TRÖÔØNG ÑH KYÕ THUAÄT COÂNG NGHEÄ TP.HCM TN ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT
KHOA ÑIEÄN – ÑIEÄN TÖÛ
BAØI 5: THÍ NGHIEÄM BOÄ BIEÁN ÑOÅI NGUOÀN DC–DC COÂNG SUAÁT
(SWITCHING DC – DC INVERTER)
A. PHAÀN LYÙ THUYEÁT
Caùc boä bieán ñoåi nguoàn DC-DC vôùi ñieàu khieån chuyeån maïch (Switching)
yeáu toá coâng suaát nhö Transistor hoaëc MOSFET cho pheùp taïo nguoàn DC töø theá
Uin thaønh theá ra Uo (Uo<Uin) vôùi doøng taûi lôùn. Thieát bò ñaûm baûo hieäu suaát söû
duïng cao ngay caû trong tröôøng hôïp khi cheânh leäch ñieän aùp vaøo vaø ra laø cöïc ñaïi.
Treân hình 5.1.a giôùi thieäu sô ñoà khoùa Transistor vôùi taûi ñieän caûm vaø ñieän
dung. Khi taùc ñoäng xung ñieàu khieån seõ laøm baûo hoøa transistor T1 trong thôøi gian
t1, ñöa theá collector T1 leân giaù trò nguoàn, vaø caám T1 trong thôøi gian t2 (hình
5.1b). Keát quaû laø loái ra yeáu toá chuyeån maïch T1 coù chuoãi xung coù bieân ñoä töø 0
ñeán Ui. Boä loïc LC thöïc hieän 1 vieäc san baèng xung theá vuoâng goùc loái ra. Giaù trò
theá ra seõ baèng:
Uo = Ui.t1 / (t1 + t2)
t
R1
+Uin
+U
c
SD
Xung
Ñieàu khieån Uo
C
T1
+Uin
+U O
+UC
T
t2 t1
a) b)
Hình 5.1: Boä nguoàn chuyeån maïch
Neáu thay ñoåi ñoä roäng xung t1 ñieàu khieån daãn Tranristor, khi giöõ nguyeân
taàn soá ñieàn khieån (t1+t2=const), coù theå thay ñoåi theá ra Uo trong khoaûng roäng.
Trong cheá ñoä daãn baõo hoøa, suït theá treân transistor laø nhoû, coâng suaát tieâu
taùn treân transistor laø raát nhoû so vôùi phöông phaùp ñieàu khieån tuyeán tính vaø khoâng
phuï thuoäc vaøo hieäu theá giöõa theá vaøo vaø theá ra.
Trang 28
TRÖÔØNG ÑH KYÕ THUAÄT COÂNG NGHEÄ TP.HCM TN ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT
KHOA ÑIEÄN – ÑIEÄN TÖÛ
ISOLATED FEEDBACK
GND GND
IC3B
+ 12V
C1
K1
COUNTER
TP3
I
IC3B
CONPARATOR
GENERATION
TP3
12V
C1
K1 CONPARATOR
IC3B
+ 12V
I
- 12V
+ 12V+ 12V+ 12V
SWITCHING DC - DC INVERTER
PEC - 503
Hình 5.2: Sô ñoà khoái ñieàu khieån nguoàn DC-DC
Maùy phaùt goàm sô ñoà phaùt vaø boä ñeám, cho ra xung vuoâng goùc tröïc tieáp (loái
ra P). Caùc xung vuoâng goùc cuõng ñieàu khieån khoùa K1 ôû baùn kyø ngaét cho pheùp
doøng I naïp cho tuï C5 ñeå hình thaønh xung raêng cöa. Xung naøy ñöôïc taàng ngöôõng
IC3B caét ngöôõng ñoàng boä vaø hình thaønh xung ra. Keát quaû laø khi thay ñoåi ngöôõng
Vref, ñoä roäng xung ra thay ñoåi. Maïch hình thaønh ñoä roäng xung treân K2, C6,
IC3A ngöôïc pha vôùi maïch treân K1, C5 vaø IC3B. Vì vaäy khi troän hai tín hieäu nhôø
coång IC4, cho pheùp taïo chuoãi xung ra vôùi ñoä roäng thay ñoåi töø 0 ñeán 100%. Maïch
phaûn hoài caùch ly (ISOLATED FEEDBACK) thöïc chaát laø boä caùch ly quang, cho
pheùp bieán ñoåi theá Uo thaønh ñieän theá phaûn hoài. Söï thay ñoåi ñieän theá ra do taûi seõ
laøm thay ñoåi ñieän theá ñeå söû duïng hieäu chænh ñoä roäng xung ñieàu khieån vaø cho
pheùp buø tröø söï thay ñoåi theá ra do taûi. Maïch treân IC5 thöïc hieän vai troø haøm PID
nhaèm ñaûm baûo ñaùp öùng loái ra toát nhaát.
Trang 29
TRÖÔØNG ÑH KYÕ THUAÄT COÂNG NGHEÄ TP.HCM TN ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT
KHOA ÑIEÄN – ÑIEÄN TÖÛ
B. PHAÀN THÖÏC HAØNH
I. THIEÁT BÒ SÖÛ DUÏNG:
1. Thieát bò cho thöïc taäp veà bieán ñoåi nguoàn DC-DC (hình 5.3), chöùa caùc phaàn
chöùc naêng:
- Baûng nguoàn PE-500PS, chöùa Aptomat 1 pha cho caùc oå ñieän 220VAC,
Aprtomat chính 3 pha caáp nguoàn cho thí nghieäm, caàu chì (~24V AC),
ñeøn baùo nguoàn, Caùc loái ra cho nguoàn ~24V AC/10A 3 pha, nguoàn 1
chieàu +12V/1.5A vaø –12V/1.5A.
- Module taïo xung ñieàu khieån ñoàng boä: PEC-503.
- Module MOSFET: PE –515
- Module taûi PEL-521
2. Dao ñoäng kyù 2 tia.
3. Phuï tuøng: daây coù choát caém hai ñaàu.
PEL-521 PE-515 PEC-503
Hình 5.3: Thieát bò thöïc taäp veà bieán ñoåi nguoàn DC-DC coâng suaát
Trang 30
TRÖÔØNG ÑH KYÕ THUAÄT COÂNG NGHEÄ TP.HCM TN ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT
KHOA ÑIEÄN – ÑIEÄN TÖÛ
II. CAÙC BAØI THÖÏC TAÄP
1.1 Khaûo saùt boä hình thaønh tín hieäu ñieàu khieån:
- Söû duïng khoái PEC – 503 (hình 5.2)
- Kieåm tra vieäc caáp nguoàn ±12V vaø ñaát cho sô ñoà ñieàu khieån PEC – 503
- Noái theá chuaån Ut vôùi Vref ñeå caáp theá töø bieán trôû P3 cho caùc boä so saùnh.
1.2 Ñaëc bieán trôû P1 (FREQUENCY) vaø P3 ôû vò trí giöõa.
Söû duïng dao ñoäng kyù quan saùt daïng soùng tín hieäu taïi caùc choát töø TP1tôùi
TP13. Veõ daïng ñoà xung quan saùt theo tín hieäu ñoàng boä TP1,TP2 vaø TP13.
Veõ vaøo baùo caùo.
Vaën bieán trôû P3 ñeå thay ñoåi ngöôõng ñieàu khieån ñoàng boä. Quan saùt söï thay
ñoåi tín hieäu töông öùng.
1.3 Noái choát W vôùi C. quan saùt tín hieäu ra taïi G-S. Veõ vaøo baùo caùo.
2. Khaûo saùt boä bieán ñoåi nguoàn DC – DC khi khoâng coù phaûn hoài:
1. Sô ñoà ñieàu khieån vôùi xung vuoâng:
1.1. Noái sô ñoà ñeå taïo boä bieán ñoåi DC-DC (hình 5.4)
- Noái loái ra G vaø S cuûa khoái PEC-503 vôùi caùc choát G vaø S töông öùng cuûa
khoái coâng suaát PEC-515 (hình 5.2).
- Noái choát C vôùi P (PEC-503) ñeå caáp xung vuoâng goùc cho POWER
MOSFET.
- Noái choát ñeå caáp nguoàn ~24VAC töø PE-500PS cho loái vaøo VAC IN cuûa
PEC-515.
- Gaén 3 taûi trôû R1-R2-R3 (PEC-521) noái tieáp ñeå söû duïng 3 giaù trò taûi R1,
R1+R2, R1+R2+R3.
1.2 Söû duïng dao ñoäng kyù ñeå quan saùt tín hieäu giöõa G vaø S cuûa TR1. Veõ laïi
daïng tín hieäu giöõa S vaø Uo- vaøo baùo caùo. Ño theá ra Uo (giöõa Uo+&Uo-)
1.3 Vaën bieán trôû P1 (FREQUENCY) ñeå thay ñoåi taàn soá maùy phaùt. Ghi keát
quaû ño (Theá ra Uo, Ñoä maáp moâ theá ra theo taûi) öùng vôùi caùc taàn soá phaùt
khaùc nhau vaøo baûng keát quaû ño.
2. Sô ñoà ñieàu khieån vôùi xung coù ñoä roäng thay ñoåi:
2.1 Noái sô ñoà ñeå taïo boä bieán ñoåi nguoàn DC – DC (hình 5.4)
- Noái loái ra G vaø S cuûa khoái PEC-503 vôùi caùc choát G vaø S töông öùng cuûa
khoái coâng suaát PEC-515 (hình 5.2).
- Noái choát C vôùi W (PEC-503) ñeå caáp xung vuoâng goùc cho POWER
MOSFET.
Trang 31
TRÖÔØNG ÑH KYÕ THUAÄT COÂNG NGHEÄ TP.HCM TN ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT
KHOA ÑIEÄN – ÑIEÄN TÖÛ
- Noái choát ñeå caáp nguoàn ~24VAC töø PE-500PS cho loái vaøo VAC IN cuûa
PEC-515.
- Gaén 3 taûi trôû R (PEC-521) noái tieáp ñeå söû duïng 3 giaù trò taûi R1, R1+R2,
R1+R2+R3.
2.2 Söû duïng dao ñoäng kyù ñeå quan saùt tín hieäu giöõa G vaø S cuûa TR1. Veõ laïi
daïng tín hieäu giöõa S vaø Uo- vaøo baùo caùo. Ño theá ra giöõa (Uo+ - Uo-).
2.3 Vaën bieán trôû P1 (FREQUENCY) ñeå taàn soá maùy phaùt = 20kHz. Ghi keát quaû
ño (Theá ra Uo, Ñoä maáp moâ theá ra theo taûi) öùng vôùi caùc ñoä roäng xung theo
% cuûa chu kyø T (chænh P3) vaøøo baûng keát quaû ño.
2.4 Nhaän xeùt keát quaû ño treân baûng keát quaû ño veà söï phuï thuoäc coâng suaát vaø ñoä
maáp moâ theá ra vaøo ñoä roäng xung.
Trang 32