1. Mạch điều áp một chiều
1.2. Bộ tăng áp
Hình 4.3 Hình 4.4
1.2.1. Sơ Đồ Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động:
Khi thực hiện hãm tái sinh động cơ một chiều, năng lượng từ nguồn điện áp thấp (sức điện động E) được trả lại nguồn điện áp lớn hơn (nguồn một chiều U), điều này có thể
124 thực hiện nhờ hoạt động của bộ tăng áp (hình 4.3).
Điều kiện để mạch hoạt động là E < U và nguồn U có khả năng tiếp nhận năng lượng do tải trả về. Tải một chiều phải chứa nguồn dự trữ năng lượng (sức điện động E) và cảm kháng. Công tắc S thuộc dạng tự chuyển mạch được như trường hợp bộ giảm áp. Diode V0 cho phép dòng điện dẫn theo chiều từ tải về nguồn và ngăn dòng điện đi theo chiều ngược lại.
1.2.2. Phân Tích Hoạt Động Mạch Bộ Tăng Áp ở Chế Độ Dòng Điện Tải Liên Tục Và
Mạch Ở Xác Lập (Hình 4.4):
Trạng thái đóng S – khoảng thời gian (0 < t < T ). Dòng điện khép kín qua mạch (RLE, S). Phương trình mô tả trạng thái S đóng:
Ut = 0 ut = R.it + Ldit
dt + E với giả thiết thời điểm đầu chu kỳ khảo sát t0 = 0:
it(t0) = it0 = i0
Dòng điện qua tải ittăng theohàm mũ. Hệ thức biểu diễn dòng điện tải có dạng:
Tại thời điểm cuối khoảng đang xét, ta có t=T1và it (T1) = it;
Năng lượng do sức điện động E phát ra một phần tiêu hao trên điện trở, phần còn lại dự trữ trong cuộn kháng L.
Trạng thái Vo - khoảng thời gian (T1< t < T): Công tắc S bị kích ngắt trong khoảng thời gian T2. Dòng qua công tắc S triệt tiêu. Do tính liên tục của dòng qua tải chứa L nên dòng tải tiếp tục dẫn điện theo chiều cũ và khép kín qua diode Vo và nguồn U.
125 ut = U ut = - R.it - Ldit
dt + E
Tại thời điểm đầu khoảng đang xét, dòng điện tải có giá trị: it (T1) = i1 Nghiệm dòng điện tải của (4.9) giảm theo hàm mũ, cho bởi hệ thức
Cuộn kháng giải phóng một phần năng lượng dự trữ. Sức điện động E ởchế độ phát năng lượng. Cả hai năng lượng này được đưa về nguồn u một phần, phần còn lại tiêu hao trên điện trở tải.
Hê quả:
- Điện áp tải thay đổi theo dạng xung giữa hai giá trị +U và 0.
- Bằng cách thay đổi tỉ số γgiữa T1 - thời gian đóng S và T = T1 + T2: chu kỳ đóng ngắt S, ta điều khiển công suất phát từ nguồn E cũng như công suất trả về nguồn U. Có thể xác định độ lớn chúng thông qua trị trung bình điện áp và dòng điện tải.
Do:
Nếu thay đổi vai trò giữa u và tải: gọi tải u là nguồn cấp năng lượng và u là tải nhận năng lượng, ta có:
126
Điện áp tải lớn hơn áp nguồn nên ta gọi đây là bộ tăng áp.