Bộ biến đổi điện áp một chiều

Chương 3

BỘ BIẾN ĐỔI
ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU

1


Bộ biến đổi điện áp một chiều
Giới thiệu:
 Còn gọi là bộ chopper
 Ngõ vào: điện áp DC cố định
 Ngõ ra: điện áp DC thay đổi được
 Dùng trong các bộ nguồn đóng ngắt (switching power supply),
trong các ứng dụng điều khiển động cơ DC…
Các dạng mạch khảo sát trong chương này:
 Bộ biến đổi một chiều kiểu giảm áp (Bộ giảm áp)
 Bộ biến đổi một chiều kiểu tăng áp (Bộ tăng áp)
 Bộ biến đổi một chiều kép
- Kiểu đảo dòng,
- Kiểu đảo áp,
- Dạng tổng quát
2


Bộ biến đổi điện áp một chiều
Ví dụ ứng dụng: sơ đồ khối bộ ổn áp DC dùng bộ biến đổi điện áp một
chiều

Nguồn
xoay chi ều

Chỉnh
l ưu

Điện áp dc
(không ổn định)

Tụ lọc

Điện áp dc
(không ổn định)

Bộ biến đổi
điện áp DC

Nguồn
acquy

3

Điện áp dc
( ổn định)

Tải


Điều khiển bộ biến đổi điện áp một chiều
ut

U

Ut

U
Ut

T1

T2
T

Nguyên lý hoạt động của một bộ biến đổi điện áp một chiều

4


Điều khiển bộ biến đổi điện áp một chiều
U t* (t/h đặt)

uđk

U t (t/h
hồi tiếp )

Bộ so sánh

vustp

(sóng răng cưa)
a. Nguyên lý mạch tạo tín hi ệu PWM

vustp

(sóng răng cưa)
uđk
Up

uđk > up
Tín hi ệu
đi ều khi ển
khóa bán
dẫn
T1
T2

uđk < up

T

b. D ạng sóng ngõ vào và ngõ ra của bộ so sánh

Nguyên lý mạch điều rộng xung (PWM)

5

Tín hiệu
đi ều khi ển
khóa bán
dẫn

Bộ giảm áp

6


Bộ giảm áp
Chếđộ dòng liên tục:
 Điện áp ra ut có dạng xung
 Giá trị trung bình của điện áp ngõ ra:
T
UT + 0T2
T
1
U t = ∫ ut .dt = 1
= U 1 = Uγ
T 0
T
T
T1
: duty ratio (tỉ số điều chế)
T
T1
0 ≤ γ = ≤1 ⇒
0 ≤ Ut ≤ U
T
 Dòng trung bình ngõ ra:

γ=

It =

Ut − E
R

7


Bộ giảm áp
Chếđộ dòng gián đoạn:
 Tính thời gian S dẫn qua công thức:
t2

U
= τ. ln 
 E


 T1

e τ − 1  + 1 , τ = L


R




 Điện áp trung bình ngõ ra:
Ut = U .

T1
T − t2
t
+ E.
= U .γ + E .(1 − 2 )
T
T
T

8


Bộ giảm áp
Góc phần tư làm việc

9


Bộ tăng áp

10