Bài giảng Điện tử công suất và ứng dụng - Chương 4: Bộ điến đổi áp một chiều
Là bộ nguồn Flyback nạp tụ chỉnh lưu bằng dòng hình sin có biên độ
thay đổi theo trung bình áp ra:
Ngắt điện S: điều khiển bằng bộ PWM loại dòng điện có tín hiệu đặt là
xung hình sin có trung bình thay đổi theo áp ra.
Tần số đóng ngắt hàng 100 kHZ => dòng nguồn hình sin
IV.5 ỨNG DỤNG: (đọc tài liệu)
1. Ổn áp xung
2. Bộ nguồn DC cho thiết bị điện tử
3. Điều khiển động cơ DC
4. Nghịch lưu
18 trang |
Chia sẻ: linhmy2pp | Ngày: 19/03/2022 | Lượt xem: 246 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Bài giảng Điện tử công suất và ứng dụng - Chương 4: Bộ điến đổi áp một chiều, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Slides ĐTCS&ƯD Được phép mang vào phòng thi 2 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD Được phép mang vào phòng thi
Bộ biến đổi (BBĐ) áp một chiều
Chương 4: Bộ biến đổi (BBĐ) áp một chiều
4.1 BBĐ áp một chiều dạng forward tải RLE: Còn được gọi là bộ băm điện áp (hacheur hay chopper).
4.1.1 Khảo sát sơ đồ làm việc 1 phần tư mặt phẳng tải Dạng áp ra bao gồm: T: chu kỳ
- thời gian có áp t - khoảng nghỉ T – t .
4.1.2 Khảo sát sơ đồ làm việc 2 và 4 phần tư mặt phẳng tải on on
U
Vào Ra
4.1.3 Mạch phát xung và lái BBĐ t on BBĐ Áp
Một chiều
4.1.4 Mạch lọc ngỏ ra
tt
4.2 Khảo sát BBĐ áp một chiều dạng Flyback t
T Nguyên lý hoạt động BBĐA1C
4.3 Sơ đồ điều khiển BBĐ áp một chiều
Các nguyên lý điều khiển:
4.3.1 PWM
- Điều chế độ rộng xung (PWM : Pulse – Width – Modulation):
4.3.2 IC lái ½ cầu
T không đổi, thời gian đóng điện ton thay đổi
4.3.3 PWM loại dòng điện
α = ton/T gọi là độ rộng xung tương đối.
4.4 Mạch cải thiện HSCS của bộ chỉnh lưu diod
- Điều chế tần số khi ton không đổi, chu kỳ T thay đổi.
4.5 Ứng dụng
- Điều khiển hổn hợp, khi cả T và ton đều thay đổi.
Đọc thêm 6 tiết, bài tập 2
3 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD Được phép mang vào phòng thi 4 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD Được phép mang vào phòng thi
IV.1 BBĐ ÁP MỘT CHIỀU DẠNG FORWARD TẢI RLE: 2. Khảo sát bộ biến đổi làm việc một
1. Khái niệm về mặt phẳng tải: U phần tư mặt phẳng tải:
S i
là tập hợp các điểm làm việc của BBĐ, phần tư phần tư o
thứ II thứ I R
hai trục tọa độ là (I , U ), +
o o Uo >0, Io 0 I D
U L
gồm 4 phần tư như ở hình IV.1.1. phần tư phần tư
_
thứ III thứ 4 E
Uo, Io 0; Uo<0
Xét chu kỳ tựa xác lập:
Ví dụ: Bộ chỉnh lưu diod chỉ có thể làm việc ở phần tư thứ I hay III + Tại t = 0, S1 đóng. Phương trình vi phân mô tả hệ thống:
dio
URiL=+oo + E,()với điều kiện đầu i0 = Imin
+ + dt
S io D1 D1 D3 UE− L
S1 S1 S3 Giải ra : it()= I−− ( I I ) e−t /τ với I =,τ =
i i u oxlxl11min xl 1
+ R o o o R R
U U
D τ : thời hằng điện từ, I : dòng qua mạch khi xác lập ( t Ỉ ∞ ).
U L xl1
D2 Uo D2 D4 −ton /τ
_ _ S2 _ S2 S4 io(ton ) = Imax = Ixl1 − (Ixl1 − Imin )e
E
(a) + Khi t > ton , S1 ngắt. Dòng tải khép mạch qua diod phóng điện D2, suy ra:
(b) (c ) tUon⋅ t on UEo −
Trung bình áp ra: UUo ==αα.,với = Tbình dòng ra Io = .
Hình IV1.2: Sơ đồ các bộ biến đổi (a) một phần tư; (b) hai phần tư; (c) bốn phần tư TT R
5 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD Được phép mang vào phòng thi 6 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD Được phép mang vào phòng thi
S i
o Tính gần đúng: Khi T << τ , thay các đại lượng tức thời giá trị trung bình:
R
+ dio
D LUERIUUU= −+()oo =−=()1 −α . Từ đó tích phân để có:
U L dt
_ UU(11−−αα) ( )
E itIitItIoonon=+⇒==+min() max min
L L
cho iO thay đổi theo đường thẳng, ta có:
I + I αUE−
trị trung bình dòng I ==max min
o 2 R
Phương trình vi phân mô tả hệ thống khi chọn lại gốc thời gian: UT
Δ=II − I =1 −α α
di và nhấp nhô dòng max min ()
0 = Ri + L o + E,với điều kiện đầu i ( 0 ) = I L
o dt o max 1 UT
giá trị này cực đại khi α =Δ=,lúc đó I
i ()t = I − (I − I )e−t/τ với I = −E 24L
Giải ra : o x2 xl2 max xl2 R
− T−t /τ Từ các giá trị của I , I chính xác, có thể tính lại nhấp nhô dòng gần đúng khi
Và i ()T − t = I − (I − I )e ()on = I max min
o on xl2 xl2 max min 2
e− x = 1− x + x
lưu ý: 2!
và => Imax, Imin
−tt//ττ tton//τ − on τ
UEUE(11−−eeon) ( on ) Ue− e
II=−=−; IImax−= min []
max−TT//ττ min −T / τ
RRRR()11−−ee() R 1− e
7 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD Được phép mang vào phòng thi 8 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD Được phép mang vào phòng thi
TRƯỜNG HỢP DÒNG GIÁN ĐOẠN: Ví dụ 4.1: a. Tính các thông số và vẽ dạng dòng áp trên tải của BBĐ áp làm
việc1/4 mp tải. U = 100 V, T = 100 microgiây, tON = 30 microgiây, R = 5 ohm,L = 0.01
Imin = Io – ΔI/2 > 0: Io < ΔI/2 henry, E = 20V
dòng điện sẽ gián đoạn
Giả sử dòng liên tục: α = 30/100 = 0.3, suy ra:
Kết quả: iO = 0, uO = E => Uo tăng: -6 -3
1 ΔI = (100*30*10 *(1-0.3))/(1*10 )= 0.21A
UUtTtE=+−⎡⎤()
oonxT ⎣⎦ Uo = 100.(30/100)= 30 volt; Io = (30 – 20)/5 = 2 A.
với tx : khoảng thời gian có dòng Imax = Io + ΔI/2 = 2.105 A.
Hình IV.1.4: Dạng sóng với chu kỳ giả định tX Imin = Io – ΔI/2 = 1.895 A > 0 , giả thuyết dòng liên tục là đúng.
tính tx : áp dụng đến cho chu kỳ giả định bằng tx và Imin = 0: - Kiểm tra lại bằng công thức chính xác.
α xonononUE−+ΔI Ut t URt2 LE - Kiểm tra các thời hằng: T = 100 E-6 << τ = 0.002 giây phù hơp với giả thuyết.
Iox===−⇒==()1 αα x x và
RL22 tURtLU+ 2
xon b. Tính giá trị E để dòng trở nên gián đoạn.
URt+ 2 LU
tt= on xảy ra khi Imin = 0 và Io = ΔI/2 = 0.105 A.
hay xonURt+ 2 LE .
on cho ta : E = αU – R.Io = 30 – 5*0.105 = 29.475 volt.
Điều kiện để dòng gián đoạn: chu kỳ T ≥ tx
Kiểm tra lại, thế giá trị E này vào , t = 100 micro giây = T. Vậy khi E >
x
29.475 volt thì t < 100 micro giây và dòng bắt đầu gián đoạn.
x
9 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD Được phép mang vào phòng thi 10 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD
3. Khảo sát bộ biến đổi làm việc hai phần tư mặt phẳng tải I và II: Được phép mang vào phòng thi
Ví dụ 4.2: Khảo sát BBĐ áp một chiều hình IV.1.2 (b) vói nguồn U = 100 volt, sức
+ điện động tải E = 40 volt, R = 5 ohm, L = 1 mH, T = 100 micro giây. Vẽ dạng dòng ra
D1
S1 trong các trường hợp độ rộng xung tương đối α lần lượt là 0.5; 0.3; 0.2.
i
o Ví dụ 4.2: Sơ đồ BBĐ bao gồm D1 và S2
U
(hình IV.1.7 dùng để chuyển năng lượng từ tải E
D2 Uo về nguồn một chiều U có điện áp cao hơn nó còn
_ S2
gọi là BBĐ tăng áp (trường hợp (c ) của hình
II.1.6).
Khi i đão chiều được, không có chế
o Hình IV.1.6: Các trường hợp dòng điện 4. Khảo sát bộ biến đổi làm việc bốn
độ dòng gián đoạn.
của BBĐ làm việc nhiều hơn ¼ mặt phần tư mặt phẳng tải:
Các công thức như cũ: phẳng tải Hình IV.1.7: BBĐ tăng áp
tU⋅ UEo − UT
UU==on α. I = Δ=I ()1 −α α +
o o D1 D3
T R L S1 S3
io >> 0 : S1, D2 dẫn điện io uo
U
io << 0 : S2, D1 dẫn điện
D2 D4
io quanh zero: cả 4 ngắt điện đều làm việc _ S2 S4
11 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD 12 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD
Được phép mang vào phòng thi Được phép mang vào phòng thi
sơ đồ cầu (cầu H) sơ đồ hai nguồn
BẢNG TÓM TẮT CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN SƠ ĐỒ CẦU (hình IV.3.1c) Ví dụ: điều khiển S1 = S4 = S2 = S3
2UT
STT Cách điều khiển Phần tư làm Đặc điểm
Δ=IImax − I min =()1 −α α
việc L
1 Điều rộng xung SS1432=== SS 4 phần tư, thay đổi liên tục dòng, áp ra; nhấp với α = tON/T; tON là thời gian ON của
nhô dòng cao ; lưu ý trùng dẫn S1, S4:
2 Điều rộng xung S1, S4 cho áp ra > 0, I , hay Điều khiển đơn giản; ít tổn hao; 1
UUtUTtUoonon=⋅−−=−⎡⎤()()21α
không thể trùng dẫn; không đảo ⎣⎦
Điều rộng xung S2, S3 cho áp ra < 0 III T
chiều dòng tải được.
UEO −
IO = ,
3 Điều rộng xung SS12= cho điều I, II hay đảo chiều áp ra cần thay đổi luật R
điều khiển; ít tổn hao; lưu ý trùng
khiển áp, III, IV
dẫn
SS43= để chọn chiều áp
4 Điều rộng xung SSSS12,43== 4 phần tư, thay đổi liên tục dòng, áp ra; nhấp
nhô dòng thấp; lưu ý trùng dẫn; ,
Và SSwt14()=−π
điều khiển phức tạp
Chia làm hai nhóm:
- Điều khiển hoàn toàn: 1, 4
- Điều khiển không hoàn toàn: 2, 3
13 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD 14 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD
Được phép mang vào phòng thi Được phép mang vào phòng thi
U
Ví dụ: Đóng ngắt S1, S4: + 5. Khảo sát sóng hài áp dòng trên tải RLE:
D3 t
Chỉ làm việc ở phần tư thứ I: S1 a. Sóng hài điện áp: on
io
U
io > 0 ; Uo = α.U Khai triển Fourier cho áp ra vO hình IV.1.3.b
Uo
D2 (trường hợp dòng liên tục): t
_ S4 2U T
Unwtnon=−1 cos
(b1) nπ
Hình IV.1.10 (a) Mạch tương đương −1
θn =−tg⎣⎡sin nwton /()1 cos nwt on ⎦⎤
b. Sóng hài dòng điện tải RLE:
Sóng hài dòng điện tải RLE được tính khi áp dụng nguyên lý
xếp chồng, dòng hiệu dụng của thành phần bậc n :
Un
In =
2 2
RnwL+ ()
BT: Tính mạch lọc LC ngỏ ra BBĐ khi tải R để có nhấp nhô áp cho trước:
(b) áp ra tải R (a) áp ra tải RL Tính bằng số: U = 24 V, f = 10 kHz, a = 0.6, R = 10 ohm và ΔU ngỏ ra yêu cầu
Bài tập: Khảo sát hoạt động của BBĐ làm việc 4 phần tư mặt phẳng tải, điều khiển bằng 20 mV.
theo thuật toán thứ 4 trong bảng phương pháp điều khiển.
15 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD 16 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD
Được phép mang vào phòng thi Được phép mang vào phòng thi
HD: chỉ tính với thành phần cơ bản (sóng hài bậc 1) Ngắt điện đóng (ON): Cuộn dây được nạp năng lượng từ nguồn
IV.2 BỘ BIẾN ĐỔI ÁP MỘT CHIỀU LOẠI FLYBACK: Ngắt điện ngắt (OFF): Cuộn dây phóng năng lượng qua tải và nạp năng lượng vào tụ.
S1 D 1. Khảo sát sơ đồ căn bản:
+ i
i s D Các giả thiết: điện áp, dòng điện đều biến thiên tuyến tính, điều kiện:
+ i L S1
s C Io C Io
L - Chu kỳ đóng ngắt T << chu kỳ cộng hưởng 2π LC .
U u L U
L i i - Tải nguồn dòng I .
_ C u C u o
CCS2
_ D S1 D
(a)
(b) i
+ i L
s C Io
S1 D L2 D
L
L1 i U u
+ i i + i L2 L i
L1 L2 C Io s i C Io _ C u
T L C
U U
u i i
L1 S1
_ C u _ C u
n:1 C C Khảo sát chế độ tựa xác lập:
(c) (d)
- Khi 0 < t < tON : S1 đóng. L nạp năng lượng từ nguồn:
Hai pha hoạt động: UU
itLon()=+⇒Δ=Δ=−= t on Imin I I L it Lon () I min t on
L L
17 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD 18 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD
Được phép mang vào phòng thi Được phép mang vào phòng thi
C phóng điện qua tải: Thế các giá trị ΔΔIULC , vào, để ý Δ=− tTt on , ta nhận được:
IIoo ton α T
utUUVuttCCConon=− +max =>Δ = max −() = UUUIICLo== ; = IV.2.3
CC Tt−−on1 α Tt − on
S1 D
i
+ i L Trường hợp dòng gián đoạn:
s C Io
I = T Io ≤ ΔI
U u L Khi L T−t 2
L i on
C u
_ C ta có trường hợp dòng qua L gián đoạn (hình IV.2.3):
Gọi tx là thời gian có dòng qua L:
Thời gian L nạp năng lượng vẫn như cũ:
U
- Khi t > tON : S1 ngắt, dòng qua cuộn dây phóng điện qua C và tải:
Δ=I ton ,
duC diL L
iIoiIoCLC=+=+ ; u LC =−= uL
dt dt Thờigian tải C xả bằng (T – tx + ton):
Gọi IULC là trị trung bình dòng qua L, trị trung bình áp trên tải.
Io
ΔU ΔI Δ=UTtt() −+x on .
Lấy trung bình hai vế : IIoC=+C ; UL = L C
LCΔΔtt
trong thời gian L phóng năng lượng
19 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD 20 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD
Được phép mang vào phòng thi Được phép mang vào phòng thi
Δt = (t – t ) : Hình IV.2.3: Dạng áp, dòng BBĐ hình 4.8.a Phương pháp khác
x on tx
dùng để tính toán hoạt động khi dòng gián
du di tiếp cận trường hợp dòng
iIoiIoC=+=+C ; u =−= uLL đoạn Δuc1 (a)
LCdt LC dt gián đoạn:
ΔI u
L Nguyên lý bảo toàn c Δ u u
hay ULCL=Δ với I như cũ và Δ=ttx − ton c Δ c2
Δt năng lượng: năng lượng
t
cung cấp bằng tiêu thụ, on
I
Suy ra: max
1 2
WLIUIT==... Io
tTtton ΔUT− ()xon− max oo
UCL==+=+= U ; I Io C Io()1 Io 2
ttxon−−−− tt xon tt xon tt xon 2
LI. t
ΔIU T2..LI T =>U = max S đóng S ngắt
khi dòng gián đoạn, ItIott=⇒ = ⇒=+ o o
Lonxon 2.ITo . T
22Lttxon− Ut on
22
khi Io Ỉ 0 (mạch không tải) áp trên tải tăng đến vô cùng. Ut. on U
hay Uo = vì Imax = ton .
2.L .ITo . L
21 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD 22 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD
Được phép mang vào phòng thi Được phép mang vào phòng thi
Mô phỏng BBĐ flyback để kiểm 2. Các sơ đồ khác: Sơ đồ ghép BA:
U Io S1 D
tra: Δ=ItL1 on ; Δ=Δ=UUtCon
L1 C
S1 D du 1 T + i i
ni⋅==+ i IoCC ⇒ I =() Io L1 L2 C Io
i LL11 L 1 − T
+ i L dt n T ton
s C Io U u
L21diL1 ton L1 i
U u L uuCL==2 ⇒= U C () U _ C u
L i ndt nTt− n:1 C
C u on
_ C
- Ghép BA nhiều thứ cấp: D1
_
Mạch điện hình IV.2.1a với các Ii U
Δ=UtΔ=It C1 I1
Ci on ; Lon L1 U1
thông số: U = 20V, L = 30 uH, Ci L
+
C = 50 uF, T = 50 us, α = 0.3 S
Trung bình áp ra mỗi cuộn dây thứ cấp: D2
và Io lần lượt bằng 1.2A, 2A,
nt⎛⎞ +
Hình IV.2.3c dạng áp dòng mô phỏng dùng PSIM BBĐ UU= ion + i I2
3.5A, 6A ta có được các kết quả Ci ⎜⎟ L L2 C2 U2
nTt− _
hình IV.2.3c. flyback ⎝⎠on
U u
- Trung bình dòng điện của cuộn sơ L L D3
Dạng áp trên tụ giống hình IV.2.3b hơn hình IV.2.3a. Tụ chỉ được nạp điện khi iL > Io. _ _
1 ⎛⎞T C3 I3
cấp: IL = ⎜⎟nIii L3
Ta có chế độ biên gián đoạn ở Io = 3.5A. bằng 8.57V. nT− t ∑ U3
⎝⎠on i +
Khi dòng không liên tục, áp ra tăng. (lần lượt bằng 25V, 15V).
23 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD 24 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD
Được phép mang vào phòng thi Được phép mang vào phòng thi
Bài tậpï IV.2.1:
a. Cho sơ đồ hình IV.2.5.(c), áp nguồn U = 260 volt, tần số đóng ngắt f = 20 KHz, IV.3 SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN BBĐ ÁP MỘT CHIỀU :
tải định mức Uo = 5 volt, Io = 5 ampe. Tính các thông số mạch để nhấp nhô áp ra ΔU =
20 mV, nhấp nhô dòng qua ngắt điện ΔI bằng 50 % trị trung bình. 1. PWM (Điều rộng xung) và dùng bộ so sánh có trễ:
chọn tON = 0.6 T = 0.6/ 20000 = 30 micro giây. a. Nguyên lý điều rộng xung:
C = Io*tON/ ΔU = 5*30 E -6 / 20 E -3 = 7.5 E –3 = 7500 uF Điều chế độ rộng xung (Pulse Width Modulation) là phương pháp biểu diễn thông
tin Uđk bằng độ rộng xung α, dùng cho truyền tin hay khuếch đại.
n =(U * tON)/ [(T - tON )* Vo] = 78
Uđk --> Điều rộng xung --> α --> BBĐ áp MC --> lấy trung bình --> UO
IL = (Io * T)/ [(T - tON )* n] = ( 5 * 50) / [(50 – 30)*78] = 0.16 ampe
ΔI = 0.16 * 0.5 = 0.08 ampe. (điều chế) (xử lý) (giải điều chế)
=> L = (260 * 30 E –6) / 0.08 = 0.0975 H.
Dòng cực đại qua ngắt điện S: Imax = IL + ΔI / 2 = 0.20 ampe
25 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD 26 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD
Được phép mang vào phòng thi Được phép mang vào phòng thi
Nguyên lý thực hiện: d Ucmax Bộ so sánh so sánh ngỏ ra Phản hồi và tín
b S1 io L
U +
a đk hiệu Đặt: D1
Dao động tam giác c
U u
u Đặt > (Phản hồi + Δ) : C o
c _
HT tác động ngắt điện S (đóng) để tăng ngỏ ra.
0
U
Đặt < (Phản hồi – Δ) :
Uđk Uo
t HT tác động ngắt điện S (ngắt) để giảm ngỏ ra. _ Phản hồi
Hai tam giác Obd và Oca đồng dạng: on
Đặt
tU Δ: vùng trễ, xác định thời gian đóng – ngắt +
α ==ON đk
0
TUcmax T t [Bộ so sánh có trễ]
U Bộ so sánh có trễ kết hợp mạch thay đổi độ rộng α và việc điều khiển hệ thống.
Trung bình áp ra: UU==α. U
OđkU
CMax Nguyên lý này còn có các tên:
b. Điều khiển dùng bộ so sánh có trễ: - điều khiển dùng rơ le có trễ
- điều khiển theo áp (dòng) ngỏ ra.
27 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD 28 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD
Được phép mang vào phòng thi Được phép mang vào phòng thi
2. Mạch điều rộng xung loại dòng điện:
Cho phép cùng lúc thay đổi độ rộng xung α và hạn chế dòng qua ngắt điện 3. Mạch lái nửa cầu transistor:
Nguyên lý thực hiện: - Là thành phần quan trọng của ĐTCS hiện đại,
set set Dao động
reset Đặt dòng - lái 2 transistor nối nguồn làm việc ngược pha.
R-S F F Vn
phản hồi VV1 Q1 mosFET N Q1 Q2 Q1Q2 Q1 (a)
reset dòng Set OPTO1 + -
S 1 4 Q1 Q1 Q1 (b)
Dao động Khuếch
lái MosFET Reset Q đại
2 3 OUT Q2 Q2 (c)
Phản hồi dòng
RS FF : VV2 Q2 mosFET N thời gian chết
OPTO2 + -
1 4
- SET: đóng ngắt điện S Shunt Khuếch Hình IV.3.6 Tín hiệu điều khiển nửa cầu có
Điều Đặt dòng đại chống trùng dẫn
- RESET: khóa ngắt điện S trong 2 khiển áp 2 3
(a) tín hiệu điều khiển lý thuyến
trường hợp: Mạch lái nửa cầu điều khiển độc lập (b), (c) tín hiệu điều khiển thực tế ngắt điện
- độ rộng xung tối đa với thời gian chết từ 1 đến vài chục micro giây
- dòng phản hồi = dòng đặt - hiện tượng trùng dẫn: Q1 và Q2 cùng lúc dẫn điện khi ra lệnh đóng ngắt điện khi
ngắt điện đang dẫn chưa tắt
Bộ điều khiển áp cho ra tín hiệu đặt dòng để điều khiển áp ra.
Nguyên nhân: điều khiển đão pha và t > t
off on
Xử lý: có thời gian chết (dead time) xen kẻ giữa hai tín hiệu điều khiển đóng hai
29 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD 30 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD
Được phép mang vào phòng thi Được phép mang vào phòng thi
ngắt điện.
Ví dụ mạch dùng BJT: Vn
R1
R6
- Nhiệm vụ chống trùng dẫn do R5 Q3 Q1 mosFET P
phụ trách. R10
R7 R4
- R4, R3 có trị số rất bé làm cho OUT
R5
Q1 (Q2) tắt nhanh khi Q3 (Q4) bảo hòa Q2
R8 R3
IN
- R5 có trị số khá lớn (hàng chục Q5
Q4
R11
kohm) làm cho các mosFET mở chậm. mosFET N
R2
R9 Mạch lái nủa cầu dùng IR2184, tự cấp điện VB
Mạch lái dùng vi mạch: họ vi
Mạch lái nửa cầu dùng IR2184
mạch IR21xx (International Rectifier).
IN: ngỏ vào (logic 3 đến 5V)
Deadtime 0.5 micro giây
SD (shut down) là tín hiệu cấm
Dòng xung cực đại +1.8A/ – 1.4A
khối bảo vệ áp nguồn thấp (UV detect) UV: under voltage
31 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD 32 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD
Được phép mang vào phòng thi Được phép mang vào phòng thi
i
v n
C
Nguồn
i
i C
C
C
- Có thể cải thiện, nâng lên đến > 95%
Sơ đồ khối bộ nguồn diod có cos ϕ bằng 1:
Lưới AC Ỉ Chỉnh lưu D Ỉ [tụ bé Ỉ Mạch cải thiện HSCS Ỉ] tụ lớn Ỉ BBĐ Áp DC
v
C1
Dạng dòng/áp ra chỉnh lưu
IV.4 MẠCH CẢI THIỆN HSCS CỦA BỘ CHỈNH LƯU DIOD: i = i
n L có cos ϕ (HSCS) bằng 1
Hệ số công suất của bộ chỉnh lưu diod khá cao ( > 80%), nhưng hạn chế
do dòng nguồn không sin
Mạch cải thiện HSCS:
33 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD 34 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD
Được phép mang vào phòng thi Được phép mang vào phòng thi
Là bộ nguồn Flyback nạp tụ chỉnh lưu bằng dòng hình sin có biên độ
thay đổi theo trung bình áp ra:
RS - FF
Set
1 S
3
Dao động 2 Reset Q
in 4
2Phản hồi dòng
6
L i 3
L So sánh Shunt
Nguồn Đặt dòng
Điều khiển áp 7
C1
S C2 Bộ nhân
0
Ngắt điện S: điều khiển bằng bộ PWM loại dòng điện có tín hiệu đặt là
xung hình sin có trung bình thay đổi theo áp ra.
Tần số đóng ngắt hàng 100 kHZ => dòng nguồn hình sin
35 / 32 ch4 DK ap DC ppt.doc /ĐTCS&ƯD
Được phép mang vào phòng thi
Mạch cải thiện hệ số công suất dùng vi mạch MC34262.
IV.5 ỨNG DỤNG: (đọc tài liệu)
1. Ổn áp xung
2. Bộ nguồn DC cho thiết bị điện tử
3. Điều khiển động cơ DC
4. Nghịch lưu
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- bai_giang_dien_tu_cong_suat_va_ung_dung_chuong_4_bo_dien_doi.pdf