Bài giảng Dụng cụ bán dẫn - Chương 4: Các bộ nghịch lưu

11/21/2011 Chương 4 CÁC B NGHCH LƯU GII THIU Sơ ñ và ñc tính 1 11/21/2011 GII THIU Sơ ñ và ñc tính (tip) Thành phn nghch lưu hot ñng theo nguyên tc ñiu ch ñ rng xung (PWM – SPWM) ñ to ra dng ñin áp xoay chiu hình sin t thành phn ñin áp mt chiu. ðin áp sau bin tn bao gm sóng cơ bn hình sin và các thành phn hài bc cao. Hài bc cao ñưc loi b bng cách s dng các cun chn. Tùy theo cu to mà bin tn có th h tr ch ñ hot ñng: hãm tái sinh, hãm ñng năng Nghch lưu ñưc chia làm hai loi: nghch lưu ngun áp và nghch lưu ngun dòng. Van ñin t là loi: IGBT, BJT, MOSFET NGHCH LƯU MT PHA NGUN ÁP Sơ ñ ðim N to ra ñt o phía ñu ra ph ti. T thành phn C + và C − có giá tr ln bng nhau, hn ch s thăng giáng ñin áp trong mch mt chiu. Trng thái hot ñng ca van: 1) S + dn và S − khóa 2) S − dn và S + khóa 3) S + và S − khóa Nghch lưu 1 nhánh van 2 11/21/2011 NGHCH LƯU MT PHA NGUN ÁP ðc tính NGHCH LƯU MT PHA NGUN ÁP Sơ ñ ðt o phía ph ti ñưc to ra nh vào nhánh van th hai. ðim gia ca mch mt chiu không còn ñưc ni ra ngoài Trng thái hot ñng ca van: theo như sơ ñ 1 1) S 1 + và S 2 − dn, S 1 − và S 2 + khóa nhánh van. 2) S 1 − và S 2 + dn, S 1 + và S 2 − khóa 3) S 1 + và S 2 + dn, S 1 − và S 2 − khóa 4) S 1 − và S 2 − dn, S 1 + và S 2 + khóa 5) S 1 + , S 2 + , S 1 − , S 2 − ñu khóa Nghch lưu 2 nhánh van 3 11/21/2011 NGHCH LƯU MT PHA NGUN ÁP ðc tính NGHCH LƯU MT PHA NGUN ÁP Phương pháp ñiu ch ñ rng xung Trng thái hot ñng ca van: 1) S 1 + và S 2 − dn, S 1 − và S 2 + khóa 2) S 1 − và S 2 + dn, S 1 + và S 2 − khóa giá tr ñin áp tc thì ñưc ñiu ch là V i và − V i, biên ñ ñin áp ca hài cơ bn là V0 =Vi ma vi ma <1 ðiu ch lưng cc 4 11/21/2011 NGHCH LƯU MT PHA NGUN ÁP Phương pháp ñiu ch ñ rng xung Trng thái hot ñng ca van: 1) S 1 + và S 2 − dn, S 1 − và S 2 + khóa 2) S 1 − và S 2 + dn, S 1 + và S 2 − khóa 3) S 1 + và S 2 + dn, S 1 − và S 2 − khóa 4) S 1 − và S 2 − dn, S 1 + và S 2 + khóa giá tr ñin áp tc thì ñưc ñiu ch là V i, − V i và 0, biên ñ ñin áp ca hài cơ bn là V0 = 2Vima vi ma <1 ðiu ch ñơn cc NGHCH LƯU BA PHA NGUN ÁP Sơ ñ ðin áp ba pha sau b ñiu ch ñm bo yêu cu: biên ñ bng nhau, tn s bng nhau, và góc pha ln lưt lch nhau 1200 Van ñóng m theo phương pháp ñiu ch ñ rng xung PWM. 3 cp van ñưc ñóng m theo 8 trng thái, ñm bo ti mt thi ñim 2 van thuc cùng mt nhánh không m ñng thi, tránh tình trng ngn mch mt chiu. 5 11/21/2011 NGHCH LƯU BA PHA NGUN ÁP Bng trng thái ñóng m ca van vab vbc vca 1) S 1 , S 2 , S 6 dn và S 4 , S 5 , S 3 khóa vi 0 − vi v − v 2) S 2, S 3 , S 1 dn và S 5 , S 6 , S 4 khóa 0 i i − v v 3) S 3, S 4 , S 2 dn và S 6 , S 1 , S 5 khóa i 0 i − v v 4) S 4 , S 5 , S 3 dn và S 1 , S 2 , S 6 khóa i i 0 5) S 5, S 6 , S 4 dn và S 2 , S 3 , S 1 khóa 0 − vi vi 6) S 6, S 1 , S 5 dn và S 3 , S 4 , S 2 khóa vi − vi 0 7) S 1 , S 3 , S 5 dn và S 2, S 4 , S 6 khóa 0 0 0 8) S 2 , S 4 , S 6 dn và S 1 , S 3 , S 5 khóa 0 0 0 NGHCH LƯU BA PHA NGUN ÁP ðc tính 6 11/21/2011 NGHCH LƯU BA PHA NGUN ÁP Không gian vector Mt phng không gian αβ ñưc chia thành 6 góc phn sáu do 6 vectơ ñin áp chun. Có tt c 8 vectơ ñin áp chun tương ng vi 8 trng thái ñóng m ca 6 van ñin t. Hai vectơ V 7 , V 8 có môñun bng không. NGHCH LƯU BA PHA NGUN ÁP Không gian vector (tip) Vectơ ñin áp ñiu ch gm hai thành phn: ɺ ɺ ɺ Vc =Vt +Vp Nu phân chia theo thi gian thì: TcVc = TpV p + TtVt + T0V0 trong ñó T c là khong thi gian cn thit ñ có ñưc V c; Tp ,Tt là thi gian thc hin V p , V t và T0 = Tc −Tp −Tt V0 là vectơ V 7 hoc V 8 . 7 11/21/2011 NGHCH LƯU BA PHA NGUN ÁP Không gian vector (tip) Vùng làm vic thc s ca phương pháp ñiu ch ñin áp s dng không gian vectơ nm gii hn bên trong ca hình lc giác ñu to bi 6 vectơ ñin áp chun. ðim này xut phát t thc t như sau Tp + Tt < Tc Vùng nm trong vòng tròn ni tip hình lc giác cho phép kt qu ñiu ch ít hài bc cao hơn. NGHCH LƯU BA PHA NGUN DÒNG Sơ ñ ðin áp ba pha sau b ñiu ch ñm bo yêu cu: biên ñ bng nhau, tn s bng nhau, và góc pha ln lưt lch nhau 1200 Van ñóng m theo phương pháp ñiu ch ñ rng xung PWM. 3 cp van ñưc ñóng m theo 9 trng thái, t phía ti có tác dng gim di dt . Ti mt thi ñim luôn có ít nht 1 van trên và 1 van dưi phi ñóng ñ bo v ngun dòng không b hng. 8 11/21/2011 NGHCH LƯU BA PHA NGUN DÒNG Bng trng thái ñóng m ca van ioa iob ioc i 0 − ii 1) S 1 , S 2 dn và S 3 , S 4, S 5 , S 6 khóa i i − i 2) S 2, S 3 dn và S 4 , S 5, S 6 , S 1 khóa 0 i i − i ii 3) S 3, S 4 dn và S 5 , S 6, S 1 , S 2 khóa i 0 − i i 4) S 4 , S 5 dn và S 6 , S 1 , S 2 , S 3 khóa i i 0 i 5) S 5, S 6 dn và S 1 , S 2, S 3 , S 4 khóa 0 − ii i i 6) S 6, S 1 dn và S 2 , S 3, S 4 , S 5 khóa i − ii 0 7) S 1 , S 4 dn và S 2 , S 3 , S 5 , S 6 khóa 0 0 0 8) S 3, S 6 dn và S 1 , S 2 , S 4 , S 5 khóa 0 0 0 9) S 5, S 2 dn và S 1 , S 3 , S 4 , S 6 khóa 0 0 0 NGHCH LƯU BA PHA NGUN DÒNG ðc tính 9