Chọn giá trị điện cảm
a. Xác định tần số đóng ngắt (switching frequency) cho mạch tăng áp
Ví dụ: Fsw = 300kHz
b. Xác định điện áp đầu vào và đầu ra
Ví dụ: Vin = 12V, Vout = 24V
c. Xác định chu kỳ đóng ngắt (duty cycle)
Dutycycle = 1 – (Vin / Vout)
Ví dụ:
Dutycycle = 1 – (Vin / Vout) = 1 – (12V / 24V) = 50%
d. Biết dòng tải tối đa, (Iload)
Ví dụ: Iload_max = 10A
e. Biết dòng đầu vào (Iin)
Dòng đầu vào = Vout X Iload_max / Vin
Ví dụ:
Dòng đầu vào = Vout X Iload_max / Vin = 24V X 10A / 12V = 20A
Phương trình trên chỉ là một phương pháp nhanh; không chính xác lắm nhưng đủ để làm.
f. Giả sử dòng gợn (ripple)
Quy tắc ngón tay cái là 10%-30% dòng đầu vào.
Ví dụ: ripple = 10% X Iin = 0.1 X 20A = 2A
g. Tính giá trị điện cảm bằng phương trình dưới đây
L = [ (Dutycycle / Fsw) X Vin ] / [ ripple ]
Ví dụ:
L = [ (0.5 / 300kHz) X 12V ] / [ 2A ] = 10uH
Trong đó;
- Dutycycle – chu kỳ đóng ngắt của mạch tăng áp
- Fsw – Tần số đóng ngắt của mạch tăng áp
- Vin – Điện áp đầu vào của mạch tăng áp
- Vsw_drop – Độ sụt áp của công tắc (có thể giả sử bằng 0 lý tưởng)
- Ripple – dòng gợn của cuộn cảm
- Vout – Điện áp đầu ra của mạch tăng áp
2. Chọn giá trị điện cảm dựa trên linh kiện trong danh mục và tính lại dòng gợn
Trong trường hợp giá trị điện cảm tính được không phải là giá trị chuẩn, bạn cần chọn một giá trị chuẩn. Sau đó, viết lại phương trình điện cảm để tính dòng gợn tương ứng dựa trên điện cảm đã chọn.
Giá trị điện cảm tính được ở trên đã là một giá trị chuẩn.
3. Tính dòng đỉnh (Ipeak)
Dòng đỉnh sẽ là cơ sở cho định mức dòng bão hòa của cuộn cảm. Cuộn cảm thực tế phải có định mức dòng bão hòa cao hơn dòng đỉnh tính được.
Ipeak = [ Dutycycle X ripple – 2 X Iload – ripple ] / [ 2 X (Dutycycle – 1) ]
Ví dụ:
Ipeak = [ 0.5 X 2A – 2 X 10A – 2A ] / [ 2 X (0.5 – 1) ] = 21A
4. Tính dòng RMS
Dòng RMS cần thiết để xác định phù hợp cho định mức dòng liên tục của cuộn cảm.
Irms = [ ripple / sqrt(3) ] + Ipeak – ripple
Ví dụ:
Irms = [ ripple / sqrt(3) ] + Ipeak – ripple = [ 2A / sqrt(3) ] + 21A – 2A = 20.15A
5. Lựa chọn linh kiện cuối cùng
Chọn cuộn cảm có điện cảm 10uH. Chọn loại có dung sai nhỏ nhất. Dòng RMS của cuộn cảm phải cao hơn 20.15A. Xem xét ứng suất tối đa 75%. Định mức dòng bão hòa của cuộn cảm phải cao hơn 21A. Ứng suất tối đa 75% sẽ hợp lý.
Trả lời