Bài giảng Điện tử công suất: Chương 6 - TS. Nguyễn Tiến Ban

Chương 6 trình bày về hệ thống điều khiển bộ biển đổi. Trong chương này gồm có một số nội dung chính như: Phương pháp xây dựng bộ điều chế, nguyên lý điều khiển dọc, nguyên lý điều khiển dịch pha, một số mạch thông dụng trong hệ thống điều khiển bộ biến đổi phụ thuộc,...và các nội dung liên quan khác. Mời tham khảo.

1

B  BI N  Ộ Ể Đ I Ổ

H  TH NG TH C HI N BI N  Ệ Ố Ự Ệ Ế Đ I TÍN HI U  Ổ Ệ ĐI U KHI N THÀNH TÍN HI U  Ề Ể Ệ

C N THI T PHÙ H P V I  Ầ Ế Ợ Ớ Đ I T Ố Ư NG  Ợ ĐI U KHI N  Ề Ể Đ  TÁC  Ể Đ NG HO T  Ộ Ạ

Đ NG  Ộ ĐÓNG M  CÁC KHOÁ BÁN D N Ở Ẫ

H  TH NG  Ệ Ố ĐI U KHI N G M HAI PH N CHÍNH: Ề Ể Ồ Ầ

­PH N CH A THÔNG TIN V  QUY LU T  Ầ Ứ Ề Ậ ĐI U KHI N: TH C HI N CÁC CH C  Ề Ể Ự Ệ Ứ NĂNG KHÁC NHAU TU  THU C VÀO C U TRÚC B  BI N  Ỳ Ộ Ấ Ộ Ế Đ I VÀ LĨNH V C  Ổ Ự

S  D NG, Ử Ụ

­PH N T O NÊN N Ầ Ạ ĂNG LƯ NG  Ợ ĐI U KHI N  Ề Ể Đ   Ể ĐÓNG M  CÁC VAN CÔNG  Ở

SU T Ấ

PHÂN LO IẠ :  PHÂN LO I THEO B  BI N Ạ Ộ Ế Đ I: Ổ

+ ĐI U KHI N B  BI N  Ề Ể Ộ Ế Đ I PH  THU C, Ổ Ụ Ộ

+ ĐI U KHI N B  BI N  Ề Ể Ộ Ế Đ I  Ổ Đ C L P Ộ Ậ

+ B   ộ đi u khi n m t kênh, ề ể ộ

+ B   ộ đi u khi n nhi u kênh ề ể ề

SƠ Đ  C U TRÚC B   Ồ Ấ Ộ

BI N  Ế Đ I PH  THU C Ổ Ụ Ộ

PHƯƠNG PHÁP XÂY D NG B   Ự Ộ ĐI U CH Ề Ế

B   Ộ ĐI U CH  LÀ B  BI N  Ề Ế Ộ Ế Đ I TÍN HI U  Ổ Ệ

ĐI U KHI N U Ề Ể ĐK  THÀNH GÓC ĐI U KHI N  Ề Ể  

ĐƯ C TÍNH T  TH I  Ợ Ừ Ờ ĐI M CHUY N M CH  Ể Ể Ạ

B   Ộ ĐI U CH   Ề Ế Đ NG B  CÓ TH  T O RA  Ồ Ộ Ể Ạ

CÁC Đ C TÍNH  Ặ ĐI U KHI N KHÁC NHAU  Ề Ể

TU  THU C VÀO NGUYÊN LÍ  Ỳ Ộ ĐI U KHI N Ề Ể

NGUYÊN LÝ ĐI U KHI N D CỀ Ể Ọ

B  Ộ ĐI U KHI N BAO G M: Ề Ể Ồ

+ B  T O XUNG RỘ Ạ ĂNG CƯA ( ĐI N ÁP T A ­ RC),Ệ Ự+ B  SO SÁNH ( SS).Ộ

HAI TÍN HI U Ệ ĐI N ÁP T A VÀ Ệ Ự ĐI N ÁP Ệ ĐI U KHI N Ề Ể

ĐƯ C SO SÁNH NHAU,Ợ

T I UẠ RC = UĐK, B  SS T O RA XUNG Ộ Ạ ĐI U KHI NỀ Ể

Đ c tính pha c a b    ặ ủ ộ đi u ch   ề ế

ph  thu c vào d ng  ụ ộ ạ đi n áp t a.  ệ ự

N u  ế đi n áp có d ng Cosin : ệ ạ

Ch n  ọ t = 0 là th i  ờ đi m  ể

chuy n m ch t  nhiên  thì khi  ể ạ ự

t =  đi n áp: ệ

Và

Đi n áp ra c a ch nh l ệ ủ ỉ ưu 

Như v y  ậ đ c tính  ặ đi u ch nh   ề ỉ

Ud=f(Udk) c a  b  ch nh l ủ ộ ỉ ưu là 

d d

U

U U

0 cos

t U

U RC ( 1 ) m cos

THAY Đ I VÀ CH M PHA Ổ Ậ

SO V I TÍN HI U BAN Ớ Ệ Đ U Ầ

M T GÓC Ộ  T I TH I Ạ Ờ ĐI M Ể

KHI ĐI N ÁP X/CHI U Ệ Ề ĐI 

QUA 0 S  T O NÊN XUNG Ẽ Ạ

ĐK TU. 

NHƯ C Ợ ĐI M: B  QUAY Ể Ộ

PHA R T NH Y C M V I Ấ Ạ Ả Ớ

D NG Ạ ĐI N ÁP VÀ T N S  Ệ Ầ Ố

NÊN PP NÀY ÍT DÙNG

M T S  M CH THÔNG D NG TRONG Ộ Ố Ạ Ụ

H  TH NG Ệ Ố ĐI U KHI N B  BI N Ề Ể Ộ Ế Đ I PH  THU CỔ Ụ Ộ

M ch t o tín hi u ạ ạ ệ đ ng bồ ộ

+ Dùng ch nh lỉ ưu m t pha hai n a chu kìộ ử  có đi m trung tính  ể đ  t o ra  ể ạ

đi n áp ch nh l ệ ỉ ưu U (1)

Đi n áp U  ệ (1) đư c so sánh v i U ợ ớ o đ  t o nên các tín hi u t ể ạ ệ ương  ng v i th i  ứ ớ ờ

đi m  ể đi n áp ngu n  ệ ồ đi qua đi m 0 ể

Uo càng nh  thì U  ỏ (2) càng h p và ph m vi  ẹ ạ đi u ch nh càng l n ề ỉ ớ

10

+ Dùng ngu n không ồ đ i x ng cho khu ch ố ứ ế đ i thu t ạ ậ

toán

Tín hi u xoay chi u U ệ ề (1) sau khi qua khâu so sánh s  có xung ẽvuông U (2) , tín hi u này ệ đư c ợ đưa vào khâu c ng module 2 ( ộ

=1) và m ch tr  Rạ ễ 2C2 đ   o ra m t xung ể ạ ộ đ ng b   ng v i ồ ộ ứ ớ

đi m U ể (1) đi qua đi m 0. Đ  r ng Tể ộ ộ X = RC ln 2 là cơ s  ở đ  ể

ch n Rọ 2 và L2

12

M ch t o  ạ ạ đi n áp r ệ ăng cưa

+ M ch t o xung rạ ạ ăng cưa tuy n tính dùng transistor ế

T1 t o ngu n dòng n p cho C, khi Tạ ồ ạ 2 khoá t  C ụ đư c náp Iợ c = const và tăng tuy n tính. Khi có xung m  Tế ở 2, C s  phóng ẽ đi n ệqua T2 ( hình a):

I dt

I C

t C C

0

1

14

M ch t o ạ ạ đi n áp rệ ăng cưa dùng khu ch  ế đ i thu t toánạ ậ

+ M ch ch  dùng khu ch  ạ ỉ ế đ i thu t toán ạ ậ

S  d ng m ch tích phân. T  ử ụ ạ ụ đư c phóng n p nh  ngu n hai ợ ạ ờ ồ

c c tính: Khi ự đi n áp Uệ 1 dương (E), đi n áp trên t  Uệ ụ 2 n p :ạ

 

đây là đư ng tuy n tính d c xu ng phía dờ ế ố ố ư i. Khi ớ đi n áp vào ệmang d u âm (­E) thì ấ đi n áp Uệ 2:

đây là đư ng ờ đi lên phía trên. B ng cách thay ằ đ i th i gian ổ ờ

phóng(T1) và th i gian n p (Tờ ạ 2) và các giá tr  Rị 1, R2 tương  ng, ứ

đ u ra có th  nh n ầ ể ậ đư c d ng rợ ạ ăng cưa: d c lên (b) d c xu ng ố ố ố( c) ho c tam giác (d)ặ

1 2

C R

E U

2 2

C R

E U

16

M ch t o ạ ạ đi n áp rệ ăng cưa dùng khu ch  ế đ i thu t toánạ ậ

+ M ch dùng khu ch  ạ ế đ i thu t toán và transistor ạ ậ

Dùng m ch tích phân và khoá K, khoá K ạ đư c ợ đi u ch nh ề ỉ

b i tín hi u ở ệ đ ng b , xung ồ ộ đ ng b  k t thúc, K m , t  C ồ ộ ế ở ụ

n p:ạ

T i tạ 1, K đóng, UC = 0. Đ  tránh ng n m ch các m ch ph  ể ắ ạ ạ ụthay khoá K b ng bóng trằ ư ng ( công ngh  MOS) ho c dùng ờ ệ ặkhoá đi n t ệ ử

Const I

R

E

I R C

t RC

E dt

R

E C dt

I C U

U

C C

R

1 1

18

M ch t o ạ ạ đi n áp rệ ăng cưa dùng khu ch  ế đ i thu t ạ ậ

toán

+ M ch t o  ạ ạ đi n áp t a hàm Cos ệ ự t

N u ế đi n áp vào là n a ệ ử đi n áp Sinệ t thì:

C n ầ đ t   ặ ở đ u ra ầ đi n áp chuy n d ch:ệ ể ị

Đi n áp ra s  là:ệ ẽ

Đi n áp t a có d ng cosinệ ự ạ t 

t RC

U RC

U t

td

U RC

t m

U

KHÂU SO SÁNH

NH N TÍN HI U HAI Ậ Ệ ĐI N ÁP T A ( RỆ Ự ĂNG CƯA) VÀ ĐI N Ệ

ÁP ĐI U KHI N, SO SÁNH HAI Ề Ể ĐI N ÁP NÀY, TÌM TH I Ệ Ờ

ĐI M CHÚNG B NG NHAU ( UỂ Ằ ĐK = U RĂNG CƯA) THÌ 

PHÁT XUNG Đ U RA Ầ Đ  G I SANG KHÂU KHU CH Ể Ử Ế Đ I.Ạ

Đ  SO SÁNH TÍN HI U TỂ Ệ ƯƠNG T  ( ANALOG) THỰ Ư NG ỜDÙNG TRANSISTOR HO C KẶ Đ THU T TOÁN. DO KĐTT CÓ ẬNHI U Ề ƯU ĐI M NÊN HI N NAY KHÂU SO SÁNH S  Ể Ệ Ử

D NG LO I NÀY LÀ CH  Y U.Ụ Ạ Ủ Ế

21

22

M CH T O XUNG DÙNG MÁY PHÁT BLOCKINGẠ Ạ

BLOCKING LÀ M CH DAO Ạ Đ NG PH N H I DỘ Ả Ồ ƯƠNG T O ẠXUNG CÓ SƯ N D C CH T LỜ Ố Ấ Ư NG CAO, CÁCH LI GI A Ợ ỮHAI M CH Ạ Đ/K VÀ Đ NG L C.Ộ Ự

M CH S  D NG BI N ÁP XUNG CÁCH LI V I CU N SẠ Ử Ụ Ế Ớ Ộ Ơ 

C P W1, W3 LÀ CU N TH  C P Ấ Ộ Ứ Ấ ĐƯA TÍN HI U RA, CUÔN ỆW2 LÀ CU N PH N H I.Ộ Ả Ồ

BÌNH THƯ NG, T1 KHOÁ DO TH  ÂM T  –E Ờ Ế Ừ Đ T LÊN Ặ

BAZƠ THÔNG QUA R2. KHI CÓ XUNG T  C A VÀO T I Ừ Ử Ạ

TO, T1 D N, CU N W1 XU T HIÊN SẪ Ộ Ấ ĐĐ E(T). CU N W2 Ộ

ĐƯ C M C SAO CHO Ợ Ắ ĐI N ÁP TRÊN W2 CÓ D U Ệ Ấ

DƯƠNG Đ T VÀO BAZẶ Ơ C A BÓNG T O PH N H I Ủ Ạ Ả Ồ

DƯƠNG GIÚP CHO NÓ M  R T NHANH Ở Ấ Đ  Ể Đ T DÒNG IẠ C BÃO HOÀ. KHI ĐÓ TOÀN B  Ộ ĐI N ÁP NGU N E Ệ Ồ Đ T LÊN ẶW1, ĐI N ÁP RA:Ệ

DO CÓ ĐI N ÁP PH N H I NÊN DÒNG BAZỆ Ả Ồ Ơ: 

V N CÒN M C DÙ XUNG Ẫ Ặ Đ U VÀO Ầ ĐàK T THÚC.Ế

Lúc này, lõi thép b t ắ đ u ầ đư c t  hoá và dòng Iợ ừ c tăng lên 

( vì dòng t  hoá Iừ  tăng) trong khi dòng Ib không đ i, Tổ 1 

chuy n t  tr ng thái bão hoà sang khu ch ể ừ ạ ế đ i, ạ đi n áp Uệ CE 

tăng lên, UW1 và UW2 gi m, l i có ph n h i dả ạ ả ồ ương nên quá 

trình này x y ra nhanh và ả đ n tế 1 thì T1 khoá hoàn toàn. Đ  ộ

dài c a xung ra Tủ x

25

M CH KHU CH  Ạ Ế Đ I XUNG  Ạ ĐƠN CÔNG SU T Ấ KHI YÊU C U CÔNG SU T  Ầ Ấ ĐI U KHI N L N CUNG C P CHO  Ề Ể Ớ Ấ

THYRISTOR LÀM VI C V I M CH CÔNG SU T L N NG Ệ Ớ Ạ Ấ Ớ Ư I TA S   Ờ Ử

D NG THYRISTOR TRONG M CH  Ụ Ạ ĐI U KHI N Ề Ể

B  KHU CH Ộ Ế Đ I XUNG CÓ Ạ Đ  R NG TU  ÝỘ Ộ Ỳ

S  D NG SỬ Ụ Ơ Đ  DARLINGTON Ồ Đ  NÂNG CAO H  S  Ể Ệ Ố

C B

I I

B

V B

I K

U R

.

30

Hình trên là b  tr n cao t n v i ộ ộ ầ ớ đi n áp Uệ v là xung có đ  dài Tộ x đư c tr n v i xung có chu kì ợ ộ ớ

Tf nh  hỏ ơn r t nhi u so v i Tấ ề ớ x thông qua m ch ạlogic AND

B  phát xung cao t n thộ ầ ư ng là b  ờ ộ đa hài t o ạxung vuông có  f = 5   10 Kz. Bi n áp xung ế

đư c tính v i ợ ớ đ  r ng xung Tộ ộ f.

Đi n tr  Rệ ở 5 m c ắ đ  h n ch  dòng qua transistor ể ạ ếkhi BAX b  bão hoà và làm phân áp khi mu n ị ố

gi m áp trên cu n Wả ộ 1

BI N ÁP XUNGẾ

M C Ụ ĐÍCH: + CÁCH LI GI A M CH Ữ Ạ Đ NG L C V I Ộ Ự Ớ

M CH Ạ ĐI U KHI N,Ề Ể

+ PH I H P TR  KHÁNG GI A C C Ố Ợ Ở Ữ Ự ĐI U KHI N Ề Ể

C A T V I M CH KĐ Ủ Ớ Ạ Đ U RA.Ầ

+ THAY Đ I C C TÍNH C A XUNG ( N U C N)Ổ Ự Ủ Ế Ầ

YÊU C UẦ :  TRUY N XUNG V I Ề Ớ Đ  MÉO ÍT NH TỘ Ấ

33

M T S  M CH  Ộ Ố Ạ ĐI U KHI N Ề Ể

M CH  Ạ ĐI U KHI N CH NH L Ề Ể Ỉ ƯU DÙNG TRANSISTOR M T TI P GIÁP UJT Ộ Ế

M ch  ạ đi u khi n  ề ể

đư c  ợ đ ng b  b ng  ồ ộ ằ ngu n nuôi ( ch nh  ồ ỉ lưu, R1 và Dz)

Khi đi n áp trên C  ệ tăng đ n Uo =  ế E  ( = 0.6  0.8: H  s   ệ ố ngư ng) thì UJT m   ỡ ở

t o xung trên cu n  ạ ộ w1. Thay đ i R3 thay  ổ

đ i  ổ đư c th i  ợ ờ đi m  ể

t o xung ( thay  ạ đ i  ổ góc   = 10   170 o )

41