intTypePromotion=3

Bài giảng điện tử công suất - ĐH Tôn Đức Thắng

Chia sẻ: Munglung 2000 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:60

0
286
lượt xem
119
download

Bài giảng điện tử công suất - ĐH Tôn Đức Thắng

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

Học sinh cần nắm vững về lý thuyết mạch điện, kiến thức cơ bản về điện tử. 8. Mô tả vắn tắt nội dung học phần: Học phần bao gồm các phần chính: khái niệm & các đại lượng đặc trưng; linh kiện bán dẫn công suất; bộ chỉnh lưu; bộ biến đổi điện áp xoay chiều; bộ biến đổi điện áp 1 chiều; bộ nghịch lưu - biến tần 9.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng điện tử công suất - ĐH Tôn Đức Thắng

  1. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất GIỚI THIỆU MÔN HỌC 1. Tên môn học: - Điện Tử Công Suất 2. Số đơn vị học trình: - 02 (30 tiết) 3. Trình độ: - Trung cấp 4. Đánh giá, tính điểm: - ĐTBMH = [Điểm trung bình kiểm tra +Điểm Thi]/2 5. Thang điểm: - 10. 6. Phân bổ thời gian: - Lên lớp: 30 tiết - Lý thuyết: 25 tiết. - Bài tập: 5 tiết. 7. Điều kiện tiên quyết: Học sinh cần nắm vững về lý thuyết mạch điện, kiến thức cơ bản về điện tử. 8. Mô tả vắn tắt nội dung học phần: Học phần bao gồm các phần chính: khái niệm & các đại lượng đặc trưng; linh kiện bán dẫn công suất; bộ chỉnh lưu; bộ biến đổi điện áp xoay chiều; bộ biến đổi điện áp 1 chiều; bộ nghịch lưu - biến tần 9. Nhiệm vụ của sinh viên: - Đi học đúng giờ, thực hiện đúng các quy định, quy chế của nhà trường - Dự lớp: Trên 80% tổng số buổi lên lớp - Bài tập: làm các bài tập ở lớp và ở nhà. Hoàn thành bài thi và các bài kiểm tra. 10. Tài liệu học tập: - Sách, giáo trình chính. [2]. Điện tử công suất _ Nguyễn Bính _ NXB khoa học và kỹ thuật - Sách tham khảo. [1]. Điện tử công suất _ Hoàng Ngọc Văn _ ĐH sư phạm kỹ thuật TP HCM Huỳnh Tấn Đệ Trang 1
  2. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất [2]. Trang bị điện tử công nghiệp _ Vũ Quang Hồi _ NXB Giáo Dục [3]. Giáo trình điện tử công suất 1_ Nguyễn Văn Nhờ_ NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM [4]. Điện tử công suất _ Nguyễn Tấn Phước _ NXB TP HCM 11. Mục tiêu của học phần: Môn học trang bị cho sinh viên nắm bắt được nguyên lý chuyển đổi tín hiệu năng lượng điện AC – AC, AC – DC, DC – DC, DC – AC. Từ đó giúp cho sinh viện khảo sát phân tích các bộ biến đổi công suất cơ bản: bộ chỉnh lưu; bộ biến đổi điện áp xoay chiều – một chiều; nghịch lưu – biến tần. 12. Nội dung chi tiết học phần: Ch ươ ng 1: LINH KI ỆN BÁN DẪN CÔNG SUẤT 1.1. Diode 1.2. Transistor công suất 1.3. Thyristo r ( SCR ) 1.4. Các linh kiện thuộc họ SCR Ch ươ ng 2: BỘ ĐỔI ĐIỆN XOAY CHIỀU THÀNH ĐIỆN MỘT CHIỀU 2.1. Chỉnh lưu 1 pha 2.1.1. Chỉnh lưu 1 pha không điều khiển a. Chỉnh lưu nửa chu kỳ b. Chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ c. Chỉnh lưu cầu 2.1.2. Chỉnh lưu 1 pha có điều khiển a. Chỉnh lưu nửa chu kỳ b. Chỉnh lưu cầu đối xứng c. Chỉnh lưu cầu không đối xứng 2.2. Chỉnh lưu 3 pha Huỳnh Tấn Đệ Trang 2
  3. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất 2.2.1. Chỉnh lưu hình tia không điều khiển 2.2.2. Chỉnh lưu hình tia có điều khiển 2.2.3. Chỉnh lưu cầu không điều khiển 2.2.4. Chỉnh lưu cầu có điều khiển 2.3. Bộ lọc 2.3.1 Mạch lọc dùng tụ. 2.3.2 Mạch lọc dùng LC. Chươn g 3: ĐỔI ĐIỆN MỘT CHIỀU THÀNH MỘT CHIỀU 3.1. Bộ converter flyback 3.2. Bộ converter forward 3.3. Bộ converter push-pull Chươn g 4: ĐỔI ĐIỆN MỘT CHIỀU THÀNH ĐIỆN XOAY CHIỀU 4.1. Sơ đồ nữa cầu dùng nguồn đôi. 4.2. Sơ đồ cầu 4.3. Sơ đồ đẩy kéo 4.4. Đổi điện một chiều ra điện xoay chiều dạng sin 4.5. Đổi điện một chiều ra điện xoay chiều 3 pha Chươn g 5: BỘ BIẾN TẦN 5.1. Cấu trúc bộ biến tần 5.2. Hướng dẫn sử dụng một số biến tần thông dụng Huỳnh Tấn Đệ Trang 3
  4. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất Chương 1: LINH KIỆN BÁN DẪN CÔNG SUẤT A. Mục tiêu : Sau khi học xong chương này, học sinh phải : - Nhận dạng được linh kiện - Nguyên lý hoạt động của từng loại linh kiện công suất - Vẽ được đường đặt tuyến của từng loại linh kiện. B. Nội dung : 1.1. DIODE Chỉ dẫn điện theo một chiều từ Anôt đến Catôt. Điện áp UAK gọi là điện áp thuận, UKA gọi là điện áp nghịch đặt lên diode, tùy từng loại mà chúng có các gía trị khác nhau. Điện áp thuận UAK của diode Silic là 0,7V, của diode Gemani là 0,3V. Điện áp nghịch đặt lên diode mà nó có thể chịu được tùy từng loại, có thể từ hàng trăm vôn đến hàng ngàn vôn. Dòng điện mà diode chịu được cũng tùy theo từng loại có thể từ vài trăm mA đến hàng trăm A. Diode thường được sử dụng trong chỉnh lưu . K A K A Hình 1.1 Ký hiệu và hình dạng diode Huỳnh Tấn Đệ Trang 4
  5. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất 1.2. TRANSIST OR CÔNG SUẤT Có hai loại : Transistor thuận viết tắt là PNP và transistor nghịch viết tắt là NPN. Chúng làm việc ở hai chế độ: - Chế độ khóa: ngắt hoặc dẫn bảo hòa. - Chế độ khuyếch đại. Trong điện tử công suất, transistor làm việc ở chế độ khóa. Thông số quan trọng nhất của transistor là hệ số khuyếch đại dòng điện  = IC / IB . Để cho transistor dẫn bảo hòa sâu ta phải cấp một dòng IB = kIBsat, với k là hệ số, IBsat là dòng cực B khi transistor bảo hòa. Khi bảo hòa điện áp UBE≡ 0,7V; UCE = 0,2V Hình 1.2: Ký hiệu và hình dạng một sô loại transistor Huỳnh Tấn Đệ Trang 5
  6. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất 1.3. THYRISTOR ( SCR ) Có 3 cực: Anôt, Catôt và Gate (cực cổng). Điều kiện cần và đủ mở SCR - UAK > 1V - Ig ≥ Igst Igst là giá trị ghi trong sổ tay tra cứu Điều kiện SCR khoá: Khi đã mở, SCR không tự khoá mặc dù xung dòng điều khiển đã hết. Để khóa SCR có hai cách: - Giảm dòng làm việc IAK xuống dưới giá trị dòng duy trì IH, - Đặt một điện áp ngược lên SCR (biện pháp thường dùng). Điện trở SCR ở trạng thái ngắt cỡ hàng trăm kΩ, ở trạng thái mở còn khoảng 0,01Ω0,1Ω Thời gian mở hoặc khóa SCR cỡ vài chục µs Hình 1.3: Ký hiệu SCR và hình dạng vài loại SCR thông dụng Huỳnh Tấn Đệ Trang 6
  7. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất 1.4. TRIAC Triac giống hai SCR mắc song song ngược nhau. Triac có thể dẫn dòng theo hai chiều tùy theo cách kích cực G, vì vậy triac không còn có khái niệm anôt và catôt thay vào đó là T1 (hoặc B1) và T2 (hoặc B2) với ký hiệu T1 gần cực G. Hình 1.4: Cấu tạo và ký hiệu triac Phương pháp kích triac (mở triac). + Khi T2 có điện áp dương, kíck cực G bằng triac xung dương thì triac dẫn theo chiều từ T2 đến T1 + Khi T2 có điện áp âm, kíck cực G bằng xung âm thì triac dẫn theo chiều từ T1 đến T2 Z Z T2 + T2 T2 - T2 G G - + + - + T1 - T1 - + T1 T1 Hình 1.5: Các phương pháp kích triac. C. Câu hỏi ôn tập Câu 1: Trình bày nguyên lý hoạt động của Diode, Transitor, thyristor, triac. Câu 2: Vẽ đường đặt tuyến của Diode, Transitor, thyristor, triac. Huỳnh Tấn Đệ Trang 7
  8. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất Chương 2: BỘ ĐỔI ĐIỆN XOAY CHIỀU THÀNH ĐIỆN MỘT CHIỀU A. Mục tiêu : Sau khi học xong chương này, học sinh phải : - Trình bày được vai trò của điện một chiều. - Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của các mạch chỉnh lưu không điều khiển và chỉnh lưu có điều khiển. - Vẽ lại được mạch lọc và dạng sóng ngõ ra của mạch lọc dùng tụ và mạch lọc LC. Nêu được ý nghĩa của bộ lọc. B. Nội dung : Trong kỹ thuật điện tử, buộc phải sử dụng điện một chiều để phân cực cho transistor. Nhưng điện một chiều như pin, accu và máy phát một chiều quá tốn kém. Có một cách đơn giản hiệu quả là chuyển điện xoay chiều đang có sẵn từ lưới điện thành điện một chiều. Bộ đổi điện xoay chiều thành điện một chiều người ta còn gọi là bộ chỉnh lưu. Cấu trúc của một sơ đồ chỉnh lưu. 1 – Máy biến áp (MBA): Máy biến áp dùng để thay đổi mức điện áp của lưới điện phù hợp với điện áp cần sử dụng. 2 – Chỉnh lưu: Là sơ đồ chỉnh lưu thực hiện chức năng biến đổi điện xoay chiều thành điện một chiều. 3 – Mạch lọc: Gồm các phần tử phản kháng như tụ điện, cuộn cảm làm chức năng san phẳng điện áp chỉnh lưu, giảm độ mấp mô. 4 – Mạch phản hồi: Làm chức năng đo lường tín hiệu như dòng điện, điện áp ở lối ra mạch chỉnh lưu đưa đến mạch điều khiển. 5 – Mạch điều khiển: Dùng để điều khiển các thyristor trong chỉnh lưu có điều khiển. Huỳnh Tấn Đệ Trang 8
  9. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất MBA Chỉnh Lọc Tải một lưu chiều Điều Phản khiền hồi Hình 2.1: Cấu trúc chung của một sơ đồ chỉnh lưu. 2.1. CHỈNH LƯU 1 PHA 2.1.1. Chỉnh lưu 1 pha không điều khiển a. Chỉnh lưu nửa chu kỳ. Tải thuần trở R Ở bán kỳ dương diode cho dòng qua tải, Uo=Ui . Bán kỳ âm diode khóa không cho dòng qua tải Uo = 0. Gía trị điện áp chỉnh lưu trung bình : Utb=0,45Ui với Ui trị hiệu dụng của điện áp vào. uO uO iR Uimax Utb Uo Ui 0 R t Hình 2.2: Sơ đồ chỉnh lưu bán kỳ và dạng điện ra trên tải Tải điện trở và điện cảm (R + L): Vì tải có tính cảm nên sẽ sinh ra sức điện động tự cảm e ngược với chiều biến thiên của dòng điện: e = - L.di/dt, tức là nó có xu hướng chống lại sự tăng hoặc giảm dòng điện sinh ra nó. Trên hình ta thấy rằng, trong khoảng 01 dòng id tăng từ từ (vì nó chống lại sự tăng của dòng điện vào), cuộn cảm L tích lũy năng lượng. Trong khoảng 1   2 dòng vào giảm dần, sức điện động Huỳnh Tấn Đệ Trang 9
  10. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất tự cảm e sinh một dòng điện cùng chiều với dòng vào (chống lại sự giảm của dòng vào) vì vậy dù ui đổi chiều nhưng vẫn có dòng qua tải. Trong thực tế đối với mạch tải R + L người ta dùng một diod Dr mắc song song với tải để dẫn dòng tự cảm hoàn trả năng lượng, vừa để duy trì được dòng điện tải trong nửa chu kỳ âm của điện áp nguồn vừa bảo vệ diode. Dòng điện i đạt giá trị cực đại tại 1 UO uO D Uo IZ IZ Ui R Uimax L Dr 0 1 2  Hình 2.3: Sơ đồ chỉnh lưu bán kỳ tải R + L và dạng điện áp, dòng điện ra trên tải b. Chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ (toàn kỳ) *. Mạch chỉnh lưu hình tia. uO Umax Utb 5 HI 1 0 Uin U1 6 t 4 HI R 8 Hình 2.4: Sơ đồ chỉnh lưu toàn bán kỳ và dạng điện áp ra trên tải Với mạch chỉnh lưu hình tia dùng diode điện áp ra trung bình: Utb = 0,45.Ui. Dòng trung bình qua tải U tb U I tb   0,45 i R R Huỳnh Tấn Đệ Trang 10
  11. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất Sơ đồ hình tia có nhược điểm là điện áp ngược đặt lên Diode lớn gấp đôi nên ít được dùng. *. Mạch chỉnh lưu hình cầu. uO Umax HI Utb 1 D1 D2 Uo 0 Ui 2 - + 4 t D4 D3 3 HI Hình 2.5: Sơ đồ chỉnh lưu toàn bán kỳ và dạng điện áp ra trên tải Vào bán kỳ dương D2 và D4 dẫn, dòng điện chạy từ nguồn dương (+) (chân số 1) qua D2 đến tải R qua D4 và về nguồn âm (-) (chân số 3). Vào bán kỳ âm D3 và D1 dẫn, dòng điện chạy từ nguồn dương (chân số 3) qua D3 đến tải R qua D1 và về nguồn (chân số 1). 2.1.2. Chỉnh lưu 1 pha có điều khiển Chỉnh lưu dùng SCR gọi là chỉnh lưu có điều khiển. SCR chỉ mở cho dòng chảy qua khi thỏa mãn hai điều kiện: UAK0 và IG  0 và nó tự động khóa lại ở bán kỳ âm của điện áp, vì vậy cần phải có mạch kích SCR vào thời điểm thích hợp. a. Chỉnh lưu nửa chu kỳ *. Trường hợp tải thuần trở: UR UR A UAC 0 Kích K   t Hình 2.6: Mạchh chỉnh lưu một pha dùng SCR và dạng điện áp ra trên tải thuần trở R. Huỳnh Tấn Đệ Trang 11
  12. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất Vào bán kỳ dương đoạn từ 0- SCR được phân cực thuận nhưng vẫn chưa dẫn vì chưa có xung kích vào cực G. Đoạn từ  đến  SCR dẫn vì đã có xung kích vào cực G. Vào bán kỳ âm SCR được phân cực nghịch nên SCR ngưng dẫn. Như vậy, tùy thuộc vào vị trí góc mở  mà dạng sóng điện áp ra thây đổi. 1  cos  Điện áp ra trung bình trên tải: U tb  0, 45 .U in . với  gọi là góc mở tính từ 2 thời điểm điện áp đổi chiều từ âm sang dương, tức lúc U = 0. Trường hợp tải R + L: Do tải mang tính cảm nên đường cong dòng điện id kéo dài ra khỏi  khi mà điện áp Ui đã chuyển sang nửa chu kỳ âm uO uO Umax IZ 0  1    Hình 2.7: Dạng điện áp và dòng điện trên tải R + L khi chỉnh lưu bán kỳ bằng SCR  là góc tính từ gốc toa độ đến điểm dòng điện iR giảm về 0, gọi là góc tắt dòng. b. Chỉnh lưu toàn kỳ có điều khiển. *. Mạch chỉnh lưu hình tia có điều khiển. uO Umax 0 A5 T1  1 6 Uo VG 4 R 8 B T2 0 1 2 3  Hình 2.8: Mạch chỉnh lưu hình tia có điều khiển và dạng sóng ngõ ra Huỳnh Tấn Đệ Trang 12
  13. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất 1  cos  Với Uin = UAB ta có điện áp trung bình lối ra: U tb  0,45U in 2 Ta có thể kích theo thứ tự từng SCR một, nhưng cũng có thể kích đồng thời hai SCR vì lúc đó một trong hai SCR bị phân cực ngược do đó không bị ảnh hưởng bởi xung kích. *. Mạch chỉnh lưu hình cầu có điều khiển. T1 T2 Ui R T3 T4 Hình 2.9: Sơ đồ chỉnh lưu cầu dùng SCR Dạng diện áp ra cũng giống trường hợp chỉnh lưu hình tia nhưng biên độ gấp đôi. 1  cos  Điện áp trung bình lối ra: . U tb  0,9U in 2 Ngoài sơ đồ chỉnh lưu cầu như ở trên, còn có các mạch chỉnh lưu gọi là không đối xứng với việc thay hai SCR bằng hai diod. T1 D2 Ui R T4 D3 Hình 2.10: Mạch chỉnh lưu cầu không đối xứng Giá trị điện áp trung bình trong chỉnh lưu không đối xứng cũng như trường hợp 1  cos  đối xứng UTB  0,9U in , tuy nhiên mạch điều khiển đơn giản, dễ sử dụng và giá 2 thành hạ. Huỳnh Tấn Đệ Trang 13
  14. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất 2.2. CHỈNH LƯU 3 PHA 2.2.1. Chỉnh lưu hình tia không điều khiển Hoạt động : Trên đồ thị, các điểm 1, 2 ,3, 4 …mà tại đó các đường điện áp pha cắt nhau, gọi là các điểm chuyển mạch tự nhiên. Trong khoảng 1<  < 2 : ua lớn nhất, D1 dẫn, uO = ua Trong khoảng 2<  < 3 : ub lớn nhất, D2 dẫn, uO = ub Trong khoảng 2<  < 3 : uc lớn nhất, D3 dẫn, uO = uc Điện áp chỉnh lưu thu được là đường bao phía trên của các đường điện áp. Điện áp trung bình sau chỉnh lưu: Utb = 1,17 Up, với Up là điện áp pha. uO a b c a D1 Upmax N b D2 Uo 0 1 2 3 4  c D3 R Hình 2.11: Mạch chỉnh lưu ba pha hình tia và dạng sóng ngõ ra 2.2.2. Chỉnh lưu hình tia có điều khiển Điện áp ra trung bình: Trường hợp :  ≤ 30 0; Utb = 1,17 Up.cos, với  là góc tính từ điểm giao nhau của các đường điện áp pha (phần dương) đến khi có xung điều khiển. 3. 2     Khi  > 30 0 ; U tb  U P cos     1 2  6   Huỳnh Tấn Đệ Trang 14
  15. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất uO  a  b  c a T1 Upmax uO N b T2 Uo 0  R c T3 Hình 2.12: Mạch chỉnh lưu ba pha hình tia có điều khiển và dạng sóng ngõ ra 2.2.3. Chỉnh lưu cầu không điều khiển Ta chia các diode ra làm hai nhóm: Nhóm catot chung bao gồm T1, T3, T5 và nhóm anôd chung bao gồm T2, T4, T6. uO a D1 D3 D5 + a b c Upmax N b Uo R 0 c 1 2 3 4 5 6 7  D4 D6 D2 _ Hình 2.13: Mạch chỉnh lưu ba pha hình cầu và dạng sóng ngõ ra Nguyên tắc hoạt động của sơ đồ chỉnh lưu cầu. + Khi: 1<  < 2: điện áp pha a cao nhất, pha b thấp nhất D1, D6 mở (D6,D1) + Khi: 2 <  < 3: điện áp pha a cao nhất, pha c thấp nhất D1, D2 mở (D1,D2) + Khi: 3 <  < 4: điện áp pha b cao nhất, pha c thấp nhất D3, D2 mở (D2,D3) + Khi: 4<  < 5: điện áp pha b cao nhất, pha a thấp nhất D3, D4 mở (D3,D4) Huỳnh Tấn Đệ Trang 15
  16. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất + Khi: 5<  < 6: điện áp pha c cao nhất, pha a thấp nhất D5, D4 mở (D4, D5) + Khi: 6<  < 7: điện áp pha c cao nhất, pha b thấp nhất D5, D6 mở (D5,D6) Điện áp trung bình lối ra: Utb = 2,34 Up 2.3. BỘ LỌC Lọc điện là làm cho điện áp một chiều bớt mấp mô, gợn sóng, làm cho nó bằng phẳng hơn, trước khi đưa đến tải tiêu thụ. 2.3.1 Mạch lọc dùng tụ. Hình 2.14 trình bày sơ đồ lọc bằng tụ điện sau khi chỉnh lưu một nửa chu ky, và hình 22 là dạng điện áp ra trên tải R. Dòng điện liên tục được nạp vào tụ và phóng qua R tạo thành đường mấp mô gợn sóng. Dạng điện áp ra sau khi lọc bằng tụ có tải R được biểu diễn trên hình 2.14. Từ 0 đến 1 điện áp ra chính là điện áp vào đồng thời tụ C nạp điện. Từ 1 đến 2 tụ C uO phóng điện qua R. Uimax Vr D Uo 0 1 2  Uin + C R Hình 2.14: Mạch lọc dùng tụ điện I Vr gọi là điện áp gợn , đối với chỉnh lưu bán kỳ là: Vr  , với I dòng trung f .C I bình qua tải, f – tần số nguồn điện. Đối với chỉnh lưu hai bán kỳ : Vr  . Như vậy 2 f .C cùng một tụ lọc và tần số nguồn điện, chỉnh lưu hai nửa chu kỳ cho ta điện áp một chiều ít mấp mô hơn. Huỳnh Tấn Đệ Trang 16
  17. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất Với cùng một tụ lọc, tần số nguồn điện nào càng cao độ mấp mô càng nhỏ. Trong thực tế người ta tạo ra nguồn điện một chiều với độ mấp mô nhỏ bằng cách chỉnh lưu và lọc các dao động có tần số cao 2.3.2 Mạch lọc dùng LC. Bộ lọc LC được dùng cho thiết bị chỉnh lưu công suất lớn. Chúng ta biết rằng cuộn cảm có trở kháng tỷ lệ với tần số (ZL =  L) còn tụ điện có trở kháng tỷ lệ nghịch với tần số nguồn điện (ZC = 1/C), vì vậy kết hợp hai phần tử này ta sẽ có bộ lọc. Cuộn cảm L mắc nối tiếp với tải sẽ chặn lại những thành phần tần số cao, tụ điện C mắc song song với tải sẽ cho qua (nối mat) những thành phần tần số cao mà cuộn cảm không chặn lại được. L Uo + + R C Hình 2.15: Mạch lọc LC C. Câu hỏi ôn tập Câu 1: Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của mạch chỉnh lưu bán kỳ không điều khiển Câu 2: Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của mạch chỉnh lưu toàn kỳ hình tia không điều khiển Câu 3: Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của mạch chỉnh lưu cầu không điều khiển Câu 4: Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của mạch chỉnh lưu bán kỳ có điều khiển Câu 5: Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của mạch chỉnh lưu toàn kỳ hình tia có điều khiển Câu 6: Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của mạch chỉnh lưu cầu có điều khiển Câu 7: Vẽ lại mạch lọc và dạng sóng ngõ ra của mạch lọc dùng tụ Huỳnh Tấn Đệ Trang 17
  18. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất Chương 3: ĐỔI ĐIỆN MỘT CHIỀU THÀNH MỘT CHIỀU A. Mục tiêu : Sau khi học xong chương này, học sinh phải : - Vẽ lại sở đồ và dạng sóng ngõ ra của các mạch converter flyback, forward, push-pull - Trình bày hoạt động của mạch B. Nội dung : Trong một số ứng dụng người ta cần dùng điện một chiều có điện áp cao từ nguồn 1 chiều là pin hoặc bình accu hoặc điều khiển điện áp một chiều như xe đạp điện. Để thực hiện viêc đó ta cần bộ biến đổi gọi chung là bộ đổi điện một chiều thành điện một chiều. Bộ biến đổi này còn có tên gọi khác là Converter. 3.1. Bộ converter flyback Hình 3.1 là sơ đồ dạng bộ converter flyback cách ly và các dạng sóng ở chế độ ổn định. Mạch hoạt động như sau: Khi transistor Q1 dẫn, dòng điện sơ cấp bắt đầu tăng trong cuộn sơ cấp, tích trữ năng lượng. Do sự bố trí ngược cực tính giữa các cuộn dây ngõ vào và ngõ ra của biến áp, nên không có năng lượng ra tải do diode D bị phân cực ngược. Khi transistor ngưng dẫn, cực tính của cuộn dây được đổi ngược lại do từ thông giảm. Bây giờ diode D dẫn, nạp vào tụ C và cấp dòng IL ra tải. Huỳnh Tấn Đệ Trang 18
  19. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất T Hình 3.1: Bộ converter flyback cách ly và các dạng sóng tương ứng. 3.2. Bộ converter forward Phần tử cách ly trong bộ converter forward là biến áp, phần tử tích trữ năng lượng là cuộn dây L yêu cầu phải có ở ngõ ra để mạch hoạt động tốt hơn và hiệu suất cao hơn.. Chú ý rằng dây quấn cuộn sơ cấp và thứ cấp có cùng cực tính. Hoạt động của mạch như sau: Khi Q1 dẫn, dòng điện tăng dần trong cuộn sơ cấp, tích trữ năng lượng. Vì cuộn dây sơ cấp và thứ cấp có cùng cực tính nên năng lượng này được chuyển ra ngõ ra và được tích trữ trong cuộn L thông qua diode D2 được phân cực thuận. Diode D3 phân cực ngược. Khi Q1 ngưng dẫn, điện áp trên cuộn dây biến áp đảo chiều làm phân cực ngược D2. Bây giờ diode D3 được phân cực thuận dẫn dòng điện ngõ ra cung cấp đến tải thông qua cuộn dây L. Huỳnh Tấn Đệ Trang 19
  20. ĐH Tôn Đức Thắng - Phòng TCCN Bài giảng điện tử công suất Hình 3.2: Bộ converter forward cách ly và các dạng sóng Cuộn dây thứ 3 và diode D1 cung cấp từ trường cho biến áp khi Q1 ngưng dẫn trả năng lượng qua biến áp ra ngõ ra dc. Vùng được tô đen trong dạng sóng hình 3.2 là dòng điện từ hóa T max Vin I mag  L Trong đó Tmax là chu kỳ khi transistor Q1 dẫn và L là cuộn dây ngõ ra tính bằng H. 3.3. Bộ converter push-pull Bộ converter push-pull thật sự là 2 bộ converter forward ghép lại và làm việc ngược pha nhau. Mỗi nửa bộ converter push-pull cung cấp công suất ra tải trong nửa chu kỳ. Hình 3.2 trình bày mạch push-pull cơ bản và các dạng sóng tương ứng. Từ dạng sóng chúng ta có thể thấy rằng vì có 2 bộ transistor chuyển mạch và diode ngõ ra nên dòng điện trung bình qua mỗi phần được giảm đi một nửa so với bộ converter forward. Chú ý rằng khoảng thời gian giữa hai transistor dẫn thì diode D1 và D2 dẫn đồng thời nên không cần phải có diode flywheel. Huỳnh Tấn Đệ Trang 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản