Nguyên lý cơ bản của băm xung một chiều được mơ tả trên hình 3.1. Giữa nguồn một chiều E và tải Rt là van Tr làm việc như một khóa điện tử, hoạt động của BXMC là cho van đóng cắt theo chu kỳ với quy luật:
Trong khoảng thời gian 0 - t0 , cho van dẫn, điện áp rơi trên tải Ut có giá trị bằng điện áp nguồn Ut = E.
36 Để đóng cắt điện áp nguồn người ta thường dùng các khóa điện tử cơng suất vì chúng ta có đặc tính tương ứng với khóa lý tưởng, tức là khi khóa dẫn điện (đóng) điện trở của nó khơng đáng kể, cịn khi khóa bị ngắt (mở ra) điện trở của nó lớn vơ cùng (điện áp trên tải sẽ bằng 0).
Hình 3.1. Nguyên lý băm xung một chiều (BXMC)
Như vậy giá trị trung bình của điện áp trên tải là:
0 0 0 1 t t t U Edt E E T T (3.1) Trong đó: t0 - thời gian khóa K đóng,
γ - tham số điều chỉnh, T - chu kỳ đóng cắt của van.
Biểu thức (3.1) cho thấy có thể điều chỉnh điện áp ra bằng cách thay đổi tham số γ. Việc điều chỉnh điện áp bằng cách “băm” điện áp một chiều E thành các “xung” điện áp ở đầu ra nên thiết bị này có tên gọi là “Băm xung áp một chiều – BXMC”.
37 Có hai phương pháp chính cho phép thay đổi tham số γ là:
1. Thay đổi thời gian t0, còn giữ chu kỳ T, như vậy ta dùng cách thay đổi độ rộng của xung điện áp ra tải trong quá trình điều chỉnh, nên cách này được gọi là phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM). (Pulse Width Modulation).
2. Thay đổi chu kỳ T, còn giữ thời gian t0 không đổi. Cách này ngược lại với cách trên, độ rộng xung điện áp ra tải được giữ nguyên, mà chỉ thay đổi tần số lặp lại của xung này, vì vậy được gọi là phương pháp xung – tần. Phương pháp này không thuận lợi khi phải điều chỉnh điện áp trong dải rộng, vì tần số biến thiên nhiều sẽ làm thay đổi mạnh giá trị trở kháng khi mạch có chứa các điện cảm hoặc tụ điện nên khó tính tốn thiết kế, nhất là hệ thống điều chỉnh kín vì lúc đó mạch thuộc hệ có tham số biến đổi. Vì vậy phương pháp này chỉ dùng khi phạm vi điều chỉnh hẹp và thực tế ít được sử dụng.
Ta thấy rằng khóa điện tử Tr chỉ làm việc đúng như một van bán dẫn, vì thế BXMC có nhiều ưu điểm như:
Hiệu suất cao vì tổn hao cơng suất trong bộ biến đổi là không đáng kể so với các bộ biến đổi liên tục, do tổn hao trong van bán dẫn là nhỏ.
Độ chính xác cao và ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ mơi trường vì yếu tố điều chỉnh là thời gian đóng khóa Tr mà khơng phải mà khơng phải giá trị điện trở phần tử điều chỉnh như những bộ điều chỉnh liên tục kinh điển.
Kích thước gọn và nhẹ.
Tuy nhiên BXMC có những nhược điểm là:
Cần có bộ lọc đầu ra, do đó làm tăng qn tính điều chỉnh.
38 Các bộ BXMC được chia thành băm xung không đảo chiều và băm xung có đảo chiều dịng tải.
ở Chương 2 em đã chọn phân tích Băm xung một chiều nối tiếp (Buck-giảm áp) và Băm xung một chiều có đảo chiều ( full brigde) .Nên ở chương này em chọn