Bài giảng Bộ nguồn một chiều kiểu đóng ngắt

Nội dung text: Bài giảng Bộ nguồn một chiều kiểu đóng ngắt

1. Chương 4 BÀI TẬP BỘ NGUỒN MỘT CHIỀU KIỂU ĐÓNG NGẮT 1
2. Bộ biến đổi DC-DC cơ bản 4.1 Cho bộ biến đổi một chiều kiểu giảm áp có tải R+L+E, với R = 1Ω, E = 100V, nguồn cung cấp cho bộ biến đổi U = 200V. Giả thiết L đủ lớn để dòng tải là liên tục. Hãy tính tỉ số điều chế γ cần thiết để: a. Áp trên tải trung bình Ut = 150V. Dòng tải trung bình It lúc này là bao nhiêu? Vẽ phác dạng sóng áp và dòng tải với tỉ số điều chế như trên. b. Dòng tải trung bình là 40A. Áp trên tải trung bình Ut lúc này là bao nhiêu? Vẽ phác dạng sóng áp và dòng tải với tỉ số điều chế như trên. 2
3. Bộ biến đổi DC-DC cơ bản 4.2 Cho bộ biến đổi một chiều kiểu giảm áp có tải R+E, với R = 1Ω, E = 100V, nguồn cung cấp cho bộ biến đổi U = 200V. Cho biết tỉ số điều chế γ = 0.75, hãy vẽ dạng dòng tải it và áp trên tải ut. 3
4. Bộ biến đổi DC-DC cơ bản 4.3 Xét bộ biến đổi điện áp một chiều kiểu tăng áp có tải R+L+E. Giả thiết L đủ lớn để T1 dòng tải it là liên tục. Hãy tính tỉ số  = để dòng tải trung bình là 10A, biết nguồn T DC ngõ vào U = 200V, tải có điện trở R = 1, E = 100V. Cho biết chiều truyền công suất của mạch (nguồn → tải hoặc tải → nguồn)? 4
5. Bộ biến đổi DC-DC cơ bản 4.4 Xét bộ biến đổi điện áp một chiều kiểu đảo dòng, tải R+L+E, với R = 2, E = 100V, L đủ lớn để dòng tải là liên tục. Cho biết nguồn DC ngõ vào U = 200V. Tính giá trị tỉ T số điều chế  = 1 cần thiết để: T a. Dòng tải trung bình là 40A. Cho biết chiều công suất lúc này (nguồn → tải hoặc tải → nguồn) b. Dòng tải trung bình là -40A. Cho biết chiều công suất lúc này (nguồn → tải hoặc tải → nguồn) 5
6. Bộ nguồn một chiều kiểu giảm áp 4.5 Bộ nguồn một chiều kiểu giảm áp có các thông số: Ud = 50V, Uo = 25V, tần số đóng cắt fs = 10kHz và công suất ngõ ra là 125W. Hãy xác định: a. Hệ số đóng cắt  cần thiết b. Giá trị cần thiết của điện cảm L để giới hạn I L không vượt quá 0.25A c. Giá trị cần thiết của tụ điện C để UUoo 0.5% 6
7. Bộ nguồn một chiều kiểu giảm áp 4.6 Bộ biến đổi một chiều kiểu giảm áp có ngõ vào biến thiên trong khoảng 50V đến 60V và tải ngõ ra biến thiên trong khoảng 75W tới 250W. Điện áp ngõ ra được giữ ổn định ở 20V. Tần số đóng cắt là 20kHz. Xác định giá trị cần thiết của điện cảm L để mạch luôn ở chế độ dòng liên tục. 7
8. Bộ nguồn một chiều kiểu giảm áp 4.7 Thiết kế một bộ nguồn kiểu giảm áp có điện áp ngõ vào biến thiên trong khoảng 1520V, ngõ ra được giữ ổn định ở 12V. Tải ngõ ra có thể thay đổi trong khoảng 510W. Dợn sóng điện áp ngõ ra không quá 100mVp-p. Tần số đóng cắt không nhỏ hơn 25kHz. Mạch luôn hoạt động ở chế độ dòng liên tục khi áp ngõ vào và tải biến thiên trong phạm vi nêu trên. Cần đưa ra các thông số của linh kiện trong mạch bao gồm: định mức transistor và diode, giá trị L và C. 8
9. Bộ nguồn một chiều kiểu tăng áp 4.8 Bộ nguồn một chiều kiểu tăng áp có các thông số: Ud = 20V,  = 0.6, L = 65H, C = 200F và tải R = 12.5. Tần số đóng cắt fs = 40kHz. Hãy xác định: a. Điện áp ngõ ra. b. Giá trị IL, ILmax và ILmin. c. Dợn sóng điện áp ngõ ra Vo . d. Dòng trung bình qua diode. 9
10. Bộ nguồn một chiều kiểu tăng áp 4.9 Bộ biến đổi một chiều kiểu tăng áp có các thông số: Ud = 5V, công suất ngõ ra là 20W với điện áp ngõ ra là 15V. Dòng ILmin không nhỏ hơn 50% giá trị dòng trung bình IL. Dợn sóng điện áp ngõ ra UUoo 1%. Tần số đóng cắt của mạch là 30kHz. Xác định giá trị cần thiết của hệ số đóng cắt , điện cảm L và tụ C. 10
11. Bộ nguồn một chiều kiểu tăng áp 4.10 Thiết kế bộ nguồn một chiều kiểu tăng áp cung cấp được ngõ ra 36V từ nguồn vào 24V. Tải có công suất 50W, dợn sóng điện áp ngõ ra UUoo 0.5%. Xác định hệ số đóng cắt  cần thiết, tần số đóng cắt của mạch, giá trị cần thiết của các điện cảm và tụ điện, và dòng áp qua các linh kiện bán dẫn trong mạch. 11
12. Bộ nguồn một chiều kiểu tăng/giảm áp 4.11 Bộ nguồn kiểu tăng/giảm áp có các thông số: Ud = 12V,  = 0.6, R = 10, L = 50H, C = 200F, tần số đóng cắt fs = 40kHz. Hãy xác định: a. Điện áp ngõ ra của mạch b. Dòng trung bình, cực đại và cực tiểu qua điện cảm (IL, ILmax và ILmin). c. Dợn sóng điện áp ngõ ra UUoo. 12
13. Bộ nguồn một chiều kiểu tăng/giảm áp 4.12 Bộ nguồn kiểu tăng/giảm áp có các thông số: Ud = 24V và Uo = 36V, cung cấp cho tải 10. Biết tần số đóng cắt fs = 60kHz. Tính: a. Giá trị của điện cảm L để dòng cực tiểu ILmin không thấp hơn 40% giá trị dòng trung bình IL. b. Giá trị của tụ C để dợn sóng điện áp ngõ ra UUoo 0.5%. 13
14. Bộ nguồn một chiều kiểu tăng/giảm áp 4.13 Thiết kế bộ nguồn kiểu tăng/giảm áp cung cấp cho một tải 75W/50V từ nguồn vào 40V 10%. Dợn sóng điện áp ngõ ra UUoo 1%. Xác định các giá trị cần thiết của điện cảm và tụ điện để đảm bảo mạch luôn ở chế độ dòng liên tục. 14
15. Bộ nguồn Cúk 4.14 Bộ nguồn Cúk có thông số: Ud = 12V,  = 0.6, R = 12, L1 = 2mH, L2 = 1mH, C1 = C2 = 25F, tần số đóng cắt fs = 25kHz. Xác định điện áp ngõ ra, dòng trung bình qua L1 và L2, độ biến thiên dòng điện iL trên các cuộn dây. 15
16. Bộ nguồn Cúk 4.15 Bộ nguồn Cúk có ngõ ra 10V cung cấp cho tải 1A, nguồn vào 20V, tần số đóng cắt 20kHz. Xác định giá trị cần thiết của L1 và L2 để độ nhấp nhô dòng điện qua các cuộn cảm này không vượt quá 10% dòng trung bình qua cuộn dây. 16
17. Bộ nguồn Cúk 4.16 Thiết kế bộ nguồn Cúk cung cấp cho một tải 60W/30V từ nguồn 25V. Xác định giá trị cần thiết của hệ số chu kỳ làm việc, tần số đóng cắt, điện cảm, tụ điện, sao cho độ biến thiên dòng điện iL qua cuộn dây không vượt quá 20% giá trị trung bình của dòng qua cuộn dây đó. Ngòai ra, còn yêu cầu dợn sóng điện áp trên tụ C1 không vượt quá 5% và dợn sóng điện áp ngõ ra không quá 1%. 17