Tài liệu Chương 5: Bộ biến đổi áp một chiều pdf

Bài ging tóm tt mơn in t cơng sut 1
Trang
5 /
B bin đi áp mt chiu

© Hunh Vn Kim
<BT5.1.1>:
[
]
[
]
R
E
R
V
R
E
R
V
R
E
R
V
I −+⋅α=−α=−
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
=
σα−σ
σ−
σα−
σ−σ+−
σα−σα+−
221
21
211
211
1
2
22
.
)/(
)/.(
)/(
)/(.
max

tương tự :
[
]
R
E
R
V
I −−α=
σ
α
−
σ
2
1
.
min
,
suy ra
[
]
(
)
α−α=σα=Δ
α
−
1
22
1
L
T
V
R
V
I
.
.
.
vì
τ
= L/R
Bài tậpï 4.2
: Biện luận chế độ dòng điện BBĐ
làm việc ¼ mặt phẳng tải theo sức phản điện E và α :
Khi t
ON
giảm hay E tăng, dòng điện giảm. Với
t
ON
= t
GH
,ứng với
α
gh
= t
GH
/ T, ta có trường hợp giới
hạn giữa dòng liên tục và gián đoạn khi I
min
= 0. Khi
t
ON
< t
GH
hay E tăng, dòng gián đoạn và ngược lại.
Khi I
min
= 0, <BT5.1.1> cho ta phương trình:

()
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
σα−σ
−α≈
−
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
==
σ
σ⋅α
2
1
1
1
gh
ghgh
gh
e
e
q
V
E
gh
.
Hình 5.1.5 cho ta quan hệ q
gh
(
α
gh
) với
σ
là
thông số,
Hình 5.1.5: Biện luận dòng
gián đoạn (tính toán chính
xác)
biểu thức gầøn đúng áp dụng khi
σ
= T
/ τ
<< 1.
Cùng
α
gh
,
σ
khi q > q
gh
dòng sẽ gián đoạn. Và ngược lại, cùng giá trò
σ,
q
khi
α
<
α
gh
, dòng cũng sẽ gián đoạn.

Bài tậpï 4.3: Tìm bề rộng xung t
X
của BBĐ làm việc ¼ mặt phẳng tải, tải RL
trong chế độ dòng điện gián đoạn: (hình 5.1.4)
<5.1.3> với I
bđ
= 0 cho ta
(
)
τ
−
−
−=
/
max
on
t
R
E
V
eI 1
. Thế kết quả này vào
<5.1.6>, để ý phải thay T bằng t
X
vì đây là dạng xung của dòng gián đoạn, kết quả
nhận được:

(
)
[
]
{
}
ασ−
−
ασ
−+⋅⋅τ=

ln eet
E
E
V
x
11

Thử lại: với
τ
= 0.01 giây, T = 100 microgiây, t
ON
= 30 microgiây, E = 44 V,
V = 100 V, tính được t
X
= 68 microgiây, cùng kết quả với <5.1.13>, để ý
τ
= L/R.
2. Khảo sát bộ biến đổi làm việc hai phần tư mặt phẳng tải I và II:
Trong hình 5.1.2.(b), hai ngắt điện bán dẫn một chiều làm việc ngược pha
nhau: khi S1 đóng, S2 ngắt và ngược lại. Ký hiệu:

21 SS =

Như vậy, các ngắt điện S1, S2 và diod D1, D2 cho phép dòng tải i
O
chảy
theo hai chiều, trong khi áp ra chỉ có thể dương: bộ biến đổi có thể làm việc ở
H
c kì 2 nm hc 2004-2005

Trang
6 /
B bin đi áp mt chiu http://www.khvt.com

phần tư thứ nhất và hai.
Việc đóng ngắt đảo pha hai ngắt điện mắc nối tiếp không dễ dàng trong thực
tế khi ta để ý thời gian turn on của ngắt điện bán dẫn bao giờ cũng bé hơn thời
gian turn off. Khi đó có thể xảy ra ngắn mạch nguồn tạm thời khi ngắt điện turn off
chưa kòp OFF trong khi ngắt điện turn on đã ON (sự trùng dẫn). Để tránh hiện
tượng này ta cần thêm vào một khe thời gian đủ lớn (phụ thuộc vào loại ngắt điện)
cả hai ngắt điện đều khoá làm trung gian cho quá trình chuyển mạch.
Khảo sát bộ biến đổi như với sơ đồ
làm việc một phần tư cho ra cùng kết quả,
các công thức từ <5.1.1> đến <5.1.11> đều
có thể áp dụng. Nhưng các dòng điện đều
có thể lớn hay nhỏ hơn zero, suy ra không
có chế độ dòng gián đoạn.
Các dạng dòng áp được vẽ trên hình
5.1.6 :
Dạng dòng i
O
hình (a) tương ứng với
trường hợptrò trung bình dòng ra Io >> 0.
Diod D1

Hình 5.1.6: Các trường hợp dòng
điện của BBĐ làm việc nhiều hơn ¼
mặt phẳng tải
và ngắt điện S2 không có dòng, thực tế mạch hoạt động như bộ biến đổi một phần
tư.
Dạng dòng (b) xảy ra khi sức phản điện tải E xấp xỉ trò trung bình áp ra Vo,
trò trung bình tiến về 0 và cả 4 linh kiện công suất đều tham gia dẫn điện.trong
từng giai đoạn như trên hình.
Dạng dòng ( c) xảy ra khi trò trung bình dòng ra Io << 0. Chỉ có D1 và S2
làm việc.
Vì
o
R
E
V
o
VEI
o
>⇒<=
−
0
. Khi S2 đóng, dòng i
O
qua R, L, S2 về E có
biên độ tăng dần. Cuộn dây được nạp năng lượng. Khi S2 ngắt, dòng qua L không
thay đổi tức thời phóng qua D1 về nguồn. Như vậy tải E dù có sức điện động bé
hơn nguồn V nhưng vẫn có thể đưa năng lượng về nguồn nhờ bộ biến đổi áp một
chiều khi có trò số trung bình áp ra Vo thích hợp (Vo < E).
Ví dụ 4.2
: Khảo sát BBĐ áp một chiều hình 5.1.2 (b) vói nguồn V = 100 volt,
sức điện động tải E = 40 volt, R = 5 ohm, L = 1 mH, T = 100 micro giây. Vẽ dạng
dòng ra trong các trường hợp độ rộng xung tương đối
α
lần lượt là 0.5; 0.3; 0.2.
a.
α
= 0.5.
Δ
I = 100*0.0001*0.5(1 – 0.5)/(2*0.001)= 1.25 ampe.
Trung bình áp ra Vo = 0.5*100 = 50 volt => Io = (50 – 40)/5 = 2 ampe.
Bài ging tóm tt mơn in t cơng sut 1
Trang
7 /
B bin đi áp mt chiu

© Hunh Vn Kim
Vậy Imin = 2 – 1.25 = 0.75 ampe; . Imax = 2 + 1.25 = 3.25 ampe, tương ứng
với trường hợp dòng điện dạng (a) của hình 5.1.6.
b.
α
= 0.4
Δ
I = 100*0.0001*0.4(1 – 0.4)/(2*0.001)= 1.2 ampe.
Trung bình áp ra Vo = 0.4*100 = 40 volt => Io = (40 – 40)/5 = 0 ampe.
Vậy Imin = 0 – 1.2 =– 1.2 ampe; . Imax = 0 + 1.2 = 1.2 ampe, tương ứng với
trường hợp dòng điện dạng (b) của hình 5.1.6.
b.
α
= 0.3
Δ
I = 100*0.0001*0.3(1 – 0.3)/(2*0.001)= 1.05 ampe.
Trung bình áp ra Vo = 0.3*100 = 30 volt => Io = (30 – 40)/5 = – 2 ampe.
Vậy Imin =– 2 – 1.05 =– 3.05 ampe; . Imax =– 2 + 1.05 = – 0.95 ampe,
tương ứng với trường hợp dòng điện dạng (c) của hình 5.1.6.
BBĐ tăng áp:
BBĐ áp một chiều làm việc 1 phần tư chỉ
có thể cung cấp áp ngỏ ra bé hơn áp nguồn nên
còn có tên gọi là BBĐ giảm áp.
Xét BBĐ hai phần tư hình 5.1.2.b, khi làm
việc ở phần tư thứ II, chỉ có S2 và D1 làm việc
(vẽ lại trên hình 5.1.7). Năng lượng của sđđ tải E
được trả về nguồn ( i
O
< 0 ) nhưng ta vẫn
có trung bình áp ra V
O
bé hơn áp nguồn V. Sơ đồ
hình 5.1.7 được gọi là BBĐ tăng áp, khi
V
o
i
o
v
S2
D1
+
E
R
L
_

Hình 5.1.7: BBĐ tăng áp
áp của phiá cung cấp (áp tải) V
O
bé hơn áp nguồn V (phía nhận).
Ở BBĐ tăng áp, ta đònh nghiã t
ON
là thời gian dẫn điện của S2, công thức
tính trò trung bình V
O
sẽ thay đổi, tương ứng với việc thay thế α bằng (1 - α) trong
<5.1.8>
Ta có V
O
= V

.(1 - α) <5.1.8*>
dòng qua tải I
O
= (V
O
– E)/R < 0 tương ứng V
O
< E.
Cần lưu ý <5.1.8*> chỉ đúng khi dòng tải i
O
liên tục, nhờ vào khả năng tích
trữ năng lượng ở dạng dòng điện của tự cảm L. Không có sức điện động cảm ứng
của L, dòng không thể chạy từ tải E có điện áp bé về nguồn V lớn được.
BBĐ tăng áp là một sơ đồ trong nhóm BBĐ áp một chiều dạng FLYBACK,
có khả năng tăng-giảm áp với tự cảm L được xem như là một thành phần của
BBĐ.
3. Khảo sát bộ biến đổi làm việc bốn phần tư mặt phẳng tải:
Hình 5.1.2.(c) cho ta sơ đồ cầu của bộ biến đổi làm việc bốn phần tư mặt
phẳng tải. Ta cũng có thể sử dụng sơ đồ với hai nguồn như hình 5.1.8. Trong sơ đồ
H
c kì 2 nm hc 2004-2005

Trang
8 /
B bin đi áp mt chiu http://www.khvt.com

cầu, các ngắt điện S1, S4 cung cấp điện áp dương và các ngắt điện S2, S3 cung
cấp điện áp âm cho tải. Các diod song song ngược với ngắt điện đảm bảo dòng
điện lưu thông hai chiều. Có thể lý luận tương tự để chứng minh khả năng làm
việc ở bốn phần tư mặt phẳng tải của sơ đồ sử dụng hai nguồn: S1 cung cấp điện
áp dương cho tải và điện áp âm bằng S2.
Các sơ đồ làm việc 4 phần tư mặt phẳng tải dùng
để cung cấp cho tải:
- áp đảo chiều (làm việc ở phần tư I hay III)
- dòng và áp đảo chiều (làm việc I, II hay III, IV)
- dòng và áp có dấu bất kỳ phụ thuộc yêu cầu.
tương ứng với nhiều cách điều khiển các ngắt
điện bộ biến đổi. Có hai cách chính:
- Điều khiển chung hay hoàn toàn:
3241 SSSS ===
. Khi đó dạng áp ra luôn có hai cực
tính: v
O
dương khi S1 đóng và âm khi S1 ngắt – dạng
sóng hình 5.1.9.(a), nhưng áp ra là dạng
V
Vo
i
o
V
S1
S2
D1
D2
_
+

Hình 5.1.8: BBĐ làm
việc bốn phần tư mặt
phẳng tải, sơ đồ hai
nguồn
xung có biên độ thay đổi trong khoảng –V đến +V, làm cho nhấp nhô dòng điện
tăng gấp đôi so với dạng xung một cực tính 0 V:

()
2
1
II
VT
L
I
α
α
−
Δ= = −
max min
<5.1.14>
với α = t
ON
/T; t
ON
là thời gian ON của S1, S4.
Phương án điều khiển chung cho phép thay đổ liên tục áp ra từ âm sang
dương khi thay đổi độ rộng xung tương đối t
ON
/T :

(
)
(
)
1
21
oon on
T
VVtVTtV
α
=⋅−−= −
⎡⎤
⎣⎦
<5.1.15>
Dòng tải có thể dương hay âm phụ thuộc vào tương quan giữa trung bình áp
ra V
O
và sđđ tải E (theo nguyên lý xếp chồng).

O
O
VE
I
R
−
=

- Điều khiển riêng hay không hoàn toàn: Mỗi lúc chỉ đóng ngắt một trong
hai nhóm S1, S4 cung cấp áp dương và S2, S3 cung cấp áp âm cho tải - dạng sóng
áp ra tải thuần trở được vẽ trên hình 5.1.9.(b).
Phương án điều khiển riêng cung cấp
xung một cực tính cho áp ra. Công thức tính
toán như trường hợp BBĐ một phần tư. Có
thể thấy dễ dàng rằng BBĐ cung cấp áp đảo
chiều, làm việc ở phần tư I hay III phụ thuộc
vào cặp ngắt điện làm việc và như vậy cách
Hình 5.1.9.(a) dạng sóng áp ra
Bài ging tóm tt mơn in t cơng sut 1
Trang 9 / B bin đi áp mt chiu © Hunh Vn Kim
tính toán sẽ giống như ở khảo sát BBĐ một
phần tư.
Ưu điểm của cách điều khiển này là
nhấp nhô dòng, áp ra bé hơn, sơ đồ điều
khiển đơn giản.
Ngoài việc dòng tải không thể đảo
chiều, sơ đồ điều khiển cần có tín hiệu chọn
dấu cho điện áp ra (tương ứng với chọn nhóm
ngắt điện làm việc). Điều này sẽ làm hệ
thống không làm việc được hay tác động
chậm quanh điểm áp ra bằng không.
Trong thực tế có nhiều sơ đồ điều khiển
khác nhau nằm giữa hai nguyên lý điều khiển
trên, dấu hiệu để phân nhóm là điều khiển
riêng luôn yêu cầu
ĐK chung
Hình 5.1.9.(b) dạng sóng áp ra ĐK
riêng
tín hiệu chọn cực tính áp ra trong khi điều khiển chung luôn luôn có thể thay đổi áp
ra liên tực
quanh giá trò 0 volt.
4. Khảo sát sơ đồ hình 5.1.2.b1
tải RLE: Bộ biến đổi làm việc hai
phần tư I và IV.
Các ngắt điện S1 và S4 cùng
đóng và cùng khóa với độ rộng xung
tương đối
α
= t
on
/T.
Khi để ý ngắt điện bán dẫn chỉ
dẫn điện một chiều, dòng qua tải chỉ có
thể là chiều + quy ước: i
O

≥
0 .
t
V
i
o
on
t
T
S1, S4 D2, D3
Tx
E
hình 5.1.10: áp, dòng BBĐ hình 5.1.2.b1
khi dòng gián đoạn
S1, S4 dẫn điện: v
O
= V > 0
S1, S4 khóa: Năng lượng tích trử trong L cho phép tải phóng điện về nguồn
qua các diod D2 và D3: áp ra v
O
= - V < 0.
Như vậy bộ biến đổi có dạng áp ra
±
V, tuỳ thuộc vào tương quan thời gian
giữa xung áp dương và âm mà áp ra có thể dương hay âm (hình 5.1.10).
Tính toán mạch khi dòng tải liên tục
:
Khi có tải thích ứng, dòng tải liên tục: i
O
tăng trong khoảng t
on
và giảm
(chưa bằng 0) trong thời gian còn lại của chu kỳ.Vậy ta có dạng áp, dòng của BBĐ
4 phần tư và trung bình áp ra được tính theo <5.1.15> và nhấp nhô dòng tính bằng
<5.1.14>. Trò trung bình dòng vẫn là I
O
= (V
O
– E)/R. Luôn nhớ là dòng ra i
O

Hc kì 2 nm hc 2004-2005

Trang 10 / B bin đi áp mt chiu http://www.khvt.com
chỉ có thể dương, khi I
O
giảm, dòng có xu hướng tiến đến gán đoạn.
Khi dòng gián đoạn, các tính toán trỡ nên phức tạp hơn.
Bài tập: Tìm điều kiện để có áp ra V
O
< 0, điều kiện để có dòng liên tục.
5. Khảo sát sóng hài áp dòng trên tải RLE:
a. Sóng hài điện áp
:
Có thể phân làm hai trường hợp: dòng liên tục và gián đoạn. Khi dòng liên
tục, dạng áp ra chỉ phụ thuộc độ rộng xung tương đối
α
. Khi dòng gián đoạn, dạng
áp ra còn phụ thuộc sức phản điện E. Tuy nhiên chỉ cần khảo sát trường hợp dòng
điện gián đoạn, trường hợp dòng liên tục tương ứng với t
X
= T . Khai triển
Fourier cho dạng áp ra v
O
hình 5.1.3.c :

()
(
)
[
]
()
TwBAtgBAV
nwtVVnwtBnwtAVv
nnnnnn
n
nno
n
nnoo
//
sincossin
π==θ+=
θ++=++=
−
∞
=
∞
=
∑∑
2
122
11
và ,
với

Vo được tính bằng <5.1.12>; A
n
, B
n
có thể tích phân theo dạng sóng v
O
hình 5.1.3.c, khi để ý chu kỳ T tương ứng với 2
π:

⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⋅⋅+⋅⋅=⋅⋅=
∫∫∫
π
π⋅
π⋅
π
π
π
2
2
2
0
1
2
0
1
Tt
Tt
on
x
on
dwtnwtEdwtnwtVdwtnwtvA
/
/
sinsinsin


()()
(
) ()
x
n
E
on
n
V
nx
n
E
on
n
V
n
nwtnwtBnwtnwtA sinsin;coscos
ππππ
−=−−−=

11

<5.1.16a>
Biên độ và độ lệch pha của sóng hài bậc n ở trường hợp dòng liên tục t
X
=
T là:

()
[]
ononon
n
V
n
nwtnwttgnwtV
cos/sin;cos
−=θ−=
−
π
11
12
n

<5.1.16b>
b. Sóng hài dòng điện tải RLE
:
Sóng hài dòng điện tải RLE được tính khi áp dụng nguyên lý xếp chồng, như
đã khảo sát trong chương chỉnh lưu ĐK pha (mục IV.3.6 ).
6. Sự làm việc song song các bộ biến đổi:
Tương tự như ở bộ nguồn chỉnh lưu, sử dụng song song các bộ biến đổi có 2
tác dụng:
- Tăng công suất ngỏ ra thay vì nối song song các ngắt điện để tăng công
suất BBĐ.

Khi công suất tải lớn vượt quá khả năng của các ngắt điện có sẵn, việc song
Bài ging tóm tt mơn in t cơng sut 1
Trang 11 / B bin đi áp mt chiu © Hunh Vn Kim
song nhiều ngắt điện để đáp ứng công suất thiết kế tuy đơn giản nhưng có nhiều
hạn chế: mạch phức tạp, sản xuất đơn chiếc, hệ số an toàn khi tính chọn ngắt điện
tăng Việc song song nhiều bộ biến đổi cung cấp cho một tải tuy phức tạp về
nguyên lý nhưng sẽ có nhiều ưu điểm về kỹ thuật như: module hoá thiết kế, sử
dụng tối ưu linh kiện, cho phép ứng dụng nhiều thuật toán điều khiển để tăng chất
lượng ngỏ ra cũng như khả năng sử dụng nguồn
Hình 5.1.11a cho ta sơ đồ hai BBĐ cung cấp cho một tải, hai BBĐ thường có
thông số hoạt động giống nhau: cùng V
O
, khả năng tải dòng nhưng làm việc lệch
pha ½ chu kỳ. Chúng được nối chung ngỏ vào và chung ngỏ ra qua các cuộn kháng
có nhiệm vụ rơi phần áp chênh lệnh xoay chiều. Mỗi BBĐ sẽ dẫn ½ dòng tải.
p trung bình trên tải: v
01
= v
02
(wt – π) => V
01
= V
02
= V
0

Áp trên cuộn kháng L: v
L
= (v
01
- v
02
)/2 chỉ có các hài bội lẻ 1, 3, 5…
Có thể chứng minh dễ dàng là áp trên tải chỉ có hài bội chẵn, nghiã là sẽ
nhấp nhô ở tần số góc 2w.
BBĐ 1
BBĐ 2
V
TẢI
v
o2
v
o1
v
o
_
+
L
L
Hình 5.1.11a: Hai BBĐ cung cấp cho
một tải

V
BBĐ 1
BBĐ 2
i
n
_
+
L
C

Hình 5.1.11b: Cải thiện dòng nguồn bằng
bộ lọc ngõ vào và điều khiển lệch pha các
BBĐ
- Cải thiện chất lượng dòng, áp ngỏ ra và dòng nguồn cung cấp khi điều
khiển lệch pha các BBĐ.
Ta biết tần số làm việc của
BBĐ càng cao thì các ảnh hưởng
của sóng hài bậc cao lên tải một
chiều càng bé, nhưng tần số hoạt
động của BBĐ bò giới hạn bởi
khả năng của ngắt điện. Như đã
chứng minh ở phần trên, khi điều
khiển lệch pha ½ chu kỳ hai
BBĐ giống nhau nối song song,
nhấp nhô dòng, áp có tần số gấp
đôi tần số làm việc của BBĐ và
như vậy chất lượng dòng, áp ngỏ
Dòng nguồn một BBĐ thực tế (nét nhỏ), gần đúng
(nét đậm)
I
o
dòn
g
n
g
uồn khi làm vie
ä
c son
g
son
g
hai BBĐ
t
t
Hình 5.1.12: Dạng dòng nguồn i
n
của một và
hai BBĐ giống hệt nhau làm việc song song
Hc kì 2 nm hc 2004-2005

Trang 12 / B bin đi áp mt chiu http://www.khvt.com
ra đã được cải thiện.
Khả năng sử dụng nguồn
một chiều cũng được cải thiện
khi các
lệch pha 180
O
.
BBĐ là tải của chúng làm việc lệch pha. Khi đó giá trò hiệu dụng của dòng nguồn
sẽ tiến gần đến gía trò trung bình của chúng hơn. Hình 5.1.12 vẽ dạng dòng cung
cấp cho 1 BBĐ và 2 BBĐ làm việc lệch pha ½ chu kỳ. Dòng nguồn là những xung
hình thang có bề rộng bằng khoảng dẫn của ngắt điện S nhưng ta có thể giả sử
xung dòng có dạng chữ nhật có biên độ là trò trung bình dòng tải để tính toán dễ
hơn khi tự cảm tải L đủ lớn.
Sóng hài bậc cao làm cho ta không tận dụng công suất nguồn điện, có thể
giảm bớt bằng mắc lọc LC ở ngỏ vào như hình 5.1.11b.
V.2 BỘ BIẾN ĐỔI ÁP MỘT CHIỀU LOẠI FLYBACK:
Các bộ biến đổi áp một chiều khi làm nguồn cho các thiết bò điện tử cần có
thêm bộ lọc LC (hay RC khi công suất bé) để áp ra phẳng. Trong các bộ nguồn
xung hiện đại ta hay gặp bộ biến đổi loại flyback, nó cho ra chuỗi xung dòng, qua
trung gian cuộn dây để nạp tụ ngỏ ra thay vì các xung áp như ở BBĐ dạng
FORWARD. Bộ biến đổi áp một chiều xếp vào loại flyback khi chu kỳ hoạt động
gồm hai pha:
Pha 1: Ngắt điện đóng (ON). Cuộn dây được nạp năng lượng từ nguồn, tải
sử dụng năng lượng tích trử trong tụ điện song song ( tụ lọc ngỏ ra ).
Pha 2: Ngắt điện ngắt (OFF). Cuộn dây chuyển (phóng) năng lượng qua tải
và nạp năng lượng vào tụ điện.
Bài ging tóm tt mơn in t cơng sut 1
Trang 13 / B bin đi áp mt chiu © Hunh Vn Kim
v
C
v
L
L
i
C
i
i
s
V
C
v
v
L1
L1
i
C
i
V
n:1
i
L2
L
i
i
s
C
v
C
i
i
L2
V
i
s
V
C
v
C
i
(a)
(b)
(
c
)
(
d
)
+
_
L
Io
D
C
S1
+
_
Io
D
C
S1
T
L1
L2
+
S1
Io
D
C
_
L
S1
S2
D
D
+
_
IoC

Hình 5.2.1: Các sơ đồ BBĐ dạng Flyback:
Như vậy, nguyên tắc hoạt động bộ biến đổi loại FLYBACK đối nghòch với
các bộ biến đổi xung điện áp dạng FORWARD, khi tải được nối nguồn khi ngắt
điện đóng (ON) và sử dụng năng lượng tích trữ khi ngắt điện khóa.
Có 4 sơ đồ được trình bày trên hình 4.8:
(a) Bộ biến đổi đảo cực tính: được dùng cho khảo sát cơ bản vì có số phần tử
là ít nhất.
(b) Sơ đồ tăng giảm áp.
(c) Sơ đồ tăng giảm áp có biến áp.
(d) Sơ đồ tăng áp.
Sơ đồ (a) có số phần tử ít nhất, (b) có cùng hoạt động với (a) nhưng không
đảo cực tính, (c) tương tự nhưng sử dụng biến áp và (d) tăng áp.
BBĐ tăng áp đã được khảo sát ở mục V.1.2 là trường hợp riêng của sơ đồ
hình (d), khi biến áp tự ngẫu chỉ còn lại cuộn dây sơ cấp.
V.3 MẠCH TẮT SCR:
Ngoài họ transistor hay GTO có thể đóng ngắt theo mạch lái các ngắt điện
đã tìm hiểu ở chương 1, ta có thể sử dụng SCR làm ngắt điện bán dẫn làm việc với
điện một chiều khi sử dụng thêm mạch phụ, gọi là mạch tắt SCR. Cũng giống như
ở chỉnh lưu, quá trình tắt SCR còn được gọi là quá trình đảo lưu hay chuyển mạch.
Nguyên lý tổng quát của mạch tắt SCR là tạo ra một đường dẫn điện tạm
thời thay thế SCR , làm cho dòng qua nó về không trong thời gian đảm bảo tắt t
q
>
t
off
.
Hc kì 2 nm hc 2004-2005

Trang 14 / B bin đi áp mt chiu http://www.khvt.com
1. Ví dụ mạch tắt SCR: Mạch hai trạng thái bền dùng SCR (hình 5.3.1).
Tại t = 0, kích T1. T1
dẫn điện và C được nạp qua
T1 và R2 đến áp nguồn V với
cực tính như hình vẽ. T2 có
điện áp phân cực là v
C
, bằng
áp nguồn V khi dòng nạp tụ
tiến về 0 .
Khi kích T2, T2 dẫn điện và tụ
điện C đặt áp âm vào T1. T1
không thể dẫn điện và phục
hồi trạng thái
v
CV
+ -
T1 T2
C
R2R1
+
_

Hình 5.3.1: Mạch hai
trạng thái bền dùng SCR
khóa. Tụ điện C được nạp qua R1 đến giá trò áp nguồn V với dấu ngược lại, chuẩn
bò làm tắt T2 khi T1 được kích. Thời gian T1 bò đăït áp âm được gọi là t
q
- thời gian
đảm bảo tắt SCR, cần phải lớn hơn t
off
là thời gian cần thiết cho SCR phục hồi khả
năng khóa.
Như vậy để tắt SCR, người ta có thể dùng tụ điện với điện tích có dấu thích
hợp, tạo đường dẫn điện tạm thời làm cho dòng qua SCR về không trong thời gian
t
q
đủ để SCR phục hồi khả năng khóa.
2. Sơ đồ đảo lưu (chuyển mạch) cứng các SCR.
Việc tắt SCR bằng cách dùng tụ điện đặt áp âm vào AK như ví dụ trên được
gọi là chuyển mạch cứng các SCR.
Để khảo sát ta xem sơ đồ tổng quát hình 5.3.2 với giả thiết dòng tải I
o

không đổi trong thời gian chuyển mạch, V là áp trên tụ trước thời điểm chuyển
mạch. Khi khóa K đóng,
(
)
0==−
TC
vv V
làm T tắt, dòng tải I
o
chuyển qua mạch C.
pt cho v
C
khi chuyển mạch:

Xem chi tiết: Tài liệu Chương 5: Bộ biến đổi áp một chiều pdf