Bài giảng Điện tử công suất - Chương 4: Bộ biến đổi điện áp một chiều

BOÄ BIEÁN ÑOÅI ÑIEÄN AÙP MOÄT CHIEÀU CHÖÔNG 4 BOÄÄ GIAÛÛM AÙÙP uS uV0 BOÄÄ GIAÛÛM AÙÙP Chöùc naêng: Duøng ñeå ñieàu khieån ñieän aùp treân taûi z vôùi giaù trò trung bình ñieän aùp treân taûi Uz nhoû hôn ñieän aùp U cuûa nguoàn . BOÄÄ GIAÛÛM AÙÙP Caùc phöông phaùp ñieàu khieån khoùa S coù theå chia laøm ba loaïi: - Ñieàu khieån vôùi thôøi gian ñoùng khoùa khoâng ñoåi - Ñieàu khieån vôùi taàn soá ñoùng caét khoâng ñoåi - Ñieàu khieån theo doøng ñieän BOÄÄ GIAÛÛM AÙÙP Giaû thieát: - Nguoàn lyù töôûng - Traïng thaùi laøm vieäc xaùc laäp - Doøng taûi lieân tuïc - Taûi R, L, E vôùi E < U Thôøi gian ñoùng khoùa T1, thôøi gian ngaét khoùaT2, chu kyø ñoùng ngaét T = const BOÄÄ GIAÛÛM AÙÙP Khi S ñoùng treân taûi xuaát hieän ñieän aùp uz = U , doøng taûi iz = is taêng theo haøm muõ ( thôøi gian ñoùng T1 ) Sau khi S ngaét , doøng iz lieân tuïc . Do taùc duïng cuûa caûm khaùng L doøng tieáp tuïc ñi qua V0 vaø ta coù iz = iV0 . Doøng giaûm theo laøm muõ. Neáu trong thôøi gian bò ngaét doøng khoâng giaûm ñeán 0 thì doøng lieân tuïc . Aùp trong thôøi gian ngaét ( T2 ) baèng 0. BOÄÄ GIAÛÛM AÙÙP Khi S ñoùng : Nghieäm : UE dt diLiR ZZ =++. )()( 010 Z t ZZ ieiR EUi +⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ −−= −τ BOÄÄ GIAÛÛM AÙÙP Khi S ngaét : Nghieäm : 0=++ E dt di LiR ZZ. )()( 11 1 1 TieTi R Ei Z Tt ZZ +⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ −⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ −−= −− τ BOÄÄ GIAÛÛM AÙÙP Trò trung bình : Trò trung bình doøng taûi : zUU T TUdt T U T z === ∫ 1 0 11 R EU I ZZ −= BOÄÄ GIAÛÛM AÙÙP Ñieàu khieån doøng lieân tuïc: Uzi – E > 0 Coâng suaát chæ coù theå truyeàn töø nguoàn → taûi Khi S ñoùng taûi thu naêng löôïng : + 1 phaàn tieâu hao treân R + 1 phaàn tích luõy vaøo L + 1 phaàn E thu Khi S ngaét naêng löôïng do L giaûi phoùng : + 1 phaàn tieâu hao treân R + 1 phaàn do E thu BOÄÄ TAÊNG AÊ ÙÙP - Chöùc naêng: Duøng trong tröôøng hôïp caàn chuyeån naêng löôïng töø nguoàn coù ñieän aùp thaáp sang nguoàn coù aùp cao (ví duï nhö haõm ñoäng cô 1 chieàu baèng phöông phaùp traû naêng löôïng veà nguoàn ) BOÄÄ TAÊNG AÊ ÙÙP BOÄÄ TAÊNG AÊ ÙÙP Khi S ñoùng - Khoâng xaûy ra hieän töôïng ngaén maïch cuûa nguoàn U ( nhôø V0 ) - Uz = 0 - iz = is taêng theo haøm muõ - Moät phaàn naêng löôïng do nguoàn UI giaûi phoùng seõ tieâu hao treân R Moät phaàn tích luyõ vaøo cuoän L BOÄÄ TAÊNG AÊ ÙÙP Khi S ngaét: Doøng lieân tuïc do taùc duïng cuûa L, iz = iv0 - Naêng löôïng ñöôïc traû veà nguoàn qua diode V0 - Doøng iz giaûm theo haøm muõ - Trong thôøi gian S bò ngaét doøng khoâng giaûm veà 0 thì iz lieân tuïc - Uz = U - Naêng löôïng sinh ra töø E vaø L , moät phaàn tieâu hao treân R phaàn coøn laïi traû veà nguoàn U BOÄÄ TAÊNG AÊ ÙÙP S ñoùng : Nghieäm E dt diLiR ZZ =+. )()( 010 Z t ZZ ieiR Ei +⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −= −τ BOÄÄ TAÊNG AÊ ÙÙP S ngaét : Nghieäm UE dt diLiR ZZ −=+. )()( 11 1 1 TieTi R UEi Z Tt ZZ +⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −−= −− τ BOÄÄ TAÊNG AÊ ÙÙP Trò trung bình aùp taûi : Trò trung bình doøng taûi: ( )UzU T T UZ −== 12 R UE IEURI ZZZZ −=⇒=+ BOÄÄ ÑAÛÛO DOØØNG BOÄÄ ÑAÛÛO DOØØNG Cho pheùp doøng taûi ñaûo chieàu – laøm vieäc ñöôïc trong hai goùc ¼ maët phaúng ñieän UzIz. Hai coâng taéc S1 vaø S2 ñöôïc kích theo quy taéc ñoái nghòch vaø tyû leä vôùi tyû soá ñoùng z. Trò trung bình aùp taûi : Doøng taûi luoân lieân tuïc coù trò trung bình döông hoaëc aâm : UzUZ .= R EU I ZZ −= BOÄÄ ÑAÛÛO AÙÙP BOÄÄ ÑAÛÛO AÙÙP Cho pheùp aùp taûi ñaûo chieàu – laøm vieäc ñöôïc trong hai goùc ¼ maët phaúng ñieän UzIz. Hai coâng taéc S1 vaø S2 ñöôïc kích theo quy taéc tyû leä vôùi tyû soá ñoùng z. Trò trung bình aùp taûi : UzUZ ).( 12 −= BOÄÄ TOÅÅNG QUAÙÙT BOÄÄ TOÅÅNG QUAÙÙT Cho pheùp aùp taûi vaø doøng taûi ñaûo chieàu – laøm vieäc ñöôïc trong 4 goùc ¼ maët phaúng ñieän UzIz. Caëp coâng taéc S1,S4 vaø S2,S3 ñöôïc kích theo quy taéc ñoái nghòch. Trò trung bình aùp taûi : UzUZ ).( 12 −= PHÖÔNG PHAÙÙP ÑIEÀÀU KHIEÅÅN 1. Ñieàu khieån vôùi taàn soá ñoùng caét khoùa khoâng ñoåi 2. Ñieàu khieån theo doøng ñieän