Bài giảng Dụng cụ bán dẫn - Chương 2: Mạch chỉnh lưu

CHƯƠNG 2 – MẠCH CHỈNH LƯU Sơ đồ chỉnh lưu 1 pha Sơ đồ chỉnh lưu 3 pha Thiết kế bộ chỉnh lưu điốt công suất SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU MỘT PHA Chỉnh lưu 1 pha nửa sóng Tải R thuần trở Điốt vs : điện áp xoay chiều vL: điện áp tải vD : điện áp rơi trên điốt SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU MỘT PHA Chỉnh lưu 1 pha nửa sóng Tải cảmR, L -Trong tải cảm có thành phần L – kho tích trữ năng lượng - Điện áp trung bình đầu ra 1 φ U ave = Vm sinϕdϕ 2π ∫ϕ=0 SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU MỘT PHA Chỉnh lưu 1 pha nửa sóng Tải R thuần trở Thyristor vs : điện áp xoay chiều vL: điện áp tải vT : điện áp rơi trên T iG : dòng điện điều khiển SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU MỘT PHA Chỉnh lưu 1 pha nửa sóng Tải cảmR, L -Trong tải cảm có thành phần L – kho tích trữ năng lượng - Điện áp trung bình đầu ra 1 β U ave = Vm sinϕdϕ 2π ∫ϕ=α SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU MỘT PHA Chỉnh lưu 1 pha toàn sóng Có điểm trung tính Điốt vs : điện áp xoay chiều vL: điện áp tải vD1,2: điện áp rơi trên điốt SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU MỘT PHA Chỉnh lưu 1 pha toàn sóng Không trung tính Điốt vs : điện áp xoay chiều vL: điện áp tải vD1,2,3,4: điện áp rơi trên điốt SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU MỘT PHA Chỉnh lưu 1 pha toàn sóng Có điểm trung tính Thyristor vs : điện áp xoay chiều vL: điện áp tải vT1,vT 2: điện áp tải iG1,iG2: dòng điện điều khiển SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU MỘT PHA Chỉnh lưu 1 pha toàn sóng Không trung tính Thyristor vs : điện áp xoay chiều vL: điện áp tải vT1,2,3,4 : điện áp tải iG1,2,3,4: dòng điện điều khiển SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA Chỉnh lưu 3 pha hình sao Điốt va = Vm sin()ωt vb = Vm sin()ωt +120 vc = Vm sin()ωt + 240 SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA Chỉnh lưu 3 pha hình sao 3 5π 6 Vdc = Vm sinθdθ 2π ∫π 6 Vdc = 0,827Vm SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA Chỉnh lưu 3 pha hình sao Điốt vu = −Vm sin()ωt vv = −Vm sin()ωt +120 vw = −Vm sin()ωt + 240 va = Vm sin()ωt vb = Vm sin()ωt +120 vc = Vm sin()ωt + 240 SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA Chỉnh lưu 3 pha hình sao 2π 3 6 V =1,654V Vdc = 3Vm sinθdθ dc m 2π ∫π 3 SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA Chỉnh lưu 3 pha hình sao Thyristor Góc mở của thyristor chỉ nằm va = Vm sin()ωt trong khoảng vb = Vm sin()ωt +120 []π 6, 5π 6 vc = Vm sin()ωt + 240 SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA Chỉnh lưu 3 pha hình sao Thành phần L của tải sẽ quyết định dạng đặc tính của dòng điện i L là liên tục hay gián đoạn SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA Chỉnh lưu cầu3 pha Điốt va = Vm sin()ωt vb = Vm sin()ωt +120 vc = Vm sin()ωt + 240 SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA Chỉnh lưu cầu3 pha 6 2π 3 Vdc = 3Vm sinθdθ 2π ∫π 3 Vdc =1,654Vm SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA Chỉnh lưu cầu3 pha Thyristor Góc mở của thyristor chỉ nằm va = Vm sin()ωt trong khoảng vb = Vm sin()ωt +120 []π 3, 2π 3 vc = Vm sin()ωt + 240 SƠ ĐỒ CHỈNH LƯU BA PHA Chỉnh lưu cầu3 pha THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU ĐIỐT Bộ chỉnh lưu 1 pha vs : điện áp xoay chiều vL: điện áp tải vD1,2,3,4: điện áp rơi trên điốt THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU ĐIỐT Bước thiết kế Cho trước điện áp một chiều V dc sau chỉnh lưu, dòng điện tải tiêu thụ I L - Bước1: xác định điện áp xoay chiều trước bộ chỉnh lưu Vm =1,572Vdc Vm là biên độ điện áp xoay chiều. -Bước 2: Gọi V là điện áp lưới, vậy biến áp được lựa chọn có hệ số khuếch đại N ba như sau V N = m ba V - Bước3: xác định dòng điện dẫn qua điốt I Dx ≈ 2,5×1,572× I L 2,5 là hệ số an toàn của thiết bị (làm mát không khí). THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU ĐIỐT Bước thiết kế (tiếp) - Bước4: chọn điốt có thông số như sau Vb >>Vm , I F = I Dx -Bước 5: chọn biến áp đầu vào có hệ số biến đổi là Nba và có dòng tải sơ cấp thiết kế I1 = Nba × I Dx THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU ĐIỐT Bộ chỉnh lưu 3 pha va = Vm sin()ωt vb = Vm sin()ωt +120 vc = Vm sin()ωt + 240 THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU ĐIỐT Bước thiết kế Cho trước điện áp một chiều V dc sau chỉnh lưu, dòng điện tải tiêu thụ I L - Bước1: xác định điện áp xoay chiều trước bộ chỉnh lưu Vm = 0,605Vdc Vm là biên độ điện áp xoay chiều. -Bước 2: Gọi V là điện áp lưới, vậy biến áp được lựa chọn có hệ số khuếch đại N ba như sau V N = m ba V - Bước3: xác định dòng điện dẫn qua điốt I Dx ≈ 2,5×0,605× I L 2,5 là hệ số an toàn của thiết bị (làm mát không khí). THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU ĐIỐT Bước thiết kế (tiếp) - Bước4: chọn điốt có thông số như sau Vb >>Vm , I F = I Dx -Bước 5: chọn biến áp đầu vào có hệ số biến đổi là N ba và có dòng tải sơ cấp thiết kế I1 = Nba × I Dx