Xem mẫu
- Chương 5
BỘ BIẾN ĐỔI
ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU
1
- Bộ biến đổi điện áp một chiều
Giới thiệu:
Còn gọi là bộ chopper
Ngõ vào: điện áp DC cố định
Ngõ ra: điện áp DC thay đổi được
Dùng trong các bộ nguồn đóng ngắt (switching power supply),
trong các ứng dụng điều khiển động cơ DC…
Các dạng mạch khảo sát trong chương này:
Bộ biến đổi một chiều kiểu giảm áp (Bộ giảm áp)
Bộ biến đổi một chiều kiểu tăng áp (Bộ tăng áp)
Bộ biến đổi một chiều kép
- Kiểu đảo dòng,
- Kiểu đảo áp,
- Dạng tổng quát
2
- 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
3
- 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
4
- Điều khiển bộ biến đổi điện áp một chiều
5
- Bộ giảm áp
6
- Bộ giảm áp
Chế độ dòng liên tục:
Điện áp ra ut có dạng xung
Giá trị trung bình của điện áp ngõ ra:
UT 0T2
T
T
1
U t ut .dt 1 U 1 U
T0 T T
T1
: duty ratio (tỉ số điều chế)
T
T
0 1 1 0 Ut U
T
Dòng trung bình ngõ ra:
Ut E
It
R
7
- Bộ giảm áp
Chế độ dòng gián đoạn:
Tính thời gian S dẫn qua công thức:
T1
U
e 1 1 , L
t2 . ln
E R
Điện áp trung bình ngõ ra:
T1 T t2 t
U . E .(1 2 )
Ut U . E.
T T T
8
- Bộ giảm áp
Góc phần tư làm việc
9
- Bộ tăng áp
10
- Bộ tăng áp
Điện áp ra ut có dạng xung
Giá trị trung bình của điện áp ngõ ra:
0T UT2
T
1 T
U t ut .dt 1 U 2 U (1 )
T0 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
11
- Bộ tăng áp
Ví dụ ứng dụng bộ tăng áp để có điện áp cao Uo từ nguồn Us có điện áp thấp
(Giả thiết tụ C đủ lớn để áp ra Uo có thể coi là liên tục và phẳng)
U
Uo s
1
12
- Bộ biến đổi kép dạng đảo dòng
13
- Bộ biến đổi kép dạng đảo dòng
1.5
1
S1
0.5
0
1.5
1
S4
0.5
0
300
200
ut
100
0
20
it 10
0
20
10
i
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
-3
Time (s) x 10
Đáp ứng của hệ thống
S1, S4: dạng xung kích,hup:pđriện áp+ngõgraơ iDC kích từ gộc rlập i: dòng nguồn
C o t e lớp C độn c , t: dòng n đ õ a, 14
(Lư = 10mH, Rư = 0.25 , fsw = 1000Hz
= 0 47 V = 240V E = 110V)
- Bộ biến đổi kép dạng đảo dòng
1.5
1
S1 0.5
0
1.5
1
S4 0.5
0
300
200
ut
100
0
0
it -10
-20
0
i -10
-20
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
-3
Time (s) x 10
Đáp ứng của hệ thống
S1, S4: dạng xung kích, ut:hđpệer áp ngõđra, ic: dònkícngõđra, lậ:pdòng nguồn
C o p lớp C + ộng ơ DC
g h từ ộc i
in 15
t
(Lư = 10mH, Rư = 0.25 , fsw = 1000Hz
= 0.44, V = 240V, E = 110V)
I
- Bộ biến đổi kép dạng đảo dòng
1.5
1
S1 0.5
0
1.5
1
S4 0.5
0
300
200
ut 100
0
50
it 0
-50
50
i 0
-50
0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04
S1, S4: dạng xung kích, ut: điện áp ngõ ra, it: dòng ngõ ra, i: dòng nguồn
16
- 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
17
- 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 thể đổi chiều.
18
- 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 )
U (1 )
S2: tắt liên tục, điện áp trung bình ngõ ra: U t U
-
T
Tải trả năng lượng về nguồn 19
- Bộ biến đổi kép dạng đảo áp
Giản đồ kích 2:
S1, S2 cùng dẫn trong khoảng T1 và tắt trong khoảng T-T1,
-
2T
Điện áp trung bình ngõ ra: U t U ( 1 1) U (2 1)
-
20
T
nguon tai.lieu . vn
