BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU o0o Tiểu Luận Điện Tử Công Suất Đề tài Mạch Chỉnh Lưu Giáo viên Phan Thanh Hoàng Anh Sinh viên thực hiện Đoàn Hà Phúc Lâm Vũ Quốc Thắng Nguyễn Min[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA -VŨNG TÀU -o0o - Tiểu Luận Điện Tử Công Suất Đề tài: Mạch Chỉnh Lưu Giáo viên: Phan Thanh Hoàng Anh Sinh viên thực hiện: Đoàn Hà Phúc Lâm Vũ Quốc Thắng Nguyễn Minh Dức Lê Thành Đạt Ngày 10, tháng 3, năm 2023 LỜI MỞ ĐẦU Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu đưa môn học “Điện tử cơng suất” vào trương trình giảng dạy Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên mơn – Thầy Phan Thanh Hồng Anh dạy dỗ, truyền đạt kiến thức quý báu cho em suốt thời gian học tập vừa qua Trong thời gian tham gia lớp học điện tử cơng suất thầy, em có thêm cho nhiều kiến thức bổ ích, tinh thần học tập hiệu quả, nghiêm túc Đây chắn kiến thức quý báu, hành trang để em vững bước sau Xin chân thành cảm ơn thầy Mục lục *Phần mở đầu I Giới thiệu mạch chỉnh lưu cầu Khái niệm Các loại mạch chỉnh lưu cầu II Chức ứng dụng mạch chỉnh lưu cầu Nguyên lý hoạt động Ứng dụng mạch chỉnh lưu cầu Ưu diểm nhược điểm III Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu IV Kết luận V Tài liệu tham khảo * PHẦN MỞ ĐẦU – CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT Điện tử cơng suất gì? Điện tử cơng suất lĩnh vực áp dụng rộng sản xuất, cơng nghiệp, mà dựa tảng môn học mạch điện tử, kỹ thuật xung số… Trong đối tượng điều khiển để truyền lượng điện có kiểm sốt từ nguồn đến tải Cơng suất có trị số từ vài chục watt đến vài gigawat Yêu cầu quan trọng điện tử công suất hiệu suất giá trị kinh tế phải sử dụng kỹ thuật giao hoán nhằm giảm thiểu tổn thất trình chuyển đổi điều khiển Lĩnh vực áp dụng điện tử công suất mô tả hình •AC biến đổi thành DC: chỉnh lưu •DC biến đổi thành DC: biến đổi điện chiều •DC biến đổi thành AC: nghịch lưu •AC biến đổi thành AC: biến đổi điện AC Trong cơng nghiệp, ngồi tải riêng ra, phần lớn mạch điện tử công suất điều khiển động để thực yêu cầu tải Các đại lượng đặc trưng điện: trị trung bình, trị hiệu dụng, cơng suất Giá trị trung bình : Gọi i(t) hàm biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ Tp Giá tri trung bình đại lượng i(t), viết tắt IAV(AV:average…giá trị trung bình) xác định hệ thức Giá trị hiệu dụng : Gọi i(t) hàm biến thiên tuần hoàn theo thời gian với chu kỳ Tp Giá trị trung bình đại lượng i(t), viết tắt IAV (AV:average…giá trị trung bình) xác định hệ thức - Công suất tức thời tải tiêu thụ xác định tích điện áp dịng điện tức thời dẫn qua nó: Cơng suất trung bình: Tải R: Tải L C: Hệ số công suất: pF định nghĩa cho tải tiêu thụ, tỉ số công suất tiêu thụ thực tế tải P công suất biểu kiến S nguồn cung cấp cho tải đó: - Biểu thức tính hệ số công suất theo thành phần công suất sau: Độ méo dạng THD: (Total Harmonic Distortion) đại lượng để đánh giá tác dụng sóng hài bậc cao(bậc 2, 3…) xuất nguồn điện cho hệ thức sau: Trong Ij trị hiệu dụng sóng hài bậc j, j≥2 I1 trị hiệu dụng dòng điện nguồn I Giới thiệu mạch chỉnh lưu Khái niệm Mạch chỉnh lưu cầu mạch điện có chức chuyển đổi dịng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện chiều (DC) Hiểu cách đơn giản đầu vào mạch dịng AC đầu dòng DC Mạch chỉnh lưu cầu phổ biến nguồn cung cấp điện áp DC sử dụng cho thiết bị linh kiện điện tử.(Vd: cục sạc điện thoại, dây sạc máy tính, tv,…) Các loại mạch chỉnh lưu - Chỉnh lưu cầu không điều khiển Chỉnh lưu cầu pha không điều khiển Bộ chỉnh lưu sử dụng diode để chỉnh lưu đầu vào hình Vì diode linh kiện đơn hướng cho phép dòng điện chạy theo chiều Với xếp diode chỉnh lưu, không cho phép công suất thay đổi tùy vào yêu cầu tải Vì vậy, chỉnh lưu sử dụng mạch nguồn cung cấp cố định - Chỉnh lưu cầu có điều khiển Chỉnh lưu cầu pha có điều khiển Trong chỉnh lưu này, thay sử dụng diode khơng điều khiển, linh kiện sử dụng SCR, Mosfet, IGBT,… linh kiện dùng để thay đổi công suất đầu mức điện áp khác nhau, công suất đầu tải thay đổi cách thích hợp II Chức ứng dụng mạch chỉnh lưu cầu Nguyên lý hoạt động Trong nửa chu kỳ đầu từ (0 – π), điện áp Vin > với cực tính dương hình bên Ta thấy nhóm D1, D3 điện áp cực dương điốt D1 lớn D3, D1 dẫn Cịn nhóm D2, D4 cực âm điốt D2 nhỏ D4, điốt D2 dẫn => Ở nửa chy kỳ đầu điốt D1, D2 dẫn điốt D3, D4 bị phân cực ngược Dòng điện cực dương nguồn qua D1, qua tải qua D2 trở cực âm nguồn Bán kỳ dương chỉnh lưu hình cầu Trong nửa chu kỳ (π – 2π) điện áp Vin < với cực tính nguồn đảo lại (hình bên dưới) Một cách tương tự ta thấy điốt D3, D4 dẫn, điốt D1, D2 bị phân cực ngược Dòng điện từ cực dương nguồn qua D3, qua tải qua D4 để trở cực âm nguồn Bán kỳ âm chỉnh lưu hình cầu + + + *Linh kiện mạch chỉnh lưu: Điện trở 1K Tụ điện 1000 µF 25V Điot led + Điot bán dẫn Mạch chỉnh lưu cầu Điện trở 1k Diot led Tụ điện 1000 µF 25V Diot bán dẫn Chức linh kiện Diode thành phần quan trọng nguồn cung cấp điện, dùng để chuyển đổi điện áp xoay chiều thành chiều Diot led diode có khả phát ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại Cũng giống diode, LED cấu tạo từ khối bán dẫn loại p ghép với khối bán dẫn loại n - Tụ điện cho biết khả lưu trữ lượng điện, lưu trữ điện, lưu trữ điện tích hiệu - Điện trở loại linh kiện điện tử có khả giúp giới hạn hay điều chỉnh dịng điện có mạch điện tử Ứng dụng mạch chỉnh lưu cầu Ứng dụng mạch chỉnh lưu cầu trích xuất dòng điện chiều từ nguồn điện xoay chiều(từ AC ->DC) Vì vậy,nguồn mạch chỉnh lưu cầu cấp nguồn hầu hết thiết bị điện tử Mạch chỉnh lưu dùng mạch tách sóng tín hiệu vơ tuyến điều biến biên độ Ngồi ra, mạch chỉnh lưu cầu sử dụng để cấp điện có cực tính cho máy hàn điện Đơi mạch thay cho diode cầu chỉnh lưu dùng Thyristor Ưu nhược điểm Ưu điểm mạch chỉnh lưu cầu khơng cần biến áp, độ gợn sóng ngõ nhỏ với điện áp trung bình lớn Cho nên, ứng dụng rộng rãi thực tế, với điện áp 10V dịng tải lên đến 100 ampe Nhược điểm mạch chỉnh lưu cầu có hai điốt tham gia dẫn dịng, điốt nhóm lẻ dẫn dịng tải Và điốt nhóm chẵn dẫn dịng tải nguồn Như có sụt áp hai điốt gây Chính lý mà mạch cầu khơng thích hợp với chỉnh lưu điện áp thấp 10V dòng tải lớn III Sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu Máy biến áp: Có nhiệm vụ thay đổi biên độ điện áp đầu vào Bộ chỉnh lưu cầu diode (Có diode nhiều hơn): Để tạo dòng điện chiều DC Bộ lọc: Làm mịn, giảm tối đa độ gợn biên độ điện áp đầu ra, giúp cho điện áp DC ổn định Bộ điều chỉnh: Có chức điều chỉnh điện áp đầu