Bài giảng chương 3 "Bộ biến đổi điện áp một chiều" giới thiệu đến các bạn những nội dung về biến đổi điện áp một chiều, bộ tăng áp, bộ biến đổi kép dạng đảo dòng,... Với các bạn đang học chuyên ngành Vật lý thì đây là tài liệu tham khảo hữu ích.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Chương 3: Bộ biến đổi điện áp một chiều
- Chương 4
BỘ BIẾN ĐỔI
ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU
1
- Bộ biến đổi điện áp một chiều
Trong nhiều ứng dụng công nghiệp, cần thiết phải biến đổi nguồn dc cố định thành nguồn
dc thay đổi được. Một bộ biến đổi như vậy được gọi là bộ biến đổi điện áp một chiều. Bộ
biến đổi kiểu này, về mặt chức năng, có thể xem như tương đương với một biến áp xoay
chiều có thể điều chỉnh điện áp ra một cách liên tục. Cũng giống như biến áp, bộ biến đổi
điện áp một chiều có thể dùng để tăng hoặc giảm điện áp từ nguồn dc ngõ vào.
Bộ biến đổi điện áp một chiều có rất nhiều ứng dụng trong công nghiệp và dân dụng.
Chúng có thể được dùng để điều khiển động cơ trong xe điện, cầu trục, thiết bị khai thác
mỏ, v.v…Chúng cũng có thể sử dụng trong các bộ nguồn dc cung cấp cho các thiết bị
điện tử.
2
- Bộ biến đổi điện áp một chiều
Chương này gồm hai phần chính:
Phần 1: khảo sát các bộ biến đổi dcdc căn bản:
Bộ biến đổi dcdc kiểu giảm áp
Bộ biến đổi dcdc kiểu tăng áp
Bộ biến đổi dcdc kiểu đảo dòng
Bộ biến đổi dcdc kiểu đảo áp
Bộ biến đổi dcdc kiểu tổng quát
Phần 2: khảo sát ứng dụng của bộ biến đổi điện áp một chiều dùng làm nguồn một chiều
kiểu đóng ngắt (Switching Mode Power Supplies)
3
- Bộ biến đổi điện áp một chiều
Ví dụ ứng dụng: sơ đồ khối bộ ổn áp DC dùng bộ biến đổi điện áp một chiều
Điện áp dc Điện áp dc Điện áp dc
Nguồn Chỉnh (không ổn định) (không ổn định) Bộ biến đổi (ổn định)
Tụ lọc Tải
xoay chiều lưu điện áp DC
Nguồn
acquy
4
- Điều khiển bộ biến đổi điện áp một chiều
ut
U
Ut
U
T1 T2
Ut
T
Nguyên lý hoạt động của một bộ biến đổi điện áp một chiều
5
- Điều khiển bộ biến đổi điện áp một chiều
Ut* (t/h đặt) uđk Tín hiệu
U t (t/h điều khiển
Bộ so sánh
hồi tiếp) khóa bán
dẫn
vustp
(sóng răng cưa)
a. Nguyên lý mạch tạo tín hiệu PWM
vustp
(sóng răng cưa)
uđk
Up
uđk > up
Tín hiệu
điều khiển
khóa bán
dẫn
T1
uđk < up
T2
T
b. Dạng sóng ngõ vào và ngõ ra của bộ so sánh 6
Nguyên lý mạch điều rộng xung (PWM)
- CÁC BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU CƠ BẢN
7
- Bộ giảm áp
8
- Bộ giảm áp
Chế độ dòng liên tục:
Điện áp ra ut có dạng xung
Giá trị trung bình của điện áp ngõ ra:
T
1 UT1 0T2 T
U t ut .dt U 1 U
T 0 T T
T1
: duty ratio (tỉ số điều chế)
T
T1
0 1 0 Ut U
T
Dòng trung bình ngõ ra:
Ut E
It
R
9
- Bộ giảm áp
Chế độ dòng gián đoạn:
Tính thời gian S dẫn qua công thức:
U T1 L
t 2 . ln e 1 1 ,
E R
Điện áp trung bình ngõ ra:
T1 T t2 t2
Ut U. E. U. E .(1 )
T T T
10
- Bộ giảm áp
Góc phần tư làm việc
11
- Bộ tăng áp
12
- Bộ tăng áp
Điện áp ra ut có dạng xung
Giá trị trung bình của điện áp ngõ ra:
T
1 0T1 UT2 T2
U t ut .dt U U (1 )
T 0 T T
T1
: duty ratio (tỉ số điều chế)
T
Nếu xem:
Ut là điện áp phía nguồn cấp năng lượng (E)
U là điện áp phía tải nhận năng lượng
Ut
Ta có: U Ut
1
13
- Bộ biến đổi kép dạng đảo dòng
14
- Bộ biến đổi kép dạng đảo dòng
1.5
S1 1
S1
0.5
0
1.5
S4 1
S2
0.5
0
300
200
ut
vd
100
0
20
it 10
id
0
20
i 10
iS
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Time (s) -3
x 10
Đáp ứng của hệ thống
S1, S4: dạng xung kích, ut: điện
Chopper lớpáp
C +ngõ
độngra,
cơiDC
t: dòng ngõ ra, i: dòng nguồn
kích từ độc lập 15
(Lư = 10mH, Rư = 0.25 Ω, f sw = 1000Hz
- Bộ biến đổi kép dạng đảo dòng
1.5
1
S1
S1 0.5
0
1.5
1
S2
S4 0.5
0
300
200
ut
vd
100
0
0
it -10
id
-20
0
i -10
iS
-20
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Time (s) x 10
-3
Đáp ứng của hệ thống
Chopper lớp C + động cơ DC kích từ độc lập
S1, S4: dạng xung kích, ut: điện áp ngõ ra, it: dòng ngõ ra, i: dòng nguồn 16
(Lư = 10mH, Rư = 0.25 Ω, f sw = 1000Hz
γ = 0.44, V = 240V, E = 110V)
- Bộ biến đổi kép dạng đảo dòng
1.5
1
S1
S1
0.5
0
1.5
1
S4 0.5
S2
0
300
200
ut
vd
100
0
50
it
id
0
-50
50
i
iS
0
-50
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04
Time (s)
Đáp ứng của hệ thống
Chopper lớp C + động cơ DC kích từ độc lập
S1, S4: dạng xung kích, ut: điện áp ngõ ra, it: dòng ngõ ra, i: dòng nguồn
(Lư = 10mH, Rư = 0.25 Ω, fsw = 100Hz 17
γ = 0.44, V = 240V, E = 110V)
- Bộ biến đổi kép dạng đảo dòng
Điện áp ra thay đổi giữa +U và 0 luôn luôn >0.
Dòng tải có thể đổi chiều
Luôn hoạt động ở chế độ dòng liên tục
Điện áp trung bình ngõ ra:
T1
Ut U. U . ; T1: thời gian S1 dẫn, T: chu kỳ đóng ngắt
T 18
- Bộ biến đổi kép dạng đảo áp
Tính liên tục hoặc gián đoạn của dòng tải phụ thuộc vào
thông số tải (R, L, E) và tỉ số điều chế
.
Dòng tải chỉ chạy theo một chiều, áp trên tải có thểđ
ổi chiều.
19
- Bộ biến đổi kép dạng đảo áp
Giản đồ kích 1:
S1 đóng cắt trong mỗi chu kỳ, T1 T (T1: thời gian đóng khóa S1),
T
S2: dẫn liên tục, điện áp trung bình ngõ ra: U t U 1 U
T
Tải nhận năng lượng từ nguồn
(T T1 )
S2: tắt liên tục, điện áp trung bình ngõ ra: U t U U (1 )
T
Tải trả năng lượng về nguồn 20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
