Mạch chỉnh lưu nữa song

Một mạch chỉnh lưu nữa sóng được biểu diễn như hình 9.8. Nó là một mạch kínbao gồm nguồn xoay chiều (nguồn AC), một diode và một điện trở R.Giả sử rằng diode là lý tưởng, diode ở trạng thái dẫn khi điện áp nguồn (vs) làtích cực, khi đó:
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mạch chỉnh lưu nữa song9.3 Mạch chỉnh lưu nữa song.Một mạch chỉnh lưu nữa sóng được biểu diễn như hình 9.8. Nó là một mạch kínbao gồm nguồn xoay chiều (nguồn AC), một diode và một điện trở R.Giả sử rằng diode là lý tưởng, diode ở trạng thái dẫn khi điện áp nguồn (v s) làtích cực, khi đó:v0 = vs khi vs > = 0 (9.22)Khi điện áp nguồn là không tích cực, thì diode s ẽ ngưng dẫn, và đi ện áp ngõ ralà:v0 = 0 khi vs < 0 (9.23) Hình 9.9 biểu diễn dạng sóng ngõ ra và ngõ vào, khi tín hi ệu ngõ vào là tín hi ệusóng sin.Một mạch sạc pin được trình bày ở ví dụ sau, trong ví dụ này nguồn được kếtnối tới pin thông qua một điện trở và một diode.Ví dụ 9.5:Một mạch sạc pin được cho như hình 9.10.Điện áp pin là: VB = 11.8V, điện áp nguồn là: vs (t) = 18sin (120.p.t) V và mộtđiện trở R = 100 ohms. Sử dụng matlab (a) mô phỏng điện áp ngõ vào, (b) môphỏng dòng điện qua diode, (c) tính toán góc lệch pha c ủa diode, và (d) tính toándòng điện đỉnh. (giả sử rằng diode là lý tưởng)GIẢI PHÁP:Khi điện áp ngõ vào vs > VB , thì diode dẫn và dòng điện qua diode (id) được chonhư sau:id = (vs - VB)/ R (9.24)Diode sẽ bắt đầu dẫn tại một góc lệch xác định (θ), khi vs > = VB.Ta có 18sin (θ1) = 18sin (120πt1)= VB = 11.8Diode sẽ ngưng dẫn khi vs < = VBTa có 18sin(θ2) = 18sin(120πt2) = VBDo tính đối xứng ta có:θ2 = p – θ1Chương trình matlab:Góc lệch (acond), và dòng điện đỉnh (pcurrent) là:Acond = 0.2724; pcurrent = 0.0620Hình 9.11 biểu diễn điện áp ngõ ra và dòng điện qua diodeNgõ ra của mạch chỉnh lưu nữa sóng trong hình 9.8 có thể kết nối với một mạchlọc gồm một điện trở mắc song song với một trụ điện. Mạch lọc (mạch làmphẳng) được biểu diễn như hình 9.12.Khi biên độ điện áp nguồn Vs > điện áp ngõ ra thì diode dẫn và tụ điện đượcnạp. khi điện áp nguồn bắt đầu nhỏ hơn điện áp ngõ ra thì diode sẽ ngưng dẫnvà tụ bắt đầu xả với thời hằng C*R. Dạng sóng điện áp ngõ ra và dòng điện quadiode được biểu diễn như hình 9.13Hình 9.13Trong hình 9.12(a), điện áp ngõ ra đạt giá trị điện áp cực đại Vm, trong khoảngthời gian từ t = t2 tới t = t3 thì diode ngưng dẫn và tụ xả qua điện trở R. Điện ápngõ ra giữa t2 và t3 được xác định bởi công thức:v0 (t) = Vm e-((t – t2)/ RC) t2 < t < t3 (9.25)Điện áp đỉnh đỉnh được định nghĩa như sau:Vn = v0 (t2) – v0 (t3) = Vm - Vm e-((t3 – t2)/ RC) = Vm [1 - e-((t3 – t2)/ RC)] (9.26)Chọn giá trị của C đủ lớn để CR>> (t3 - t2), chúng ta có thể sử dụng công thứcgần đúng của hàm mũ:e-x gần bằng 1- x do đó phương trình 9.26 trở thành: (9.27)Thời gian xả của tụ, (t3 – t2), là gần bằng chu kì của tín hiệu xoay chiều ngõ vàot3 – t2 gần bằng T = 1/f0 (9.28)Với f0 là tần số của điện áp nguồn ngõ vàoSử dụng phương trình 9.28, phương trình 9.27 trở thànhVr(peak to peak)= (9.29)Đối với mạch chỉnh lưu, vì RC>>T, điện áp ngõ ra là một phần nhỏ của điện ápmà pin đã nạp đầy, và điện áp ngõ ra có thể được xem là tuyến tính (đườngthẳng). Lúc đó dạng sóng ngõ ra trong hình 9.12 là gần đúng tam giác. Giá trịbiên độ của sóng tam giác làVrms= (9.30)Điện áp gần đúng DC của dạng sóng ngõ ra là:Vdc = (9.31) 9.3.1. Hàm matlab fzero:Hàm fzero sử dụng để tìm điểm zero của một hàm một biến. các dạng tự nhiêncủa hàm fzero là:Fzero(‘function’ , x1)Fzero(‘function’ , x1 , tol)Trong đóFzero(‘funct’ , xl) tìm điểm zero của hàm funct(x) đó là điểm lân cận x1.Fzero(‘funct’ , xl , tol) trả về giá trị zero của hàm funct(x) lân cận điểm lỗi củatol.Hàm matlab fo được sử dụng trong ví dụ sau:Ví dụ 9.6:Cho một mạch tụ lọc như hình 9.12, nếu R=10kΩ, C=100µF, và vs(t)= sin(120pt) a. Sử dụng matlab để tính toán thời gian t2, t3, của hình 9.12 b. So sánh thời gian xả của tụ với chu kì của tín hiệu ngõ vào. Giải pháp: