CHÖÔNG 1

BOÄ NGUOÀN MOÄT CHIEÀU CHEÁ ÑOÄ BOÄ NGUOÀN MOÄT CHIEÀU CHEÁ ÑOÄ XUNG

BBỘỘ BiBiẾẾN N ĐỔĐỔI DC/DC TUY

I DC/DC TUYẾẾN TÍNH C

N TÍNH CƠƠ BBẢẢNN

- Điều khiển điện áp ngõ ra V0 bằng cách điều khiển dòng IB - Khuyết điểm : Tổn hao công suất trên BJT = VCEIL

BBỘỘ BiBiẾẾN N ĐỔĐỔI DC/DC C

I DC/DC CƠƠ BBẢẢN CHN CHẾẾ ĐỘĐỘ XUNGXUNG

- Nguyên lý làm việc : điều khiển đóng cắt khóa D = tON/T - Ưu điểm : Hiệu suất cao - Khuyết : Độ nhấp nhô điện áp

BBỘỘ BiBiẾẾN N ĐỔĐỔI DC/DC D

NG BUCK I DC/DC DẠẠNG BUCK

Sơ đồ nguyên lý bộ Buck

http://www.dimensionengineering.com/DE-SW0XX.htm

http://www.dimensionengineering.com/DE-SW0XX.htm

http://www.dimensionengineering.com/DE-SWADJ.htm

https://www.fairchildsemi.com/applications/industrial-energy- conversion/solar-inverter/micro-converter-system/

BBỘỘ BiBiẾẾN N ĐỔĐỔI DC/DC D

NG BUCK I DC/DC DẠẠNG BUCK

Các đặc điểm khi mạch ở trạng thái xác lập : 1. Dòng qua cuộn L tuần hoàn với chu kỳ T 2. Điện áp trung bình trên cuộn kháng bằng 0 3. Dòng trung bình qua tụ điện bằng 0 4. Công suất ngõ ra bằng công suất ngõ vào

BBỘỘ BiBiẾẾN N ĐỔĐỔI DC/DC D

NG BUCK I DC/DC DẠẠNG BUCK

Các giả thiết : 1. Mạch vận hành ở xác lập 2. Dòng qua cuộn kháng liên tục (luôn dương) 3. Tụ điện rất lớn, điện áp ngõ ra không đổi và có giá trị V0 4. Chu kỳ đóng cắt T, thời gian đóng : DT, ngắt : (1-D)T

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

=

=

1. Khi khóa S đóng :

v

L

L

VV 0 s

di L dt

-

= =

di L dt dt

-

=

-

i

DT

( ONL

)

VV 0 s L L   

  

VV 0 s L

D

Trạng thái mạch – Sơ đồ tương đương

Các phương trình áp & dòng

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

-=

=

v

L

V 0

L

di L dt

2. Khi khóa S ngắt : Diode D dẫn

= =

V V 0 0 L

di di L L dt

- -

=

-

i

- (cid:215) D

( 10

)TD

L

(

OFF

)

V L

Trạng thái mạch – Sơ đồ tương đương

Các phương trình áp & dòng

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Giản đồ áp và dòng bộ biến đổi Buck (a) Áp trên cuộn L (b) Dòng qua cuộn L (c) Dòng qua tụ C

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

D+

=

Sự biến thiên dòng iL khi khóa đóng và ngắt là như nhau ⇒ quan hệ giữa áp ngõ vào và ngõ ra

i

0

i

L L

( (

) )

) )

D

=

-

DT

- (cid:215) - (cid:215)

( 1

) TD

0

OFF OFF V 0 L

( ONL ONL ( VV 0 s L =⇒ V 0

DV s

(cid:215)

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

=

+

=

+

D

I

I

( 1

) TD

max

L

  

  

i L 2

V 0 R

1 2

V 0 L

)

- Tính tóan giá trị dòng qua cuộn L :

= =

+ +

V V 0 0

1 R R

( 1 2 2

D Lf Lf

    

    

-

=

=

D

I

I

( 1

) TD

min

L

  

  

i L 2

V 0 R

1 2

V 0 L

)

- - -

=

-

V 0

1 R

( 1 2

D Lf

  

  

-

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Giá trị Lmin để dòng IL liên tục :

iLmin = 0

=

L

min

( ) )RD1-( 1 RD 2 f

-

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

=

Độ nhấp nhô áp tụ C khi giá trị tụ giới hạn :

i

i

i

R

=

C Q

-

L CV 0 D= VCQ

0

D

=

D

V

0

Q C

D

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Độ nhấp nhô áp tụ C khi giá trị tụ giới hạn :

T

i

L

L

=

D (cid:215)

Q

 =  

i 2 2

8 8

D

0

=

2

- D

 T 1    22 22 1 LC

8

 D       D f

V V

0

(cid:215)

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

. Giả

Bài tập : Bộ biến đổi DC-DC dạng Buck có các thông số như sau: Vs= 50V; D=0.4; L= 400m H; C=100 m F; f=20kHz; R=20W thiết các linh kiện lý tưởng, hãy tính :

1. Điện áp ngõ ra V0 và công suất tải 2. Tính giá trị dòng qua cuộn cảm nhỏ nhất và lớn nhất. Tìm điều 2. Tính giá trị dòng qua cuộn cảm nhỏ nhất và lớn nhất. Tìm điều

kiện đối với L để dòng qua L liên tục

3. Độ nhấp nhô điện áp tụ D V0/V0 4. Vẽ giản đồ dòng qua cuộn L và tụ C

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Đáp :

20V , 20W •

• 1.75A, 0.25A .Tính Lmin

• • 0.469% 0.469%

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Bài tập thiết kế:

Thiết kế bộ biến đổi DC-DC dạng Buck cung cấp điện áp ngõ ra có giá trị 18V cấp cho tải R = 10W . Nếu điện áp ngõ vào Vs=48V. Độ nhấp nhô điện áp ngõ ra không được vượt quá 5%. Thiết kế sao cho dòng qua cuộn kháng liên tục. Chọn tần số làm việc là sao cho dòng qua cuộn kháng liên tục. Chọn tần số làm việc là 40kHz.

1. Tính tỷ số đóng khóa D 2. Tính toán giá trị L, chọn L ‡ 1.25 Lmin 3. Tính toán giá trị C

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

• D = 0.375

• Lmin = 78uH, chọn L = 1.25Lmin

• Cmin = 100uF

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Ứng dụng :

- Xe điện hybrid – giảm số lượng acquy

- Đèn LED (3.3V) dùng bộ boost để cấp nguồn từ pin 1.5V

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Các giả thiết : 1. Mạch vận hành ở xác lập 2. Dòng qua cuộn kháng liên tục (luôn dương) 3. Tụ điện rất lớn, điện áp ngõ ra không đổi và có giá trị V0 4. Chu kỳ đóng cắt T, thời gian đóng : DT, ngắt : (1-D)T

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

=

=

v

L

L

V s

di L dt

= =

di L L dt

V s s L

=

Khi khóa đóng :

i

( ONL

)

DTV s L

D

Trạng thái mạch – Sơ đồ tương đương

Các phương trình áp & dòng

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

=

=

Khi khóa ngắt :

v

L

L

VV 0 s

di L dt

-

= =

di L L dt

VV 0 0 s s L

-

) TD

( VV s

=

- -

i

L

(

OFF

)

)( 10 L

D

Trạng thái mạch – Sơ đồ tương đương

Các phương trình áp & dòng

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Các giản đồ áp và dòng cuộn cảm, tụ điện

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Thiết lập mối quan hệ giữa Vo và Vs ?

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Thiết lập mối quan hệ giữa Vo và Vs ?

=

Sự biến thiên dòng iL khi khóa đóng và ngắt là như nhau ⇒ quan hệ giữa áp ngõ vào và ngõ ra

i

i

0

( ONL

)

)

D

)

0

=

-

- (cid:215) -

) TD

( 1

0

DTV s L

D+ ( L OFF ( VV s L

=⇒ V 0

V s D

1

-

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Tính toán dòng trung bình qua cuộn L : IL ?

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

=

=

Po

;

P in

P o

2 V o R

= =

= =

P P in in

IV IV s s

s s

IV IV Ls Ls

2

Tính toán dòng trung bình qua cuộn L : IL ?

  

  

1

=

=

=

IV Ls

-

2 V o R

V s D R

( 1

2 V s ) 2 RD

=⇒ I L

2

-

V s ) RD

( 1

-

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Điều kiện để dòng qua L liên tục : Imin ‡ 0

(cid:219) Lmin = ???

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Điều kiện để dòng qua L liên tục : Imin = 0

(cid:219)

( 1

D

=

L

min

) 2 RD f2 f 2

-

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Tính toán độ nhấp nhô điện áp tải : D V0/V0 = ??

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Tính toán độ nhấp nhô điện áp tải : D V0/V0 = ??

= CQ

V

0

=

D (cid:215) D

= IQ

DT

DT

0

V 0 R

D

0

=

V V

D RCf

0

D

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Bài tập :

. Tần số đóng cắt có thể chọn

Thiết kế bộ biến đổi boost với điện áp ra là 30V. Điện áp ngõ vào là 12V. Thiết kế sao cho dòng qua cuộn kháng liên tục và độ nhấp nhô điện áp thấp hơn 1%. Tải R = 50W 25kHz. 25kHz.

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Bài tập 1:

. Tần số đóng cắt có thể chọn

Thiết kế bộ biến đổi boost với điện áp ra là 30V. Điện áp ngõ vào là 12V. Thiết kế sao cho dòng qua cuộn kháng liên tục và độ nhấp nhô điện áp thấp hơn 1%. Tải R = 50W 25kHz. 25kHz.

Giải :

D = 0.6

Lmin = 96uH => L = 120uH

C > 48uF

BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST –– CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC BOÄ BIEÁN ÑOÅI BOOST CHEÁ ÑOÄ DOØNG LIEÂN TUÏC

Bài tập 2:Bộ biến đổi Boost vận hành với Transistor có ton=50us nhằm

chuyển đổi điện ngõ vào 50V thành 75V ngõ ra. Cuộn kháng có giá trị 250uH và tải R=2.5Ohm.

1. Tính tần số đóng cắt, giả thiết dòng cuộn kháng liên tục

2. Tính trị trung bình dòng ngõ vào và ngõ ra

3. Vẽ dòng cuộn kháng, chỉ giá trị dòng min, max

4. Tính trị RMS dòng tụ

Đáp số:

1. 6.6kHz

2. 45A, 30A

3. Imax=50A, Imin=40A

4. 21.3A 4. 21.3A

BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK--BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK

Sơ đồ nguyên lý bộ Buck- Boost

Điện áp ngõ ra có thể điều khiển cao hơn hay thấp hơn điện áp ngõ vào

BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK--BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK

Giả thiết: 1. Mạch vận hành ở xác lập 2. Dòng qua cuộn kháng L liên tục 3. Tụ điện đủ lớn => áp ngõ ra không đổi 4. Thời gian đóng khóa : DT, ngắt : (1-D).T 5. Các linh kiện lý tưởng

BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK--BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK

=

=

v

L

L

V s

di L dt

= =

di L L dt

V s s L

=

Khi khóa đóng :

i

( ONL

)

DTV s L

D

Trạng thái mạch – Sơ đồ tương đương

Các phương trình áp & dòng

BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK--BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK

=

=

L

v L

V 0

di L dt

= =

di di L L dt

V V 0 0 L

Khi khóa ngắt :

) TD

( 10 V

=

-

i L

(

OFF

)

L

D

Trạng thái mạch – Sơ đồ tương đương

Các phương trình áp & dòng

BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK--BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK

Thiết lập mối quan hệ giữa Vo và Vs ?

BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK--BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK

D+

Thiết lập mối quan hệ giữa Vo và Vs :

i

0

)

OFF

D

i ( L ( ( 1 1

= ) ) ) TD TD

V V 0 0

+ +

= =

0 0

( ONL DTV DTV s s L

L

D

- -

-=⇒ V 0

V s

(cid:215)

1

D

-

BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK--BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK

Giản đồ áp và dòng cuộn cảm

BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK--BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK

Giản đồ dòng diode và dòng tụ điện

BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK-- BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK

Tính toán dòng trung bình qua cuộn L : IL ?

BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK-- BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK

=

=

;

Po

P o

P in

=

=

P in

IV s

2 V o R R DIV Ls

=

DIV Ls

=

=⇒ I L

Tính toán dòng trung bình qua cuộn L : IL ?

)2

DV s ( 1 D

R

s 2 V o R 2 V o DRV s

-

BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK-- BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK

Điều kiện để dòng qua L liên tục : Imin ‡ 0

(cid:219) Lmin = ???

BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK-- BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK

Điều kiện để dòng qua L liên tục : Imin = 0

(cid:219)

( 1

=

L

min

) 2 RD f2 f 2

-

BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK-- BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK

Tính toán độ nhấp nhô điện áp tải : D V0/V0 = ??

BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK-- BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK

Tính toán độ nhấp nhô điện áp tải : D V0/V0 = ??

= CQ

V

0

=

D (cid:215) D

= IQ

DT

DT

0

V 0 R

D

0

=

V V

D RCf

0

D

BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK-- BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK

Bài tập 1 : Thông số bộ biến đổi Buck- Boost:

Vi= 24V ; D = 0.4, R = 5 Ohm, L = 100uH, C = 400uF, f = 20kHz

Hãy xác định :

1. Điện áp ngõ ra Vo 1. Điện áp ngõ ra Vo

2. Vẽ giản đồ dòng qua cuộn cảm

3. Độ nhấp nhô điện áp

BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK-- BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK

Bài tập 1 : Thông số bộ biến đổi Buck- Boost:

Vi= 24V ; D = 0.4, R = 5 Ohm, L = 100uH, C = 400uF, f = 20kHz

Hãy xác định :

-16V -16V 1. 1.

2. IL = 5.33 A; ILmax = 7.73A; ILmin = 2.93A

3. 1%

BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK-- BOOST BOÄ BIEÁN ÑOÅI BUCK

Bài tập 2:

Thiết kế bộ biến đổi Buck- Boost cung cấp cho tải 75W điện áp 50V với điện áp nguồn là 40V. Độ nhấp nhô điện áp không lớn hơn 1%.

BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK

Sơ đồ nguyên lý bộ biến đổi Cuk

BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK

Đặc điểm: -Điện áp ngõ ra có thể điều khiển cao hơn hay thấp hơn điện áp ngõ vào - Điện áp ngõ ra đảo dấu

BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK

Giả thiết : 1. Hai cuộn kháng có giá trị lớn =>dòng qua chúng

không đổi

=

2. Hai tụ điện đủ lớn => áp trên tụ không đổi 3. Mạch vận hành ở xác lập 4. Thời gian đóng khóa : DT, ngắt : (1-D).T 4. Thời gian đóng khóa : DT, ngắt : (1-D).T 5. Các linh kiện lý tưởng

V C

1

VV s 0

-

BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK

-= -=

I I

i i C C

(1 (1

ON ON

) )

L L

2 2

Khi khóa đóng :

Các phương trình áp & dòng

Trạng thái mạch – Sơ đồ tương đương

BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK

= =

I I

i i C C

L 1 1 L

(1 (1

OFF OFF

) )

Khi khóa ngắt :

Các phương trình áp & dòng

Trạng thái mạch – Sơ đồ tương đương

BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK

Quan hệ điện áp V0 và Vs ?

BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK

=

Quan hệ điện áp V0 và Vs :

IV 0

L 2

IV Ls 1

-

+

=

Do dòng trung bình qua tụ C1 bằng 0, suy ra : Do dòng trung bình qua tụ C1 bằng 0, suy ra :

0

( 1

DT

-

i (1 C -⇒

) OFF ( 1

0

) ON I

DT

i (1 C + I

) TD ) = TD

L 2

L 1

D

-

I =⇒ L 1 I

1

D

L

2

-

BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK

D

-=

Thay vào trên, suy ra :

  

  

1

D

V 0 V s

-

BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK

Độ nhấp nhô áp tụ C2 suy ra tương tự bộ Buck

0

=

2

D -

V V

8

0 0

D 1 fCL 2 2

2 2

(cid:215)

BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK

T

=

Độ nhấp nhô áp tụ C1 suy ra khi khóa ngắt:

V

I

dt

C

1

L 1

1

1 ∫ DTC1 C

DT

D

BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK

di

=

=

V

v

s

L 1

L 1

L 1 dt

D⇒ D⇒

1Li i

di

2

=

=

V

L

v

s

2

L

2

L dt

D⇒

i

L

2

Độ nhấp nhô dòng qua cuộn kháng suy ra khi khóa đóng:

BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK

Bài tập:

Thiết kế bộ biến đổi Cuk với điện áp ra là -18V. Điện áp ngõ vào là 12V. Thiết kế sao cho độ nhấp nhô dòng qua các cuộn kháng không vượt quá 10% dòng trung bình, độ nhấp nhô điện áp ngõ ra thấp hơn 1% và độ nhấp nhô điện áp trên tụ C không vượt quá 5%. Công suất 1% và độ nhấp nhô điện áp trên tụ C không vượt quá 5%. Công suất tải là 40W. Tần số đóng cắt có thể chọn 50kHz.

BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK BOÄ BIEÁN ÑOÅI C’UK

Bài tập:

Thiết kế bộ biến đổi Cuk với điện áp ra là -18V. Điện áp ngõ vào là 12V. Thiết kế sao cho độ nhấp nhô dòng qua các cuộn kháng không vượt quá 10% dòng trung bình, độ nhấp nhô điện áp ngõ ra thấp hơn 1% và độ nhấp nhô điện áp trên tụ C không vượt quá 5%. Công suất 1% và độ nhấp nhô điện áp trên tụ C không vượt quá 5%. Công suất tải là 40W. Tần số đóng cắt có thể chọn 50kHz.

Giải :

D = 0.6 L2 ‡ 649uH ; L1 ‡ 432uH Co ‡ 3.08uF ; C ‡ 17.8uF