điện tử công suất phần chỉnh lưu

Ch−¬ng 4
ChØnh l−u
Néi dung
1. Kh¸i qu¸t
2. ChØnh l−u nöa chu k×
3. ChØnh l−u c¶ chu l× víi biÕn ¸p trung
tÝnh
4. ChØnh l−u cÇu mét pha
5. ChØnh l−u tia ba pha
6. ChØnh l−u cÇu ba pha
7. ChØnh l−u tia s¸u pha
8. N©ng cao chÊt l−îng dßng chØnh l−u
9. Läc mét chiÒu
4.1 Khái quát chỉnh lu
Cấu trúc, định nghĩa
Phân loại
Các thông số cơ bản của chỉnh lu
Nguyên tắc dẫn của các ngắt điện bán
dẫn
4.1.1. Cấu trúc, định nghĩa
Định nghĩa: Chỉnh lul thiết bị biến đổi
dòng điện (điện áp) xoay chiều thnh dòng
điện một chiều
Cấu trúc chỉnh lunh hình vẽ
BA
CL Lọc
U
1
, P
1
U

2
, P
2
U
=
, P
=
4.1.2. Ph©n lo¹i
 Theo sè pha: mét pha, hai pha, ba pha, s¸u
pha
 Theo lo¹i ng¾t ®iÖn:
Toμn diode lμ chØnh l−u kh«ng ®iÒu khiÓn
Toμn thrysistor lμ chØnh l−u®iÒukhiÓn
 Mét nöa chØnh l−u, mét nöa diode lμ chØnh l−u
b¸n ®iÒu khiÓn (chØnh l−u ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi
xøng)
 Ph©n lo¹i theo s¬ ®å m¾c
 Ph©n lo¹i theo c«ng suÊt
4.1.3. Các thôn
g
s
ố
cơ bản của chỉnh
lu
Những thông số có ý nghĩa quan trong để đánh giá
chỉnh lu bao gồm:
1. Điện áp tải
2. Dòng điện tải: I
d
= U

dc
/R
d
3. Dòng điện chạy qua ngắt điện: I
ND
= I
d
/m
4. Điện áp ngợc của ngắt điện: U
N
= U
max
5. Công suất biến áp:
6. Số lần đập mạch trong một chu kì m
7. Độ đập mạch (nhấp nhô) của điện áp tải
()

=
T
dd
td.tu
T
U
0
1
.U.k
2
SS
S
dsd

BA2BA1
BA
=
+
=
4.1.4. Nguyªn t¾c dÉn cña c¸c ng¾t
®iÖn b¸n dÉn
 Nhãm ng¾t ®iÖn nèi
chung cathode
 Nguyªn t¾c diode dÉn:
§iÖn ¸p anode cña diode
nμod−¬ng h¬n diode Êy
dÉn. Khi ®ã ®iÖn thÕ ®iÓm A
b»ng ®iÖn thÕ anode d−¬ng
nhÊt.
 Nguyªn t¾c dÉn vμ ®iÒu
khiÓn thrysistor
D
2
D
1
D
n
V
2
V
1
V
n
+

A
T
2
T
1
T
n
V
2
V
1
V
n
+
A
a)
b)
 Nhãm ng¾t ®iÖn nèi
chung anode
 Nguyªn t¾c diode dÉn:
§iÖn ¸p cathode ng¾t ®iÖn
nμo ©m h¬n diode Êy dÉn.
Khi ®ã ®iÖn thÕ ®iÓm K
b»ng ®iÖn thÕ anode ©m
nhÊt.
 Nguyªn t¾c dÉn vμ ®iÒu
khiÓn thrysistor:
Phô thuéc vμo®iÖnthÕ
d−¬ng trªn cùc anode vμ
tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn.

D
2
D
1
D
n
V
2
V
1
V
n
-
K
T
2
T
1
T
n
V
2
V
1
V
n
-
K
a)
b)

4.2. ChØnh l−u mét nöa chu k×
4.2.1. ChØnh l−u kh«ng ®iÒu khiÓn
S¬ ®å chØnh l−u mét nöa chu k× kh«ng ®iÒu
khiÓn trªn h×nh vÏ
U
2
R
L
D
U
1
π
U
d
I
d
t
t
0
2π
A
E
F
L
d
= 0
a)
b)
Xét trờng hợp tải thuần trở
Các thông số của sơ đồ

Điện áp tải
Dòngđiệntải: I
d
= U
dc
/R
d
Dòng điện chạy qua diode: I
D
= I
d
Điện áp ngợc của ngắt điện:
Công suất biến áp:
22
0
2
450
2
2
2
1
U,Utd.tsinUU
d
=

=

=

2
2UU
N
=
dd
BABA
BA
I.U.,
SS
S 093
2
21
=
+
=

U
d
I
d
t
t
0
2
U
2
R
D
U
1

U
d
E
F
A
Xét trờng hợp tải điện cảm
Do có tích luỹ v xả năng lợng của cuộn dây, do đó dòng
điện v điện áp có dạng nh hình vẽ
Các thông số của sơ đồ
Điệnáp tải
Dòng điện tải: I
d
= U
dc
/R
d
Dòng điện chạy qua diode: I
D
= I
d
Điệnáp ngợc của ngắt điện:
Công suất biến áp:
2
cos1
U45,0td.tsinU2
2
1
U
2
0

2d
+
=

=

+
2
2UU
N
=
dd
BABA
BA
I.U.,
SS
S 093
2
21
=
+
=
U
2
R
L
D
U
1
U

t
U
d
e
L
t
2
t
1
i
d
t
1
i
d
W
đt
=Li
2
/2

2

E
F
A
e
L
=-L.(di/dt)
4.2.2 Chỉnh lu một nửa chu kì có điều

khiển
a. Trờng hợp tải thuần trở
Điện áp tải đợc tính
U
2
R
T
U
1
2
cos1
U45,0td.tsinU2
2
1
U
22d
+
=

=




U
d
X
đk
t
t

2
I
d
t
0
E
A
F
b. XÐt tr−êng hîp t¶i ®iÖn c¶m
§iÖn ¸p t¶i ®−îc tÝnh
2
coscos
U45,0td.tsinU2
2
1
U
22d
α+ϕ
=ωω
π
=
∫
ϕ+π
α
U
2
R
L
T

U
1
α
U
t
U
d
i
d
e
L
t
2
π 2π
X
®k
t
E
F
A
c. T¶i ®iÖn c¶m cã diode x¶ n¨ng
l−îng
U
2
R
L
T
U
1
D

0
i
T
i
D0
α
U
t
U
d
i
d
e
L
Cã diode x¶ n¨ng l−îng
t
1
π
α
U
t
U
d
i
d
e
L
t
2
Kh«ng diode x¶ n¨ng

l−îng
t
1
π
E
F
A
4.3. ChØnh l−u c¶ chu k× víi biÕn ¸p
cã trung tÝnh
ChØnh l−u kh«ng ®iÒu khiÓn
ChØnh l−u cã ®iÒu khiÓn
ChÕ ®é trïng dÉn (chuyÓn m¹ch)
4.3.1. ChØnh l−u kh«ng ®iÒu khiÓn
S¬ ®å chØnh l−u c¶ chu k×
víi biÕn ¸p cã trung tÝnh.
D
2
R
D
1
L
E
U
1
U
2
U
2
A
F

B
π
a.
t
0
t
I
2
U
D1
t
I
1
2π
U
BF
U
AF
S¬ ®å vμ c¸c ®−êng cong
i
1
i
2
U
d
I
d
khi L=0
t
I

d
khi L=∞
U
2
R
D
U
1
U
d
E
F
A
Th«ng sè cña s¬ ®å
§iÖn ¸p, dßng ®iÖn chØnh l−u vμ ng¾t
®iÖn
dddd
BA2BA1
BA
2ND
d
Dhd
d
Dtb
d
d
d
22
0
2dtb

IU48,1IU
2
74,123,1
2
SS
S
U2.2U
2
I
I;
2
I
I
R
U
I
U.9,0U
22
td.tsinU2
2
1
.2U
≈
+
=
+
=
=
==
=

=
π
=ωω
π
=
∫
π
4.3.2. ChØnh l−u cã ®iÒu khiÓn
T
2
U
1
R
U
2
U
2
T
1
L
H×nh 1.2. S¬ ®å
chØnh l−u c¶ chu k×
víi biÕn ¸p cã trung
tÝnh.
A
B
F
α
1
α

2
α
3
U
d
I
d
t
t
t
t
p
1
p
2
p
3
a.
0
I
1
I
2
U
T1
α
1
α
2
α

3
U
d
I
d
I
1
I
2
t
t
t
t
U
T1
b.
0
I
1
I
2
U
T1
E
L=0
L=∞
Điện áp chỉnh lu
Tải thuần trở
Tải điện cảm
Khi dòng điện liên tục =

U
d
= 0,9 U
2
cos
2
cos1
U.9,0td.tsinU2
2
1
U
22dtb
+
=

=



2
coscos
U.9,0td.tsinU2
2
1
U
22dtb
+
=

=

+


4.3.3. Chỉnh lu có diode xả năng
lợng
Sơ đồ v các đờng cong
T
2
U
1
R
U
2
U
2
T
1
L
D
0
t
1
t
2
t
3
U
d

I
d
I
1
t
t
t
U
T1
b.
I
2
t
0
I
1
I
2
U
T1
I
2
t
I
D0
E
A
B
F
4.3.4. HiÖn t−îng chuyÓn m¹ch

ChØ xÐt chuyÓn m¹ch khi dßng ®iÖn t¶i
liªn tôc
T
2
U
1
R
U
2
U
2
T
1
L
α
1
α
2
α
3
U
d
I
d
I
1
I
2
t
t

t
0
I
1
I
2
I
2
t
I
2
X
1
X
2
X
1
E
A
B
F
4.4. Chỉnh lưucầumộtpha
Chỉnh lưu không điềukhiển
Chỉnh lưu điềukhiển đốixứng
Chỉnh lưu điềukhiển không đối
xứng
4.4.1. Chỉnh lưu không điều
khiển
•Sơđồ
D

4
D
1
U
D
3
L
D
2
R
A
B
F
E
U,i
U
EF
i
d
t¶i R i
d
t¶i RL
π 2π 3π
0
t
NA
+
NK
_
Thông số củasơđồ

• Điệnápvàdòngđiệntảicóhìnhdạng
giống như chỉnh lưucả chu kì vớiBATT,
do đó thông số giống như trường hợptrên
•Mộtsố thông số khác:
•U
d0
= U
d
+ ΔU
BA
+ 2.ΔU
D
+ ΔU
dn
•S
BA
= 1,23 U
d
.I
d
•U
n
= U~
222
0
d
U9,0U
22
td.tsinU2.
2

2
U =
π
=ωω
π
=
∫
π
2
4.4.2. Chỉnh lu cầu điều khiển đối xứng
Sơ đồ, các đờng cong
T
4
T
1
U
T
3
L
T
2
R
A
B
F
E
U,i
U
EF
i

d
i
d
tải R
2 3
0
t
i
T1,2
i
T34

1

2

3
X
1,2
X
3,4