mô tả trên hình 19.
Hình 19. Mô hình truyền nhiệt
Hình 19 cũng thể hiện được nhiệt độ giảm từ phần tử Tj tới vở phần tử TV, tới
cánh toả nhiệt Th và tới môi trường Tn.
Dòng nhiệt truyền từ cấu trúc bán dẫn ra đến vỏ phần tử, từ vỏ đến cánh toả
nhiệt và từ cánh toả nhiệt ra ngoài môi trường. Giữa các môi trường tiếp giáp nhau thì
có trở kháng toả nhiệt là: Rth=Rth(j-v) , Rth(v-h), Rth(h-a)
Do đó trở kháng toả nhiệt sẽ bằng tổng trở kháng toả nhiệt giữa các vùng tiếp
giáp nhau Rth=Rth(j-v) + Rth(v-h) + Rth(h-a).
Như vậy, nhiệt độ giả tưởng của cấu trúc bán dẫn sẽ là Tj = Ta+PT.Rth
Biểu thức này thường được sử dụng để xác định Rth cần thiết khi biết nhiệt độ giới hạn
Tj của phần tử, nhiệt độ làm việc của môi trường Ta và công suất phát nhiệt PT.
Giang Cao S¬n K46§C 24
§¹i häc C«ng nghÖ Kho¸ LuËn Tèt NghiÖp
1.2.6.2. Tính toán toả nhiệt
0
Hinh 20. Đồ thị nhiệt độ và công suất toả nhiệt lớn nhất cho phép
Hình 20 mô tả đồ thị nhiệt độ và công suất toả nhiệt lớn nhất cho phép giữa
công suất lớn có thể toả ra ngoài môi trường và nhiệt độ vỏ phần tử phụ thuộc nhau
theo biểu thức:
Pmax = constR
T
vjth
V =−
− )(
max, 25
( trong đó giả thiết nhiệt độ môi trường là 250C)
Mối quan hệ giữa nhiệt độ và công suất toả nhiệt lớn nhất cho phép được thể
hiện ở hình 20. Theo đó khi nhiệt độ cấu trúc bán dẫn bằng nhiệt độ cực đại cho phép
TJ,max thì công suất toả nhiệt sẽ bằng 0, đồng nghĩa với việc phần tử bán dẫn bị phá
huỷ. Các số liệu này ( đồ thị hình 20) cho mỗi phần tử bán dẫn được cho trong đặc tính
kỹ thuật của nhà sản xuất. Để đảm bảo cấu trúc bán dẫn ở một nhiệt độ thích hợp ta
phải gắn phần tử bán dẫn lên một cánh toả nhiệt.
Khi đó:
Pmax = constR
T
ajth
V =−
− )(
max, 25
Theo mô hình truyền nhiệt trên hình 19 ta có :
Tj : nhiệt độ của cấu trúc bán dẫn, cho bởi nhà sản xuất
TV: nhiệt độ vỏ của phần tử
Th : nhiệt độ cánh tản nhiệt
Ta : nhiệt độ môi trường
Pth: tổn hao phát nhiệt trong phần tử, được tính toán bởi người sử dụng
Rth(j-v): trở kháng nhiệt giữa cấu trúc bán dẫn và vỏ cho bởi nhà sản xuất
Giang Cao S¬n K46§C 25
§¹i häc C«ng nghÖ Kho¸ LuËn Tèt NghiÖp
Rth(v-h): trở kháng nhiệt giữa vỏ và cánh toả nhiệt, phụ thuộc hình dạng
kích thước vỏ phần tử, cho bởi nhà sản xuất.
Rth(h-a): trở kháng nhiệt giữa cánh toả nhiệt và môi trường cho bởi nhà sản
xuất ra cánh toả nhiệt.
Rth(h-a) = )( )()(
max,
max,
hvthvjth
th
aJ RR
P
TT
−− +−−
Giá trị Rth(h-a) cho phép chọn được loại toả nhiệt theo yêu cầu dựa vào đặc tính
của một số loại toả nhiệt do nhà sản xuất cung cấp.
1.2.7. Vấn đề chung về dao động và khảo sát IC LM3524
1.2.7.1. Các vấn đề chung về tạo dao động
Mạch tạo dao động có thể tạo ra dao động có dạng khác nhau: xung sin, xung
chữ nhật, xung tam giác, xung răng cưa…
Các tham số cơ bản của mạch tạo dao động gồm tần số, biên độ, điện áp, độ ổn
định tần số, công suất. tuỳ từng trường hợp vào mục đích sử dụng, khi thiết kế có thể đặc biệt
quan tâm đến một vài thông số nào đó hay hạ thấp yêu cầu với các tham số khác,
nghĩa là tuỳ vào yêu cầu sử dụng mà cân nhắc và xác định tham số một cách hợp lý.
*) Điều kiện tạo dao động và đặc điểm của mạch tạo dao động
K (1)
K ht (2)
X’r
a’
a
rX
XV
Hình 21 mô tả sơ đồ khối mạch tạo dao động theo nguyên tắc hồi tiếp. Trong
đó (1) là khối khuyếch đại có hệ số khuyếch đại K = k.ej kϕ và (2) là khối hồi tiếp có
hệ số truyền đạt htjhtht ekK ϕ.= . Nếu đặt vào đầu vào tín hiệu vX và giả thiết
K . htK =1 thì rX ' = Xv vì rX ' = K . htK . vX khi đó tín hiệu lối vào của mạch khyếch
đại Xv và tín hiệu ra của mạch hồi tiếp rX ' bằng nhau cả về biên độ và pha nên có thể
Hình 21
21
Giang Cao S¬n K46§C 26
§¹i häc C«ng nghÖ Kho¸ LuËn Tèt NghiÖp
nói đầu a và a’ với nhau mà tín hiệu ra vẫn không thay đổi. Lúc này ta có sơ đồ khối
mạch tạo dao động làm việc theo nguyên tắc hồi tiếp.
Như vậy trong sơ đồ hình 21, chỉ có dao động mà tần số thoả mãn điều kiện
K . htK =1 (1)
Vì K và htK đều là những số phức nên (1) có thể viết l

---