intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Điện tử công suất: Bộ biến đổi điện áp một chiều DC/DC converter (p1) - PGS.TS Lê Minh Phương

Chia sẻ: 5A4F5AFSDG 5A4F5AFSDG | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:37

Thêm vào BST
Báo xấu
375
lượt xem 77
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung chính trong bài giảng "Bộ biến đổi điện áp một chiều DC/DC converter" gồm có: Tổng quan về bộ biến đổi điện áp một chiều, bộ chopper dạng giảm áp (Step-down), bộ chopper dạng tăng áp (Step-up), bộ chopper dạng đảo dòng, bộ chopper dạng đảo áp, bộ chopper dạng tổng quát, transformer Versions of Buck Converter.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Điện tử công suất: Bộ biến đổi điện áp một chiều DC/DC converter (p1) - PGS.TS Lê Minh Phương

  1. 1/21/2013 Ho Chi Minh City University of Technology PGS.TS Lê Minh Phương Khoa Điện –Điện Tử Trường Đại Học Bách Khoa TP HỒ CHÍ MINH Contact info: Address: 268 Lý Thường Kiệt, P.14,Q.10, TP Hồ Chí Minh Telephone: 84-08-38647256 (5722) Mobile: 0988572177 E-mail: lmphuong@hcmut.edu.vn; ivanphuong@yahoo.com 1 Power Electronics ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT PGS.TS Lê Minh Phương Khoa Điện –Điện Tử Trường ĐHBK TPHCM TPHCM 2012 2 1
  2. 1/21/2013 Contents – Nội dung 1. Tổng quan về Điện tử công suất 2. Các linh kiện bán dẫn cơ bản 3. Mô phỏng Matlab-Simulink 4. Bộ chỉnh lưu 5. Bộ biến đổi điện áp xoay chiều 6. Bộ biến đổi điện áp một chiều 7. Bộ nghịch lưu –biến tần 3 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong References 1. MÔ PHỎNG ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT TRONG MATLAB/SIMULINK - Lê Minh Phương, Phan Quốc Dũng – Nhà xuất bản ĐHQG 2011 2. POWER ELECTRONICS HANDBOOK – Muhammad H. Rashid 3. MATLAB/SIMULINK - Mathworks. http://www.mathworks.com/ 4. ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT 1 – Nguyễn Văn Nhờ Nhà xuất bản ĐHQG 4 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 2
  3. 1/21/2013 Power Electronics Chương 5 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU DC/DC CONVERTER PGS.TS Lê Minh Phương Khoa Điện –Điện Tử Trường ĐHBK TPHCM TPHCM 2012 5 Contents – Nội dung 1. Tổng quan về bộ biến đổi điện áp một chiều 2. Bộ chopper dạng giảm áp (Step-down) 3. Bộ chopper dạng tăng áp (Step-up) 4. Bộ chopper dạng đảo dòng 5. Bộ chopper dạng đảo áp 6. Bộ chopper dạng tổng quát 7. Transformer Versions of Buck Converter 1. Buck converter 2. Boost Converter 3. Fly Back Converter 4. Cu’k Converter 6 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 3
  4. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Chức năng Chức năng: điều khiển trị trung bình điện áp một chiều ngõ ra với nguồn một chiều ngõ vào không đổi  U1average=const,I1,f1 U2average=var,I2,f2 DC input DC output f1=0Hz  f2=0Hz 7 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Đặc điểm chung Các linh kiện bán dẫn được điều khiển đóng ngắt hoàn toàn (IGBT, MOSFET, BJT) Power electronic switches are usually implemented with power MOSFETs, IGBTs, MCTs, power BJTs, or GTOs Mật độ công suất lớn Hoạt động ở tần số cao  Hiệu suất cao . Thường sử dụng phương pháp điều khiển PWM 8 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 4
  5. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tổng quan 9 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tổng quan 10 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 5
  6. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tổng quan 11 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tổng quan 12 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 6
  7. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tổng quan 13 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tổng quan 14 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 7
  8. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tổng quan 15 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tổng quan 16 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 8
  9. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Ứng dụng - Điều khiển động cơ điện DC - Dùng làm nguồn DC dạng switching - Ứng dụng trong năng lượng tái tạo (Solar inverter) 17 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Ví dụ ứng dụng - Điều khiển động cơ điện DC - Dùng làm nguồn DC dạng switching - Ứng dụng trong năng lượng tái tạo (Solar inverter) 18 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 9
  10. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Các dạng bộ DC/DC converter DO iS iZ R DC UDC S L uZ E S1 D1 S1 S3 D1 D3 L E iZ E iZ DC UDC R DC UDC R L uZ uZ S4 S4 D4 S2 D2 D4 19 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Các thông số cơ bản Tần số đóng ngắt f (Hz)  Chu ký đóng ngắt T=1/f  Tỷ số thời gian đóng (duty circle) k=T1/T Độ nhấp nhô dòng điện cảm IL; Tần số đóng ngắt cực đại fmax; Điều kiện để dòng điện cảm liên tục; Giá trị điện cảm lớn nhất để dòng điện cảm liên tục; Thành phần nhấp nhô của điện áp và dòng điện tải, THD; Thành phần nhấp nhô của dòng điện nguồn, THD; 20 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 10
  11. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU DC-choppers Để đơn giản hóa việc phân tích, ta giả thiết tải là thuần trở. Khi khóa S đóng trong khoảng thời gian T1, điện áp nguồn xuất hiện trên tải. Khi khóa S ngắt, điện áp trên tải bằng 0. t 1 1 t VO  T  vo dt  1 Vs  ft1Vs  kVs T 0 VO kVs IO   R R 1/2  1 kT  V0 _ RMS    v02 dt   k Vs 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong  0 T  21 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Phương pháp điều khiển Tỷ số thời gian đóng (Duty cycle) được tạo ra bằng các so sánh sóng điều khiển (tham chiếu) vcr và sóng răng cưa vr Vr Vr vr  t Vcr  kT T T Vcr k Vr 22 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 11
  12. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Bô giảm áp - Step-down (Buck) Converter Tải RL 1. Xét trường hợp dòng tải liên tục Hoạt động của bộ giảm áp với tải RL có thể chia làm hai chế độ. Trong chế độ 1, khóa S đóng và dòng điện từ nguồn cung cấp đến tải. Trong chế độ 2, khóa S ngắt và dòng điện tải tiếp tục chạy qua diode Dm Dòng điện tải chỉ có một chiều từ nguồn về tải 23 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tải RL 1. Chế độ 1 (0 ≤ t ≤ t1 (= kT))  t Vs  E    t di Vs  Ri1  L 1  E i1 (t )  I1e   1  e   dt R   24 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 12
  13. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tải RL 1. Chế độ 2 (0 ≤ t ≤ t2 (= (1 – k)T)) t T1 t T1 di2  E  0  Ri2  L E i2 (t )  I 2e   (1  e  ) dt R 25 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Bô giảm áp - Step-down (Buck) Converter Tải RL: Giải các phương trình dòng điện (1 D )T (1 D )T  DT Vs  E  DT  E  I 2  I1e   (1  e  ) I 3  I1  I 2 e   (1  e)  R R  DT   DT  Vs  e   1  E Vs  e   1  E L I1  I min  R  T    R R T   R     R  e 1   e 1     DT    DT  Vs  e   1  E Vs  e   1  E I 2  I max     R   T  R R  T    R   e 1   e 1   26 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 13
  14. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tải RL Vs1  e  kz  e  z  e (1 k ) z I  1  e z Để I đạt giá trị cực đại d (I ) 0 ekz  e(1k ) z  0 dk k=0.5 VsT I max  4L 27 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Gs Tải RL: Khi dòng tải liên tục gT wt 0 T1 T T+T1 2T V0 Vs wt 0 T1 T T+T1 2T i0 I0max I0min wt 0 T1 T T+T1 2T iS1 wt 0 T1 T T+T1 2T VS1 wt 0 T1 T T+T1 2T iD wt 0 T1 T T+T1 2T VD wt 0 T1 T T+T1 2T 28 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong -Vs 14
  15. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tải RL: Khi dòng tải liên tục T T 1 1 1 T V0   T 0 vs dt   T 0 Vs dt  1Vs  kVs T kVs  E I0  R  kT  Vs  ekz  1  E Vs  e   1  E I1  I min   z     R  e  1  R R  T  R   e  1    kT  Vs  e kz  1  E Vs  e   1  E I 2  I max   z    R  e  1  R R   T  R   e 1  29 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Bài tập 4.1 30 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 15
  16. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Bài tập 4.1 Cho bộ biến đổi điện áp một chiều giảm áp. Tải RLE với R=10 , E=50V, L=0.005(H); Nguồn áp ngõ vào bộ biến đổi có giá trị U=200VDC. Bộ biến đổi được điều khiển theo phương pháp tần số đóng cắt khoá không đổi có giá trị là f sw = 1000Hz. Khoá bán dẫn được điều khiển với tỷ số đóng g= 0.75. Mạch ở trạng thái xác lập và dòng tải liên tục 1. Vẽ giản đồ áp tải uz và tính trị trung bình áp tải ứng với g đã cho. 2. Tính dòng Izmax, Izmin; Vẽ giản đồ dòng tải iz, 3. Tính trị trung bình dòng tải 4. Tinh L de dong lien tuc 32 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Bô giảm áp - Step-down (Buck) Converter Tải RL Hoạt động của bộ giảm áp với 1. Xét trường hợp dòng tải gián đoạn tải RL có thể chia làm ba chế độ. Trong chế độ 1, khóa S đóng và dòng điện từ nguồn cung cấp đến tải. Trong chế độ 2, khóa S ngắt và dòng điện tải tiếp tục chạy qua diode Dm Chế độ 3, dòng điện bằng 0 33 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 16
  17. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tải RL 1. Chế độ 1 (0 ≤ t ≤ t1 (= kT)) I1=0 I1 I3 t2 Vs  E Vs  Ri1  L di1 E i1 (t )  R  1  etR / L  dt Vs  E V E kT     i1 (kt )  I 2  1  e kz  s 1  e   34 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong R R   BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tải RL 2. Chế độ 2 (0 ≤ t ≤ t2 (= (1 – k)T)) I1 I3 t2 di2 0  Ri2  L E dt i2(t = t2) = I3 = I1 = 0 i2 (t )  I 2etR / L  E (1  etR / L ) L   Vs  E     t1 R t2  ln 1    1  e    R   E     35 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 17
  18. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tải RL 1. Chế độ 3 (t2 ≤ t ≤T ) I1 I3 t2 V0  E i0(t ) = 0 36 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tải RL: Khi dòng tải gián đoạn wt 0 T1 T T+T1 2T E Điều kiện để dòng điện tải liên tục 0 T1 T T+T1 2T wt i0  e kz  1 E  wt  z   e 1  V   0 0 T1 T T+T1 2T  s  wt 0 T1 T T+T1 2T  E T  D ln  (e   1)  1 T  Vs  0 T1 T T+T1 2T wt iD wt 0 T1 T T+T1 2T VD 0 T1 T T+T1 2T wt 37 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 18
  19. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tải RL: Khi dòng tải gián đoạn T  tx V0 _ dis  E V0 _ dis  kVs  E  kVs I0  T R Vs  E  kT I1  I min  0 I 2  I max  (1  e  ) R L   Vs  E    1  t t2  ln 1   1  e    R   E     L   1   Vs  E    1    t t tx  ln e    1    1  e    R     E       38 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Tải RL: Khi dòng tải gián đoạn. Tìm tx=t2+t1 t2 t  E 2 RI I3  I 2e   (1  e  )  0  t2   ln(1  2 ) R E Vs  E   DT  Vs  E  1  t  V  E   1  t I2  1  e   1  e   t2   ln 1   s   1  e   R   R     E      V  E   1  t t x  t1  t2  t1   ln 1   s  1  e     E       1   Vs  E   t  1   t  t x  t1  t2   ln e 1    1  e        E        39 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 19
  20. 1/21/2013 BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Bài tập 4.3 Cho bộ biến đổi điện áp một chiều dạng giảm áp . Tải RLE với R=10 , E=50V, L=0.005(H); Nguồn áp ngõ vào bộ biến đổi có giá trị U=200VDC. Bộ biến đổi được điều khiển theo phương pháp tần số đóng cắt khoá không đổi có giá trị là f sw = 500Hz. Khoá bán dẫn được điều khiển với tỷ số đóng D = 0.5. Mạch ở trạng thái xác lập 1. Xác định chế độ làm việc: dòng điện tải liên tục hay gián đoạn 2. Vẽ giản đồ áp tải và dòng điện tải uz 3. Tính trị trung bình áp tải và dòng điện tải ứng với D đã cho. 41 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong BỘ BIẾN ĐỔI ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU Bài tập 4.2 42 1/21/2013 PGS.TS Le Minh Phuong 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2418 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2