Bài giảng Điện tử công suất – Chương 4: Bộ biến đổi điện áp một chiều (slide)

CHƯƠNG BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU BỘ GIẢM ÁP uS uV0 BỘ GIẢM ÁP Chức năng: Dùng để điều khiển điện áp tải z với giá trị trung bình điện áp tải Uz nhỏ điện áp U nguồn BỘ GIẢM ÁP Các phương pháp điều khiển khóa S chia làm ba loại: - Điều khiển với thời gian đóng khóa không đổi - Điều khiển với tần số đóng cắt không đổi - Điều khiển theo dòng điện BỘ GIẢM ÁP Giả thiết: - Nguồn lý tưởng - Trạng thái làm việc xác lập - Dòng tải liên tục - Tải R, L, E với E < U Thời gian đóng khóa T1, thời gian ngắt khóaT2, chu kỳ đóng ngắt T = const BỘ GIẢM ÁP Khi S đóng tải xuất điện áp uz = U , dòng tải iz = is tăng theo hàm mũ ( thời gian đóng T1 ) Sau S ngắt , dòng iz liên tục Do tác dụng cảm kháng L dòng tiếp tục qua V0 ta có iz = iV0 Dòng giảm theo làm mũ Nếu thời gian bị ngắt dòng không giảm đến dòng liên tục p thời gian ngắt ( T2 ) BỘ GIẢM ÁP Khi S đóng : di Z + E =U R.i Z + L dt Nghieäm : t − ⎤⎛⎜ ⎡U − E iZ = ⎢ − i Z ( 0) ⎥ ⎜ − e τ ⎦⎝ ⎣ R ⎞ ⎟ + i Z ( 0) ⎟ ⎠ BỘ GIẢM ÁP Khi S ngaét : diZ +E =0 R.iZ + L dt Nghieäm : t −T1 − ⎤ ⎡ E ⎤⎡ iZ = ⎢− − iZ (T1 )⎥ ⎢1 − e τ ⎥ + iZ (T1 ) ⎣ R ⎦⎣ ⎦ BỘ GIẢM ÁP Trị trung bình : T1 T1 U z = ∫ Udt = U = zU T T Trị trung bình dòng tải : UZ − E IZ = R BỘ GIẢM ÁP Điều khiển dòng liên tục: Uzi – E > Công suất truyền từ nguồn → tải Khi S đóng tải thu lượng : + phần tiêu hao R + phần tích lũy vào L + phần E thu Khi S ngắt lượng L giải phóng : + phần tiêu hao R + phần E thu BỘ TĂNG ÁP - Chức năng: Dùng trường hợp cần chuyển lượng từ nguồn có điện áp thấp sang nguồn có áp cao (ví dụ hãm động chiều phương pháp trả lượng nguồn ) BỘ TĂNG ÁP BỘ TĂNG ÁP Khi S đóng - Không xảy tượng ngắn mạch nguồn U ( nhờ V0 ) - Uz = - iz = is tăng theo hàm mũ - Một phần lượng nguồn UI giải phóng tiêu hao R Một phần tích luỹ vào cuộn L BỘ TĂNG ÁP Khi S ngắt: Dòng liên tục tác dụng L, iz = iv0 - Năng lượng trả nguồn qua diode V0 - Dòng iz giảm theo hàm mũ - Trong thời gian S bị ngắt dòng không giảm iz liên tục - Uz = U Năng lượng sinh từ E L , phần tiêu hao R phần lại trả nguồn U BỘ TĂNG ÁP S đóng : di Z R.i Z + L =E dt Nghieäm t − ⎛ E ⎛ ⎞ iZ = ⎜ − iZ (0) ⎟⎜⎜1 − e τ ⎠⎝ ⎝R ⎞ ⎟ + iZ ( ) ⎟ ⎠ BỘ TĂNG ÁP S ngắt : diZ R.i Z + L = E −U dt Nghieäm t −T1 − ⎞⎛⎜ ⎛ E −U iZ = ⎜ − iZ (T1 ) ⎟⎜1 − e τ ⎠⎝ ⎝ R ⎞ ⎟ + iZ (T1 ) ⎟ ⎠ BỘ TĂNG ÁP Trị trung bình áp tải : T2 U Z = U = (1 − z )U T Trị trung bình dòng tải: E − UZ RI Z + U Z = E ⇒ I Z = R BỘ ĐẢO DÒNG NG BỘ ĐẢO DÒNG NG Cho phép dòng tải đảo chiều – làm việc hai góc ¼ mặt phẳng điện UzIz Hai công tắc S1 S2 kích theo quy tắc đối nghịch tỷ lệ với tỷ số đóng z Trị trung bình áp tải : U Z = z.U Dòng tải liên tục có trị trung bình dương âm : UZ − E IZ = R BỘ ĐẢO ÁP BỘ ĐẢO ÁP Cho phép áp tải đảo chiều – làm việc hai góc ¼ mặt phẳng điện UzIz Hai công tắc S1 S2 kích theo quy tắc tỷ lệ với tỷ số đóng z Trị trung bình áp tải : U Z = (2z − 1).U BỘ TỔNG NG QUÁT BỘ TỔNG NG QUÁT Cho phép áp tải dòng tải đảo chiều – làm việc góc ¼ mặt phẳng điện UzIz Cặp công tắc S1,S4 S2,S3 kích theo quy tắc đối nghịch Trị trung bình áp tải : U Z = (2z − 1).U PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN Điều khiển với tần số đóng cắt khóa không đổi Điều khiển theo dòng điện ...BỘ GIẢM ÁP uS uV0 BỘ GIẢM ÁP Chức năng: Dùng để điều khiển điện áp tải z với giá trị trung bình điện áp tải Uz nhỏ điện áp U nguồn BỘ GIẢM ÁP Các phương pháp điều khiển khóa... phần E thu BỘ TĂNG ÁP - Chức năng: Dùng trường hợp cần chuyển lượng từ nguồn có điện áp thấp sang nguồn có áp cao (ví dụ hãm động chiều phương pháp trả lượng nguồn ) BỘ TĂNG ÁP BỘ TĂNG ÁP Khi S... ĐẢO ÁP Cho phép áp tải đảo chiều – làm việc hai góc ¼ mặt phẳng điện UzIz Hai công tắc S1 S2 kích theo quy tắc tỷ lệ với tỷ số đóng z Trị trung bình áp tải : U Z = (2z − 1).U BỘ TỔNG NG QUÁT BỘ