Điện tử công suất I - Chương 4

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀUBộ biến đổi điện áp một chiều dùng để điều khiển trị trung bình điện áp một chiều ở ngõ ra từ một nguồn điện áp một chiều không đổi. Điện áp trên tải có dạng xung tạo thành từ quá trình đóng ngắt liên tục nguồn điện áp một chiều không thay đổi vào tải. Do đó, bộ biến đổi còn được gọi là bộ biến đổi điện áp một chiều dạng xung. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điện tử công suất I - Chương 4Ñieän töû coâng suaát 1 CHÖÔNG BOÁN BOÄ BIEÁN ÑOÅI ÑIEÄN AÙP MOÄT CHIEÀU Boä bieán ñoåi ñieän aùp moät chieàu duøng ñeå ñieàu khieån trò trung bình ñieän aùp moät chieàu ôû ngoõ ra töø moät nguoàn ñieän aùp moät chieàu khoâng ñoåi. Ñieän aùp treân taûi coù daïng xung taïo thaønh töø quaù trình ñoùng ngaét lieân tuïc nguoàn ñieän aùp moät chieàu khoâng thay ñoåi vaøo taûi. Do ñoù, boä bieán ñoåi coøn ñöôïc goïi laø boä bieán ñoåi ñieän aùp moät chieàu daïng xung. 4.1 BOÄ GIAÛM AÙP * Sô ñoà caáu taïo vaø nguyeân lyù hoaït ñoäng. Maïch boä giaûm aùp goàm nguoàn ñieän aùp moät chieàu khoâng ñoåi U maéc noái tieáp vôùi taûi qua coâng taéc S. Taûi moät chieàu toång quaùt goàm RL vaø söùc ñieän ñoäng E (ví duï ñoäng cô moät chieàu). Diode khoâng V0 maéc ñoái song vôùi taûi (hình H4.1a). Nguoàn moät chieàu coù theå laáy töø acquy, pin ñieän, hoaëc töø nguoàn aùp xoay chieàu qua boä chænh löu khoâng ñieàu khieån vaø maïch loïc. Coâng taéc S coù chöùc naêng ñieàu khieån ñoùng vaø ngaét ñöôïc doøng ñieän ñi qua noù. Do tính naêng treân neân coâng taéc S phaûi laø linh kieän töï chuyeån maïch, chaúng haïn transistor (BJT, MOSFET, IGBT), GTO hoaëc ôû daïng keát hôïp goàm thyristor (SCR) vôùi boä chuyeån maïch. Taûi moät chieàu hay gaëp trong thöïc teá laø ñoäng cô moät chieàu. Phaân tích: ( hình H4.1b) Vieäc phaân tích thöïc hieän vôùi giaû thieát doøng ñieän qua taûi lieân tuïc. Do caáu taïo maïch chæ chöùa coâng taéc S vôùi hai traïng thaùi hoaït ñoäng laø ñoùng vaø ngaét doøng ñieän neân ta phaân tích maïch theo hai traïng thaùi cô baûn naøy. Traïng thaùi ñoùng S: thôøi gian ñoùng T1, doøng ñieän daãn töø nguoàn U kheùp kín qua maïch goàm (U,S,RLE). Phöông trình bieåu dieãn traïng thaùi hoaït ñoäng cuûa taûi: ut = U di t ut = R.it + L +E (4.1) dt Chon thôøi ñieåm ban ñaàu t0=0 vaø ta coù: it(t0) = it0=i0 Giaûi heä phöông trình vi phaân treân, ta coù nghieäm doøng ñieän ñi qua taûi döôùi daïng : 4-1Ñieän töû coâng suaát 1 t t ⎛ −⎞ U −E − ⎜ ⎟ it (t ) = (4.2) 1 − e τ ⎟ + i0 .e τ ⎜ R ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ L vôùi τ = laø haèng soá thôøi gian maïch taûi. R Taïi cuoái khoaûng daãn T1 , ta coù: it1=it(T1)=i1 Quaù trình doøng ñieän taûi coù daïng taêng theo haøm muõ. Traïng thaùi ngaét S -khoaûng thôøi gian (T1Ñieän töû coâng suaát 1 t −T t −T ⎛ ⎞ −2 1 −2 1 −E ⎜ ⎟ it (t 2 ) = + i1 .e τ = 0 ; T1Ñieän töû coâng suaát 1 Khi thöïc hieän haõm taùi sinh ñoäng cô moät chieàu, naêng löôïng töø nguoàn ñieän aùp thaáp (söùc ñieän ñoäng E) ñöôïc traû laïi nguoàn ñieän aùp lôùn hôn (nguoàn moät chieàu U), ñieàu naøy coù theå thöïc hieän nhôø hoaït ñoäng cuûa boä taêng aùp (hình H4.3). Ñieàu kieän ñeå maïch hoaït ñoäng laø E < U vaø nguoàn U coù khaû naêng tieáp nhaän naêng löôïng do taûi traû veà. Taûi moät chieàu phaûi chöùa nguoàn döï tröõ naêng löôïng (söùc ñieän ñoäng E) vaø caûm khaùng. Coâng taéc S thuoäc daïng töï chuyeån maïch ñöôïc nhö tröôøng hôïp boä giaûm aùp. Diode V0 cho pheùp doøng ñieän daãn theo chieàu töø taûi veà nguoàn vaø ngaên doøng ñieän ñi theo chieàu ngöôïc laïi. Phaân tích hoaït ñoäng maïch boä taêng aùp ôû cheá ñoä doøng ñieän taûi lieân tuïc vaø maïch ôû xaùc laäp (hình H4.4): Traïng thaùi ñoùng S- khoaûng thôøi gian (0Ñieän töû coâng suaát 1 - Baèng caùch thay ñoåi tæ soá γ giöõa T1 :thôøi gian ñoùng S vaø T=T1+T2 : chu kyø ñoùng ngaét S, ta ñieàu khieån coâng suaát phaùt töø nguoàn E cuõng nhö coâng suaát traû veà nguoàn U. Coù theå xaùc ñònh ñoä lôùn ...