Đây là thế hệ các bộ biến đổi cộng h−ởng với nhiều phần tử tích trữ năng l−ợng để có đ−ợc hiệu suất truyền đạt công suất tối −u từ đầu vào tới đầu ra. Có hai dạng chính là:
Bộ biến đổi cộng h−ởng DC/DC
Bộ biến đổi cộng h−ởng DC/AC
Các bộ biến đổi này sử dụng 2, 3 hoặc 4 phần tử tích trữ năng l−ợng là tụ điện hoặc cuộn dây với nhiều cách nối khác nhau theo kiểu nối tiếp hoặc song song. Khi ấy sẽ có 8 mô hình mạch cho loại 2 phần tử, 38 mô hình mạch cho loại 3 phần tử và 98 mô hình mạch cho loại 4 phần tử.
Kết luận:
Các sơ đồ nguyên lý của bộ biến đổi DC/DC gồm rất nhiều loại nh−ng xét cho cùng chúng đều xuất phát từ các sơ đồ cơ bản thuộc bộ biến đổi thế hệ thứ nhất. Nhằm mục đích nâng cao hiệu suất của mạch mà ng−ời ta liên tục cải tiến với cấu trúc ngày càng phức tạp và đi sâu vào nghiên cứu các phản ứng của các phần tử có tính chất cộng h−ởng là tụ điện và cuộn dây. Ngoài ra tính phức tạp của mạch còn thể hiện ở số l−ợng các chuyển mạch sử dụng trong sơ đồ mạch, xem hình d−ới đây:
Hình 2. 17: Sơ đồ mạch của bộ biến đổi thuộc thế hệ thứ ba và thứ sáu
Trong khuôn khổ có hạn của luận văn thạc sỹ kỹ thuật, không mất tính tổng quát, tác giả chỉ xin trình bày thiết kế chi tiết về bộ biến đổi thế hệ thứ nhất trong ch−ơng 3. Trên cơ sở hiểu rõ các mạch cơ bản này việc nghiên cứu và cải tiến để tạo ra các mạch thế hệ sau sẽ thuận lợi và mang tính tất yếu.
Ch−ơng 3
Các giải pháp thiết kế bộ nguồn chuyển mạch
3.1. Mục đích và yêu cầu
Thiết kế bộ nguồn, đối với bất kỳ hệ thống nào, đều là phần cực kỳ quan trọng. Việc thiết kế nguồn chuyển mạch đã đ−ợc thực hiện từ rất lâu với nhiều thay đổi cho phù hợp với sự phát triển của công nghệ và đáp ứng đ−ợc yêu cầu rất riêng của các ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên, xu h−ớng phát triển chính của việc thiết kế này hầu nh− không đổi, đó là: làm cho kích th−ớc và trọng l−ợng của bộ nguồn trở nên nhỏ gọn hơn, mật độ công suất cao hơn, tần số chuyển mạch lớn hơn và tích hợp nhiều chức năng hơn trong một IC. Việc lựa chọn mạch nguồn và thông số của nó dĩ nhiên sẽ phụ thuộc vào yêu cầu của đầu vào và đầu ra. Có rất nhiều vấn đề cần quan tâm trong việc này nh−: lựa chọn dạng mạch, tần số hoạt động, thông số của biến áp, ảnh h−ởng của RFI … Trong khuôn khổ rất hạn chế về thời gian và dung l−ợng của một luận văn thạc sỹ, trong đây chỉ trình bày những vấn đề cơ bản nhất của việc thiết kế một bộ nguồn chuyển mạch. Cụ thể là, các giải pháp thiết kế khối công suất (bộ DC/DC) và khối điều khiển.
Nh− đã nói ở ch−ơng 2, bộ biến đổi DC/DC có rất nhiều dạng mạch nh−ng đều dựa trên các dạng mạch cơ bản, vì vậy phần này sẽ tập trung nói tới việc thiết kế các bộ DC/DC cơ bản:
Bộ biến đổi Buck
Bộ biến đổi Boost
Bộ biến đổi đẩy kéo
Bộ biến đổi cầu bán phần
Bộ biến đổi cầu toàn phần
Còn với khối điều khiển, ph−ơng pháp đ−ợc sử dụng nhiều nhất và hiệu quả nhất là ph−ơng pháp điều chế độ rộng xung điều khiển cực gốc của các transistor trong khối công suất.