Bộ biến đổi DCDC hay DCDC converter hay bộ biến đổi điện áp một chiều DCDC là một mạch điện tử hoặc thiết bị cơ điện dùng để chuyển đổi nguồn dòng điện một chiều (DC) từ mức điện áp này sang mức điện áp khác. Nó là một loại bộ chuyển đổi năng lượng điện. Mức năng lượng từ rất thấp (pin nhỏ) đến rất cao (truyền tải điện cao áp).
CHƯƠNG I TỔNG QUAN BỘ BIẾN ĐỔI MỘT CHIỀU 1.Giới thiệu 1.1 Khái niệm Băm áp chiều biến đổi điện áp chiều thành xung điện áp Điều chỉnh độ rộng xung điện áp, điều chỉnh trị số trung bình điện áp tải Các băm áp chiều thực theo sơ đồ mạch nối tiếp (phần tử đóng cắt mắc nối tiếp với tải) theo sơ đồ mạch song song (phần tử đóng cắt mắc song song với tải) 1.2 Ưu điểm phương pháp dùng mạch băm xung So với phương pháp thay đổi điện áp chiều để điều chỉnh tốc độ động chiều phương pháp điều chỉnh biến trở, máy phát chiều, biến đổi có khâu trung gian xoay chiều, chỉnh lưu có điều khiển phương pháp dùng mạch băm xung có nhiều ưu điểm đáng kể: điều chỉnh tốc độ đảo chiều dễ dàng, tiết kiệm lượng, kinh tế hiệu cao, đồng thời đảm bảo trạng thái hãm tái sinh động Cùng với phát triển ứng dụng ngày rộng rãi linh kiện bán dẫn công suất lớn tạo nên mạch băm xung có hiệu suất cao, tổn thất nhỏ, độ nhạy cao, điều khiển trơn tru, chi phí bảo trì thấp, kích thước nhỏ Mạch băm xung đặc biệt thích hợp với động chiều công suất nhỏ 1.3 Nguyên tắc hoạt động chung mạch băm xung Hình1.1.Sơ đồ nguyên lý băm xung áp chiều Trên sơ đồ băm xung áp làm việc cơng tắc tơ tĩnh (K) Tải áp đóng mở liên tục cách chu kì Nhờ mà biến đổi điện chiều không đổi E sau chỉnh lưu không điều khiển thành xung điện áp chiều Utb có trị số điều chỉnh thơng qua điều chỉnh tần số đóng cắt khoá K Điện áp Utb đặt vào phần ứng động làm thay đổi tốc độ động Do nguồn có dạng xung nên gây dao động điện lưới điện nều dòng cấp lớn Hơn nữa, điện áp cấp cho động chiều có dạng xung nên gây biến thiên dòng điện cấp cho động cơ, ảnh hưởng xấu đến chất lượng đáp ứng động Vì sơ đồ có mạch LC phận lọc để san giữ cho điện áp tải thực tế khơng đổi, mục đích giảm hệ số đập mạch nâng cao chất lượng điều chỉnh Tần số đóng cắt khố K nhanh giảm gợn dịng, giảm kích thước lọc, lớn gây xạ nhiễu điện từ , hạn chế q trình điều khiển linh kiện bán dẫn cơng suất nên tần số băm lớn Thực tế thường dùng tần số băm khoảng 400Hz ÷ 600Hz Thực tế khố K sơ đồ ngun lý dùng linh kiện bán dẫn khác Tiristor, Transistor, GTO, MOSFET Dùng Tiristor có ưu điểm trị số giới hạn cao, làm việc chắn rẻ tiền, tổn hao dẫn nhỏ có nhược điểm mở chậm nên sử dụng rộng rãi tần số đóng mở thấp (dưới 500Hz) Transistor MOS thích hợp với dải tần số chuyển mạch cao 100KHz Transistor cơng suất thích hợp với dải tần từ 20 đến 100Khz, có giá thành rẻ hơn, tổn hao MOS Với hệ thống dùng Transistor yêu cầu làm mát không cao Tiristor, Tiristor lại cho phép dễ bảo vệ chống lại cố Transistor Vì mơi trường làm việc nặng nề Transistor sử dụng 1.4 Các phương pháp điều chỉnh điện áp - Thay đổi độ rộng xung (thay đổi t1) - Thay đổi tần số xung (thay đổi T f) Ura t1 t2 t T Hình 1.2.Dạng sóng điện áp băm 1.4.1 Phương pháp thay đổi độ rộng xung Nội dung phương pháp thay đổi t 1, giữ nguyên T Giá trị trung bình điện áp thay đổi độ rộng là: Ud = t1.U S = γ U1 T Trong đặt: γ=t1/T (1.1) Như theo phương pháp dải điều chỉnh U d rộng (00 Theo chiều chạy ngược, điều khiển T2, T4, dòng điện tải iN có chiều lên hình vẽ, UAB iT = Áp dụng định luật Kiêc- xốp II cho mạch vịng kín Mạch vịng 1: gồm phần tử E,L, C0, diode E −vL −VC = ⇒vL = E −VC = L diL dt Do E – VC0 = - Vs số nên iL biến thiên tuyến tính E − VC dt L −V −V = ∫ s dt = s t + I M L L ⇒ iL = ∫ Ở t = toff iL1 = −VC toff + I M = I m L1 Mạch vòng 2: gồm phần tử L0 , C, D: −vL − VC = ⇒ vL = −VC = L0 diL dt Do –VC số nên iL0 biến thiên tuyến tính iL = ∫ VC V dt = − s t + I M L0 L0 t = toff iL2 = − Ngồi cịn có: iC = iL iC = iL − Vs R dvC dt i = C dt C0 iC = C0 ⇒ dvC Do VC1 tăng VC toff + I M 0= I m0 L2 Trạng thái : t = toff, ta đưa xung mở đóng transistor T vT = → điện áp cuộn dây L có giá trị vL = E Ở thời điểm có chuyển mạch dòng điện transistor diode Dòng điện qua diode iD giảm dòng điện qua transistor tăng Khi dòng điện diode giảm tới 0, diode bị khố có transistor dẫn dịng Trạng thái ban đầu (trạng thái 1) lặp lại ... Hình 4.1 Ngun lí điều khiển điều áp chiều Mạch điều khiển cần đáp ứng yêu cầu điều khiển γ lệnh theo nguyên tắc Để điều khiển γ với chu kì đóng cắt Tck không đổi cần phải điều khiển khoảng thời... đảo chiều quay • Có độ đối xứng điều khiển tốt, tức góc điều khiển với van khơng vượt q 1o ÷ 3o điện • Có khả chống nhiễu cơng nghiệp tốt, khơng gây nhiễu vơ tuyến • Độ tác động mạch điều khiển. .. (V) để hoạt động tốt tần số đóng cắt cao Chương TÍNH TỐN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 4.1 Yêu cầu chung mạch điều khiển • Yêu cầu độ rộng xung điều khiển phải thay đổi độ rộng xung điều khiển • Yêu