Bài tập chỉnh lưu điện tử công suất

Bài 1:
Cho mạch chỉnh lưu bán kỳ 1 pha, điện áp nguồn xoay chiều hình sin có giá trị
hiệu dụng là 120 V, 60 Hz. Tải thuần trở có giá trị 5Ω. Tính:
a. Dòng điện tải trung bình?
b. Công suất trung bình trên tải?
c. Hệ số công suất của mạch chỉnh lưu?
Bài giải:
a. Dòng điện tải trung bình:
Giá trị biên độ đỉnh của điện áp nguồn: Um = 120√2 = 169.7 V
IO =

VO Vm
=
=
R πR

2 (120)
=10.8 A
5π

b. Công suất trung bình trên tải:
Giá trị điện áp hiệu dụng trên tải được tính:
Vrms =

π
V
1
(Vm sin θ ) 2 dθ = m = 84,9 V
∫
2π 0
2

Công suất trung bình trên tải:
V 2 rms
P=
=1440W
R

c. Hệ số công suất của mạch chỉnh lưu:
Dòng điện hiệu dụng trên tải:
I rms =

Vm
= 17 A
(2 R)

Hệ số công suất của mạch chỉnh lưu:
pf =

P
P
1440
=
=
= 0.707
S Vrms I rms (120)(17)


Bài 2:
Cho mạch chỉnh lưu bán kỳ 1 pha, có R = 100Ω , L = 0.1 H, ω =377 rad/s và
Vm = 120 V. Tính:

a. Biểu thức dòng điện trong mạch?
b. Dòng điện trung bình trong mạch?
c. Dòng điện hiệu dụng trong mạch?
d. Công suất trung bình trên tải RL?
e. Hệ số công suất của mạch chỉnh lưu?
Bài giải:

[

]

0.5

Z = R 2 + (ωL) 2 = 106.9Ω.
θ = tan −1 (ωL / R ) = 20.7o =0.361 rad.
ωτ = ωL / R = 0.377 rad.

a. Biểu thức dòng điện trong mạch:

[

]

Vm
sin(ωt − θ ) + sin(θ )e −ωt / ωτ
Z
i (ωt ) = 0.36 sin(ωt − 0.361) + 0.331e −ωt / 0.377
i (ωt ) =

với 0 ≤ ωt ≤ β

(A)

Ngoài ra, ta có:
sin( β − 0.361) + 0.331e − β / 0.377 = 0
Từ đây ta tìm được: β = 3.5 rad hoặc 201o
b. Dòng điện trung bình trong mạch:
Io =

β

1
1
i (ωt )d (ωt ) =
∫
2π o
2π

∫ [0.936 sin(ωt − 0.361) + 0.33e

3.5

−ωt / 0.377

]d (ωt ) = 0.308 A

0

c. Dòng điện hiệu dụng trong mạch:
I rms =

1
2π

∫ [0.936 sin(ωt − 0.361) + 0.33e

3 .5

] d (ωt )

−ωt / 0.377 2

0

tải RL:
P = I 2 rms R = (0.474) 2 (100) = 22.4 W

d. Hệ số công suất của mạch chỉnh lưu:
pf =

P
P
22.4
=
=
= 0.67
S Vrms I rms (100 / 2 )(0.474)

= 0.474 A
Công suất trung bình trên