Bộ BIếN ĐổI áP MộT CHIềU

Chia sẻ: Dinh Quang Hieu Hieu | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:48

0
91
lượt xem
32
download

Bộ BIếN ĐổI áP MộT CHIềU

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bộ biến đổi áp một chiều (BBĐA1C) hay gọi đầy đủ là bộ biến đổi xung điện áp một chiều, sử dụng các ngắt điện bán dẫn ở sơ đồ thích hợp để Vao Ra BBĐ áp V o Một chiều t t biến đổi áp nguồn một chiều thành Hình 5.0.1 Định nghiã BBĐA1C chuỗi các xung áp, nhờ đó sẽ thay đổi được trị trung bình áp ra Vo

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bộ BIếN ĐổI áP MộT CHIềU

  1. Bài giảng tÜm tắt m¬n Điện tử c¬ng suất 1 CH¦¥NG 5 Bé BIÕN §æI ¸P MéT CHIÒU Bé biÕn ®æi ¸p mét chiÒu Vao Ra (BB§A1C) hay gäi ®Çy ®ñ lµ bé BB§ ¸p Vo Mét chiÒu biÕn t t ®æi xung ®iÖn ¸p mét chiÒu, sö dông c¸c ng¾t ®iÖn b¸n dÉn ë s¬ ®å thÝch hîp ®Ó biÕn ®æi ¸p nguån mét chiÒu thµnh H×nh 5.0.1 §Þnh nghi· BB§A1C chuçi c¸c xung ¸p, nhê ®ã sÏ thay ®æi ®îc trÞ trung b×nh ¸p ra Vo (h×nh 5.0.1). V× thÕ BB§A1C cßn ®îc gäi lµ bé b¨m ®iÖn ¸p (hacheur hay chopper). D¹ng ¸p ra BB§A1C thay ®æi theo theo chu kú T gåm thêi gian cã xung ton vµ kho¶ng nghØ T - ton. Cã c¸c nguyªn lý ®iÒu khiÓn: - §iÒu chÕ ®é réng xung (PWM - viÕt t¾t Pulse - Width - Modulation) khi chu kú T kh”ng ®æi, thay ®æi thêi gian ®ãng ®iÖn ton.  = ton/T gäi lµ ®é réng xung t¬ng ®èi. - §iÒu chÕ tÇn sè khi ton kh”ng ®æi, chu kú T thay ®æi. - §iÒu khiÓn hæn hîp, khi c¶ T vµ ton ®Òu thay ®æi. Hai ph¬ng ph¸p sau Ýt th”ng dông trong thêi gian gÇn ®©y, nã g¾n liÒn víi nh÷ng m¹ch ®iÖn cô thÓ, thêng lµ ®¬n gi¶n. ChÊt lîng cña chóng thêng kh”ng cao víi nhîc ®iÓm lín nhÊt lµ tÇn sè lµm viÖc cña hÖ thèng bÞ thay ®æi. Trong mét sè tµi liÖu, c¸c bé biÕn ®æi xung ®iÖn ¸p mét chiÒu ®ãng ng¾t nguån ®iÖn cung cÊp cho t¶i nh ®· ®Þnh nghi· trªn ®îc xÕp vµo nhãm FORWARD, ph©n biÖt víi c¸c bé biÕn ®æi lµm viÖc qua trung gian cuén d©y gäi lµ FLYBACK. Ngoµi ra, cßn cã mét sè s¬ ®å cã ®é tæng qu¸t kh”ng cao, kh”ng ®îc tr×nh bµy trong ch¬ng nµy. V.1 KH¶O S¸T Bé BIÕN §æI ¸P MéT CHIÒU LO¹I FORWARD:
  2. Bé biÕn ®æi ¸p mét chiÒu lo¹i FORWARD phan t phÇn t ®îc ph©n lo¹i theo sè phÇn t mÆt ph¼ng t¶i thø II thø I Vo >0, Io Vo, I, >0 mµ 0; Vo, Vo, Io
  3. Học k× 2 năm học 2004-2005 S1 i + o + D1 D3 D1 + R S1 S1 S3 D2 L io i o Vo V V V _ E _ D2 S Vo _ D2 S D4 S4 2 2 (a) (b) (c) H×nh 5.1.2: S¬ ®å c¸c bé biÕn ®æi (a) mét phÇn t; (b) hai phÇn t; (c) ba phÇn t + H×nh 5.1.2.b1 BB§ D3 lµm viÖc 2 S1 io phÇn t I vµ IV V D2 Vo _ S4 (b1) 1. Kh¶o s¸t bé biÕn ®æi lµm viÖc mét phÇn t mÆt ph¼ng t¶i: Trªn h×nh 5.1.2.(a) ng¾t ®iÖn b¸n dÉn mét chiÒu S1, nh ta ®· biÕt chØ cã thÓ dÉn ®iÖn mét chiÒu tõ ®Çu + cña nguån. V× thÕ H×nh 5.1.3: D¹ng sãng cña BB§ mét trÞ sè tøc thêi ¸p, dßng ra vO, iO vµ trÞ sè ¼ t¶i RLE trung b×nh cña chóng Vo, Io chØ cã thÓ d¬ng, vµ bé biÕn ®æi nh vËy chØ lµm viÖc ®îc ë phÇn t thø nhÊt cña mÆt ph¼ng t¶i. XÐt chu kú tùa x¸c lËp - khi c¸c d¹ng sãng sÏ lËp l¹i ë mçi chu kú, trªn h×nh 5.1.3. (a) tr×nh bµy tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ng¾t ®iÖn S1. TÝn hiÖu cao (hay 1) t¬ng øng ng¾t ®iÖn ®ãng, thÊp (hay 0) lµ ng¾t. T¹i t = 0, S1 ®ãng. Ph¬ng tr×nh vi ph©n m” t¶ hÖ thèng: V  Ri  L di o ®iÒu kiÖn ®Çu i ( 0 )  I E , víi min o dt o
  4. Gi¶i ra : io t −t V− ,  L   I  xl − I xl 1 − víi I xl 1 E  R / I R  min e    : thêi h”ng ®iÖn tõ, Ixl1 : dßng qua m¹ch khi x¸c lËp ( t  ∞ ). i o t on  −t / on  I xl 1 − I xl 1 − I max  I min e Khi t ton , S1 ng¾t dßng t¶i kh”ng thay ®æi tøc thêi, khÐp m¹ch qua diod phãng ®iÖn D2. Ph¬ng tr×nh vi ph©n m” t¶ hÖ thèng khi chän l¹i gèc thêi gian: Trang 2 / Bộ biến đổi áp một chiều http://www.khvt.com
  5. Bài giảng tÜm tắt m¬n Điện tử c¬ng suất 1 di i 0)  I 0  Ri o  E , o  L dt  víi ®i kiÖ ®Ç o  ma Òu n u ( x Gi¶i ra : i o t −t /  −E I x 2 I xl 2 − I max e víi I xl 2  R − Vµ i o T − t −T −t on /  on   I xl 2  I xl 2 − I max e  I min vµ cho phÐp tÝnh ra Imax, Imin vµ d¹ng cña iO theo t nh h×nh 5.1.3.(b). 1 / − E ; I V e /  − E I max V −e R −t   min  R t −1  on on R R     1  e  −e  T / −  −T /  1 vµ nhÊp nh” dßng ra: I  I −  TrÞ trung b×nh ¸p ra: 2 t on ⋅ V  mi t , vµ dßng ra on V o −E V o  T T  n max I V , víi  Io  khi sö dông nguyªn lý xÕp chång cho thµnh phÇn mét chiÒu cña ¸p ra R vO. TÝnh gÇn ®óng: Khi T
  6.  V  1  L t on  I min − v× iO thay ®æi theo ®êng th¼ng, trÞ trung b×nh I I ma  min  V E dßng I x 2  −R o  vµ nhÊp nh” dßng I −I ma  min  V  −  I x 2  T   2 1  L gi¸ trÞ nµy cùc ®¹i 1, ® VT khi lóc ã   8 L 2 I  NhËn xÐt: nhÊp nh” dßng kh”ng phô thuéc trÞ trung b×nh dßng t¶i Io vµ ®iÖn trë t¶i R. Khi E hay R t¨ng, Io gi¶m trong khi I kh”ng ®æi. V× Imin = Io - I, ®ßng ®iÖn sÏ gi¸n ®o¹n khi Io < I [ h×nh 5.1.3.(c)]. Khi dßng gi¸n ®o¹n, trong mét chu kú cã kho¶ng thêi gian iO = 0, vO = E, trÞ trung b×nh ¸p ra Vo sÏ t¨ng, b”ng : V o  1 T −t x E  Vt on T víi tx: kho¶ng thêi gian cã dßng Cã thÓ tÝnh ®îc tX khi ¸p dông c¸c c”ng thøc tõ ®Õn cho chu kú H×nh 5.1.4: D¹ng sãng víi chu kú gi¶ ®Þnh b”ng tX (h×nh 5.1.4) vµ ®iÒu kiÖn gi¶ ®Þnh tX Imin = 0: Trang 3 / Bộ biến đổi áp một chiều © Huỳnh Văn Kiểm
  7. Học k× 2 năm học 2004-2005  E  I Vt  t VRt 2 I ox  x V on x x on  on LE vµ  −   2 L  −   ⇒   t x  VRt 2 R      on LV t x  t VRt on 2 . on LV VRt 2 on LE C”ng thøc nµy còng cho ta ®iÒu kiÖn ®Ó bé biÕn ®æi cã dßng gi¸n ®o¹n: ®ã lµ chu kú x t T≥ víi tX tÝnh theo . VÝ dô 4.1: a. TÝnh c¸c th”ng sè vµ vÏ d¹ng dßng ¸p trªn t¶i cña BB§ ¸p lµm viÖc1/4 mp t¶i. V = 100 V, T = 100 microgi©y, tON = 30 microgi©y, R = 5 ohm,L = 0.001 henry, E = 20V Gi¶ sö dßng liªn tôc:  = 30/100 = 0.3, suy ra: I = (100*30*10-6*(1-0.3))/(2*10*10-3)= 0.105A Vo = 100.(30/100)= 30 volt; Io = (30 - 20)/5 = 2 A. Imax = Io + I = 2.105 A. Imin = Io - I = 1.895 A > 0 , gi¶ thuyÕt dßng liªn tôc lµ ®óng. KiÓm tra l¹i:  = 0.01 / 5 = 0.002 gi©y, tõ , 10 e 30 E −2  1 A 0 −6 / 2 E  0  89535 Imin = 5 −3 −1  5 46 e 100 E −6 / 2 E −3 −1  10 1 −e −30 0 E −6 / 2 E − 2  A ,suy ra I = 0.1049954 A . Imax = −3   0  2 10534 5 −100 E 54 −6 / 2 E 5 −3 1 −e  Nh vËy sai sè gi÷a hai c¸ch tÝnh lµ kh”ng ®¸ng kÓ. KiÓm tra c¸c thêi h”ng: T = 100 E-6
  8. thuyÕt. T/ =  vµ ®· cã tON/T §Æt =  , thÕ vµo khi lu ý t on T b. sö E thay ®æi, tÝnh gi¸ trÞ E ®Ó dßng trë nªn gi¸n Gi¶      e : ®o¹n.e ; e e −    BiÕt r”ng I kh”ng thay ®æi theo E, trêng hîp giíi h¹n cña dßng liªn tôc x¶y ra khi Imin−e vµ− E ; I I = 0.105 A. cho ta : = 0  Io = I max V  V e − − E  30 - 5*0.105 = 29.475 R R E = V - R.Io−=   mi  R   1  volt. 1   Rn     −   − −x x2 KiÓm tra l¹i, thÕ gi¸ trÞ E nµy vµo, tX = 100 micro gi©y = T. e   e volt th× tX < 100 micro gi©y vµ dßng b¾t ®Çu gi¸n  VËy khi E > 29.475   ®o¹n.  Bµi tËpï 4.1: Suy ra tõ . V× T
  9. Bài giảng tÜm tắt m¬n Điện tử c¬ng suất 1 : ⎡1 −1  1 −( / ) E  V  ⋅   −   E I max V 2 −( 2 ) − E  V  ⎤  R  R   / 2 R⎢ 2 R 2 −  R   2 − R 1   ⎣ 1 −1 ⎥  2  −(  / 2   ) ) ⎦ 1  −(  / t¬ng tù : I min V  −   E ,   R  R1 − 2 −    suy ra I  − V T 1 − v×  = L/R  V 2 2 L R Bµi tËpï 4.2: BiÖn luËn chÕ ®é dßng ®iÖn BB§ lµm viÖc ¼ mÆt ph¼ng t¶i theo søc ph¶n ®iÖn E vµ : Khi tON gi¶m hay E t¨ng, dßng ®iÖn gi¶m. Víi tON = tGH ,øng víi gh = tGH / T, ta cã trêng hîp giíi h¹n gi÷a dßng liªn tôc vµ gi¸n ®o¹n khi Imin = 0. Khi tON < tGH hay E t¨ng, dßng gi¸n ®o¹n vµ ngîc l¹i. Khi Imin = 0, cho ta ph¬ng tr×nh: ⎛ g ⎞ E gh  h ⋅ − ≈ g ⎛ −  ⎞  qg  ⎜e   − gh ⎟   h  1 h⎜  ⎟ ⎠ H×nh 5.1.5: BiÖn luËn V  ⎟   dßng gi¸n ®o¹n (tÝnh ⎝ e 1 2  ⎠ ⎜ to¸n chÝnh  − 1 ⎝   H×nh 5.1.5 cho ta quan hÖ qgh(gh) víi  lµ th”ng sè, x¸c) biÓu thøc gÇøn ®óng ¸p dông khi = T qgh dßng sÏ gi¸n ®o¹n. Vµ ngîc l¹i, cïng gi¸ trÞ q khi  < gh, dßng còng sÏ gi¸n ®o¹n.
  10. Bµi tËpï 4.3: T×m bÒ réng xung tX cña BB§ lµm viÖc ¼ mÆt ph¼ng t¶i, t¶i RL trong chÕ ®é dßng ®iÖn gi¸n ®o¹n: (h×nh 5.1.4) víi Ib® = 0 cho V  − −t /  . ThÕ kÕt qu¶ nµy vµo ta −E on  I max    e  R 1 , ®Ó ý ph¶i thay T b”ng tX v× ®©y lµ d¹ng xung cña dßng gi¸n ®o¹n, kÕt qu¶ nhËn ®îc:    ⋅   V−  − −   t ⋅ ln   E     E  e 1 1 e x Thö l¹i: víi  = 0.01 gi©y, T = 100 microgi©y, tON = 30 microgi©y, E = 44 V, V = 100 V, tÝnh ®îc tX = 68 microgi©y, cïng kÕt qu¶ víi , ®Ó ý  = L/R. 2. Kh¶o s¸t bé biÕn ®æi lµm viÖc hai phÇn t mÆt ph¼ng t¶i I vµ II: Trong h×nh 5.1.2.(b), hai ng¾t ®iÖn b¸n dÉn mét chiÒu lµm viÖc ng- îc pha nhau: khi S1 ®ãng, S2 ng¾t vµ ngîc l¹i. Ký hiÖu: 1S S2 Nh vËy, c¸c ng¾t ®iÖn S1, S2 vµ diod D1, D2 cho phÐp dßng t¶i iO ch¶y theo hai chiÒu, trong khi ¸p ra chØ cã thÓ d¬ng: bé biÕn ®æi cã thÓ lµm viÖc ë Trang 5 / Bộ biến đổi áp một chiều © Huỳnh Văn Kiểm
  11. Học k× 2 năm học 2004-2005 phÇn t thø nhÊt vµ hai. ViÖc ®ãng ng¾t ®¶o pha hai ng¾t ®iÖn m¾c nèi tiÕp kh”ng dÔ dµng trong thùc tÕ khi ta ®Ó ý thêi gian turn on cña ng¾t ®iÖn b¸n dÉn bao giê còng bÐ h¬n thêi gian turn off. Khi ®ã cã thÓ x¶y ra ng¾n m¹ch nguån t¹m thêi khi ng¾t ®iÖn turn off cha kÞp OFF trong khi ng¾t ®iÖn turn on ®· ON (sù trïng dÉn). §Ó tr¸nh hiÖn tîng nµy ta cÇn thªm vµo mét khe thêi gian ®ñ lín (phô thuéc vµo lo¹i ng¾t ®iÖn) c¶ hai ng¾t ®iÖn ®Òu kho¸ lµm trung gian cho qu¸ tr×nh chuyÓn m¹ch. Kh¶o s¸t bé biÕn ®æi nh víi s¬ ®å lµm viÖc mét phÇn t cho ra cïng kÕt qu¶, c¸c c”ng thøc tõ ®Õn ®Òu cã thÓ ¸p dông. Nhng c¸c dßng ®iÖn ®Òu cã thÓ lín hay nhá h¬n zero, suy ra kh”ng cã chÕ ®é dßng gi¸n ®o¹n. C¸c d¹ng dßng ¸p ®îc vÏ trªn h×nh 5.1.6 : H×nh 5.1.6: C¸c trêng hîp dßng ®iÖn cña BB§ lµm viÖc nhiÒu h¬n ¼ D¹ng dßng iO h×nh (a) t¬ng øng víi mÆt ph¼ng t¶i trêng hîptrÞ trung b×nh dßng ra Io >> 0. Diod D1 vµ ng¾t ®iÖn S2 kh”ng cã dßng, thùc tÕ m¹ch ho¹t ®éng nh bé biÕn ®æi mét phÇn t. D¹ng dßng (b) x¶y ra khi søc ph¶n ®iÖn t¶i E xÊp xØ trÞ trung b×nh ¸p ra Vo, trÞ trung b×nh tiÕn vÒ 0 vµ c¶ 4 linh kiÖn c”ng suÊt ®Òu tham gia dÉn ®iÖn.trong tõng giai ®o¹n nh trªn h×nh. D¹ng dßng ( c) x¶y ra khi trÞ trung b×nh dßng ra Io
  12. ®iÖn ®éng bÐ h¬n nguån V nhng vÉn cã thÓ ®a n¨ng lîng vÒ nguån nhê bé biÕn ®æi ¸p mét chiÒu khi cã trÞ sè trung b×nh ¸p ra Vo thÝch hîp (Vo < E). VÝ dô 4.2: Kh¶o s¸t BB§ ¸p mét chiÒu h×nh 5.1.2 (b) vãi nguån V = 100 volt, søc ®iÖn ®éng t¶i E = 40 volt, R = 5 ohm, L = 1 mH, T = 100 micro gi©y. VÏ d¹ng dßng ra trong c¸c trêng hîp ®é réng xung t¬ng ®èi  lÇn lît lµ 0.5; 0.3; 0.2. a.  = 0.5. I = 100*0.0001*0.5(1 - 0.5)/(2*0.001)= 1.25 ampe. Trung b×nh ¸p ra Vo = 0.5*100 = 50 volt => Io = (50 - 40)/5 = 2 ampe. Trang 6 / Bộ biến đổi áp một chiều http://www.khvt.com
  13. Bài giảng tÜm tắt m¬n Điện tử c¬ng suất 1 VËy Imin = 2 - 1.25 = 0.75 ampe; . Imax = 2 + 1.25 = 3.25 ampe, t¬ng øng víi trêng hîp dßng ®iÖn d¹ng (a) cña h×nh 5.1.6. b.  = 0.4 I = 100*0.0001*0.4(1 - 0.4)/(2*0.001)= 1.2 ampe. Trung b×nh ¸p ra Vo = 0.4*100 = 40 volt => Io = (40 - 40)/5 = 0 ampe. VËy Imin = 0 - 1.2 =- 1.2 ampe; . Imax = 0 + 1.2 = 1.2 ampe, t¬ng øng víi trêng hîp dßng ®iÖn d¹ng (b) cña h×nh 5.1.6. b.  = 0.3 I = 100*0.0001*0.3(1 - 0.3)/(2*0.001)= 1.05 ampe. Trung b×nh ¸p ra Vo = 0.3*100 = 30 volt => Io = (30 - 40)/5 = - 2 ampe. VËy Imin =- 2 - 1.05 =- 3.05 ampe; . Imax =- 2 + 1.05 = - 0.95 ampe, t¬ng øng víi trêng hîp dßng ®iÖn d¹ng (c) cña h×nh 5.1.6. BB§ t¨ng ¸p: + BB§ ¸p mét chiÒu lµm viÖc 1 phÇn t D1 L i chØ cã thÓ cung cÊp ¸p ngá ra bÐ h¬n ¸p o nguån nªn cßn cã tªn gäi lµ BB§ gi¶m ¸p. V R v XÐt BB§ hai phÇn t h×nh 5.1.2.b, khi o E S2 lµm viÖc ë phÇn t thø II, chØ cã S2 vµ D1 _ lµm viÖc (vÏ l¹i trªn h×nh 5.1.7). N¨ng lîng cña s®® t¶i E ®îc tr¶ vÒ nguån ( iO < 0 ) nhng ta vÉn H×nh 5.1.7: BB§ t¨ng ¸p cã trung b×nh ¸p ra VO bÐ h¬n ¸p nguån V. S¬ ®å h×nh 5.1.7 ®îc gäi lµ BB§ t¨ng ¸p, khi ¸p cña phi¸ cung cÊp (¸p t¶i) VO bÐ h¬n ¸p nguån V (phÝa nhËn). ë BB§ t¨ng ¸p, ta ®Þnh nghi· tON lµ thêi gian dÉn ®iÖn cña S2, c”ng thøc tÝnh trÞ trung b×nh VO sÏ thay ®æi, t¬ng øng víi viÖc thay thÕ  b”ng (1 -  trong Ta cã VO = V .(1 -  dßng qua t¶i IO = (VO - E)/R < 0 t¬ng øng VO < E.
  14. CÇn lu ý chØ ®óng khi dßng t¶i iO liªn tôc, nhê vµo kh¶ n¨ng tÝch tr÷ n¨ng lîng ë d¹ng dßng ®iÖn cña tù c¶m L. Kh”ng cã søc ®iÖn ®éng c¶m øng cña L, dßng kh”ng thÓ ch¹y tõ t¶i E cã ®iÖn ¸p bÐ vÒ nguån V lín ®îc. BB§ t¨ng ¸p lµ mét s¬ ®å trong nhãm BB§ ¸p mét chiÒu d¹ng FLYBACK, cã kh¶ n¨ng t¨ng-gi¶m ¸p víi tù c¶m L ®îc xem nh lµ mét thµnh phÇn cña BB§. 3. Kh¶o s¸t bé biÕn ®æi lµm viÖc bèn phÇn t mÆt ph¼ng t¶i: H×nh 5.1.2.(c) cho ta s¬ ®å cÇu cña bé biÕn ®æi lµm viÖc bèn phÇn t mÆt ph¼ng t¶i. Ta còng cã thÓ sö dông s¬ ®å víi hai nguån nh h×nh 5.1.8. Trong s¬ ®å Trang 7 / Bộ biến đổi áp một chiều © Huỳnh Văn Kiểm
  15. Học k× 2 năm học 2004-2005 cÇu, c¸c ng¾t ®iÖn S1, S4 cung cÊp ®iÖn ¸p d¬ng vµ c¸c ng¾t ®iÖn S2, S3 cung cÊp ®iÖn ¸p ©m cho t¶i. C¸c diod song song ngîc víi ng¾t ®iÖn ®¶m b¶o dßng ®iÖn lu th”ng hai chiÒu. Cã thÓ lý luËn t¬ng tù ®Ó chøng minh kh¶ n¨ng lµm viÖc ë bèn phÇn t mÆt ph¼ng t¶i cña s¬ ®å sö dông hai nguån: S1 cung cÊp ®iÖn ¸p d¬ng cho t¶i vµ ®iÖn ¸p ©m b”ng S2. C¸c s¬ ®å lµm viÖc 4 phÇn t mÆt ph¼ng t¶i dïng ®Ó cung cÊp cho t¶i: +V S1 D1 - ¸p ®¶o chiÒu (lµm viÖc ë phÇn t I hay III) i - dßng vµ ¸p ®¶o chiÒu (lµm viÖc I, II hay III, o IV) S2 Vo - dßng vµ ¸p cã dÊu bÊt kú phô thuéc yªu cÇu. D2 _ t¬ng øng víi nhiÒu c¸ch ®iÒu khiÓn c¸c ng¾t V ®iÖn bé biÕn ®æi. Cã hai c¸ch chÝnh: - §iÒu khiÓn chung hay hoµn toµn: H×nh 5.1.8: BB§ lµm S 1  S 4  S 2  S 3 . Khi ®ã d¹ng ¸p ra lu”n cã viÖc bèn phÇn t mÆt hai cùc ph¼ng t¶i, s¬ ®å hai tÝnh: vO d¬ng khi S1 ®ãng vµ ©m khi S1 ng¾t - nguån d¹ng sãng h×nh 5.1.9.(a), nhng ¸p ra lµ d¹ng xung cã biªn ®é thay ®æi trong kho¶ng -V ®Õn +V, lµm cho nhÊp nh” dßng ®iÖn t¨ng gÊp ®”i so víi d¹ng xung mét cùc tÝnh 0 .. V: I  I V 1 T −max L  min I   2 − víi  = tON/T; tON lµ thêi gian ON cña S1, S4. Ph¬ng ¸n ®iÒu khiÓn chung cho phÐp thay ®æ liªn tôc ¸p ra tõ ©m sang d¬ng khi thay ®æi ®é réng xung t¬ng ®èi tON/T :  1 ⎡ ⋅ V V t V T t −− o T on ⎣on
  16. ⎤ 2 −1  ⎦ Dßng t¶i cã thÓ d¬ng hay ©m phô thuéc vµo t¬ng quan gi÷a trung b×nh ¸p ra VO vµ s®® t¶i E (theo nguyªn lý xÕp chång). I O O V E −  R - §iÒu khiÓn riªng hay kh”ng hoµn toµn: Mçi lóc chØ ®ãng ng¾t mét trong hai nhãm S1, S4 cung cÊp ¸p d¬ng vµ S2, S3 cung cÊp ¸p ©m cho t¶i - d¹ng sãng ¸p ra t¶i thuÇn trë ®îc vÏ trªn h×nh 5.1.9.(b). Ph¬ng ¸n ®iÒu khiÓn riªng cung cÊp xung mét cùc tÝnh cho ¸p ra. C”ng thøc tÝnh to¸n nh trêng hîp BB§ mét phÇn t. Cã thÓ thÊy dÔ dµng r”ng BB§ cung cÊp ¸p ®¶o chiÒu, lµm viÖc ë phÇn t I hay III phô thuéc vµo cÆp ng¾t ®iÖn lµm viÖc vµ nh vËy c¸ch H×nh 5.1.9.(a) d¹ng sãng ¸p ra Trang 8 / Bộ biến đổi áp một chiều http://www.khvt.com
  17. Bài giảng tÜm tắt m¬n Điện tử c¬ng suất 1 tÝnh to¸n sÏ gièng nh ë kh¶o s¸t BB§ mét §K chung phÇn t. ¦u ®iÓm cña c¸ch ®iÒu khiÓn nµy lµ nhÊp nh” dßng, ¸p ra bÐ h¬n, s¬ ®å ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n. Ngoµi viÖc dßng t¶i kh”ng thÓ ®¶o chiÒu, s¬ ®å ®iÒu khiÓn cÇn cã tÝn hiÖu chän dÊu cho ®iÖn ¸p ra (t¬ng øng víi chän nhãm ng¾t ®iÖn lµm viÖc). H×nh 5.1.9.(b) d¹ng sãng ¸p ra §iÒu nµy sÏ lµm hÖ thèng kh”ng lµm viÖc ®îc hay t¸c ®éng chËm quanh ®iÓm ¸p §K riªng ra b”ng kh”ng. Trong thùc tÕ cã nhiÒu s¬ ®å ®iÒu khiÓn kh¸c nhau n”m gi÷a hai nguyªn lý ®iÒu khiÓn trªn, dÊu hiÖu ®Ó ph©n nhãm lµ ®iÒu khiÓn riªng lu”n yªu cÇu tÝn hiÖu chän cùc tÝnh ¸p ra trong khi ®iÒu khiÓn chung lu”n lu”n cã thÓ thay ®æi ¸p ra liªn tùc quanh gi¸ trÞ 0 volt. V 4. Kh¶o s¸t s¬ ®å h×nh 5.1.2.b1 t io E on t¶i RLE: Bé biÕn ®æi lµm viÖc hai phÇn t I vµ IV. C¸c ng¾t ®iÖn S1 vµ S4 cïng S1, S4 D2, D3 t ®ãng vµ cïng khãa víi ®é réng xung Tx T t¬ng ®èi  = ton/T. Khi ®Ó ý ng¾t ®iÖn b¸n dÉn chØ h×nh 5.1.10: ¸p, dßng BB§ h×nh 5.1.2.b1 dÉn ®iÖn mét chiÒu, dßng qua t¶i chØ cã khi dßng gi¸n ®o¹n thÓ lµ chiÒu + quy íc: iO ≥ 0 . S1, S4 dÉn ®iÖn: vO = V > 0 S1, S4 khãa: N¨ng lîng tÝch trö trong L cho phÐp t¶i phãng ®iÖn vÒ nguån qua c¸c diod D2 vµ D3: ¸p ra vO = - V < 0.
  18. Nh vËy bé biÕn ®æi cã d¹ng ¸p ra  V, tuú thuéc vµo t¬ng quan thêi gian gi÷a xung ¸p d¬ng vµ ©m mµ ¸p ra cã thÓ d¬ng hay ©m (h×nh 5.1.10). TÝnh to¸n m¹ch khi dßng t¶i liªn tôc: Khi cã t¶i thÝch øng, dßng t¶i liªn tôc: iO t¨ng trong kho¶ng ton vµ gi¶m (cha b”ng 0) trong thêi gian cßn l¹i cña chu kú.VËy ta cã d¹ng ¸p, dßng cña BB§ 4 phÇn t vµ trung b×nh ¸p ra ®îc tÝnh theo vµ nhÊp nh” dßng tÝnh b”ng . TrÞ trung b×nh dßng vÉn lµ IO = (VO - E)/R. Lu”n nhí lµ dßng ra iO Trang 9 / Bộ biến đổi áp một chiều © Huỳnh Văn Kiểm
  19. Học k× 2 năm học 2004-2005 chØ cã thÓ d¬ng, khi IO gi¶m, dßng cã xu híng tiÕn ®Õn g¸n ®o¹n. Khi dßng gi¸n ®o¹n, c¸c tÝnh to¸n trì nªn phøc t¹p h¬n. Bµi tËp: T×m ®iÒu kiÖn ®Ó cã ¸p ra VO < 0, ®iÒu kiÖn ®Ó cã dßng liªn tôc. 5. Kh¶o s¸t sãng hµi ¸p dßng trªn t¶i RLE: a. Sãng hµi ®iÖn ¸p: Cã thÓ ph©n lµm hai trêng hîp: dßng liªn tôc vµ gi¸n ®o¹n. Khi dßng liªn tôc, d¹ng ¸p ra chØ phô thuéc ®é réng xung t¬ng ®èi . Khi dßng gi¸n ®o¹n, d¹ng ¸p ra cßn phô thuéc søc ph¶n ®iÖn E. Tuy nhiªn chØ cÇn kh¶o s¸t trêng hîp dßng ®iÖn gi¸n ®o¹n, trêng hîp dßng liªn tôc t¬ng øng víi tX = T . Khai triÓn Fourier cho d¹ng ¸p ra vO h×nh 5.1.3.c : ∞ ∞ v  V ∑ A sin nwt  B cos nwt V ∑ V sin nwt   víi o o n 1 n n o n 1 n n 2 2 −1 V n  A n  B n , n  tg A n / B n vµ w  2 / T Vo ®îc tÝnh b”ng ; An, Bn cã thÓ tÝch ph©n theo d¹ng sãng vO h×nh 5.1.3.c, khi ®Ó ý chu kú T t¬ng øng víi 2 1 2  1 ⎛ t on ⋅ 2  / T 2  ⎞ An  v o ⋅ sin nwt ⋅ dwt  ⎜V ⋅ sin nwt ⋅ dwt E ⋅ sin nwt ⋅ dwt ⎟  ∫0 ⎝∫0 ∫t x ⋅ 2 / T ⎠ V E V E An  1 −cos nwt on − 1 −cos nwt x ; B n  sin nwt on − sin nwt x  n  n  n  n  Biªn ®é vµ ®é lÖch pha cña sãng hµi bËc n ë trêng hîp dßng liªn tôc tX = T lµ: 2V −1 Vn  1 −cos nwt on ; n  tg sin nwt on /  −cos nwt on  n  b. Sãng hµi dßng ®iÖn t¶i RLE: Sãng hµi dßng ®iÖn t¶i RLE ®îc tÝnh khi ¸p dông nguyªn lý xÕp chång, nh ®· kh¶o s¸t trong ch¬ng chØnh lu §K pha (môc IV.3.6 ).
  20. 6. Sù lµm viÖc song song c¸c bé biÕn ®æi: T¬ng tù nh ë bé nguån chØnh lu, sö dông song song c¸c bé biÕn ®æi cã 2 t¸c dông: - T¨ng c”ng suÊt ngá ra thay v× nèi song song c¸c ng¾t ®iÖn ®Ó t¨ng c”ng suÊt BB§. Khi c”ng suÊt t¶i lín vît qu¸ kh¶ n¨ng cña c¸c ng¾t ®iÖn cã s½n, viÖc song Trang 10 / Bộ biến đổi áp một chiều http://www.khvt.com

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản