Bài giảng Điện tử công suất 1 - Chương 4: Biến đổi điện áp một chiều - Phan Quốc Dũng

Nội dung text: Bài giảng Điện tử công suất 1 - Chương 4: Biến đổi điện áp một chiều - Phan Quốc Dũng

1. CHƯƠNG 4 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU
2. BỘ GIẢM ÁP uS uV0
3. BỘ GIẢM ÁP Chức năng : Dùng để điều khiển điện áp trên tải z với giá trị trung bình điện áp trên tải Uz nhỏ hơn điện áp U của nguồn .
4. BỘ GIẢM ÁP Các phương pháp điều khiển khóa S có thể chia làm ba loại: - Điều khiển với thời gian đóng khóa không đổi - Điều khiển với tần số đóng cắt không đổi - Điều khiển theo dòng điện
5. BỘ GIẢM ÁP Giả thiết : - Nguồn lý tưởng - Trạng thái làm việc xác lập - Dòng tải liên tục - Tải R, L, E với E < U Thời gian đóng khóa T 1, thời gian ngắt khóaT 2, chu kỳ đóng ngắt T = const
6. BỘ GIẢM ÁP Khi S đóng trên tải xuất hiện điện áp u z = U , dòng tải i z = i s tăng theo hàm mũ ( thời gian đóng T 1 ) Sau khi S ngắt , dòng i z liên tục . Do tác dụng của cảm kháng L dòng tiếp tục đi qua V0 và ta có i z = i V0 . Dòng giảm theo làm mũ. Nếu trong thời gian bị ngắt dòng không giảm đến 0 thì dòng liên tục . Aùp trong thời gian ngắt ( T 2 ) bằng 0.
7. BỘ GIẢM ÁP Khi S đóng : di R.i + L Z + E = U Z dt t U − E  −  Nghiệm : i = − i  − e τ  + i Z  Z (0)1  Z (0)  R  
8. BỘ GIẢM ÁP Khi S ngắt : di R.i + L Z + E = 0 Z dt t− T  E  − 1  Nghiệm : i = − − i T − e τ + i T Z  Z ( 1 )1  Z ( 1 )  R  
9. BỘ GIẢM ÁP Trị trung bình : T1 = 1 = T1 = U z ∫Udt U zU T 0 T Trị trung bình dòng tải : U − E I = Z Z R
10. BỘ GIẢM ÁP Điều khiển dòng liên tục: Uzi – E > 0 Công suất chỉ có thể truyền từ nguồn → tải Khi S đóng tải thu năng lượng : + 1 phần tiêu hao trên R + 1 phần tích lũy vào L + 1 phần E thu Khi S ngắt năng lượng do L giải phóng : + 1 phần tiêu hao trên R + 1 phần do E thu
11. BỘ TĂNG ÁP - Chức năng : Dùng trong trường hợp cần chuyển năng lượng từ nguồn có điện áp thấp sang nguồn có áp cao (ví dụ như hãm động cơ 1 chiều bằng phương pháp trả năng lượng về nguồn )
12. BỘ TĂNG ÁP
13. BỘ TĂNG ÁP Khi S đóng - Không xảy ra hiện tượng ngắn mạch của nguồn U ( nhờ V0 ) - Uz = 0 - iz = i s tăng theo hàm mũ - Một phần năng lượng do nguồn UI giải phóng sẽ tiêu hao trên R Một phần tích luỹ vào cuộn L
14. BỘ TĂNG ÁP Khi S ngắt: Dòng liên tục do tác dụng của L, i z = i v0 - Năng lượng được trả về nguồn qua diode V0 - Dòng i z giảm theo hàm mũ - Trong thời gian S bị ngắt dòng không giảm về 0 thì i z liên tục - Uz = U - Năng lượng sinh ra từ E và L , một phần tiêu hao trên R phần còn lại trả về nguồn U
15. BỘ TĂNG ÁP S đóng : di R.i + L Z = E Z dt Nghiệm t  E  −  i =  − i  − e τ  + i Z Z (0) 1  Z (0)  R  
16. BỘ TĂNG ÁP S ngắt : di R.i + L Z = E −U Z dt Nghiệm t− T  E −U  − 1  i =  − i (T ) − e τ  + i (T ) Z Z 1 1  Z 1  R  
17. BỘ TĂNG ÁP Trị trung bình áp tải : T U = 2 U = ()1− z U Z T Trị trung bình dòng tải: E −U RI + U = E ⇒ I = Z Z Z Z R
18. BỘ ĐẢO DÒNG
19. BỘ ĐẢO DÒNG Cho phép dòng tải đảo chiều – làm việc được trong hai góc ¼ mặt phẳng điện UzIz. Hai công tắc S 1 và S 2 được kích theo quy tắc đối nghịch và tỷ lệ với tỷ số đóng z. Trị trung bình áp tải : U Z = z.U Dòng tải luôn liên tục có trị trung bình dương hoặc âm : U − E I = Z Z R
20. BỘ ĐẢO ÁP
21. BỘ ĐẢO ÁP Cho phép áp tải đảo chiều – làm việc được trong hai góc ¼ mặt phẳng điện UzIz. Hai công tắc S 1 và S 2 được kích theo quy tắc tỷ lệ với tỷ số đóng z. Trị trung bình áp tải : U Z = (2z −1).U
22. BỘ TỔNG QUÁT
23. BỘ TỔNG QUÁT Cho phép áp tải và dòng tải đảo chiều – làm việc được trong 4 góc ¼ mặt phẳng điện UzIz. Cặp công tắc S1,S4 và S2,S3 được kích theo quy tắc đối nghịch. Trị trung bình áp tải : U Z = (2z −1).U
24. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 1. Điều khiển với tần số đóng cắt khóa không đổi 2. Điều khiển theo dòng điện