CHƯƠNG 4 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU

CHƯƠNG 4

BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU


BOÄ GIAÛM AÙP

uS

uV0


BỘ GIẢM ÁP

Chức năng: Dùng để điều khiển điện áp trên tải z với giá trò trung
bình điện áp trên tải Uz nhỏ hơn điện áp U của nguồn .


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


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 T1, thời gian ngắt khóaT2, chu kỳ đóng ngắt
T = const


BỘ GIẢM ÁP

Khi S đóng trên tải xuất hiện điện áp uz = U , dòng tải iz = is tăng theo
hàm mũ ( thời gian đóng T1 )

Sau khi S ngắt , dòng iz liên tục . Do tác dụng của cảm kháng L dòng
tiếp tục đi qua V0 và ta có iz = iV0 . Dòng giảm theo làm mũ. Nếu
trong thời gian bò ngắt dòng không giảm đến 0 thì dòng liên tục . p
trong thời gian ngắt ( T2 ) bằng 0.


BO GIAM AP

Khi S ủoựng :
di Z
+ E =U
R.i Z + L
dt

Nghieọm :

t


U E
iZ =
i Z ( 0) 1 e

R


+ i Z ( 0)

BO GIAM AP

Khi S ngaột :
diZ
+E =0
R.iZ + L
dt

Nghieọm :

t T1


E

iZ = iZ (T1 ) 1 e + iZ (T1 )
R




BO GIAM AP

Trũ trung bỡnh :
T1

1
T1
U z = Udt = U = zU

T
T 0
Trũ trung bỡnh doứng taỷi :

UZ E
IZ =
R


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


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 )


BOÄ TAÊNG AÙP

BỘ TĂNG ÁP

Khi S đóng
-

Không xảy ra hiện tượng ngắn mạch của nguồn U ( nhờ V0 )

-

Uz = 0

-

iz = is 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


BỘ TĂNG ÁP

Khi S ngắt: Dòng liên tục do tác dụng của L, iz = iv0
-

Năng lượng được trả về nguồn qua diode V0

-

Dòng iz giảm theo hàm mũ

-

Trong thời gian S bò ngắt dòng không giảm về 0 thì iz 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


BO TAấNG AP

S ủoựng :

di Z
R.i Z + L
=E
dt
Nghieọm
t


E

iZ = iZ (0) 1 e

R


+ iZ ( 0 )




BO TAấNG AP

S ngaột :

diZ
R.i Z + L
= E U
dt
Nghieọm
t T1


E U
iZ =
iZ (T1 ) 1 e

R

+ iZ (T1 )




BỘ TĂNG ÁP

Trò trung bình áp tải :

T2
U Z = U = (1 − z )U
T
Trò trung bình dòng tải:
E − UZ
RI Z + U Z = E ⇒ I Z =
R


BOÄ ÑAÛO DOØNG
NG


BỘ ĐẢO DÒNG
NG

Cho phép dòng tải đảo chiều – làm việc được trong hai góc ¼
mặt phẳng điện UzIz.
Hai công tắc S1 và S2 được kích theo quy tắc đối nghòch và tỷ
lệ với tỷ số đóng z.

Trò trung bình áp tải :

U Z = z.U
Dòng tải luôn liên tục có trò trung bình dương hoặc âm :
UZ − E
IZ =
R


BOÄ ÑAÛO AÙP


BỘ ĐẢO ÁP

Cho phép áp tải đảo chiều – làm việc được trong hai góc ¼
mặt phẳng điện UzIz.
Hai công tắc S1 và S2 được kích theo quy tắc tỷ lệ với tỷ số
đóng z.
Trò trung bình áp tải :

U Z = (2z − 1).U


BOÄ TOÅNG
NG QUAÙT


BỘ TỔNG
NG 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
nghòch.
Trò trung bình áp tải :

U Z = (2z − 1).U


PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN

1. Điều khiển với tần số đóng cắt khóa không đổi
2. Điều khiển theo dòng điện